JPWO2008087840A1 - Radiation-sensitive resin composition for immersion exposure and method for forming photoresist pattern - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は、得られるパターン形状が良好であり、焦点深度に優れ、液浸露光時に接触した水等の液浸媒体への溶出物の量が少なく、且つバブル欠陥の発生を抑制することができる液浸露光用感放射線性樹脂組成物及びそれを用いたフォトレジストパターン形成方法を提供することである。本発明の液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、フッ素化アルキル基を含有し、フッ素含量が3atom%以上であり、且つ酸の作用によりアルカリ可溶性となる重合体(A)と、酸の作用によりアルカリ可溶性となり、且つフッ素含量が3atom%未満である樹脂(B)と、感放射線性酸発生剤(C)と、を含有する樹脂組成物であって、この樹脂組成物を基板上に塗布して形成されるフォトレジスト膜の水に対する前進接触角が95度以下である。The object of the present invention is that the pattern shape obtained is good, the depth of focus is excellent, the amount of eluate in the immersion medium such as water contacted during immersion exposure is small, and the occurrence of bubble defects is suppressed. It is to provide a radiation sensitive resin composition for immersion exposure and a method for forming a photoresist pattern using the same. The radiation-sensitive resin composition for immersion exposure according to the present invention comprises a polymer (A) containing a fluorinated alkyl group, having a fluorine content of 3 atom% or more and being alkali-soluble by the action of an acid, A resin composition comprising a resin (B) that becomes alkali-soluble by action and has a fluorine content of less than 3 atom%, and a radiation-sensitive acid generator (C), and the resin composition is placed on a substrate. The advancing contact angle with respect to water of the photoresist film formed by coating is 95 degrees or less.
Description
本発明は、水等の液浸媒体を介してフォトレジスト膜を露光する液浸露光法に好適に使用することができる液浸露光用感放射線性樹脂組成物及びそれを用いたフォトレジストパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition for immersion exposure that can be suitably used for an immersion exposure method in which a photoresist film is exposed through an immersion medium such as water, and a photoresist pattern formation using the same. Regarding the method.
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0.10μm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。しかし、従来のリソグラフィプロセスでは、一般に放射線としてi線等の近紫外線が用いられているが、この近紫外線では、サブクオーターミクロンレベルの微細加工が極めて困難であると言われている。そこで、0.10μm以下のレベルでの微細加工を可能とするために、より波長の短い放射線の利用が検討されている。このような短波長の放射線としては、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線、電子線等を挙げることができるが、これらのうち、特にKrFエキシマレーザー(波長248nm)或いはArFエキシマレーザー(波長193nm)が注目されている。
このようなエキシマレーザーによる照射に適したレジストとして、酸解離性官能基を有する成分と、放射線の照射(以下、「露光」という。)により酸を発生する成分(以下、「酸発生剤」という。)と、による化学増幅効果を利用したレジスト(以下、「化学増幅型レジスト」という。)が数多く提案されている。化学増幅型レジストとしては、例えば、カルボン酸のt−ブチルエステル基又はフェノールのt−ブチルカーボナート基を有する樹脂と酸発生剤とを含有するレジストが提案されている。このレジストは、露光により発生した酸の作用により、樹脂中に存在するt−ブチルエステル基或いはt−ブチルカーボナート基が解離して、該樹脂がカルボキシル基或いはフェノール性水酸基からなる酸性基を有するようになり、その結果、フォトレジスト膜の露光領域がアルカリ現像液に易溶性となる現象を利用したものである。In the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements, in order to obtain a higher degree of integration, recently, a lithography technique capable of microfabrication at a level of 0.10 μm or less is required. However, in the conventional lithography process, near-ultraviolet rays such as i rays are generally used as radiation, and it is said that fine processing at the subquarter micron level is extremely difficult with this near-ultraviolet rays. Therefore, in order to enable fine processing at a level of 0.10 μm or less, use of radiation having a shorter wavelength is being studied. Examples of such short-wavelength radiation include an emission line spectrum of a mercury lamp, far-ultraviolet rays typified by an excimer laser, X-rays, electron beams, and the like. ) Or ArF excimer laser (wavelength 193 nm) has been attracting attention.
As a resist suitable for irradiation with such an excimer laser, a component having an acid-dissociable functional group and a component that generates acid upon irradiation with radiation (hereinafter referred to as “exposure”) (hereinafter referred to as “acid generator”) )) And a number of resists using the chemical amplification effect (hereinafter referred to as “chemically amplified resist”) have been proposed. As the chemically amplified resist, for example, a resist containing a resin having a t-butyl ester group of carboxylic acid or a t-butyl carbonate group of phenol and an acid generator has been proposed. In this resist, the t-butyl ester group or t-butyl carbonate group present in the resin is dissociated by the action of an acid generated by exposure, and the resin has an acidic group composed of a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group. As a result, the phenomenon that the exposed region of the photoresist film becomes readily soluble in an alkali developer is utilized.
このようなリソグラフィプロセスにおいては、今後は更に微細なパターン形成(例えば、線幅が45nm程度の微細なレジストパターン)が要求される。このような45nmより微細なパターン形成を達成させるためには、前記のように露光装置の光源波長の短波長化や、レンズの開口数(NA)を増大させることが考えられる。しかしながら、光源波長の短波長化には新たな高額の露光装置が必要となる。また、レンズの高NA化では、解像度と焦点深度がトレードオフの関係にあるため、解像度を上げても焦点深度が低下するという問題がある。 In such a lithography process, further fine pattern formation (for example, a fine resist pattern having a line width of about 45 nm) will be required in the future. In order to achieve such fine pattern formation of less than 45 nm, it is conceivable to shorten the light source wavelength of the exposure apparatus and increase the numerical aperture (NA) of the lens as described above. However, a new expensive exposure apparatus is required to shorten the light source wavelength. Further, when the lens has a high NA, the resolution and the depth of focus are in a trade-off relationship. Therefore, there is a problem that the depth of focus decreases even if the resolution is increased.
最近、このような問題を解決可能とするリソグラフィ技術として、液浸露光(リキッドイマージョンリソグラフィ)法という方法が報告されている。この方法は、露光時に、レンズと基板上のフォトレジスト膜との間の少なくとも前記フォトレジスト膜上に所定厚さの純水又はフッ素系不活性液体等の液状屈折率媒体(液浸媒体)を介在させるというものである。この方法では、従来は空気や窒素等の不活性ガスであった露光光路空間を屈折率(n)のより大きい液体、例えば純水等で置換することにより、同じ露光波長の光源を用いてもより短波長の光源を用いた場合や高NAレンズを用いた場合と同様に、高解像性が達成されると同時に焦点深度の低下もない。このような液浸露光を用いれば、現存の装置に実装されているレンズを用いて、低コストで、より高解像性に優れ、且つ焦点深度にも優れるレジストパターンの形成を実現できるため、大変注目されている。 Recently, a liquid immersion lithography (liquid immersion lithography) method has been reported as a lithography technique that can solve such problems. In this method, at the time of exposure, a liquid refractive index medium (immersion medium) such as pure water or a fluorine-based inert liquid having a predetermined thickness is formed on at least the photoresist film between the lens and the photoresist film on the substrate. It is to intervene. In this method, a light source having the same exposure wavelength can be used by replacing the exposure optical path space, which has conventionally been an inert gas such as air or nitrogen, with a liquid having a higher refractive index (n), such as pure water. Similar to the case of using a light source with a shorter wavelength or the case of using a high NA lens, high resolution is achieved and there is no reduction in the depth of focus. If such immersion exposure is used, it is possible to realize the formation of a resist pattern that is low in cost, excellent in high resolution, and excellent in depth of focus, using a lens mounted on an existing apparatus. It is attracting a lot of attention.
ところが、前記の液浸露光プロセスにおいては、露光時にフォトレジスト膜が直接、水等の液浸媒体に接触するため、フォトレジスト膜から酸発生剤等が溶出してしまう。この溶出物の量が多いと、レンズにダメージを与えたり、所定のパターン形状が得られなかったり、十分な解像度が得られないという問題点がある。
また、液浸媒体として水を用いる場合、露光する際に泡(バブル)が発生することがあり、そのバブルがレンズの役目を果たし、当初の所定の屈折率で露光することができず、バブル周辺において、所定形状のパターンを形成することができないというバブル欠陥が発生するという問題点もある。However, in the above-described immersion exposure process, the photoresist film directly comes into contact with an immersion medium such as water at the time of exposure, so that the acid generator and the like are eluted from the photoresist film. When the amount of the eluted material is large, there are problems that the lens is damaged, a predetermined pattern shape cannot be obtained, and sufficient resolution cannot be obtained.
In addition, when water is used as the immersion medium, bubbles may be generated during exposure, and the bubbles serve as a lens and cannot be exposed at the initial predetermined refractive index. There is also a problem in that a bubble defect that a pattern having a predetermined shape cannot be formed in the periphery.
液浸露光装置に使用するレジスト用の樹脂としては、例えば、特許文献1及び特許文献2に記載の樹脂や、特許文献3に記載の添加剤等が提案されている。
しかしながら、これらの樹脂や添加剤を用いたレジストにおいても、酸発生剤等の水への溶出物量の抑制は十分とは言えず、バブル欠陥も発生し易い。As resist resins used in the immersion exposure apparatus, for example, resins described in Patent Document 1 and Patent Document 2, additives described in Patent Document 3, and the like have been proposed.
However, even in a resist using these resins and additives, it cannot be said that the amount of the eluate in water such as an acid generator is sufficient, and bubble defects are likely to occur.
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、得られるパターン形状が良好であり、焦点深度に優れ、液浸露光時に接触した水等の液浸媒体への溶出物の量が少なく、且つバブル欠陥の発生を抑制することができる液浸露光用感放射線性樹脂組成物及びそれを用いたフォトレジストパターン形成方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, the pattern shape obtained is good, excellent in the depth of focus, the amount of eluate to the immersion medium such as water contacted during immersion exposure is small, And it aims at providing the radiation sensitive resin composition for immersion exposure which can suppress generation | occurrence | production of a bubble defect, and the photoresist pattern formation method using the same.
前記の目的を達成するための手段は以下のとおりである。
[1]フッ素化アルキル基を含有し、フッ素含量が3atom%以上であり、且つ酸の作用によりアルカリ可溶性となる重合体(A)と、酸の作用によりアルカリ可溶性となり、且つフッ素含量が3atom%未満である樹脂(B)と、感放射線性酸発生剤(C)と、を含有する液浸露光用感放射線性樹脂組成物であって、該液浸露光用感放射線性樹脂組成物を基板上に塗布して形成されるフォトレジスト膜の水に対する前進接触角が95度以下であることを特徴とする液浸露光用感放射線性樹脂組成物。
[2]前記樹脂(B)が、ラクトン構造を含有する繰り返し単位と、酸の作用によりアルカリ可溶性となる骨格を含有する繰り返し単位と、を含む上記[1]に記載の液浸露光用感放射線性樹脂組成物。
[3]前記重合体(A)が、下記一般式(1)で表される繰り返し単位と、酸の作用によりアルカリ可溶性となる骨格を含有する繰り返し単位と、を含む上記[1]又は[2]に記載の液浸露光用感放射線性樹脂組成物。
[4]前記一般式(1)で表される繰り返し単位を与える単量体が、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ)ペンタ(メタ)アクリレート及びパーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも一種である上記[1]乃至[3]のいずれかに記載の液浸露光用感放射線性樹脂組成物。
[5]前記重合体(A)の含有量が、該重合体(A)及び前記樹脂(B)の合計を100質量%とした場合に、0.1質量%以上である上記[1]乃至[4]のいずれかに記載の液浸露光用感放射線性樹脂組成物。
[6](1)上記[1]乃至[5]のいずれかに記載の液浸露光用感放射線性樹脂組成物を用いて、基板上にフォトレジスト膜を形成する工程と、(2)前記フォトレジスト膜に、液浸媒体を介し且つ所定のパターンを有するマスクを通して放射線を照射し、露光する工程と、(3)露光されたフォトレジスト膜を現象し、レジストパターンを形成する工程と、を備えることを特徴とするフォトレジストパターン形成方法。Means for achieving the above object are as follows.
[1] A polymer (A) containing a fluorinated alkyl group, having a fluorine content of 3 atom% or more and becoming alkali-soluble by the action of an acid, and alkali-soluble by the action of an acid and having a fluorine content of 3 atom% A radiation-sensitive resin composition for immersion exposure, comprising a resin (B) that is less than 1 and a radiation-sensitive acid generator (C), wherein the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure is a substrate. A radiation-sensitive resin composition for immersion exposure, wherein the photoresist film formed on the substrate has a forward contact angle with water of 95 degrees or less.
[2] The radiation-sensitive material for immersion exposure according to [1], wherein the resin (B) includes a repeating unit containing a lactone structure and a repeating unit containing a skeleton that becomes alkali-soluble by the action of an acid. Resin composition.
[3] The above [1] or [2], wherein the polymer (A) includes a repeating unit represented by the following general formula (1) and a repeating unit containing a skeleton that becomes alkali-soluble by the action of an acid. ] The radiation sensitive resin composition for immersion exposure as described in any one of the above.
[4] The monomer giving the repeating unit represented by the general formula (1) is 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, 2- (1,1,1,3,3,3 -Hexafluoro) propyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro) hexyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4 , 4,4-heptafluoro) penta (meth) acrylate and perfluorocyclohexyl (meth) acrylate, the radiation-sensitive resin for immersion exposure according to any one of the above [1] to [3] Composition.
[5] The above [1] to [1] to the content of the polymer (A) is 0.1% by mass or more when the total of the polymer (A) and the resin (B) is 100% by mass. [4] The radiation-sensitive resin composition for immersion exposure according to any one of [4].
[6] (1) A step of forming a photoresist film on a substrate using the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure according to any one of [1] to [5], and (2) A step of irradiating the photoresist film with radiation through an immersion medium and a mask having a predetermined pattern and exposing the photoresist film; and (3) a step of causing the exposed photoresist film to form a resist pattern. A method for forming a photoresist pattern, comprising:
本発明の液浸露光用感放射線性樹脂組成物を用いれば、得られるパターン形状が良好であり、焦点深度に優れ且つ液浸露光時に接触した水等の液浸媒体への溶出物の量を少なくできる。更には、フォトレジスト膜と液浸媒体との前進接触角が95度以下であるために、液浸露光の際におけるバブル欠陥の発生を抑制することができる。 If the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure of the present invention is used, the pattern shape obtained is good, the depth of focus is excellent, and the amount of eluate to the immersion medium such as water that has been contacted during immersion exposure can be reduced. Less. Furthermore, since the advancing contact angle between the photoresist film and the immersion medium is 95 degrees or less, the occurrence of bubble defects during immersion exposure can be suppressed.
1;シリコンウェハ、21;HMDS、2;シリコンゴムシート、3;超純水、4;シリコンウェハ、41;反射防止膜、42;フォトレジスト膜、5;基板、6;パターン。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Silicon wafer, 21; HMDS, 2; Silicon rubber sheet, 3; Ultrapure water, 4; Silicon wafer, 41; Antireflection film, 42; Photoresist film, 5;
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の液浸露光用感放射線性樹脂組成物(以下、単に「感放射線性樹脂組成物」或いは「樹脂組成物」ともいう。)は、フッ素化アルキル基を含有し、フッ素含量が3atom%以上であり、且つ酸の作用によりアルカリ可溶性となる重合体(A)と、酸の作用によりアルカリ可溶性となり、且つフッ素含量が3atom%未満である樹脂(B)と、感放射線性酸発生剤(C)と、を含有する樹脂組成物であって、この樹脂組成物を基板上に塗布して形成されるフォトレジスト膜の水に対する前進接触角が95度以下であることを特徴とする。
この感放射線性樹脂組成物は、レンズとフォトレジスト膜との間に、波長193nmにおける屈折率が空気よりも高い液浸媒体(例えば、水等)を介して放射線照射する液浸露光を含むレジストパターン形成方法において、フォトレジスト膜を形成するために用いられる。Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The radiation-sensitive resin composition for immersion exposure of the present invention (hereinafter also simply referred to as “radiation-sensitive resin composition” or “resin composition”) contains a fluorinated alkyl group and has a fluorine content of 3 atom%. A polymer (A) that is alkali-soluble by the action of an acid, a resin (B) that is alkali-soluble by the action of an acid and has a fluorine content of less than 3 atom%, and a radiation-sensitive acid generator ( C), and a photoresist film formed by applying the resin composition on a substrate has a forward contact angle with water of 95 degrees or less.
This radiation-sensitive resin composition is a resist including immersion exposure in which radiation is irradiated between a lens and a photoresist film through an immersion medium (for example, water) having a refractive index higher than that of air at a wavelength of 193 nm. In the pattern forming method, it is used to form a photoresist film.
また、本発明の感放射線性樹脂組成物においては、この樹脂組成物を基板上に塗布して形成されるフォトレジスト膜の水に対する前進接触角は95度以下である。この前進接触角が95度以下である場合には、高速スキャン時の泡噛みを抑制することが可能となり、バブル欠陥の発生を抑制することができる。尚、本明細書中における「前進接触角」とは、本発明の樹脂組成物によるフォトレジスト膜を形成した基板上に、水を25μL滴下し、その後、基板上の水滴を10μL/minの速度で注入した際の液面と基板との接触角を意味するものである。具体的には、後述の実施例に示すように、KRUS社製「DSA−10」を用いて測定することができる。 Moreover, in the radiation sensitive resin composition of this invention, the advance contact angle with respect to the water of the photoresist film formed by apply | coating this resin composition on a board | substrate is 95 degrees or less. When the advancing contact angle is 95 degrees or less, it is possible to suppress bubble biting during high-speed scanning, and it is possible to suppress the occurrence of bubble defects. In the present specification, “advanced contact angle” means that 25 μL of water is dropped on a substrate on which a photoresist film made of the resin composition of the present invention is formed, and then water drops on the substrate are fed at a rate of 10 μL / min. This means the contact angle between the liquid surface and the substrate when injected in step (b). Specifically, as shown in the below-mentioned Example, it can measure using "DSA-10" by KRUS.
また、本発明の感放射線性樹脂組成物においては、この樹脂組成物を基板上に塗布して形成されるフォトレジスト膜の水に対する後退接触角が75度以上であることが好ましく、より好ましくは80度以上、更に好ましくは85度以上である。この後退接触角が75度以上である場合には、高速スキャン露光時の水切れが良好となり、ウォーターマーク欠陥の発生を抑制することができる。尚、本明細書中における「後退接触角」とは、本発明の樹脂組成物によるフォトレジスト膜を形成した基板上に、水を25μL滴下し、その後、基板上の水滴を10μL/minの速度で吸引した際の液面と基板との接触角を意味するものである。具体的には、後述の実施例に示すように、KRUS社製「DSA−10」を用いて測定することができる。 In the radiation-sensitive resin composition of the present invention, the receding contact angle with respect to water of a photoresist film formed by applying this resin composition on a substrate is preferably 75 degrees or more, more preferably 80 degrees or more, more preferably 85 degrees or more. When the receding contact angle is 75 degrees or more, water drainage at the time of high-speed scan exposure becomes good, and the occurrence of watermark defects can be suppressed. In this specification, “retreat contact angle” means that 25 μL of water is dropped on a substrate on which a photoresist film is formed of the resin composition of the present invention, and then water droplets on the substrate are dropped at a rate of 10 μL / min. This means the contact angle between the liquid surface and the substrate when sucked in step (b). Specifically, as shown in the below-mentioned Example, it can measure using "DSA-10" by KRUS.
<重合体(A)>
本発明におけるフッ素化アルキル基を含有し、フッ素含量が3atom%以上であり、且つ酸の作用によりアルカリ可溶性となる重合体(A)〔以下、単に「重合体(A)」ともいう。〕は、酸の作用によりアルカリ可溶性となるアルカリ不溶性又はアルカリ難溶性の重合体である。ここでいう「アルカリ不溶性又はアルカリ難溶性」とは、重合体(A)を含有する感放射線性樹脂組成物から形成されたフォトレジスト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下で、このフォトレジスト膜の代わりに重合体(A)のみを用いた被膜を現像した場合に、この被膜の初期膜厚の50%以上が現像後に残存する性質を意味する。<Polymer (A)>
The polymer (A) containing a fluorinated alkyl group in the present invention, having a fluorine content of 3 atom% or more and becoming alkali-soluble by the action of an acid [hereinafter also referred to simply as “polymer (A)”. ] Is an alkali-insoluble or alkali-insoluble polymer that becomes alkali-soluble by the action of an acid. The term “alkali-insoluble or alkali-insoluble” as used herein refers to alkali development conditions employed when a resist pattern is formed from a photoresist film formed from a radiation-sensitive resin composition containing the polymer (A). Thus, when a film using only the polymer (A) instead of the photoresist film is developed, it means that 50% or more of the initial film thickness of the film remains after development.
この重合体(A)は構造中にフッ素化アルキル基を含有するため、レジスト組成物の成分として添加されるとフォトレジスト膜を形成した際に、膜中の重合体(A)の撥油性的特長により、その分布がフォトレジスト膜表面で高くなる傾向があり、液浸露光時における酸発生剤や酸拡散制御剤等の水等の液浸媒体への溶出を抑制できる。
また、この重合体(A)の撥水性的特長により、フォトレジスト膜と液浸媒体との前進接触角が所定の範囲となり、バブル欠陥の発生を抑制できる。更には、フォトレジスト膜と液浸媒体との後退接触角が高くなり、水滴が残らずに高速でのスキャン露光が可能となる。また、従来の液浸用上層膜と併用することで、溶出がより低減される他、レジストの撥水性が高くウォーターマークやバブル欠陥等の液浸媒体由来の欠陥の発生をより抑制できる。Since this polymer (A) contains a fluorinated alkyl group in the structure, when added as a component of the resist composition, when the photoresist film is formed, the polymer (A) in the film is oil-repellent. Due to the feature, the distribution tends to be higher on the surface of the photoresist film, and elution of an acid generator, an acid diffusion controller, and the like into an immersion medium such as water during immersion exposure can be suppressed.
Further, due to the water-repellent characteristics of the polymer (A), the advancing contact angle between the photoresist film and the immersion medium falls within a predetermined range, and the occurrence of bubble defects can be suppressed. Furthermore, the receding contact angle between the photoresist film and the immersion medium is increased, and high-speed scanning exposure is possible without leaving water droplets. Moreover, by using together with the conventional upper layer film for immersion, elution is further reduced, and the resist has high water repellency, and the occurrence of defects derived from the immersion medium such as watermarks and bubble defects can be further suppressed.
また、上記重合体(A)が含有するフッ素化アルキル基のフッ素含量は、重合体(A)全体を100atom%とした際に、3atom%以上であり、好ましくは3〜50atom%、更に好ましくは5〜30atom%である。
尚、このフッ素含量は13C−NMRにより測定することができる。Further, the fluorine content of the fluorinated alkyl group contained in the polymer (A) is 3 atom% or more, preferably 3 to 50 atom%, more preferably, when the whole polymer (A) is 100 atom%. 5 to 30 atom%.
