JP2008050476A - Block copolymer and radiation-sensitive resin composition - Google Patents
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Abstract
【課題】感度、解像度、粗密依存性に優れた化学増幅型レジストに用いることができる。
【解決手段】複数の異なる部分構成成分を有し、該複数の異なる部分構成成分は、ラクトン骨格を側鎖に有する繰り返し単位および酸解離性基を有する繰り返し単位を含有する部分構成成分(A1)、およびシアノ基を側鎖に有する繰り返し単位を含有する部分構成成分(A2)であり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィを用いて測定した標準ポリスチレン換算の質量平均分子量が1000以上200000以下である。
【選択図】なしThe present invention can be used for a chemically amplified resist having excellent sensitivity, resolution, and density dependency.
A partial component (A1) having a plurality of different partial components, wherein the plurality of different partial components include a repeating unit having a lactone skeleton in the side chain and a repeating unit having an acid dissociable group. And a partial structural component (A2) containing a repeating unit having a cyano group in the side chain, and a mass average molecular weight in terms of standard polystyrene measured by gel permeation chromatography is 1,000 or more and 200,000 or less.
[Selection figure] None
Description
本発明はブロック共重合体および感放射線性樹脂組成物に関し、特にKrFエキシマレーザーあるいはArFエキシマレーザー等の遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線等の荷電粒子線の如き各種の放射線を使用する微細加工に有用な化学増幅型レジストとして好適に使用できるブロック共重合体およびこのブロック共重合体を用いた感放射線性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a block copolymer and a radiation-sensitive resin composition, and in particular, various radiation such as deep ultraviolet rays such as KrF excimer laser or ArF excimer laser, X-rays such as synchrotron radiation, and charged particle beams such as electron beams. The present invention relates to a block copolymer that can be suitably used as a chemically amplified resist useful for microfabrication to be used and a radiation-sensitive resin composition using the block copolymer.
集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野においては、より高い集積度を得るために、最近ではArFエキシマレーザー(波長193nm)、F2エキシマレーザー(波長157nm)等を用いた200nm程度以下のレベルでの微細加工が可能なリソグラフィ技術が必要とされている。このようなエキシマレーザーによる照射に適した感放射線性樹脂組成物として、酸解離性官能基を有する成分と放射線の照射により酸を発生する成分である酸発生剤とによる化学増幅効果を利用した化学増幅型感放射線性組成物が数多く提案されている。例えば、樹脂成分として、ノルボルナン環誘導体を有する単量体ユニットを含む特定の構造を樹脂成分とするフォトレジスト用高分子化合物が知られている(特許文献1、特許文献2)。
一方、特殊な連鎖移動剤を用いてラジカル重合を制御するリビングラジカル重合が知られており、その連鎖移動剤も提案されている(特許文献3〜特許文献6、非特許文献1)。
また、リビングラジカル重合を用いた酸解離性基含有重合体も知られている(特許文献7)。
An acid-dissociable group-containing polymer using living radical polymerization is also known (Patent Document 7).
しかしながら、半導体分野において、より高い集積度が求められるようになると、レジストである感放射線性樹脂組成物はより優れた解像度が必要とされるようになってきた。解像度が得られない原因の一つとして、現像後のレジストパターンが上部で細く下部にいくほど太い台形状になってしまうパターンプロファイル不具合がある。
また、同時により微細化が進むにつれて、パターンのラインエッジラフネス(以下、LERという)を低減する要求もますます強めてきた。半導体産業の微細化の進歩につれ、このような解像度およびパターンプロファイルに優れ、並びにLERの小さい条件を満たす感放射線性樹脂組成物の開発が急務になっている。
従来、感放射線性樹脂組成物に使用される樹脂は、分子量が大きくなるにつれてLER特性が低下する傾向にあり、分子量が小さくなるにつれて耐熱性が低下してエッチング耐性が悪くなるという傾向がある。このため、分子量分布の幅が大きくなる通常のラジカル重合においては、エッチング耐性を犠牲にしても、LER特性を改善するために平均分子量を小さくする傾向があった。分子量分布の幅を小さくして平均分子量を最適値にできる樹脂の開発が望まれている。一方、リビングラジカル重合を用いた酸解離性基含有重合体も知られているが、より高い集積度に対応するための十分なLER特性が得られていない。
また、レジストパターンが複雑化するに従い、レジストパターンの集積度合いにより線幅が変化してしまう粗密依存性を低減する必要がある。
However, when a higher degree of integration is required in the semiconductor field, a radiation-sensitive resin composition that is a resist is required to have better resolution. One of the reasons why the resolution cannot be obtained is a pattern profile defect in which the resist pattern after development becomes thinner in the upper part and becomes thicker in the lower part.
At the same time, the demand for reducing the line edge roughness (hereinafter referred to as LER) of the pattern has become stronger as the miniaturization progresses. As the semiconductor industry advances in miniaturization, there is an urgent need to develop a radiation-sensitive resin composition that excels in resolution and pattern profile and satisfies the requirements for low LER.
Conventionally, resins used for radiation-sensitive resin compositions tend to have lower LER characteristics as the molecular weight increases, and heat resistance decreases and etching resistance tends to deteriorate as the molecular weight decreases. For this reason, in normal radical polymerization in which the width of the molecular weight distribution is large, there is a tendency to reduce the average molecular weight in order to improve the LER characteristics even at the sacrifice of etching resistance. Development of a resin that can reduce the width of the molecular weight distribution and optimize the average molecular weight is desired. On the other hand, an acid-dissociable group-containing polymer using living radical polymerization is also known, but sufficient LER characteristics to cope with a higher degree of integration have not been obtained.
In addition, as the resist pattern becomes more complicated, it is necessary to reduce the dependency on the density that the line width changes depending on the degree of integration of the resist pattern.
解決しようとする課題は、集積回路素子における微細化の進行に対応しうる遠紫外線に代表される短波長の放射線に適応可能で、感度、解像度、粗密依存性に優れた化学増幅型レジストに用いることができる感放射線性樹脂組成物が得られていない点にある。 The problem to be solved is applicable to chemically amplified resists that can be applied to short-wavelength radiation typified by far-ultraviolet rays that can cope with the progress of miniaturization in integrated circuit elements, and that are excellent in sensitivity, resolution, and density dependence. The radiation-sensitive resin composition that can be obtained is not obtained.
本発明のブロック共重合体は、複数の異なる部分構成成分を有し、該複数の異なる部分構成成分は、ラクトン骨格を側鎖に有する繰り返し単位および酸解離性基を有する繰り返し単位を含有する部分構成成分(A1)、およびシアノ基を側鎖に有する繰り返し単位を含有する部分構成成分(A2)であり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィを用いて測定した標準ポリスチレン換算の質量平均分子量(以下、Mwと略称する)が1000以上200000以下であることを特徴とする。
また、上記部分構成成分(A2)がブロック共重合体のブロック末端にあることを特徴とする。
また、上記部分構成成分(A1)と上記部分構成成分(A2)との共重合が少なくとも下記式(X−1)で表される連鎖移動剤を用いるリビングラジカル重合により共重合されてなることを特徴とする。
また、上記Zは下記式(X−2)で表される置換基であることを特徴とする。
本発明の感放射線性樹脂組成物は、上記ブロック共重合体を樹脂成分とする酸解離性基含有重合体と、感放射線性酸発生剤とを含有することを特徴とする。
The block copolymer of the present invention has a plurality of different partial constituents, and the plurality of different partial constituents contain a repeating unit having a lactone skeleton in the side chain and a repeating unit having an acid-dissociable group. A component (A1) and a partial component (A2) containing a repeating unit having a cyano group in the side chain, and a mass average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mw) in terms of standard polystyrene measured using gel permeation chromatography Is from 1,000 to 200,000.
In addition, the partial constituent component (A2) is at the block terminal of the block copolymer.
Further, the copolymerization of the partial constituent component (A1) and the partial constituent component (A2) is at least copolymerized by living radical polymerization using a chain transfer agent represented by the following formula (X-1). Features.
The above Z is a substituent represented by the following formula (X-2).
The radiation sensitive resin composition of the present invention comprises an acid dissociable group-containing polymer containing the block copolymer as a resin component and a radiation sensitive acid generator.
本発明のブロック共重合体は、リビングラジカル重合により平均分子量が制御され、かつシアノ基を側鎖に有する繰り返し単位を含有する部分構成成分(A2)を含有する。そのため、このブロック共重合体を樹脂成分とする感放射線性樹脂組成物は、活性放射線、特に、ArFエキシマレーザー(波長193nm)に代表される遠紫外線に感応する化学増幅型レジストとして、放射線に対する透明性が高く、高解像度であり、粗密依存性に優れる。 The block copolymer of the present invention contains a partial component (A2) containing a repeating unit having an average molecular weight controlled by living radical polymerization and having a cyano group in the side chain. Therefore, the radiation-sensitive resin composition comprising the block copolymer as a resin component is transparent to radiation as a chemically amplified resist sensitive to actinic radiation, particularly far ultraviolet rays represented by ArF excimer laser (wavelength 193 nm). High resolution, high resolution and excellent density dependency.
本発明は、ブロック共重合体の部分構成成分として、シアノ基を側鎖に有する繰り返し単位を含有するブロックを特定の連鎖移動剤を用いて重合する。得られるブロック共重合体を用いることにより、レジストとしての基本物性に優れ、解像性能が高く、粗密依存性に優れた感放射線性樹脂組成物が得られるとの知見に基づくものである。
本発明の連鎖移動剤は可逆的付加開裂連鎖移動剤である場合もある。ここでいう可逆的付加連鎖移動剤は文献に一般にRAFT(Reversible Addition−Fragmentation Chain Transfer)Agentと呼ばれているものを指す(非特許文献1参照)。可逆的付加開裂連鎖移動剤におけるZは窒素原子、硫黄原子、または酸素原子を介して式(X−1)で表される分子中の>C=S基と結合することが好ましい。窒素原子の場合はジチオカルバメイトを、硫黄原子の場合はジチオカルボネートをそれぞれ形成する。
Raは、式(X−1)で表される連鎖移動剤において、Raラジカルとして解裂可能な有機基であることが好ましい。Raとして、具体的には、−CH2Ph、−CH(CH3)CO2CH2CH3、−CH(CO2CH2CH3)2、−C(CH3)2CN、−CH(Ph)CN、−C(CH3)2CO2R’(R’はアルキル、アリール基等を表す)、−C(CH3)2Phが挙げられる。Phはフェニル基を表す。
In the present invention, a block containing a repeating unit having a cyano group in the side chain is polymerized using a specific chain transfer agent as a partial component of the block copolymer. This is based on the knowledge that by using the obtained block copolymer, a radiation-sensitive resin composition having excellent basic physical properties as a resist, high resolution performance, and excellent density dependency can be obtained.
