JP6464010B2 - Resist pattern forming method - Google Patents
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Description
本発明はレジストパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a resist pattern forming method.
リソグラフィー技術においては、例えば基板の上にレジスト材料からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、所定のパターンが形成されたマスクを介して、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程が行われる。
露光した部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト材料をポジ型、露光した部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト材料をネガ型という。
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。
微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化(高エネルギー化)が行われている。具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されている。また、これらエキシマレーザーより短波長(高エネルギー)の電子線、EUV(極紫外線)やX線などについても検討が行われている。
In lithography technology, for example, a resist film made of a resist material is formed on a substrate, and the resist film is selectively exposed to light such as light or an electron beam through a mask on which a predetermined pattern is formed. And a development process is performed to form a resist pattern having a predetermined shape on the resist film.
A resist material in which the exposed portion changes to a property that dissolves in the developer is referred to as a positive type, and a resist material that changes to a property in which the exposed portion does not dissolve in the developer is referred to as a negative type.
In recent years, in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements, pattern miniaturization has been rapidly progressing due to advances in lithography technology.
As a technique for miniaturization, the exposure light source is generally shortened in wavelength (increased energy). Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used, but at present, mass production of semiconductor elements using a KrF excimer laser or an ArF excimer laser has started. Further, studies have been made on electron beams having shorter wavelengths (higher energy) than these excimer lasers, EUV (extreme ultraviolet rays), X-rays, and the like.
より微細なパターンを提供する手法として、パターニングを複数回行ってレジストパターンを形成するダブルパターニングプロセスが提案されている。ダブルパターニングプロセスによれば、たとえば、支持体上に、第1のレジスト組成物を用いてパターニングを行うことにより、第1のレジストパターンを形成した後、該第1のレジストパターンが形成された前記支持体上に、第2のレジスト組成物を用いてパターニングを行うことにより、1回のパターニングで形成されるレジストパターンよりも高解像のレジストパターンが形成できる。 As a technique for providing a finer pattern, a double patterning process has been proposed in which patterning is performed a plurality of times to form a resist pattern. According to the double patterning process, for example, the first resist pattern is formed on the support by using the first resist composition to form the first resist pattern, and then the first resist pattern is formed. By performing patterning on the support using the second resist composition, a resist pattern having a resolution higher than that of the resist pattern formed by one patterning can be formed.
また特許文献1には、支持体上に第1のレジストパターンを形成し、該支持体及び第1のレジストパターンの表面にSiO2膜を形成し、該SiO2膜を犠牲膜としてエッチングを行い、その後第1のレジストパターンを除去することによりSiO2膜の第2パターンを形成する方法が記載されている。
In
しかしながら上記のような方法は、複数回の露光が必要であったり、工程数が多く処理が煩雑といった課題があり、微細パターンを形成する方法には未だ改良の余地があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、微細パターンを形成することができるパターン形成方法を提供することを課題とする。
However, the method as described above has a problem that a plurality of exposures are required or the number of steps is large and the process is complicated, and there is still room for improvement in the method for forming a fine pattern.
This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: It aims at providing the pattern formation method which can form a fine pattern.
本発明の第1の態様は、支持体上に、レジスト組成物を塗布し、ポジ型レジスト膜を形成し、前記ポジ型レジスト膜を露光し、アルカリ現像して、第1のレジストパターンを形成する工程Aと、前記第1のレジストパターンを被覆するように、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布し、第1の層を形成する工程Bと、前記工程AからBで得られた前記第1のレジストパターンを含む構造体を加熱し、前記第1の層中の酸の作用により前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性を変化させる工程Cと、前記被覆された第1のレジストパターンを有機溶剤現像し、前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性が変化した領域以外の領域を除去し、第2のレジストパターンを形成する工程Dと、前記第2のレジストパターンを溶解しない有機溶剤を含有するパターン反転用組成物を塗布して、パターン反転用膜を形成し、アルカリ現像液を用いたアルカリ現像により、前記第2のレジストパターンを除去しつつ該パターン反転用膜をパターニングして、第3のパターンを形成する工程Eを有することを特徴とする、レジストパターン形成方法である。 In the first aspect of the present invention, a resist composition is coated on a support, a positive resist film is formed, the positive resist film is exposed, and alkali development is performed to form a first resist pattern. Obtained by the process A, the process B for applying a solution containing an acid or a thermal acid generator so as to cover the first resist pattern, and forming the first layer, and the processes A to B. Heating the structure including the first resist pattern, and changing the solubility of the first resist pattern in the developer by the action of the acid in the first layer; and the coated first Step D of forming the second resist pattern by developing the resist pattern in an organic solvent, removing regions other than the region in which the solubility of the first resist pattern in the developing solution is changed, and the second resist pattern Dissolve A pattern reversal composition containing no organic solvent was applied to form a pattern reversal film, and the pattern reversal film was removed while removing the second resist pattern by alkali development using an alkali developer. It is a resist pattern formation method characterized by having the process E which forms a 3rd pattern by patterning.
本発明によれば、微細パターンを形成することができるパターン形成方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pattern formation method which can form a fine pattern can be provided.
本明細書及び本特許請求の範囲において、「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。アルコキシ基中のアルキル基も同様である。
「ハロゲン化アルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基であり、該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
「フッ素化アルキル基」又は「フッ素化アルキレン基」は、アルキル基又はアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基をいう。
「構成単位」とは、高分子化合物(樹脂、重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「アクリル酸エステル」は、アクリル酸(CH2=CH−COOH)のカルボキシ基末端の水素原子が有機基で置換された化合物である。
アクリル酸エステルは、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該α位の炭素原子に結合した水素原子を置換する置換基(Rα)は、水素原子以外の原子又は基であり、たとえば炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基等が挙げられる。なお、アクリル酸エステルのα位の炭素原子とは、特に断りがない限り、カルボニル基が結合している炭素原子のことである。
以下、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されたアクリル酸エステルをα置換アクリル酸エステルということがある。また、アクリル酸エステルとα置換アクリル酸エステルとを包括して「(α置換)アクリル酸エステル」ということがある。
「ヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ヒドロキシスチレン誘導体」とは、ヒドロキシスチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンの水酸基の水素原子を有機基で置換したもの、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンのベンゼン環に、水酸基以外の置換基が結合したもの、等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
ヒドロキシスチレンのα位の水素原子を置換する置換基としては、前記α置換アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
「ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位」とは、ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ビニル安息香酸誘導体」とは、ビニル安息香酸のα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいビニル安息香酸のカルボキシ基の水素原子を有機基で置換したもの、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいビニル安息香酸のベンゼン環に、水酸基およびカルボキシ基以外の置換基が結合したもの、等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
「スチレン誘導体」とは、スチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたものを意味する。
「スチレンから誘導される構成単位」、「スチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、スチレン又はスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
上記α位の置換基としてのアルキル基は、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、炭素数1〜5のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基)等が挙げられる。
また、α位の置換基としてのハロゲン化アルキル基は、具体的には、上記「α位の置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部または全部を、ハロゲン原子で置換した基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
また、α位の置換基としてのヒドロキシアルキル基は、具体的には、上記「α位の置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部または全部を、水酸基で置換した基が挙げられる。該ヒドロキシアルキル基における水酸基の数は、1〜5が好ましく、1が最も好ましい。
「置換基を有していてもよい」と記載する場合、水素原子(−H)を1価の基で置換する場合と、メチレン基(−CH2−)を2価の基で置換する場合の両方を含む。
「露光」は、放射線の照射全般を含む概念とする。
In the present specification and claims, “aliphatic” is a relative concept with respect to aromatics, and is defined to mean groups, compounds, etc. that do not have aromaticity.
The “alkyl group” includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups unless otherwise specified.
The “alkylene group” includes linear, branched, and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups unless otherwise specified. The same applies to the alkyl group in the alkoxy group.
The “halogenated alkyl group” is a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with a halogen atom, and examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
“Fluorinated alkyl group” or “fluorinated alkylene group” refers to a group in which part or all of the hydrogen atoms of an alkyl group or alkylene group are substituted with fluorine atoms.
“Structural unit” means a monomer unit (monomer unit) constituting a polymer compound (resin, polymer, copolymer).
“A structural unit derived from an acrylate ester” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of an acrylate ester.
“Acrylic acid ester” is a compound in which the hydrogen atom at the carboxy group terminal of acrylic acid (CH 2 ═CH—COOH) is substituted with an organic group.
In the acrylate ester, the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent. The substituent (R α ) for substituting the hydrogen atom bonded to the α-position carbon atom is an atom or group other than a hydrogen atom, such as an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated group having 1 to 5 carbon atoms. Examples thereof include an alkyl group and a hydroxyalkyl group. The α-position carbon atom of the acrylate ester is a carbon atom to which a carbonyl group is bonded unless otherwise specified.
Hereinafter, an acrylate ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position is substituted with a substituent may be referred to as an α-substituted acrylate ester. Further, the acrylate ester and the α-substituted acrylate ester may be collectively referred to as “(α-substituted) acrylate ester”.
“A structural unit derived from a hydroxystyrene derivative” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of hydroxystyrene or a hydroxystyrene derivative.
“Hydroxystyrene derivative” is a concept including those in which the hydrogen atom at the α-position of hydroxystyrene is substituted with another substituent such as an alkyl group or an alkyl halide group, and derivatives thereof. The derivatives include those in which the hydrogen atom at the α-position may be substituted with a substituent, the hydrogen atom of the hydroxyl group of hydroxystyrene substituted with an organic group, and the hydrogen atom at the α-position substituted with a substituent. Examples include those in which a substituent other than a hydroxyl group is bonded to a good benzene ring of hydroxystyrene. The α-position (α-position carbon atom) means a carbon atom to which a benzene ring is bonded unless otherwise specified.
Examples of the substituent for substituting the hydrogen atom at the α-position of hydroxystyrene include the same substituents as those mentioned as the substituent at the α-position in the α-substituted acrylic ester.
The “structural unit derived from vinyl benzoic acid or a vinyl benzoic acid derivative” means a structural unit configured by cleavage of an ethylenic double bond of vinyl benzoic acid or a vinyl benzoic acid derivative.
The “vinyl benzoic acid derivative” is a concept including a compound in which the hydrogen atom at the α-position of vinyl benzoic acid is substituted with another substituent such as an alkyl group or an alkyl halide group, and derivatives thereof. These derivatives include those obtained by substituting the hydrogen atom of the carboxy group of vinyl benzoic acid with an organic group, which may be substituted with a hydrogen atom at the α-position, and the hydrogen atom at the α-position with a substituent. Examples thereof include those in which a substituent other than a hydroxyl group and a carboxy group is bonded to the benzene ring of vinyl benzoic acid. The α-position (α-position carbon atom) means a carbon atom to which a benzene ring is bonded unless otherwise specified.
“Styrene derivative” means one in which the α-position hydrogen atom of styrene is substituted with another substituent such as an alkyl group or a halogenated alkyl group.
“Structural unit derived from styrene” and “structural unit derived from styrene derivative” mean a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of styrene or a styrene derivative.
The alkyl group as a substituent at the α-position is preferably a linear or branched alkyl group, specifically, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group). , N-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group) and the like.
Specific examples of the halogenated alkyl group as the substituent at the α-position include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the above-mentioned “alkyl group as the substituent at the α-position” are substituted with a halogen atom. It is done. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
Specific examples of the hydroxyalkyl group as the substituent at the α-position include a group in which part or all of the hydrogen atoms of the “alkyl group as the substituent at the α-position” are substituted with a hydroxyl group. 1-5 are preferable and, as for the number of the hydroxyl groups in this hydroxyalkyl group, 1 is the most preferable.
When it is described as “may have a substituent”, when a hydrogen atom (—H) is substituted with a monovalent group, and when a methylene group (—CH 2 —) is substituted with a divalent group Including both.
“Exposure” is a concept including general irradiation of radiation.
≪レジストパターン形成方法≫
本発明は、支持体上に、レジスト組成物を塗布し、ポジ型レジスト膜を形成し、前記ポジ型レジスト膜を露光し、アルカリ現像して、第1のレジストパターンを形成する工程Aと、前記第1のレジストパターンを被覆するように、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布し、第1の層を形成する工程Bと、前記工程AからBで得られた前記第1のレジストパターンを含む構造体を加熱し、前記第1の層中の酸の作用により前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性を変化させる工程Cと、前記被覆された第1のレジストパターンを有機溶剤現像し、前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性が変化した領域以外の領域を除去し、第2のレジストパターンを形成する工程Dと、前記第2のレジストパターンを溶解しない有機溶剤を含有するパターン反転用組成物を塗布して、パターン反転用膜を形成し、アルカリ現像液を用いたアルカリ現像により、前記第2のレジストパターンを除去しつつ該パターン反転用膜をパターニングして、第3のパターンを形成する工程Eを有することを特徴とする、レジストパターン形成方法である。
以下、本発明のレジストパターン形成方法について、図面を参照しながら説明する。
≪Resist pattern formation method≫
The present invention comprises a step A of applying a resist composition on a support, forming a positive resist film, exposing the positive resist film, and performing alkali development to form a first resist pattern; A step B of applying a solution containing an acid or a thermal acid generator so as to cover the first resist pattern to form a first layer; and the first resist obtained in the steps A to B. Heating the structure including the pattern, and changing the solubility of the first resist pattern in the developer by the action of the acid in the first layer; and Step D for forming a second resist pattern by solvent development, removing regions other than the region where the solubility of the first resist pattern in the developer is changed, and organic solution not dissolving the second resist pattern A pattern reversal film is formed by coating a pattern reversal film, and the pattern reversal film is patterned while removing the second resist pattern by alkali development using an alkali developer. A method for forming a resist pattern, comprising a step E of forming a third pattern.
Hereinafter, the resist pattern forming method of the present invention will be described with reference to the drawings.