This fluorine content can be measured by 13 C-NMR.
本発明における重合体(A)は、フッ素化アルキル基を含有し、且つ酸の作用によりアルカリ可溶性となるものであれば特に限定されないが、例えば、構造中にフッ素化アルキル基を含む単量体由来の繰り返し単位と、酸の作用によりアルカリ可溶性となる骨格を含有する繰り返し単位と、を含むものが好ましい。 The polymer (A) in the present invention is not particularly limited as long as it contains a fluorinated alkyl group and becomes alkali-soluble by the action of an acid. For example, a monomer containing a fluorinated alkyl group in the structure What contains the repeating unit derived from and the repeating unit containing the frame | skeleton which becomes alkali-soluble by the effect | action of an acid is preferable.
フッ素化アルキル基を構造中に含む単量体としては、主鎖にフッ素化アルキル基を含むもの、側鎖にフッ素化アルキル基を含むもの、主鎖と側鎖にフッ素化アルキル基を含むものが挙げられる。
主鎖にフッ素化アルキル基を含む単量体としては、例えば、α−トリフルオロメチルアクリレート化合物、β−トリフルオロメチルアクリレート化合物、α,β−トリフルオロメチルアクリレート化合物、1種類以上のビニル部位の水素がトリフルオロメチル基等のフッ素化アルキル基で置換された化合物等が挙げられる。Monomers containing a fluorinated alkyl group in the structure include those containing a fluorinated alkyl group in the main chain, those containing a fluorinated alkyl group in the side chain, and those containing a fluorinated alkyl group in the main chain and the side chain. Is mentioned.
Examples of the monomer containing a fluorinated alkyl group in the main chain include an α-trifluoromethyl acrylate compound, a β-trifluoromethyl acrylate compound, an α, β-trifluoromethyl acrylate compound, and one or more kinds of vinyl moieties. And compounds in which hydrogen is substituted with a fluorinated alkyl group such as a trifluoromethyl group.
また、側鎖にフッ素化アルキル基を含む単量体としては、例えば、ノルボルネンのような脂環式オレフィン化合物の側鎖がフッ素化アルキル基やその誘導体であるもの、アクリル酸或いはメタクリル酸の側鎖がフッ素化アルキル基やその誘導体のエステル化合物、1種類以上のオレフィンの側鎖(二重結合を含まない部位)がフッ素化アルキル基やその誘導体であるもの等が挙げられる。 Examples of the monomer containing a fluorinated alkyl group in the side chain include those in which the side chain of an alicyclic olefin compound such as norbornene is a fluorinated alkyl group or a derivative thereof, the side of acrylic acid or methacrylic acid. Examples thereof include ester compounds in which the chain is a fluorinated alkyl group or a derivative thereof, and one or more olefin side chains (parts not including a double bond) being a fluorinated alkyl group or a derivative thereof.
更に、主鎖と側鎖にフッ素化アルキル基を含む単量体としては、例えば、α−トリフルオロメチルアクリル酸、β−トリフルオロメチルアクリル酸、α,β−トリフルオロメチルアクリル酸等の側鎖がフッ素化アルキル基やその誘導体のエステル化合物、1種類以上のビニル部位の水素がトリフルオロメチル基等のフッ素化アルキル基で置換された化合物の側鎖をフッ素化アルキル基やその誘導体で置換したもの、1種類以上の脂環式オレフィン化合物の二重結合に結合している水素をトリフルオロメチル基等のフッ素化アルキル基で置換し、且つ側鎖がフッ素化アルキル基やその誘導体であるもの等が挙げられる。尚、ここの脂環式オレフィン化合物とは、環の一部が二重結合である化合物を示す。 Furthermore, examples of the monomer containing a fluorinated alkyl group in the main chain and the side chain include α-trifluoromethylacrylic acid, β-trifluoromethylacrylic acid, α, β-trifluoromethylacrylic acid, and the like. Ester compound whose chain is a fluorinated alkyl group or a derivative thereof. The side chain of a compound in which hydrogen of one or more vinyl sites is substituted with a fluorinated alkyl group such as a trifluoromethyl group is substituted with a fluorinated alkyl group or a derivative thereof. The hydrogen bonded to the double bond of one or more alicyclic olefin compounds is replaced with a fluorinated alkyl group such as a trifluoromethyl group, and the side chain is a fluorinated alkyl group or a derivative thereof. And the like. In addition, an alicyclic olefin compound here shows the compound in which a part of ring is a double bond.
本発明においては、構造中にフッ素化アルキル基を含む単量体由来の繰り返し単位は、以上に示したように特に限定されるものではないが、下記一般式(1)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(1)」という。)であることが好ましい。 In the present invention, the repeating unit derived from a monomer containing a fluorinated alkyl group in the structure is not particularly limited as shown above, but the repeating unit represented by the following general formula (1) (Hereinafter referred to as “repeating unit (1)”).
一般式(1)のR2における、少なくとも一つ以上のフッ素原子を含有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、2−(2−メチルプロピル)基、1−ペンチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、1−(2−メチルブチル)基、1−(3−メチルブチル)基、2−(2−メチルブチル)基、2−(3−メチルブチル)基、ネオペンチル基、1−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、1−(2−メチルペンチル)基、1−(3−メチルペンチル)基、1−(4−メチルペンチル)基、2−(2−メチルペンチル)基、2−(3−メチルペンチル)基、2−(4−メチルペンチル)基、3−(2−メチルペンチル)基、3−(3−メチルペンチル)基等の直鎖状、分岐状のアルキル基の部分フッ素化或いはパーフルオロアルキル基等が挙げられる。Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and containing at least one fluorine atom in R 2 of the general formula (1) include, for example, a methyl group, an ethyl group, and a 1-propyl group. 2-propyl group, 1-butyl group, 2-butyl group, 2- (2-methylpropyl) group, 1-pentyl group, 2-pentyl group, 3-pentyl group, 1- (2-methylbutyl) group, 1- (3-methylbutyl) group, 2- (2-methylbutyl) group, 2- (3-methylbutyl) group, neopentyl group, 1-hexyl group, 2-hexyl group, 3-hexyl group, 1- (2- Methylpentyl) group, 1- (3-methylpentyl) group, 1- (4-methylpentyl) group, 2- (2-methylpentyl) group, 2- (3-methylpentyl) group, 2- (4- Methylpentyl) group, 3- (2-methylpene) A partially fluorinated or perfluoroalkyl group of a linear or branched alkyl group such as a (til) group and a 3- (3-methylpentyl) group.
また、一般式(1)のR2における、少なくとも一つ以上のフッ素原子を含有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体としては、シクロペンチル基、シクロペンチルメチル基、1−(1−シクロペンチルエチル)基、1−(2−シクロペンチルエチル)基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、1−(1−シクロヘキシルエチル)基、1−(2−シクロヘキシルエチル基)、シクロヘプチル基、シクロヘプチルメチル基、1−(1−シクロヘプチルエチル)基、1−(2−シクロヘプチルエチル)基、2−ノルボルニル基等の脂環式アルキル基の部分フッ素化或いはパーフルオロアルキル基等が挙げられる。In addition, as R 2 in the general formula (1), a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms containing at least one fluorine atom or a derivative thereof includes a cyclopentyl group, a cyclopentylmethyl group, 1- (1-cyclopentylethyl) group, 1- (2-cyclopentylethyl) group, cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, 1- (1-cyclohexylethyl) group, 1- (2-cyclohexylethyl group), cycloheptyl group A partially fluorinated or perfluoroalkyl group of an alicyclic alkyl group such as a cycloheptylmethyl group, a 1- (1-cycloheptylethyl) group, a 1- (2-cycloheptylethyl) group, and a 2-norbornyl group. Can be mentioned.
前記繰り返し単位(1)を与える単量体としては、トリフルオロメチル(メタ)アクリレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロn−プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロi−プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロn−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロi−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロt−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ)ペンチル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ)ペンタ(メタ)アクリレート、1−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロ)デシル(メタ)アクリレート、1−(5−トリフルオロメチル−3,3,4,4,5,6,6,6−オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらの単量体のなかでも、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ)ペンタ(メタ)アクリレート及びパーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。Examples of the monomer that gives the repeating unit (1) include trifluoromethyl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, perfluoroethyl (meth) acrylate, perfluoro n-propyl ( (Meth) acrylate, perfluoro i-propyl (meth) acrylate, perfluoro n-butyl (meth) acrylate, perfluoro i-butyl (meth) acrylate, perfluoro t-butyl (meth) acrylate, perfluorocyclohexyl (meth) Acrylate, 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro) propyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro) pentyl ( (Meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro) he Sil (meth) acrylate, perfluorocyclohexylmethyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,3-pentafluoro) propyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4) 4,4-Heptafluoro) penta (meth) acrylate, 1- (3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10- Heptadecafluoro) decyl (meth) acrylate, 1- (5-trifluoromethyl-3,3,4,4,5,6,6,6-octafluoro) hexyl (meth) acrylate and the like.
Among these monomers, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro) propyl (meth) acrylate, 1- ( 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro) hexyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4,4-heptafluoro) penta (meth) acrylate And at least one selected from perfluorocyclohexyl (meth) acrylate.
前記重合体(A)は、この繰り返し単位(1)を1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。 The said polymer (A) may contain only 1 type of this repeating unit (1), and may contain 2 or more types.
また、前記酸の作用によりアルカリ可溶性となる骨格を含有する繰り返し単位は特に限定されないが、下記一般式(2)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(2)」という。)が好ましい。この繰り返し単位(2)を含有することにより、露光時には所定の前進接触角とすることができ、現像時にはアルカリ可溶性となる。即ち、露光時には一般式(2)の構造を保ち、前記フッ素化アルキル基を構造中に含む単量体由来の繰り返し単位の効果をほとんど失うことなく、所定の前進接触角を有し、酸の作用により一般式(2)の構造から−C(R4)3部分が脱離することでアルカリ可溶となる。The repeating unit containing a skeleton that becomes alkali-soluble by the action of the acid is not particularly limited, but a repeating unit represented by the following general formula (2) (hereinafter referred to as “repeating unit (2)”) is preferable. . By containing this repeating unit (2), a predetermined advancing contact angle can be obtained at the time of exposure, and alkali solubility becomes possible at the time of development. That is, at the time of exposure, the structure of the general formula (2) is maintained, and it has a predetermined advancing contact angle without losing the effect of the repeating unit derived from the monomer containing the fluorinated alkyl group in the structure, Due to the action, the —C (R 4 ) 3 moiety is eliminated from the structure of the general formula (2), so that it becomes alkali-soluble.
一般式(2)のR4における、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタンや、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等のシクロアルカン類等に由来する脂環族環からなる基;これらの脂環族環からなる基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数1〜4の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基等を挙げることができる。また、いずれか2つのR4が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に2価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成してもよい。
これらの脂環式炭化水素基のうち、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタン、シクロペンタン又はシクロヘキサンに由来する脂環族環からなる基や、これらの脂環族環からなる基を前記アルキル基で置換した基等が好ましい。Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms in R 4 of the general formula (2) include norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, Groups composed of alicyclic rings derived from cycloalkanes such as cycloheptane and cyclooctane; groups composed of these alicyclic rings include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group 1 or more or 1 or more of linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group and t-butyl group. Examples include substituted groups. Further, any two R 4 may be bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof together with the carbon atom to which each R 4 is bonded.
Among these alicyclic hydrocarbon groups, a group consisting of an alicyclic ring derived from norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, cyclopentane or cyclohexane, or a group consisting of these alicyclic rings is described above. A group substituted with an alkyl group is preferred.
また、一般式(2)のR4における、炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、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−ブチル基等を挙げることができる。Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in R 4 of the general formula (2) include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n- A butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like can be mentioned.
一般式(2)において、好ましい−C(R4)3の例としては、t−ブチル基、1−n−(1−エチル−1−メチル)プロピル基、1−n−(1,1−ジメチル)プロピル基、1−n−(1,1−ジメチル)ブチル基、1−n−(1,1−ジメチル)ペンチル基、1−(1,1−ジエチル)プロピル基、1−n−(1,1−ジエチル)ブチル基、1−n−(1,1−ジエチル)ペンチル基、1−(1−メチル)シクロペンチル基、1−(1−エチル)シクロペンチル基、1−(1−n−プロピル)シクロペンチル基、1−(1−i−プロピル)シクロペンチル基、1−(1−メチル)シクロヘキシル基、1−(1−エチル)シクロヘキシル基、1−(1−n−プロピル)シクロヘキシル基、1−(1−i−プロピル)シクロヘキシル基、1−{1−メチル−1−(2−ノルボニル)}エチル基、1−{1−メチル−1−(2−テトラシクロデカニル)}エチル基、1−{1−メチル−1−(1−アダマンチル)}エチル基、2−(2−メチル)ノルボニル基、2−(2−エチル)ノルボニル基、2−(2−n−プロピル)ノルボニル基、2−(2−i−プロピル)ノルボニル基、2−(2−メチル)テトラシクロデカニル基、2−(2−エチル)テトラシクロデカニル基、2−(2−n−プロピル)テトラシクロデカニル基、2−(2−i−プロピル)テトラシクロデカニル基、1−(1−メチル)アダマンチル基、1−(1−エチル)アダマンチル基、1−(1−n−プロピル)アダマンチル基、1−(1−i−プロピル)アダマンチル基や、これらの脂環族環からなる基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数1〜4の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基等を挙げることができる。In the general formula (2), preferred examples of —C (R 4 ) 3 include t-butyl group, 1-n- (1-ethyl-1-methyl) propyl group, 1-n- (1,1- Dimethyl) propyl group, 1-n- (1,1-dimethyl) butyl group, 1-n- (1,1-dimethyl) pentyl group, 1- (1,1-diethyl) propyl group, 1-n- ( 1,1-diethyl) butyl group, 1-n- (1,1-diethyl) pentyl group, 1- (1-methyl) cyclopentyl group, 1- (1-ethyl) cyclopentyl group, 1- (1-n- Propyl) cyclopentyl group, 1- (1-i-propyl) cyclopentyl group, 1- (1-methyl) cyclohexyl group, 1- (1-ethyl) cyclohexyl group, 1- (1-n-propyl) cyclohexyl group, 1 -(1-i-propyl) cyclohexyl group, 1 {1-methyl-1- (2-norbornyl)} ethyl group, 1- {1-methyl-1- (2-tetracyclodecanyl)} ethyl group, 1- {1-methyl-1- (1-adamantyl) )} Ethyl group, 2- (2-methyl) norbornyl group, 2- (2-ethyl) norbornyl group, 2- (2-n-propyl) norbornyl group, 2- (2-i-propyl) norbornyl group, 2 -(2-methyl) tetracyclodecanyl group, 2- (2-ethyl) tetracyclodecanyl group, 2- (2-n-propyl) tetracyclodecanyl group, 2- (2-i-propyl) tetra Cyclodecanyl group, 1- (1-methyl) adamantyl group, 1- (1-ethyl) adamantyl group, 1- (1-n-propyl) adamantyl group, 1- (1-i-propyl) adamantyl group, A group consisting of these alicyclic rings is For example, straight chain having 1 to 4 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, etc. And groups substituted with one or more branched or cyclic alkyl groups.
前記繰り返し単位(2)を与える好ましい単量体としては、(メタ)アクリル酸2−メチルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−メチル−3−ヒドロキシアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチル−3−ヒドロキシアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−n−プロピルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−イソプロピルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−8−メチルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルエステル、(メタ)アクリル酸−8−エチルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−メチルテトラシクロ[6.2.13,6.02,7]ドデカン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−エチルテトラシクロ[6.2.13,6.02,7]ドデカン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸1−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−(トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−(テトラシクロ[6.2.13,6.02,7]ドデカン−4−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−(アダマンタン−1−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−(3−ヒドロキシアダマンタン−1−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1,1−ジシクロヘキシルエチルエステイル、(メタ)アクリル酸1,1−ジ(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)エチルエステル、(メタ)アクリル酸1,1−ジ(トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル)エチルエステル、(メタ)アクリル酸1,1−ジ(テトラシクロ[6.2.13,6.02,7]ドデカン−4−イル)エチルエステル、(メタ)アクリル酸1,1−ジ(アダマンタン−1−イル)エチルエステル、(メタ)アクリル酸1−メチル−1−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1−エチル−1−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1−メチル−1−シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸1−エチル−1−シクロヘキシルエステル等が挙げられる。Preferred monomers that give the repeating unit (2) include (meth) acrylic acid 2-methyladamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-methyl-3-hydroxyadamantyl-2-yl ester, (Meth) acrylic acid 2-ethyladamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-ethyl-3-hydroxyadamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-n-propyladamantyl-2-yl ester, (Meth) acrylic acid 2-isopropyladamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid-2-methylbicyclo [2.2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid-2-ethylbicyclo [ 2.2.1] Hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid-8-methyltricyclo [5.2.1] 0 2,6] decan-8-yl ester, (meth) ethyl-8-acrylic acid tricyclo [5.2.1.0 2,6] decan-8-yl ester, (meth) acrylic acid-4- Methyltetracyclo [6.2.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecan-4-yl ester, (meth) acrylic acid-4-ethyltetracyclo [6.2.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecan-4-yl ester, (meth) acrylic acid 1- (bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -1-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 1- (tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl) -1-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 1- (tetracyclo [6.2.1 3,6.0 0.0 2,7 ] dodecane -4-yl) -1-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 1- (adamantan-1-yl) -1-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 1- (3-hydroxyadamantan-1-yl) -1-methyl ethyl ester, (meth) acrylic acid 1,1-dicyclohexylethyl ester, (meth) acrylic acid 1,1-di (bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) ethyl ester, Meth) acrylic acid 1,1-di (tricyclo [5.2.1.0 2,6] decan-8-yl) ethyl ester, (meth) acrylic acid 1,1-di (tetracyclo [6.2.1 3,6 .0 2,7] dodecane-4-yl) ethyl ester, (meth) acrylic acid 1,1-di (adamantan-1-yl) ethyl ester, (meth) acrylic acid 1-methyl-1-cyclopentyl Examples include esters, (meth) acrylic acid 1-ethyl-1-cyclopentyl ester, (meth) acrylic acid 1-methyl-1-cyclohexyl ester, (meth) acrylic acid 1-ethyl-1-cyclohexyl ester, and the like.
これらの単量体のなかでも、(メタ)アクリル酸2−メチルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸1−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−(アダマンタン−1−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−メチル−1−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1−エチル−1−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1−メチル−1−シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸1−エチル−1−シクロヘキシルエステル等が特に好ましい。 Among these monomers, (meth) acrylic acid 2-methyladamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-ethyladamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid-2-methylbicyclo [ 2.2.1] Hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid-2-ethylbicyclo [2.2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid 1- (bicyclo [2.2 .1] Hept-2-yl) -1-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 1- (adamantan-1-yl) -1-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 1-methyl-1-cyclopentyl ester (Meth) acrylic acid 1-ethyl-1-cyclopentyl ester, (meth) acrylic acid 1-methyl-1-cyclohexyl ester, (meth) acrylic acid 1- Chill-1-cyclohexyl ester, and the like are particularly preferable.
前記重合体(A)は、この繰り返し単位(2)を1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。 The said polymer (A) may contain only 1 type of this repeating unit (2), and may contain 2 or more types.
重合体(A)には、前述のフッ素化アルキル基を構造中に含有する繰り返し単位、及び前記繰り返し単位(2)以外にも、例えば、アルカリ溶解性を高めるためにラクトン構造や水酸基、カルボキシル基等を有する繰り返し単位、エッチング耐性を高めるために脂環式化合物を含有する繰り返し単位や芳香族化合物に由来する繰り返し単位、基板からの反射を抑えるために芳香族化合物に由来する繰り返し単位等の「他の繰り返し単位」を1種類以上含有させることができる。 In the polymer (A), in addition to the above-mentioned repeating unit containing a fluorinated alkyl group in the structure and the repeating unit (2), for example, a lactone structure, a hydroxyl group, a carboxyl group in order to improve alkali solubility Such as a repeating unit containing an alicyclic compound or a repeating unit derived from an aromatic compound to increase etching resistance, a repeating unit derived from an aromatic compound to suppress reflection from the substrate, etc. One or more kinds of “other repeating units” can be contained.
前記ラクトン構造を含有する繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(3)」という。)を生じさせる単量体としては、下記一般式(3−1)〜(3−6)等が挙げられる。 Examples of the monomer that generates the repeating unit containing the lactone structure (hereinafter referred to as “repeating unit (3)”) include the following general formulas (3-1) to (3-6).
一般式(3−1)〜(3−6)の各式において、R5は水素原子又はメチル基を示し、R6は水素原子又は炭素数1〜4の置換基を有してもよいアルキル基を示し、R7は水素原子又はメトキシ基を示す。また、Aは単結合又はメチレン基を示し、Bは酸素原子又はメチレン基を示す。更に、lは1〜3の整数を示し、mは0又は1である。
前記一般式(3−1)のR6における、炭素数1〜4の置換基を有してもよいアルキル基としては、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−ブチル基等を挙げることができる。In formulas (3-1) to (3-6), R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 6 represents a hydrogen atom or an alkyl which may have a substituent having 1 to 4 carbon atoms. Represents a group, and R 7 represents a hydrogen atom or a methoxy group. A represents a single bond or a methylene group, and B represents an oxygen atom or a methylene group. Further, l represents an integer of 1 to 3, and m is 0 or 1.
Examples of the alkyl group which may have a substituent having 1 to 4 carbon atoms in R 6 of the general formula (3-1) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, Examples include n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like.
