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JP5825177B2 - Inorganic film forming composition for multilayer resist process and pattern forming method - Google Patents

Inorganic film forming composition for multilayer resist process and pattern forming method Download PDF

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JP5825177B2 JP2012078445A JP2012078445A JP5825177B2 JP 5825177 B2 JP5825177 B2 JP 5825177B2 JP 2012078445 A JP2012078445 A JP 2012078445A JP 2012078445 A JP2012078445 A JP 2012078445A JP 5825177 B2 JP5825177 B2 JP 5825177B2
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Description

本発明は、多層レジストプロセス用無機膜形成組成物及びパターン形成方法に関する。   The present invention relates to an inorganic film forming composition for a multilayer resist process and a pattern forming method.

半導体装置等の微細化に伴い、より高い集積度を得るために多層レジストプロセスを用いた加工サイズの微細化が進んでいる。この多層レジストプロセスでは、シリコン系無機材料を用いて無機膜を形成した後、レジスト組成物をさらに塗布して無機膜とはエッチング選択比の異なる有機膜であるレジスト膜を形成し、次いで露光によってマスクパターンを転写し、現像液で現像することによりレジストパターンを得る。引き続きドライエッチングによりこのレジストパターンを無機膜に転写し、最終的にドライエッチングによりレジスト下層膜のパターンを被加工基板に転写することにより、所望のパターンが施された基板が得られる(特開2001−284209号公報、特開2010−85912号公報及び特開2008−39811号公報参照)。   Along with the miniaturization of semiconductor devices and the like, miniaturization of processing size using a multilayer resist process is progressing in order to obtain a higher degree of integration. In this multilayer resist process, after an inorganic film is formed using a silicon-based inorganic material, a resist composition is further applied to form a resist film that is an organic film having an etching selectivity different from that of the inorganic film, and then by exposure. The mask pattern is transferred and developed with a developer to obtain a resist pattern. Subsequently, this resist pattern is transferred to the inorganic film by dry etching, and finally the pattern of the resist underlayer film is transferred to the substrate to be processed by dry etching, whereby a substrate having a desired pattern is obtained (Japanese Patent Laid-Open No. 2001). -284209, JP2010-85912A, and JP2008-39811A).

一方、被加工基板をより微細に加工するためにはレジスト膜を薄膜化する必要がある。しかし、シリコン酸化膜等の従来の無機材料を用い、レジスト膜を薄膜化する場合、レジストパターンの消失、型崩れ、曲がり等を生じ、所望のパターンの転写が困難となる不都合がある。   On the other hand, in order to process the substrate to be processed more finely, it is necessary to reduce the thickness of the resist film. However, when a conventional inorganic material such as a silicon oxide film is used to reduce the thickness of the resist film, the resist pattern disappears, loses its shape, bends, and the like, which makes it difficult to transfer a desired pattern.

特開2001−284209号公報JP 2001-284209 A 特開2010−85912号公報JP 2010-85912 A 特開2008−39811号公報JP 2008-39811 A

本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、無機膜上に形成するレジストパターンの形成性及びエッチング選択比に優れ、レジスト膜を薄膜化する場合においても忠実なパターン転写が可能な多層レジストプロセス用無機膜形成組成物、並びにパターン形成方法を提供することである。   The present invention has been made based on the circumstances as described above, and its purpose is excellent in the formability and etching selectivity of a resist pattern formed on an inorganic film, and is faithful even when the resist film is thinned. To provide an inorganic film forming composition for a multilayer resist process capable of pattern transfer, and a pattern forming method.

上記課題を解決するためになされた発明は、
[A]加水分解性基を有する金属化合物、加水分解性基を有する金属化合物の加水分解物及び加水分解性基を有する金属化合物の加水分解縮合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物、
[B]有機溶媒、並びに
[D]架橋促進剤
を含有する多層レジストプロセス用無機膜形成組成物であって、
[A]化合物が、第6族元素、第12族元素及び第13族元素からなる群より選択される少なくとも1種の金属元素(以下、「特定元素」とも称する)を含有し、かつ上記第6族元素、第12族元素及び第13族元素からなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の含有割合が、[A]化合物に含まれる金属元素及び半金属元素の合計量に対し50モル%以上であることを特徴とする多層レジストプロセス用無機膜形成組成物である。
The invention made to solve the above problems is
[A] At least one compound selected from the group consisting of a metal compound having a hydrolyzable group, a hydrolyzate of a metal compound having a hydrolyzable group, and a hydrolysis condensate of a metal compound having a hydrolyzable group ,
[B] an organic solvent, and [D] an inorganic film forming composition for a multilayer resist process containing a crosslinking accelerator,
[A] the compound contains at least one metal element selected from the group consisting of Group 6 element, Group 12 element and Group 13 element (hereinafter also referred to as “specific element”), and The content ratio of at least one metal element selected from the group consisting of Group 6 element, Group 12 element and Group 13 element is 50 with respect to the total amount of metal element and metalloid element contained in [A] compound. It is an inorganic film forming composition for multilayer resist processes, characterized by being at least mol%.

当該組成物は[A]化合物を含有し、かつ上記特定元素の含有割合を上記特定範囲とすることに加えて[D]架橋促進剤を含有することで、加熱等の処理により[A]化合物をより高分子量化することができ、その結果、形成される無機膜と有機膜との間のエッチング選択比を向上することができる。   The composition contains the [A] compound, and in addition to setting the content ratio of the specific element in the specific range, the composition contains the [D] cross-linking accelerator, whereby the [A] compound is obtained by a treatment such as heating. As a result, the etching selectivity between the formed inorganic film and the organic film can be improved.

当該組成物は、[C]水をさらに含有することが好ましい。当該組成物が、[C]水をさらに含有することで無機膜形成反応を促進することができる。   The composition preferably further contains [C] water. When the composition further contains [C] water, the inorganic film forming reaction can be promoted.

本発明のパターン形成方法(以下、「パターン形成方法(I)」とも称する)は、
(1)当該組成物を用い、被加工基板の上側に無機膜を形成する工程、
(2)レジスト組成物を用い、上記無機膜上にレジスト膜を形成する工程、
(3)フォトマスクを介した放射線の照射により、上記レジスト膜を露光する工程、
(4)上記露光されたレジスト膜の現像により、レジストパターンを形成する工程、及び
(5)上記レジストパターンをマスクとした1又は複数回のドライエッチングにより、被加工基板にパターンを形成する工程
を有する。
The pattern forming method of the present invention (hereinafter also referred to as “pattern forming method (I)”)
(1) A step of forming an inorganic film on the upper side of the substrate to be processed using the composition;
(2) a step of forming a resist film on the inorganic film using a resist composition;
(3) a step of exposing the resist film by irradiation with radiation through a photomask;
(4) a step of forming a resist pattern by developing the exposed resist film, and (5) a step of forming a pattern on the substrate to be processed by one or more dry etchings using the resist pattern as a mask. Have.

当該パターン形成方法(I)によると、レジスト膜を薄膜化する場合においてもレジストパターンの消失、型崩れ、曲がり等を抑制でき忠実なパターン転写が可能となる。これにより本発明はより微細な加工サイズが要求されるパターン形成においても好適に適用することができる。   According to the pattern formation method (I), even when the resist film is thinned, disappearance, shape loss, bending, and the like of the resist pattern can be suppressed, and faithful pattern transfer is possible. Accordingly, the present invention can be suitably applied to pattern formation that requires a finer processing size.

当該パターン形成方法は、
(0)被加工基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
をさらに有し、
上記工程(1)において、無機膜を上記レジスト下層膜上に形成することも好ましい。
The pattern forming method is:
(0) forming a resist underlayer film on the substrate to be processed;
Further comprising
In the step (1), it is also preferable to form an inorganic film on the resist underlayer film.

当該組成物は、有機材料と無機材料との間で優れたエッチング選択比が得られることから、無機膜及び有機膜を有するレジスト下層膜を順次、ドライエッチングプロセスを用いてレジストパターンの転写を良好に行うことができる。   Since the composition provides an excellent etching selectivity between the organic material and the inorganic material, the resist underlayer film having the inorganic film and the organic film is sequentially transferred to the resist pattern using a dry etching process. Can be done.

上記工程(2)におけるレジスト組成物は、
[α]酸の作用により解離する酸解離性基を有する重合体(以下、「[α]重合体」とも称する)
を含有し、
上記工程(4)おける現像を有機溶媒現像液で行い、ネガ型のレジストパターンを形成することが好ましい。
The resist composition in the step (2) is:
[Α] Polymer having an acid dissociable group that dissociates by the action of an acid (hereinafter, also referred to as “[α] polymer”)
Containing
It is preferable to carry out development in the above step (4) with an organic solvent developer to form a negative resist pattern.

このように、上記構成とすることで、レジストパターンの膜減りを抑制することができる。その結果、当該パターン形成方法によれば、より忠実なパターン転写が可能となる。   In this way, with the above-described configuration, the film loss of the resist pattern can be suppressed. As a result, according to the pattern forming method, more faithful pattern transfer is possible.

本発明の別のパターン形成方法(以下、「パターン形成方法(II)」ともいう)は、
(1)当該組成物を用い、被加工基板の上側に無機膜を形成する工程、
(2’)ナノインプリントリソグラフィー法により、上記無機膜上にレジストパターンを形成する工程、及び
(5)上記レジストパターンをマスクとした1又は複数回のドライエッチングにより、被加工基板にパターンを形成する工程
を有する。
Another pattern forming method of the present invention (hereinafter also referred to as “pattern forming method (II)”)
(1) A step of forming an inorganic film on the upper side of the substrate to be processed using the composition;
(2 ′) a step of forming a resist pattern on the inorganic film by nanoimprint lithography, and (5) a step of forming a pattern on a substrate to be processed by one or more dry etching using the resist pattern as a mask. Have

また、当該パターン形成方法(II)は、
(0)被加工基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
をさらに有し、
上記工程(1)において、無機膜を上記レジスト下層膜上に形成することも好ましい。
The pattern forming method (II) is:
(0) forming a resist underlayer film on the substrate to be processed;
Further comprising
In the step (1), it is also preferable to form an inorganic film on the resist underlayer film.

当該パターン形成方法(II)によれば、ナノインプリントリソグラフィー法によるレジストパターンの形成を介することによって、忠実なパターン転写が可能となる。   According to the pattern formation method (II), faithful pattern transfer is possible through the formation of a resist pattern by the nanoimprint lithography method.

本発明は、レジストパターンの形成性及びエッチング選択比に優れる多層レジストプロセス用無機膜形成組成物、並びにパターン形成方法を提供することができる。従って、当該組成物を用いた多層レジストプロセスにおいては、有機膜を薄膜化する場合においてもレジストパターンの消失、型崩れ、曲がり等を抑制でき忠実なパターン転写が可能となる。従って、本発明は、今後更に微細化が進行するとみられるLSIの製造、特に微細なコンタクトホール等の形成に極めて好適に使用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide an inorganic film forming composition for multilayer resist process and a pattern forming method that are excellent in resist pattern formability and etching selectivity. Therefore, in the multilayer resist process using the composition, even when the organic film is thinned, disappearance of the resist pattern, deformation of the shape, bending, and the like can be suppressed, and faithful pattern transfer is possible. Therefore, the present invention can be used very suitably for the manufacture of LSI, which is expected to be further miniaturized in the future, particularly for the formation of fine contact holes and the like.

<多層レジストプロセス用無機膜形成組成物>
本発明の多層レジストプロセス用無機膜形成組成物は、[A]化合物、[B]有機溶媒及び[D]架橋促進剤を含有する。また、好適成分として[C]水を含有することができる。さらに、当該組成物は本発明の効果を損なわない限り、その他の任意成分を含有してもよい。当該組成物は、無機膜上に形成するレジストパターンの形成性及びドライエッチング耐性に優れる無機膜を形成することができ、多層レジストプロセスに好適に用いることができる。以下、各成分について詳述する。
<Inorganic film forming composition for multilayer resist process>
The inorganic film forming composition for a multilayer resist process of the present invention contains [A] compound, [B] organic solvent and [D] crosslinking accelerator. Moreover, [C] water can be contained as a suitable component. Furthermore, the said composition may contain another arbitrary component, unless the effect of this invention is impaired. The composition can form an inorganic film excellent in the formability of a resist pattern formed on the inorganic film and the resistance to dry etching, and can be suitably used in a multilayer resist process. Hereinafter, each component will be described in detail.