[工程A]
工程Aは、支持体上に、ポジ型レジスト膜を形成し、前記ポジ型レジスト膜を露光し、アルカリ現像して、第1のレジストパターンを形成する工程である。工程Aは、図1(A)に示すように、支持体1上に、第1のレジストパターン1Pを形成する。
〔支持体〕
支持体としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例示することができる。より具体的には、シリコンウェーハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
また、支持体としては、上述のような基板上に、無機系および/または有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、有機反射防止膜(有機BARC)や多層レジスト法における下層有機膜等の有機膜が挙げられる。
ここで、多層レジスト法とは、基板上に、少なくとも一層の有機膜(下層有機膜)と、少なくとも一層のレジスト膜(上層レジスト膜)とを設け、上層レジスト膜に形成したレジストパターンをマスクとして下層有機膜のパターニングを行う方法であり、高アスペクト比のパターンを形成できるとされている。すなわち、多層レジスト法によれば、下層有機膜により所要の厚みを確保できるため、レジスト膜を薄膜化でき、高アスペクト比の微細パターン形成が可能となる。
多層レジスト法には、基本的に、上層レジスト膜と、下層有機膜との二層構造とする方法(2層レジスト法)と、上層レジスト膜と下層有機膜との間に一層以上の中間層(金属薄膜等)を設けた三層以上の多層構造とする方法(3層レジスト法)とに分けられる。
[Step A]
Step A is a step of forming a positive resist film on a support, exposing the positive resist film, and performing alkali development to form a first resist pattern. In step A, a
[Support]
The support is not particularly limited, and a conventionally known one can be used, and examples thereof include a substrate for electronic components and a substrate on which a predetermined wiring pattern is formed. More specifically, a silicon substrate, a metal substrate such as copper, chromium, iron, and aluminum, a glass substrate, and the like can be given. As a material for the wiring pattern, for example, copper, aluminum, nickel, gold or the like can be used.
Further, the support may be a substrate in which an inorganic and / or organic film is provided on the above-described substrate. An inorganic antireflection film (inorganic BARC) is an example of the inorganic film. Examples of the organic film include organic films such as an organic antireflection film (organic BARC) and a lower organic film in a multilayer resist method.
Here, the multilayer resist method is a method in which at least one organic film (lower organic film) and at least one resist film (upper resist film) are provided on a substrate, and the resist pattern formed on the upper resist film is used as a mask. This is a method of patterning a lower organic film, and it is said that a pattern with a high aspect ratio can be formed. That is, according to the multilayer resist method, the required thickness can be secured by the lower organic film, so that the resist film can be thinned and a fine pattern with a high aspect ratio can be formed.
In the multilayer resist method, basically, a method of forming a two-layer structure of an upper resist film and a lower organic film (two-layer resist method), and one or more intermediate layers between the upper resist film and the lower organic film And a method of forming a multilayer structure of three or more layers (metal thin film etc.) (three-layer resist method).
露光に用いる波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線等の放射線を用いて行うことができる。前記レジスト組成物は、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EBまたはEUV用としての有用性が高い。 The wavelength used for exposure is not particularly limited, and ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-ray, soft X-ray, etc. Can be done using radiation. The resist composition is highly useful for KrF excimer laser, ArF excimer laser, EB or EUV.
レジスト膜の露光方法は、空気や窒素等の不活性ガス中で行う通常の露光(ドライ露光)であってもよく、液浸露光(Liquid Immersion Lithography)であってもよい。
液浸露光は、予めレジスト膜と露光装置の最下位置のレンズ間を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たし、その状態で露光(浸漬露光)を行う露光方法である。
液浸媒体としては、空気の屈折率よりも大きく、かつ露光されるレジスト膜の有する屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒が好ましい。かかる溶媒の屈折率としては、前記範囲内であれば特に制限されない。
空気の屈折率よりも大きく、かつ前記レジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒としては、例えば、水、フッ素系不活性液体、シリコン系溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。
フッ素系不活性液体の具体例としては、C3HCl2F5、C4F9OCH3、C4F9OC2H5、C5H3F7等のフッ素系化合物を主成分とする液体等が挙げられ、沸点が70〜180℃のものが好ましく、80〜160℃のものがより好ましい。フッ素系不活性液体が上記範囲の沸点を有するものであると、露光終了後に、液浸に用いた媒体の除去を、簡便な方法で行えることから好ましい。
フッ素系不活性液体としては、特に、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル化合物が好ましい。パーフルオロアルキル化合物としては、具体的には、パーフルオロアルキルエーテル化合物やパーフルオロアルキルアミン化合物を挙げることができる。
さらに、具体的には、前記パーフルオロアルキルエーテル化合物としては、パーフルオロ(2−ブチル−テトラヒドロフラン)(沸点102℃)を挙げることができ、前記パーフルオロアルキルアミン化合物としては、パーフルオロトリブチルアミン(沸点174℃)を挙げることができる。
液浸媒体としては、コスト、安全性、環境問題、汎用性等の観点から、水が好ましく用いられる。
The exposure method of the resist film may be normal exposure (dry exposure) performed in an inert gas such as air or nitrogen, or may be immersion exposure (Liquid Immersion Lithography).
In immersion exposure, the space between the resist film and the lens at the lowest position of the exposure apparatus is previously filled with a solvent (immersion medium) having a refractive index larger than that of air, and exposure (immersion exposure) is performed in that state. It is an exposure method.
As the immersion medium, a solvent having a refractive index larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist film to be exposed is preferable. The refractive index of such a solvent is not particularly limited as long as it is within the above range.
Examples of the solvent having a refractive index larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist film include water, a fluorine-based inert liquid, a silicon-based solvent, and a hydrocarbon-based solvent.
Specific examples of the fluorine-based inert liquid include a fluorine-based compound such as C 3 HCl 2 F 5 , C 4 F 9 OCH 3 , C 4 F 9 OC 2 H 5 , and C 5 H 3 F 7 as a main component. Examples thereof include liquids, and those having a boiling point of 70 to 180 ° C are preferable, and those having a boiling point of 80 to 160 ° C are more preferable. It is preferable that the fluorine-based inert liquid has a boiling point in the above range since the medium used for immersion can be removed by a simple method after the exposure is completed.
As the fluorine-based inert liquid, a perfluoroalkyl compound in which all hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms is particularly preferable. Specific examples of the perfluoroalkyl compound include a perfluoroalkyl ether compound and a perfluoroalkylamine compound.
More specifically, examples of the perfluoroalkyl ether compound include perfluoro (2-butyl-tetrahydrofuran) (boiling point: 102 ° C.). Examples of the perfluoroalkylamine compound include perfluorotributylamine ( Boiling point of 174 ° C.).
As the immersion medium, water is preferably used from the viewpoints of cost, safety, environmental problems, versatility, and the like.
アルカリ現像プロセスで現像処理に用いるアルカリ現像液としては、例えば0.1〜10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液が挙げられる。 Examples of the alkali developer used for the development treatment in the alkali development process include a 0.1 to 10% by mass tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution.
現像処理は、公知の現像方法により実施することが可能であり、たとえば現像液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止する方法(パドル法)、支持体表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している支持体上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。 The development process can be performed by a known development method. For example, a method in which a support is immersed in a developer for a certain period of time (dip method), a developer is raised on the surface of the support by surface tension, and is left for a certain period of time. (Paddle method), spraying developer on the surface of the support (spray method), coating the developer while scanning the developer coating nozzle at a constant speed on the support rotating at a constant speed The method to continue (dynamic dispensing method) etc. are mentioned.
リンス液を用いたリンス処理(洗浄処理)は、公知のリンス方法により実施できる。該方法としては、たとえば一定速度で回転している支持体上にリンス液を塗出し続ける方法(回転塗布法)、リンス液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)等が挙げられる。 The rinse treatment (washing treatment) using the rinse liquid can be performed by a known rinse method. Examples of the method include a method of continuously applying a rinsing liquid on a support rotating at a constant speed (rotary coating method), a method of immersing the support in a rinsing liquid for a predetermined time (dip method), and the surface of the support. And a method of spraying a rinse liquid (spray method).
<ポジ型レジスト組成物>
工程Aにおいて、第1のレジストパターンを形成するために用いるポジ型レジスト組成物は、露光により酸を発生し、且つ酸の作用により現像液に対する溶解性が増大するポジ型レジスト組成物を採用できる。
該ポジ型レジスト組成物(以下、「レジスト組成物」と記載することがある。)は、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分(A)(以下「(A)成分」ともいう。)を含有していることが好ましい。
かかるレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対して選択的露光を行うと、露光部では酸が発生し、該酸の作用により(A)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が増大する一方で、未露光部では(A)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が変化しないため、露光部と未露光部との間で現像液に対する溶解性の差が生じる。そのため、該レジスト膜を現像すると、露光部が溶解除去されてポジ型のレジストパターンが形成される。
<Positive resist composition>
In step A, the positive resist composition used for forming the first resist pattern can employ a positive resist composition that generates an acid upon exposure and has increased solubility in a developer due to the action of the acid. .
The positive resist composition (hereinafter sometimes referred to as “resist composition”) has a base component (A) (hereinafter referred to as “component (A)”) whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid. It is also preferable to contain.
When a resist film is formed using such a resist composition and the resist film is selectively exposed, an acid is generated in the exposed area, and the solubility of the component (A) in an alkaline developer is caused by the action of the acid. On the other hand, since the solubility of the component (A) in the alkali developer does not change in the unexposed area, a difference in solubility in the developer occurs between the exposed area and the unexposed area. Therefore, when the resist film is developed, the exposed portion is dissolved and removed, and a positive resist pattern is formed.
本発明において、レジスト組成物は、露光により酸を発生する酸発生能を有するものであり、(A)成分が露光により酸を発生してもよく、(A)成分とは別に配合された添加剤成分が露光により酸を発生してもよい。
具体的には、本発明において、レジスト組成物は、
(1)露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下「(B)成分」という。)を含有するものであってもよく;
(2)(A)成分が露光により酸を発生する成分であってもよく;
(3)(A)成分が露光により酸を発生する成分であり、かつ、さらに(B)成分を含有するものであってもよい。
すなわち、上記(2)及び(3)の場合、(A)成分は、「露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分」となる。(A)成分が露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が増大する基材成分である場合、後述する(A1)成分が、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が増大する高分子化合物であることが好ましい。このような高分子化合物としては、露光により酸を発生する構成単位を有する樹脂を用いることができる。露光により酸を発生する構成単位としては、公知のものを用いることができる。
本発明において、レジスト組成物は、上記(1)の場合であることが特に好ましい。
In the present invention, the resist composition has an acid generating ability to generate an acid upon exposure, and the (A) component may generate an acid upon exposure, and is added separately from the (A) component. The agent component may generate an acid upon exposure.
Specifically, in the present invention, the resist composition is
(1) It may contain an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure (hereinafter referred to as “component (B)”);
(2) The component (A) may be a component that generates an acid upon exposure;
(3) The component (A) is a component that generates an acid upon exposure, and may further contain a component (B).
That is, in the case of the above (2) and (3), the component (A) is a “base material component that generates an acid upon exposure and changes its solubility in a developer due to the action of the acid”. When the component (A) is a base material component that generates an acid upon exposure and has increased solubility in a developer due to the action of the acid, the component (A1) described later generates an acid upon exposure, and A polymer compound whose solubility in a developer is increased by the action of an acid is preferable. As such a polymer compound, a resin having a structural unit that generates an acid upon exposure can be used. A well-known thing can be used as a structural unit which generate | occur | produces an acid by exposure.
In the present invention, the resist composition is particularly preferably the case (1).
<(A)成分>
本発明において、「基材成分」とは、膜形成能を有する有機化合物であり、好ましくは分子量が500以上の有機化合物が用いられる。該有機化合物の分子量が500以上であることにより、膜形成能が向上し、加えて、ナノレベルの感光性樹脂パターンを形成しやすい。
基材成分として用いられる有機化合物は、非重合体と重合体とに大別される。
非重合体としては、通常、分子量が500以上4000未満のものが用いられる。以下、「低分子化合物」という場合は、分子量が500以上4000未満の非重合体を示す。
重合体としては、通常、分子量が1000以上のものが用いられる。以下、「樹脂」という場合は、分子量が1000以上の重合体を示す。
重合体の分子量としては、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の重量平均分子量を用いるものとする。
(A)成分としては、樹脂を用いてもよく、低分子化合物を用いてもよく、これらを併用してもよい。
(A)成分は、酸の作用により現像液に対する溶解性が増大するものである。
また、本発明において(A)成分は、露光により酸を発生するものであってもよい。
<(A) component>
In the present invention, the “base component” is an organic compound having a film forming ability, and preferably an organic compound having a molecular weight of 500 or more is used. When the molecular weight of the organic compound is 500 or more, the film forming ability is improved, and in addition, a nano-level photosensitive resin pattern is easily formed.
Organic compounds used as the base material component are roughly classified into non-polymers and polymers.
As the non-polymer, those having a molecular weight of 500 or more and less than 4000 are usually used. Hereinafter, the “low molecular compound” refers to a non-polymer having a molecular weight of 500 or more and less than 4000.
As the polymer, those having a molecular weight of 1000 or more are usually used. Hereinafter, the term “resin” refers to a polymer having a molecular weight of 1000 or more.
As the molecular weight of the polymer, a polystyrene-reduced weight average molecular weight by GPC (gel permeation chromatography) is used.
As the component (A), a resin may be used, a low molecular compound may be used, or these may be used in combination.
The component (A) has increased solubility in a developer due to the action of an acid.
In the present invention, the component (A) may generate an acid upon exposure.
本発明において、(A)成分は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(以下、「構成単位(a1)」ということがある。)及び−SO2−含有環式基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基又はこれら以外の複素環式基を有する構成単位(以下、「構成単位(a2)」ということがある。)、を有する高分子化合物(A1)を含んでいることが好ましい。 In the present invention, the component (A) includes a structural unit containing an acid-decomposable group whose polarity increases by the action of an acid (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (a1)”) and a —SO 2 — containing cyclic group. A polymer compound (A1) having a structural unit having a group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or a heterocyclic group other than these (hereinafter also referred to as “structural unit (a2)”) It is preferable that it contains.