前記繰り返し単位(3)を与える好ましい単量体の具体例としては、(メタ)アクリル酸−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[4.2.1.03,7]ノナ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−9−メトキシカルボニル−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[4.2.1.03,7]ノナ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[5.2.1.03,8]デカ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−10−メトキシカルボニル−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[5.2.1.03,8]ノナ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−6−オキソ−7−オキサ−ビシクロ[3.2.1]オクタ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−メトキシカルボニル−6−オキソ−7−オキサ−ビシクロ[3.2.1]オクタ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−7−オキソ−8−オキサ−ビシクロ[3.3.1]オクタ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−メトキシカルボニル−7−オキソ−8−オキサ−ビシクロ[3.3.1]オクタ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−オキソテトラヒドロピラン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−メチル−2−オキソテトラヒドロピラン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−エチル−2−オキソテトラヒドロピラン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−プロピル−2−オキソテトラヒドロピラン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−5−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2,2−ジメチル−5−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4,4−ジメチル−5−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4,4−ジメチル−2−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−5,5−ジメチル−2−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−5−オキソテトラヒドロフラン−2−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸−3,3−ジメチル−5−オキソテトラヒドロフラン−2−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸−4,4−ジメチル−5−オキソテトラヒドロフラン−2−イルメチルエステル等が挙げられる。Specific examples of a preferable monomer that gives the repeating unit (3) include (meth) acrylic acid-5-oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1.0 3,7 ] non-2-yl. Ester, (meth) acrylic acid-9-methoxycarbonyl-5-oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1.0 3,7 ] non-2-yl ester, (meth) acrylic acid-5-oxo -4-oxa-tricyclo [5.2.1.0 3,8 ] dec-2-yl ester, (meth) acrylic acid-10-methoxycarbonyl-5-oxo-4-oxa-tricyclo [5.2. 1.0 3,8 ] non-2-yl ester, (meth) acrylic acid-6-oxo-7-oxa-bicyclo [3.2.1] oct-2-yl ester, (meth) acrylic acid-4 -Methoxycarbonyl-6- Xo-7-oxa-bicyclo [3.2.1] oct-2-yl ester, (meth) acrylic acid-7-oxo-8-oxa-bicyclo [3.3.1] oct-2-yl ester, (Meth) acrylic acid-4-methoxycarbonyl-7-oxo-8-oxa-bicyclo [3.3.1] oct-2-yl ester, (meth) acrylic acid-2-oxotetrahydropyran-4-yl ester , (Meth) acrylic acid-4-methyl-2-oxotetrahydropyran-4-yl ester, (meth) acrylic acid-4-ethyl-2-oxotetrahydropyran-4-yl ester, (meth) acrylic acid-4 -Propyl-2-oxotetrahydropyran-4-yl ester, (meth) acrylic acid-5-oxotetrahydrofuran-3-yl ester, (meth) acrylic Luric acid-2,2-dimethyl-5-oxotetrahydrofuran-3-yl ester, (meth) acrylic acid-4,4-dimethyl-5-oxotetrahydrofuran-3-yl ester, (meth) acrylic acid-2-oxo Tetrahydrofuran-3-yl ester, (meth) acrylic acid-4,4-dimethyl-2-oxotetrahydrofuran-3-yl ester, (meth) acrylic acid-5,5-dimethyl-2-oxotetrahydrofuran-3-yl ester , (Meth) acrylic acid-2-oxotetrahydrofuran-3-yl ester, (meth) acrylic acid-5-oxotetrahydrofuran-2-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid-3,3-dimethyl-5-oxotetrahydrofuran -2-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid-4,4-dimethyl 5-oxo tetrahydrofuran-2-yl methyl ester.
前記脂環式化合物を含有する繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(4)」という。)としては、例えば、下記一般式(4)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。 Examples of the repeating unit containing the alicyclic compound (hereinafter referred to as “repeating unit (4)”) include a repeating unit represented by the following general formula (4).
前記一般式(4)のXにおける、炭素数4〜20の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン等のシクロアルカン類に由来する脂環族環からなる炭化水素基が挙げられる。
これらの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、分岐状又は環状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換してもよい。これらは、これらのアルキル基によって置換されたものに限定されるものではなく、ヒドロキシル基、シアノ基、炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基、カルボキシル基、酸素で置換されたものであってもよい。Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms in X of the general formula (4) include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, bicyclo [2.2.1] heptane, and bicyclo [2.2. 2] Octane, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . And hydrocarbon groups composed of alicyclic rings derived from cycloalkanes such as 0 2,7 ] dodecane and tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane.
These cycloalkane-derived alicyclic rings may have a substituent, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group. , 1-methylpropyl group, t-butyl group, etc. may be substituted with one or more of linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. These are not limited to those substituted with these alkyl groups, but may be those substituted with a hydroxyl group, a cyano group, a hydroxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a carboxyl group, or oxygen. .
前記繰り返し単位(4)を与える好ましい単量体としては、(メタ)アクリル酸−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−ビシクロ[2.2.2]オクタ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−7−イルエステル、(メタ)アクリル酸−テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−9−イルエステル、(メタ)アクリル酸−トリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸−トリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−2−イルエステル等が挙げられる。Preferred monomers that give the repeating unit (4) include (meth) acrylic acid-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid-bicyclo [2.2.2]. Oct-2-yl ester, (meth) acrylic acid-tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] dec-7-yl ester, (meth) acrylic acid-tetracyclo [6.2.1.13 , 6 . 0 2,7 ] dodec-9-yl ester, (meth) acrylic acid-tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] dec-1-yl ester, (meth) acrylic acid-tricyclo [3.3. 1.1,7 ] dec-2-yl ester and the like.
また、前記芳香族化合物に由来する繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(5)」という。)を生じさせる好ましい単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−メトキシスチレン、3−メトキシスチレン、4−メトキシスチレン、4−(2−t−ブトキシカルボニルエチルオキシ)スチレン2−ヒドロキシスチレン、3−ヒドロキシスチレン、4−ヒドロキシスチレン、2−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、3−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、4−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、2−メチル−3−ヒドロキシスチレン、4−メチル−3−ヒドロキシスチレン、5−メチル−3−ヒドロキシスチレン、2−メチル−4−ヒドロキシスチレン、3−メチル−4−ヒドロキシスチレン、3,4−ジヒドロキシスチレン、2,4,6−トリヒドロキシスチレン、4−t−ブトキシスチレン、4−t−ブトキシ−α−メチルスチレン、4−(2−エチル−2−プロポキシ)スチレン、4−(2−エチル−2−プロポキシ)−α−メチルスチレン、4−(1−エトキシエトキシ)スチレン、4−(1−エトキシエトキシ)−α−メチルスチレン、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、アセナフチレン、5−ヒドロキシアセナフチレン、1−ビニルナフタレン、2−ビニルナフタレン、2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレン、1−ナフチル(メタ)アクリレート、2−ナフチル(メタ)アクリレート、1−ナフチルメチル(メタ)アクリレート、1−アントリル(メタ)アクリレート、2−アントリル(メタ)アクリレート、9−アントリル(メタ)アクリレート、9−アントリルメチル(メタ)アクリレート、1−ビニルピレン等が挙げられる。 Moreover, as a preferable monomer which produces the repeating unit (henceforth "repeating unit (5)") derived from the said aromatic compound, styrene, (alpha) -methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methyl-styrene, for example Methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methoxystyrene, 3-methoxystyrene, 4-methoxystyrene, 4- (2-t-butoxycarbonylethyloxy) styrene 2-hydroxystyrene, 3-hydroxystyrene, 4-hydroxystyrene 2-hydroxy-α-methylstyrene, 3-hydroxy-α-methylstyrene, 4-hydroxy-α-methylstyrene, 2-methyl-3-hydroxystyrene, 4-methyl-3-hydroxystyrene, 5-methyl- 3-hydroxystyrene, 2-methyl-4-hydroxystyrene, 3-methyl 4-hydroxystyrene, 3,4-dihydroxystyrene, 2,4,6-trihydroxystyrene, 4-t-butoxystyrene, 4-t-butoxy-α-methylstyrene, 4- (2-ethyl-2) -Propoxy) styrene, 4- (2-ethyl-2-propoxy) -α-methylstyrene, 4- (1-ethoxyethoxy) styrene, 4- (1-ethoxyethoxy) -α-methylstyrene, (meth) acrylic Acid phenyl, benzyl (meth) acrylate, acenaphthylene, 5-hydroxyacenaphthylene, 1-vinylnaphthalene, 2-vinylnaphthalene, 2-hydroxy-6-vinylnaphthalene, 1-naphthyl (meth) acrylate, 2-naphthyl ( (Meth) acrylate, 1-naphthylmethyl (meth) acrylate, 1-anthryl (meth) acrylate And 2-anthryl (meth) acrylate, 9-anthryl (meth) acrylate, 9-anthrylmethyl (meth) acrylate, 1-vinylpyrene and the like.
本発明における重合体(A)において、繰り返し単位(3)、繰り返し単位(4)、繰り返し単位(5)に代表される「他の繰り返し単位」は、1種のみ含有されていてもよいし、2種以上が含有されていてもよい。 In the polymer (A) in the present invention, the “other repeating unit” represented by the repeating unit (3), the repeating unit (4), and the repeating unit (5) may be contained alone, Two or more kinds may be contained.
また、本発明における重合体(A)は、例えば、所定の各繰り返し単位に対応する重合性不飽和単量体を、ヒドロパーオキシド類、ジアルキルパーオキシド類、ジアシルパーオキシド類、アゾ化合物等のラジカル重合開始剤を使用し、必要に応じて連鎖移動剤の存在下、適当な溶媒中で重合することにより製造することができる。 In addition, the polymer (A) in the present invention includes, for example, a polymerizable unsaturated monomer corresponding to each predetermined repeating unit such as hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, and azo compounds. It can be produced by using a radical polymerization initiator and polymerizing in an appropriate solvent in the presence of a chain transfer agent as required.
前記重合に使用される溶媒としては、例えば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン類;シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類;クロロブタン類、ブロモヘキサン類、ジクロロエタン類、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル類;アセトン、2−ブタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエタン類等のエーテル類;メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、4−メチル−2−ペンタノール等のアルコール類等を挙げることができる。これらの溶媒は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
前記重合における反応温度は、通常、40〜150℃、好ましくは50〜120℃であり、反応時間は、通常、1〜48時間、好ましくは1〜24時間である。Examples of the solvent used for the polymerization include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, and n-decane; cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, Cycloalkanes such as norbornane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene; halogenated hydrocarbons such as chlorobutanes, bromohexanes, dichloroethane, hexamethylene dibromide, chlorobenzene; ethyl acetate Saturated carboxylic acid esters such as n-butyl acetate, i-butyl acetate and methyl propionate; ketones such as acetone, 2-butanone, 4-methyl-2-pentanone and 2-heptanone; tetrahydrofuran, dimethoxyethanes, Ethers such as diethoxyethanes; Methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, may be mentioned alcohols such as 4-methyl-2-pentanol. These solvents can be used alone or in admixture of two or more.
The reaction temperature in the polymerization is usually 40 to 150 ° C., preferably 50 to 120 ° C., and the reaction time is usually 1 to 48 hours, preferably 1 to 24 hours.
また、本発明における重合体(A)のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法によるポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」という。)は、1,000〜50,000であることが好ましく、より好ましくは1,000〜40,000、更に好ましくは1,000〜30,000である。この重合体(A)のMwが1,000未満の場合、十分な前進接触角を得ることができないことがある。一方、このMwが50,000を超える場合には、レジストとした際の現像性が低下する傾向にある。
また、重合体(A)のMwとGPC法によるポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」という。)との比(Mw/Mn)は、通常1〜5であり、好ましくは1〜4である。In addition, the weight average molecular weight (hereinafter referred to as “Mw”) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer (A) in the present invention is preferably 1,000 to 50,000, more preferably. Preferably it is 1,000-40,000, More preferably, it is 1,000-30,000. When Mw of this polymer (A) is less than 1,000, a sufficient advancing contact angle may not be obtained. On the other hand, when this Mw exceeds 50,000, the developability when resist is formed tends to be lowered.
Further, the ratio (Mw / Mn) of Mw of the polymer (A) and polystyrene-reduced number average molecular weight (hereinafter referred to as “Mn”) by GPC method is usually 1 to 5, preferably 1 to 4. is there.
尚、重合体(A)は、ハロゲン、金属等の不純物の含有量が少ないほど好ましく、それにより、レジストとした際の感度、解像度、プロセス安定性、パターン形状等を更に改善することができる。
また、重合体(A)の精製法としては、例えば、水洗、液々抽出等の化学的精製法や、これらの化学的精製法と限外ろ過、遠心分離等の物理的精製法との組み合わせ等を挙げることができる。The polymer (A) is preferably as low as possible in the content of impurities such as halogen and metal, whereby the sensitivity, resolution, process stability, pattern shape, etc. when used as a resist can be further improved.
Examples of the purification method for the polymer (A) include chemical purification methods such as washing with water and liquid-liquid extraction, and combinations of these chemical purification methods and physical purification methods such as ultrafiltration and centrifugation. Etc.
本発明において、重合体(A)は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
また、本発明において、重合体(A)の含有量は、フォトレジスト膜が十分な前進接触角を確保し、フォトレジスト膜からの酸発生剤等の溶出を十分に抑制できるという観点から、この重合体(A)及び後述の樹脂(B)の合計を100質量%とした場合に、0.1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.1〜40質量%、更に好ましくは0.5〜35質量%である。この重合体(A)の含有量が0.1質量%未満である場合、所定の前進接触角を有するフォトレジスト膜を形成できなかったり、フォトレジスト膜からの酸発生剤等の溶出を抑制できない傾向がある。一方、この含有量が40質量%を超える場合には、孤立ラインの焦点深度が小さくなったり、現像欠陥が発生するおそれがある。In this invention, a polymer (A) can be used individually or in mixture of 2 or more types.
In the present invention, the content of the polymer (A) is such that the photoresist film can secure a sufficient advancing contact angle and can sufficiently suppress elution of an acid generator and the like from the photoresist film. When the total of the polymer (A) and the resin (B) described later is 100% by mass, it is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.1 to 40% by mass, and still more preferably 0. It is 5-35 mass%. When the content of the polymer (A) is less than 0.1% by mass, a photoresist film having a predetermined advancing contact angle cannot be formed, and elution of an acid generator or the like from the photoresist film cannot be suppressed. Tend. On the other hand, when the content exceeds 40% by mass, the depth of focus of the isolated line may be reduced or a development defect may occur.
<樹脂(B)>
本発明における酸の作用によりアルカリ可溶性となり、且つフッ素含量が3atom%未満である樹脂(B)〔以下、単に「樹脂(B)」ともいう。〕は、酸の作用によりアルカリ可溶性となるアルカリ不溶性又はアルカリ難溶性の樹脂である。ここでいう「アルカリ不溶性又はアルカリ難溶性」とは、樹脂(B)を含有する感放射線性樹脂組成物から形成されたフォトレジスト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下で、このフォトレジスト膜の代わりに樹脂(B)のみを用いた被膜を現像した場合に、この被膜の初期膜厚の50%以上が現像後に残存する性質を意味する。<Resin (B)>
Resin (B) which becomes alkali-soluble by the action of acid in the present invention and has a fluorine content of less than 3 atom% [hereinafter also referred to simply as “resin (B)”. ] Is an alkali-insoluble or hardly alkali-soluble resin that becomes alkali-soluble by the action of an acid. The term “alkali-insoluble or alkali-insoluble” as used herein refers to an alkali development condition employed when forming a resist pattern from a photoresist film formed from a radiation-sensitive resin composition containing the resin (B). When a film using only the resin (B) instead of the photoresist film is developed, it means that 50% or more of the initial film thickness of the film remains after development.
前記樹脂(B)としては、例えば、ノルボルネン誘導体等を重合して得られる主鎖にノルボルナン環等の脂環式骨格を有する樹脂、ノルボルネン誘導体と無水マレイン酸を共重合して得られる主鎖にノルボルナン環及び無水マレイン酸誘導体を有する樹脂、ノルボルネン誘導体と(メタ)アクリル化合物を共重合して得られる主鎖にノルボルナン環と(メタ)アクリル骨格が混在する樹脂、ノルボルネン誘導体と無水マレイン酸、(メタ)アクリル化合物を共重合して得られる主鎖にノルボルナン環と無水マレイン酸誘導体と(メタ)アクリル骨格が混在する樹脂、(メタ)アクリル化合物を共重合して得られる主鎖が(メタ)アクリル骨格の樹脂等が挙げられる。尚、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」、「メタクリル」のどちらか一方或いは両方を示す。 Examples of the resin (B) include a resin having an alicyclic skeleton such as a norbornane ring in a main chain obtained by polymerizing a norbornene derivative or the like, and a main chain obtained by copolymerizing a norbornene derivative and maleic anhydride. A resin having a norbornane ring and a maleic anhydride derivative, a resin having a norbornane ring and a (meth) acryl skeleton mixed in a main chain obtained by copolymerizing a norbornene derivative and a (meth) acrylic compound, a norbornene derivative and maleic anhydride, ( Resin in which norbornane ring, maleic anhydride derivative and (meth) acrylic skeleton are mixed in the main chain obtained by copolymerizing (meth) acrylic compound, main chain obtained by copolymerizing (meth) acrylic compound is (meth) Examples thereof include acrylic skeleton resins. Note that “(meth) acryl” means either “acryl” or “methacryl” or both.
前記樹脂(B)のなかでも、好ましい例として、酸の作用によりアルカリ可溶性となる骨格を含有する繰り返し単位と、ラクトン構造を含有する繰り返し単位と、を含むものが挙げられる。
酸の作用によりアルカリ可溶性となる骨格を含有する繰り返し単位としては、前述の繰り返し単位(2)を挙げることができる。尚、この繰り返し単位(2)を与える好ましい単量体は前述のものと同様である。
また、樹脂(B)は、この繰り返し単位(2)を1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。Among the resins (B), preferred examples include those containing a repeating unit containing a skeleton that becomes alkali-soluble by the action of an acid and a repeating unit containing a lactone structure.
Examples of the repeating unit containing a skeleton that becomes alkali-soluble by the action of an acid include the aforementioned repeating unit (2). In addition, the preferable monomer which gives this repeating unit (2) is the same as that of the above-mentioned thing.
Moreover, resin (B) may contain only 1 type of this repeating unit (2), and may contain 2 or more types.
樹脂(B)において、この繰り返し単位(2)の含有率は、樹脂(B)における全繰り返し単位を100モル%とした場合に、10〜70モル%であることが好ましく、より好ましくは15〜60モル%、更に好ましくは20〜50モル%である。この繰り返し単位(2)の含有率が10モル%未満の場合、レジストとしての解像度が低下するおそれがある。一方、この含有率が70モル%を超える場合、現像性や露光余裕が悪化するおそれがある。 In the resin (B), the content of the repeating unit (2) is preferably from 10 to 70 mol%, more preferably from 15 to 70% when the total repeating units in the resin (B) are 100 mol%. It is 60 mol%, More preferably, it is 20-50 mol%. When the content rate of this repeating unit (2) is less than 10 mol%, there exists a possibility that the resolution as a resist may fall. On the other hand, when this content rate exceeds 70 mol%, the developability and exposure margin may be deteriorated.
また、ラクトン構造を含有する繰り返し単位としては、前述の繰り返し単位(3)を挙げることができる。尚、この繰り返し単位(3)を与える好ましい単量体は前述のものと同様である。
また、樹脂(B)は、この繰り返し単位(3)を1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。Moreover, as a repeating unit containing a lactone structure, the above-mentioned repeating unit (3) can be mentioned. In addition, the preferable monomer which gives this repeating unit (3) is the same as that of the above-mentioned thing.
Moreover, resin (B) may contain only 1 type of this repeating unit (3), and may contain 2 or more types.
樹脂(B)において、繰り返し単位(3)の含有率は、樹脂(B)における全繰り返し単位を100モル%とした場合に、5〜85モル%であることが好ましく、より好ましくは10〜70モル%、更に好ましくは15〜60モル%である。この繰り返し単位(3)の含有率が5モル%未満の場合、現像性、露光余裕が悪化する傾向がある。一方、この含有率が85モル%を超える場合、樹脂(B)の溶剤への溶解性の悪化、解像度の悪化の傾向がある。 In the resin (B), the content of the repeating unit (3) is preferably 5 to 85 mol%, more preferably 10 to 70, when the total repeating unit in the resin (B) is 100 mol%. It is mol%, More preferably, it is 15-60 mol%. When the content of the repeating unit (3) is less than 5 mol%, developability and exposure margin tend to be deteriorated. On the other hand, when this content rate exceeds 85 mol%, there exists a tendency for the solubility to the solvent of resin (B) to deteriorate, and the resolution to deteriorate.
本発明における樹脂(B)は、前記繰り返し単位(2)及び(3)以外の繰り返し単位(以下、「その他の繰り返し単位」という。)を1種又は2種以上含有していてもよい。
その他の繰り返し単位としては、前述の脂環式化合物を含有する繰り返し単位(4)、前述の芳香族化合物に由来する繰り返し単位(5)、下記一般式(5)で表される繰り返し単位(以下、繰り返し単位(6)という。)、下記一般式(6)で表される繰り返し単位(以下、繰り返し単位(7)という。)等が挙げられる。尚、繰り返し単位(4)及び(5)を与える好ましい単量体は、それぞれ、前述のものと同様である。The resin (B) in the present invention may contain one or more repeating units other than the repeating units (2) and (3) (hereinafter referred to as “other repeating units”).
As other repeating units, the repeating unit (4) containing the aforementioned alicyclic compound, the repeating unit derived from the aforementioned aromatic compound (5), and the repeating unit represented by the following general formula (5) (hereinafter referred to as “repeating unit”) , Repeating unit (6)), repeating unit represented by the following general formula (6) (hereinafter referred to as repeating unit (7)), and the like. In addition, the preferable monomer which gives repeating unit (4) and (5) is the same as that of the above-mentioned respectively.
一般式(5)のR9における炭素数1〜4のアルキル基としては、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−ブチル基等のアルキル基が挙げられる。
また、一般式(5)のR10における2価の有機基は、好ましくは2価の炭化水素基であり、2価の炭化水素基のなかでも鎖状又は環状の炭化水素基が好ましく、アルキレングリコール基であってもよいし、アルキレンエステル基であってもよい。Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in R 9 of the general formula (5) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a 2-methylpropyl group, 1 -Alkyl groups, such as a methyl propyl group and t-butyl group, are mentioned.
In addition, the divalent organic group in R 10 of the general formula (5) is preferably a divalent hydrocarbon group, and among the divalent hydrocarbon groups, a chain or cyclic hydrocarbon group is preferable. It may be a glycol group or an alkylene ester group.
好ましい前記R10としては、メチレン基、エチレン基、1,3−プロピレン基若しくは1,2−プロピレン基等のプロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、ヘプタデカメチレン基、オクタデカメチレン基、ノナデカメチレン基、インサレン基、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル1,3−プロピレン基、2−メチル−1,2−プロピレン基、1−メチル−1,4−ブチレン基、2−メチル−1,4−ブチレン基、メチリデン基、エチリデン基、プロピリデン基、又は、2−プロピリデン基等の飽和鎖状炭化水素基、1,3−シクロブチレン基等のシクロブチレン基、1,3−シクロペンチレン基等のシクロペンチレン基、1,4−シクロヘキシレン基等のシクロヘキシレン基、1,5−シクロオクチレン基等のシクロオクチレン基等の炭素数3〜10のシクロアルキレン基等の単環式炭化水素環基、1,4−ノルボルニレン基若しくは2,5−ノルボルニレン基等のノルボルニレン基、1,5−アダマンチレン基、2,6−アダマンチレン基等のアダマンチレン基等の2〜4環式炭素数4〜30の炭化水素環基等の架橋環式炭化水素環基等が挙げられる。Preferred as R 10 is a methylene group, an ethylene group, a propylene group such as a 1,3-propylene group or a 1,2-propylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, a heptamethylene group, an octamethylene group. , Nonamethylene group, decamethylene group, undecamethylene group, dodecamethylene group, tridecamethylene group, tetradecamethylene group, pentadecamethylene group, hexadecamethylene group, heptacamethylene group, octadecamethylene group, nonadecamethylene group , Insalene group, 1-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,2-propylene group, 1-methyl-1,4-butylene group, 2-methyl -1,4-butylene group, methylidene group, ethylidene group, propylidene group, or 2-propylene Saturated chain hydrocarbon groups such as redene groups, cyclobutylene groups such as 1,3-cyclobutylene groups, cyclopentylene groups such as 1,3-cyclopentylene groups, and cyclohexylene groups such as 1,4-cyclohexylene groups Group, monocyclic hydrocarbon ring group such as cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms such as cyclooctylene group such as 1,5-cyclooctylene group, 1,4-norbornylene group or 2,5-norbornylene group Such as norbornylene group, 1,5-adamantylene group, 2,6-adamantylene group, etc., a bridged cyclic hydrocarbon ring, such as a 2-4 cyclic hydrocarbon group having 4-30 carbon atoms, such as adamantylene group, etc. Groups and the like.