The chain transfer agent of the present invention may be a reversible addition-cleavage chain transfer agent. The reversible addition chain transfer agent here refers to what is generally called RAFT (Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer) Agent in the literature (see Non-Patent Document 1). Z in the reversible addition-cleavage chain transfer agent is preferably bonded to the> C═S group in the molecule represented by the formula (X-1) via a nitrogen atom, a sulfur atom, or an oxygen atom. In the case of a nitrogen atom, dithiocarbamate is formed, and in the case of a sulfur atom, dithiocarbonate is formed.
R a is preferably an organic group that can be cleaved as an R a radical in the chain transfer agent represented by the formula (X-1). As R a , specifically, —CH 2 Ph, —CH (CH 3 ) CO 2 CH 2 CH 3 , —CH (CO 2 CH 2 CH 3 ) 2 , —C (CH 3 ) 2 CN, —CH (Ph) CN, —C (CH 3 ) 2 CO 2 R ′ (R ′ represents an alkyl, aryl group, etc.), —C (CH 3 ) 2 Ph. Ph represents a phenyl group.
式(X−2)において、Rb、RcおよびRdとして表される置換または非置換の炭化水素基としては、置換または非置換のアルキル基、置換または非置換のアリール基、置換または非置換のアルケニル基を、置換または非置換のヘテロ原子を含む炭化水素基としては、置換または非置換のアシル基、置換または非置換のアロイル基、置換または非置換のアルコキシ基、置換または非置換のへテロアリール基、置換または非置換のへテロシクロ基、置換または非置換のアルキルスルホニル基、置換または非置換のアルキルスルフィニル基、置換または非置換のアリールスルフィニル基等の1価の有機基が挙げられる。
式(X−2)において、Rb、RcおよびRdのいずれか2つが相互に結合して形成される環の構成原子数が3〜50である基の例としては、置換または非置換のピラゾール環構造が挙げられる。一例として式(X−3)で表されるピラゾール環の例を示す。
In the formula (X-2), examples of the group in which any two of R b , R c and R d are bonded to each other and the ring has 3 to 50 atoms are substituted or unsubstituted Of the pyrazole ring structure. As an example, an example of a pyrazole ring represented by the formula (X-3) is shown.
本発明で使用できる連鎖移動剤の具体例を式(CTA−1)〜式(CTA−4)として、以下に表す。
本発明に用いられる連鎖移動剤はラジカル重合開始剤と併用できる。
本発明で使用できるラジカル重合開始剤は、熱重合開始剤、レドックス重合開始剤、光重合開始剤が挙げられる。例えばパーオキシドやアゾ化合物等の重合開始剤が挙げられる。特に限定しないが、具体的なラジカル重合開始剤としては、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチルパーベンゾエート、ベンゾイルパーオキサイド、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、1,1'−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、ジメチル−2,2'−アゾビスイソブチレート(MAIB)等が挙げられる。
The chain transfer agent used in the present invention can be used in combination with a radical polymerization initiator.
Examples of the radical polymerization initiator that can be used in the present invention include a thermal polymerization initiator, a redox polymerization initiator, and a photopolymerization initiator. Examples thereof include polymerization initiators such as peroxides and azo compounds. Although not particularly limited, specific radical polymerization initiators include t-butyl hydroperoxide, t-butyl perbenzoate, benzoyl peroxide, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2, Examples include 2′-azobisisobutyronitrile (AIBN), 1,1′-azobis (cyclohexanecarbonitrile), dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (MAIB), and the like.
本発明のブロック共重合体は、ラクトン骨格を側鎖に有する繰り返し単位および酸解離性基を有する繰り返し単位を含有する部分構成成分(A1)、およびシアノ基を側鎖に有する繰り返し単位を含有する部分構成成分(A2)をブロックとして含有する。部分構成成分(A1)を含有することにより、酸の作用によりアルカリ易溶性となるアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性のブロック共重合体となる。
ここでいう「アルカリ不溶性またはアルカリ難溶性」とは、ブロック共重合体を含有する感放射線性樹脂組成物から形成されたレジスト被膜からレジストパターンを形成する際に採用されるアルカリ現像条件(好ましくはpHが8〜14のアルカリ水溶液、更に好ましくはpHが9〜14のアルカリ水溶液で現像する条件)下で、当該レジスト被膜の代わりにブロック共重合体のみを用いた被膜を現像した場合に、当該被膜の初期膜厚の50%以上が現像後に残存する性質を意味する。「アルカリ易溶性」とは、同様の処理で被膜が溶解して初期膜厚の50%未満が失われる性質を意味する。
The block copolymer of the present invention contains a partial structural component (A1) containing a repeating unit having a lactone skeleton in the side chain and a repeating unit having an acid dissociable group, and a repeating unit having a cyano group in the side chain. A partial component (A2) is contained as a block. By containing the partial constituent component (A1), an alkali-insoluble or alkali-insoluble block copolymer that becomes readily alkali-soluble by the action of an acid is obtained.
The term “alkali-insoluble or alkali-insoluble” as used herein refers to alkali development conditions (preferably used when forming a resist pattern from a resist film formed from a radiation-sensitive resin composition containing a block copolymer). when developing a film using only a block copolymer in place of the resist film under an alkaline aqueous solution having a pH of 8 to 14, more preferably an alkaline aqueous solution having a pH of 9 to 14). It means that 50% or more of the initial film thickness of the film remains after development. “Alkali readily soluble” means the property that less than 50% of the initial film thickness is lost by dissolving the coating by the same treatment.
ブロック共重合体は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算Mwが1000以上200000以下、好ましくはMwが2000以上4000以下である。また、多分散度(Mw/Mn)が1.3以下、好ましくは多分散度(Mw/Mn)が1.2以下である。多分散度の下限値は理論上1.0であるが、これに近づくほど好ましい。ここでMnは数平均分子量を表す。
Mwが1000未満であると、レジストとしたときの耐熱性が低下しエッチング耐性が悪くなる。一方、Mwが200000をこえるとLERが低下する。
MwおよびMnは単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定できる。また、重合反応において連鎖移動剤の量を増減することで、Mwの制御を行なうことができる。
The block copolymer has a polystyrene-equivalent Mw by gel permeation chromatography (GPC) of 1,000 to 200,000, preferably Mw of 2,000 to 4,000. The polydispersity (Mw / Mn) is 1.3 or less, preferably the polydispersity (Mw / Mn) is 1.2 or less. The lower limit value of the polydispersity is theoretically 1.0, but the closer to this, the better. Here, Mn represents a number average molecular weight.
When the Mw is less than 1000, the heat resistance when used as a resist is lowered and the etching resistance is deteriorated. On the other hand, when Mw exceeds 200000, LER decreases.
Mw and Mn can be measured by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard. Moreover, Mw can be controlled by increasing or decreasing the amount of the chain transfer agent in the polymerization reaction.
ブロック共重合体の部分構成成分(A1)の中で、酸解離性基を有する繰り返し単位は、酸解離性基を含有する単量体を共重合させて得られる。
酸解離性基を含有する単量体としては、下記式(m−1)〜式(m−7)で表される単量体が挙げられる。
また、上式において、シクロアルカン由来の脂環族環は、置換基を有していてもよく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数1〜4の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基の1種以上あるいは1個以上で置換した骨格等が挙げられる。 好ましい酸解離性基を含有する単量体としては、解像度を上げることができる式(m−1)、式(m−2)、または式(m−3)であり、好ましいRはメチル基、同R1はメチル基またはエチル基である。
In the partial constituent component (A1) of the block copolymer, the repeating unit having an acid dissociable group is obtained by copolymerizing a monomer containing an acid dissociable group.
Examples of the monomer containing an acid dissociable group include monomers represented by the following formulas (m-1) to (m-7).
In the above formula, the cycloalkane-derived alicyclic ring may have a substituent, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2 And a skeleton substituted with one or more of linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as -methylpropyl group, 1-methylpropyl group and t-butyl group. . The monomer containing a preferred acid-dissociable group is the formula (m-1), the formula (m-2), or the formula (m-3) that can increase the resolution, and preferred R is a methyl group, R 1 is a methyl group or an ethyl group.