(構成単位(a1))
構成単位(a1)は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位である。
「酸分解性基」は、酸の作用により、当該酸分解性基の構造中の少なくとも一部の結合が開裂し得る酸分解性を有する基である。
酸の作用により極性が増大する酸分解性基としては、たとえば、酸の作用により分解して極性基を生じる基が挙げられる。
極性基としては、たとえばカルボキシ基、水酸基、アミノ基、スルホ基(−SO3H)等が挙げられる。これらのなかでも、構造中に−OHを含有する極性基(以下「OH含有極性基」ということがある。)が好ましく、カルボキシ基または水酸基が好ましく、カルボキシ基が特に好ましい。
酸分解性基としてより具体的には、前記極性基が酸解離性基で保護された基(たとえばOH含有極性基の水素原子を、酸解離性基で保護した基)が挙げられる。
ここで「酸解離性基」とは、
(i)酸の作用により、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る酸解離性を有する基、又は、
(ii)酸の作用により一部の結合が開裂した後、さらに脱炭酸反応が生じることにより、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る基、
の双方をいう。
酸分解性基を構成する酸解離性基は、当該酸解離性基の解離により生成する極性基よりも極性の低い基であることが必要で、これにより、酸の作用により該酸解離性基が解離した際に、該酸解離性基よりも極性の高い極性基が生じて極性が増大する。その結果、(A1)成分全体の極性が増大する。極性が増大することにより、相対的に、現像液に対する溶解性が変化し、現像液が有機系現像液の場合には溶解性が減少する。
(Structural unit (a1))
The structural unit (a1) is a structural unit containing an acid-decomposable group whose polarity is increased by the action of an acid.
The “acid-decomposable group” is an acid-decomposable group that can cleave at least part of bonds in the structure of the acid-decomposable group by the action of an acid.
Examples of the acid-decomposable group whose polarity increases by the action of an acid include a group that decomposes by the action of an acid to generate a polar group.
Examples of the polar group include a carboxy group, a hydroxyl group, an amino group, a sulfo group (—SO 3 H), and the like. Among these, a polar group containing —OH in the structure (hereinafter sometimes referred to as “OH-containing polar group”) is preferable, a carboxy group or a hydroxyl group is preferable, and a carboxy group is particularly preferable.
More specifically, examples of the acid-decomposable group include groups in which the polar group is protected with an acid-dissociable group (for example, a group in which a hydrogen atom of an OH-containing polar group is protected with an acid-dissociable group).
Here, “acid-dissociable group” means
(I) an acid-dissociable group capable of cleaving a bond between the acid-dissociable group and an atom adjacent to the acid-dissociable group by the action of an acid, or
(Ii) a group capable of cleaving a bond between the acid-dissociable group and an atom adjacent to the acid-dissociable group by further decarboxylation reaction after partial bond cleavage by the action of an acid ,
Both.
The acid-dissociable group constituting the acid-decomposable group must be a group having a lower polarity than the polar group generated by dissociation of the acid-dissociable group. Is dissociated, a polar group having a polarity higher than that of the acid dissociable group is generated to increase the polarity. As a result, the polarity of the entire component (A1) increases. As the polarity increases, the solubility in the developer changes relatively, and when the developer is an organic developer, the solubility decreases.
酸解離性基としては、特に限定されず、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものを使用することができる。
上記極性基のうち、カルボキシ基または水酸基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1−r−1)で表される酸解離性基(以下、便宜上「アセタール型酸解離性基」ということがある)が挙げられる。
The acid-dissociable group is not particularly limited, and those that have been proposed as acid-dissociable groups for base resins for chemically amplified resists can be used.
Among the polar groups, examples of the acid dissociable group that protects a carboxy group or a hydroxyl group include an acid dissociable group represented by the following general formula (a1-r-1) (hereinafter referred to as “acetal acid dissociable for convenience”). Group ”).
式(a1−r−1)中、Ra’1、Ra’2のアルキル基としては、上記α置換アクリル酸エステルについての説明で、α位の炭素原子に結合してもよい置換基として挙げたアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。 In formula (a1-r-1), Ra ′ 1 and Ra ′ 2 are exemplified as substituents that may be bonded to the α-position carbon atom in the description of the α-substituted acrylate ester described above. Examples thereof include the same as the alkyl group, preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably a methyl group.
Ra’3の炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルキル基が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基がより好ましく;直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1−ジメチルエチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、2,2,−ジメチルブチル基等が挙げられる。 The hydrocarbon group for Ra ′ 3 is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; a linear or branched alkyl group is preferable, specifically , Methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1,1-dimethylethyl group, 1,1-diethylpropyl group 2,2-dimethylpropyl group, 2,2, -dimethylbutyl group and the like can be mentioned.
Ra’3が環状の炭化水素基となる場合、脂肪族でも芳香族でもよく、また多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3〜8のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。 When Ra ′ 3 is a cyclic hydrocarbon group, it may be aliphatic or aromatic, may be polycyclic, or may be monocyclic. The monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane. The monocycloalkane preferably has 3 to 8 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane, cyclohexane and cyclooctane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane is preferably one having 7 to 12 carbon atoms, specifically adamantane. , Norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
芳香族炭化水素基となる場合、含まれる芳香環として具体的には、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環;等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基);前記アリール基の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基);等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
In the case of an aromatic hydrocarbon group, specific examples of the aromatic ring contained include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, phenanthrene; carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring An aromatic heterocycle partially substituted with a heteroatom; and the like. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocyclic ring include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
Specifically, the aromatic hydrocarbon group is a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring (aryl group); a group in which one of the hydrogen atoms of the aryl group is substituted with an alkylene group (for example, Benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, arylalkyl group such as 2-naphthylethyl group); and the like. The alkylene group (alkyl chain in the arylalkyl group) preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
Ra’3が、Ra’1、Ra’2のいずれかと結合して環を形成する場合、該環式基としては、4〜7員環が好ましく、4〜6員環がより好ましい。該環式基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。 When Ra ′ 3 is bonded to either Ra ′ 1 or Ra ′ 2 to form a ring, the cyclic group is preferably a 4- to 7-membered ring, and more preferably a 4- to 6-membered ring. Specific examples of the cyclic group include a tetrahydropyranyl group and a tetrahydrofuranyl group.
上記極性基のうち、カルボキシ基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1−r−2)で表される酸解離性基が挙げられる(下記式(a1−r−2)で表される酸解離性基のうち、アルキル基により構成されるものを、以下、便宜上「第3級アルキルエステル型酸解離性基」ということがある)。 Among the polar groups, examples of the acid dissociable group that protects the carboxy group include an acid dissociable group represented by the following general formula (a1-r-2) (the following formula (a1-r-2) Among the acid dissociable groups represented by), those composed of an alkyl group may hereinafter be referred to as “tertiary alkyl ester type acid dissociable groups” for convenience).
Ra’4〜Ra’6の炭化水素基としては前記Ra’3と同様のものが挙げられる。Ra’4は炭素数1〜5のアルキル基であることが好ましい。Ra’5、Ra’6が互いに結合して環を形成する場合、下記一般式(a1−r2−1)で表される基が挙げられる。
一方、Ra’4〜Ra’6が互いに結合せず、独立した炭化水素基である場合、下記一般式(a1−r2−2)で表される基が挙げられる。
As the hydrocarbon group for Ra ′ 4 to Ra ′ 6, the same groups as those described above for Ra ′ 3 can be mentioned. Ra ′ 4 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. In the case where Ra ′ 5 and Ra ′ 6 are bonded to each other to form a ring, a group represented by general formula (a1-r2-1) shown below can be given.
On the other hand, when Ra ′ 4 to Ra ′ 6 are not bonded to each other and are independent hydrocarbon groups, groups represented by the following general formula (a1-r2-2) are exemplified.
式(a1−r2−1)中、Ra’10の炭素数1〜10のアルキル基のアルキル基は、式(a1−r−1)におけるRa’3の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基として挙げた基が好ましい。式(a1−r2−1)中、Ra’11が構成する脂肪族環式基は、式(a1−r−1)におけるRa’3の環状のアルキル基として挙げた基が好ましい。 In formula (a1-r2-1), the alkyl group of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms of Ra ′ 10 is a linear or branched alkyl group of Ra ′ 3 in formula (a1-r-1) The groups mentioned as are preferred. Wherein (a1-r2-1), Ra 'aliphatic cyclic group 11 is configured, Ra in formula (a1-r-1)' group listed as a cyclic alkyl group of 3 is preferred.
式(a1−r2−2)中、Ra’12及びRa’14はそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキル基であることが好ましく、該アルキル基は、式(a1−r−1)におけるRa’3の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基として挙げた基がより好ましく、炭素数1〜5の直鎖状アルキル基であることがさらに好ましく、メチル基またはエチル基であることが特に好ましい。
式(a1−r2−2)中、Ra’13は、式(a1−r−1)におけるRa’3の炭化水素基として例示された直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基であることが好ましい。これらの中でも、Ra’3の環状のアルキル基として挙げられた基であることがより好ましい。
In formula (a1-r2-2), Ra ′ 12 and Ra ′ 14 are preferably each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the alkyl group is represented by Ra in formula (a1-r-1). 'The group mentioned as a linear or branched alkyl group of 3 is more preferable, It is more preferable that it is a C1-C5 linear alkyl group, It is especially preferable that it is a methyl group or an ethyl group .
In formula (a1-r2-2), Ra ′ 13 is a linear, branched or cyclic alkyl group exemplified as the hydrocarbon group for Ra ′ 3 in formula (a1-r-1). Is preferred. Among these, a group exemplified as the cyclic alkyl group for Ra ′ 3 is more preferable.
前記式(a1−r2−1)の具体例を以下に挙げる。以下の式中、「*」は結合手を示す。 Specific examples of the formula (a1-r2-1) are given below. In the following formula, “*” indicates a bond.
前記式(a1−r2−2)の具体例を以下に挙げる。 Specific examples of the formula (a1-r2-2) are given below.
また、上記極性基のうち水酸基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1−r−3)で表される酸解離性基(以下、便宜上「第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基」ということがある)が挙げられる。 Examples of the acid dissociable group for protecting the hydroxyl group among the polar groups include, for example, an acid dissociable group represented by the following general formula (a1-r-3) (hereinafter referred to as “tertiary alkyloxycarbonyl acid for convenience”). Sometimes referred to as a “dissociable group”).
式(a1−r−3)中、Ra’7〜Ra’9は炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、1〜3がより好ましい。
また、各アルキル基の合計の炭素数は、3〜7であることが好ましく、3〜5であることがより好ましく、3〜4であることが最も好ましい。
In formula (a1-r-3), Ra ′ 7 to Ra ′ 9 are preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably 1 to 3 groups.
Moreover, it is preferable that the total carbon number of each alkyl group is 3-7, it is more preferable that it is 3-5, and it is most preferable that it is 3-4.
構成単位(a1)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位;ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位の水酸基における水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位;ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位の−C(=O)−OHにおける水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位等が挙げられる。 The structural unit (a1) is a structural unit derived from an acrylate ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and an acid whose polarity is increased by the action of an acid. A structural unit containing a decomposable group; a structural unit in which at least a part of hydrogen atoms in the hydroxyl group of a structural unit derived from hydroxystyrene or a hydroxystyrene derivative is protected by a substituent containing the acid-decomposable group; vinylbenzoic acid or Examples include a structural unit in which at least a part of hydrogen atoms in —C (═O) —OH of a structural unit derived from a vinylbenzoic acid derivative is protected by a substituent containing the acid-decomposable group.
構成単位(a1)としては、上記のなかでも、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位が好ましい。
構成単位(a1)として、下記一般式(a1−1)又は(a1−2)で表される構成単位が好ましい。
Among the above, the structural unit (a1) is preferably a structural unit derived from an acrylate ester in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent.
As the structural unit (a1), structural units represented by general formula (a1-1) or (a1-2) shown below are preferred.
前記一般式(a1−1)中、炭素数1〜5のアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基である。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
Rとしては、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基が最も好ましい。
Va1の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。Va1における2価の炭化水素基としての脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
該脂肪族炭化水素基として、より具体的には、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
またVa1としては上記2価の炭化水素基がエーテル結合、ウレタン結合、又はアミド結合を介して結合したものが挙げられる。
In the general formula (a1-1), the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, Examples include propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. The halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with halogen atoms. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
R is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is most preferably a hydrogen atom or a methyl group in terms of industrial availability.
The hydrocarbon group for Va 1 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. An aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity. The aliphatic hydrocarbon group as a divalent hydrocarbon group in Va 1 may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
More specific examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, and the like.
Examples of Va 1 include those in which the divalent hydrocarbon group is bonded through an ether bond, a urethane bond, or an amide bond.
前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜6がより好ましく、1〜4がさらに好ましく、1〜3が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[−CH2−]、エチレン基[−(CH2)2−]、トリメチレン基[−(CH2)3−]、テトラメチレン基[−(CH2)4−]、ペンタメチレン基[−(CH2)5−]等が挙げられる。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH3)−、−CH(CH2CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CH3)(CH2CH3)−、−C(CH3)(CH2CH2CH3)−、−C(CH2CH3)2−等のアルキルメチレン基;−CH(CH3)CH2−、−CH(CH3)CH(CH3)−、−C(CH3)2CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−、−C(CH2CH3)2−CH2−等のアルキルエチレン基;−CH(CH3)CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH3)CH2CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2CH2−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
The linear or branched aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4, and most preferably 1 to 3.
As the linear aliphatic hydrocarbon group, a linear alkylene group is preferable. Specifically, a methylene group [—CH 2 —], an ethylene group [— (CH 2 ) 2 —], a trimethylene group [ — (CH 2 ) 3 —], tetramethylene group [— (CH 2 ) 4 —], pentamethylene group [— (CH 2 ) 5 —] and the like can be mentioned.