特に、R10として2価の脂肪族環状炭化水素基を含む場合には、ビストリフルオロメチル−ヒドロキシ−メチル基と、この脂肪族環状炭化水素基との間にスペーサーとして炭素数1〜4のアルキレン基を挿入することが好ましい。
また、R10としては、2,5−ノルボルニレン基を含む炭化水素基、1,2−エチレン基、プロピレン基が好ましい。In particular, when R 10 contains a divalent aliphatic cyclic hydrocarbon group, an alkylene having 1 to 4 carbon atoms as a spacer between the bistrifluoromethyl-hydroxy-methyl group and the aliphatic cyclic hydrocarbon group. It is preferred to insert a group.
R 10 is preferably a hydrocarbon group containing a 2,5-norbornylene group, a 1,2-ethylene group, or a propylene group.
更に、繰り返し単位(6)を与える特に好ましい単量体としては、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−3−プロピル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ブチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−5−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸2−{[5−(1’,1’,1’−トリフルオロ−2’−トリフルオロメチル−2’−ヒドロキシ)プロピル]ビシクロ[2.2.1]ヘプチル}エステル、(メタ)アクリル酸3−{[8−(1’,1’,1’−トリフルオロ−2’−トリフルオロメチル−2’−ヒドロキシ)プロピル]テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデシル}エステル等が挙げられる。Furthermore, as a particularly preferred monomer that gives the repeating unit (6), (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-3-propyl) ester, (meth) ) Acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-butyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-) 2-hydroxy-5-pentyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester, (meth) acrylic acid 2-{[ 5- (1 ′, 1 ′, 1′-trifluoro-2′-trifluoromethyl-2′-hydroxy) propyl] bicyclo [2.2.1] heptyl} ester, (meth) acryl Acid 3 - {[8- (1 ', 1', 1'-trifluoro-2'-trifluoromethyl-2'-hydroxy) propyl] tetracyclo [6.2.1.1 3, 6. 0 2,7 ] dodecyl} ester and the like.
一般式(6)におけるY及びZにおける炭素数1〜3の2価の有機基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基が挙げられる。
また、一般式(6)のR12におけるCOOR13基のR13は、水素原子或いは炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数3〜20の脂環式のアルキル基を表す。このR13における、前記炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、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−ブチル基を例示できる。
また、前記炭素数3〜20の脂環式のアルキル基としては、−CnH2n−1(nは3〜20の整数)で表されるシクロアルキル基、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。更には、多環型脂環式アルキル基、例えば、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、テトラシクロ[6.2.13,6.02,7]ドデカニル基、アダマンチル基等、又は、直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基の1種以上或いは1個以上でシクロアルキル基又は多環型脂環式アルキル基の一部を置換した基等が挙げられる。
また、3つのR12のうち少なくとも一つは水素原子でなく、且つYが単結合のときは、3つのZのうち少なくとも一つは炭素数1〜3の2価の前記有機基であることが好ましい。As a C1-C3 bivalent organic group in Y and Z in General formula (6), a methylene group, ethylene group, and a propylene group are mentioned.
In addition, R 13 of the COOR 13 group in R 12 of the general formula (6) is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic alkyl having 3 to 20 carbon atoms. Represents a group. Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in R 13 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, and a 2-methylpropyl group. , 1-methylpropyl group and t-butyl group.
Examples of the alicyclic alkyl group of said 3 to 20 carbon atoms, -C n H 2n-1 cycloalkyl group (n is an integer of 3 to 20) represented by, for example, cyclopropyl group, cyclobutyl group , Cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group and the like. Furthermore, polycyclic alicyclic alkyl groups such as bicyclo [2.2.1] heptyl group, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group, tetracyclo [6.2.1 3, 6 . 0 2,7 ] dodecanyl group, adamantyl group or the like, or one or more of linear, branched or cyclic alkyl groups, or a part of cycloalkyl group or polycyclic alicyclic alkyl group Examples include substituted groups.
In addition, when at least one of the three R 12 is not a hydrogen atom and Y is a single bond, at least one of the three Z is the divalent organic group having 1 to 3 carbon atoms. Is preferred.
前記繰り返し単位(7)を生じさせる好ましい単量体としては、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5−シアノアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5−カルボキシルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5−メトキシカルボニルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシメチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシメチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5−ヒドロキシメチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−シアノ−5−ヒドロキシメチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシメチル−5−カルボキシルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシメチル−5−メトキシカルボニルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−シアノアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジシアノアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−シアノ−5−カルボキシルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−シアノ−5−メトキシカルボニルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−カルボキシルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジカルボキシルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−カルボキシル−5−メトキシカルボニルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−メトキシカルボニルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジメトキシカルボニルアダマンタン−1−イルメチルエステル、 Preferred monomers for producing the repeating unit (7) include (meth) acrylic acid 3-hydroxyadamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3,5-dihydroxyadamantan-1-ylmethyl ester, (Meth) acrylic acid 3-hydroxy-5-cyanoadamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxy-5-carboxyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxy-5 -Methoxycarbonyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxymethyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3,5-dihydroxymethyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) 3-hydroxy-5-acrylic acid Roxymethyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-cyano-5-hydroxymethyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxymethyl-5-carboxyladamantan-1-ylmethyl Esters, (meth) acrylic acid 3-hydroxymethyl-5-methoxycarbonyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-cyanoadamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3,5-dicyano Adamantane-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-cyano-5-carboxyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-cyano-5-methoxycarbonyladamantan-1-ylmethyl ester, ( Meta) acrylic acid 3 Carboxydamantane-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3,5-dicarboxyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-carboxyl-5-methoxycarbonyladamantan-1-ylmethyl ester, ( (Meth) acrylic acid 3-methoxycarbonyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3,5-dimethoxycarbonyladamantan-1-ylmethyl ester,
(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシ−7−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5−シアノ−7−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5−カルボキシル−7−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5−メトキシカルボニル−7−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシメチル−5−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシメチル−7−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5−ヒドロキシメチル−7−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−シアノ−5−ヒドロキシメチル−7−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシメチル−5−カルボキシル−7−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシメチル−5−メトキシカルボニル−7−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−シアノ−5−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジシアノ−7−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−シアノ−5−カルボキシル−7−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−シアノ−5−メトキシカルボニル−7−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−カルボキシル−5−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジカルボキシル−7−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−カルボキシル−5−メトキシカルボニル−7−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−メトキシカルボニル−5−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジメトキシカルボニル−7−メチルアダマンタン−1−イルエステル、 (Meth) acrylic acid 3-hydroxy-5-methyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3,5-dihydroxy-7-methyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxy-5 -Cyano-7-methyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxy-5-carboxyl-7-methyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxy-5-methoxycarbonyl- 7-methyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxymethyl-5-methyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3,5-dihydroxymethyl-7-methyladamantan-1-yl Ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxy-5-hydroxymethyl- -Methyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-cyano-5-hydroxymethyl-7-methyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxymethyl-5-carboxyl-7-methyl Adamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxymethyl-5-methoxycarbonyl-7-methyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-cyano-5-methyladamantan-1-yl ester (Meth) acrylic acid 3,5-dicyano-7-methyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-cyano-5-carboxyl-7-methyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-cyano-5-methoxycarbonyl-7-methyladamantan-1-y Ester, (meth) acrylic acid 3-carboxyl-5-methyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3,5-dicarboxyl-7-methyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3- Carboxyl-5-methoxycarbonyl-7-methyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-methoxycarbonyl-5-methyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3,5-dimethoxycarbonyl-7 -Methyladamantan-1-yl ester,
(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシ−7−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5−シアノ−7−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5−カルボキシル−7−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5−メトキシカルボニル−7−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシメチル−5−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシメチル−7−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5−ヒドロキシメチル−7−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−シアノ−5−ヒドロキシメチル−7−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシメチル−5−カルボキシル−7−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシメチル−5−メトキシカルボニル−7−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−シアノ−5−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジシアノ−7−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−シアノ−5−カルボキシル−7−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−シアノ−5−メトキシカルボニル−7−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−カルボキシル−5−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジカルボキシル−7−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−カルボキシル−5−メトキシカルボニル−7−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−メトキシカルボニル−5−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジメトキシカルボニル−7−メチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、 (Meth) acrylic acid 3-hydroxy-5-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3,5-dihydroxy-7-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxy -5-cyano-7-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxy-5-carboxyl-7-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxy-5 -Methoxycarbonyl-7-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxymethyl-5-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3,5-dihydroxymethyl-7- Methyl adamantane-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic Acid 3-hydroxy-5-hydroxymethyl-7-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-cyano-5-hydroxymethyl-7-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic Acid 3-hydroxymethyl-5-carboxyl-7-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxymethyl-5-methoxycarbonyl-7-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) Acrylic acid 3-cyano-5-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3,5-dicyano-7-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-cyano-5- Carboxyl-7-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (Meth) acrylic acid 3-cyano-5-methoxycarbonyl-7-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-carboxyl-5-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3 , 5-Dicarboxyl-7-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-carboxyl-5-methoxycarbonyl-7-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-methoxy Carbonyl-5-methyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3,5-dimethoxycarbonyl-7-methyladamantan-1-ylmethyl ester,
(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5,7−ジメチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシメチル−5,7−ジメチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−シアノ−5,7−ジメチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−カルボキシル−5,7−ジメチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−メトキシカルボニル−5,7−ジメチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5,7−ジメチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシメチル−5,7−ジメチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−シアノ−5,7−ジメチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−カルボキシル−5,7−ジメチルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−メトキシカルボニル−5,7−ジメチルアダマンタン−1−イルメチルエステル等が挙げられる。 (Meth) acrylic acid 3-hydroxy-5,7-dimethyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxymethyl-5,7-dimethyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3- Cyano-5,7-dimethyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-carboxyl-5,7-dimethyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-methoxycarbonyl-5,7-dimethyl Adamantane-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxy-5,7-dimethyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxymethyl-5,7-dimethyladamantan-1-ylmethyl Ester, (meth) acrylic acid 3-cyano-5,7-dimethyladamantane-1 Ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-carboxyl-5,7-dimethyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-methoxycarbonyl-5,7-dimethyladamantan-1-ylmethyl ester, etc. Can be mentioned.
これらのなかで特に好ましい単量体としては、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−シアノアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−カルボキシルアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシ−7−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5,7−ジメチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−カルボキシル−5,7−ジメチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5,7−ジメチルアダマンタン−1−イルメチルエステル等が挙げられる。 Among these, particularly preferred monomers include (meth) acrylic acid 3-hydroxyadamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3,5-dihydroxyadamantan-1-ylmethyl ester, and (meth) acrylic. Acid 3-cyanoadamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-carboxyladamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxy-5-methyladamantan-1-yl ester, (meth) Acrylic acid 3,5-dihydroxy-7-methyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxy-5,7-dimethyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-carboxyl-5 7-dimethyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic 3-hydroxy-5,7-dimethyl-adamantan-1-yl methyl ester.
また、本発明における樹脂(B)は、前記繰り返し単位(4)、(5)、(6)及び(7)以外にも、他の繰り返し単位(以下、「更に他の繰り返し単位」という。)を更に含有していてもよい。
この更に他の繰り返し単位としては、例えば、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(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;(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ウン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基含有エステル類;In addition to the repeating units (4), (5), (6), and (7), the resin (B) in the present invention has other repeating units (hereinafter referred to as “further repeating units”). May further be contained.
As other repeating units, for example, (meth) acrylic acid esters having a bridged hydrocarbon skeleton such as dicyclopentenyl (meth) acrylate and adamantylmethyl (meth) acrylate; (meth) acrylic acid Carboxyl group-containing esters having a bridged hydrocarbon skeleton of unsaturated carboxylic acid such as carboxynorbornyl, carboxytricyclodecanyl (meth) acrylate, carboxytetracycloundecanyl (meth) acrylate;
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸2−メチルプロピル、(メタ)アクリル酸1−メチルプロピル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸シクロプロピル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸4−メトキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−シクロペンチルオキシカルボニルエチル、(メタ)アクリル酸2−シクロヘキシルオキシカルボニルエチル、(メタ)アクリル酸2−(4−メトキシシクロヘキシル)オキシカルボニルエチル等の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; Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, 2-methylpropyl (meth) acrylate, 1-methyl (meth) acrylate Propyl, t-butyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, cyclopropyl (meth) acrylate, ( (Meth) acrylic acid cyclopentyl, (meth) acrylic acid cyclohexyl, (meth) acrylic acid 4-methoxycyclohexyl, (meth) acrylic acid 2-cyclopentyloxycarbonylethyl, (meth) acrylic acid 2-cyclohexyloxycarbonylethyl, (meth) 2- (4-Methoxycyclohexyl) acrylic acid No bridged hydrocarbon skeleton such as aryloxycarbonyl ethyl (meth) acrylate;
α−ヒドロキシメチルアクリル酸メチル、α−ヒドロキシメチルアクリル酸エチル、α−ヒドロキシメチルアクリル酸n−プロピル、α−ヒドロキシメチルアクリル酸n−ブチル等のα−ヒドロキシメチルアクリル酸エステル類;(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、クロトンニトリル、マレインニトリル、フマロニトリル、メサコンニトリル、シトラコンニトリル、イタコンニトリル等の不飽和ニトリル化合物;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、クロトンアミド、マレインアミド、フマルアミド、メサコンアミド、シトラコンアミド、イタコンアミド等の不飽和アミド化合物;N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−ビニル−ε−カプロラクタム、N−ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の他の含窒素ビニル化合物;(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和カルボン酸(無水物)類;(メタ)アクリル酸2−カルボキシエチル、(メタ)アクリル酸2−カルボキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−カルボキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−カルボキシブチル、(メタ)アクリル酸4−カルボキシシクロヘキシル等の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; α-hydroxymethyl acrylate esters such as methyl α-hydroxymethyl acrylate, ethyl α-hydroxymethyl acrylate, n-propyl α-hydroxymethyl acrylate, n-butyl α-hydroxymethyl acrylate; (meth) acrylonitrile , Α-chloroacrylonitrile, crotonnitrile, maleinonitrile, fumaronitrile, mesacononitrile, citraconitrile, itaconnitrile, and other unsaturated nitrile compounds; (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, crotonamide, maleinamide , Fumaramide, mesaconamide, citraconic amide, itaconic amide, etc .; N- (meth) acryloylmorpholine, N-vinyl-ε-caprolactam, N-vinylpyrrolidone, vinyl Other nitrogen-containing vinyl compounds such as lysine and vinylimidazole; (meth) acrylic acid, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, itaconic anhydride, citraconic acid, citraconic anhydride, mesaconic acid Unsaturated carboxylic acids (anhydrides); 2-carboxyethyl (meth) acrylate, 2-carboxypropyl (meth) acrylate, 3-carboxypropyl (meth) acrylate, 4-carboxybutyl (meth) acrylate, Carboxyl group-containing esters having no bridged hydrocarbon skeleton of unsaturated carboxylic acid such as (meth) acrylic acid 4-carboxycyclohexyl;
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; 1,2-adamantanediol di (meth) acrylate, 1,3-adamantanediol di (meth) acrylate, 1,4-adamantanediol di (meth) acrylate, tricyclodecanyl dimethylol di (meth) acrylate, etc. A polyfunctional monomer having a bridged hydrocarbon skeleton;
メチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ビス(2−ヒドロキシプロピル)ベンゼンジ(メタ)アクリレート、1,3−ビス(2−ヒドロキシプロピル)ベンゼンジ(メタ)アクリレート等の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の重合性不飽和結合が開裂した単位を挙げることができる。
この更に他の繰り返し単位のなかでも、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の重合性不飽和結合が開裂した単位等が好ましい。Methylene glycol di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol di ( (Meth) acrylate, 1,8-octanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, 1,4-bis (2-hydroxypropyl) benzenedi (meth) acrylate, 1,3-bis List units in which a polymerizable unsaturated bond of a polyfunctional monomer such as a polyfunctional monomer having no bridged hydrocarbon skeleton such as (2-hydroxypropyl) benzenedi (meth) acrylate is cleaved Can do.
Among these other repeating units, a unit in which a polymerizable unsaturated bond of a (meth) acrylic acid ester having a bridged hydrocarbon skeleton is cleaved is preferable.
本発明における樹脂(B)は、これらの繰り返し単位(4)、(5)、(6)、(7)及び更に他の繰り返し単位から選ばれる繰り返し単位を、種類を問わず、1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。 Resin (B) in the present invention contains only one type of repeating unit selected from these repeating units (4), (5), (6), (7) and other repeating units regardless of the type. It may be contained, or two or more kinds may be contained.
樹脂(B)において、前記繰り返し単位(4)の含有率は、樹脂(B)における全繰り返し単位を100モル%とした場合に、通常、30モル%以下、好ましくは25モル%以下である。この繰り返し単位(4)の含有率が30モル%を超えると、レジストパターン形状が悪化したり、解像度が低下するおそれがある。
また、前記繰り返し単位(5)の含有率は、樹脂(B)における全繰り返し単位を100モル%とした場合に、通常、40モル%以下、好ましくは30モル%以下である。この繰り返し単位(5)の含有率が40モル%を超えると、放射線透過率が低くなりパターンプロファイルが悪化するおそれがある。
また、前記繰り返し単位(6)の含有率は、樹脂(B)における全繰り返し単位を100モル%とした場合に、通常、30モル%以下、好ましくは25モル%以下である。この繰り返し単位(6)の含有率が30モル%を超えると、得られるフォトレジスト膜がアルカリ現像液により膨潤しやすくなるおそれがある。
また、前記繰り返し単位(7)の含有率は、樹脂(B)における全繰り返し単位を100モル%とした場合に、通常、30モル%以下、好ましくは25モル%以下である。この繰り返し単位(7)の含有率が30モル%を超えると、得られるフォトレジスト膜がアルカリ現像液により膨潤しやすくなったり、アルカリ現像液に対する溶解性が低下したりするおそれがある。
また、更に他の繰り返し単位の含有率は、樹脂(B)における全繰り返し単位を100モル%とした場合に、通常、50モル%以下、好ましくは40モル%以下である。In the resin (B), the content of the repeating unit (4) is usually 30 mol% or less, preferably 25 mol% or less, assuming that all repeating units in the resin (B) are 100 mol%. When the content rate of this repeating unit (4) exceeds 30 mol%, there exists a possibility that a resist pattern shape may deteriorate or the resolution may fall.
Moreover, the content rate of the said repeating unit (5) is 40 mol% or less normally, Preferably it is 30 mol% or less when all the repeating units in resin (B) are 100 mol%. When the content rate of this repeating unit (5) exceeds 40 mol%, there exists a possibility that a radiation transmittance may become low and a pattern profile may deteriorate.
Moreover, the content rate of the said repeating unit (6) is 30 mol% or less normally, Preferably it is 25 mol% or less when all the repeating units in resin (B) are 100 mol%. When the content rate of this repeating unit (6) exceeds 30 mol%, the obtained photoresist film may be easily swollen by an alkali developer.
The content of the repeating unit (7) is usually 30 mol% or less, preferably 25 mol% or less, assuming that all repeating units in the resin (B) are 100 mol%. When the content of the repeating unit (7) exceeds 30 mol%, the resulting photoresist film may be easily swollen by the alkali developer, or the solubility in the alkali developer may be reduced.
Further, the content of other repeating units is usually 50 mol% or less, preferably 40 mol% or less, assuming that all the repeating units in the resin (B) are 100 mol%.
また、上記樹脂(B)がフッ素化アルキル基を含有する場合、樹脂(B)全体を100atom%とした際に、そのフッ素含量は3atom%未満であり、好ましくは0〜2.9atom%、更に好ましくは0〜1.5atom%である。
尚、このフッ素含量は前述の方法と同様にして測定することができる。When the resin (B) contains a fluorinated alkyl group, the fluorine content is less than 3 atom%, preferably 0 to 2.9 atom%, when the entire resin (B) is 100 atom%. Preferably it is 0-1.5 atom%.
The fluorine content can be measured in the same manner as described above.
また、本発明における樹脂(B)は、例えば、所定の各繰り返し単位に対応する重合性不飽和単量体を、ヒドロパーオキシド類、ジアルキルパーオキシド類、ジアシルパーオキシド類、アゾ化合物等のラジカル重合開始剤を使用し、必要に応じて連鎖移動剤の存在下、適当な溶媒中で重合することにより製造することができる。 In addition, the resin (B) in the present invention includes, for example, a polymerizable unsaturated monomer corresponding to each predetermined repeating unit as a radical such as hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, and azo compounds. It can manufacture by superposing | polymerizing in a suitable solvent using a polymerization initiator in presence of a chain transfer agent as needed.
前記重合に使用される溶媒としては、例えば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン類;シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類;クロロブタン類、ブロモヘキサン類、ジクロロエタン類、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル類;アセトン、2−ブタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエタン類等のエーテル類等を挙げることができる。これらの溶媒は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
前記重合における反応温度は、通常、40〜150℃、好ましくは50〜120℃であり、反応時間は、通常、1〜48時間、好ましくは1〜24時間である。Examples of the solvent used for the polymerization include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, and n-decane; cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, Cycloalkanes such as norbornane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene; halogenated hydrocarbons such as chlorobutanes, bromohexanes, dichloroethanes, hexamethylene dibromide, chlorobenzene; ethyl acetate Saturated carboxylic acid esters such as n-butyl acetate, i-butyl acetate and methyl propionate; ketones such as acetone, 2-butanone, 4-methyl-2-pentanone and 2-heptanone; tetrahydrofuran, dimethoxyethanes, Ethers such as diethoxyethanes It can be mentioned. These solvents can be used alone or in admixture of two or more.
The reaction temperature in the polymerization is usually 40 to 150 ° C., preferably 50 to 120 ° C., and the reaction time is usually 1 to 48 hours, preferably 1 to 24 hours.
また、本発明における樹脂(B)のGPC法によるMwは、特に限定されないが、好ましくは1,000〜100,000、更に好ましくは1,000〜30,000、更に好ましくは1,000〜20,000である。この樹脂(B)のMwが1,000未満では、レジストとした際の耐熱性が低下する傾向がある。一方、このMwが100,000を超えると、レジストとした際の現像性が低下する傾向にある。
また、樹脂(B)のMwとGPC法によるMnとの比(Mw/Mn)は、通常1〜5であり、好ましくは1〜3である。The Mw of the resin (B) in the present invention by the GPC method is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 1,000 to 30,000, and still more preferably 1,000 to 20 , 000. When the Mw of the resin (B) is less than 1,000, the heat resistance when used as a resist tends to decrease. On the other hand, when the Mw exceeds 100,000, the developability of the resist tends to decrease.