ブロック共重合体の部分構成成分(A1)の中で、ラクトン骨格を側鎖に有する繰り返し単位は、下記式(m−8)で表される単量体を共重合させることが好ましい。また、好ましい他の繰り返し単位を生成する単量体として下記式(m−9)で表される単量体が挙げられる。
部分構成成分(A1)を構成する上記以外の他の単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸ノルボルニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸トリシクロデカニル、(メタ)アクリル酸テトラシクロデカニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸−3−ヒドロキシ−1−アダマンチル、(メタ)アクリル酸−3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチル、(メタ)アクリル酸−3−オキソ−1−アダマンチル、(メタ)アクリル酸アダマンチルメチル等の有橋式炭化水素骨格を有する(メタ)アクリル酸エステル類; Examples of other monomers constituting the partial component (A1) include, for example, norbornyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic. Acid tetracyclodecanyl, (meth) acrylic acid adamantyl, (meth) acrylic acid-3-hydroxy-1-adamantyl, (meth) acrylic acid-3,5-dihydroxy-1-adamantyl, (meth) acrylic acid-3 (Meth) acrylic acid esters having a bridged hydrocarbon skeleton such as -oxo-1-adamantyl, adamantyl methyl (meth) acrylate;
(メタ)アクリル酸カルボキシノルボルニル、(メタ)アクリル酸カルボキシトリシクロデカニル、(メタ)アクリル酸カルボキシテトラシクロデカニル等の不飽和カルボン酸の有橋式炭化水素骨格を有するカルボキシル含有エステル類、有橋式炭化水素骨格をもたない(メタ)アクリル酸エステル類、α−ヒドロキシメチルアクリル酸エステル類、不飽和アミド化合物、含窒素ビニル化合物、不飽和カルボン酸(無水物)類、不飽和カルボン酸の有橋式炭化水素骨格をもたないカルボキシル基含有エステル類、酸解離性基を有する(メタ)アクリロイルオキシラクトン化合物、α−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、β−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−δ−バレロラクトン、β−(メタ)アクリロイルオキシ−δ−バレロラクトン等の酸解離性基をもたない(メタ)アクリロイルオキシラクトン化合物等の単官能性単量体、1,2−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニルジメチロールジ(メタ)アクリレート等の有橋式炭化水素骨格を有する多官能性単量体、有橋式炭化水素骨格をもたない多官能性単量体等の多官能性単量体を挙げることができる。
ブロック共重合体において、他の繰り返し単位は、単独でも2種以上組み合わさっても存在することができる。
Carboxyl-containing esters having a bridged hydrocarbon skeleton of unsaturated carboxylic acid such as carboxynorbornyl (meth) acrylate, carboxytricyclodecanyl (meth) acrylate, and carboxytetracyclodecanyl (meth) acrylate , (Meth) acrylic acid esters having no bridged hydrocarbon skeleton, α-hydroxymethylacrylic acid esters, unsaturated amide compounds, nitrogen-containing vinyl compounds, unsaturated carboxylic acid (anhydrides), unsaturated Carboxylic acid-containing esters having no bridged hydrocarbon skeleton, carboxylic acid-containing (meth) acryloyloxylactone compounds, α- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, β- (meth) Acryloyloxy-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-δ-valerolac , Monofunctional monomers such as (meth) acryloyloxylactone compounds having no acid dissociable groups such as β- (meth) acryloyloxy-δ-valerolactone, 1,2-adamantanediol di (meth) Multifunctional having bridged hydrocarbon skeleton such as acrylate, 1,3-adamantanediol di (meth) acrylate, 1,4-adamantanediol di (meth) acrylate, tricyclodecanyl dimethylol di (meth) acrylate Examples thereof include a polyfunctional monomer such as a monomer and a polyfunctional monomer having no bridged hydrocarbon skeleton.
In the block copolymer, other repeating units may be present alone or in combination of two or more.
ブロック共重合体を構成する部分構成成分(A2)は、下記式(m−10)で表される単量体を共重合させて得られる。
好ましいXは連結基のない単結合であり、好ましい具体例としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが挙げられる。
また、部分構成成分(A2)には、他の繰り返し単位を含むことができる。他の繰り返し単位としては、ラクトン構造をもつ(メタ)アクリレートおよび酸解離性保護基をもつ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
The partial component (A2) constituting the block copolymer is obtained by copolymerizing a monomer represented by the following formula (m-10).
Preferred X is a single bond having no linking group, and preferred specific examples include acrylonitrile and methacrylonitrile.
Further, the partial component (A2) can contain other repeating units. Examples of other repeating units include (meth) acrylate having a lactone structure and (meth) acrylate having an acid dissociable protecting group.
ブロック共重合体において、部分構成成分(A1)の割合は、共重合体を構成する重合体中の全繰り返し単位に対して、60〜99.5モル%、好ましくは70〜95モル%である。また、部分構成成分(A2)の割合は、共重合体を構成する重合体中の全繰り返し単位に対して、0.5〜10モル%、好ましくは1〜5モル%である。部分構成成分(A2)の割合が0.5モル%未満であると、本発明の効果が得られない傾向であり、10モル%をこえると、レジストの感度が低下する。 In the block copolymer, the proportion of the partial constituent component (A1) is 60 to 99.5 mol%, preferably 70 to 95 mol%, based on all repeating units in the polymer constituting the copolymer. . Moreover, the ratio of a partial structural component (A2) is 0.5-10 mol% with respect to all the repeating units in the polymer which comprises a copolymer, Preferably it is 1-5 mol%. If the proportion of the partial constituent component (A2) is less than 0.5 mol%, the effect of the present invention tends not to be obtained, and if it exceeds 10 mol%, the sensitivity of the resist decreases.
部分構成成分(A1)において、酸解離性基を側鎖に有する繰り返し単位の割合は、部分構成成分(A1)を構成する重合体中の全繰り返し単位に対して、20〜80モル%、好ましくは30〜70モル%である。また、ラクトン骨格を側鎖に有する繰り返し単位は、部分構成成分(A1)を構成する重合体中の全繰り返し単位に対して、20〜80モル%、好ましくは30〜70モル%である。
酸解離性基を側鎖に有する繰り返し単位の割合が20モル%未満では、レジストの現像時のコントラストが得られないとともに、解像度が劣化し、現像欠陥の一因となる傾向があり、一方80モル%をこえると、現像液に対するコントラストは向上するが、現像性の低下が著しく劣化する傾向がある。また、ラクトン骨格を側鎖に有する繰り返し単位の割合が20モル%未満では、基板との密着性が不足する傾向にあり、一方80モル%をこえると、解像度が劣化する傾向がある。
なお、他の繰り返し単位の割合は、部分構成成分(A1)を構成する重合体中の全繰り返し単位に対して、30モル%以下、好ましくは20モル%以下である。
In the partial component (A1), the proportion of the repeating unit having an acid dissociable group in the side chain is 20 to 80 mol%, preferably with respect to all repeating units in the polymer constituting the partial component (A1). Is 30-70 mol%. Moreover, the repeating unit which has a lactone skeleton in a side chain is 20-80 mol% with respect to all the repeating units in the polymer which comprises a partial structural component (A1), Preferably it is 30-70 mol%.
If the ratio of the repeating unit having an acid dissociable group in the side chain is less than 20 mol%, contrast during development of the resist cannot be obtained, resolution tends to deteriorate, and development defects tend to be caused. Above the mol%, the contrast to the developer is improved, but the decrease in developability tends to deteriorate significantly. Further, if the ratio of the repeating unit having a lactone skeleton in the side chain is less than 20 mol%, the adhesion to the substrate tends to be insufficient, while if it exceeds 80 mol%, the resolution tends to deteriorate.
In addition, the ratio of another repeating unit is 30 mol% or less with respect to all the repeating units in the polymer which comprises a partial structural component (A1), Preferably it is 20 mol% or less.
部分構成成分(A2)において、シアノ基を側鎖に有する繰り返し単位の割合は、部分構成成分(A2)を構成する重合体中の全繰り返し単位に対して、30モル%以上、好ましくは50モル%以上である。30モル%未満であると、レジストパターンの粗密依存性が悪化する傾向にある。 In the partial component (A2), the proportion of the repeating unit having a cyano group in the side chain is 30 mol% or more, preferably 50 mol, based on all repeating units in the polymer constituting the partial component (A2). % Or more. If it is less than 30 mol%, the density dependency of the resist pattern tends to deteriorate.
本発明のブロック共重合体は、部分構成成分(A1)および部分構成成分(A2)をそれぞれ順にリビング重合により重合させる方法、部分構成成分(A1)の末端に活性基を残して重合たさせた後に部分構成成分(A2)を構成する単量体を重合させる方法、部分構成成分(A1)および部分構成成分(A2)をそれぞれ重合体とした後、相互に結合させる方法などを用いて得ることができる。
本発明のブロック共重合体は、部分構成成分(A2)がブロック共重合体の末端にあることが粗密依存性低減効果が高いという理由で好ましい。
In the block copolymer of the present invention, the partial constituent component (A1) and the partial constituent component (A2) were each polymerized by living polymerization in order, and the active constituent was left at the terminal of the partial constituent component (A1). A method of polymerizing the monomer constituting the partial constituent component (A2) later, a method in which the partial constituent component (A1) and the partial constituent component (A2) are each made into a polymer and then bonded to each other. Can do.
In the block copolymer of the present invention, it is preferable that the partial constituent component (A2) is at the end of the block copolymer because the effect of reducing the dependence on density is high.
本発明のブロック共重合体の製造方法としては、ラジカル重合開始剤に加えて式(X−1)で表される連鎖移動剤を用いるリビングラジカル重合により共重合体させることが好ましい。
十分な重合速度を実現するために、十分高い濃度のラジカル重合開始剤を添加することが必要である。但しラジカル重合開始剤量と連鎖移動剤量との比率が高すぎると、ラジカル−ラジカルカップリング反応が発生し望ましくない非リビングラジカル重合体が生成するので、得られた重合体は分子量および分子量分布などの高分子特性においてコントロールされていない特性を有する部分が含まれてしまう。ラジカル重合開始剤量と連鎖移動剤量とのモル比率は、(1:1)〜(0.005:1)、好ましくは(1:1)〜(1:10)である。
また、Mwを1000以上200000以下、多分散度を1.3以下にするために、単量体全量に対して、ラジカル重合開始剤量は1〜15質量%、好ましくは2〜10質量%、連鎖移動剤量は2〜20質量%、好ましくは3〜10質量%である。
As a manufacturing method of the block copolymer of this invention, it is preferable to make it copolymer by living radical polymerization using the chain transfer agent represented by Formula (X-1) in addition to a radical polymerization initiator.
In order to achieve a sufficient polymerization rate, it is necessary to add a sufficiently high concentration of radical polymerization initiator. However, if the ratio between the radical polymerization initiator amount and the chain transfer agent amount is too high, a radical-radical coupling reaction occurs and an undesirable non-living radical polymer is formed, so that the obtained polymer has a molecular weight and molecular weight distribution. The part which has the characteristic which is not controlled in polymer characteristics, such as is included. The molar ratio between the radical polymerization initiator amount and the chain transfer agent amount is (1: 1) to (0.005: 1), preferably (1: 1) to (1:10).