As the branched aliphatic hydrocarbon group, a branched alkylene group is preferred, and specifically, —CH (CH 3 ) —, —CH (CH 2 CH 3 ) —, —C (CH 3 ). 2 -, - C (CH 3 ) (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) (CH 2 CH 2 CH 3) -, - C (CH 2 CH 3) 2 - ; alkylethylene groups such as - CH (CH 3) CH 2 - , - CH (CH 3) CH (CH 3) -, - C (CH 3) 2 CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3) CH 2 -, - C (CH 2 CH 3) 2 -CH 2 - alkyl groups such as; -CH (CH 3) CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 - alkyl trimethylene groups such as; -CH (CH 3) CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 CH 2 - And the like alkyl alkylene group such as an alkyl tetramethylene group of. The alkyl group in the alkyl alkylene group is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
前記構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては前記と同様のものが挙げられる。
前記脂環式炭化水素基は、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜12であることがより好ましい。
前記脂環式炭化水素基は、多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure include an alicyclic hydrocarbon group (a group obtained by removing two hydrogen atoms from an aliphatic hydrocarbon ring), and an alicyclic hydrocarbon group that is linear or branched. Examples thereof include a group bonded to the end of a chain aliphatic hydrocarbon group and a group in which an alicyclic hydrocarbon group is interposed in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group include those described above.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group may be polycyclic or monocyclic. The monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from a monocycloalkane. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, specifically adamantane. , Norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。
前記Va1における2価の炭化水素基としての芳香族炭化水素基は、炭素数が3〜30であることが好ましく、5〜30であることがより好ましく、5〜20がさらに好ましく、6〜15が特に好ましく、6〜10が最も好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環;等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環から水素原子を2つ除いた基(アリーレン基);前記芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基)の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基におけるアリール基から水素原子をさらに1つ除いた基);等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
The aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having an aromatic ring.
The aromatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Va 1 preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30 carbon atoms, still more preferably 5 to 20 carbon atoms, and 6 to 6 carbon atoms. 15 is particularly preferable, and 6 to 10 is most preferable. However, the carbon number does not include the carbon number in the substituent.
Specific examples of the aromatic ring possessed by the aromatic hydrocarbon group include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; some of the carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are heterogeneous. Aromatic heterocycles substituted with atoms; and the like. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocyclic ring include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
Specifically, the aromatic hydrocarbon group is a group obtained by removing two hydrogen atoms from the aromatic hydrocarbon ring (arylene group); a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring (aryl group) ) In which one of the hydrogen atoms is substituted with an alkylene group (for example, arylalkyl such as benzyl, phenethyl, 1-naphthylmethyl, 2-naphthylmethyl, 1-naphthylethyl, 2-naphthylethyl, etc.) Group in which one hydrogen atom is further removed from the aryl group in the group); and the like. The alkylene group (alkyl chain in the arylalkyl group) preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
前記式(a1−2)中、Wa1におけるna2+1価の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。該脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味し、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。前記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基、或いは直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基と構造中に環を含む脂肪族炭化水素基とを組み合わせた基が挙げられ、具体的には、上述の式(a1−1)のVa1と同じ基が挙げられる。
前記na2+1価は、2〜4価が好ましく、2又は3価がより好ましい。
In the formula (a1-2), the n a2 +1 valent hydrocarbon group in Wa 1 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity, may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated. Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group including a ring in the structure, or a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. It includes a group formed by combining an aliphatic hydrocarbon group in the structure containing a ring, and specific examples thereof include the same groups as Va 1 of the aforementioned formula (a1-1).
The n a2 +1 valence is preferably 2 to 4, and more preferably 2 or 3.
前記式(a1−2)としては、特に、下記一般式(a1−2−01)で表される構成単位が好ましい。 As the formula (a1-2), a structural unit represented by general formula (a1-2-01) shown below is particularly desirable.
式(a1−2−01)中、Ra2は上記式(a1−r−1)または(a1−r−3)で表される酸解離性基である。na2は1〜3の整数であり、1又は2であることが好ましく、1であることがより好ましい。cは0〜3の整数であり、0又は1であることが好ましく、1であることがより好ましい。Rは前記と同じである。
以下に上記式(a1−1)、(a1−2)の具体例を示す。以下の各式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。
In formula (a1-2-01), Ra 2 is an acid dissociable group represented by the above formula (a1-r-1) or (a1-r-3). n a2 is an integer of 1 to 3, preferably 1 or 2, and more preferably 1. c is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and more preferably 1. R is the same as described above.
Specific examples of the above formulas (a1-1) and (a1-2) are shown below. In the following formulas, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
(A)成分中の構成単位(a1)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位に対し、20〜80モル%が好ましく、20〜75モル%がより好ましく、25〜70モル%がさらに好ましい。下限値以上とすることによって、感度、解像性、LWR等のリソグラフィー特性も向上する。また、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。 The proportion of the structural unit (a1) in the component (A) is preferably from 20 to 80 mol%, more preferably from 20 to 75 mol%, more preferably from 25 to 70 mol%, based on all structural units constituting the component (A). Is more preferable. By setting the lower limit value or more, lithography properties such as sensitivity, resolution, and LWR are also improved. Moreover, the balance with another structural unit can be taken by making it below an upper limit.
(構成単位(a2))
本発明において、前記樹脂成分は、−SO2−含有環式基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基又はこれら以外の複素環式基を有する構成単位(a2)を含有することが好ましい。
構成単位(a2)の−SO2−含有環式基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基又はこれら以外の複素環式基は、(A)成分をレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高めるうえで有効なものである。
なお、前述の構成単位(a1)がその構造中に−SO2−含有環式基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基又はこれら以外の複素環式基を含むものである場合、該構成単位は構成単位(a2)にも該当するが、このような構成単位は構成単位(a1)に該当し、構成単位(a2)には該当しないものとする。
(Structural unit (a2))
In the present invention, the resin component preferably contains a structural unit (a2) having a —SO 2 -containing cyclic group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or a heterocyclic group other than these. .
The —SO 2 — containing cyclic group, lactone containing cyclic group, carbonate containing cyclic group or other heterocyclic group of the structural unit (a2) is used when the component (A) is used for forming a resist film. It is effective in improving the adhesion of the resist film to the substrate.
In addition, when the above-described structural unit (a1) includes a —SO 2 — containing cyclic group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or a heterocyclic group other than these in the structure, the structural unit Corresponds to the structural unit (a2), but such a structural unit corresponds to the structural unit (a1) and does not correspond to the structural unit (a2).
構成単位(a2)は、下記一般式(a2−1)で表される構成単位であることが好ましい。 The structural unit (a2) is preferably a structural unit represented by the following general formula (a2-1).
Ya21の2価の連結基としては特に限定されないが、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が好適なものとして挙げられる。 The divalent linking group of Ya 21 is not particularly limited, and preferred examples thereof include a divalent hydrocarbon group which may have a substituent and a divalent linking group containing a hetero atom.
(置換基を有していてもよい2価の炭化水素基)
2価の連結基としての炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。該脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
前記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基又は構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられ、具体的には、上述の式(a1−1)におけるVa1で例示した基が挙げられる。
(Divalent hydrocarbon group which may have a substituent)
The hydrocarbon group as the divalent linking group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
An aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity. The aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, and the like. Specifically, the above-described formula (a1- The group illustrated by Va 1 in 1) is mentioned.
前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、有していなくてもよい。該置換基としては、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、カルボニル基等が挙げられる。 The linear or branched aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and a carbonyl group.
前記構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、環構造中にヘテロ原子を含む置換基を含んでもよい環状の脂肪族炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、前記環状の脂肪族炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、前記環状の脂肪族炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては前記と同様のものが挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜12であることがより好ましい。
環状の脂肪族炭化水素基としては、具体的には、上述の式(a1−1)におけるVa1で例示した基が挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、その環構造を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、−O−、−C(=O)−O−、−S−、−S(=O)2−、−S(=O)2−O−が好ましい。
As the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, a cyclic aliphatic hydrocarbon group which may contain a substituent containing a hetero atom in the ring structure (excluding two hydrogen atoms from the aliphatic hydrocarbon ring) Group), a group in which the cyclic aliphatic hydrocarbon group is bonded to the end of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, and the cyclic aliphatic hydrocarbon group is a linear or branched chain fatty acid. Group intervening in the middle of the group hydrocarbon group. Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group include those described above.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
Specific examples of the cyclic aliphatic hydrocarbon group include the groups exemplified for Va 1 in the above formula (a1-1).
The cyclic aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, and a carbonyl group.
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group.
The alkoxy group as the substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group or a tert-butoxy group. Most preferred is an ethoxy group.
Examples of the halogen atom as the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
Examples of the halogenated alkyl group as the substituent include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group have been substituted with the halogen atoms.
In the cyclic aliphatic hydrocarbon group, a part of carbon atoms constituting the ring structure may be substituted with a substituent containing a hetero atom. As the substituent containing the hetero atom, —O—, —C (═O) —O—, —S—, —S (═O) 2 —, and —S (═O) 2 —O— are preferable.
2価の炭化水素基としての芳香族炭化水素基としては、具体的には、上述の式(a1−1)におけるVa1で例示された基が挙げられる。
前記芳香族炭化水素基は、当該芳香族炭化水素基が有する水素原子が置換基で置換されていてもよい。たとえば当該芳香族炭化水素基中の芳香環に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基、ハロゲン原子およびハロゲン化アルキル基としては、前記環状の脂肪族炭化水素基が有する水素原子を置換する置換基として例示したものが挙げられる。
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group include groups exemplified by Va 1 in the above formula (a1-1).
In the aromatic hydrocarbon group, a hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. For example, a hydrogen atom bonded to an aromatic ring in the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, and a hydroxyl group.
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group.
Examples of the alkoxy group, the halogen atom and the halogenated alkyl group as the substituent include those exemplified as the substituent for substituting the hydrogen atom of the cyclic aliphatic hydrocarbon group.
(ヘテロ原子を含む2価の連結基)
ヘテロ原子を含む2価の連結基におけるヘテロ原子とは、炭素原子および水素原子以外の原子であり、たとえば酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子等が挙げられる。
(Divalent linking group containing a hetero atom)
The hetero atom in the divalent linking group containing a hetero atom is an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom, and examples thereof include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, and a halogen atom.
Ya21がヘテロ原子を含む2価の連結基である場合、該連結基として好ましいものとして、−O−、−C(=O)−O−、−C(=O)−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−NH−、−NH−、−NH−C(=NH)−(Hはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。)、−S−、−S(=O)2−、−S(=O)2−O−、一般式−Y21−O−Y22−、−Y21−O−、−Y21−C(=O)−O−、−C(=O)−O−−Y21、[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−または−Y21−O−C(=O)−Y22−で表される基[式中、Y21およびY22はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Oは酸素原子であり、m’は0〜3の整数である。]等が挙げられる。
前記へテロ原子を含む2価の連結基が−C(=O)−NH−、−NH−、−NH−C(=NH)−の場合、そのHはアルキル基、アシル等の置換基で置換されていてもよい。該置換基(アルキル基、アシル基等)は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜8であることがさらに好ましく、1〜5であることが特に好ましい。
式−Y21−O−Y22−、−Y21−O−、−Y21−C(=O)−O−、−C(=O)−O−Y21、−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−または−Y21−O−C(=O)−Y22−中、Y21およびY22は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基である。該2価の炭化水素基としては、前記2価の連結基としての説明で挙げた「置換基を有していてもよい2価の炭化水素基」と同様のものが挙げられる。
Y21としては、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、メチレン基またはエチレン基が特に好ましい。
Y22としては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチレン基、エチレン基またはアルキルメチレン基がより好ましい。該アルキルメチレン基におけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3の直鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
式−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−で表される基において、m’は0〜3の整数であり、0〜2の整数であることが好ましく、0または1がより好ましく、1が特に好ましい。つまり、式−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−で表される基としては、式−Y21−C(=O)−O−Y22−で表される基が特に好ましい。なかでも、式−(CH2)a’−C(=O)−O−(CH2)b’−で表される基が好ましい。該式中、a’は、1〜10の整数であり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。b’は、1〜10の整数であり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。
When Ya 21 is a divalent linking group containing a hetero atom, preferred examples of the linking group include —O—, —C (═O) —O—, —C (═O) —, and —O—C. (═O) —O—, —C (═O) —NH—, —NH—, —NH—C (═NH) — (H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or an acyl group). .), - S -, - S (= O) 2 -, - S (= O) 2 -O-, the formula -Y 21 -O-Y 22 -, - Y 21 -O -, - Y 21 - C (═O) —O—, —C (═O) —O—Y 21 , [Y 21 —C (═O) —O] m ′ —Y 22 — or —Y 21 —O—C (= O) a group represented by —Y 22 —, wherein Y 21 and Y 22 are each independently a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, O is an oxygen atom, m 'is an integer of 0-3. ] Etc. are mentioned.
When the divalent linking group containing a hetero atom is —C (═O) —NH—, —NH—, —NH—C (═NH) —, H is a substituent such as an alkyl group or acyl. May be substituted. The substituent (alkyl group, acyl group, etc.) preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms.
Formula -Y 21 -O-Y 22 -, - Y 21 -O -, - Y 21 -C (= O) -O -, - C (= O) -O-Y 21, - [Y 21 -C ( ═O) —O] m ′ —Y 22 — or —Y 21 —O—C (═O) —Y 22 —, wherein Y 21 and Y 22 each independently have a substituent. It is a good divalent hydrocarbon group. Examples of the divalent hydrocarbon group include those similar to the “divalent hydrocarbon group optionally having substituent (s)” mentioned in the description of the divalent linking group.
Y 21 is preferably a linear aliphatic hydrocarbon group, more preferably a linear alkylene group, still more preferably a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a methylene group or an ethylene group. preferable.
Y 22 is preferably a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, and more preferably a methylene group, an ethylene group or an alkylmethylene group. The alkyl group in the alkylmethylene group is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and most preferably a methyl group.
In the group represented by the formula — [Y 21 —C (═O) —O] m ′ —Y 22 —, m ′ is an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2, Or 1 is more preferable, and 1 is particularly preferable. That is, the group represented by the formula — [Y 21 —C (═O) —O] m ′ —Y 22 — is represented by the formula —Y 21 —C (═O) —O—Y 22 —. The group is particularly preferred. Among these, a group represented by the formula — (CH 2 ) a ′ —C (═O) —O— (CH 2 ) b ′ — is preferable. In the formula, a ′ is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 5, further preferably 1 or 2, and most preferably 1. b ′ is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 5, more preferably 1 or 2, and most preferably 1.
本発明において、Ya21としては、単結合、又はエステル結合[−C(=O)−O−]、エーテル結合(−O−)、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基若しくはこれらの組合せであることが好ましい。 In the present invention, Ya 21 is a single bond, an ester bond [—C (═O) —O—], an ether bond (—O—), a linear or branched alkylene group, or a combination thereof. Preferably there is.