Moreover, ratio (Mw / Mn) of Mw of resin (B) and Mn by GPC method is normally 1-5, Preferably it is 1-3.
また、樹脂(B)においては、この樹脂(B)を調製する際に用いられる単量体由来の低分子量成分の含有量が固形分換算にて、この樹脂100質量%に対して0.1質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.07質量%以下、更に好ましくは0.05質量%以下である。この含有量が0.1質量%以下である場合には、液浸露光時に接触した水等の液浸媒体への溶出物の量を少なくすることができる。更に、レジスト保管時にレジスト中に異物が発生することがなく、レジスト塗布時においても塗布ムラが発生することなく、レジストパターン形成時における欠陥の発生を十分に抑制することができる。
前記単量体由来の低分子量成分としては、モノマー、ダイマー、トリマー、オリゴマーが挙げられ、Mw500以下の成分とすることができる。このMw500以下の成分は、例えば、水洗、液々抽出等の化学的精製法や、これらの化学的精製法と限外ろ過、遠心分離等の物理的精製法との組み合わせ等により除去することができる。また、樹脂の高速液体クロマトグラフィ(HPLC)により分析することができる。
尚、樹脂(B)は、ハロゲン、金属等の不純物の含有量が少ないほど好ましく、それにより、レジストとした際の感度、解像度、プロセス安定性、パターン形状等を更に改善することができる。
また、樹脂(B)の精製法としては、例えば、水洗、液々抽出等の化学的精製法や、これらの化学的精製法と限外ろ過、遠心分離等の物理的精製法との組み合わせ等を挙げることができる。Moreover, in resin (B), content of the low molecular-weight component derived from the monomer used when preparing this resin (B) is 0.1 with respect to 100 mass% of this resin in conversion of solid content. It is preferably at most mass%, more preferably at most 0.07 mass%, still more preferably at most 0.05 mass%. When the content is 0.1% by mass or less, it is possible to reduce the amount of eluate in the immersion medium such as water that has been in contact with the immersion exposure. Furthermore, foreign matters are not generated in the resist during resist storage, and coating unevenness does not occur during resist application, and the occurrence of defects during resist pattern formation can be sufficiently suppressed.
Examples of the low molecular weight component derived from the monomer include a monomer, a dimer, a trimer, and an oligomer, and can be a component having an Mw of 500 or less. The components having an Mw of 500 or less can be removed by, for example, chemical purification methods such as washing with water and liquid-liquid extraction, or a combination of these chemical purification methods and physical purification methods such as ultrafiltration and centrifugation. it can. Moreover, it can analyze by the high performance liquid chromatography (HPLC) of resin.
In addition, resin (B) is so preferable that there is little content of impurities, such as a halogen and a metal, Thereby, the sensitivity at the time of using a resist, resolution, process stability, a pattern shape, etc. can be improved further.
Examples of the purification method for the resin (B) include chemical purification methods such as washing with water and liquid-liquid extraction, and combinations of these chemical purification methods with physical purification methods such as ultrafiltration and centrifugation. Can be mentioned.
本発明において、樹脂(B)は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
また、本発明において、樹脂(B)の含有量は、前記重合体(A)及び樹脂(B)の合計を100質量%とした場合に、99.9質量%以下であることが好ましく、より好ましくは60〜99.9質量%、更に好ましくは65〜99.5質量%である。この樹脂(B)の含有量が上述の範囲である場合、フォトレジスト膜が十分な前進接触角を確保し、フォトレジスト膜からの酸発生剤等の溶出を十分に抑制できる。In this invention, resin (B) can be used individually or in mixture of 2 or more types.
In the present invention, the content of the resin (B) is preferably 99.9% by mass or less when the total of the polymer (A) and the resin (B) is 100% by mass, Preferably it is 60-99.9 mass%, More preferably, it is 65-99.5 mass%. When the content of the resin (B) is in the above range, the photoresist film can secure a sufficient advancing contact angle, and the elution of the acid generator and the like from the photoresist film can be sufficiently suppressed.
<感放射線性酸発生剤(C)>
本発明における感放射線性酸発生剤(C)〔以下、単に「酸発生剤(C)」ともいう。〕は、露光により酸を発生するものであり、発生した酸の作用によって、樹脂成分中に存在する酸解離性基、具体的には繰り返し単位(2)が有する酸解離性基を解離させ(保護基を脱離させ)、その結果フォトレジスト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。
このような酸発生剤(C)としては、下記一般式(7)で表される化合物(以下、「酸発生剤1」という。)を含むものが好ましい。<Radiosensitive acid generator (C)>
Radiation-sensitive acid generator (C) in the present invention [hereinafter also simply referred to as “acid generator (C)”. ] Generates an acid upon exposure, and dissociates an acid dissociable group present in the resin component, specifically, an acid dissociable group of the repeating unit (2) by the action of the generated acid ( As a result, the exposed portion of the photoresist film becomes readily soluble in an alkali developer, and has a function of forming a positive resist pattern.
As such an acid generator (C), what contains the compound (henceforth "the acid generator 1") represented by following General formula (7) is preferable.
一般式(7)において、R14は水素原子、フッ素原子、水酸基、炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基、炭素原子数2〜11の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシカルボニル基を示す。また、R15は炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、アルコキシル基若しくは炭素原子数1〜10の直鎖状、分岐状、環状のアルカンスルホニル基を示す。更に、R16は独立に炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換されていてもよいフェニル基又は置換基されていてもよいナフチル基を示すか、或いは2個のR16が互いに結合して炭素原子数2〜10の2価の基を形成しており、この2価の基は置換されていてもよく、kは0〜2の整数であり、X−は式:R17CnF2nSO3 −、R17SO3 −(式中、R17は、フッ素原子又は置換されていてもよい炭素原子数1〜12の炭化水素基を示し、nは1〜10の整数である。)、又は、下記一般式(8−1)若しくは(8−2)で表されるアニオンを示し、rは0〜10の整数である。
一般式(7)において、R14、R15及びR16の炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、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、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基等を挙げることができる。これらのアルキル基のなかでも、メチル基、エチル基、n−ブチル基、t−ブチル基等が好ましい。In the general formula (7), examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms of R 14 , R 15 and R 16 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, i- Propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2- Examples thereof include an ethylhexyl group, an n-nonyl group, and an n-decyl group. Of these alkyl groups, a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, and the like are preferable.
また、R14及びR15の炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基等を挙げることができる。これらのアルコキシル基のうち、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基等が好ましい。 Examples of the linear or branched alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms of R 14 and R 15, for example, a methoxy group, an ethoxy group, n- propoxy group, i- propoxy, n- butoxy group, 2-methylpropoxy group, 1-methylpropoxy group, t-butoxy group, n-pentyloxy group, neopentyloxy group, n-hexyloxy group, n-heptyloxy group, n-octyloxy group, 2-ethylhexyloxy Group, n-nonyloxy group, n-decyloxy group and the like. Of these alkoxyl groups, a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an n-butoxy group, and the like are preferable.
また、R14の炭素原子数2〜11の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、2−メチルプロポキシカルボニル基、1−メチルプロポキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基、n−ペンチルオキシカルボニル基、ネオペンチルオキシカルボニル基、n−ヘキシルオキシカルボニル基、n−ヘプチルオキシカルボニル基、n−オクチルオキシカルボニル基、2−エチルヘキシルオキシカルボニル基、n−ノニルオキシカルボニル基、n−デシルオキシカルボニル基等を挙げることができる。これらのアルコキシカルボニル基のうち、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基等が好ましい。Examples of the linear or branched alkoxycarbonyl group having 2 to 11 carbon atoms of R 14 include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-propoxycarbonyl group, an i-propoxycarbonyl group, and n-butoxy. Carbonyl group, 2-methylpropoxycarbonyl group, 1-methylpropoxycarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, n-pentyloxycarbonyl group, neopentyloxycarbonyl group, n-hexyloxycarbonyl group, n-heptyloxycarbonyl group, An n-octyloxycarbonyl group, a 2-ethylhexyloxycarbonyl group, an n-nonyloxycarbonyl group, an n-decyloxycarbonyl group, and the like can be given. Of these alkoxycarbonyl groups, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-butoxycarbonyl group, and the like are preferable.
また、R15の炭素原子数1〜10の直鎖状、分岐状、環状のアルカンスルホニル基としては、例えば、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基、n−プロパンスルホニル基、n−ブタンスルホニル基、tert−ブタンスルホニル基、n−ペンタンスルホニル基、ネオペンタンスルホニル基、n−ヘキサンスルホニル基、n−ヘプタンスルホニル基、n−オクタンスルホニル基、2−エチルヘキサンスルホニル基n−ノナンスルホニル基、n−デカンスルホニル基、シクロペンタンスルホニル基、シクロヘキサンスルホニル基等を挙げることができる。これらのアルカンスルホニル基のうち、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基、n−プロパンスルホニル基、n−ブタンスルホニル基、シクロペンタンスルホニル基、シクロヘキサンスルホニル基等が好ましい。Examples of the linear, branched or cyclic alkanesulfonyl group having 1 to 10 carbon atoms of R 15 include a methanesulfonyl group, ethanesulfonyl group, n-propanesulfonyl group, n-butanesulfonyl group, tert. -Butanesulfonyl group, n-pentanesulfonyl group, neopentanesulfonyl group, n-hexanesulfonyl group, n-heptanesulfonyl group, n-octanesulfonyl group, 2-ethylhexanesulfonyl group n-nonanesulfonyl group, n-decanesulfonyl Group, cyclopentanesulfonyl group, cyclohexanesulfonyl group and the like. Of these alkanesulfonyl groups, a methanesulfonyl group, an ethanesulfonyl group, an n-propanesulfonyl group, an n-butanesulfonyl group, a cyclopentanesulfonyl group, a cyclohexanesulfonyl group, and the like are preferable.
また、rとしては、0〜2が好ましい。 Moreover, as r, 0-2 are preferable.
一般式(7)において、R16の置換されていてもよいフェニル基としては、例えば、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,3−ジメチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,5−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、3,4−ジメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、4−シクロヘキシルフェニル基、4−フルオロフェニル基等のフェニル基又は炭素原子数1〜10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基で置換されたフェニル基;これらのフェニル基又はアルキル置換フェニル基を、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシル基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基等の少なくとも一種の基1個以上で置換した基等を挙げることができる。In the general formula (7), examples of the optionally substituted phenyl group represented by R 16 include a phenyl group, an o-tolyl group, an m-tolyl group, a p-tolyl group, a 2,3-dimethylphenyl group, 2 , 4-dimethylphenyl group, 2,5-dimethylphenyl group, 2,6-dimethylphenyl group, 3,4-dimethylphenyl group, 3,5-dimethylphenyl group, 2,4,6-trimethylphenyl group, 4 -Substituted with phenyl groups such as ethylphenyl group, 4-t-butylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, 4-fluorophenyl group or linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms. These phenyl groups or alkyl-substituted phenyl groups can be converted into hydroxyl groups, carboxyl groups, cyano groups, nitro groups, alkoxyl groups, alkoxyalkyl groups. And a group substituted with at least one group such as an alkyl group, an alkoxycarbonyl group, and an alkoxycarbonyloxy group.
フェニル基及びアルキル置換フェニル基に対する置換基のうち、前記アルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等の炭素原子数1〜20の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルコキシル基等を挙げることができる。 Among the substituents for the phenyl group and the alkyl-substituted phenyl group, examples of the alkoxyl group include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, 2-methylpropoxy group, 1- Examples thereof include a linear, branched or cyclic alkoxyl group having 1 to 20 carbon atoms such as a methylpropoxy group, a t-butoxy group, a cyclopentyloxy group and a cyclohexyloxy group.
また、前記アルコキシアルキル基としては、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、1−メトキシエチル基、2−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基、2−エトキシエチル基等の炭素原子数2〜21の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルコキシアルキル基等を挙げることができる。
また、前記アルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、2−メチルプロポキシカルボニル基、1−メチルプロポキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基、シクロペンチルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル等の炭素原子数2〜21の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルコキシカルボニル基等を挙げることができる。Examples of the alkoxyalkyl group include 2 to 21 carbon atoms such as a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a 1-methoxyethyl group, a 2-methoxyethyl group, a 1-ethoxyethyl group, and a 2-ethoxyethyl group. And linear, branched or cyclic alkoxyalkyl groups.
Examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-propoxycarbonyl group, an i-propoxycarbonyl group, an n-butoxycarbonyl group, a 2-methylpropoxycarbonyl group, and a 1-methylpropoxycarbonyl group. , T-butoxycarbonyl group, cyclopentyloxycarbonyl group, cyclohexyloxycarbonyl and the like, and straight chain, branched or cyclic alkoxycarbonyl groups having 2 to 21 carbon atoms.
また、前記アルコキシカルボニルオキシ基としては、例えば、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、n−プロポキシカルボニルオキシ基、i−プロポキシカルボニルオキシ基、n−ブトキシカルボニルオキシ基、t−ブトキシカルボニルオキシ基、シクロペンチルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル等の炭素原子数2〜21の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルコキシカルボニルオキシ基等を挙げることができる。
一般式(7)におけるR15の置換されていてもよいフェニル基としては、フェニル基、4−シクロヘキシルフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−t−ブトキシフェニル基等が好ましい。Examples of the alkoxycarbonyloxy group include methoxycarbonyloxy group, ethoxycarbonyloxy group, n-propoxycarbonyloxy group, i-propoxycarbonyloxy group, n-butoxycarbonyloxy group, t-butoxycarbonyloxy group, Examples thereof include linear, branched or cyclic alkoxycarbonyloxy groups having 2 to 21 carbon atoms such as cyclopentyloxycarbonyl group and cyclohexyloxycarbonyl.
Examples of the optionally substituted phenyl group represented by R 15 in the general formula (7) include a phenyl group, a 4-cyclohexylphenyl group, a 4-t-butylphenyl group, a 4-methoxyphenyl group, and a 4-t-butoxyphenyl group. Etc. are preferred.
また、R16の置換されていてもよいナフチル基としては、例えば、1−ナフチル基、2−メチル−1−ナフチル基、3−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、5−メチル−1−ナフチル基、6−メチル−1−ナフチル基、7−メチル−1−ナフチル基、8−メチル−1−ナフチル基、2,3−ジメチル−1−ナフチル基、2,4−ジメチル−1−ナフチル基、2,5−ジメチル−1−ナフチル基、2,6−ジメチル−1−ナフチル基、2,7−ジメチル−1−ナフチル基、2,8−ジメチル−1−ナフチル基、3,4−ジメチル−1−ナフチル基、3,5−ジメチル−1−ナフチル基、3,6−ジメチル−1−ナフチル基、3,7−ジメチル−1−ナフチル基、3,8−ジメチル−1−ナフチル基、4,5−ジメチル−1−ナフチル基、5,8−ジメチル−1−ナフチル基、4−エチル−1−ナフチル基2−ナフチル基、1−メチル−2−ナフチル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−2−ナフチル基等のナフチル基又は炭素原子数1〜10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基で置換されたナフチル基;これらのナフチル基又はアルキル置換ナフチル基を、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシル基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基等の少なくとも1種の基1個以上で置換した基等を挙げることができる。Examples of the optionally substituted naphthyl group for R 16 include 1-naphthyl group, 2-methyl-1-naphthyl group, 3-methyl-1-naphthyl group, 4-methyl-1-naphthyl group, 4-methyl-1-naphthyl group, 5-methyl-1-naphthyl group, 6-methyl-1-naphthyl group, 7-methyl-1-naphthyl group, 8-methyl-1-naphthyl group, 2,3-dimethyl -1-naphthyl group, 2,4-dimethyl-1-naphthyl group, 2,5-dimethyl-1-naphthyl group, 2,6-dimethyl-1-naphthyl group, 2,7-dimethyl-1-naphthyl group, 2,8-dimethyl-1-naphthyl group, 3,4-dimethyl-1-naphthyl group, 3,5-dimethyl-1-naphthyl group, 3,6-dimethyl-1-naphthyl group, 3,7-dimethyl- 1-naphthyl group, 3,8-dimethyl-1-na Butyl group, 4,5-dimethyl-1-naphthyl group, 5,8-dimethyl-1-naphthyl group, 4-ethyl-1-naphthyl group 2-naphthyl group, 1-methyl-2-naphthyl group, 3-methyl A naphthyl group substituted with a naphthyl group such as a 2-naphthyl group or 4-methyl-2-naphthyl group or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; these naphthyl group or alkyl Examples include a group in which a substituted naphthyl group is substituted with at least one group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an alkoxyl group, an alkoxyalkyl group, an alkoxycarbonyl group, and an alkoxycarbonyloxy group. Can do.
前記置換基であるアルコキシル基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基及びアルコキシカルボニルオキシ基としては、例えば、前記フェニル基及びアルキル置換フェニル基について例示した基を挙げることができる。 Examples of the alkoxyl group, alkoxyalkyl group, alkoxycarbonyl group and alkoxycarbonyloxy group as the substituent include the groups exemplified for the phenyl group and the alkyl-substituted phenyl group.
一般式(7)におけるR16の置換されていてもよいナフチル基としては、1−ナフチル基、1−(4−メトキシナフチル)基、1−(4−エトキシナフチル)基、1−(4−n−プロポキシナフチル)基、1−(4−n−ブトキシナフチル)基、2−(7−メトキシナフチル)基、2−(7−エトキシナフチル)基、2−(7−n−プロポキシナフチル)基、2−(7−n−ブトキシナフチル)基等が好ましい。The naphthyl group optionally substituted by R 16 in the general formula (7) includes a 1-naphthyl group, a 1- (4-methoxynaphthyl) group, a 1- (4-ethoxynaphthyl) group, and a 1- (4- n-propoxynaphthyl) group, 1- (4-n-butoxynaphthyl) group, 2- (7-methoxynaphthyl) group, 2- (7-ethoxynaphthyl) group, 2- (7-n-propoxynaphthyl) group , 2- (7-n-butoxynaphthyl) group and the like are preferable.
また、2個のR16が互いに結合して形成した炭素原子数2〜10の2価の基としては、一般式(7)中の硫黄原子と共に5員又は6員の環、特に好ましくは5員の環(即ち、テトラヒドロチオフェン環)を形成する基が望ましい。Further, the divalent group having 2 to 10 carbon atoms formed by bonding two R 16 to each other, together with the sulfur atom in the general formula (7), a 5-membered or 6-membered ring, particularly preferably 5 Groups that form member rings (ie, tetrahydrothiophene rings) are desirable.
また、前記2価の基に対する置換基としては、例えば、前記フェニル基及びアルキル置換フェニル基に対する置換基として例示したヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシル基、アルコキアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基等を挙げることができる。
一般式(7)におけるR16としては、メチル基、エチル基、フェニル基、4−メトキシフェニル基、1−ナフチル基、2個のR16が互いに結合して硫黄原子と共にテトラヒドロチオフェン環構造を形成する2価の基等が好ましい。Examples of the substituent for the divalent group include a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an alkoxyl group, an alkoxyalkyl group, an alkoxy group exemplified as the substituent for the phenyl group and the alkyl-substituted phenyl group. Examples thereof include a carbonyl group and an alkoxycarbonyloxy group.
As R 16 in the general formula (7), a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a 4-methoxyphenyl group, a 1-naphthyl group, and two R 16 are bonded to each other to form a tetrahydrothiophene ring structure together with a sulfur atom. A divalent group is preferred.
一般式(7)におけるX−は、R17CnF2nSO3 −、R17SO3 −、又は、前記一般式(8−1)若しくは(8−2)で表されるアニオンである。X−が、R17CnF2nSO3 −である場合の−CnF2n−基は、炭素原子数nのパーフルオロアルキレン基であるが、この基は直鎖状であってもよいし、分岐状であってもよい。ここで、nは1、2、4又は8であることが好ましい。
また、R17における置換されていてもよい炭素原子数1〜12の炭化水素基としては、炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基、有橋脂環式炭化水素基が好ましい。
具体的には、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、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、ノルボルニル基、ノルボニルメチル基、ヒドロキシノルボルニル基、アダマンチル基等を挙げることができる。X − in the general formula (7) is R 17 C n F 2n SO 3 − , R 17 SO 3 − or an anion represented by the general formula (8-1) or (8-2). The —C n F 2n — group in the case where X − is R 17 C n F 2n SO 3 — is a perfluoroalkylene group having n carbon atoms, but this group may be linear. However, it may be branched. Here, n is preferably 1, 2, 4 or 8.
As the hydrocarbon group which carbon atoms which may have 1 to 12 substituents of R 17, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group, a bridged alicyclic hydrocarbon group.
Specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group N-hexyl group, cyclohexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group, norbornyl group, norbornylmethyl group, hydroxynorbornyl group, adamantyl group Etc.
また、X−が、前記一般式(8−1)又は(8−2)で表されるアニオンである場合のR18は、互いに独立した、フッ素原子を有し、且つ、炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基であってよいし、2つのR18が互いに結合して、フッ素原子を有し、且つ、炭素数2〜10の2価の有機基であってもよく、その場合、2価の有機基は置換基を有してもよい。
一般式(8−1)又は(8−2)において、R18が、炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である場合、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基、ドデカフルオロペンチル基、パーフルオロオクチル基等が挙げられる。
また、R18が、炭素数2〜10の2価の有機基である場合、テトラフルオロエチレン基、ヘキサフルオロプロピレン基、オクタフルオロブチレン基、デカフルオロペンチレン基、ウンデカフルオロヘキシレン基等が挙げられる。Moreover, when X < - > is an anion represented by the general formula (8-1) or (8-2), R < 18 > has a fluorine atom independently of each other, and has 1 to 10 carbon atoms. May be a linear or branched alkyl group, or two R 18 may be bonded to each other to have a fluorine atom and be a divalent organic group having 2 to 10 carbon atoms. In that case, the divalent organic group may have a substituent.
In General Formula (8-1) or (8-2), when R 18 is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, or a heptafluoro group. A propyl group, a nonafluorobutyl group, a dodecafluoropentyl group, a perfluorooctyl group, etc. are mentioned.
Further, when R 18 is a divalent organic group having 2 to 10 carbon atoms, a tetrafluoroethylene group, a hexafluoropropylene group, an octafluorobutylene group, a decafluoropentylene group, an undecafluorohexylene group, etc. Can be mentioned.