Moreover, in order to make Mw 1000 or more and 200000 or less and polydispersity 1.3 or less, radical polymerization initiator amount is 1-15 mass% with respect to monomer whole quantity, Preferably 2-10 mass%, The amount of chain transfer agent is 2 to 20% by mass, preferably 3 to 10% by mass.
重合操作については通常のバッチ重合、滴下重合などの方法で合成できる。例えば、必要な単量体量を有機溶媒に溶解させ、ラジカル重合開始剤、連鎖移動剤の存在下で重合することにより酸解離性基含有重合体が得られる。
重合溶媒は単量体、ラジカル重合開始剤、連鎖移動剤を溶解できる有機溶剤が用いられる。有機溶剤としてケトン系溶剤、エーテル系溶剤、非プロトン系極性溶剤、エステル系溶剤、芳香族系溶剤、線状または環状脂肪族系溶剤が挙げられる。ケトン系溶剤としては、メチルエチルケトン、アセトンなどが挙げられる。エーテル系溶剤としてはアルコキシアルキルエーテル、例えば、メトキシメチルエーテル、エチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンなどが挙げられる。非プロトン系極性溶剤はジメチルホルムアミド、ジメチルスルホオキサイドなどが挙げられる。エステル系溶剤は酢酸アルキル、例えば酢酸エチル、酢酸メチルなどが挙げられる。芳香族系溶剤はアルキルアリール溶剤、例えばトルエン、キシレン、およびハロゲン化芳香族溶剤、例えばクロロベンゼンなどが挙げられる。脂肪族系溶剤はヘキサン、シクロヘキサンなどが挙げられる。
重合温度は20〜120℃、好ましくは50〜110℃、更に好ましくは60〜100℃である。通常の大気雰囲気でも重合できる場合もあるが、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下での重合が好ましい。重合体の分子量は単量体量と連鎖移動剤量との比率を制御することで調整できる。
重合時間は一般に0.5〜144時間、好ましくは1〜72時間、より好ましくは2〜24時間である。
The polymerization operation can be synthesized by a usual method such as batch polymerization or dropping polymerization. For example, an acid dissociable group-containing polymer can be obtained by dissolving a necessary monomer amount in an organic solvent and polymerizing in the presence of a radical polymerization initiator and a chain transfer agent.
As the polymerization solvent, an organic solvent capable of dissolving the monomer, the radical polymerization initiator, and the chain transfer agent is used. Examples of the organic solvent include ketone solvents, ether solvents, aprotic polar solvents, ester solvents, aromatic solvents, and linear or cyclic aliphatic solvents. Examples of the ketone solvent include methyl ethyl ketone and acetone. Examples of ether solvents include alkoxyalkyl ethers such as methoxymethyl ether, ethyl ether, tetrahydrofuran, and 1,4-dioxane. Examples of the aprotic polar solvent include dimethylformamide and dimethyl sulfoxide. Examples of ester solvents include alkyl acetates such as ethyl acetate and methyl acetate. Aromatic solvents include alkylaryl solvents such as toluene, xylene, and halogenated aromatic solvents such as chlorobenzene. Examples of the aliphatic solvent include hexane and cyclohexane.
The polymerization temperature is 20 to 120 ° C, preferably 50 to 110 ° C, more preferably 60 to 100 ° C. Although polymerization may be performed even in a normal air atmosphere, polymerization in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon is preferable. The molecular weight of the polymer can be adjusted by controlling the ratio between the monomer amount and the chain transfer agent amount.
The polymerization time is generally 0.5 to 144 hours, preferably 1 to 72 hours, more preferably 2 to 24 hours.
上記のリビングラジカル重合法で得られるブロック共重合体は、下記(1)式で示すように、その分子鎖末端に連鎖移動剤由来の残基を有する。本発明においては、この残基であるチオカルボニルチオ誘導体基を有する重合体をブロック共重合体として利用することができる。
末端処理は樹脂の溶液にて行なう。使用できる溶媒は上記重合操作に挙げられたものを使用できる。
使用できるラジカル重合開始剤は、重合体末端基処理の条件でラジカルが発生できるものであれば使用できる。ラジカル発生条件としては、熱、光、ガンマ線または電子ビームなどのような高エネルギー放射線が挙げられる。
ラジカル重合開始剤の具体例としてはパーオキシドやアゾ化合物などの開始剤が挙げられる。特に限定しないが、具体的なラジカル重合開始剤としては、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチルパーベンゾエート、ベンゾイルパーオキサイド、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、1,1'−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、ジメチル−2,2'−アゾビスイソブチレート(MAIB)、ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、ベンゾインエーテル、ベンゾフェノン等が挙げられる。
重合体末端処理はリビングラジカル重合反応終了後、その重合反応終了物に対して行なうか、またはいったん生成した重合体を精製した後で重合体末端処理を行なうことができる。
末端処理反応において、ラジカル重合開始剤は反応容器に一度に添加することも、また徐々に添加することもできる。徐々に添加する場合、複数回に分割して添加しても、また連続的に添加してもよい。
The end treatment is performed with a resin solution. As the solvent that can be used, those mentioned in the above polymerization operation can be used.
Usable radical polymerization initiators can be used as long as radicals can be generated under the conditions of polymer end group treatment. Radical generation conditions include high energy radiation such as heat, light, gamma rays or electron beams.
Specific examples of the radical polymerization initiator include initiators such as peroxides and azo compounds. Although not particularly limited, specific radical polymerization initiators include t-butyl hydroperoxide, t-butyl perbenzoate, benzoyl peroxide, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2, 2′-azobisisobutyronitrile (AIBN), 1,1′-azobis (cyclohexanecarbonitrile), dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (MAIB), dimethyl 2,2′-azobis (2 -Methyl propionate), benzoin ether, benzophenone and the like.
The polymer end treatment can be performed on the end product of the polymerization reaction after completion of the living radical polymerization reaction, or the polymer end treatment can be performed after the once produced polymer is purified.
In the terminal treatment reaction, the radical polymerization initiator can be added to the reaction vessel all at once or gradually. When adding gradually, you may divide and add in multiple times, or may add continuously.
熱ラジカル重合開始剤が用いられる場合は、樹脂末端基処理反応の温度が約20〜200℃、好ましくは40〜150℃、更に好ましくは50〜100℃である。反応の雰囲気は、窒素やアルゴンなどの不活性雰囲気、または大気雰囲気である。反応の圧力は常圧または加圧することができる。ラジカル重合開始剤の量は、ラジカル重合開始剤が発生するラジカル量として、末端処理される重合体に存在する残基の総モル数の1〜800%モル、好ましくは50〜400%モル、より好ましくは100〜300%モル、更により好ましくは200〜300%モルになるように導入できる。連鎖移動剤由来の残基のより完全な除去を望む場合は過剰量のラジカル重合開始剤が用いられる。
末端処理の反応時間は0.5〜72時間、好ましくは1〜24時間、より好ましくは2〜12時間である。重合体末端からチオグループなどの残基の除去は少なくとも50%、好ましくは少なくとも75%、より好ましくは85%、更により好ましくは95%である。末端処理された重合体は末端に新しいラジカル種、例えば末端処理反応で使用されたラジカル開始剤から由来するラジカル開始剤の断片に置換される。得られた重合体は末端に新しいグループがあり、用途に応じて使用できる。
なお、重合体末端処理は国際公開公報WO02/090397に記載の方法によっても連鎖移動剤由来の残基を除去できる。
When a thermal radical polymerization initiator is used, the temperature of the resin end group treatment reaction is about 20 to 200 ° C, preferably 40 to 150 ° C, more preferably 50 to 100 ° C. The reaction atmosphere is an inert atmosphere such as nitrogen or argon, or an air atmosphere. The pressure of the reaction can be normal pressure or increased pressure. The amount of the radical polymerization initiator is 1 to 800% mol, preferably 50 to 400% mol of the total number of moles of residues present in the polymer to be end-treated as the amount of radical generated by the radical polymerization initiator. Preferably, it can introduce | transduce so that it may become 100-300% mol, More preferably, it is 200-300% mol. If a more complete removal of the residue from the chain transfer agent is desired, an excess amount of radical polymerization initiator is used.
The reaction time for the terminal treatment is 0.5 to 72 hours, preferably 1 to 24 hours, more preferably 2 to 12 hours. Removal of residues such as thiogroups from the polymer ends is at least 50%, preferably at least 75%, more preferably 85%, even more preferably 95%. The end-treated polymer is replaced at the end with new radical species, such as radical initiator fragments derived from the radical initiator used in the end-treatment reaction. The resulting polymer has a new group at the end and can be used according to the application.
In addition, the polymer terminal treatment can remove a residue derived from a chain transfer agent by a method described in International Publication WO02 / 090397.
本発明のブロック共重合体は、ハロゲン、金属等の不純物が少ないのは当然のことながら、残留単量体やオリゴマー成分が既定値以下、例えばHPLCで0.1質量%以下等であることが好ましく、それにより、レジストとしての感度、解像度、プロセス安定性、パターン形状等を更に改善できるだけでなく、液中異物や感度等の経時変化がないレジストとして使用できる感放射線性組成物が得られる。
ブロック共重合体の精製法としては、例えば以下の方法が挙げられる。金属等の不純物を除去する方法としては、ゼータ電位フィルターを用いて樹脂溶液中の金属を吸着させる方法や蓚酸やスルホン酸等の酸性水溶液で樹脂溶液を洗浄することで金属をキレート状態にして除去する方法等が挙げられる。また、残留単量体やオリゴマー成分を規定値以下に除去する方法としては、水洗や適切な溶剤を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液々抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、ブロック共重合体溶液を貧溶媒へ滴下することで重合体を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈澱法やろ別した重合体スラリーを貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法がある。また、これらの方法を組み合わせることもできる。上記再沈澱法に用いられる貧溶媒としては、精製するブロック共重合体の物性等に左右され一概には例示することはできない。適宜、貧溶媒は選定されるものである。
The block copolymer of the present invention is naturally low in impurities such as halogen and metal, and the residual monomer and oligomer components are not more than predetermined values, for example, 0.1% by mass or less by HPLC. Preferably, it is possible to obtain a radiation-sensitive composition that can be used as a resist that can not only further improve the sensitivity, resolution, process stability, pattern shape, and the like as a resist, but also does not change over time such as foreign matter in liquid or sensitivity.