<[A]化合物>
[A]化合物は、加水分解性基を有する金属化合物、加水分解性基を有する金属化合物の加水分解物及び加水分解性基を有する金属化合物の加水分解縮合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物である。[A]化合物は、第6族元素、第12族元素及び第13族元素からなる群より選択される少なくとも1種の金属元素を含有する。上記第6族元素、第12族元素及び第13族元素からなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の含有割合は、[A]化合物に含まれる金属元素及び半金属元素の合計量に対し50モル%以上であり、70モル%以上が好ましく、90モル%以上がより好ましい。
<[A] Compound>
The compound [A] is at least one selected from the group consisting of a metal compound having a hydrolyzable group, a hydrolyzate of a metal compound having a hydrolyzable group, and a hydrolysis condensate of a metal compound having a hydrolyzable group. A kind of compound. [A] The compound contains at least one metal element selected from the group consisting of Group 6 elements, Group 12 elements and Group 13 elements. The content ratio of at least one metal element selected from the group consisting of the Group 6 element, Group 12 element and Group 13 element is the total amount of the metal element and metalloid element contained in the compound [A]. It is 50 mol% or more, 70 mol% or more is preferable and 90 mol% or more is more preferable.

特定元素としては、例えば
Cr(クロム)、Mo(モリブデン)、W(タングステン)等の第6族元素;
Zn等の第12族元素;
Al(アルミニウム)、Ga(ガリウム)、In(インジウム)、Tl(タリウム)等の第13族元素が挙げられる。
Examples of specific elements include Group 6 elements such as Cr (chromium), Mo (molybdenum), and W (tungsten);
Group 12 elements such as Zn;
Examples include Group 13 elements such as Al (aluminum), Ga (gallium), In (indium), and Tl (thallium).

これらの特定元素のうち、タングステン、アルミニウムが好ましい。[A]化合物としては、上記特定元素の金属アルコキシド、金属カルボキシレート、金属錯体であることが好ましい。   Of these specific elements, tungsten and aluminum are preferable. [A] The compound is preferably a metal alkoxide, metal carboxylate or metal complex of the specific element.

[金属アルコキシド]
上記金属アルコキシドは、アルコールが有するヒドロキシ基の水素原子を特定元素で置換した化合物であり、下記式(1)で表される。
[Metal alkoxide]
The said metal alkoxide is a compound which substituted the hydrogen atom of the hydroxyl group which alcohol has with the specific element, and is represented by following formula (1).

Figure 0005825177
Figure 0005825177

上記式(1)中、Mは、特定元素の原子である。aは、原子Mの価数に対応する1〜7の整数である。Rは、アルコキシ基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数3〜10のシクロアルキル基である。但し、Rが複数の場合、複数のRは同一であっても異なっていてもよい。 In said formula (1), M is an atom of a specific element. a is an integer of 1 to 7 corresponding to the valence of the atom M. R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have an alkoxy group, or a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms. However, when R 1 is plural, a plurality of R 1 may be different even in the same.

上記アルコールとしては、例えば下記式(2)で表される化合物が好ましい。   As said alcohol, the compound represented, for example by following formula (2) is preferable.

Figure 0005825177
Figure 0005825177

上記式(2)中、Rは、上記式(1)におけるRと同義である。 In said formula (2), R < 2 > is synonymous with R < 1 > in said formula (1).

上記Rがアルキル基又はシクロアルキル基である場合の上記式(2)で表される化合物としては、例えばメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、ペンタノール、シクロヘキサノール等が挙げられる。上記Rがアルコキシ基で置換されたアルキル基又はシクロアルキル基である場合の上記式(2)で表される化合物としては、例えばメトキシメタノール、メトキシエタノール、エトキシメタノール、エトキシエタノール、メトキシプロパノール、エトキシプロパノール、プロポキシプロパノール等が挙げられる。 Examples of the compound represented by the above formula (2) when R 2 is an alkyl group or a cycloalkyl group include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, n-butanol, sec-butanol, and pentanol. And cyclohexanol. Examples of the compound represented by the above formula (2) when R 2 is an alkyl group substituted with an alkoxy group or a cycloalkyl group include methoxymethanol, methoxyethanol, ethoxymethanol, ethoxyethanol, methoxypropanol, ethoxy Examples include propanol and propoxypropanol.

[金属カルボキシレート]
上記金属カルボキシレートは、カルボン酸が有するカルボキシ基の水素原子を特定元素で置換した化合物であり、下記式(3)で表される。
[Metal carboxylate]
The said metal carboxylate is a compound which substituted the hydrogen atom of the carboxy group which carboxylic acid has with the specific element, and is represented by following formula (3).

Figure 0005825177
Figure 0005825177

上記式(3)中、M及びaは、上記式(1)と同義である。Rは、有機基である。但し、Rが複数の場合、複数のRは同一であっても異なっていてもよい。 In said Formula (3), M and a are synonymous with the said Formula (1). R 3 is an organic group. However, if R 3 is plural, the plurality of R 3 may be be the same or different.

上記カルボン酸としては、例えば下記式(4)で表される化合物が好ましい。   As said carboxylic acid, the compound represented, for example by following formula (4) is preferable.

Figure 0005825177
Figure 0005825177

上記式(4)中、Rは、上記式(3)におけるRと同義である。 In said formula (4), R < 4 > is synonymous with R < 3 > in said formula (3).

上記式(4)で表される化合物としては、例えば酢酸、トリフルオロ酢酸、2−メチルプロパン酸、ペンタン酸、2,2−ジメチルプロパン酸、ブタン酸、ヘキサン酸、2−エチルヘキサン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、アクリル酸、メタクリル酸、サリチル酸等が挙げられる。   Examples of the compound represented by the above formula (4) include acetic acid, trifluoroacetic acid, 2-methylpropanoic acid, pentanoic acid, 2,2-dimethylpropanoic acid, butanoic acid, hexanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, and octane. Examples include acid, nonanoic acid, decanoic acid, acrylic acid, methacrylic acid, and salicylic acid.

[金属錯体]
上記金属錯体は、特定元素の原子へ加水分解性基が結合した化合物であり、例えば下記式(5)で表されるものが挙げられる。
[Metal complex]
The metal complex is a compound in which a hydrolyzable group is bonded to an atom of a specific element, and examples thereof include those represented by the following formula (5).

Figure 0005825177
Figure 0005825177

上記式(5)中、M及びRは、上記式(1)と同義である。Rは、上記式(3)と同義である。b及びcは、それぞれ独立して0〜7の整数である。但し、b+cは原子Mの価数に対応する。dは、0〜7の整数である。Rは、有機化合物である。但し、Rが複数の場合、複数のRは同一であっても異なっていてもよい。 In the above formula (5), M and R 1 is as defined in the above formula (1). R 3 has the same meaning as the above formula (3). b and c are each independently an integer of 0 to 7. However, b + c corresponds to the valence of atom M. d is an integer of 0-7. R 5 is an organic compound. However, when R 5 is plural, the plurality of R 5 may be the same or different.

上記Rで表される有機化合物としては、例えば下記式(6)で表されるエーテル類が挙げられる。 Examples of the organic compound represented by R 5 include ethers represented by the following formula (6).

Figure 0005825177
Figure 0005825177

上記式(6)中、R及びRは、骨格鎖中に酸素原子を有していてもよい炭素数1〜10の飽和又は不飽和の炭化水素基である。但し、R及びRは、互いに結合して環構造を形成していてもよい。 In said formula (6), R < 6 > and R < 7 > is a C1-C10 saturated or unsaturated hydrocarbon group which may have an oxygen atom in a frame chain. However, R 6 and R 7 may be bonded to each other to form a ring structure.

上記式(6)で表されるエーテル類としては、例えばメチラール、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジアミルエーテル、ジエチルアセタール、ジヘキシルエーテル、トリオキサン、ジオキサン等が挙げられる。   Examples of the ethers represented by the above formula (6) include methylal, diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, diamyl ether, diethyl acetal, dihexyl ether, trioxane, dioxane and the like.

上記Rで表される有機化合物としては、例えば下記式(7)又は式(8)で表されるケトン類等が挙げられる。 Examples of the organic compound represented by R 5 include ketones represented by the following formula (7) or formula (8).

Figure 0005825177
Figure 0005825177

上記式(7)及び(8)中、R及びR10は、それぞれ独立して骨格鎖中にケト基を有していてもよい炭素数1〜10の飽和又は不飽和の炭化水素基である。R及びR11は、それぞれ独立して炭素数1〜10の飽和又は不飽和の炭化水素基である。 In the above formulas (7) and (8), R 8 and R 10 are each independently a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may have a keto group in the skeleton chain. is there. R 9 and R 11 are each independently a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.

上記式(7)又は(8)で表されるケトン類としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、メチルシクロヘキシルケトン、ジエチルケトン、エチルブチルケトン、トリメチルノナノン、アセトニルアセトン、メシチルオキシド、シクロヘキサノン、ダイアセトンアルコール(4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン)、アセチルアセトン(2,4−ペンタンジオン)、2,4−トリフルオロペンタンジオン、2,4−ヘキサフルオロペンタンジオン、エチルアセトアセテート、2,2,6,6−テトラメチル‐3,5−ヘプタンジオン、1,3−ジフェニル‐1,3−プロパンジオン、1−フェニル‐1,3−ブタンジオン等が挙げられる。   Examples of the ketones represented by the above formula (7) or (8) include acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, methyl cyclohexyl ketone, diethyl ketone, ethyl butyl ketone, trimethylnonanone, Acetonylacetone, mesityl oxide, cyclohexanone, diacetone alcohol (4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone), acetylacetone (2,4-pentanedione), 2,4-trifluoropentanedione, 2,4- Hexafluoropentanedione, ethyl acetoacetate, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione, 1,3-diphenyl-1,3-propanedione, 1-phenyl-1,3-butanedione, etc. Is mentioned.

上記Rで表される有機化合物としては、例えば下記式(9)で表されるエステル類が挙げられる。 Examples of the organic compound represented by R 5 include esters represented by the following formula (9).

Figure 0005825177
Figure 0005825177

上記式(9)中、R14は、ケト基、ヒドロキシ基又はアルコキシ基を有していてもよい炭素数1〜10の飽和又は不飽和の炭化水素基である。R15は、アルコキシ基を有していてもよい炭素数1〜10の飽和又は不飽和の炭化水素基である。 In said formula (9), R < 14 > is a C1-C10 saturated or unsaturated hydrocarbon group which may have a keto group, a hydroxy group, or an alkoxy group. R 15 is a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may have an alkoxy group.

上記式(9)で表されるエステル類としては、例えばギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸シクロヘキシル、プロピオン酸メチル、酪酸エチル、オキシイソ酪酸エチル、アセト酢酸エチル、乳酸エチル、メトキシブチルアセテート、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル等が挙げられる。   Examples of the esters represented by the above formula (9) include ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl propionate, ethyl butyrate, ethyl oxyisobutyrate, ethyl acetoacetate, ethyl lactate, methoxybutyl. Examples include acetate, diethyl oxalate, and diethyl malonate.

加水分解物は、[A]化合物を加水分解して得られる。加水分解縮合物は、[A]化合物のみを縮合させてもよいし、[A]化合物と他の化合物とを縮合させてもよい。上記加水分解縮合物における、特定元素の含有割合は、加水分解縮合物に含まれる金属元素及び半金属元素の合計量に対し、50モル%以上であり、70モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましい。加水分解は、[A]化合物に水、又は水及び触媒を添加し、20℃〜100℃で数時間〜数日間撹拌することで行なわれる。水の使用量としては、[A]化合物100モルに対して、通常100モル以下、好ましくは5モル〜50モルである。触媒としては、例えば塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸;酢酸、プロピオン酸、酪酸、マレイン酸等の有機酸等の酸触媒や、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の無機又は有機アルカリ触媒等が挙げられる。   The hydrolyzate is obtained by hydrolyzing the [A] compound. The hydrolysis condensate may condense only the [A] compound, or may condense the [A] compound with another compound. The content ratio of the specific element in the hydrolysis condensate is 50 mol% or more, preferably 70 mol% or more, with respect to the total amount of the metal elements and metalloid elements contained in the hydrolysis condensate, More preferably, it is 90 mol% or more. Hydrolysis is performed by adding water or water and a catalyst to the [A] compound and stirring at 20 ° C. to 100 ° C. for several hours to several days. As usage-amount of water, it is 100 mol or less normally with respect to 100 mol of [A] compounds, Preferably it is 5-50 mol. Examples of the catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid; acid catalysts such as organic acids such as acetic acid, propionic acid, butyric acid and maleic acid, sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, monoethanolamine, diethanolamine, Examples thereof include inorganic or organic alkali catalysts such as tetramethylammonium hydroxide.