従って、前記一般式(7)における好ましいアニオンX−としては、トリフルオロメタンスルホネートアニオン、パーフルオロ−n−ブタンスルホネートアニオン、パーフルオロ−n−オクタンスルホネートアニオン、2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネートアニオン、2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1−ジフルオロエタンスルホネートアニオン、下記式(9−1)〜(9−7)で表されるアニオン等が挙げられる。
また、一般式(7)の好ましい具体例としては、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−tert−ブチル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トリフルオロメタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフチル)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、 Preferred examples of the general formula (7) include triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, tri-tert-butylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyl-diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyl-diphenyl. Sulfonium trifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate,
トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリ−tert−ブチルフェニルスルホニウムパーフルオロ−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−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−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−ブタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート、 Triphenylsulfonium perfluoro-n-butanesulfonate, tri-tert-butylphenylsulfonium perfluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexylphenyl-diphenylsulfonium perfluoro-n-butanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyl-diphenylsulfonium per Fluoro-n-butanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-butanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium perfluoro- n-butanesulfonate,
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−tert−ブチル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−ブトキシナフチル)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、 Triphenylsulfonium perfluoro-n-octane sulfonate, tri-tert-butylphenylsulfonium perfluoro-n-octane sulfonate, 4-cyclohexylphenyl-diphenylsulfonium perfluoro-n-octane sulfonate, 4-methanesulfonylphenyl-diphenylsulfonium per Fluoro-n-octanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium perfluoro- n-octane sulfonate,
トリフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−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−tert−ブチルフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−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2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−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2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−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2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−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−ブトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2’−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、 Triphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] hepta-2'-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, tri-tert-butylphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2 .1] Hepta-2'-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyl-diphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] hepta-2'-yl)- 1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyl-diphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] hepta-2'-yl) -1,1,2,2-tetrafluoro Ethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2- (bicyclo [2.2. ] Hepta-2'-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium 2- (bicyclo [2.2.1] hepta-2 '-Yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate,
トリフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2’−イル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、トリ−tert−ブチルフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2’−イル)−1,1−ジ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2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2’−イル)−1,1−ジ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2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2’−イル)−1,1−ジ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2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2’−イル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2’−イル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、下記式B1〜B15で表される化合物等が挙げられる。
また、感放射線性酸発生剤(C)として使用することのできる、前記酸発生剤1以外の感放射線性酸発生剤(以下、「他の酸発生剤」という。)としては、例えば、オニウム塩化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物、スルホン化合物、スルホン酸化合物等を挙げることができる。これらの他の酸発生剤としては、例えば、下記のものを挙げることができる。 Examples of the radiation sensitive acid generator other than the acid generator 1 (hereinafter referred to as “other acid generator”) that can be used as the radiation sensitive acid generator (C) include, for example, onium. Examples thereof include a salt compound, a halogen-containing compound, a diazoketone compound, a sulfone compound, and a sulfonic acid compound. Examples of these other acid generators include the following.
オニウム塩化合物:
オニウム塩化合物としては、例えば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等を挙げることができる。
オニウム塩化合物の具体例としては、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]ヘプタ−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]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、シクロヘキシル・2−オキソシクロヘキシル・メチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジシクロヘキシル・2−オキソシクロヘキシルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、2−オキソシクロヘキシルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート等を挙げることができる。Onium salt compounds:
Examples of the onium salt compound include iodonium salts, sulfonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts, and the like.
Specific examples of the onium salt compound include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 2-bicyclo [2.2.1] hepta-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- Te La tetrafluoroethane sulfonate, cyclohexyl 2-oxo-cyclohexyl methyl trifluoromethanesulfonate, dicyclohexyl-2-oxo-cyclohexyl trifluoromethane sulfonate, and 2-oxo-cyclohexyl dimethyl sulfonium trifluoromethanesulfonate, and the like.
ハロゲン含有化合物:
ハロゲン含有化合物としては、例えば、ハロアルキル基含有炭化水素化合物、ハロアルキル基含有複素環式化合物等を挙げることができる。
ハロゲン含有化合物の具体例としては、フェニルビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−メトキシフェニルビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、1−ナフチルビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等の(トリクロロメチル)−s−トリアジン誘導体や、1,1−ビス(4−クロロフェニル)−2,2,2−トリクロロエタン等を挙げることができる。Halogen-containing compounds:
Examples of the halogen-containing compound include a haloalkyl group-containing hydrocarbon compound and a haloalkyl group-containing heterocyclic compound.
Specific examples of halogen-containing compounds include (trichloromethyl such as phenylbis (trichloromethyl) -s-triazine, 4-methoxyphenylbis (trichloromethyl) -s-triazine, 1-naphthylbis (trichloromethyl) -s-triazine. ) -S-triazine derivatives and 1,1-bis (4-chlorophenyl) -2,2,2-trichloroethane.
ジアゾケトン化合物:
ジアゾケトン化合物としては、例えば、1,3−ジケト−2−ジアゾ化合物、ジアゾベンゾキノン化合物、ジアゾナフトキノン化合物等を挙げることができる。
ジアゾケトンの具体例としては、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロリド、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンの1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル又は1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンの1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル又は1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル等を挙げることができる。Diazo ketone compounds:
Examples of the diazo ketone compound include a 1,3-diketo-2-diazo compound, a diazobenzoquinone compound, a diazonaphthoquinone compound, and the like.
Specific examples of diazoketone include 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride, 1,2, naphthoquinonediazide of 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone. -4-sulfonic acid ester or 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, 1,1,1-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester of 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane Examples include 2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester.
スルホン化合物:
スルホン化合物としては、例えば、β−ケトスルホン、β−スルホニルスルホンや、これらの化合物のα−ジアゾ化合物等を挙げることができる。
スルホン化合物の具体例としては、4−トリスフェナシルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、ビス(フェニルスルホニル)メタン等を挙げることができる。Sulfone compounds:
Examples of the sulfone compound include β-ketosulfone, β-sulfonylsulfone, and α-diazo compounds of these compounds.
Specific examples of the sulfone compound include 4-trisphenacylsulfone, mesitylphenacylsulfone, bis (phenylsulfonyl) methane, and the like.
スルホン酸化合物:
スルホン酸化合物としては、例えば、アルキルスルホン酸エステル、アルキルスルホン酸イミド、ハロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホネート等を挙げることができる。
スルホン酸化合物の具体例としては、ベンゾイントシレート、ピロガロールのトリス(トリフルオロメタンスルホネート)、ニトロベンジル−9,10−ジエトキシアントラセン−2−スルホネート、トリフルオロメタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、パーフルオロ−n−オクタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−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)スクシンイミド、1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドトリフルオロメタンスルホネート、1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドパーフルオロ−n−オクタンスルホネート等を挙げることができる。Sulfonic acid compounds:
Examples of the sulfonic acid compounds include alkyl sulfonic acid esters, alkyl sulfonic acid imides, haloalkyl sulfonic acid esters, aryl sulfonic acid esters, and imino sulfonates.
Specific examples of the sulfonic acid compound include benzoin tosylate, pyrogallol tris (trifluoromethanesulfonate), nitrobenzyl-9,10-diethoxyanthracene-2-sulfonate, trifluoromethanesulfonylbicyclo [2.2.1] hept- 5-ene-2,3-dicarbodiimide, nonafluoro-n-butanesulfonylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, perfluoro-n-octanesulfonylbicyclo [2.2 .1] Hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonylbicyclo [2.2. 1] Hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, N- (trifluoromethanesulfonyl Xyl) succinimide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) succinimide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) succinimide, N- (2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl- 1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy) succinimide, 1,8-naphthalenedicarboxylic acid imide trifluoromethanesulfonate, 1,8-naphthalenedicarboxylic acid imidononafluoro-n-butanesulfonate, 1,8-naphthalenedicarboxylic acid Examples include acid imido perfluoro-n-octane sulfonate.
これらの他の酸発生剤のうち、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、ジフェニルヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−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]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、シクロヘキシル・2−オキソシクロヘキシル・メチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジシクロヘキシル・2−オキソシクロヘキシルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、2−オキソシクロヘキシルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、 Among these other acid generators, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 2-bicyclo [2.2.1] hepta- 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 -Tetraph Oro ethanesulfonate, cyclohexyl 2-oxo-cyclohexyl methyl trifluoromethanesulfonate, dicyclohexyl-2-oxo-cyclohexyl trifluoromethane sulfonate, 2-oxo-cyclohexyl dimethyl sulfonium trifluoromethane sulfonate,
トリフルオロメタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、パーフルオロ−n−オクタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−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)スクシンイミド、1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドトリフルオロメタンスルホネート等が好ましい。
前記他の酸発生剤は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。Trifluoromethanesulfonylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, nonafluoro-n-butanesulfonylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide Perfluoro-n-octanesulfonylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2 , 2-tetrafluoroethanesulfonylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, N- (trifluoromethanesulfonyloxy) succinimide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) succinimide N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) succinimide, N- (2-bicyclo [2.2 1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethane sulfonyloxy) succinimide, 1,8-naphthalenedicarboxylic acid imide trifluoromethanesulfonate and the like are preferable.
The other acid generators can be used alone or in admixture of two or more.
本発明において、酸発生剤1と他の酸発生剤の合計使用量は、レジストとしての感度及び現像性を確保する観点から、重合体(A)及び樹脂(B)の合計100質量部に対して、通常、0.1〜20質量部、好ましくは0.5〜10質量部である。この合計使用量が0.1質量部未満の場合には、感度及び現像性が低下する傾向がある。一方、20質量部を超える場合には、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。
また、他の酸発生剤の使用割合は、酸発生剤1と他の酸発生剤との合計100質量%に対して、通常、80質量%以下、好ましくは60質量%以下である。In this invention, the total usage-amount of the acid generator 1 and another acid generator is with respect to a total of 100 mass parts of a polymer (A) and resin (B) from a viewpoint of ensuring the sensitivity and developability as a resist. Usually, it is 0.1 to 20 parts by mass, preferably 0.5 to 10 parts by mass. When the total amount used is less than 0.1 parts by mass, the sensitivity and developability tend to decrease. On the other hand, when it exceeds 20 parts by mass, the transparency to radiation is lowered, and it becomes difficult to obtain a rectangular resist pattern.
Moreover, the usage-amount of another acid generator is 80 mass% or less normally with respect to 100 mass% of the sum total of the acid generator 1 and another acid generator, Preferably it is 60 mass% or less.
<窒素含有化合物(D)>
また、本発明の感放射線性樹脂組成物には、露光により酸発生剤から生じる酸のフォトレジスト膜中における拡散現象を制御し、非露光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酸拡散制御剤として、窒素含有化合物〔以下、窒素含有化合物(D)という。〕を含有させることができる。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を向上させることができる。また、レジストとしての解像度を更に向上させることができるとともに、露光から露光後の加熱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を得ることができる。<Nitrogen-containing compound (D)>
In addition, the radiation sensitive resin composition of the present invention has an acid diffusion effect that controls the diffusion phenomenon of an acid generated from an acid generator upon exposure in a photoresist film and suppresses an undesirable chemical reaction in a non-exposed region. As a control agent, a nitrogen-containing compound [hereinafter referred to as nitrogen-containing compound (D). ] Can be contained. By blending such an acid diffusion controller, the storage stability of the resulting radiation-sensitive resin composition can be improved. In addition, the resolution of the resist can be further improved, and the change in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the holding time (PED) from exposure to post-exposure heat treatment can be suppressed, which greatly improves process stability. An excellent composition can be obtained.
前記窒素含有化合物(D)としては、例えば、3級アミン化合物、他のアミン化合物、アミド基含有化合物、ウレア化合物、及び、他の含窒素複素環化合物等を挙げることができる。
前記3級アミン化合物としては、例えば、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、シクロヘキシルアミン等のモノ(シクロ)アルキルアミン類;ジ−n−ブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−n−ヘキシルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジ−n−ノニルアミン、ジ−n−デシルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジ(シクロ)アルキルアミン類;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、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、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;2,2’,2’’−ニトロトリエタノール等の置換アルキルアミン;アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、ナフチルアミン、2,4,6−トリ−tert−ブチル−N−メチルアニリン、N−フェニルジエタノールアミン、2,6−ジイソプロピルアニリン等が好ましい。Examples of the nitrogen-containing compound (D) include tertiary amine compounds, other amine compounds, amide group-containing compounds, urea compounds, and other nitrogen-containing heterocyclic compounds.
Examples of the tertiary amine compounds include mono (cyclo) alkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, cyclohexylamine; di-n-butylamine Di-n-pentylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, di-n-nonylamine, di-n-decylamine, cyclohexylmethylamine, dicyclohexylamine, etc. (Cyclo) alkylamines; triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, Tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, cyclohex Tri (cyclo) alkylamines such as dimethylamine, methyldicyclohexylamine, tricyclohexylamine; substituted alkylamines such as 2,2 ′, 2 ″ -nitrotriethanol; aniline, N-methylaniline, N, N— Dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, diphenylamine, triphenylamine, naphthylamine, 2,4,6-tri-tert-butyl-N-methylaniline, N- Phenyldiethanolamine, 2,6-diisopropylaniline and the like are preferable.
前記他のアミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、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、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリジノン、2−キノキサリノール、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、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン等が好ましい。 Examples of the other amine compounds include ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminodiphenylamine, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) 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-methyl ester Benzene], bis (2-dimethylaminoethyl) ether, bis (2-diethylaminoethyl) ether, 1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolidinone, 2-quinoxalinol, N, N, N ′ , N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine and the like are preferable.
前記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−2−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、(S)−(−)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、(R)−(+)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、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ピロリジン、N−t−ブトキシカルボニルピペラジン、N−t−ブトキシカルボニルピペリジン、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、N−アセチル−1−アダマンチルアミン、イソシアヌル酸トリス(2−ヒドロキシエチル)等が好ましい。 Examples of the amide group-containing compound include Nt-butoxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-nonylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-decylamine, Nt -Butoxycarbonyldicyclohexylamine, Nt-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-2-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, (S)- (-)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, (R)-(+)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxy Piperidine, Nt-butoxycarbonylpyrrolidine, Nt-butoxycarbo Lupiperazine, Nt-butoxycarbonylpiperidine, 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-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N'- Di-t-butoxycarbonyl-1,7-diaminoheptane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,8-diaminooctane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,9-diaminononane N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,10-diaminodecane, N, N′-di-t-butoxycal Nyl-1,12-diaminododecane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-methylbenzimidazole Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds such as Nt-butoxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole, formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N , N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, N-acetyl-1-adamantylamine, isocyanuric acid tris (2-hydroxyethyl) and the like are preferable.
前記ウレア化合物としては、例えば、尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラメチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、トリ−n−ブチルチオウレア等が好ましい。 Examples of the urea compound include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tri-n-butyl. Thiourea and the like are preferable.
前記他の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、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、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチル−1H−イミダゾール等のイミダゾール類;ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、2−メチル−4−フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、4−ヒドロキシキノリン、8−オキシキノリン、アクリジン、2,2’:6’,2’’−ターピリジン等のピリジン類;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、ピペリジンエタノール、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−モルホリニル)エタノール、4−アセチルモルホリン、3−(N−モルホリノ)−1,2−プロパンジオール、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が好ましい。 Examples of the other nitrogen-containing heterocyclic compounds include imidazole, 4-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, benzimidazole, 2-phenylbenzimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl. Imidazoles such as 2-methyl-1H-imidazole; pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methyl-4 -Pyridines such as phenylpyridine, nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, quinoline, 4-hydroxyquinoline, 8-oxyquinoline, acridine, 2,2 ': 6', 2 ''-terpyridine; piperazine, 1- ( Piperazines such as 2-hydroxyethyl) piperazine In addition, pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, piperidine ethanol, 3-piperidino-1,2-propanediol, morpholine, 4-methylmorpholine, 1- (4-morpholinyl) ethanol, 4-acetylmorpholine 3- (N-morpholino) -1,2-propanediol, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane and the like are preferable.
前記窒素含有化合物(D)は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
このような酸拡散制御剤[窒素含有化合物(D)]の配合量は、重合体(A)及び樹脂(B)の合計100質量部に対して、15質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.001〜10質量部、更に好ましくは0.01〜5質量部である。この酸拡散制御剤の配合量が15質量部を超える場合には、レジストとしての感度が低下することがある。一方、0.001質量部未満である場合には、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 said nitrogen containing compound (D) can be used individually or in mixture of 2 or more types.
The blending amount of such an acid diffusion controller [nitrogen-containing compound (D)] is preferably 15 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass in total of the polymer (A) and the resin (B). Preferably it is 0.001-10 mass parts, More preferably, it is 0.01-5 mass parts. When the amount of the acid diffusion controller exceeds 15 parts by mass, the sensitivity as a resist may be lowered. On the other hand, if it 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.
<溶剤(E)>
本発明の感放射線性樹脂組成物は、その使用に際して、全固形分濃度が、通常、1〜50質量%、好ましくは1〜25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することによって、樹脂組成物溶液として調製される。<Solvent (E)>
When the radiation-sensitive resin composition of the present invention is used, it is dissolved in a solvent so that the total solid content is usually 1 to 50% by mass, preferably 1 to 25% by mass. A resin composition solution is prepared by filtering with a filter of about 2 μm.
前記溶剤(E)としては、例えば、2−ブタノン、2−ペンタノン、3−メチル−2−ブタノン、2−ヘキサノン、4−メチル−2−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、3,3−ジメチル−2−ブタノン、2−ヘプタノン、2−オクタノン等の直鎖状若しくは分岐状のケトン類;シクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−メチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、イソホロ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、プロピレングリコールモノ−n−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−i−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−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−i−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−sec−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−t−ブ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、2−ヒドロキシプロピオン酸n−プロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−プロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸n−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸sec−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸t−ブチル等の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、 Examples of the solvent (E) include 2-butanone, 2-pentanone, 3-methyl-2-butanone, 2-hexanone, 4-methyl-2-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, 3,3- Linear or branched ketones such as dimethyl-2-butanone, 2-heptanone, 2-octanone; cyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, cyclohexanone, 2-methylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, Cyclic ketones such as isophorone; propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol mono-i-propyl ether acetate, propylene glycol mono-n-butyl Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as ether acetate, propylene glycol mono-i-butyl ether acetate, propylene glycol mono-sec-butyl ether acetate, propylene glycol mono-t-butyl ether acetate; methyl 2-hydroxypropionate, 2-hydroxypropionic acid Ethyl, 2-hydroxypropionate n-propyl, 2-hydroxypropionate i-propyl, 2-hydroxypropionate n-butyl, 2-hydroxypropionate i-butyl, 2-hydroxypropionate sec-butyl, 2-hydroxy Alkyl 2-hydroxypropionates such as t-butyl propionate; methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxy Methyl propionate, other 3-alkoxy propionic acid alkyl such as ethyl 3-ethoxypropionate,
n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、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、ジエチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−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−n−プロピルエーテル、トルエン、キシレン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸メチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、3−メチル−3−メトキシブチルブチレート、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、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、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ベンジルエチルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、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、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン等を挙げることができる。 n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether , Diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol di-n-propyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether , Propylene glycol monoethyl Ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, toluene, xylene, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutyrate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl propionate, 3-methyl-3-methoxybutyl butyrate, ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, methyl acetoacetate, Ethyl acetoacetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, benzyl ethyl ether, di-n-hexyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol Cole monoethyl ether, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol, benzyl alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc. Can do.
これらのなかでも、直鎖状若しくは分岐状のケトン類、環状のケトン類、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アルキル類、3−アルコキシプロピオン酸アルキル類、γ−ブチロラクトン等が好ましい。
これらの溶剤(E)は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。Among these, linear or branched ketones, cyclic ketones, propylene glycol monoalkyl ether acetates, alkyl 2-hydroxypropionate, alkyl 3-alkoxypropionate, γ-butyrolactone and the like are preferable. .
These solvent (E) can be used individually or in mixture of 2 or more types.
<添加剤>
本発明の感放射線性樹脂組成物には、必要に応じて、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することができる。<Additives>
In the radiation sensitive resin composition of the present invention, various additives such as alicyclic additives, surfactants, and sensitizers can be blended as necessary.
前記脂環族添加剤は、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、2−アダマンタノン、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や、3−〔2−ヒドロキシ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)エチル〕テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン等を挙げることができる。これらの脂環族添加剤は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。The alicyclic additive is a component having an action of further improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to a substrate, and the like.
Examples of such alicyclic additives include 1-adamantanecarboxylic acid, 2-adamantanone, 1-adamantanecarboxylic acid t-butyl, 1-adamantanecarboxylic acid t-butoxycarbonylmethyl, 1-adamantanecarboxylic acid α. -Butyrolactone ester, 1,3-adamantane dicarboxylic acid di-t-butyl, 1-adamantane acetate t-butyl, 1-adamantane acetate t-butoxycarbonylmethyl, 1,3-adamantane diacetate di-t-butyl, 2, Adamantane derivatives such as 5-dimethyl-2,5-di (adamantylcarbonyloxy) hexane; t-butyl deoxycholic acid, t-butoxycarbonylmethyl deoxycholic acid, 2-ethoxyethyl deoxycholic acid, 2-deoxycholic acid 2- Cyclohexyloxyethyl, deoxy Deoxycholic acid esters such as 3-oxocyclohexyl cholic acid, tetrahydropyranyl deoxycholic acid, mevalonolactone ester of deoxycholic acid; t-butyl lithocholic acid, t-butoxycarbonylmethyl lithocholic acid, 2-ethoxyethyl lithocholic acid, Lithocholic acid esters such as lithocholic acid 2-cyclohexyloxyethyl, lithocholic acid 3-oxocyclohexyl, lithocholic acid tetrahydropyranyl, lithocholic acid mevalonolactone ester; dimethyl adipate, diethyl adipate, dipropyl adipate, di-n - butyl, alkyl carboxylic acid esters such as adipate t- butyl or 3- [2-hydroxy-2,2-bis (trifluoromethyl) ethyl] tetracyclo [4.4.0.1 2, 5 1 7,10 ] dodecane and the like. These alicyclic additives can be used alone or in admixture of two or more.
また、前記界面活性剤は、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(信越化学工業株式会社製)、ポリフローNo.75、同No.95(共栄社化学株式会社製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(トーケムプロダクツ株式会社製)、メガファックスF171、同F173(大日本インキ化学工業株式会社製)、フロラードFC430、同FC431(住友スリーエム株式会社製)、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(旭硝子株式会社製)等を挙げることができる。これらの界面活性剤は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。The surfactant is a component having an action of improving coating properties, 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.), F-top EF301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products Co., Ltd.), Megafax F171, F173 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Florard FC430, FC431 ( Sumitomo 3M Limited), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-105, SC-106 (Asahi Glass Co., Ltd.) And the like. These surfactants can be used alone or in admixture of two or more.
また、前記増感剤は、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(C)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、カルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等を挙げることができる。これらの増感剤は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
また、染料或いは顔料を配合することにより、露光部の潜像を可視化させて、露光時のハレーションの影響を緩和でき、接着助剤を配合することにより、基板との接着性を改善することができる。
更に、前記以外の添加剤としては、アルカリ可溶性樹脂、酸解離性の保護基を有する低分子のアルカリ溶解性制御剤、ハレーション防止剤、保存安定化剤、消泡剤等を挙げることができる。The sensitizer absorbs radiation energy and transmits the energy to the acid generator (C), thereby increasing the amount of acid produced. The radiation-sensitive resin composition It has the effect of improving the apparent sensitivity.
Examples of such sensitizers include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines, and the like. These sensitizers can be used alone or in admixture of two or more.
In addition, by blending a dye or pigment, the latent image of the exposed area can be visualized, and the influence of halation during exposure can be alleviated. By blending an adhesion aid, adhesion to the substrate can be improved. it can.