前記式(a2−1)中、Ra21は−SO2−含有環式基、ラクトン含有環式基、複素環式基又はカーボネート含有環式基である。 In the formula (a2-1), Ra 21 represents a —SO 2 — containing cyclic group, a lactone-containing cyclic group, a heterocyclic group, or a carbonate-containing cyclic group.
「−SO2−含有環式基」とは、その環骨格中に−SO2−を含む環を含有する環式基を示し、具体的には、−SO2−における硫黄原子(S)が環式基の環骨格の一部を形成する環式基である。その環骨格中に−SO2−を含む環をひとつ目の環として数え、該環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。−SO2−含有環式基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。
−SO2−含有環式基は、特に、その環骨格中に−O−SO2−を含む環式基、すなわち−O−SO2−中の−O−S−が環骨格の一部を形成するスルトン(sultone)環を含有する環式基であることが好ましい。−SO2−含有環式基として、より具体的には、下記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される基が挙げられる。
The “—SO 2 -containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring containing —SO 2 — in the ring skeleton, specifically, the sulfur atom (S) in —SO 2 — is It is a cyclic group that forms part of the ring skeleton of the cyclic group. The ring containing —SO 2 — in the ring skeleton is counted as the first ring, and when it is only the ring, it is a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is a polycyclic group regardless of the structure. Called. The —SO 2 — containing cyclic group may be monocyclic or polycyclic.
-SO 2 - containing cyclic group, in particular, -O-SO 2 - within the ring skeleton cyclic group containing, i.e. -O-SO 2 - -O-S- medium is a part of the ring skeleton A cyclic group containing a sultone ring to be formed is preferable. More specifically, examples of the —SO 2 -containing cyclic group include groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) shown below.
前記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)中、A”は後述する一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中のA”と同様である。Ra’51におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、後述する一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中のRa’21と同様である。 In general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), A ″ is the same as A ″ in general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) described later. . Examples of the alkyl group, alkoxy group, halogen atom, halogenated alkyl group, —COOR ″, —OC (═O) R ″, and hydroxyalkyl group in Ra ′ 51 include general formulas (a2-r-1) to ( It is the same as Ra ′ 21 in a2-r-7).
下記に一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。式中の「Ac」は、アセチル基を示す。 Specific examples of groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) are given below. “Ac” in the formula represents an acetyl group.
本発明において、構成単位(a2)が−SO2−含有環式基を含む場合、上記の中でも、前記一般式(a5−r−1)で表される基が好ましく、前記化学式(r−sl−1−1)、(r−sl−1−18)、(r−sl−3−1)および(r−sl−4−1)のいずれかで表される基からなる群から選択される少なくとも一種を用いることがより好ましく、前記化学式(r−sl−1−1)で表される基が最も好ましい。 In the present invention, when the structural unit (a2) contains a —SO 2 — containing cyclic group, among them, the group represented by the general formula (a5-r-1) is preferable, and the chemical formula (r-sl -1-1), (r-sl-1-18), (r-sl-3-1) and (r-sl-4-1) are selected from the group consisting of groups It is more preferable to use at least one kind, and a group represented by the chemical formula (r-sl-1-1) is most preferable.
「ラクトン含有環式基」とは、その環骨格中に−O−C(=O)−を含む環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつ目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。ラクトン含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
ラクトン含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表される基が挙げられる。以下、「*」は結合手を表す。
The “lactone-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring (lactone ring) containing —O—C (═O) — in the ring skeleton. The lactone ring is counted as the first ring. When only the lactone ring is present, it is called a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of the structure. The lactone-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.
Any lactone-containing cyclic group can be used without any particular limitation. Specific examples include groups represented by general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) shown below. Hereinafter, “*” represents a bond.
前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中、A”は、酸素原子(−O−)もしくは硫黄原子(−S−)を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子である。A”における炭素数1〜5のアルキレン基としては、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基等が挙げられる。該アルキレン基が酸素原子または硫黄原子を含む場合、その具体例としては、前記アルキレン基の末端または炭素原子間に−O−または−S−が介在する基が挙げられ、たとえば−O−CH2−、−CH2−O−CH2−、−S−CH2−、−CH2−S−CH2−等が挙げられる。A”としては、炭素数1〜5のアルキレン基または−O−が好ましく、炭素数1〜5のアルキレン基がより好ましく、メチレン基が最も好ましい。Ra’21はそれぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基又はシアノ基である。
Ra’21におけるアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。
Ra’21におけるアルコキシ基としては、炭素数1〜6のアルコキシ基が好ましい。
該アルコキシ基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、前記Ra’21におけるアルキル基として挙げたアルキル基と酸素原子(−O−)とが連結した基が挙げられる。
Ra’21におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
Ra’21におけるハロゲン化アルキル基としては、前記Ra’21におけるアルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン化アルキル基としては、フッ素化アルキル基が好ましく、特にパーフルオロアルキル基が好ましい。
In general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7), A ″ represents an oxygen atom (—O—) or a sulfur atom (—S—), and may have 1 to 5 carbon atoms. The alkylene group having 1 to 5 carbon atoms in A ″ is preferably a linear or branched alkylene group, a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, An isopropylene group etc. are mentioned. When the alkylene group contains an oxygen atom or a sulfur atom, specific examples thereof include a group in which —O— or —S— is interposed between the terminal or carbon atoms of the alkylene group, such as —O—CH 2. -, - CH 2 -O-CH 2 -, - S-CH 2 -, - CH 2 -S-CH 2 - , and the like. A ″ is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or —O—, more preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methylene group. Ra ′ 21 independently represents an alkyl group or an alkoxy group. A group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, —COOR ″, —OC (═O) R ″, a hydroxyalkyl group or a cyano group.
The alkyl group in ra '21, preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The alkoxy group in the ra '21, preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
The alkoxy group is preferably linear or branched. Specifically, groups of the the Ra 'group and an oxygen atom mentioned as the alkyl group in 21 (-O-) are linked and the like.
Examples of the halogen atom in Ra ′ 21 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
'Examples of the halogenated alkyl group for 21, the Ra' Ra part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group in 21 can be mentioned it has been substituted with the aforementioned halogen atoms. As the halogenated alkyl group, a fluorinated alkyl group is preferable, and a perfluoroalkyl group is particularly preferable.
下記に一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。 Specific examples of groups represented by general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) are given below.
本発明において、構成単位(a2)は、前記一般式(a2−r−1)または(a2−r−2)でそれぞれ表される基が好ましく、前記化学式(r−lc−1−1)又は(r−lc−2−7)でそれぞれ表される基がより好ましい。 In the present invention, the structural unit (a2) is preferably a group represented by the general formula (a2-r-1) or (a2-r-2), and the chemical formula (r-lc-1-1) or Groups represented by (r-lc-2-7) are more preferred.
「カーボネート含有環式基」とは、その環骨格中に−O−C(=O)−O−を含む環(カーボネート環)を含有する環式基を示す。カーボネート環をひとつ目の環として数え、カーボネート環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。カーボネート含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
R1における環状の炭化水素基としてのカーボネート環含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)で表される基が挙げられる。
The “carbonate-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring (carbonate ring) containing —O—C (═O) —O— in the ring skeleton. When the carbonate ring is counted as the first ring, the carbonate ring alone is called a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of the structure. The carbonate-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.
The carbonate ring-containing cyclic group as the cyclic hydrocarbon group for R 1 is not particularly limited, and any one can be used. Specific examples include groups represented by the following general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3).
前記一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)中のA”は、A”は前記一般式(a2−r−1)中のA”と同様である。
Ra’ 31におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、それぞれ前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中のRa’21の説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
In the general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3), A ″ is the same as A ″ in the general formula (a2-r-1).
As the alkyl group, alkoxy group, halogen atom, halogenated alkyl group, —COOR ″, —OC (═O) R ″, and hydroxyalkyl group in Ra ′ 31 , the above general formulas (a2-r-1) to ( a2-r-7) as in the same as those exemplified in the description of the Ra '21 of the like.
下記に一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)で表される基の具体例を挙げる。 Specific examples of groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) are given below.
「複素環式基」とは、炭素に加えて1個以上の炭素以外の原子を含む環式基をいい、後述する(r−hr−1)〜(r−hr−16)にそれぞれ挙げる複素環式基や、窒素含有複素環等が挙げられる。窒素含有複素環式基としては、1個又は2個のオキソ基で置換されていてもよい炭素数3〜8のシクロアルキル基が挙げられる。該シクロアルキル基としては、例えば、2,5−ジオキソピロリジンや、2,6−ジオキソピペリジンが好適なものとして挙げられる。 “Heterocyclic group” means a cyclic group containing one or more atoms other than carbon in addition to carbon, and each of the heterocycles listed in (r-hr-1) to (r-hr-16) described later. Examples thereof include a cyclic group and a nitrogen-containing heterocyclic ring. Examples of the nitrogen-containing heterocyclic group include a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms which may be substituted with one or two oxo groups. Suitable examples of the cycloalkyl group include 2,5-dioxopyrrolidine and 2,6-dioxopiperidine.
(A)成分が有する構成単位(a2)は1種でも2種以上でもよい。
(A)成分が構成単位(a2)を有する場合、構成単位(a2)の割合は、当該(A)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜80モル%であることが好ましく、5〜70モル%であることがより好ましく、10〜65モル%であることがさらに好ましく、10〜60モル%が特に好ましい。下限値以上とすることにより構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができ、種々のリソグラフィー特性及びパターン形状が良好となる。
The structural unit (a2) contained in the component (A) may be one type or two or more types.
When the component (A) has the structural unit (a2), the proportion of the structural unit (a2) is preferably 1 to 80 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (A). It is more preferably 5 to 70 mol%, further preferably 10 to 65 mol%, and particularly preferably 10 to 60 mol%. By making it the lower limit value or more, the effect of containing the structural unit (a2) can be sufficiently obtained, and by making it the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units, and various lithography characteristics and patterns Good shape.
(A1)成分は、上記構成単位(a1)及び(a2)のほかに、以下の構成単位(a3)、構成単位(a4)を有していてもよい。 The component (A1) may have the following structural units (a3) and (a4) in addition to the structural units (a1) and (a2).
(構成単位(a3))
構成単位(a3)は、極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(ただし、上述した構成単位(a1)、(a2)に該当するものを除く)である。
(A1)成分が構成単位(a3)を有することにより、(A)成分の親水性が高まり、解像性の向上に寄与すると考えられる。
極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基等が挙げられ、特に水酸基が好ましい。
脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基(好ましくはアルキレン基)や、環状の脂肪族炭化水素基(環式基)が挙げられる。該環式基としては、単環式基でも多環式基でもよく、例えばArFエキシマレーザー用レジスト組成物用の樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。該環式基としては多環式基であることが好ましく、炭素数は7〜30であることがより好ましい。
その中でも、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、またはアルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基を含有する脂肪族多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位がより好ましい。該多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから2個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。これらの多環式基の中でも、アダマンタンから2個以上の水素原子を除いた基、ノルボルナンから2個以上の水素原子を除いた基、テトラシクロドデカンから2個以上の水素原子を除いた基が工業上好ましい。
(Structural unit (a3))
The structural unit (a3) is a structural unit containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (except for those corresponding to the structural units (a1) and (a2) described above).
It is considered that when the component (A1) has the structural unit (a3), the hydrophilicity of the component (A) is increased and the resolution is improved.
Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, and a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of an alkyl group is substituted with a fluorine atom. A hydroxyl group is particularly preferable.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms (preferably an alkylene group) and a cyclic aliphatic hydrocarbon group (cyclic group). The cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group. For example, a resin for a resist composition for an ArF excimer laser can be appropriately selected from those proposed. The cyclic group is preferably a polycyclic group, and more preferably 7 to 30 carbon atoms.
Among them, a structural unit derived from an acrylate ester containing an aliphatic polycyclic group containing a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, or an alkyl group is substituted with a fluorine atom Is more preferable. Examples of the polycyclic group include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane and the like. Specific examples include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among these polycyclic groups, there are groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from adamantane, groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from norbornane, and groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from tetracyclododecane. Industrially preferable.
構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むものであれば特に限定されることなく任意のものが使用可能である。
構成単位(a3)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位が好ましい。
構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における炭化水素基が炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基のときは、アクリル酸のヒドロキシエチルエステルから誘導される構成単位が好ましく、該炭化水素基が多環式基のときは、下記の式(a3−1)で表される構成単位、式(a3−2)で表される構成単位、式(a3−3)で表される構成単位が好ましいものとして挙げられる。
The structural unit (a3) is not particularly limited as long as it contains a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group, and any structural unit can be used.
The structural unit (a3) is a structural unit derived from an acrylate ester in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and includes a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group A structural unit is preferred.
The structural unit (a3) is derived from a hydroxyethyl ester of acrylic acid when the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. When the hydrocarbon group is a polycyclic group, the structural unit represented by the following formula (a3-1), the structural unit represented by the formula (a3-2), the formula ( The structural unit represented by a3-3) is preferred.
式(a3−1)中、jは1又は2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。jが2の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位と5位に結合しているものが好ましい。jが1の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
jは1であることが好ましく、特に、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
In formula (a3-1), j is preferably 1 or 2, and more preferably 1. When j is 2, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3rd and 5th positions of the adamantyl group. When j is 1, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3-position of the adamantyl group.
j is preferably 1, and it is particularly preferred that the hydroxyl group is bonded to the 3-position of the adamantyl group.
式(a3−2)中、kは1であることが好ましい。シアノ基は、ノルボルニル基の5位または6位に結合していることが好ましい。
式(a3−3)中、t’は1であることが好ましい。lは1であることが好ましい。sは1であることが好ましい。これらは、アクリル酸のカルボキシ基の末端に、2−ノルボルニル基または3−ノルボルニル基が結合していることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールは、ノルボルニル基の5又は6位に結合していることが好ましい。
In formula (a3-2), k is preferably 1. The cyano group is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.
In formula (a3-3), t ′ is preferably 1. l is preferably 1. s is preferably 1. In these, a 2-norbornyl group or a 3-norbornyl group is preferably bonded to the terminal of the carboxy group of acrylic acid. The fluorinated alkyl alcohol is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.