<[B]有機溶媒>
本発明においては、[A]化合物及び[D]架橋促進剤を[B]有機溶媒へ溶解又は分散することにより、当該組成物が得られる。[B]有機溶媒としては、例えばアルコール系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒及びその混合溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。
<[B] Organic solvent>
In the present invention, the composition can be obtained by dissolving or dispersing the [A] compound and [D] crosslinking accelerator in the [B] organic solvent. [B] Examples of the organic solvent include alcohol solvents, ketone solvents, amide solvents, ether solvents, ester solvents, and mixed solvents thereof. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

アルコール系溶媒としては、例えば
メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノール、iso−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、tert−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、3−ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、2,6−ジメチル−4−ヘプタノール、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール等のモノアルコール系溶媒;
エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2,4−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2,4−ヘプタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等の多価アルコール系溶媒;
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、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチ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ヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル等の多価アルコールエーテル系溶媒等が挙げられる。
Examples of alcohol solvents include methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, tert-butanol, n-pentanol, iso-pentanol, 2-methylbutanol, sec-pentanol, tert-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol , Sec-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec -Monoalcohol solvents such as heptadecyl alcohol, furfuryl alcohol, phenol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, benzyl alcohol, diacetone alcohol;
Ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, 2,4-heptanediol, 2 -Polyhydric alcohol solvents such as ethyl-1,3-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol;
Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylbutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl Ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol Monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, polyhydric alcohol ether solvents such as dipropylene glycol monopropyl ether.

ケトン系溶媒としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルn−プロピルケトン、メチルn−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチルiso−ブチルケトン、メチルn−ペンチルケトン、エチルn−ブチルケトン、メチルn−ヘキシルケトン、ジiso−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、アセトフェノン等のケトン系溶媒が挙げられる。   Examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl n-propyl ketone, methyl n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl iso-butyl ketone, methyl n-pentyl ketone, ethyl n-butyl ketone, methyl n-hexyl ketone, and diiso-. Examples include ketone solvents such as butyl ketone, trimethylnonanone, cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, diacetone alcohol, and acetophenone.

アミド系溶媒としては、例えばN,N’−ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド、N−メチルピロリドン等が挙げられる。   Examples of the amide solvents include N, N′-dimethylimidazolidinone, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpropionamide, N-methylpyrrolidone and the like can be mentioned.

エステル系溶媒としては、例えばジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−バレロラクトン、酢酸n−プロピル、酢酸iso−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n−ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸iso−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル等が挙げられる。   Examples of the ester solvents include diethyl carbonate, propylene carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, γ-valerolactone, n-propyl acetate, iso-propyl acetate, n-butyl acetate, iso-butyl acetate, sec-butyl acetate, acetic acid. n-pentyl, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl pentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, n-nonyl acetate, methyl acetoacetate, acetoacetate Ethyl acetate ethylene glycol monomethyl ether, acetate ethylene glycol monoethyl ether, acetate diethylene glycol monomethyl ether, acetate diethylene glycol monoethyl ether, acetate diethylene glycol mono-n-butyl Ether ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, glycol diacetate, methoxytriacetate Glycol, ethyl propionate, n-butyl propionate, iso-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate, diethyl malonate, Examples thereof include dimethyl phthalate and diethyl phthalate.

これらの[B]有機溶媒のうち、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エチルエーテルが好ましい。   Of these [B] organic solvents, propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether are preferred.

[B]有機溶媒の含有量としては、当該組成物中における[A]化合物の含有量が、金属酸化物換算で0.5質量%〜20質量%、好ましくは0.5質量%〜15質量%となる含有量が好ましい。   [B] As the content of the organic solvent, the content of the [A] compound in the composition is 0.5% by mass to 20% by mass, preferably 0.5% by mass to 15% by mass in terms of metal oxide. % Content is preferred.

<[D]架橋促進剤>
[D]架橋促進剤は、光又は熱によって酸又は塩基を発生する化合物である。当該組成物が[D]架橋促進剤を含有することで、無機膜と有機膜との間のエッチング選択比が向上する。[D]架橋促進剤としては、例えばオニウム塩化合物、N−スルホニルオキシイミド化合物等が挙げられる。[D]架橋促進剤としては、熱によって酸又は塩基を発生する熱架橋促進剤が好ましく、中でもオニウム塩化合物が好ましい。
<[D] Cross-linking accelerator>
[D] The crosslinking accelerator is a compound that generates an acid or a base by light or heat. When the composition contains [D] a crosslinking accelerator, the etching selectivity between the inorganic film and the organic film is improved. [D] Examples of the crosslinking accelerator include onium salt compounds and N-sulfonyloxyimide compounds. [D] The crosslinking accelerator is preferably a thermal crosslinking accelerator that generates an acid or a base by heat, and among them, an onium salt compound is preferable.

オニウム塩化合物としては、例えばスルホニウム塩、テトラヒドロチオフェニウム塩、ヨードニウム塩、アンモニウム塩等が挙げられる。   Examples of the onium salt compounds include sulfonium salts, tetrahydrothiophenium salts, iodonium salts, ammonium salts, and the like.

スルホニウム塩としては、例えばトリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルホスホニウム1,1,2,2−テトラフルオロ−6−(1−アダマンタンカルボニロキシ)−ヘキサン−1−スルホネート等が挙げられる。   Examples of the sulfonium salt include triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, triphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept- 2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium perfluoro- n-octanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept- -Yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium par Fluoro-n-octanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylphosphonium 1,1, Examples include 2,2-tetrafluoro-6- (1-adamantane carbonyloxy) -hexane-1-sulfonate.

テトラヒドロチオフェニウム塩としては、例えば1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート等が挙げられる。   Examples of the tetrahydrothiophenium salt include 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium nona. Fluoro-n-butanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophene Nitro 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethane Sulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalene-2 Yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalene- 2-yl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) ) Tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydro Thiophenium perfluoro-n-octance Phonates, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, etc. Can be mentioned.

ヨードニウム塩としては、例えばジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート等が挙げられる。   Examples of the iodonium salt include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl- 1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t -Butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetra Le Oro ethanesulfonate.

アンモニウム塩としては、例えば蟻酸アンモニウム、マレイン酸アンモニウム、フマル酸アンモニウム、フタル酸アンモニウム、マロン酸アンモニウム、コハク酸アンモニウム、酒石酸アンモニウム、リンゴ酸アンモニウム、乳酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、プロピオン酸アンモニウム、ブタン酸アンモニウム、ペンタン酸アンモニウム、ヘキサン酸アンモニウム、ヘプタン酸アンモニウム、オクタン酸アンモニウム、ノナン酸アンモニウム、デカン酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、アジピン酸アンモニウム、セバシン酸アンモニウム、酪酸アンモニウム、オレイン酸アンモニウム、ステアリン酸アンモニウム、リノール酸アンモニウム、リノレイン酸アンモニウム、サリチル酸アンモニウム、ベンゼンスルホン酸アンモニウム、安息香酸アンモニウム、p−アミノ安息香酸アンモニウム、p−トルエンスルホン酸アンモニウム、メタンスルホン酸アンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸アンモニウム、トリフルオロエタンスルホン酸アンモニウム等が挙げられる。また、上記アンモニウム塩のアンモニウムイオンが、メチルアンモニウムイオン、ジメチルアンモニウムイオン、トリメチルアンモニウムイオン、テトラメチルアンモニウムイオン、エチルアンモニウムイオン、ジエチルアンモニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、プロピルアンモニウムイオン、ジプロピルアンモニウムイオン、トリプロピルアンモニウムイオン、テトラプロピルアンモニウムイオン、ブチルアンモニウムイオン、ジブチルアンモニウムイオン、トリブチルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、トリメチルエチルアンモニウムイオン、ジメチルジエチルアンモニウムイオン、ジメチルエチルプロピルアンモニウムイオン、メチルエチルプロピルブチルアンモニウムイオン、エタノールアンモニウムイオン、ジエタノールアンモニウムイオン、トリエタノールアンモニウムイオン等に置換されたアンモニウム塩等が挙げられる。さらに、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン塩、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン塩等が挙げられる。1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン塩としては1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン蟻酸塩、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エンp−トルエンスルホン酸等が挙げられる。   Examples of ammonium salts include ammonium formate, ammonium maleate, ammonium fumarate, ammonium phthalate, ammonium malonate, ammonium succinate, ammonium tartrate, ammonium malate, ammonium lactate, ammonium citrate, ammonium acetate, ammonium propionate, Ammonium butanoate, ammonium pentanoate, ammonium hexanoate, ammonium heptanoate, ammonium octanoate, ammonium nonanoate, ammonium decanoate, ammonium oxalate, ammonium adipate, ammonium sebacate, ammonium butyrate, ammonium oleate, ammonium stearate , Ammonium linoleate, ammonium linolenate, ammonium salicylate, benze Ammonium sulfonate, ammonium benzoate, ammonium p- aminobenzoic acid, ammonium p- toluenesulfonic acid, ammonium methanesulfonate, ammonium trifluoromethanesulfonate, ammonium trifluoroethane sulfonic acid and the like. In addition, the ammonium ion of the above ammonium salt is methylammonium ion, dimethylammonium ion, trimethylammonium ion, tetramethylammonium ion, ethylammonium ion, diethylammonium ion, triethylammonium ion, tetraethylammonium ion, propylammonium ion, dipropylammonium ion Ion, tripropylammonium ion, tetrapropylammonium ion, butylammonium ion, dibutylammonium ion, tributylammonium ion, tetrabutylammonium ion, trimethylethylammonium ion, dimethyldiethylammonium ion, dimethylethylpropylammonium ion, methylethylpropylbutylammonium Ion, triethanolammonium ion, diethanolammonium ion, ammonium salt substituted on the triethanolammonium ions, and the like. Furthermore, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene salt, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene salt and the like can be mentioned. As the 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene salt, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene formate, 1,8-diazabicyclo [5.4. 0] Undeca-7-ene p-toluenesulfonic acid and the like.

N−スルホニルオキシイミド化合物としては、例えばN−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド等が挙げられる。   Examples of the N-sulfonyloxyimide compound include N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy). ) Bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2 , 3-dicarboximide, N- (2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept- 5-ene-2,3-dicarboximide and the like can be mentioned.

これらの[D]架橋促進剤のうち、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、テトラアルキルアンモニウム塩、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン塩が好ましい。   Among these [D] crosslinking accelerators, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) ) Tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydro Thiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, tetraalkylammonium salt, , 8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene salt.

これらの[D]架橋促進剤は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。[D]架橋促進剤の使用量としては、[A]化合物100質量部に対して、10質量部以下が好ましく、0.1質量部以上5質量部以下がより好ましい。[D]架橋促進剤の使用量を上記特定範囲とすることで、エッチング選択比を向上させることができる。   These [D] crosslinking accelerators may be used alone or in combination of two or more. [D] As a usage-amount of a crosslinking accelerator, 10 mass parts or less are preferable with respect to 100 mass parts of [A] compounds, and 0.1 mass part or more and 5 mass parts or less are more preferable. [D] By making the usage-amount of a crosslinking accelerator into the said specific range, an etching selectivity can be improved.

<[C]水>
当該組成物は好適成分として[C]水をさらに含有することが好ましい。当該組成物が、[C]水をさらに含有することで無機膜形成反応を促進することができる。[C]水としては、特に限定されず、例えば蒸留水、イオン交換水等が挙げられる。[C]水の含有量としては、当該組成物100質量部に対して、0.1質量部〜10質量部が好ましく、1質量部〜8質量部がより好ましい。
<[C] water>
The composition preferably further contains [C] water as a suitable component. When the composition further contains [C] water, the inorganic film forming reaction can be promoted. [C] Water is not particularly limited, and examples thereof include distilled water and ion exchange water. [C] The content of water is preferably 0.1 part by mass to 10 parts by mass and more preferably 1 part by mass to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the composition.

<その他の任意成分>
当該無機膜形成組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、界面活性剤等のその他の任意成分を含有できる。
<Other optional components>
The said inorganic film formation composition can contain other arbitrary components, such as surfactant, in the range which does not impair the effect of this invention.