Furthermore, examples of additives other than the above include alkali-soluble resins, low-molecular alkali solubility control agents having an acid-dissociable protecting group, antihalation agents, storage stabilizers, antifoaming agents, and the like.
<フォトレジストパターンの形成方法>
本発明の液浸露光用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。化学増幅型レジストにおいては、露光により酸発生剤から発生した酸の作用によって、樹脂成分〔主に、樹脂(B)〕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、レジストの露光部のアルカリ現像液に対する溶解性が高くなり、この露光部がアルカリ現像液によって溶解、除去され、ポジ型のフォトレジストパターンが得られる。
本発明のフォトレジストパターン形成方法は、(1)前記液浸露光用感放射線性樹脂組成物を用いて、基板上にフォトレジスト膜を形成する工程〔以下、「工程(1)」ともいう。〕と、(2)形成されたフォトレジスト膜に、液浸媒体を介して、且つ所定のパターンを有するマスクを通して放射線を照射し、露光する工程〔以下、「工程(2)」ともいう。〕と、(3)露光されたフォトレジスト膜を現象し、フォトレジストパターンを形成する工程〔以下、「工程(3)」ともいう。〕と、を備える。<Method for forming photoresist pattern>
The radiation sensitive resin composition for immersion exposure of the present invention is particularly useful as a chemically amplified resist. In the chemically amplified resist, the acid dissociable group in the resin component [mainly resin (B)] is dissociated by the action of the acid generated from the acid generator by exposure to generate a carboxyl group, and as a result, The solubility of the exposed portion of the resist in the alkaline developer is increased, and the exposed portion is dissolved and removed by the alkaline developer to obtain a positive photoresist pattern.
The method for forming a photoresist pattern of the present invention includes (1) a step of forming a photoresist film on a substrate using the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure [hereinafter also referred to as “step (1)”]. And (2) a step of irradiating the exposed photoresist film with radiation through an immersion medium and a mask having a predetermined pattern and exposing the same [hereinafter also referred to as “step (2)”]. And (3) a step of forming an exposed photoresist film to form a photoresist pattern [hereinafter also referred to as “step (3)”. ].
前記工程(1)では、本発明の樹脂組成物を溶剤に溶解させて得られた樹脂組成物溶液を、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、シリコンウェハ、アルミニウムで被覆されたウェハ等の基板上に塗布することにより、フォトレジスト膜が形成される。具体的には、得られるレジスト膜が所定の膜厚となるように樹脂組成物溶液を塗布したのち、プレベーク(PB)することによって塗膜中の溶剤を揮発させ、レジスト膜が形成される。
レジスト膜の厚みは特に限定されないが、通常、0.1〜5μmであり、好ましくは0.1〜2μmである。
また、プレベークの加熱条件は、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℃程度、好ましくは50〜150℃である。In the step (1), the resin composition solution obtained by dissolving the resin composition of the present invention in a solvent is applied by appropriate coating means such as spin coating, cast coating, roll coating, etc., for example, a silicon wafer, A photoresist film is formed by applying on a substrate such as a wafer coated with aluminum. Specifically, after applying the resin composition solution so that the obtained resist film has a predetermined film thickness, the solvent in the coating film is volatilized by pre-baking (PB) to form a resist film.
Although the thickness of a resist film is not specifically limited, Usually, it is 0.1-5 micrometers, Preferably it is 0.1-2 micrometers.
Moreover, although the prebaking heating conditions change with composition of a radiation sensitive resin composition, it is about 30-200 degreeC normally, Preferably it is 50-150 degreeC.
尚、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(特開昭59−93448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或いは無機系の反射防止膜を形成しておくこともできる。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、フォトレジスト膜上に保護膜を設けることもできる。更に、フォトレジスト膜からの酸発生剤等の流出を防止するため、例えば特開2005−352384号公報等に開示されているように、フォトレジスト膜上に液浸用保護膜を設けることもできる。尚、これらの技術は併用することができる。 In the present invention, in order to maximize the potential of the radiation-sensitive resin composition, as disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 6-12252 (Japanese Patent Laid-Open No. 59-93448). An organic or inorganic antireflection film may be formed on the substrate to be used. In order to prevent the influence of basic impurities contained in the environmental atmosphere, a protective film can be provided on the photoresist film as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-188598. Furthermore, in order to prevent the acid generator and the like from flowing out of the photoresist film, an immersion protective film can be provided on the photoresist film as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-352384. . These techniques can be used in combination.
前記工程(2)では、工程(1)で形成されたフォトレジスト膜に、水等の液浸媒体を介して放射線が照射され、露光される。尚、この際には、所定のパターンを有するマスクを通して放射線が照射される。
前記放射線としては、使用され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、荷電粒子線等を適宜選定して使用されるが、ArFエキシマレーザー(波長193nm)或いはKrFエキシマレーザー(波長248nm)で代表される遠紫外線が好ましく、特にArFエキシマレーザー(波長193nm)が好ましい。
また、露光量等の露光条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成や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、露光後に加熱処理(PEB)を行うことが好ましい。PEBにより、樹脂成分中の酸解離性基の解離反応が円滑に進行する。この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。In the step (2), the photoresist film formed in the step (1) is exposed to radiation through an immersion medium such as water. At this time, radiation is irradiated through a mask having a predetermined pattern.
As the radiation, visible rays, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, charged particle beams and the like are appropriately selected and used depending on the type of the acid generator used. ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) or Far ultraviolet rays represented by a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) are preferable, and an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) is particularly preferable.
Moreover, exposure conditions, such as exposure amount, are suitably selected according to the compounding composition of a radiation sensitive resin composition, the kind of additive, etc. In the present invention, it is preferable to perform heat treatment (PEB) after exposure. By PEB, the dissociation reaction of the acid dissociable group in the resin component proceeds smoothly. The heating condition of PEB varies depending on the composition of the radiation sensitive resin composition, but is usually 30 to 200 ° C, preferably 50 to 170 ° C.
前記工程(3)では、露光されたフォトレジスト膜を現像することにより、所定のフォトレジストパターンが形成される。この現像に使用される現像液としては、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、けい酸ナトリウム、メタけい酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、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化合物の少なくとも1種を溶解したアルカリ性水溶液が好ましい。前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%を超えると、非露光部も現像液に溶解するおそれがあり好ましくない。 In the step (3), a predetermined photoresist pattern is formed by developing the exposed photoresist film. Examples of the developer used for this development include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, and di-n-propyl. Amine, triethylamine, methyldiethylamine, ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo -An alkaline aqueous solution in which at least one of alkaline compounds such as [4.3.0] -5-nonene 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 unexposed area may be dissolved in the developer, which is not preferable.
また、前記アルカリ性水溶液からなる現像液には、例えば有機溶媒を添加することもできる。前記有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルi−ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロペンタノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン等のケトン類;メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、1,4−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジメチロール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−アミル等のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、フェノール、アセトニルアセトン、ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。これらの有機溶媒は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。この有機溶媒の使用量は、アルカリ性水溶液に対して、100容量%以下が好ましい。この場合、有機溶媒の使用量が100容量%を超えると、現像性が低下して、露光部の現像残りが多くなるおそれがある。また、前記アルカリ性水溶液からなる現像液には、界面活性剤等を適量添加することもできる。
尚、アルカリ性水溶液からなる現像液で現像したのちは、一般に、水で洗浄して乾燥する。In addition, for example, an organic solvent can be added to the developer composed of the alkaline aqueous solution. Examples of the organic solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl i-butyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 3-methylcyclopentanone, and 2,6-dimethylcyclohexanone; methyl alcohol, ethyl alcohol, and n-propyl. Alcohols such as alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, 1,4-hexanediol, 1,4-hexanedimethylol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane And esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, and i-amyl acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; phenol, acetonylacetone, and dimethylformamide. These organic solvents can be used alone or in admixture of two or more. The amount of the organic solvent used is preferably 100% by volume or less with respect to the alkaline aqueous solution. In this case, if the amount of the organic solvent used exceeds 100% by volume, the developability is lowered, and there is a possibility that the remaining development in the exposed area increases. An appropriate amount of a surfactant or the like can be added to the developer composed of the alkaline aqueous solution.
In addition, after developing with the developing solution which consists of alkaline aqueous solution, generally it wash | cleans with water and dries.
以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態を更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。 Hereinafter, the embodiment 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.
<重合体(A−1)〜(A−3)及び樹脂(B−1)〜(B−4)の合成>
以下、各重合体(A)及び各樹脂(B)の合成例について説明する。尚、下記の各合成例における各測定及び評価は、下記の要領で行った。<Synthesis of Polymers (A-1) to (A-3) and Resins (B-1) to (B-4)>
Hereinafter, the synthesis example of each polymer (A) and each resin (B) is demonstrated. In addition, each measurement and evaluation in each following synthesis example were performed in the following way.
(1)Mw及びMn
東ソー(株)製GPCカラム(G2000HXL2本、G3000HXL1本、G4000HXL1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。また、分散度Mw/Mnは測定結果より算出した。
(2)13C−NMR分析
各重合体の13C−NMR分析は、日本電子(株)製「JNM−EX270」を用い、測定した。(1) Mw and Mn
Gel permeation based on monodisperse polystyrene using GPC columns (2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL) manufactured by Tosoh Corporation under the analysis conditions of flow rate 1.0 ml / min, elution solvent tetrahydrofuran, column temperature 40 ° C. It was measured by an association chromatography (GPC). The degree of dispersion Mw / Mn was calculated from the measurement results.
(2) 13 C-NMR analysis of 13 C-NMR analysis the polymer, using a Nippon Denshi Co. "JNM-EX270", was measured.
また、下記の各合成に用いた単量体[(M−1)〜(M−9)]の構造を以下に示す。 Moreover, the structure of the monomer [(M-1)-(M-9)] used for each synthesis below is shown below.
〔重合体(A−1)の合成〕
前記単量体(M−1)40.70g(85モル%)及び単量体(M−3)9.30g(15モル%)を、2−ブタノン70gに溶解し、更にジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)5.44gを投入した単量体溶液を準備し、30gの2−ブタノンを投入した500mLの三口フラスコを30分窒素パージした。窒素パージの後、反応釜を攪拌しながら80℃に加熱し、事前に準備した前記単量体溶液を滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合終了後、重合溶液は水冷することにより30℃以下に冷却し、その重合溶液を2L分液漏斗に移液した。次いで、150gのn−ヘキサンでその重合溶液を希釈し、600gのメタノールを投入して混合した後、30gの蒸留水を投入して更に攪拌し、30分静置した。その後、下層を回収し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液とした。その樹脂溶液の固形分(重合体)の物性値は以下のとおりであり、収率は50%であった。この重合体はMw=4300、Mw/Mn=1.3、13C−NMR分析の結果、フッ素含量=8.98atom%、単量体(M−1)及び(M−3)に由来する各繰り返し単位の含有率が86.3:13.7(モル%)の共重合体であった。この重合体を重合体(A−1)とする。[Synthesis of Polymer (A-1)]
40.70 g (85 mol%) of the monomer (M-1) and 9.30 g (15 mol%) of the monomer (M-3) were dissolved in 70 g of 2-butanone, and further dimethyl 2,2 ′. A monomer solution charged with 5.44 g of azobis (2-methylpropionate) was prepared, and a 500 mL three-necked flask charged with 30 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes. After the nitrogen purge, the reaction kettle was heated to 80 ° C. with stirring, and the monomer solution prepared in advance was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The polymerization start was carried out for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling, and the polymerization solution was transferred to a 2 L separatory funnel. Next, the polymerization solution was diluted with 150 g of n-hexane, mixed with 600 g of methanol, then stirred with 30 g of distilled water, and allowed to stand for 30 minutes. Thereafter, the lower layer was recovered to obtain a propylene glycol monomethyl ether acetate solution. The physical property values of the solid content (polymer) of the resin solution were as follows, and the yield was 50%. This polymer has Mw = 4300, Mw / Mn = 1.3, and as a result of 13 C-NMR analysis, fluorine content = 8.98 atom%, each derived from monomers (M-1) and (M-3). It was a copolymer having a content of repeating units of 86.3: 13.7 (mol%). This polymer is referred to as “polymer (A-1)”.
〔重合体(A−2)の合成〕
前記単量体(M−1)35.81g(70モル%)及び単量体(M−2)14.17g(30モル%)を、2−ブタノン70gに溶解し、更にジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)3.23gを投入した単量体溶液を準備し、30gの2−ブタノンを投入した500mLの三口フラスコを30分窒素パージした。窒素パージの後、反応釜を攪拌しながら80℃に加熱し、事前に準備した前記単量体溶液を滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合終了後、重合溶液は水冷することにより30℃以下に冷却し、その重合溶液を2L分液漏斗に移液した。次いで、150gのn−ヘキサンでその重合溶液を希釈し、600gのメタノールを投入して混合した後、21gの蒸留水を投入して更に攪拌し、30分静置した。その後、下層を回収し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液とした。その樹脂溶液の固形分(重合体)の物性値は以下のとおりであり、収率は60%であった。この重合体はMw=7300、Mw/Mn=1.6、13C−NMR分析の結果、フッ素含量=9.60atom%、単量体(M−1)及び(M−2)に由来する各繰り返し単位の含有率が70.5:29.5(モル%)の共重合体であった。この重合体を重合体(A−2)とする。[Synthesis of Polymer (A-2)]
35.81 g (70 mol%) of the monomer (M-1) and 14.17 g (30 mol%) of the monomer (M-2) were dissolved in 70 g of 2-butanone, and further dimethyl 2,2 ′. -A monomer solution charged with 3.23 g of azobis (2-methylpropionate) was prepared, and a 500 mL three-necked flask charged with 30 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes. After the nitrogen purge, the reaction kettle was heated to 80 ° C. with stirring, and the monomer solution prepared in advance was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The polymerization start was carried out for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling, and the polymerization solution was transferred to a 2 L separatory funnel. Next, the polymerization solution was diluted with 150 g of n-hexane, mixed with 600 g of methanol, then stirred with 21 g of distilled water, and allowed to stand for 30 minutes. Thereafter, the lower layer was recovered to obtain a propylene glycol monomethyl ether acetate solution. The physical properties of the solid content (polymer) of the resin solution were as follows, and the yield was 60%. This polymer has Mw = 7300, Mw / Mn = 1.6, and as a result of 13 C-NMR analysis, fluorine content = 9.60 atom%, each derived from monomers (M-1) and (M-2). It was a copolymer having a repeating unit content of 70.5: 29.5 (mol%). This polymer is referred to as “polymer (A-2)”.
〔重合体(A−3)の合成〕
前記単量体(M−1)35.81g(70モル%)及び単量体(M−2)14.17g(30モル%)を、2−ブタノン70gに溶解し、更にジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)5.81gを投入した単量体溶液を準備し、30gの2−ブタノンを投入した500mLの三口フラスコを30分窒素パージした。窒素パージの後、反応釜を攪拌しながら80℃に加熱し、事前に準備した前記単量体溶液を滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合終了後、重合溶液は水冷することにより30℃以下に冷却し、その重合溶液を2L分液漏斗に移液した。次いで、150gのn−ヘキサンでその重合溶液を希釈し、600gのメタノールを投入して混合した後、30gの蒸留水を投入して更に攪拌し、30分静置した。その後、下層を回収し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液とした。その樹脂溶液の固形分(重合体)の物性値は以下のとおりであり、収率は55%であった。この重合体はMw=4300、Mw/Mn=1.46、13C−NMR分析の結果、フッ素含量=9.60atom%、単量体(M−1)及び(M−2)に由来する各繰り返し単位の含有率が70.9:29.1(モル%)の共重合体であった。この重合体を重合体(A−3)とする。[Synthesis of Polymer (A-3)]
35.81 g (70 mol%) of the monomer (M-1) and 14.17 g (30 mol%) of the monomer (M-2) were dissolved in 70 g of 2-butanone, and further dimethyl 2,2 ′. A monomer solution charged with 5.81 g of azobis (2-methylpropionate) was prepared, and a 500 mL three-necked flask charged with 30 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes. After the nitrogen purge, the reaction kettle was heated to 80 ° C. with stirring, and the monomer solution prepared in advance was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The polymerization start was carried out for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling, and the polymerization solution was transferred to a 2 L separatory funnel. Next, the polymerization solution was diluted with 150 g of n-hexane, mixed with 600 g of methanol, then stirred with 30 g of distilled water, and allowed to stand for 30 minutes. Thereafter, the lower layer was recovered to obtain a propylene glycol monomethyl ether acetate solution. The physical property values of the solid content (polymer) of the resin solution were as follows, and the yield was 55%. This polymer has Mw = 4300, Mw / Mn = 1.46, 13 C-NMR analysis, fluorine content = 9.60 atom%, monomers (M-1) and (M-2) This was a copolymer having a content of repeating units of 70.9: 29.1 (mol%). This polymer is referred to as “polymer (A-3)”.
〔樹脂(B−1)の合成〕
前記単量体(M−6)55.44g(50モル%)、単量体(M−4)33.57g(40モル%)、及び単量体(M−5)10.99g(10モル%)を、2−ブタノン200gに溶解し、更にジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)5.74gを投入した単量体溶液を準備し、100gの2−ブタノンを投入した500mLの三口フラスコを30分窒素パージした。窒素パージの後、反応釜を攪拌しながら80℃に加熱し、事前に準備した前記単量体溶液を滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合終了後、重合溶液は水冷することにより30℃以下に冷却し、2000gのメタノールへ投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別された白色粉末を2度400gのメタノールにてスラリー状で洗浄した後、ろ別し、50℃にて17時間乾燥し、白色粉末の重合体を得た(72g、収率72%)。
この重合体はMw=6400、Mw/Mn=1.67、13C−NMR分析の結果、フッ素含量=0atom%、単量体(M−6)、(M−4)、及び(M−5)に由来する各繰り返し単位の含有率が52.2:38.1:9.7(モル%)の共重合体であった。この重合体を樹脂(B−1)とする。[Synthesis of Resin (B-1)]
Monomer (M-6) 55.44 g (50 mol%), monomer (M-4) 33.57 g (40 mol%), and monomer (M-5) 10.99 g (10 mol) %) Was dissolved in 200 g of 2-butanone, and a monomer solution containing 5.74 g of dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) was further prepared, and 100 g of 2-butanone was added. A 500 mL three neck flask was purged with nitrogen for 30 minutes. After the nitrogen purge, the reaction kettle was heated to 80 ° C. with stirring, and the monomer solution prepared in advance was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The polymerization start was carried out for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled with water to 30 ° C. or lower, poured into 2000 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtered white powder was washed twice with 400 g of methanol as a slurry, then filtered and dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powder polymer (72 g, yield 72%). .
This polymer had Mw = 6400, Mw / Mn = 1.67, 13 C-NMR analysis, fluorine content = 0 atom%, monomers (M-6), (M-4), and (M-5). ), The content of each repeating unit was 52.2: 38.1: 9.7 (mol%). This polymer is referred to as “resin (B-1)”.
〔樹脂(B−2)の合成〕
前記単量体(M−6)47.54g(46モル%)、単量体(M−1)12.53g(15モル%)、単量体(M−7)39.93g(39モル%)を2−ブタノン200gに溶解し、更に2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)4.08gを投入した単量体溶液を準備した。
一方、100gの2−ブタノンを投入した1000mLの三口フラスコを用意し、30分窒素パージした。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、事前に準備した前記単量体溶液を滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合終了後、重合溶液は水冷することにより30℃以下に冷却し、2000gのメタノールへ投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別された白色粉末を2度400gのメタノールにてスラリー状で洗浄した後、ろ別し、50℃にて17時間乾燥し、白色粉末の重合体を得た(73g、収率73%)。
この重合体はMw=5700、Mw/Mnが1.7、13C−NMR分析の結果、フッ素含量=0atom%、単量体(M−6)、(M−1)、及び(M−7)に由来する各繰り返し単位の含有率が51.4:14.6:34.0(モル%)の共重合体であった。この重合体を樹脂(B−2)とする。[Synthesis of Resin (B-2)]
Monomer (M-6) 47.54 g (46 mol%), monomer (M-1) 12.53 g (15 mol%), monomer (M-7) 39.93 g (39 mol%) ) Was dissolved in 200 g of 2-butanone, and a monomer solution charged with 4.08 g of 2,2′-azobis (isobutyronitrile) was prepared.
On the other hand, a 1000 mL three-necked flask charged with 100 g of 2-butanone was prepared and purged with nitrogen for 30 minutes. After purging with nitrogen, the contents in the three-necked flask were heated to 80 ° C. with stirring, and the monomer solution prepared in advance was added dropwise using a dropping funnel over 3 hours. The polymerization start was carried out for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled with water to 30 ° C. or lower, poured into 2000 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtered white powder was washed twice with 400 g of methanol as a slurry, then filtered and dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powder polymer (73 g, yield 73%). .
This polymer has Mw = 5700, Mw / Mn of 1.7, and as a result of 13 C-NMR analysis, fluorine content = 0 atom%, monomers (M-6), (M-1), and (M-7). ), The content of each repeating unit was 51.4: 14.6: 34.0 (mol%). This polymer is referred to as “resin (B-2)”.
〔樹脂(B−3)の合成〕
前記単量体(M−6)45.81g(40モル%)、単量体(M−4)34.68g(40モル%)、単量体(M−9)6.71g(10モル%)を、2−ブタノン200gに溶解し、更にアゾビスイソブチロニトリル4.23gを投入した単量体溶液を準備し、前記単量体(M−8)12.80g(10モル%)及び2−ブタノン100gを投入した1000mLの三口フラスコを30分窒素パージした。窒素パージの後、反応釜を攪拌しながら80℃に加熱し、事前に準備した前記単量体溶液を滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合終了後、重合溶液は水冷することにより30℃以下に冷却し、2000gのヘキサンへ投入し、析出した白色粉末をろ別する。更に、ろ別された白色粉末を2−ブタノン300gに再溶解させ、再び2000gのヘキサンへ投入し、析出した白色粉末をろ別する。この再溶解、ろ別作業を3回繰り返したのち、50℃にて17時間乾燥し、白色粉末の重合体を得た(75g、収率75%)。
この重合体はMw=6000、Mw/Mn=1.7、13C−NMR分析の結果、フッ素含量=0atom%、単量体(M−6)、(M−4)、(M−9)、及び(M−8)に由来する各繰り返し単位の含有率が、41.3:39.5:9.2:10.0(モル%)の共重合体であった。この重合体を樹脂(B−3)とする。[Synthesis of Resin (B-3)]
45.81 g (40 mol%) of the monomer (M-6), 34.68 g (40 mol%) of the monomer (M-4), 6.71 g (10 mol%) of the monomer (M-9) ) Is dissolved in 200 g of 2-butanone, and a monomer solution into which 4.23 g of azobisisobutyronitrile is further added is prepared, and 12.80 g (10 mol%) of the monomer (M-8) and A 1000 mL three-necked flask charged with 100 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes. After the nitrogen purge, the reaction kettle was heated to 80 ° C. with stirring, and the monomer solution prepared in advance was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The polymerization start was carried out for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the polymerization solution is cooled with water to 30 ° C. or less, put into 2000 g of hexane, and the precipitated white powder is filtered off. Further, the filtered white powder is redissolved in 300 g of 2-butanone, charged again into 2000 g of hexane, and the precipitated white powder is filtered off. This redissolving and filtering operation was repeated three times, followed by drying at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powder polymer (75 g, yield 75%).