Examples of the purification method of the block copolymer include the following methods. As a method of removing impurities such as metals, the metal is chelated and removed by adsorbing the metal in the resin solution using a zeta potential filter or by washing the resin solution with an acidic aqueous solution such as oxalic acid or sulfonic acid. And the like. In addition, as a method of removing residual monomer and oligomer components below the specified value, liquid-liquid extraction method that removes residual monomer and oligomer components by combining water washing and an appropriate solvent, those with a specific molecular weight or less Refining method in the solution state such as ultrafiltration that extracts and removes only, and removing the residual monomer by coagulating the polymer in the poor solvent by dropping the block copolymer solution into the poor solvent There are solid state purification methods such as reprecipitation and washing the filtered polymer slurry with a poor solvent. Moreover, these methods can also be combined. The poor solvent used in the reprecipitation method depends on the physical properties of the block copolymer to be purified and cannot be generally exemplified. As appropriate, the poor solvent is selected.
上記ブロック共重合体を酸解離性基含有樹脂として用い、放射線の照射により酸を発生する成分である酸発生剤と組み合わせることにより感放射線性樹脂組成物が得られる。
酸発生剤は、露光により発生した酸の作用によって、ブロック共重合体中に存在する酸解離性基を解離させ、その結果レジスト被膜の露光部がアルカリ現像液に易溶性となり、ポジ型のレジストパターンを形成する作用を有するものである。
本発明における酸発生剤としては、スルホニウム塩やヨードニウム塩等のオニウム塩、有機ハロゲン化合物、ジスルホン類やジアゾメタンスルホン類等のスルホン化合物を挙げることができる。
酸発生剤として好ましいものとしては、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、トリフェニルスルホニウムカンファースルホネート等のトリフェニルスルホニウム塩化合物;
A radiation-sensitive resin composition is obtained by using the block copolymer as an acid-dissociable group-containing resin and combining with an acid generator that is a component that generates an acid upon irradiation with radiation.
The acid generator dissociates the acid dissociable groups present in the block copolymer by the action of the acid generated by exposure, and as a result, the exposed portion of the resist film becomes readily soluble in an alkali developer, and a positive resist. It has the effect | action which forms a pattern.
Examples of the acid generator in the present invention include onium salts such as sulfonium salts and iodonium salts, organic halogen compounds, and sulfone compounds such as disulfones and diazomethane sulfones.
Preferred examples of the acid generator include triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, triphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1]. ] Triphenylsulfonium salt compounds such as hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate and triphenylsulfonium camphorsulfonate;
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−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムカンファースルホネート等の4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム塩化合物; 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2. 2.1] 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium salt compounds such as hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate and 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium camphorsulfonate;
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、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムカンファースルホネート等の4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウム塩化合物; 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium 2- 4-methanesulfonylphenyl diphenylsulfonium salt compounds such as bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate and 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium camphorsulfonate;
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、ジフェニルヨードニウムカンファースルホネート等のジフェニルヨードニウム塩化合物; Diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2, Diphenyliodonium salt compounds such as 2-tetrafluoroethanesulfonate and diphenyliodonium camphorsulfonate;
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、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムカンファースルホネート等のビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム塩化合物; 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-tetrafluoroethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium camphor Bis (4-tert-butylphenyl) iodonium salt compounds such as sulfonate;
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−(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カンファースルホネート等の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塩化合物; 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, (4-n-Butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2. 1] 1- (4-n-) such as hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium camphorsulfonate Butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium salt compound;
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−(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カンファースルホネート等の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塩化合物; 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, (6-n-Butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2. 1] 1- (6-n-) such as hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium camphorsulfonate Butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium salt compound;
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、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カンファースルホネート等の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塩化合物; 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, (3,5-Dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2. 1] 1- (3,5- such as hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium camphorsulfonate Dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiol Salt compound;
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、N−(2−(3−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカニル)−1,1−ジ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、N−(カンファースルホニルオキシ)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のビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド類化合物等が挙げられる。 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-dicarboxy imide, N- (2- (3- tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecanyl) -1,1-difluoroethane-sulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept -5 -En Bicyclo [2.2.1] hept-5, such as 2,3-dicarboximide, N- (camphorsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide Examples include ene-2,3-dicarboximide compounds.
本発明において、酸発生剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用できる。
酸発生剤の使用量は、レジストとしての感度および現像性を確保する観点から、ブロック共重合体100質量部に対して、通常、0.1〜30質量部、好ましくは0.1〜20質量部である。この場合、酸発生剤の使用量が0.1質量部未満では、感度および現像性が低下する傾向があり、一方30質量部をこえると、放射線に対する透明性が低下して、矩形のレジストパターンを得られ難くなる傾向がある。
In this invention, an acid generator can be used individually or in mixture of 2 or more types.
The amount of the acid generator used is usually 0.1 to 30 parts by mass, preferably 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the block copolymer, from the viewpoint of ensuring sensitivity and developability as a resist. Part. In this case, when the amount of the acid generator used is less than 0.1 parts by mass, the sensitivity and developability tend to decrease. On the other hand, when the amount exceeds 30 parts by mass, the transparency to radiation decreases and a rectangular resist pattern. Tends to be difficult to obtain.
本発明の感放射線性樹脂組成物には、必要に応じて、酸拡散制御剤、酸解離性基を有する脂環族添加剤、酸解離性基を有しない脂環族添加剤、界面活性剤、増感剤等の各種の添加剤を配合できる。
上記酸拡散制御剤は、照射により酸発生剤から生じる酸のレジスト被膜中における拡散現象を制御し、非照射領域における好ましくない化学反応を抑制する作用を有する成分である。
このような酸拡散制御剤を配合することにより、得られる感放射線性樹脂組成物の貯蔵安定性が向上し、またレジストとしての解像度が更に向上するとともに、照射から現像処理までの引き置き時間(PED)の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れた組成物が得られる。
上記酸拡散制御剤としては、レジストパターンの形成工程中の照射や加熱処理により塩基性が変化しない含窒素有機化合物が好ましい。
In the radiation sensitive resin composition of the present invention, an acid diffusion controller, an alicyclic additive having an acid dissociable group, an alicyclic additive not having an acid dissociable group, and a surfactant are included as necessary. Various additives such as a sensitizer can be blended.
The acid diffusion controller is a component having an action of controlling a diffusion phenomenon of an acid generated from an acid generator upon irradiation in a resist film and suppressing an undesirable chemical reaction in a non-irradiated region.
By blending such an acid diffusion control agent, the storage stability of the resulting radiation-sensitive resin composition is improved, the resolution as a resist is further improved, and the holding time from irradiation to development processing ( The change in the line width of the resist pattern due to the variation in PED) can be suppressed, and a composition having excellent process stability can be obtained.
The acid diffusion controller is preferably a nitrogen-containing organic compound whose basicity does not change by irradiation or heat treatment during the resist pattern formation step.
このような含窒素有機化合物としては、「3級アミン化合物」、「アミド基含有化合物」、「4級アンモニウムヒドロキシド化合物」、「含窒素複素環化合物」等が挙げられる。
「3級アミン化合物」としては、例えば、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;トリエタノールアミン、ジエタノールアニリンなどのアルカノールアミン類;N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、1,3−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼンテトラメチレンジアミン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼン、1,3−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2−ジエチルアミノエチル)エーテル等が挙げられる。
Examples of such nitrogen-containing organic compounds include “tertiary amine compounds”, “amide group-containing compounds”, “quaternary ammonium hydroxide compounds”, “nitrogen-containing heterocyclic compounds”, and the like.
Examples of the “tertiary amine compound” include triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n. -Tri (cyclo) alkylamines such as octylamine, cyclohexyldimethylamine, tricyclohexylamine; alkanolamines such as triethanolamine, diethanolaniline; N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, N, N , N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzenetetramethylenediamine, 2,2-bis (4-amino) Phenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-amino) Nophenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (3-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (4-hydroxyphenyl) propane, 1,4-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, bis (2- Diethylaminoethyl) ether and the like.
「アミド基含有化合物」としては、例えば、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−オクチルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−ノニルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−デシルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジシクロヘキシルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−4,4'−ジアミノジフェニルメタン、N,N'−ジ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N'−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,7−ジアミノヘプタン、N,N'−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,8−ジアミノオクタン、N,N'−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,9−ジアミノノナン、N,N'−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,10−ジアミノデカン、N,N'−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,12−ジアミノドデカン、N,N'−ジ−t−ブトキシカルボニル−4,4'−ジアミノジフェニルメタン、N−t−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−メチルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−ピロリジン、N−t−ブトキシカルボニル−ピペリジン、N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシ−ピペリジン、N−t−ブトキシカルボニル−モルホリン等のN−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物のほか、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、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、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン等が挙げられる。 Examples of the “amide group-containing compound” include Nt-butoxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-nonylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-decylamine, N- t-butoxycarbonyldicyclohexylamine, Nt-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, N, N-di-t-butoxycarbonyl-1-adamantylamine N, N-di-t-butoxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, N, N′-di-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine N, N, N ′, N′-tetra-t-butoxycarbonylhexamethylene Diamine, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,7-diaminoheptane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,8-diaminooctane, N, N′-di-t-butoxy Carbonyl-1,9-diaminononane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,10-diaminodecane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,12-diaminododecane, N, N ′ -Di-t-butoxycarbonyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-methylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole Nt-butoxycarbonyl-pyrrolidine, Nt-butoxycarbonyl-piperidine, Nt-butoxycarbonyl- In addition to Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds such as 4-hydroxy-piperidine, Nt-butoxycarbonyl-morpholine, formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone and the like can be mentioned.