[界面活性剤]
界面活性剤は塗布性、ストリエーション等を改良する作用を示す成分である。界面活性剤としては、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オレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤の他、以下商品名として、KP341(信越化学工業製)、ポリフローNo.75、同No.95(以上、共栄社化学製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(以上、トーケムプロダクツ製)、メガファックF171、同F173(以上、大日本インキ化学工業製)、フロラードFC430、同FC431(以上、住友スリーエム製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(以上、旭硝子製)等が挙げられる。
[Surfactant]
A surfactant is a component that exhibits an effect of improving coatability, striation and the like. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol diacrylate. In addition to nonionic surfactants such as stearate, the following trade names are KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (above, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), F-top EF301, EF303, EF352 (above, manufactured by Tochem Products), MegaFac F171, F173 (above, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals), Fluorad FC430, FC431 ( As above, manufactured by Sumitomo 3M, Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (above, manufactured by Asahi Glass) ) And the like.

界面活性剤は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。また、界面活性剤の配合量は、その目的に応じて適宜決定することができる。   Surfactants may be used alone or in combination of two or more. Moreover, the compounding quantity of surfactant can be suitably determined according to the objective.

<多層レジストプロセス用無機膜形成組成物の調製方法>
当該組成物は、例えば[B]有機溶媒中で[A]化合物、[C]水、[D]架橋促進剤、及びその他の任意成分等を所定の割合で混合することにより調製できる。当該組成物は通常、その使用に際して溶媒に溶解した後、例えば孔径0.2μm程度のフィルターでろ過することによって、調製される。
<Preparation method of inorganic film forming composition for multilayer resist process>
The composition can be prepared, for example, by mixing [A] compound, [C] water, [D] cross-linking accelerator, and other optional components at a predetermined ratio in [B] organic solvent. The composition is usually prepared by dissolving in a solvent upon use and then filtering with a filter having a pore size of about 0.2 μm, for example.

<パターン形成方法(I)>
本発明のパターン形成方法(I)は、
(1)当該組成物を用い、被加工基板の上側に無機膜を形成する工程、
(2)レジスト組成物を用い、上記無機膜上にレジスト膜を形成する工程、
(3)フォトマスクを介した放射線の照射により、上記レジスト膜を露光する工程、
(4)上記露光されたレジスト膜の現像により、レジストパターンを形成する工程、及び
(5)上記レジストパターンをマスクとした1又は複数回のドライエッチングにより、被加工基板にパターンを形成する工程
を有する。
<Pattern Forming Method (I)>
The pattern forming method (I) of the present invention comprises:
(1) A step of forming an inorganic film on the upper side of the substrate to be processed using the composition;
(2) a step of forming a resist film on the inorganic film using a resist composition;
(3) a step of exposing the resist film by irradiation with radiation through a photomask;
(4) a step of forming a resist pattern by developing the exposed resist film, and (5) a step of forming a pattern on the substrate to be processed by one or more dry etchings using the resist pattern as a mask. Have.

当該パターン形成方法(I)によると、レジスト膜を薄膜化する場合においてもレジストパターンの消失、型崩れ、曲がり等を抑制でき忠実なパターン転写が可能となる。これにより本発明はより微細な加工サイズが要求されるパターン形成においても好適に適用することができる。   According to the pattern formation method (I), even when the resist film is thinned, disappearance, shape loss, bending, and the like of the resist pattern can be suppressed, and faithful pattern transfer is possible. Accordingly, the present invention can be suitably applied to pattern formation that requires a finer processing size.

また、当該パターン形成方法は、
(0)被加工基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
をさらに有し、
上記工程(1)において、無機膜を上記レジスト下層膜上に形成することが好ましい。
The pattern forming method is
(0) forming a resist underlayer film on the substrate to be processed;
Further comprising
In the step (1), an inorganic film is preferably formed on the resist underlayer film.

上記工程(2)におけるレジスト組成物は、
[α]酸の作用により解離する酸解離性基を有する重合体
を含有し、
上記工程(4)における現像を有機溶媒現像液で行い、ネガ型のレジストパターンを形成することが好ましい。
The resist composition in the step (2) is:
[Α] containing a polymer having an acid dissociable group that dissociates by the action of an acid,
It is preferable to perform development in the step (4) with an organic solvent developer to form a negative resist pattern.

当該組成物は、有機材料と無機材料との間で優れたエッチング選択比が得られることから、無機膜、有機膜であるレジスト下層膜を順次、ドライエッチングプロセスを用いてレジストパターンの転写を良好に行うことができる。以下、各工程を詳述する。   Since the composition provides an excellent etching selectivity between the organic material and the inorganic material, the resist underlayer film that is the inorganic film and the organic film is sequentially transferred to the resist pattern using a dry etching process. Can be done. Hereinafter, each process is explained in full detail.

[工程(1)]
本工程では、当該組成物を用い、被加工基板の上側に無機膜を形成する。上記被加工基板としては、例えば酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、ポリシロキサン等の絶縁膜、並びに市販品であるブラックダイヤモンド(AMAT製)、シルク(ダウケミカル製)、LKD5109(JSR製)等の低誘電体絶縁膜で被覆したウェハ等の層間絶縁膜が挙げられる。また、この被加工基板としては、配線講(トレンチ)、プラグ溝(ビア)等のパターン化された基板を用いてもよい。上記無機膜の形成方法としては、被加工基板の表面に塗布することにより、当該組成物の塗膜を形成し、この塗膜を加熱処理、又は紫外光の照射及び加熱処理を行うことにより硬化させることで形成できる。当該組成物を塗布する方法としては、例えばスピンコート法、ロールコート法、ディップ法等が挙げられる。また、加熱温度しては、通常150℃〜500℃であり、好ましくは180℃〜350℃である。加熱時間としては、通常30秒〜1,200秒であり、好ましくは45秒〜600秒である。さらに、当該組成物塗布後に紫外光照射を行っても良い。無機膜の膜厚としては、通常5nm〜50nm程度である。
[Step (1)]
In this step, an inorganic film is formed on the upper side of the substrate to be processed using the composition. Examples of the substrate to be processed include insulating films such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, and polysiloxane, and commercially available products such as black diamond (manufactured by AMAT), silk (manufactured by Dow Chemical), LKD5109 (manufactured by JSR), and the like. An interlayer insulating film such as a wafer coated with a low dielectric insulating film. As the substrate to be processed, a patterned substrate such as a wiring course (trench) or a plug groove (via) may be used. As a method for forming the inorganic film, a coating film of the composition is formed by coating on the surface of a substrate to be processed, and the coating film is cured by heat treatment, or irradiation with ultraviolet light and heat treatment. Can be formed. Examples of the method for applying the composition include spin coating, roll coating, and dipping. Moreover, as heating temperature, it is 150 to 500 degreeC normally, Preferably it is 180 to 350 degreeC. The heating time is usually 30 seconds to 1,200 seconds, preferably 45 seconds to 600 seconds. Furthermore, ultraviolet light irradiation may be performed after application of the composition. The film thickness of the inorganic film is usually about 5 nm to 50 nm.

[工程(0)]
また、上記工程(1)の前に、被加工基板上にレジスト下層膜を形成する工程を有していてもよい。レジスト下層膜としては、例えばレジスト下層膜用組成物を用いて形成する有機膜、従来公知のCVD(Chemical Vapor Deposition)法により形成される炭素膜等が挙げられる。レジスト下層膜形成組成物としては、従来公知のものを使用でき、例えばNFC HM8005(JSR製)等が挙げられる。レジスト下層膜の形成方法としては、被加工基板上に塗布することにより、レジスト下層膜形成組成物の塗膜を形成し、この塗膜を加熱処理、又は紫外光の照射及び加熱処理を行うことにより硬化させることで形成できる。レジスト下層膜形成組成物を塗布する方法としては、例えばスピンコート法、ロールコート法、ディップ法等が挙げられる。また、加熱温度しては、通常150℃〜500℃であり、好ましくは180℃〜350℃である。加熱時間としては、通常30秒〜1,200秒であり、好ましくは45秒〜600秒である。レジスト下層膜の膜厚としては、通常50nm〜500nm程度である。
[Step (0)]
Moreover, you may have the process of forming a resist underlayer film on a to-be-processed substrate before the said process (1). Examples of the resist underlayer film include an organic film formed using a resist underlayer film composition and a carbon film formed by a conventionally known CVD (Chemical Vapor Deposition) method. As the resist underlayer film forming composition, conventionally known compositions can be used, and examples thereof include NFC HM8005 (manufactured by JSR). As a method for forming the resist underlayer film, a coating film of the resist underlayer film forming composition is formed by coating on a substrate to be processed, and this coating film is subjected to heat treatment, or irradiation with ultraviolet light and heat treatment. It can be formed by curing. Examples of the method for applying the resist underlayer film forming composition include spin coating, roll coating, and dipping. Moreover, as heating temperature, it is 150 to 500 degreeC normally, Preferably it is 180 to 350 degreeC. The heating time is usually 30 seconds to 1,200 seconds, preferably 45 seconds to 600 seconds. The thickness of the resist underlayer film is usually about 50 nm to 500 nm.

また、上記被加工基板表面には、レジスト下層膜形成組成物を用いて得られるレジスト下層膜とは異なる他の下層膜が形成されていてもよい。この他の下層膜は、反射防止機能、塗布膜平坦性、CF等のフッ素系ガスに対する高エッチング耐性等が付与された膜である。この他の下層膜としては、例えばNFC HM8005(JSR製)等の市販品を使用することができる。 In addition, another lower layer film different from the resist lower layer film obtained by using the resist lower layer film forming composition may be formed on the surface of the substrate to be processed. The other lower layer film is a film provided with an antireflection function, coating film flatness, high etching resistance against a fluorine-based gas such as CF 4, and the like. As other lower layer films, for example, commercially available products such as NFC HM8005 (manufactured by JSR) can be used.

[工程(2)〜(4)]
工程(2)〜(4)では、無機膜上にレジスト組成物を塗布し、露光、加熱及び現像し、レジストパターンを形成する。上記レジスト組成物としては、例えば酸発生剤を含有し、露光部がアルカリ水溶性現像液に対しては溶解性を示し、有機溶媒現像液に対しては難溶性を示す化学増幅型レジスト組成物、酸発生剤と架橋剤を有し、露光部がアルカリ水溶性現像液、有機溶媒現像液に難溶性となる化学増幅型レジスト組成物、アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド系感光剤とからなり、露光部がアルカリ水溶性現像液に対しては溶解性を示すレジスト組成物等が挙げられる。これらのレジスト組成物のうち、酸発生剤を含有し、露光部がアルカリ水溶性現像液に対しては溶解性を示し、有機溶媒現像液に対しては難溶性を示す化学増幅型レジスト組成物が好ましい。
[Steps (2) to (4)]
In steps (2) to (4), a resist composition is applied on the inorganic film, and exposed, heated, and developed to form a resist pattern. As the resist composition, for example, a chemically amplified resist composition containing an acid generator and having an exposed portion soluble in an alkaline water-soluble developer and hardly soluble in an organic solvent developer. A chemically amplified resist composition having an acid generator and a crosslinking agent, and the exposed portion is hardly soluble in an alkali water-soluble developer, an organic solvent developer, an alkali-soluble resin, and a quinonediazide-based photosensitive agent. However, resist compositions that are soluble in an alkaline water-soluble developer may be used. Among these resist compositions, a chemically amplified resist composition containing an acid generator and having an exposed portion that is soluble in an alkaline water-soluble developer and hardly soluble in an organic solvent developer. Is preferred.

上記レジスト塗膜は、上記レジスト組成物を塗布することによって形成された塗膜をプレベークすることにより、塗膜中の溶媒(即ち、レジスト組成物に含有される溶媒)を揮発させて形成することができる。プレベークの温度としては、使用するレジスト組成物の種類等に応じて適宜調整されるが、30℃〜200℃が好ましく、50℃〜150℃がより好ましい。加熱時間としては、通常30秒〜200秒であり、好ましくは45秒〜120秒である。なお、このレジスト膜の表面にさらに他の塗膜を設けてもよい。レジスト膜の膜厚としては、通常、1nm〜500nmであり、10nm〜300nmが好ましい。   The resist coating film is formed by volatilizing a solvent (that is, a solvent contained in the resist composition) in the coating film by pre-baking the coating film formed by applying the resist composition. Can do. The pre-baking temperature is appropriately adjusted according to the type of resist composition to be used, but is preferably 30 ° C to 200 ° C, more preferably 50 ° C to 150 ° C. The heating time is usually 30 seconds to 200 seconds, preferably 45 seconds to 120 seconds. In addition, you may provide another coating film on the surface of this resist film. The film thickness of the resist film is usually 1 nm to 500 nm, preferably 10 nm to 300 nm.