This polymer has Mw = 6000, Mw / Mn = 1.7, and as a result of 13 C-NMR analysis, fluorine content = 0 atom%, monomers (M-6), (M-4) and (M-9). And the content rate of each repeating unit derived from (M-8) was a copolymer of 41.3: 39.5: 9.2: 10.0 (mol%). This polymer is referred to as “resin (B-3)”.
〔樹脂(B−4)の合成〕
前記単量体(M−6)43.48g(40モル%)、単量体(M−4)32.91g(40モル%)、単量体(M−7)11.46g(10モル%)を、2−ブタノン200gに溶解し、更にアゾビスイソブチロニトリル4.26gを投入した単量体溶液を準備し、前記単量体(M−8)12.15g(10モル%)及び2−ブタノン100gを投入した1000mLの三口フラスコを30分窒素パージする。窒素パージの後、反応釜を攪拌しながら80℃に加熱し、事前に準備した前記単量体溶液を滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合終了後、重合溶液は水冷することにより30℃以下に冷却し、2000gのメタノールへ投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別された白色粉末を2度400gのメタノールにてスラリー状で洗浄した後、ろ別し、50℃にて17時間乾燥し、白色粉末の重合体を得た(76g、収率76%)。
この重合体はMw=5800、Mw/Mn=1.6、13C−NMR分析の結果、フッ素含量=0atom%、単量体(M−6)、(M−4)、(M−7)、及び(M−8)に由来する各繰り返し単位の含有率が、41.6:39.5:8.9:10.0(モル%)の共重合体であった。この重合体を樹脂(B−4)とする。[Synthesis of Resin (B-4)]
43.48 g (40 mol%) of the monomer (M-6), 32.91 g (40 mol%) of the monomer (M-4), 11.46 g (10 mol%) of the monomer (M-7) ) Is dissolved in 200 g of 2-butanone, and a monomer solution in which 4.26 g of azobisisobutyronitrile is further added is prepared. 12.15 g (10 mol%) of the monomer (M-8) A 1000 mL three-necked flask charged with 100 g of 2-butanone is purged with nitrogen for 30 minutes. After the nitrogen purge, the reaction kettle was heated to 80 ° C. with stirring, and the monomer solution prepared in advance was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The polymerization start was carried out for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled with water to 30 ° C. or lower, poured into 2000 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtered white powder was washed twice with 400 g of methanol as a slurry, then filtered and dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powder polymer (76 g, yield 76%). .
This polymer has Mw = 5800, Mw / Mn = 1.6, and as a result of 13 C-NMR analysis, fluorine content = 0 atom%, monomers (M-6), (M-4) and (M-7). And the content rate of each repeating unit derived from (M-8) was a copolymer of 41.6: 39.5: 8.9: 10.0 (mol%). This polymer is referred to as “resin (B-4)”.
<感放射線性樹脂組成物の調製>
表1に示す割合で、重合体(A)、樹脂(B)、酸発生剤(C)、含窒素化合物(D)及び溶剤(E)を混合し、実施例1〜6及び比較例1〜2の各感放射線性樹脂組成物を調製した。<Preparation of radiation-sensitive resin composition>
In the ratio shown in Table 1, the polymer (A), the resin (B), the acid generator (C), the nitrogen-containing compound (D) and the solvent (E) were mixed, and Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 1 were mixed. Each radiation sensitive resin composition of 2 was prepared.
尚、表1に示す酸発生剤(C)、含窒素化合物(D)及び溶剤(E)の詳細を以下に示す。また、表中、「部」は、特記しない限り質量基準である。
〔酸発生剤(C)〕
(C−1):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
(C−2):1−(4−n−ブトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート
(C−3):トリフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2’−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート
(C−4):1−(4−n−ブトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2’−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート
〔含窒素化合物(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(E)〕
(E−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
(E−2):ガンマ−ブチロラクトン
(E−3):シクロヘキサノンDetails of the acid generator (C), nitrogen-containing compound (D) and solvent (E) shown in Table 1 are shown below. In the table, “part” is based on mass unless otherwise specified.
[Acid generator (C)]
(C-1): Triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate (C-2): 1- (4-n-butoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-butanesulfonate (C-3): Tri Phenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] hepta-2'-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate (C-4): 1- (4-n-butoxynaphthyl) tetrahydro Thiophenium 2- (bicyclo [2.2.1] hepta-2'-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate [nitrogen-containing compound (D)]
(D-1): Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine [solvent (E)]
(E-1): Propylene glycol monomethyl ether acetate (E-2): Gamma-butyrolactone (E-3): Cyclohexanone
<感放射線性樹脂組成物の評価>
実施例1〜6及び比較例1〜2の各感放射線性樹脂組成物について、以下のように下記〔1〕〜〔6〕の各種評価を行った。これらの評価結果を表2に示す。<Evaluation of radiation-sensitive resin composition>
About each radiation sensitive resin composition of Examples 1-6 and Comparative Examples 1-2, various evaluation of following [1]-[6] was performed as follows. These evaluation results are shown in Table 2.
各評価方法は以下の通りである。
〔1〕溶出量の測定
図1に示すように、予めCLEAN TRACK ACT8(東京エレクトロン株式会社製)にてHMDS(ヘキサメチルジシラザン)11処理(100℃、60秒)を行った8インチシリコンウェハ1上の中心部に、中央部が直径11.3cmの円形状にくり抜かれたシリコンゴムシート2(クレハエラストマー社製、厚み;1.0mm、形状;1辺30cmの正方形)を載せた。次いで、シリコンゴム中央部のくり抜き部に10mLホールピペットを用いて10mLの超純水3を満たした。
その後、予めCLEAN TRACK ACT8により、膜厚77nmの下層反射防止膜(「ARC29A」、ブルワー・サイエンス社製)41を形成し、次いで、表1のレジスト組成物を前記CLEAN TRACK ACT8にて、前記下層反射防止膜41上にスピンコートし、表2の条件でベークすることにより膜厚205nmのフォトレジスト膜42を形成したシリコンウェハ4を、レジスト塗膜面が前記超純水3と接触するようあわせ、且つ超純水3がシリコンゴム2から漏れないように、前記シリコンゴムシート2上に載せた。
そして、その状態のまま10秒間保った。その後、前記8インチシリコンウェハ4を取り除き、超純水3をガラス注射器にて回収し、これを分析用サンプルとした。尚、実験終了後の超純水の回収率は95%以上であった。
次いで、前記で得られた超純水中の光酸発生剤のアニオン部のピーク強度を、LC−MS(液体クロマトグラフ質量分析計、LC部:AGILENT社製 SERIES1100、MS部:Perseptive Biosystems,Inc.社製 Mariner)を用いて下記の測定条件により測定した。その際、光酸発生剤の1ppb、10ppb、100ppb水溶液の各ピーク強度を前記測定条件で測定して検量線を作成し、この検量線を用いて前記ピーク強度から溶出量を算出した。また、同様にして、酸拡散制御剤の1ppb、10ppb、100ppb水溶液の各ピーク強度を前記測定条件で測定して検量線を作成し、この検量線を用いて前記ピーク強度から酸拡散制御剤の溶出量を算出した。溶出量が、5.0×10−12mol/cm2/sec以上であった場合は、「不良」、以下であった場合は「良好」とした。Each evaluation method is as follows.
[1] Measurement of Elution Amount As shown in FIG. 1, an 8-inch silicon wafer that has been subjected to HMDS (hexamethyldisilazane) 11 treatment (100 ° C., 60 seconds) in advance using CLEAN TRACK ACT8 (manufactured by Tokyo Electron Limited). A silicon rubber sheet 2 (manufactured by Kureha Elastomer Co., Ltd., thickness: 1.0 mm, shape: square with a side of 30 cm) was placed on the central part of 1. Next, 10 mL of ultrapure water 3 was filled in the hollowed portion at the center of the silicon rubber using a 10 mL hole pipette.
Thereafter, a lower antireflection film (“ARC29A”, manufactured by Brewer Science) 41 having a film thickness of 77 nm is formed in advance by CLEAN TRACK ACT8. The silicon wafer 4 on which the photoresist film 42 having a film thickness of 205 nm is formed by spin coating on the antireflection film 41 and baking under the conditions shown in Table 2 is aligned so that the resist coating surface is in contact with the ultrapure water 3. In addition, the ultrapure water 3 was placed on the silicon rubber sheet 2 so as not to leak from the silicon rubber 2.
And it kept for 10 seconds with the state. Thereafter, the 8-inch silicon wafer 4 was removed, and ultrapure water 3 was collected with a glass syringe, and this was used as a sample for analysis. The recovery rate of ultrapure water after the experiment was 95% or more.
Subsequently, the peak intensity of the anion part of the photoacid generator in the ultrapure water obtained above was calculated by LC-MS (liquid chromatograph mass spectrometer, LC part: SERIES1100 manufactured by AGILENT, MS part: Perseptive Biosystems, Inc. (Manufactured by Mariner) was measured under the following measurement conditions. At that time, each of the peak intensities of the 1 ppb, 10 ppb, and 100 ppb aqueous solutions of the photoacid generator was measured under the measurement conditions to prepare a calibration curve, and the elution amount was calculated from the peak intensity using the calibration curve. Similarly, each peak intensity of the 1 ppb, 10 ppb, and 100 ppb aqueous solutions of the acid diffusion control agent is measured under the measurement conditions to create a calibration curve, and the calibration curve is used to calculate the acid diffusion control agent from the peak intensity. The amount of elution was calculated. When the elution amount was 5.0 × 10 −12 mol / cm 2 / sec or more, it was judged as “poor”, and when it was less than “good”.
(カラム条件)
使用カラム;「CAPCELL PAK MG」、資生堂株式会社製、1本
流量;0.2mL/分
流出溶剤;水/メタノール(3/7)に0.1質量%のギ酸を添加したもの
測定温度;35℃(Column condition)
Column used: “CAPCELL PAK MG”, manufactured by Shiseido Co., Ltd., 1 flow rate: 0.2 mL / min Outflow solvent: water / methanol (3/7) with 0.1% by mass of formic acid Measurement temperature: 35 ℃
〔2〕動的接触角(前進接触角、及び後退接触角)の測定
前進接触角及び後退接触角の測定は、KRUS社製「DSA−10」を用いて、各感放射線性樹脂組成物によるフォトレジスト膜を形成し、表2の条件でベークして作成した基板(ウェハ)を作成した後、速やかに、室温:23℃、湿度:45%、常圧の環境下で、下記のように測定した。
(1)ウェハステージ位置を調整する。
(2)ウェハをステージにセットする。
(3)針へ水を注入する。
(4)針の位置を微調整する。
(5)針から水を排出してウェハ上に25μLの水滴を形成する。
(6)水滴から針を一旦引き抜く。
(7)針を前記<4>で調整した位置へ再度引き下げる。
(8−1)針から水滴を10μL/minの速度で90秒間吸引する。同時に後退接触角を毎秒(計90回)測定する。
(8−2)針から水滴を10μL/minの速度で90秒間注入する。同時に前進接触角を毎秒(計90回)測定する。
(9)各接触角が安定した時点から、それぞれ、計20点の各接触角(前進接触角及び後退接触角)について平均値を算出し、前進接触角及び後退接触角とする。[2] Measurement of dynamic contact angle (advance contact angle and receding contact angle) Measurement of advancing contact angle and receding contact angle is based on each radiation-sensitive resin composition using “DSA-10” manufactured by KRUS. After forming a photoresist film and baking the substrate (wafer) prepared under the conditions shown in Table 2, immediately under the environment of room temperature: 23 ° C., humidity: 45%, normal pressure, as follows: It was measured.
(1) Adjust the wafer stage position.
(2) Set the wafer on the stage.
(3) Inject water into the needle.
(4) Finely adjust the position of the needle.
(5) Drain water from the needle to form 25 μL water droplets on the wafer.
(6) Pull out the needle from the water drop.
(7) Pull the needle down again to the position adjusted in <4> above.
(8-1) A water droplet is sucked from the needle at a speed of 10 μL / min for 90 seconds. At the same time, the receding contact angle is measured every second (total 90 times).
(8-2) Water droplets are injected from the needle at a rate of 10 μL / min for 90 seconds. Simultaneously, the advancing contact angle is measured every second (total 90 times).
(9) From the time when each contact angle is stabilized, an average value is calculated for each of the 20 contact angles (advance contact angle and receding contact angle), and set as the advancing contact angle and the receding contact angle.
〔3〕感度
基板として、表面に膜厚77nmの下層反射防止膜(「ARC29A」、ブルワー・サイエンス社製)を形成した12インチシリコンウェハを用いた。尚、この反射防止膜の形成には、「CLEAN TRACK ACT12」(東京エレクトロン株式会社製)を用いた。
次いで、表1のレジスト組成物を前記基板上に、前記CLEAN TRACK ACT12にて、スピンコートし、表2の条件でベーク(PB)を行うことにより、膜厚120nmのフォトレジスト膜を形成した。このフォトレジスト膜に、ArFエキシマレーザー液浸露光装置(「ASML AT1250i」、ASML製)をNA=0.85、σ0/σ1=0.96/0.76、Dipoleにより、マスクパターンを介して露光した。この際、レジスト上面と液浸露光機レンズの間には液浸溶媒として純水を用いた。その後、表2に示す条件でPEBを行ったのち、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により、23℃で60秒間現像し、水洗し、乾燥して、ポジ型のレジストパターンを形成した。このとき、線幅65nmのライン・アンド・スペースパターン(1L1S)を1対1の線幅に形成す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。尚、この測長には走査型電子顕微鏡(「S−9380」、株式会社日立ハイテクノロジーズ社製)を用いた。[3] Sensitivity A 12-inch silicon wafer having a 77 nm-thick lower layer antireflection film (“ARC29A”, manufactured by Brewer Science) on the surface was used as the substrate. For the formation of this antireflection film, “CLEAN TRACK ACT12” (manufactured by Tokyo Electron Ltd.) was used.
Subsequently, the resist composition of Table 1 was spin-coated on the said board | substrate by the said CLEAN TRACK ACT12, and the photoresist film with a film thickness of 120 nm was formed by baking (PB) on the conditions of Table 2. This photoresist film is exposed through a mask pattern using an ArF excimer laser immersion exposure apparatus (“ASML AT1250i”, manufactured by ASML) with NA = 0.85, σ0 / σ1 = 0.96 / 0.76, and Dipole. did. At this time, pure water was used as an immersion solvent between the resist upper surface and the immersion exposure machine lens. Then, after performing PEB under the conditions shown in Table 2, it was developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C. for 60 seconds, washed with water, and dried to form a positive resist pattern. did. At this time, the exposure amount for forming a line-and-space pattern (1L1S) having a line width of 65 nm in a one-to-one line width was defined as the optimum exposure amount, and this optimum exposure amount was defined as sensitivity. A scanning electron microscope (“S-9380”, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for this length measurement.
〔4〕焦点深度(DOF)
前記〔3〕と同様にして、線幅65nmのライン・アンド・スペースパターン(1L1S)を形成した。この際の前記ライン・アンド・スペースパターンを1対1の線幅に形成する露光量、つまり表2に示される感度(最適露光量)での焦点深度性能(DOF性能)を、走査型電子顕微鏡(「S−9380」、株式会社日立ハイテクノロジーズ社製)により測定した。[4] Depth of focus (DOF)
A line and space pattern (1L1S) having a line width of 65 nm was formed in the same manner as in [3] above. In this case, the exposure amount for forming the line-and-space pattern with a one-to-one line width, that is, the depth of focus performance (DOF performance) at the sensitivity (optimum exposure amount) shown in Table 2, was measured using a scanning electron microscope. ("S-9380", manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation).
〔5〕パターンの断面形状
前記〔3〕と同様にして、図2に示すように、基板5上に形成した線幅65nmのライン・アンド・スペースパターン(1L1S)の断面形状を、株式会社日立ハイテクノロジーズ社製「S−4800」にて観察し、レジストパターン6の中間での線幅Lbと、膜の上部での線幅Laを測り、0.9≦La/Lb≦1.1の範囲内である場合を「良好」とし、範囲外である場合を「不良」とした。[5] Cross-sectional shape of pattern In the same manner as in [3] above, the cross-sectional shape of the line and space pattern (1L1S) having a line width of 65 nm formed on the substrate 5 is shown in FIG. Observed with “S-4800” manufactured by High Technologies, measuring the line width Lb in the middle of the resist pattern 6 and the line width La at the top of the film, and the range of 0.9 ≦ La / Lb ≦ 1.1 The case of being within the range was defined as “good”, and the case of being within the range was defined as “defective”.
〔6〕欠陥性能(ウォーターマーク欠陥及びバブル欠陥の各発生数の測定)
基板として、表面に膜厚77nmの下層反射防止膜(「ARC29A」、ブルワー・サイエンス社製)を形成した12インチシリコンウェハを用いた。尚、この反射防止膜の形成には、「CLEAN TRACK ACT12」(東京エレクトロン株式会社製)を用いた。
次いで、表1のレジスト組成物を前記基板上に、前記CLEAN TRACK ACT12にて、スピンコートし、表2の条件でベーク(PB)を行うことにより、膜厚150nmのフォトレジスト膜を形成した。このフォトレジスト膜に、ArFエキシマレーザー液浸露光装置(「ASML AT1250i」、ASML製)をNA=0.85、σ0/σ1=0.96/0.76、Annularにより、マスクパターンを介して露光した。この際、レジスト上面と液浸露光機レンズの間には液浸溶媒として純水を用いた。その後、表2に示す条件でPEBを行ったのち、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により、23℃で60秒間現像し、水洗し、乾燥して、ポジ型のレジストパターンを形成した。このとき、線幅100nmのライン・アンド・スペースパターン(1L1S)を1対1の線幅に形成す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。尚、この測長には走査型電子顕微鏡(「S−9380」、株式会社日立ハイテクノロジーズ社製)を用いた。
その後、線幅100nmのライン・アンド・スペースパターン(1L1S)上の欠陥数を、KLA−Tencor社製、「KLA2351」を用いて測定した。更に、「KLA2351」にて測定された欠陥を、走査型電子顕微鏡(「S−9380」、株式会社日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて観察し、ArFエキシマレーザー液浸露光由来と予想されるウォーターマーク欠陥(water−mark欠陥)とバブル欠陥を区別し、各欠陥数を測定した。尚、典型的なウォーターマーク欠陥を図3に、典型的なバブル欠陥を図4に示す。[6] Defect performance (measurement of the number of occurrences of watermark defects and bubble defects)
As a substrate, a 12-inch silicon wafer having a 77 nm-thick lower layer antireflection film (“ARC29A”, manufactured by Brewer Science) on the surface was used. For the formation of this antireflection film, “CLEAN TRACK ACT12” (manufactured by Tokyo Electron Ltd.) was used.
Next, the resist composition of Table 1 was spin-coated on the substrate by the CLEAN TRACK ACT12 and baked (PB) under the conditions of Table 2 to form a photoresist film having a thickness of 150 nm. This photoresist film is exposed through a mask pattern using an ArF excimer laser immersion exposure apparatus (“ASML AT1250i”, manufactured by ASML) with NA = 0.85, σ0 / σ1 = 0.96 / 0.76, and Annular. did. At this time, pure water was used as an immersion solvent between the resist upper surface and the immersion exposure machine lens. Then, after performing PEB under the conditions shown in Table 2, it was developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C. for 60 seconds, washed with water, and dried to form a positive resist pattern. did. At this time, an exposure amount for forming a line-and-space pattern (1L1S) having a line width of 100 nm with a one-to-one line width was defined as an optimum exposure amount, and this optimum exposure amount was defined as sensitivity. A scanning electron microscope (“S-9380”, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for this length measurement.
Thereafter, the number of defects on the line and space pattern (1L1S) having a line width of 100 nm was measured using “KLA2351” manufactured by KLA-Tencor. Further, the defects measured by “KLA2351” were observed using a scanning electron microscope (“S-9380”, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), and water expected to be derived from ArF excimer laser immersion exposure. Mark defects (water-mark defects) and bubble defects were distinguished, and the number of each defect was measured. A typical watermark defect is shown in FIG. 3, and a typical bubble defect is shown in FIG.
表2によれば、本発明の感放射線性樹脂組成物を用いた場合には、液浸露光時に接触した水への溶出物の量が少なく、一般的なレジスト性能(感度、焦点深度、パターン形状)に優れており、且つArFエキシマレーザー液浸露光由来と予想されるバブル欠陥を大幅に減少させる効果を確認することができた。更には、本発明の樹脂組成物を用いた場合には、高い後退接触角を与え、ArFエキシマレーザー液浸露光由来と予想されるウォーターマーク欠陥も抑制できることが確認できた。
以上のことから、本発明の樹脂組成物は、液浸露光に好適に働くことが分かり、今後微細化するリソグラフィにおいて、好適に働くと考えられる。According to Table 2, when the radiation-sensitive resin composition of the present invention was used, the amount of eluate in water contacted during immersion exposure was small, and general resist performance (sensitivity, depth of focus, pattern) It was possible to confirm the effect of greatly reducing bubble defects that are expected to be derived from ArF excimer laser immersion exposure. Furthermore, when the resin composition of the present invention was used, it was confirmed that a high receding contact angle was given and the watermark defect expected from ArF excimer laser immersion exposure could be suppressed.
From the above, it can be seen that the resin composition of the present invention works well for immersion exposure, and is considered to work well in lithography that will be miniaturized in the future.
Claims (6)
該液浸露光用感放射線性樹脂組成物を基板上に塗布して形成されるフォトレジスト膜の水に対する前進接触角が95度以下であることを特徴とする液浸露光用感放射線性樹脂組成物。A polymer (A) containing a fluorinated alkyl group, having a fluorine content of 3 atom% or more and becoming alkali-soluble by the action of an acid, and alkali-soluble by the action of an acid, and having a fluorine content of less than 3 atom% A radiation-sensitive resin composition for immersion exposure comprising a resin (B) and a radiation-sensitive acid generator (C),
Radiation-sensitive resin composition for immersion exposure, wherein a forward contact angle to water of a photoresist film formed by applying the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure on a substrate is 95 degrees or less object.
(2)前記フォトレジスト膜に、液浸媒体を介し且つ所定のパターンを有するマスクを通して放射線を照射し、露光する工程と、
(3)露光されたフォトレジスト膜を現象し、レジストパターンを形成する工程と、を備えることを特徴とするフォトレジストパターン形成方法。(1) A step of forming a photoresist film on a substrate using the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure according to any one of claims 1 to 5;
(2) irradiating the photoresist film with radiation through an immersion medium and a mask having a predetermined pattern, and exposing;
(3) A step of causing a phenomenon of the exposed photoresist film to form a resist pattern, and a method for forming a photoresist pattern.
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