「4級アンモニウムヒドロキシド化合物」としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−プロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。
「含窒素複素環化合物」としては、例えば、イミダゾール、4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、2−フェニルベンズイミダゾール等のイミダゾール類;ピペラジン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン等のピペラジン類のほか、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、3−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、モルホリン、4−メチルモルホリン、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。
Examples of the “quaternary ammonium hydroxide compound” include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetra-n-propylammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium hydroxide, and the like.
Examples of the “nitrogen-containing heterocyclic compound” include imidazoles such as imidazole, 4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, benzimidazole, 2-phenylbenzimidazole; In addition to piperazines such as piperazine and 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, 3-piperidino-1,2-propanediol, morpholine, 4-methylmorpholine, Examples include 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane.
上記含窒素複素環化合物のうち、3級アミン化合物、アミド基含有化合物、含窒素複素環化合物が好ましく、また、アミド基含有化合物の中ではN−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物が好ましく、含窒素複素環化合物の中ではイミダゾール類が好ましい。 Of the above nitrogen-containing heterocyclic compounds, tertiary amine compounds, amide group-containing compounds, and nitrogen-containing heterocyclic compounds are preferable, and among the amide group-containing compounds, Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds are preferable, including Among the nitrogen heterocyclic compounds, imidazoles are preferable.
上記酸拡散制御剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用できる。酸拡散制御剤の配合量は、ブロック共重合体100質量部に対して、通常、15質量部以下、好ましくは10質量部以下、更に好ましくは5質量部以下である。この場合、酸拡散制御剤の配合量が15質量部をこえると、レジストとしての感度および放射線照射部の現像性が低下する傾向がある。なお、酸拡散制御剤の配合量が0.001質量部未満であると、プロセス条件によってはレジストとしてのパターン形状や寸法忠実度が低下するおそれがある。 The acid diffusion control agents can be used alone or in admixture of two or more. The compounding amount of the acid diffusion controller is usually 15 parts by mass or less, preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the block copolymer. In this case, when the compounding amount of the acid diffusion controller exceeds 15 parts by mass, the sensitivity as a resist and the developability of the radiation-irradiated part tend to decrease. If the amount of the acid diffusion controller is less than 0.001 part by mass, the pattern shape and dimensional fidelity as a resist may be lowered depending on the process conditions.
また、酸解離性基を有する脂環族添加剤、または酸解離性基を有しない脂環族添加剤は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等を更に改善する作用を示す成分である。
このような脂環族添加剤としては、例えば、1−アダマンタンカルボン酸t−ブチル、1−アダマンタンカルボン酸t−ブトキシカルボニルメチル、1−アダマンタンカルボン酸αブチロラクトンエステル、1,3−アダマンタンジカルボン酸ジ−t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブトキシカルボニルメチル、1,3−アダマンタンジ酢酸ジ−t−ブチル、2,5−ジメチル−2,5−ジ(アダマンチルカルボニルオキシ)ヘキサン等のアダマンタン誘導体類;デオキシコール酸t−ブチル、デオキシコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、デオキシコール酸2−エトキシエチル、デオキシコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、デオキシコール酸3−オキソシクロヘキシル、デオキシコール酸テトラヒドロピラニル、デオキシコール酸メバロノラクトンエステル等のデオキシコール酸エステル類;リトコール酸t−ブチル、リトコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、リトコール酸2−エトキシエチル、リトコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、リトコール酸3−オキソシクロヘキシル、リトコール酸テトラヒドロピラニル、リトコール酸メバロノラクトンエステル等のリトコール酸エステル類;アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジプロピル、アジピン酸ジn−ブチル、アジピン酸ジt−ブチル等のアルキルカルボン酸エステル類等が挙げられる。
これらの脂環族添加剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用できる。脂環族添加剤の配合量は、ブロック共重合体100質量部に対して、通常、50質量部以下、好ましくは30質量部以下である。この場合、脂環族添加剤の配合量が50質量部をこえると、レジストとしての耐熱性が低下する傾向がある。
In addition, an alicyclic additive having an acid dissociable group or an alicyclic additive not having an acid dissociable group is a component that further improves dry etching resistance, pattern shape, adhesion to a substrate, and the like. It is.
Examples of such alicyclic additives include 1-adamantanecarboxylic acid t-butyl, 1-adamantanecarboxylic acid t-butoxycarbonylmethyl, 1-adamantanecarboxylic acid α-butyrolactone ester, 1,3-adamantane dicarboxylic acid diester. -T-butyl, 1-adamantane acetate t-butyl, 1-adamantane acetate t-butoxycarbonylmethyl, 1,3-adamantanediacetate di-t-butyl, 2,5-dimethyl-2,5-di (adamantylcarbonyl) Adamantane derivatives such as oxy) hexane; deoxycholate t-butyl, deoxycholate t-butoxycarbonylmethyl, deoxycholate 2-ethoxyethyl, deoxycholate 2-cyclohexyloxyethyl, deoxycholate 3-oxocyclohexyl, Deoxychol Deoxycholic acid esters such as tetrahydropyranyl and deoxycholic acid mevalonolactone ester; lithocholic acid t-butyl, lithocholic acid t-butoxycarbonylmethyl, lithocholic acid 2-ethoxyethyl, lithocholic acid 2-cyclohexyloxyethyl, lithocholic acid Lithocholic acid esters such as 3-oxocyclohexyl, lithocholic acid tetrahydropyranyl, lithocholic acid mevalonolactone ester; dimethyl adipate, diethyl adipate, dipropyl adipate, di-n-butyl adipate, di-t-butyl adipate, etc. And alkyl carboxylic acid esters.
These alicyclic additives can be used alone or in admixture of two or more. The compounding quantity of an alicyclic additive is 50 mass parts or less normally with respect to 100 mass parts of block copolymers, Preferably it is 30 mass parts or less. In this case, when the blending amount of the alicyclic additive exceeds 50 parts by mass, the heat resistance as a resist tends to decrease.
また、添加剤としての界面活性剤は、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する作用を示す成分である。
このような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ほか、以下商品名で、KP341(信越化学工業(株)製)、ポリフローNo.75,同No.95(共栄社化学(株)製)、エフトップEF301,同EF303,同EF352(トーケムプロダクツ(株)製)、メガファックスF171,同F173(大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC430,同FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガード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(旭硝子(株)製)等が挙げられる。
これらの界面活性剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用できる。界面活性剤の配合量は、ブロック共重合体100質量部に対して、通常、2質量部以下である。
Further, the surfactant as an additive is a component having an effect of improving coating property, striation, developability and the like.
Examples of such surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, and polyethylene glycol dilaurate. In addition to nonionic surfactants such as polyethylene glycol distearate, KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), Ftop EF301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products), Megafax F171, F173 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Fluorad FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 ( Asahi Glass Co., Ltd.).
These surfactants can be used alone or in admixture of two or more. The compounding quantity of surfactant is normally 2 mass parts or less with respect to 100 mass parts of block copolymers.
また、添加剤としての増感剤は、放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを酸発生剤に伝達し、それにより酸の生成量を増加する作用を示すもので、感放射線性樹脂組成物のみかけの感度を向上させる効果を有する。
このような増感剤としては、例えば、カルバゾール類、ベンゾフェノン類、ローズベンガル類、アントラセン類、フェノール類等が挙げられる。
これらの増感剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用できる。増感剤の配合量は、ブロック共重合体100質量部に対して、好ましくは50質量部以下である。
更に、上記以外の添加剤としては、ハレーション防止剤、接着助剤、保存安定化剤、消泡剤等が挙げられる。
本発明の感放射線性樹脂組成物は、普通、その使用に際して、全固形分濃度が、通常、3〜50質量%、好ましくは5〜25質量%となるように、溶剤に溶解したのち、例えば孔径0.2μm程度のフィルターでろ過し組成物溶液として調製される。
上記組成物溶液の調製に使用される溶剤としては、例えば、2−ペンタノン、2−ヘキサノン、2−ヘプタノン、2−オクタノン等の直鎖状もしくは分岐状のケトン類;シクロペンタノン、シクロヘキサノン等の環状のケトン類;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等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類;3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等の3−アルコキシプロピオン酸アルキル類のほか、
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ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸n−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、N−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。
Further, the sensitizer as an additive has an action of absorbing radiation energy and transmitting the energy to the acid generator, thereby increasing the amount of acid generated. The radiation-sensitive resin composition It has the effect of improving the apparent sensitivity.
Examples of such sensitizers include carbazoles, benzophenones, rose bengals, anthracenes, phenols and the like.
These sensitizers can be used alone or in admixture of two or more. The blending amount of the sensitizer is preferably 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the block copolymer.
Furthermore, examples of additives other than those mentioned above include antihalation agents, adhesion assistants, storage stabilizers, antifoaming agents, and the like.
The radiation-sensitive resin composition of the present invention is usually dissolved in a solvent so that the total solid content concentration is usually 3 to 50% by mass, preferably 5 to 25% by mass. A composition solution is prepared by filtering through a filter having a pore size of about 0.2 μm.
Examples of the solvent used in the preparation of the composition solution include linear or branched ketones such as 2-pentanone, 2-hexanone, 2-heptanone, and 2-octanone; cyclopentanone, cyclohexanone, and the like. Cyclic ketones; propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate; 2-hydroxypropionate alkyls such as methyl 2-hydroxypropionate and ethyl 2-hydroxypropionate; In addition to alkyl 3-alkoxypropionates such as methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate and ethyl 3-ethoxypropionate,
Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, n-butyl acetate, methyl pyruvate , Ethyl pyruvate, N-methylpyrrolidone, γ-butyrolactone and the like.