(A1)成分が含有する構成単位(a3)は1種であってもよく2種以上であってもよい。
(A1)成分中、構成単位(a3)の割合は、当該樹脂成分(A1)を構成する全構成単位の合計に対し、5〜50モル%であることが好ましく、5〜40モル%がより好ましく、5〜25モル%がさらに好ましい。
構成単位(a3)の割合を下限値以上とすることにより、構成単位(a3)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより、他の構成単位とのバランスをとりやすくなる。
As the structural unit (a3) contained in the component (A1), 1 type of structural unit may be used, or 2 or more types may be used.
In the component (A1), the proportion of the structural unit (a3) is preferably 5 to 50 mol%, more preferably 5 to 40 mol%, based on the total of all structural units constituting the resin component (A1). Preferably, 5 to 25 mol% is more preferable.
By setting the proportion of the structural unit (a3) to the lower limit value or more, the effect of including the structural unit (a3) can be sufficiently obtained, and by setting the proportion of the structural unit (a3) to the upper limit value or less, balance with other structural units can be obtained. It becomes easy.
(構成単位(a4))
構成単位(a4)は、酸非解離性環式基を含む構成単位である。(A1)成分が構成単位(a4)を有することにより、形成されるレジストパターンのドライエッチング耐性が向上する。また、(A1)成分の疎水性が高まる。疎水性の向上は、特に有機溶剤現像の場合に、解像性、レジストパターン形状等の向上に寄与すると考えられる。
構成単位(a4)における「酸非解離性環式基」は、露光により後述の(B)成分から酸が発生した際に、該酸が作用しても解離することなくそのまま当該構成単位中に残る環式基である。
構成単位(a4)としては、例えば酸非解離性の脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位等が好ましい。該環式基は、例えば、前記の構成単位(a1)の場合に例示したものと同様のものを例示することができ、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト組成物の樹脂成分に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
特にトリシクロデシル基、アダマンチル基、テトラシクロドデシル基、イソボルニル基、ノルボルニル基から選ばれる少なくとも1種であると、工業上入手し易いなどの点で好ましい。これらの多環式基は、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を置換基として有していてもよい。
構成単位(a4)として、具体的には、下記一般式(a4−1)〜(a4−7)の構造のものを例示することができる。
(Structural unit (a4))
The structural unit (a4) is a structural unit containing an acid non-dissociable cyclic group. When the component (A1) has the structural unit (a4), the dry etching resistance of the formed resist pattern is improved. Moreover, the hydrophobicity of (A1) component increases. The improvement in hydrophobicity is thought to contribute to the improvement of resolution, resist pattern shape, etc., particularly in the case of organic solvent development.
The “acid non-dissociable cyclic group” in the structural unit (a4) means that when an acid is generated from the later-described component (B) by exposure, it is not dissociated even if the acid acts on the structural unit. The remaining cyclic group.
As the structural unit (a4), for example, a structural unit derived from an acrylate ester containing a non-acid-dissociable aliphatic cyclic group is preferable. Examples of the cyclic group include those similar to those exemplified for the structural unit (a1), for ArF excimer laser, for KrF excimer laser (preferably for ArF excimer laser), etc. A number of hitherto known materials can be used as the resin component of the resist composition.
In particular, at least one selected from a tricyclodecyl group, an adamantyl group, a tetracyclododecyl group, an isobornyl group, and a norbornyl group is preferable in terms of industrial availability. These polycyclic groups may have a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.
Specific examples of the structural unit (a4) include those having the structures of the following general formulas (a4-1) to (a4-7).
(A1)成分が含有する構成単位(a4)は1種であってもよく2種以上であってもよい。
構成単位(a4)を(A1)成分に含有させる際、構成単位(a4)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜30モル%であることが好ましく、10〜20モル%であることがより好ましい。
As the structural unit (a4) contained in the component (A1), 1 type of structural unit may be used, or 2 or more types may be used.
When the structural unit (a4) is contained in the component (A1), the proportion of the structural unit (a4) is preferably 1 to 30 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (A1). More preferably, it is 10-20 mol%.
(A1)成分は、(a1)及び(a2)を有する共重合体であることが好ましい。 The component (A1) is preferably a copolymer having (a1) and (a2).
(A1)成分は、各構成単位を誘導するモノマーを、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスイソ酪酸ジメチルのようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等により重合させることによって得ることができる。
また、(A1)成分には、上記重合の際に、たとえばHS−CH2−CH2−CH2−C(CF3)2−OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に−C(CF3)2−OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
The component (A1) is obtained by polymerizing a monomer that derives each structural unit by a known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN) or dimethyl azobisisobutyrate. be able to.
Further, for the component (A1), in the polymerization, a chain transfer agent such as HS—CH 2 —CH 2 —CH 2 —C (CF 3 ) 2 —OH is used in combination, so that the terminal A —C (CF 3 ) 2 —OH group may be introduced into the. As described above, a copolymer introduced with a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a fluorine atom reduces development defects and LER (line edge roughness: uneven unevenness of line side walls). It is effective in reducing
本発明において、(A1)成分の重量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではなく、1000〜50000が好ましく、1500〜30000がより好ましく、2000〜20000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。 In the present invention, the weight average molecular weight (Mw) of the component (A1) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) is not particularly limited, preferably 1000 to 50000, more preferably 1500 to 30000, 2000 ˜20,000 is most preferred. If it is below the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and if it is above the lower limit of this range, dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape are good.
(A1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
基材成分(A)中の(A1)成分の割合は、基材成分(A)の総質量に対し、25質量%以上が好ましく、50質量%がより好ましく、75質量%がさらに好ましく、100質量%であってもよい。該割合が25質量%以上であると、リソグラフィー特性がより向上する。
As the component (A1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The proportion of the component (A1) in the substrate component (A) is preferably 25% by mass or more, more preferably 50% by mass, further preferably 75% by mass, based on the total mass of the substrate component (A). It may be mass%. When the proportion is 25% by mass or more, the lithography properties are further improved.
本発明において、(A)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明において、(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。
In this invention, (A) component may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
In the present invention, the content of the component (A) may be adjusted according to the resist film thickness to be formed.
<酸発生剤成分;(B)成分>
本発明においてレジスト組成物は、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下、(B)成分という。)を含有していてもよい。(B)成分としては、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト用の酸発生剤として提案されているものを使用することができる。
このような酸発生剤としては、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが挙げられる。なかでも、オニウム塩系酸発生剤を用いるのが好ましい。
<Acid generator component; (B) component>
In the present invention, the resist composition may contain an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure (hereinafter referred to as component (B)). The component (B) is not particularly limited, and those that have been proposed as acid generators for chemically amplified resists can be used.
Examples of such acid generators include onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, and diazomethanes such as poly (bissulfonyl) diazomethanes. Examples include an acid generator, a nitrobenzyl sulfonate acid generator, an imino sulfonate acid generator, and a disulfone acid generator. Of these, it is preferable to use an onium salt acid generator.
オニウム塩系酸発生剤としては、例えば、下記の一般式(b−1)で表される化合物(以下「(b−1)成分」ともいう)、一般式(b−2)で表される化合物(以下「(b−2)成分」ともいう)、又は一般式(b−3)で表される化合物(以下「(b−3)成分」ともいう)を用いることができる。 Examples of the onium salt-based acid generator include a compound represented by the following general formula (b-1) (hereinafter also referred to as “(b-1) component”) and a general formula (b-2). A compound (hereinafter also referred to as “(b-2) component”) or a compound represented by the general formula (b-3) (hereinafter also referred to as “(b-3) component”) can be used.
{アニオン部}
・(b−1)成分のアニオン部
式(b−1)中、R101は、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。
{Anion part}
-Anion moiety of component (b-1) In formula (b-1), R 101 represents a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, Alternatively, a chain alkenyl group which may have a substituent.
(R101における置換基を有していてもよい環式基)
前記環式基は、環状の炭化水素基であることが好ましく、該環状の炭化水素基は、芳香族炭化水素基であってもよく、脂肪族炭化水素基であってもよい。
R101における芳香族炭化水素基は、前記式(a1−1)のVa1における2価の芳香族炭化水素基で挙げた芳香族炭化水素環、または2以上の芳香環を含む芳香族化合物から水素原子を1つ除いたアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
R101における環状の脂肪族炭化水素基は、前記式(a1−1)のVa1における2価の脂肪族炭化水素基で挙げたモノシクロアルカンまたはポリシクロアルカンから水素原子を1つ除いた基が挙げられ、アダマンチル基、ノルボルニル基が好ましい。
また、R101における環状の炭化水素基は、複素環等のようにヘテロ原子を含んでもよく、具体的には上記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、上記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO2−含有環式基、その他以下(r−hr−1)〜(r−hr−16)に挙げる複素環式基が挙げられる。
(Cyclic group optionally having substituent in R 101 )
The cyclic group is preferably a cyclic hydrocarbon group, and the cyclic hydrocarbon group may be an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group.
The aromatic hydrocarbon group for R 101 is the aromatic hydrocarbon ring mentioned for the divalent aromatic hydrocarbon group for Va 1 in the formula (a1-1), or an aromatic compound containing two or more aromatic rings. Examples include an aryl group in which one hydrogen atom is removed, and a phenyl group and a naphthyl group are preferable.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 is a group obtained by removing one hydrogen atom from the monocycloalkane or polycycloalkane mentioned as the divalent aliphatic hydrocarbon group for Va 1 in the formula (a1-1). And an adamantyl group and a norbornyl group are preferable.
In addition, the cyclic hydrocarbon group in R 101 may contain a hetero atom such as a heterocycle, and is specifically represented by the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7). Lactone-containing cyclic groups, —SO 2 -containing cyclic groups represented by the above general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), respectively, and others below (r-hr-1) to And heterocyclic groups listed in (r-hr-16).
R101の環状の炭化水素基における置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基等が挙げられる。
置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
Examples of the substituent in the cyclic hydrocarbon group of R 101 include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, and a nitro group.
The alkyl group as a substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group.
The alkoxy group as a substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, or a tert-butoxy group. Most preferred is an ethoxy group.
Examples of the halogen atom as a substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
As the halogenated alkyl group as a substituent, a part or all of hydrogen atoms such as an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, tert-butyl group, and the like And a group substituted with a halogen atom.
(R101における置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基)
R101の鎖状のアルキル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよい。
直鎖状のアルキル基としては、炭素数が1〜20であることが好ましく、1〜15であることがより好ましく、1〜10が最も好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基等が挙げられる。
分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜15であることがより好ましく、3〜10が最も好ましい。具体的には、例えば、1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基などが挙げられる。
(A chain alkyl group which may have a substituent in R 101 )
The chain alkyl group for R 101 may be either linear or branched.
The linear alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and most preferably 1 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, isotridecyl group, tetradecyl group Group, pentadecyl group, hexadecyl group, isohexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, heicosyl group, docosyl group and the like.
The branched alkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 15 carbon atoms, and most preferably 3 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, Examples include 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group and the like.
(R101における置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基)
R101の鎖状のアルケニル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよく、炭素数が2〜10であることが好ましく、2〜5がより好ましく、2〜4がさらに好ましく、3が特に好ましい。直鎖状のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。分岐鎖状のアルケニル基としては、例えば、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基などが挙げられる。
鎖状のアルケニル基としては、上記の中でも、特にプロペニル基が好ましい。
(Chain-like alkenyl group optionally having substituent in R 101 )
The chain alkenyl group for R 101 may be either linear or branched, preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 5, still more preferably 2 to 4, more preferably 3 Is particularly preferred. Examples of the linear alkenyl group include a vinyl group, a propenyl group (allyl group), and a butynyl group. Examples of the branched alkenyl group include a 1-methylpropenyl group and a 2-methylpropenyl group.
Among the above, the chain alkenyl group is particularly preferably a propenyl group.
R101の鎖状のアルキル基またはアルケニル基における置換基としては、たとえば、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基、上記R101における環式基等が挙げられる。 Examples of the substituent in the chain alkyl group or alkenyl group of R 101 include an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a nitro group, an amino group, and the cyclic group in R 101 described above. Can be mentioned.
なかでも、R101は、置換基を有していてもよい環式基が好ましく、置換基を有していてもよい環状の炭化水素基であることがより好ましい。より具体的には、フェニル基、ナフチル基、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基、前記式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、上記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO2−含有環式基などが好ましい。 Among these, R 101 is preferably a cyclic group which may have a substituent, and more preferably a cyclic hydrocarbon group which may have a substituent. More specifically, a phenyl group, a naphthyl group, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane, and lactones represented by the above formulas (a2-r-1) to (a2-r-7), respectively. The containing cyclic group, the —SO 2 -containing cyclic group represented by the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), respectively, and the like are preferable.
式(b−1)中、Y101は、単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。
Y101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、該Y101は、酸素原子以外の原子を含有してもよい。酸素原子以外の原子としては、たとえば炭素原子、水素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
酸素原子を含む2価の連結基としては、たとえば、酸素原子(エーテル結合:−O−)、エステル結合(−C(=O)−O−)、オキシカルボニル基(−O−C(=O)−)、アミド結合(−C(=O)−NH−)、カルボニル基(−C(=O)−)、カーボネート結合(−O−C(=O)−O−)等の非炭化水素系の酸素原子含有連結基;該非炭化水素系の酸素原子含有連結基とアルキレン基との組み合わせ等が挙げられる。当該組み合わせに、さらにスルホニル基(−SO2−)が連結されていてもよい。当該組み合わせとしては、たとえば下記式(y−al−1)〜(y−al−7)でそれぞれ表される連結基が挙げられる。
In formula (b-1), Y 101 represents a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom.
When Y 101 is a divalent linking group containing an oxygen atom, Y 101 may contain an atom other than an oxygen atom. Examples of atoms other than oxygen atoms include carbon atoms, hydrogen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms.
Examples of the divalent linking group containing an oxygen atom include an oxygen atom (ether bond: —O—), an ester bond (—C (═O) —O—), and an oxycarbonyl group (—O—C (═O). )-), Amide bond (—C (═O) —NH—), carbonyl group (—C (═O) —), carbonate bond (—O—C (═O) —O—), etc. A combination of a non-hydrocarbon oxygen atom-containing linking group and an alkylene group; and the like. A sulfonyl group (—SO 2 —) may be further linked to the combination. Examples of the combination include linking groups represented by the following formulas (y-al-1) to (y-al-7), respectively.