次いで、得られたレジスト塗膜に、フォトマスクを介して選択的に放射線を照射してレジスト塗膜を露光する。放射線としては、レジスト組成物に使用されている酸発生剤の種類に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、電子線、γ線、分子線、イオンビーム等から適切に選択されるが、遠紫外線であることが好ましく、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、Fエキシマレーザー(波長157nm)、Krエキシマレーザー(波長147nm)、ArKrエキシマレーザー(波長134nm)、極紫外線(波長13.5nm等)がより好ましい。また、液浸露光法も採用することができる。なお、レジスト膜上に液浸上層膜形成組成物を用いて液浸上層膜を形成してもよい。 Next, the resulting resist coating film is selectively irradiated with radiation through a photomask to expose the resist coating film. The radiation is appropriately selected from visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-ray, electron beam, γ-ray, molecular beam, ion beam, etc., depending on the type of acid generator used in the resist composition. Is preferably far ultraviolet rays, and KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), Kr 2 excimer laser (wavelength 147 nm), ArKr excimer laser (wavelength 134 nm), Extreme ultraviolet rays (wavelength 13.5 nm, etc.) are more preferable. Further, an immersion exposure method can also be employed. The immersion upper layer film may be formed on the resist film using the immersion upper layer film forming composition.

露光後にレジスト膜の解像度、パターンプロファイル、現像性等を向上させるため、ポストエクスポージャーベーク(PEB)を行う。このPEBの温度としては、使用されるレジスト組成物の種類等に応じて適宜調整されるが、180℃以下が好ましく、150℃以下がより好ましい。加熱時間としては、通常30秒〜200秒であり、好ましくは45秒〜120秒である。   Post-exposure baking (PEB) is performed to improve the resolution, pattern profile, developability, and the like of the resist film after exposure. The temperature of the PEB is appropriately adjusted according to the type of resist composition used, but is preferably 180 ° C. or lower, and more preferably 150 ° C. or lower. The heating time is usually 30 seconds to 200 seconds, preferably 45 seconds to 120 seconds.

PEB後、レジスト塗膜を現像して、レジストパターンを形成する。現像に用いる現像液としては、使用されるレジスト組成物の種類に応じて適宜選択することができる。例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム、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一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、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ハイドロオキサイド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン類、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性水溶液が挙げられる。また、これらのアルカリ性水溶液は、水溶性有機溶媒、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類や、界面活性剤を適量添加したものであってもよい。   After PEB, the resist coating film is developed to form a resist pattern. The developer used for development can be appropriately selected depending on the type of resist composition used. For example, inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and ammonia water, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, diethylamine, and di-n-propylamine Secondary amines, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, quaternary compounds such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine and choline Alkaline aqueous solutions such as ammonium salts, cyclic amines such as pyrrole and piperidine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene Can be mentioned. These alkaline aqueous solutions may be those obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent, for example, alcohols such as methanol and ethanol, and a surfactant.

有機溶媒現像液としては、例えば、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エステル系溶媒、炭化水素系溶媒等が挙げられる。   Examples of the organic solvent developer include alcohol solvents, ether solvents, ketone solvents, amide solvents, ester solvents, hydrocarbon solvents, and the like.

上記アルコール系溶媒としては、例えば、
メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール等のモノアルコール系溶媒;
エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2,4−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール等の多価アルコール系溶媒;
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、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モノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコール部分エーテル系溶媒等が挙げられる。
As the alcohol solvent, for example,
Monoalcohol solvents such as methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol;
Polyhydric alcohol solvents such as ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol;
Polyhydric alcohol partial ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether System solvents and the like.

上記エーテル系溶媒としては、例えば、
ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル等のジ脂肪族エーテル; ジフェニルエーテル、ジトリルエーテル等のジ芳香族エーテル;
アニソール、フェニルエチルエーテル等の芳香族−脂肪族エーテル等が挙げられる。
As the ether solvent, for example,
Dialiphatic ethers such as dipropyl ether and dibutyl ether; diaromatic ethers such as diphenyl ether and ditolyl ether;
Examples thereof include aromatic-aliphatic ethers such as anisole and phenylethyl ether.

上記ケトン系溶媒としては、例えば、
アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−iso−ブチルケトン、メチルアミルケトン、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−iso−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、アセトフェノン等の脂肪族ケトン系溶媒;
アセトフェノン、プロピオフェノン、トリルメチルケトン等の脂肪族−芳香族ケトン系溶媒;
ベンゾフェノン、トリルフェニルケトン、ジトリルケトン等の芳香族ケトン系溶媒等が挙げられる。
Examples of the ketone solvent include:
Acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, methyl amyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, methyl-n-hexyl ketone, di-iso-butyl ketone, trimethyl Aliphatic ketone solvents such as nonanone, cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, acetophenone;
Aliphatic-aromatic ketone solvents such as acetophenone, propiophenone, tolylmethylketone;
Aromatic ketone solvents such as benzophenone, tolylphenyl ketone, and ditolyl ketone are listed.

上記アミド系溶媒としては、例えば、
N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド、N−メチルピロリドン等が挙げられる。
As the amide solvent, for example,
N, N′-dimethylimidazolidinone, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpropionamide, N -Methylpyrrolidone and the like.

上記エステル系溶媒としては、例えば、
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸iso−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n−ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸iso−アミル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル等のモノエステル系溶媒;
ジ酢酸グリコール、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル等のジエステル系溶媒;
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、ジエチレングリコールモノメ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、ジエチレングリコールモノ−n−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アセテート、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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の多価アルコールモノエーテルアセテート系溶媒;
γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等のラクトン系溶媒;
ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒等が挙げられる。
As the ester solvent, for example,
Methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, iso-propyl acetate, n-butyl acetate, iso-butyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl pentyl acetate 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, n-nonyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methoxytriglycol acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, propion Monoester solvents such as iso-amyl acid, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate;
Diester solvents such as glycol diacetate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, diethyl malonate, dimethyl phthalate and diethyl phthalate;
Ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether Polyhydric alcohol monoether acetate solvents such as acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate;
Lactone solvents such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone;
Examples thereof include carbonate solvents such as diethyl carbonate, dipropyl carbonate, ethylene carbonate, and propylene carbonate.

炭化水素系溶媒としては、例えば、
n−ペンタン、iso−ペンタン、n−ヘキサン、iso−ヘキサン、n−ヘプタン、iso−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、iso−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒;
ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、iso−プロピルベンゼン、ジエチルベンゼン、iso−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−iso−プロピルベンセン、n−アミルナフタレン等の芳香族炭化水素系溶媒等が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon solvent include
Aliphatic carbonization such as n-pentane, iso-pentane, n-hexane, iso-hexane, n-heptane, iso-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, iso-octane, cyclohexane, methylcyclohexane A hydrogen-based solvent;
Fragrances such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propylbenzene, iso-propylbenzene, diethylbenzene, iso-butylbenzene, triethylbenzene, di-iso-propylbenzene and n-amylnaphthalene Group hydrocarbon solvents and the like.

これらの中で、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒が好ましい。エーテル系溶媒としては、芳香族−脂肪族エーテル系溶媒がより好ましく、アニソールがさらに好ましい。ケトン系溶媒としては、脂肪族ケトン系溶媒がより好ましく、メチルアミルケトンがさらに好ましい。エステル系溶媒としては、モノエステル系溶媒がより好ましく、酢酸ブチルがさらに好ましい。これらの有機溶媒は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。   Of these, ether solvents, ketone solvents, and ester solvents are preferred. As the ether solvent, an aromatic-aliphatic ether solvent is more preferable, and anisole is more preferable. As the ketone solvent, an aliphatic ketone solvent is more preferable, and methyl amyl ketone is more preferable. As the ester solvent, a monoester solvent is more preferable, and butyl acetate is more preferable. These organic solvents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

有機溶媒現像液中の有機溶媒の含有量は80質量%以上であり、好ましくは100%である。現像液中の有機溶媒の含有量を80質量%以上とすることにより、露光の有無によるパターンのコントラストを向上させることができ、その結果、現像特性及びリソグラフィー特性に優れたパターンを形成することができる。なお、有機溶媒現像液には露光部の現像液への溶解性を調節することを目的として、アミン類等の塩基性化合物を添加することができる。現像後にはレジストパターンをリンス液により洗浄することが好ましい。   The content of the organic solvent in the organic solvent developer is 80% by mass or more, preferably 100%. By setting the content of the organic solvent in the developer to 80% by mass or more, the contrast of the pattern depending on the presence or absence of exposure can be improved. As a result, a pattern having excellent development characteristics and lithography characteristics can be formed. it can. In addition, a basic compound such as amines can be added to the organic solvent developer for the purpose of adjusting the solubility of the exposed portion in the developer. It is preferable to wash the resist pattern with a rinsing solution after development.

[工程(5)]
本工程では、上記レジストパターンをマスクとした1又は複数回のドライエッチングにより、被加工基板にパターンを形成する。なお、上記レジスト下層膜を形成している場合は、上記レジストパターンをマスクとして無機膜、レジスト下層膜及び被加工基板を順次ドライエッチングしてパターンを形成する。ドライエッチングは、公知のドライエッチング装置を用いて行うことができる。また、ドライエッチング時のソースガスとしては、被エッチング物の元素組成にもよるが、O、CO、CO等の酸素原子を含むガス、He、N、Ar等の不活性ガス、Cl、BCl等の塩素系ガス、CHF、CF等のフッ素系ガス、H、NHのガス等を使用することができる。なお、これらのガスは混合して用いることもできる。
[Step (5)]
In this step, a pattern is formed on the substrate to be processed by dry etching one or more times using the resist pattern as a mask. When the resist underlayer film is formed, the inorganic film, the resist underlayer film, and the substrate to be processed are sequentially dry-etched using the resist pattern as a mask to form a pattern. Dry etching can be performed using a known dry etching apparatus. The source gas during dry etching depends on the elemental composition of the object to be etched, but includes oxygen atoms such as O 2 , CO, and CO 2 , inert gases such as He, N 2 , and Ar, Cl 2 , chlorine gas such as BCl 3 , fluorine gas such as CHF 3 and CF 4 , gas of H 2 and NH 3 , etc. can be used. In addition, these gases can also be mixed and used.

上記工程(2)におけるレジスト組成物は、
[α]酸の作用により解離する酸解離性基を有する重合体及び
[β]酸発生体
を含有し、
上記工程(4)における現像を有機溶媒現像液で行い、ネガ型のレジストパターンを形成することが好ましい。また、上記レジスト組成物は、[α]重合体以外の他の重合体を含有してもよい。
The resist composition in the step (2) is:
[Α] a polymer having an acid dissociable group that is dissociated by the action of an acid, and [β] an acid generator,
It is preferable to perform development in the step (4) with an organic solvent developer to form a negative resist pattern. The resist composition may contain a polymer other than the [α] polymer.

[[α]重合体]
[α]重合体は、酸の作用により解離する酸解離性基を有する重合体である。[α]重合体は、酸の作用により解離する酸解離性基を有する重合体であれば、その具体的な構造は特に限定されるものではないが、例えば下記式(10)で表される酸解離性基を含む構造単位(I)を有することが好ましい。
[[Α] polymer]
The [α] polymer is a polymer having an acid dissociable group that is dissociated by the action of an acid. As long as the [α] polymer is a polymer having an acid dissociable group that dissociates by the action of an acid, the specific structure is not particularly limited. For example, the polymer is represented by the following formula (10). It is preferable to have a structural unit (I) containing an acid dissociable group.

Figure 0005825177
Figure 0005825177

上記式(10)中、Rは、酸解離性基である。 In said formula (10), Rp is an acid dissociable group.

構造単位(I)が上記式(10)で表される基を有することで、当該パターン形成方法に用いられるレジスト膜の露光部の現像液に対する溶解性を減少させることができ、露光部の膜減りを抑制することができる。   When the structural unit (I) has a group represented by the above formula (10), the solubility of the exposed portion of the resist film used in the pattern forming method in the developing solution can be reduced. Reduction can be suppressed.

構造単位(I)は、下記式(11)で表される構造単位であることが好ましい。   The structural unit (I) is preferably a structural unit represented by the following formula (11).

Figure 0005825177
Figure 0005825177

上記式(11)中、R16は、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Rは、上記式(10)と同義である。 In said formula (11), R <16> is a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R p has the same meaning as in the above formula (10).

構造単位(I)が上記特定構造であると、当該パターン形成方法に用いられるレジスト膜の露光部の現像液に対する溶解性をより減少させることができ、露光部の膜減りをより抑制することができる。   When the structural unit (I) has the above specific structure, the solubility of the resist film used in the pattern forming method in the exposed portion of the developing solution can be further reduced, and the film loss in the exposed portion can be further suppressed. it can.