これらの溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用できるが、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メチルエーテル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、γ−ブチロラクトン、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチルから選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましい。但し、シクロヘキサノンは溶解性の点からは、有効な溶剤であるが、その毒性からは使用はできるだけ避けることが好ましい。 These solvents may be used alone or in admixture of two or more, but propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, 2-heptanone, cyclohexanone, γ-butyrolactone, ethyl 2-hydroxypropionate, 3-ethoxy It is preferable to contain at least one selected from ethyl propionate. However, cyclohexanone is an effective solvent from the viewpoint of solubility, but it is preferable to avoid its use as much as possible because of its toxicity.
本発明の感放射線性樹脂組成物は、特に化学増幅型レジストとして有用である。特に現像後のパターンのラインエッジラフネスを低減できるとともに、粗密依存性に優れるポジ型レジストとして有用である。
化学増幅型レジストにおいては、放射線照射により酸発生剤から発生した酸の作用によって、樹脂中の酸解離性基が解離して、カルボキシル基を生じ、その結果、レジストの照射部のアルカリ現像液に対する溶解性が高くなり、該照射部がアルカリ現像液によって溶解、除去され、ポジ型のレジストパターンが得られる。
本発明の感放射線性樹脂組成物からレジストパターンを形成する際には、組成物溶液を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布手段によって、例えば、シリコンウエハー、アルミニウムで被覆されたウエハー等の基板上に塗布することにより、レジスト被膜を形成し、場合により予め加熱処理(以下、「PB」という。)を行なったのち、所定のレジストパターンを形成するように該レジスト被膜に照射する。その際に使用される放射線としては、例えば、紫外線、KrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)、F2エキシマレーザー(波長157nm)、EUV(極紫外線、波長13nm等)等の遠紫外線、電子線等の荷電粒子線、シンクロトロン放射線等のX線等を適宜選択して使用できるが、これらのうち遠紫外線、電子線が好ましい。また、照射量等の照射条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成、各添加剤の種類等に応じて、適宜選定される。
本発明においては、高精度の微細パターンを安定して形成するために、PEBを行なうことが好ましい。このPEBにより、ブロック共重合体中の酸解離性有機基の解離反応が円滑に進行する。PEBの加熱条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって変わるが、通常、30〜200℃、好ましくは50〜170℃である。
The radiation sensitive resin composition of the present invention is particularly useful as a chemically amplified resist. In particular, it is useful as a positive resist that can reduce the line edge roughness of the pattern after development and has excellent dependency on density.
In a chemically amplified resist, the acid-dissociable group in the resin is dissociated by the action of the acid generated from the acid generator by radiation irradiation to generate a carboxyl group. The solubility becomes high, and the irradiated portion is dissolved and removed by an alkali developer, and a positive resist pattern is obtained.
When forming a resist pattern from the radiation-sensitive resin composition of the present invention, the composition solution is coated with, for example, a silicon wafer or aluminum by an appropriate application means such as spin coating, cast coating, or roll coating. A resist film is formed by coating on a substrate such as a wafer, and a resist film is formed on the resist film so as to form a predetermined resist pattern after heat treatment (hereinafter referred to as “PB”) in some cases. Irradiate. Examples of radiation used in this case include ultraviolet rays, KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), EUV (extreme ultraviolet light, wavelength 13 nm, etc.), etc. Far ultraviolet rays, charged particle beams such as electron beams, and X-rays such as synchrotron radiation can be appropriately selected and used. Of these, far ultraviolet rays and electron beams are preferred. Moreover, irradiation conditions, such as irradiation amount, are suitably selected according to the compounding composition of a radiation sensitive resin composition, the kind of each additive, etc.
In the present invention, it is preferable to perform PEB in order to stably form a high-precision fine pattern. By this PEB, the dissociation reaction of the acid dissociable organic group in the block copolymer proceeds smoothly. The heating conditions for PEB vary depending on the composition of the radiation sensitive resin composition, but are usually 30 to 200 ° C, preferably 50 to 170 ° C.
本発明においては、感放射線性樹脂組成物の潜在能力を最大限に引き出すため、例えば特公平6−12452号公報等に開示されているように、使用される基板上に有機系あるいは無機系の反射防止膜を形成しておくこともでき、また環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響を防止するため、例えば特開平5−188598号公報等に開示されているように、レジスト被膜上に保護膜を設けることもでき、あるいはこれらの技術を併用することもできる。
次いで、照射されたレジスト被膜をアルカリ現像液を用いて現像することにより、所定のレジストパターンを形成する。
上記アルカリ現像液としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドを溶解したアルカリ性水溶液が好ましい。
上記アルカリ性水溶液の濃度は、通常、10質量%以下である。この場合、アルカリ性水溶液の濃度が10質量%をこえると、非照射部も現像液に溶解するおそれがあり好ましくない。
また、上記アルカリ性水溶液には、界面活性剤等を適量添加することもできる。なお、アルカリ現像液で現像した後は、一般に、水で洗浄して乾燥する。
In the present invention, in order to maximize the potential of the radiation-sensitive resin composition, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-12458, an organic or inorganic substrate is used. An antireflection film can also be formed, and in order to prevent the influence of basic impurities contained in the environmental atmosphere, as disclosed in, for example, JP-A-5-188598, A protective film can be provided on the substrate, or these techniques can be used in combination.
Next, the irradiated resist film is developed using an alkali developer to form a predetermined resist pattern.
As the alkaline developer, for example, an alkaline aqueous solution in which tetramethylammonium hydroxide is dissolved is preferable.
The concentration of the alkaline aqueous solution is usually 10% by mass or less. In this case, if the concentration of the alkaline aqueous solution exceeds 10% by mass, the non-irradiated part may be dissolved in the developer, which is not preferable.
In addition, an appropriate amount of a surfactant or the like can be added to the alkaline aqueous solution. In addition, after developing with an alkali developing solution, it is generally washed with water and dried.
以下、実施例を挙げて本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。ここで、部は、特記しない限り質量基準である。
実施例および比較例における各測定・評価は、下記の要領で行なった。
13C−NMR:
日本電子(株)製「JNM−EX270」を用い、測定溶媒としてCDCL3を使用した。
MwおよびMn:
東ソー(株)製GPCカラム(G2000HXL 2本、G3000HXL 1本、G4000HXL 1本)を用い、流量1.0ミリリットル/分、溶出溶媒テトラヒドロフラン、カラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定した。
Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. Here, the part is based on mass unless otherwise specified.
Each measurement and evaluation in Examples and Comparative Examples was performed as follows.
13 C-NMR:
“JNM-EX270” manufactured by JEOL Ltd. was used, and CDCL 3 was used as a measurement solvent.
Mw and Mn:
Using a GPC column (2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL) manufactured by Tosoh Corporation, monodisperse polystyrene was used as the standard under the analysis conditions of a flow rate of 1.0 ml / min, elution solvent tetrahydrofuran, and column temperature of 40 ° C. Measured by gel permeation chromatography (GPC).
感度:
実施例および比較例に関して、ウエハー表面に77nmのARC29A(日産化学社製)膜を形成した基板を用い、組成物を基板上にスピンコートにより塗布し、ホットプレート上にて、温度110℃および時間1分の条件でPBを行なって形成した膜厚200nmのレジスト被膜に、Nikon社製フルフィールド縮小投影露光装置S306C(開口数0.75)を用い、マスクパターンを介して露光した。その後に、温度110℃および時間1分の条件でPEBを行なった後、2.38質量%のTMAH水溶液により、25℃で60秒現像し、水洗し、乾燥して、ポジ型レジストパターンを形成した。このとき、寸法100nmの1対1ラインアンドスペースのマスクを介して形成した線幅が、線幅100nmの1対1ラインアンドスペースに形成される露光量を最適露光量とし、この最適露光量を「感度」とした。
解像度:
上記最適露光量で解像される最小のレジストパターンの寸法を、解像度とした。
粗密依存性:
上記最適露光量における100nmのラインアンドスペースパターンの線幅と、100nm1L10Sパターンの線幅の差を粗密依存性とした。
sensitivity:
Regarding the examples and comparative examples, a substrate having a 77 nm ARC29A (Nissan Chemical) film formed on the wafer surface was used, and the composition was applied onto the substrate by spin coating, and the temperature was 110 ° C. and the time on the hot plate. A resist film having a thickness of 200 nm formed by PB under the conditions of 1 minute was exposed through a mask pattern using a full-field reduced projection exposure apparatus S306C (numerical aperture 0.75) manufactured by Nikon. After that, PEB was performed under conditions of a temperature of 110 ° C. and a time of 1 minute, then developed with a 2.38 mass% TMAH aqueous solution at 25 ° C. for 60 seconds, washed with water, and dried to form a positive resist pattern. did. At this time, an exposure amount formed in a one-to-one line-and-space with a line width of 100 nm is defined as an optimum exposure amount, and the optimum exposure amount is set as a line width formed through a one-to-one line-and-space mask having a dimension of 100 nm. “Sensitivity”.
resolution:
The dimension of the smallest resist pattern that can be resolved at the optimum exposure amount is defined as the resolution.
Density dependency:
The difference between the line width of the 100 nm line and space pattern and the line width of the 100 nm 1L10S pattern at the optimum exposure amount was defined as the density dependency.