V’102における2価の飽和炭化水素基は、炭素数1〜30のアルキレン基であることが好ましい。 The divalent saturated hydrocarbon group for V ′ 102 is preferably an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms.
V’101およびV’102におけるアルキレン基としては、直鎖状のアルキレン基でもよく分岐鎖状のアルキレン基でもよく、直鎖状のアルキレン基が好ましい。
V’101およびV’102におけるアルキレン基として、具体的には、メチレン基[−CH2−];−CH(CH3)−、−CH(CH2CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CH3)(CH2CH3)−、−C(CH3)(CH2CH2CH3)−、−C(CH2CH3)2−等のアルキルメチレン基;エチレン基[−CH2CH2−];−CH(CH3)CH2−、−CH(CH3)CH(CH3)−、−C(CH3)2CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−等のアルキルエチレン基;トリメチレン基(n−プロピレン基)[−CH2CH2CH2−];−CH(CH3)CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2−等のアルキルトリメチレン基;テトラメチレン基[−CH2CH2CH2CH2−];−CH(CH3)CH2CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2CH2−等のアルキルテトラメチレン基;ペンタメチレン基[−CH2CH2CH2CH2CH2−]等が挙げられる。
また、V’101又はV’102における前記アルキレン基における一部のメチレン基が、炭素数5〜10の2価の脂肪族環式基で置換されていてもよい。当該脂肪族環式基は、前記式(a1−r−1)中のRa’3の環状の脂肪族炭化水素基から水素原子をさらに1つ除いた2価の基が好ましく、シクロへキシレン基、1,5−アダマンチレン基または2,6−アダマンチレン基がより好ましい。
The alkylene group for V ′ 101 and V ′ 102 may be a linear alkylene group or a branched alkylene group, and a linear alkylene group is preferred.
Specific examples of the alkylene group in V ′ 101 and V ′ 102 include a methylene group [—CH 2 —]; —CH (CH 3 ) —, —CH (CH 2 CH 3 ) —, —C (CH 3 ). 2 -, - C (CH 3 ) (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) (CH 2 CH 2 CH 3) -, - C (CH 2 CH 3) 2 - ; alkylethylene groups such as ethylene Groups [—CH 2 CH 2 —]; —CH (CH 3 ) CH 2 —, —CH (CH 3 ) CH (CH 3 ) —, —C (CH 3 ) 2 CH 2 —, —CH (CH 2 CH - 3) CH 2 alkyl groups such as, trimethylene group (n- propylene group) [- CH 2 CH 2 CH 2 -]; - CH (CH 3) CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 - and the like alkyl trimethylene group; tetramethylene [-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -]; - CH (CH 3) CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 CH 2 - alkyl tetramethylene group and the like; pentamethylene group [-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -] , and the like.
Moreover, some methylene groups in the alkylene group in V ′ 101 or V ′ 102 may be substituted with a C 5-10 divalent aliphatic cyclic group. The aliphatic cyclic group is preferably a divalent group obtained by further removing one hydrogen atom from the cyclic aliphatic hydrocarbon group of Ra ′ 3 in the formula (a1-r-1). 1,5-adamantylene group or 2,6-adamantylene group is more preferable.
Y101としては、エステル結合またはエーテル結合を含む2価の連結基が好ましく、上記式(y−al−1)〜(y−al−5)でそれぞれ表される連結基が好ましい。 Y 101 is preferably a divalent linking group containing an ester bond or an ether bond, and linking groups represented by the above formulas (y-al-1) to (y-al-5) are preferred.
式(b−1)中、V101は、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基である。V101におけるアルキレン基、フッ素化アルキレン基は、炭素数1〜4であることが好ましい。V101におけるフッ素化アルキレン基としては、V101におけるアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。なかでも、V101は、単結合、又は炭素数1〜4のフッ素化アルキレン基であることが好ましい。 In formula (b-1), V 101 represents a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group. The alkylene group and fluorinated alkylene group for V 101 preferably have 1 to 4 carbon atoms. Examples of the fluorinated alkylene group for V 101 include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkylene group for V 101 have been substituted with fluorine atoms. Among them, V 101 is preferably a single bond, or a fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
式(b−1)中、R102は、フッ素原子または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。R102は、フッ素原子または炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。 In formula (b-1), R 102 represents a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 102 is preferably a fluorine atom or a C 1-5 perfluoroalkyl group, and more preferably a fluorine atom.
(b−1)成分のアニオン部の具体例としては、たとえば、Y101が単結合となる場合、トリフルオロメタンスルホネートアニオンやパーフルオロブタンスルホネートアニオン等のフッ素化アルキルスルホネートアニオンが挙げられ;Y101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、下記式(an−1)〜(an−3)のいずれかで表されるアニオンが挙げられる。 (B-1) Specific examples of the anion moiety of the component, for example, if the Y 101 is a single bond, fluorinated alkyl sulfonate anions such as trifluoromethane sulfonate anion or perfluorobutane sulfonate anion can be exemplified; Y 101 is In the case of a divalent linking group containing an oxygen atom, anions represented by any one of the following formulas (an-1) to (an-3) can be mentioned.
R”101、R”102およびR”103の置換基を有していてもよい脂肪族環式基は、前記R101における環状の脂肪族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、R101における環状の脂肪族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。 The aliphatic cyclic group which may have a substituent of R ″ 101 , R ″ 102 and R ″ 103 is preferably the group exemplified as the cyclic aliphatic hydrocarbon group in R 101 . Examples of the substituent include the same substituents that may be substituted for the cyclic aliphatic hydrocarbon group in R 101 .
R”103における置換基を有していてもよい芳香族環式基は、前記R101における環状の炭化水素基における芳香族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、R101における該芳香族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。 The aromatic cyclic group which may have a substituent in R ″ 103 is preferably the group exemplified as the aromatic hydrocarbon group in the cyclic hydrocarbon group in R 101 . , R 101 and the same substituents that may be substituted for the aromatic hydrocarbon group.
R”101における置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基は、前記R101における鎖状のアルキル基として例示した基であることが好ましい。R”103における置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基は、前記R101における鎖状のアルケニル基として例示した基であることが好ましい。V”101は、好ましくは炭素数1〜3のフッ素化アルキレン基であり、特に好ましくは、−CF2−、−CF2CF2−、−CHFCF2−、−CF(CF3)CF2−、−CH(CF3)CF2−である。 The chain alkyl group which may have a substituent in R ″ 101 is preferably the group exemplified as the chain alkyl group in R 101. The chain in R ″ 103 has a substituent. The good chain alkenyl group is preferably the group exemplified as the chain alkenyl group in R 101 . V ″ 101 is preferably a fluorinated alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably —CF 2 —, —CF 2 CF 2 —, —CHFCF 2 —, —CF (CF 3 ) CF 2 —. , —CH (CF 3 ) CF 2 —.
・(b−2)成分のアニオン部
式(b−2)中、R104、R105は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる。ただし、R104、R105は、相互に結合して環を形成していてもよい。
R104、R105は、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基が好ましく、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は直鎖状若しくは分岐鎖状のフッ素化アルキル基であることがより好ましい。
該鎖状のアルキル基の炭素数は1〜10であることが好ましく、より好ましくは炭素数1〜7、さらに好ましくは炭素数1〜3である。R104、R105の鎖状のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。また、R104、R105の鎖状のアルキル基においては、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また、200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。前記鎖状のアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル基である。
式(b−2)中、V102、V103は、それぞれ独立に、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基であり、それぞれ、式(b−1)中のV101と同様のものが挙げられる。
式(b−2)中、L101〜L102は、それぞれ独立に単結合又は酸素原子である。
-Anion part of component (b-2) In formula (b-2), R 104 and R 105 may each independently have a cyclic group which may have a substituent or a substituent. Examples thereof include a good chain alkyl group or a chain alkenyl group which may have a substituent, and examples thereof include the same as those described above for R 101 in formula (b-1). However, R 104 and R 105 may be bonded to each other to form a ring.
R 104 and R 105 are preferably a chain alkyl group which may have a substituent, and are a linear or branched alkyl group, or a linear or branched fluorinated alkyl group. It is more preferable.
The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 7 carbon atoms, and still more preferably 1 to 3 carbon atoms. The carbon number of the chain alkyl group of R 104 and R 105 is preferably as small as possible for reasons such as good solubility in a resist solvent within the above carbon number range. In addition, in the chain alkyl group of R 104 and R 105, the greater the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms, the stronger the acid strength, and against high-energy light and electron beams of 200 nm or less Since transparency improves, it is preferable. The proportion of fluorine atoms in the chain alkyl group, that is, the fluorination rate is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. Perfluoroalkyl group.
In formula (b-2), V 102 and V 103 are each independently a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group, and each of them is the same as V 101 in formula (b-1). Can be mentioned.
In formula (b-2), L 101 to L 102 each independently represents a single bond or an oxygen atom.
・(b−3)成分のアニオン部
式(b−3)中、R106〜R108は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる。
L103〜L105は、それぞれ独立に、単結合、−CO−又は−SO2−である。
-Anion part of (b-3) component In formula (b-3), R < 106 > -R < 108 > may have the cyclic group which may have a substituent, and a substituent each independently. Examples thereof include a good chain alkyl group or a chain alkenyl group which may have a substituent, and examples thereof include the same as those described above for R 101 in formula (b-1).
L 103 to L 105 are each independently a single bond, —CO— or —SO 2 —.
{カチオン部}
式(b−1)、(b−2)及び(b−3)中、M’m+は、m価の有機カチオンであり、なかでもスルホニウムカチオンまたはヨードニウムカチオンであることが好ましく、下記の一般式(ca−1)〜(ca−4)でそれぞれ表されるカチオンが特に好ましい。
{Cation part}
In formulas (b-1), (b-2) and (b-3), M ′ m + is an m-valent organic cation, preferably a sulfonium cation or an iodonium cation. The cations represented by (ca-1) to (ca-4) are particularly preferred.
R201〜R207、およびR211〜R212におけるアリール基としては、炭素数6〜20の無置換のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
R201〜R207、およびR211〜R212におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素数1〜30のものが好ましい。
R201〜R207、およびR211〜R212におけるアルケニル基としては、炭素数が2〜10であることが好ましい。
R201〜R207、およびR210〜R212が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、シアノ基、アミノ基、アリール基、アリールチオ基、下記式(ca−r−1)〜(ca−r−7)でそれぞれ表される基が挙げられる。
置換基としてのアリールチオ基におけるアリール基としては、R101で挙げたものと同様であり、具体的にフェニルチオ基又はビフェニルチオ基が挙げられる。
Examples of the aryl group in R 201 to R 207 and R 211 to R 212 include an unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and a phenyl group and a naphthyl group are preferable.
The alkyl group in R 201 to R 207 and R 211 to R 212 is a chain or cyclic alkyl group and preferably has 1 to 30 carbon atoms.
The alkenyl group in R 201 to R 207 and R 211 to R 212 preferably has 2 to 10 carbon atoms.
Examples of the substituent that R 201 to R 207 and R 210 to R 212 may have include an alkyl group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a carbonyl group, a cyano group, an amino group, an aryl group, and an arylthio group. And groups represented by the following formulas (ca-r-1) to (ca-r-7).
The aryl group in the arylthio group as a substituent is the same as that described for R 101 , and specifically includes a phenylthio group or a biphenylthio group.
R’201の置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基は、上記式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる他、置換基を有していてもよい環式基又は置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基として上記式(a1−r−2)で表される酸解離性基と同様のものも挙げられる。 The cyclic group which may have a substituent of R ′ 201, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain alkenyl group which may have a substituent are as described above. In addition to the same groups as those described above for R 101 in formula (b-1), a cyclic group which may have a substituent or a chain alkyl group which may have a substituent may have the above formula ( Examples thereof include the same acid dissociable groups represented by a1-r-2).
R201〜R203、R206〜R207、R211〜R212は、相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、硫黄原子、酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子や、カルボニル基、−SO−、−SO2−、−SO3−、−COO−、−CONH−または−N(RN)−(該RNは炭素数1〜5のアルキル基である。)等の官能基を介して結合してもよい。形成される環としては、式中のイオウ原子をその環骨格に含む1つの環が、イオウ原子を含めて、3〜10員環であることが好ましく、5〜7員環であることが特に好ましい。形成される環の具体例としては、たとえばチオフェン環、チアゾール環、ベンゾチオフェン環、チアントレン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、9H−チオキサンテン環、チオキサントン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、テトラヒドロチオフェニウム環、テトラヒドロチオピラニウム環等が挙げられる。 R 201 ~R 203, R 206 ~R 207, R 211 ~R 212 , when bonded to each other to form a ring with the sulfur atom, a sulfur atom, an oxygen atom, or a hetero atom such as nitrogen atom, carbonyl group, -SO -, - SO 2 - , - SO 3 -, - COO -, - CONH- , or -N (R N) - (. the R N is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms), etc. You may couple | bond through the functional group of. As the ring to be formed, one ring containing a sulfur atom in the ring skeleton in the formula is preferably a 3- to 10-membered ring, particularly a 5- to 7-membered ring, including the sulfur atom. preferable. Specific examples of the ring formed include, for example, thiophene ring, thiazole ring, benzothiophene ring, thianthrene ring, benzothiophene ring, dibenzothiophene ring, 9H-thioxanthene ring, thioxanthone ring, thianthrene ring, phenoxathiin ring, tetrahydro A thiophenium ring, a tetrahydrothiopyranium ring, etc. are mentioned.
R208〜R209は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、アルキル基となる場合相互に結合して環を形成してもよい。 R 208 to R 209 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and when formed into an alkyl group, they are bonded to each other to form a ring. May be formed.
R210は、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、又は置換基を有していてもよい−SO2−含有環式基である。
R210におけるアリール基としては、炭素数6〜20の無置換のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
R210におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素数1〜30のものが好ましい。
R210におけるアルケニル基としては、炭素数が2〜10であることが好ましい。
R210における、置換基を有していてもよい−SO2−含有環式基としては、上記一般式(a2−1)中のRa21の「−SO2−含有環式基」と同様のものが挙げられ、上記一般式(a5−r−1)で表される基が好ましい。
R 210 may have an aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, or a substituent. -SO 2 - containing cyclic group.