上記Rで表される酸解離性基は、下記式(12)で表されることが好ましい。 The acid dissociable group represented by R p is preferably represented by the following formula (12).

Figure 0005825177
Figure 0005825177

上記式(12)中、Rp1〜Rp3は、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数4〜20の脂環式炭化水素基である。但し、上記アルキル基及び脂環式炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。また、Rp2及びRp3は、互いに結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基を形成してもよい。 In said formula (12), R <p1 > -R <p3> is a C1-C4 alkyl group or a C4-C20 alicyclic hydrocarbon group. However, one part or all part of the hydrogen atom which the said alkyl group and alicyclic hydrocarbon group have may be substituted. R p2 and R p3 may be bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms together with the carbon atoms to which R p2 and R p3 are bonded.

上記式(10)及び式(11)においてRで表される酸解離性基を上記式(12)で表される特定構造の基とすることで、上記酸解離性基は、露光部において発生する酸の作用により解離し易くなる。その結果、当該パターン形成方法によると、レジスト膜における露光部の現像液に対する溶解性をさらに減少させることができ、膜減りをさらに抑制することができる。 By making the acid dissociable group represented by R p in the above formulas (10) and (11) into a group having a specific structure represented by the above formula (12), the acid dissociable group is It is easily dissociated by the action of the generated acid. As a result, according to the pattern forming method, the solubility of the exposed portion of the resist film in the developing solution can be further reduced, and film loss can be further suppressed.

[[β]酸発生体]
[β]酸発生体は、露光により酸を発生し、その酸により[α]重合体中に存在する酸
解離性基を解離させる等により、[α]重合体の現像液に対する溶解度を変化させる。
[[Β] acid generator]
The [β] acid generator generates an acid upon exposure and changes the solubility of the [α] polymer in the developer by, for example, dissociating an acid-dissociable group present in the [α] polymer. .

[β]酸発生体としては、例えば、オニウム塩化合物、N−スルホニルオキシイミド化
合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物等が挙げられる。
Examples of the [β] acid generator include onium salt compounds, N-sulfonyloxyimide compounds, halogen-containing compounds, diazoketone compounds, and the like.

オニウム塩化合物としては、例えば、スルホニウム塩、テトラヒドロチオフェニウム塩
、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等が挙げられる。
Examples of the onium salt compounds include sulfonium salts, tetrahydrothiophenium salts, iodonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts, and the like.

これらのうち、オニウム塩化合物が好ましく、スルホニウム塩がより好ましく、トリフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(1−アダマンチル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネートがさらに好ましい。[β]酸発生体は、1種又は2種以上を用いてもよい。   Of these, onium salt compounds are preferred, sulfonium salts are more preferred, and triphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1-difluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (1- More preferred is adamantyl) -1,1-difluoroethanesulfonate. One or more [β] acid generators may be used.

[β]酸発生体が酸発生剤である場合の含有量としては、上記レジスト組成物の感度及び現像性を確保する観点から、[α]重合体100質量部に対して、通常、0.1質量部以上20質量部以下であり、0.5質量部以上15質量部以下が好ましい。   The content when the [β] acid generator is an acid generator is usually from 0 to 100 parts by mass of the [α] polymer from the viewpoint of ensuring the sensitivity and developability of the resist composition. 1 to 20 parts by mass, preferably 0.5 to 15 parts by mass.

上記工程(4)における現像を有機溶媒現像液で行い、ネガ型のレジストパターンを形成する場合において、上記有機溶媒としては、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒及びエステル系溶媒からなる群より選択される少なくとも1種の有機溶媒であることが好ましい。これにより、露光部の現像液に対する溶解性をさらに減少させることができ、膜減りをさらに抑制することができる。   When the development in the step (4) is carried out with an organic solvent developer to form a negative resist pattern, the organic solvent is selected from the group consisting of ether solvents, ketone solvents and ester solvents. Preferably, it is at least one organic solvent. Thereby, the solubility with respect to the developing solution of an exposure part can further be reduced, and film | membrane reduction can further be suppressed.

<パターン形成方法(II)>
本発明のパターン形成方法(II)は、
(1)当該組成物を用い、被加工基板の上側に無機膜を形成する工程、
(2’)ナノインプリントリソグラフィー法により、上記無機膜上にレジストパターンを形成する工程、及び
(5)上記レジストパターンをマスクとした1又は複数回のドライエッチングにより、被加工基板にパターンを形成する工程
を有する。
<Pattern formation method (II)>
The pattern forming method (II) of the present invention comprises:
(1) A step of forming an inorganic film on the upper side of the substrate to be processed using the composition;
(2 ′) a step of forming a resist pattern on the inorganic film by nanoimprint lithography, and (5) a step of forming a pattern on a substrate to be processed by one or more dry etching using the resist pattern as a mask. Have

また、当該パターン形成方法(II)は、
(0)被加工基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
をさらに有し、
上記工程(1)において、無機膜を上記レジスト下層膜上に形成することが好ましい。
The pattern forming method (II) is:
(0) forming a resist underlayer film on the substrate to be processed;
Further comprising
In the step (1), an inorganic film is preferably formed on the resist underlayer film.

当該パターン形成方法によると、ナノインプリントリソグラフィー法によっても好適に適用することができる。なお、パターン形成方法(II)の上記工程(0)、工程(1)及び工程(5)は、上述のパターン形成方法(I)の項における説明を適用できる。以下、工程(2’)について詳述する。   According to the pattern formation method, it can be suitably applied also by a nanoimprint lithography method. The description in the above-mentioned pattern formation method (I) can be applied to the step (0), the step (1) and the step (5) of the pattern formation method (II). Hereinafter, the step (2 ′) will be described in detail.

[工程(2’)]
工程(2’)は、ナノインプリントリソグラフィー法により、上記無機膜上にレジストパターンを形成する工程である。このレジストパターンは、例えば感放射線性の硬化性組成物を用いて形成することができる。具体的には工程(1)で無機膜が形成された基材上に感放射線性の硬化性組成物の塗布によりパターン形成層を形成する工程と、表面に反転パターンを有するモールドの表面を疎水化処理する工程と、疎水化処理した上記モールドの表面をパターン形成層に圧接する工程と、上記モールドを圧接した状態でパターン形成層を露光する工程と、上記モールドを、露光されたパターン形成層から剥離する工程とを含む方法である。
[Step (2 ′)]
Step (2 ′) is a step of forming a resist pattern on the inorganic film by nanoimprint lithography. This resist pattern can be formed using, for example, a radiation-sensitive curable composition. Specifically, the pattern forming layer is formed by applying a radiation-sensitive curable composition on the substrate on which the inorganic film has been formed in the step (1), and the surface of the mold having the reverse pattern on the surface is hydrophobic. A step of pressurizing the surface of the mold subjected to the hydrophobic treatment, a step of pressing the surface of the mold against the pattern forming layer, a step of exposing the pattern forming layer in a state of pressing the mold, and an exposed pattern forming layer of the mold. And a step of peeling from the substrate.

この場合、上記硬化性組成物は、硬化促進剤等を含有できる。硬化促進剤としては、例えば感放射線性硬化促進剤や熱硬化促進剤がある。これらの中でも、感放射線性硬化促進剤が好ましい。感放射線性硬化促進剤は、ナノインプリント用感放射線性組成物を構成する構成単位によって適宜選択でき、例えば光酸発生剤、光塩基発生剤及び光増感剤等が挙げられる。なお、感放射線性硬化促進剤は、2種以上を併用してもよい。   In this case, the said curable composition can contain a hardening accelerator etc. Examples of the curing accelerator include a radiation-sensitive curing accelerator and a thermosetting accelerator. Among these, a radiation sensitive curing accelerator is preferable. The radiation-sensitive curing accelerator can be appropriately selected depending on the structural unit constituting the radiation-sensitive composition for nanoimprint, and examples thereof include a photoacid generator, a photobase generator, and a photosensitizer. In addition, a radiation sensitive hardening accelerator may use 2 or more types together.

塗布方法としては、例えばインクジェット法、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ワイヤーバーコード法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法、スピンコート法、スリットスキャン法等が挙げられる。   Examples of the coating method include an inkjet method, a dip coating method, an air knife coating method, a curtain coating method, a wire barcode method, a gravure coating method, an extrusion coating method, a spin coating method, and a slit scanning method.

モールドの疎水化処理工程は、表面に反転パターンを有するモールドの表面を離型剤等により疎水化処理する。上記モールドは、光透過性の材料で構成される必要がある。この光透過性の材料としては、例えばガラス、石英、PMMA、ポリカーボネート樹脂等の光透明性樹脂;透明金属蒸着膜;ポリジメチルシロキサン等の柔軟膜;光硬化膜;金属膜等が挙げられる。   In the hydrophobic treatment process of the mold, the surface of the mold having a reverse pattern on the surface is subjected to a hydrophobic treatment with a release agent or the like. The mold needs to be made of a light transmissive material. Examples of the light transmissive material include a light transparent resin such as glass, quartz, PMMA, and polycarbonate resin; a transparent metal vapor deposited film; a flexible film such as polydimethylsiloxane; a photocured film; and a metal film.

上記離型剤としては、例えばシリコン系離型剤、フッ素系離型剤、ポリエチレン系離型剤、ポリプロピレン系離型剤、パラフィン系離型剤、モンタン系離型剤、カルナバ系離型剤等が挙げられる。なお、離型剤は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらのうち、シリコン系離型剤が好ましい。このシリコン系離型剤としては、例えばポリジメチルシロキサン、アクリルシリコーングラフトポリマー、アクリルシロキサン、アリールシロキサン等が挙げられる。   Examples of the release agent include a silicon release agent, a fluorine release agent, a polyethylene release agent, a polypropylene release agent, a paraffin release agent, a montan release agent, and a carnauba release agent. Is mentioned. In addition, a mold release agent may be used independently and may use 2 or more types together. Of these, silicon-based release agents are preferred. Examples of the silicon release agent include polydimethylsiloxane, acrylic silicone graft polymer, acrylic siloxane, and arylsiloxane.

圧接工程は、パターン形成層に上記疎水化処理したモールドを圧接する工程である。パターン形成層に凹凸パターンを有するモールドを圧接することでパターン形成層中に、モールド凹凸パターンが形成される。モールドを圧接する際の圧力としては、通常0.1MPa〜100MPaであり、0.1MPa〜50MPaが好ましく、0.1MPa〜30MPaであることがより好ましく。圧接時間としては、通常1秒〜600秒であり、1秒〜300秒が好ましく、1秒〜180秒がより好ましい。   The pressing process is a process of pressing the hydrophobically treated mold onto the pattern forming layer. A mold concavo-convex pattern is formed in the pattern forming layer by pressing a mold having the concavo-convex pattern onto the pattern forming layer. The pressure at the time of pressing the mold is usually 0.1 MPa to 100 MPa, preferably 0.1 MPa to 50 MPa, and more preferably 0.1 MPa to 30 MPa. The pressing time is usually 1 second to 600 seconds, preferably 1 second to 300 seconds, and more preferably 1 second to 180 seconds.

露光工程は、モールドを圧接したままパターン形成層を露光する。パターン形成層を露光することにより、ナノインプリント用感放射線性組成物に含有される光重合開始剤からラジカルが発生する。それにより、ナノインプリント用感放射線性組成物からなるパターン形成層が、モールドの凹凸パターンが転写された状態で硬化する。凹凸パターンが転写されることで、例えばLSI、システムLSI、DRAM、SDRAM、RDRAM、D−RDRAM等の半導体素子の層間絶縁膜用膜、半導体素子製造時におけるレジスト膜等として利用することができる。   In the exposure step, the pattern forming layer is exposed while the mold is pressed. By exposing the pattern forming layer, radicals are generated from the photopolymerization initiator contained in the radiation-sensitive composition for nanoimprinting. Thereby, the pattern formation layer which consists of a radiation sensitive composition for nanoimprint hardens | cures in the state which the uneven | corrugated pattern of the mold was transcribe | transferred. By transferring the concavo-convex pattern, it can be used, for example, as a film for an interlayer insulating film of a semiconductor element such as LSI, system LSI, DRAM, SDRAM, RDRAM, or D-RDRAM, a resist film or the like when manufacturing the semiconductor element.