各実施例および比較例で用いた単量体を以下に示す。
実施例1
化合物(M−1)26.56g(50モル%)、化合物(M−2)22.67g(45モル%)を2−ブタノン30gに溶解した単量体溶液(1)、ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)0.76gを2−ブタノン14.40gに溶解した溶液(2)、化合物(M−3)0.76g(5モル%)およびジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)0.05gを2−ブタノン5.0gに溶解した単量体溶液(3)を準備する。
さらに上記連鎖移動剤(CTA−3)1.32gおよび2−ブタノン7.23gを投入した500mlの三口フラスコを減圧置換法にて窒素パージする。
窒素パージの後、三口フラスコ内の内容物を攪拌しながら80℃に加熱し、15分後、単量体溶液(1)、単量体溶液(2)を送液ポンプを用いて3時間かけて滴下した。その後単量体溶液(3)を30分かけて滴下し、さらに4時間攪拌した。
重合終了後、重合溶液は放冷することにより30℃以下に冷却した。その後ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)3.13gを重合溶液に加え、80℃に加熱し3時間攪拌した。反応終了後、溶液は放冷し30℃以下に冷却し、400gのイソプロピルアルコールへ投入し、析出した白色粉末をろ別する。
ろ別された白色粉末を2度200gのイソプロピルアルコールにてスラリー状で洗浄した後、ろ別し、60℃にて17時間乾燥し、白色粉末の重合体を得た(35g、収率70%)。
この重合体はMwが7600、Mw/Mnが1.3であり、13C-NMR分析の結果、化合物(M−1)、化合物(M−2)、化合物(M−3)で表される単量体由来の各繰り返し単位の含有率が52.9:44.2:2.9(モル%)の共重合体であった。この重合体をブロック共重合体(A−1)とする。
Example 1
Monomer solution (1) prepared by dissolving 26.56 g (50 mol%) of compound (M-1) and 22.67 g (45 mol%) of compound (M-2) in 30 g of 2-butanone, dimethyl 2,2 ′ A solution (2) obtained by dissolving 0.76 g of azobis (2-methylpropionate) in 14.40 g of 2-butanone, 0.76 g (5 mol%) of compound (M-3) and dimethyl 2,2′-azobis A monomer solution (3) in which 0.05 g of (2-methylpropionate) is dissolved in 5.0 g of 2-butanone is prepared.
Further, a 500 ml three-necked flask charged with 1.32 g of the chain transfer agent (CTA-3) and 7.23 g of 2-butanone is purged with nitrogen by a vacuum replacement method.
After purging with nitrogen, the contents in the three-necked flask were heated to 80 ° C. with stirring, and after 15 minutes, the monomer solution (1) and the monomer solution (2) were added over 3 hours using a feed pump. And dripped. Thereafter, the monomer solution (3) was added dropwise over 30 minutes, and the mixture was further stirred for 4 hours.
After completion of the polymerization, the polymerization solution was allowed to cool and then cooled to 30 ° C. or lower. Thereafter, 3.13 g of dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) was added to the polymerization solution, heated to 80 ° C. and stirred for 3 hours. After completion of the reaction, the solution is allowed to cool, cooled to 30 ° C. or lower, poured into 400 g of isopropyl alcohol, and the precipitated white powder is filtered off.
The filtered white powder was washed twice with 200 g of isopropyl alcohol as a slurry, then filtered and dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a white powder polymer (35 g, yield 70%). ).
This polymer has Mw of 7600 and Mw / Mn of 1.3. As a result of 13 C-NMR analysis, the polymer is represented by compound (M-1), compound (M-2), and compound (M-3). The content ratio of each monomer-derived repeating unit was a copolymer of 52.9: 44.2: 2.9 (mol%). This polymer is referred to as a block copolymer (A-1).
比較例1
化合物(M−1)26.56g(50モル%)、化合物(M−2)22.67g(45モル%)を2−ブタノン30gに溶解した単量体溶液(1)、ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)0.76gを2−ブタノン14.40gに溶解した溶液(2)、化合物(M−3)0.76g(5モル%)およびジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)0.05gを2−ブタノン5.0gに溶解した単量体溶液(3)を準備する。
さらに上記連鎖移動剤(CTA−3)1.32gおよび2−ブタノン7.23gを投入した500mlの三口フラスコを減圧置換法にて窒素パージする。
窒素パージの後、三口フラスコ内の内容物を攪拌しながら80℃に加熱し、15分後、単量体溶液(1)、単量体溶液(2)および単量体溶液(3)を同時に送液ポンプを用いて3時間かけて滴下した。その後さらに4時間攪拌した。
重合終了後、重合溶液は放冷することにより30℃以下に冷却した。その後ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)3.13gを重合溶液に加え、80℃に加熱し3時間攪拌した。反応終了後、溶液は放冷し30℃以下に冷却し、400gのイソプロピルアルコールへ投入し、析出した白色粉末をろ別する。
ろ別された白色粉末を2度200gのイソプロピルアルコールにてスラリー状で洗浄した後、ろ別し、60℃にて17時間乾燥し、白色粉末の重合体を得た(34g、収率68%)。
この重合体はMwが7700、Mw/Mnが1.3であり、13C-NMR分析の結果、化合物(M−1)、化合物(M−2)、化合物(M−3)で表される単量体由来の各繰り返し単位の含有率が53.1:44.1:2.7(モル%)の共重合体であった。この重合体をランダム共重合体(R−1)とする。
Comparative Example 1
Monomer solution (1) prepared by dissolving 26.56 g (50 mol%) of compound (M-1) and 22.67 g (45 mol%) of compound (M-2) in 30 g of 2-butanone, dimethyl 2,2 ′ A solution (2) obtained by dissolving 0.76 g of azobis (2-methylpropionate) in 14.40 g of 2-butanone, 0.76 g (5 mol%) of compound (M-3) and dimethyl 2,2′-azobis A monomer solution (3) in which 0.05 g of (2-methylpropionate) is dissolved in 5.0 g of 2-butanone is prepared.
Further, a 500 ml three-necked flask charged with 1.32 g of the chain transfer agent (CTA-3) and 7.23 g of 2-butanone is purged with nitrogen by a vacuum replacement method.
After purging with nitrogen, the contents in the three-necked flask were heated to 80 ° C. with stirring. After 15 minutes, the monomer solution (1), the monomer solution (2) and the monomer solution (3) were simultaneously added. It dripped over 3 hours using the liquid feeding pump. Thereafter, the mixture was further stirred for 4 hours.
After completion of the polymerization, the polymerization solution was allowed to cool and then cooled to 30 ° C. or lower. Thereafter, 3.13 g of dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) was added to the polymerization solution, heated to 80 ° C. and stirred for 3 hours. After completion of the reaction, the solution is allowed to cool, cooled to 30 ° C. or lower, poured into 400 g of isopropyl alcohol, and the precipitated white powder is filtered off.
The filtered white powder was washed twice with 200 g of isopropyl alcohol as a slurry, then filtered and dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a white powder polymer (34 g, yield 68%). ).
This polymer has Mw of 7700 and Mw / Mn of 1.3. As a result of 13 C-NMR analysis, the polymer is represented by compound (M-1), compound (M-2), and compound (M-3). The content ratio of each monomer-derived repeating unit was a copolymer having a ratio of 53.1: 44.1: 2.7 (mol%). This polymer is referred to as a random copolymer (R-1).
実施例2、実施例3および比較例2
実施例1および比較例1で得られた共重合体を用いて、表1に示す配合で感放射線性樹脂組成物を作製した。得られた感放射線性樹脂組成物の各種評価を行なった。評価結果を表1に示す。表1において、樹脂成分以外に用いた成分は以下の通りである。
酸発生剤(B)
B−1:1−(4−n−ブトキシナフチル)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
B−2: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
酸拡散制御剤(D)
D−1:N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン
溶剤(C)
C−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
Example 2, Example 3 and Comparative Example 2
Using the copolymers obtained in Example 1 and Comparative Example 1, radiation-sensitive resin compositions were prepared with the formulations shown in Table 1. Various evaluation of the obtained radiation sensitive resin composition was performed. The evaluation results are shown in Table 1. In Table 1, the components used in addition to the resin component are as follows.
Acid generator (B)
B-1: 1- (4-n-butoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate B-2: Triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate acid diffusion controller (D)
D-1: Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine solvent (C)
C-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate
本発明の感放射線性樹脂組成物は、活性光線、例えばKrFエキシマレーザー(波長248nm)あるいはArFエキシマレーザー(波長193nm)に代表される遠紫外線に感応する化学増幅型レジストとして有用であり、特に高解像度であり、粗密依存性に優れるので、今後ますます微細化が進行すると予想される集積回路素子の製造に極めて好適に使用することができる。 The radiation-sensitive resin composition of the present invention is useful as a chemically amplified resist that is sensitive to actinic rays, for example, far ultraviolet rays represented by KrF excimer laser (wavelength 248 nm) or ArF excimer laser (wavelength 193 nm). Since the resolution is high and the dependency on the density is excellent, it can be used extremely favorably in the manufacture of integrated circuit elements that are expected to be further miniaturized in the future.
Claims (5)
前記複数の異なる部分構成成分は、ラクトン骨格を側鎖に有する繰り返し単位および酸解離性基を有する繰り返し単位を含有する部分構成成分(A1)、およびシアノ基を側鎖に有する繰り返し単位を含有する部分構成成分(A2)であり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィを用いて測定した標準ポリスチレン換算の質量平均分子量が1000以上200000以下であることを特徴とするブロック共重合体。 A block copolymer having a plurality of different partial constituents,
The plurality of different partial components contain a repeating unit having a lactone skeleton in the side chain and a partial component (A1) containing a repeating unit having an acid dissociable group, and a repeating unit having a cyano group in the side chain. A block copolymer, which is a partial component (A2), and has a mass average molecular weight in terms of standard polystyrene measured by gel permeation chromatography of 1,000 or more and 200,000 or less.
前記酸解離性基含有重合体が請求項1または請求項2記載のブロック共重合体であることを特徴とする感放射線性樹脂組成物。 A radiation sensitive resin composition comprising an acid dissociable group-containing polymer and a radiation sensitive acid generator,
The radiation-sensitive resin composition, wherein the acid-dissociable group-containing polymer is the block copolymer according to claim 1 or 2.
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JP2011195739A (en) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Jsr Corp | Method for polymerizing polymer for semiconductor resist, and polymer for semiconductor resist |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016218484A (en) * | 2008-11-19 | 2016-12-22 | ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ エルエルシーRohm and Haas Electronic Materials LLC | Compositions comprising block copolymer and processes for photolithography |
JP2011195739A (en) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Jsr Corp | Method for polymerizing polymer for semiconductor resist, and polymer for semiconductor resist |
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