なお、硬化性組成物が熱硬化性である場合には、上記露光工程の代わりに、加熱硬化工程により硬化させる。熱硬化を行う場合、加熱雰囲気及び加熱温度等は特に限定されないが、例えば不活性雰囲気下又は減圧下で、40℃〜200℃で加熱することができる。加熱はホットプレート、オーブン、ファーネス等を用いて行うことができる。   In addition, when a curable composition is thermosetting, it is hardened by a heat curing process instead of the said exposure process. When thermosetting is performed, the heating atmosphere and the heating temperature are not particularly limited. For example, heating can be performed at 40 ° C. to 200 ° C. under an inert atmosphere or under reduced pressure. Heating can be performed using a hot plate, oven, furnace, or the like.

最後に、モールドをパターン形成層から剥離する。剥離方法としては、特に限定されず例えば基材を固定してモールドを基材から遠ざかるように移動させて剥離してもよく、モールドを固定して基材をモールドから遠ざかるように移動させて剥離してもよく、これらの両方を逆方向へ引っ張って剥離してもよい。   Finally, the mold is peeled from the pattern forming layer. The peeling method is not particularly limited. For example, the base material may be fixed and the mold may be moved away from the base material, or the mold may be fixed and the base material may be moved away from the mold to be peeled off. Alternatively, both of them may be peeled by pulling in the opposite direction.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

<[A]化合物>
合成例、実施例及び比較例において用いた[A]化合物は以下のとおりである。
A−1:タングステン(V)エトキシド
A−2:ビス(2,4−ペンタンジオネート)亜鉛
A−3:アルミニウム(III)2,4−ペンタンジオネート
A−4:インジウム(III)2,4−ペンタンジオネート
A−5:テトラメトキシシラン
A−6:チルトリメトキシシラン
A−7:フェニルトリメトキシシラン
<[A] Compound>
The [A] compounds used in the synthesis examples, examples and comparative examples are as follows.
A-1: Tungsten (V) ethoxide A-2: Bis (2,4-pentanedionate) zinc A-3: Aluminum (III) 2,4-pentanedionate A-4: Indium (III) 2,4 -Pentandionate A-5: Tetramethoxysilane A-6: Titritrimethoxysilane A-7: Phenyltrimethoxysilane

[合成例1]
上記(A−1)30.00g及びプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)60.00gを混合し、25℃で10分間攪拌した後、水10.00gを混合し、60℃まで昇温し、4時間加熱撹拌を行った。反応終了後、室温まで冷却し、プロピレングリコールモノメチルエーテルを30.00g添加し、低沸点物をエバポレーターにて除去して加水分解縮合物(A−8)の溶液を得た。(A−8)の溶液の固形分濃度は、焼成法により測定した結果、10.98%であった。
[Synthesis Example 1]
30.00 g of the above (A-1) and 60.00 g of propylene glycol monomethyl ether (PGME) were mixed and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, then mixed with 10.00 g of water, heated to 60 ° C. and heated for 4 hours. Heating and stirring were performed. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to room temperature, 30.00 g of propylene glycol monomethyl ether was added, and the low boiling point product was removed by an evaporator to obtain a solution of hydrolysis condensate (A-8). The solid content concentration of the solution (A-8) was 10.98% as a result of measurement by a firing method.

[合成例2〜5]
表1に示す種類、量の各成分を使用した以外は合成例1と同様に操作して、加水分解縮合物(A−9)〜(A−12)を合成した。
[Synthesis Examples 2 to 5]
Hydrolysis condensates (A-9) to (A-12) were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the types and amounts of the components shown in Table 1 were used.

[合成例6]
シュウ酸0.40gを水19.20gに加熱溶解させて、シュウ酸水溶液を調製した。上記(A−5)9.46g、(A−6)3.02g、(A−7)0.88g及びPGME67.04gを入れたフラスコに、冷却管と調製したシュウ酸水溶液を入れた滴下ロートとをセットした。次いで、オイルバスにて60℃に加熱した後、シュウ酸水溶液をゆっくり滴下し、60℃で4時間反応させた。反応終了後、反応溶液の入ったフラスコを放冷してからエバポレーターにセットし、低沸点物をエバポレーターにて除去して加水分解縮合物(A−13)の溶液を得た。(A−13)の溶液の固形分濃度は、焼成法により測定した結果、11.90%であった。また、固形分の重量平均分子量(Mw)は2,900であった。
[Synthesis Example 6]
An aqueous oxalic acid solution was prepared by dissolving 0.40 g of oxalic acid in 19.20 g of water by heating. A dropping funnel containing the cooling pipe and the prepared aqueous oxalic acid solution in a flask containing 9.46 g of (A-5), 3.02 g of (A-6), 0.88 g of (A-7) and PGME 67.04 g. And set. Subsequently, after heating to 60 degreeC with an oil bath, the oxalic acid aqueous solution was dripped slowly, and it was made to react at 60 degreeC for 4 hours. After completion of the reaction, the flask containing the reaction solution was allowed to cool and then set in an evaporator, and low-boiling substances were removed with an evaporator to obtain a solution of hydrolysis condensate (A-13). The solid content concentration of the solution (A-13) was 11.90% as a result of measurement by a firing method. Moreover, the weight average molecular weight (Mw) of solid content was 2,900.

Figure 0005825177
Figure 0005825177

<多層レジストプロセス用無機膜形成組成物の調製>
実施例及び比較例において用いた[B]有機溶媒及び[D]架橋促進剤は以下のとおりである。
<Preparation of inorganic film forming composition for multilayer resist process>
[B] Organic solvents and [D] cross-linking accelerators used in Examples and Comparative Examples are as follows.

<[B]有機溶媒>
B−1:プロピレングリコールモノメチルエーテル
B−2:プロピレングリコールモノエチルエーテル
<[B] Organic solvent>
B-1: Propylene glycol monomethyl ether B-2: Propylene glycol monoethyl ether

<[D]架橋促進剤>
D−1:ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート
D−2:1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート
D−3:酢酸テトラメチルアンモニウム
D−4:1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エンp−トルエンスルホン酸塩
<[D] Cross-linking accelerator>
D-1: Diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate D-2: 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate D-3: Tetramethylammonium acetate D-4: 1,8- Diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene p-toluenesulfonate

[実施例1]
[A]化合物としての(A−8)17.34質量部を[B]有機溶媒としての(B−1)46.50質量部、(B−2)31.06質量部に溶解させた後、(C)5.00質量部、(D−2)0.10質量部を添加した後、この溶液を孔径0.2μmのフィルターでろ過して、多層レジストプロセス用無機膜形成組成物を調製した。
[Example 1]
[A] After dissolving 17.34 parts by mass of (A-8) as a compound in 46.50 parts by mass of (B-1) and (B-2) 31.06 parts by weight of [B] organic solvent , (C) 5.00 parts by mass, (D-2) 0.10 parts by mass, and then filtering this solution through a filter having a pore size of 0.2 μm to prepare an inorganic film forming composition for a multilayer resist process did.

[実施例2〜5及び比較例1]
表2に示す種類、量の各成分を使用した以外は実施例1と同様に操作して、多層レジストプロセスの各無機膜形成組成物を調製した。なお、「−」は該当する成分を使用しなかったことを示す。
[Examples 2 to 5 and Comparative Example 1]
Each inorganic film forming composition of the multilayer resist process was prepared in the same manner as in Example 1 except that each type and amount of components shown in Table 2 were used. “-” Indicates that the corresponding component was not used.

<評価>
上記のように調製した多層レジストプロセスの各無機膜形成組成物について、以下のように各種物性を評価した。結果を表2にあわせて示す。
<Evaluation>
Various physical properties of each inorganic film forming composition of the multilayer resist process prepared as described above were evaluated as follows. The results are shown in Table 2.

[レジストパターン形成性、アルカリ水溶液現像]
被加工基板としてのシリコンウェハ上に、レジスト下層膜形成組成物(NFC HM8005、JSR製)をスピンコーターによって塗布し、250℃のホットプレート上で60秒間乾燥させることにより、膜厚300nmのレジスト下層膜を形成した。形成したレジスト下層膜上に各無機膜形成組成物をスピンコーターによって塗布し、250℃のホットプレート上で60秒間焼成することにより膜厚20nmの無機膜を形成した。形成した無機膜上にレジスト組成物(ARX2014J、JSR製)を塗布し、90℃で60秒間乾燥させ膜厚100nmのレジスト膜を形成した。形成したレジスト膜上に液浸上層膜形成組成物(NFC TCX091−7、JSR製)を塗布し、90℃で60秒間乾燥させ膜厚30nmの液浸上層膜を形成した。その後、ArFエキシマレーザー照射装置(S610C、ニコン製)を用い、液浸法によって16mJ/cmのレーザー照射量で露光処理した後、被加工基板を115℃で60秒間加熱した。次いで、2.38wt%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液で30秒間現像処理し、シリコンウェハ上に残ったレジストと生じた溝の幅がそれぞれ50nmである、50nmのライン・アンド・スペースパターンのレジストパターンを形成した。形成したレジストパターンを走査型電子顕微鏡(日立ハイテク製)で観察し、50nmのライン・アンド・スペースのパターンにおいて、レジストパターンのボトム形状が裾広がり形状にならない場合をレジストパターン形成性が良好(A)と判断し、裾広がり形状になる場合をレジストパターン形成性が不良(B)と判断した。なお、形成したレジストパターンをマスクとして無機膜及び被加工基板に対し、ドライエッチンッグ装置(東京エレクトロン製、Telius SCCM)を用いて順次ドライエッチングすることでパターン転写を行った。
[Resist pattern formability, alkaline aqueous solution development]
A resist underlayer film forming composition (NFC HM8005, manufactured by JSR) is applied onto a silicon wafer as a substrate to be processed by a spin coater, and dried on a hot plate at 250 ° C. for 60 seconds to thereby form a resist underlayer having a film thickness of 300 nm. A film was formed. Each inorganic film forming composition was applied onto the formed resist underlayer film by a spin coater and baked on a hot plate at 250 ° C. for 60 seconds to form an inorganic film having a thickness of 20 nm. A resist composition (ARX2014J, manufactured by JSR) was applied on the formed inorganic film and dried at 90 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 100 nm. A liquid immersion upper layer film-forming composition (NFC TCX091-7, manufactured by JSR) was applied on the formed resist film and dried at 90 ° C. for 60 seconds to form a liquid immersion upper layer film having a film thickness of 30 nm. Thereafter, using an ArF excimer laser irradiation apparatus (S610C, manufactured by Nikon Corporation), the substrate was heated at 115 ° C. for 60 seconds after exposure treatment with a laser irradiation amount of 16 mJ / cm 2 by a liquid immersion method. Next, the resist pattern was developed with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 30 seconds to form a resist pattern having a 50 nm line and space pattern in which the resist remaining on the silicon wafer and the width of the resulting groove were 50 nm each. Formed. The formed resist pattern is observed with a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi High-Tech), and the resist pattern formability is good when the bottom shape of the resist pattern does not become a flared shape in a 50 nm line and space pattern (A ) And the case where the skirt spreads out is judged as poor (B) in resist pattern formability. Pattern transfer was performed by sequentially dry-etching the inorganic film and the substrate to be processed using the formed resist pattern as a mask using a dry etching apparatus (Telius SCCM, manufactured by Tokyo Electron).

[レジストパターン形成性、有機溶剤現像]
被加工基板としてのシリコンウェハ上に、レジスト下層膜形成組成物(NFC HM8005、JSR製)をスピンコーターによって塗布し、250℃のホットプレート上で60秒間乾燥させることにより、膜厚300nmのレジスト下層膜を形成した。形成したレジスト下層膜上に各無機膜形成組成物をスピンコーターによって塗布し、250℃のホットプレート上で60秒間焼成することにより膜厚20nmの無機膜を形成した。形成した無機膜上にレジスト組成物を塗布し、90℃で60秒間乾燥させ膜厚100nmのレジスト膜を形成した。形成したレジスト膜上に液浸上層膜形成組成物(NFC TCX091−7、JSR製)を塗布し、90℃で60秒間乾燥させ膜厚30nmの液浸上層膜を形成した。その後、ArFエキシマレーザー照射装置(S610C、ニコン製)を用い、液浸法によって16mJ/cmのレーザー照射量で露光処理した後、被加工基板を115℃で60秒間加熱した。次いで、酢酸ブチルを現像液としてパドル現像(30秒間)し、MIBCでリンスした。2,000rpm、15秒間振り切りでスピンドライすることにより、40nmライン/80nmのライン・アンド・スペースパターンのレジストパターンを形成した。形成したレジストパターンを走査型電子顕微鏡(日立ハイテク製)で観察し、40nmのライン・アンド・スペースのパターンにおいて、レジストパターンのボトム形状が裾広がり形状にならない場合をレジストパターン形成性が良好(A)と判断し、裾広がり形状になる場合をレジストパターン形成性が不良(B)と判断した。なお、形成したレジストパターンをマスクとして無機膜及び被加工基板に対し、ドライエッチンッグ装置(東京エレクトロン製、Telius SCCM)を用いて順次ドライエッチングすることでパターン転写を行った。
[Resist pattern formability, organic solvent development]
A resist underlayer film forming composition (NFC HM8005, manufactured by JSR) is applied onto a silicon wafer as a substrate to be processed by a spin coater, and dried on a hot plate at 250 ° C. for 60 seconds to thereby form a resist underlayer having a film thickness of 300 nm. A film was formed. Each inorganic film forming composition was applied onto the formed resist underlayer film by a spin coater and baked on a hot plate at 250 ° C. for 60 seconds to form an inorganic film having a thickness of 20 nm. A resist composition was applied on the formed inorganic film and dried at 90 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 100 nm. A liquid immersion upper layer film-forming composition (NFC TCX091-7, manufactured by JSR) was applied on the formed resist film and dried at 90 ° C. for 60 seconds to form a liquid immersion upper layer film having a film thickness of 30 nm. Thereafter, using an ArF excimer laser irradiation apparatus (S610C, manufactured by Nikon Corporation), the substrate was heated at 115 ° C. for 60 seconds after exposure treatment with a laser irradiation amount of 16 mJ / cm 2 by a liquid immersion method. Next, paddle development (30 seconds) was performed using butyl acetate as a developer, and rinsed with MIBC. A resist pattern having a 40 nm line / 80 nm line and space pattern was formed by spin-drying at 2,000 rpm for 15 seconds. The formed resist pattern is observed with a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi High-Technologies), and the resist pattern formability is good when the bottom shape of the resist pattern does not become a flared shape in a 40 nm line and space pattern (A ) And the case where the skirt spreads out is judged as poor (B) in resist pattern formability. Pattern transfer was performed by sequentially dry-etching the inorganic film and the substrate to be processed using the formed resist pattern as a mask using a dry etching apparatus (Telius SCCM, manufactured by Tokyo Electron).

[レジストパターン形成性、ナノインプリントリソグラフィー法]
被加工基板としてのシリコンウェハ上に、レジスト下層膜形成組成物(NFC HM8005、JSR製)をスピンコーターによって塗布し、250℃のホットプレート上で60秒間乾燥させることにより、膜厚300nmのレジスト下層膜を形成した。形成したレジスト下層膜上に各無機膜形成組成物をスピンコーターによって塗布し、250℃のホットプレート上で60秒間焼成することにより膜厚20nmの無機膜を形成した。形成した無機膜上にUV硬化性組成物を実験用基板の中心に約50μLスポットし、簡易インプリント装置(EUN−4200、エンジニアリングシステム社製)のワークステージに設置した。一方、離型剤(商品名「HD−1100Z」、ダイキン化成社製)を所定の方法であらかじめ塗布した石英テンプレート(NIM−PH350、NTT−ATN社製)を、シリコーンゴム(厚さ0.2mm)を接着層として、簡易インプリント装置の石英製露光ヘッドへ貼り付けた。次いで、簡易インプリント装置の圧力を0.2MPaとした後、露光ヘッドを下降し、テンプレートと実験基板とを、ナノインプリント用光硬化性組成物を介して密着させた後、UV露光を15秒間実施した。15秒後に露光ステージを上昇し、テンプレートを硬化した被形状転写層から剥離し、パターンを形成した。形成したレジストパターンを走査型電子顕微鏡(日立ハイテク製)で観察し、50nmのライン・アンド・スペースのパターンにおいて、レジストパターンに欠けがなく、矩形である場合をレジストパターン形成性が良好(A)と判断し、パターン損失がある場合をレジストパターン形成性が不良(B)と判断した。
[Resist pattern formability, nanoimprint lithography]
A resist underlayer film forming composition (NFC HM8005, manufactured by JSR) is applied onto a silicon wafer as a substrate to be processed by a spin coater, and dried on a hot plate at 250 ° C. for 60 seconds to thereby form a resist underlayer having a film thickness of 300 nm. A film was formed. Each inorganic film forming composition was applied onto the formed resist underlayer film by a spin coater and baked on a hot plate at 250 ° C. for 60 seconds to form an inorganic film having a thickness of 20 nm. About 50 μL of the UV curable composition was spotted on the center of the experimental substrate on the formed inorganic film and placed on the work stage of a simple imprint apparatus (EUN-4200, manufactured by Engineering System). On the other hand, a quartz template (NIM-PH350, manufactured by NTT-ATN) coated with a release agent (trade name “HD-1100Z”, manufactured by Daikin Kasei Co., Ltd.) in advance by a predetermined method is used as a silicone rubber (thickness 0.2 mm). ) As an adhesive layer and attached to a quartz exposure head of a simple imprint apparatus. Next, after setting the pressure of the simple imprint apparatus to 0.2 MPa, the exposure head is lowered, the template and the experimental substrate are brought into close contact with each other via the photocurable composition for nanoimprint, and then UV exposure is performed for 15 seconds. did. After 15 seconds, the exposure stage was raised, and the template was peeled off from the cured shape transfer layer to form a pattern. The formed resist pattern is observed with a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi High-Technologies). In a 50 nm line-and-space pattern, the resist pattern is not chipped and has a good resist pattern formability (A) It was determined that the resist pattern formability was poor (B) when there was pattern loss.

[耐エッチング性]
上記エッチング装置を用いて、上記無機膜を2通りの方法でエッチングした。1つ目は、上記レジスト下層膜(NFC HM8005)を毎分200nmだけエッチングする条件でエッチングした。2つ目は、二酸化シリコン膜を毎分100nmだけエッチングする条件でエッチングした。いずれのエッチングにおいても、初期膜厚とエッチング後膜厚の差が5nm未満の場合を、エッチング選択比が良好(A)と判断し、差が5nm以上の場合を不良(B)と判断した。良好なエッチング選択性と判断された場合、上記各無機膜形成組成物はそれぞれの膜を加工する際のマスク膜として良好に機能する。
[Etching resistance]
The inorganic film was etched by two methods using the etching apparatus. First, the resist underlayer film (NFC HM8005) was etched under the condition of etching by 200 nm per minute. Second, the silicon dioxide film was etched under the condition of etching by 100 nm per minute. In any etching, when the difference between the initial film thickness and the film thickness after etching was less than 5 nm, the etching selectivity was judged as good (A), and when the difference was 5 nm or more, it was judged as bad (B). When it is determined that the etching selectivity is good, each of the inorganic film forming compositions functions well as a mask film when processing each film.

Figure 0005825177
Figure 0005825177

表2に示される結果から明らかなように、当該無機膜形成組成物はエッチング選択比に優れ、また当該無機膜形成組成物を用いた場合、形成されるレジストパターンはレジストパターン形成性に優れることがわかった。   As is apparent from the results shown in Table 2, the inorganic film-forming composition has an excellent etching selectivity, and when the inorganic film-forming composition is used, the formed resist pattern has excellent resist pattern formability. I understood.

本発明は、レジストパターン形成性及びエッチング選択比に優れる多層レジストプロセス用無機膜形成組成物、並びにパターン形成方法を提供することができる。従って、当該組成物を用いた多層レジストプロセスにおいては、有機膜を薄膜化する場合においてもレジストパターンの消失、型崩れ、曲がり等を抑制でき忠実なパターン転写が可能となる。従って、本発明は、今後更に微細化が進行するとみられるLSIの製造、特に微細なコンタクトホール等の形成に極めて好適に使用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide an inorganic film forming composition for a multilayer resist process and a pattern forming method that are excellent in resist pattern formability and etching selectivity. Therefore, in the multilayer resist process using the composition, even when the organic film is thinned, disappearance of the resist pattern, deformation of the shape, bending, and the like can be suppressed, and faithful pattern transfer is possible. Therefore, the present invention can be used very suitably for the manufacture of LSI, which is expected to be further miniaturized in the future, particularly for the formation of fine contact holes and the like.

Claims (7)

[A]加水分解性基を有する金属化合物、加水分解性基を有する金属化合物の加水分解物及び加水分解性基を有する金属化合物の加水分解縮合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物、
[B]有機溶媒、並びに
[D]架橋促進剤
を含有する多層レジストプロセス用無機膜形成組成物であって、
[A]化合物が、第6族元素、第12族元素及び第13族元素からなる群より選択される少なくとも1種の金属元素を含有し、かつ上記第6族元素、第12族元素及び第13族元素からなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の含有割合が、[A]化合物に含まれる金属元素及び半金属元素の合計量に対し70モル%以上であることを特徴とする多層レジストプロセス用無機膜形成組成物。
[A] At least one compound selected from the group consisting of a metal compound having a hydrolyzable group, a hydrolyzate of a metal compound having a hydrolyzable group, and a hydrolysis condensate of a metal compound having a hydrolyzable group ,
[B] an organic solvent, and [D] an inorganic film forming composition for a multilayer resist process containing a crosslinking accelerator,
[A] The compound contains at least one metal element selected from the group consisting of Group 6 elements, Group 12 elements and Group 13 elements, and the Group 6 element, Group 12 element and Group The content ratio of at least one metal element selected from the group consisting of group 13 elements is 70 mol% or more based on the total amount of metal elements and metalloid elements contained in the compound [A]. Inorganic film forming composition for multilayer resist process.
[C]水をさらに含有する請求項1に記載の多層レジストプロセス用無機膜形成組成物。   [C] The inorganic film forming composition for a multilayer resist process according to claim 1, further comprising water. (1)請求項1又は請求項2に記載の無機膜形成組成物を用い、被加工基板の上側に無機膜を形成する工程、
(2)レジスト組成物を用い、上記無機膜上にレジスト膜を形成する工程、
(3)フォトマスクを介した放射線の照射により、上記レジスト膜を露光する工程、
(4)上記露光されたレジスト膜の現像により、レジストパターンを形成する工程、及び
(5)上記レジストパターンをマスクとした1又は複数回のドライエッチングにより、被加工基板にパターンを形成する工程
を有するパターン形成方法。
(1) A step of forming an inorganic film on the upper side of the substrate to be processed using the inorganic film forming composition according to claim 1 or 2;
(2) a step of forming a resist film on the inorganic film using a resist composition;
(3) a step of exposing the resist film by irradiation with radiation through a photomask;
(4) a step of forming a resist pattern by developing the exposed resist film, and (5) a step of forming a pattern on the substrate to be processed by one or more dry etchings using the resist pattern as a mask. A pattern forming method.
(0)被加工基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
をさらに有し、
上記工程(1)において、無機膜を上記レジスト下層膜上に形成する請求項3に記載のパターン形成方法。
(0) forming a resist underlayer film on the substrate to be processed;
Further comprising
The pattern formation method according to claim 3, wherein an inorganic film is formed on the resist underlayer film in the step (1).
上記工程(2)におけるレジスト組成物が、
[α]酸の作用により解離する酸解離性基を有する重合体
を含有し、
上記工程(4)における現像を、有機溶媒現像液で行い、ネガ型のレジストパターンを形成する請求項3又は請求項4に記載のパターン形成方法。
The resist composition in the step (2) is
[Α] containing a polymer having an acid dissociable group that dissociates by the action of an acid,
The pattern forming method according to claim 3 or 4, wherein the development in the step (4) is performed with an organic solvent developer to form a negative resist pattern.
(1)請求項1又は請求項2に記載の無機膜形成組成物を用い、被加工基板の上側に無機膜を形成する工程、
(2’)ナノインプリントリソグラフィー法により、上記無機膜上にレジストパターンを形成する工程、及び
(5)上記レジストパターンをマスクとした1又は複数回のドライエッチングにより、被加工基板にパターンを形成する工程
を有するパターン形成方法。
(1) A step of forming an inorganic film on the upper side of the substrate to be processed using the inorganic film forming composition according to claim 1 or 2;
(2 ′) a step of forming a resist pattern on the inorganic film by nanoimprint lithography, and (5) a step of forming a pattern on a substrate to be processed by one or more dry etching using the resist pattern as a mask. A pattern forming method.
(0)被加工基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
をさらに有し、
上記工程(1)において、無機膜を上記レジスト下層膜上に形成する請求項6に記載のパターン形成方法。
(0) forming a resist underlayer film on the substrate to be processed;
Further comprising
The pattern forming method according to claim 6, wherein an inorganic film is formed on the resist underlayer film in the step (1).
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