The aryl group in R 210, include unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, a phenyl group, a naphthyl group.
The alkyl group for R 210 is preferably a chain or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
The alkenyl group for R 210 preferably has 2 to 10 carbon atoms.
The —SO 2 — containing cyclic group which may have a substituent in R 210 is the same as the “—SO 2 — containing cyclic group” of Ra 21 in the general formula (a2-1). The group represented by the general formula (a5-r-1) is preferable.
Y201は、それぞれ独立に、アリーレン基、アルキレン基又はアルケニレン基を表す。
Y201におけるアリーレン基は、上記式(b−1)中のR101における芳香族炭化水素基として例示したアリール基から水素原子を1つ除いた基が挙げられる。
Y201におけるアルキレン基、アルケニレン基は、上記一般式(a1−1)中のVa1における2価の炭化水素基としての脂肪族炭化水素基と同様のものが挙げられる。
Y 201 each independently represents an arylene group, an alkylene group or an alkenylene group.
Examples of the arylene group for Y 201 include a group in which one hydrogen atom has been removed from the aryl group exemplified as the aromatic hydrocarbon group for R 101 in the above formula (b-1).
Examples of the alkylene group and alkenylene group for Y 201 include the same aliphatic hydrocarbon groups as the divalent hydrocarbon group for Va 1 in the general formula (a1-1).
前記式(ca−4)中、xは、1または2である。
W201は、(x+1)価、すなわち2価または3価の連結基である。
W201における2価の連結基としては、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基が好ましく、前記一般式(a2−1)におけるYa21と同様の炭化水素基が例示できる。W201における2価の連結基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、環状であることが好ましい。なかでも、アリーレン基の両端に2個のカルボニル基が組み合わされた基が好ましい。アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられ、フェニレン基が特に好ましい。
W201における3価の連結基としては、前記W201における2価の連結基から水素原子を1個除いた基、前記2価の連結基にさらに前記2価の連結基が結合した基などが挙げられる。W201における3価の連結基としては、アリーレン基に2個のカルボニル基が結合した基が好ましい。
In the formula (ca-4), x is 1 or 2.
W 201 is a (x + 1) valent, that is, a divalent or trivalent linking group.
The divalent linking group in W 201 is preferably a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, and examples thereof include the same hydrocarbon groups as Ya 21 in the general formula (a2-1). The divalent linking group in W 201 may be linear, branched or cyclic, and is preferably cyclic. Of these, a group in which two carbonyl groups are combined at both ends of the arylene group is preferable. Examples of the arylene group include a phenylene group and a naphthylene group, and a phenylene group is particularly preferable.
Examples of the trivalent linking group in W 201 include a group obtained by removing one hydrogen atom from the divalent linking group in W 201 , a group in which the divalent linking group is further bonded to the divalent linking group, and the like. Can be mentioned. The trivalent linking group in W 201 is preferably a group in which two carbonyl groups are bonded to an arylene group.
式(ca−1)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca−1−1)〜(ca−1−63)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。 Specific examples of suitable cations represented by the formula (ca-1) include cations represented by the following formulas (ca-1-1) to (ca-1-63), respectively.
前記式(ca−3)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca−3−1)〜(ca−3−6)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。 Specific examples of suitable cations represented by the formula (ca-3) include cations represented by the following formulas (ca-3-1) to (ca-3-6).
前記式(ca−4)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca−4−1)〜(ca−4−2)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。 Specific examples of suitable cations represented by the formula (ca-4) include cations represented by the following formulas (ca-4-1) to (ca-4-2).
(B)成分は、上述した酸発生剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明においてレジスト組成物が(B)成分を含有する場合、(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して0.5〜60質量部が好ましく、1〜50質量部がより好ましく、1〜40質量部がさらに好ましい。(B)成分の含有量を上記範囲とすることで、パターン形成が充分に行われる。また、レジスト組成物の各成分を有機溶剤に溶解した際、均一な溶液が得られ、保存安定性が良好となるため好ましい。
As the component (B), one type of acid generator described above may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In this invention, when a resist composition contains (B) component, 0.5-60 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (A) component, and, as for content of (B) component, 1-50 mass parts Is more preferable, and 1-40 mass parts is further more preferable. By forming the content of the component (B) within the above range, pattern formation is sufficiently performed. Moreover, when each component of a resist composition is melt | dissolved in the organic solvent, since a uniform solution is obtained and storage stability becomes favorable, it is preferable.
<塩基性化合物成分;(D)成分>
本発明においてレジスト組成物は、(A)成分に加えて、または(A)成分および(B)成分に加えて、さらに、酸拡散制御剤成分(以下「(D)成分」ともいう。)を含有してもよい。
(D)成分は、前記(B)成分等から露光により発生する酸をトラップするクエンチャー(酸拡散制御剤)として作用するものである。
本発明における(D)成分は、露光により分解して酸拡散制御性を失う光崩壊性塩基(D1)(以下「(D1)成分」という。)であってもよく、該(D1)成分に該当しない含窒素有機化合物(D2)(以下「(D2)成分」という。)であってもよい。
<Basic compound component; (D) component>
In the present invention, the resist composition contains an acid diffusion controller component (hereinafter also referred to as “component (D)”) in addition to the component (A) or in addition to the components (A) and (B). You may contain.
The component (D) acts as a quencher (acid diffusion controller) that traps acid generated by exposure from the component (B) and the like.
The component (D) in the present invention may be a photodegradable base (D1) (hereinafter referred to as “(D1) component”) that is decomposed by exposure and loses acid diffusion controllability. A non-corresponding nitrogen-containing organic compound (D2) (hereinafter referred to as “component (D2)”) may be used.
[(D1)成分]
(D1)成分を含有するレジスト組成物とすることで、レジストパターンを形成する際に、露光部と非露光部のコントラストを向上させることができる。
(D1)成分としては、露光により分解して酸拡散制御性を失うものであれば特に限定されず、下記一般式(d1−1)で表される化合物(以下「(d1−1)成分」という。)、下記一般式(d1−2)で表される化合物(以下「(d1−2)成分」という。)及び下記一般式(d1−3)で表される化合物(以下「(d1−3)成分」という。)からなる群より選ばれる1種以上の化合物が好ましい。
(d1−1)〜(d1−3)成分は、露光部においては分解して酸拡散制御性(塩基性)を失うためクエンチャーとして作用せず、未露光部においてクエンチャーとして作用する。
[(D1) component]
By forming the resist composition containing the component (D1), the contrast between the exposed portion and the non-exposed portion can be improved when forming a resist pattern.
The component (D1) is not particularly limited as long as it is decomposed by exposure and loses acid diffusion controllability, and is a compound represented by the following general formula (d1-1) (hereinafter referred to as “(d1-1) component”). ), A compound represented by the following general formula (d1-2) (hereinafter referred to as “(d1-2) component”) and a compound represented by the following general formula (d1-3) (hereinafter referred to as “(d1- One or more compounds selected from the group consisting of “3) component”) are preferred.
The components (d1-1) to (d1-3) are decomposed in the exposed portion and lose acid diffusion controllability (basicity), and thus do not act as a quencher, and act as a quencher in an unexposed portion.
{(d1−1)成分}
・アニオン部
式(d1−1)中、Rd1は置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、R101と同様のものが挙げられる。
これらのなかでも、Rd1としては、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい脂肪族環式基、又は置換基を有していてもよい鎖状の炭化水素基が好ましい。これらの基が有していてもよい置換基としては水酸基、フッ素原子又はフッ素化アルキル基が好ましい。
前記芳香族炭化水素基としてはフェニル基もしくはナフチル基がより好ましい。
前記脂肪族環式基としては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
前記鎖状の炭化水素基としては、鎖状のアルキル基が好ましい。鎖状のアルキル基としては、炭素数が1〜10であることが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の直鎖状のアルキル基;1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基等の分岐鎖状のアルキル基;が挙げられる。
{(D1-1) component}
During Anion formula (d1-1), Rd 1 is have an optionally substituted cyclic group which may have a substituent chain alkyl group or a substituted group, Or a similar chain alkenyl group to the same as R 101 .
Among these, Rd 1 may have an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aliphatic cyclic group which may have a substituent, or a substituent. A chain hydrocarbon group is preferred. The substituent that these groups may have is preferably a hydroxyl group, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group.
The aromatic hydrocarbon group is more preferably a phenyl group or a naphthyl group.
The aliphatic cyclic group is more preferably a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane or tetracyclododecane.
As the chain hydrocarbon group, a chain alkyl group is preferable. The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and specifically includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, and a nonyl group. A linear alkyl group such as a group or decyl group; 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group And branched chain alkyl groups such as 2-ethylbutyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group, and the like.
前記鎖状のアルキル基が置換基としてフッ素原子又はフッ素化アルキル基を有するフッ素化アルキル基である場合、フッ素化アルキル基の炭素数は、1〜11が好ましく、1〜8がより好ましく、1〜4がさらに好ましい該フッ素化アルキル基は、フッ素原子以外の原子を含有してもよい。フッ素原子以外の原子としては、たとえば酸素原子、炭素原子、水素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
Rd1としては、直鎖状のアルキル基を構成する一部又は全部の水素原子がフッ素原子により置換されたフッ素化アルキル基であることが好ましく、直鎖状のアルキル基を構成する水素原子の全てがフッ素原子で置換されたフッ素化アルキル基(直鎖状のパーフルオロアルキル基)であることが好ましい。
When the chain alkyl group is a fluorinated alkyl group having a fluorine atom or a fluorinated alkyl group as a substituent, the fluorinated alkyl group preferably has 1 to 11 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms. The fluorinated alkyl group, which is more preferably ˜4, may contain an atom other than a fluorine atom. Examples of atoms other than fluorine atoms include oxygen atoms, carbon atoms, hydrogen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms.
Rd 1 is preferably a fluorinated alkyl group in which some or all of the hydrogen atoms constituting the linear alkyl group are substituted by fluorine atoms, and the hydrogen atom constituting the linear alkyl group It is preferable that all are fluorinated alkyl groups (linear perfluoroalkyl groups) substituted with fluorine atoms.
以下に(d1−1)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。 Preferred specific examples of the anion moiety of the component (d1-1) are shown below.
・カチオン部
式(d1−1)中、Mm+は、m価の有機カチオンである。
Mm+の有機カチオンとしては、特に限定されず、例えば、前記一般式(ca−1)〜(ca−4)でそれぞれ表されるカチオンと同様のものが挙げられ、前記式(ca−1−1)〜(ca−1−63)でそれぞれ表されるカチオンが好ましい。
(d1−1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
-Cation part In formula (d1-1), Mm + is an m-valent organic cation.
The organic cation of M m + is not particularly limited, and examples thereof include those similar to the cations represented by the general formulas (ca-1) to (ca-4), respectively, and the formula (ca-1- Cations represented by 1) to (ca-1-63) are preferable.
As the component (d1-1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
{(d1−2)成分}
・アニオン部
式(d1−2)中、Rd2は、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、R101と同様のものが挙げられる。
ただし、Rd2における、S原子に隣接する炭素原子には2つ以上のフッ素原子は結合していない(フッ素置換されていない)ものとする。これにより、(d1−2)成分のアニオンが適度な弱酸アニオンとなり、(D)成分のクエンチング能が向上する。
Rd2としては、置換基を有していてもよい脂肪族環式基であることが好ましく、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等から1個以上の水素原子を除いた基(置換基を有していてもよい);カンファー等から1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
Rd2の炭化水素基は置換基を有していてもよく、該置換基としては、前記式(d1−1)のRd1における炭化水素基(芳香族炭化水素基、脂肪族炭化水素基)が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
{(D1-2) component}
· During anion formula (d1-2), Rd 2 is has an optionally substituted cyclic group which may have a substituent chain alkyl group or a substituted group, A chain alkenyl group which may be the same as R 101 .
However, it is assumed that two or more fluorine atoms are not bonded to the carbon atom adjacent to the S atom in Rd 2 (not fluorine-substituted). Thereby, the anion of (d1-2) component turns into a moderate weak acid anion, and the quenching ability of (D) component improves.
Rd 2 is preferably an aliphatic cyclic group which may have a substituent, and a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane or the like. (It may have a substituent); it is more preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from camphor or the like.
The hydrocarbon group of Rd 2 may have a substituent, and examples of the substituent include a hydrocarbon group (aromatic hydrocarbon group, aliphatic hydrocarbon group) in Rd 1 of the formula (d1-1). The same thing as the substituent which may have is mentioned.
以下に(d1−2)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。 Preferred specific examples of the anion moiety of the component (d1-2) are shown below.
・カチオン部
式(d1−2)中、Mm+は、m価の有機カチオンであり、前記式(d1−1)中のMm+と同様である。
(d1−2)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
-Cation part In formula (d1-2), Mm + is an m-valent organic cation, and is the same as Mm + in formula (d1-1).
As the component (d1-2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
{(d1−3)成分}
・アニオン部
式(d1−3)中、Rd3は置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、R101と同様のものが挙げられ、フッ素原子を含む環式基、鎖状のアルキル基、又は鎖状のアルケニル基であることが好ましい。中でも、フッ素化アルキル基が好ましく、前記Rd1のフッ素化アルキル基と同様のものがより好ましい。
{(D1-3) component}
During Anion formula (d1-3), Rd 3 is have an optionally substituted cyclic group which may have a substituent chain alkyl group or a substituted group, A chain alkenyl group that may be the same as R 101, and is preferably a cyclic group containing a fluorine atom, a chain alkyl group, or a chain alkenyl group. Among them, a fluorinated alkyl group is preferable, and the same as the fluorinated alkyl group for Rd 1 is more preferable.
式(d1−3)中、Rd4は、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、R101と同様のものが挙げられる。
中でも、置換基を有していてもよいアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、環式基であることが好ましい。
Rd4におけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。Rd4のアルキル基の水素原子の一部が水酸基、シアノ基等で置換されていてもよい。
Rd4におけるアルコキシ基は、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、炭素数1〜5のアルコキシ基として具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が挙げられる。なかでも、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。
In formula (d1-3), Rd 4 may have a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a substituent. Examples of the chain alkenyl group include those similar to R 101 .
Among these, an alkyl group, an alkoxy group, an alkenyl group, or a cyclic group which may have a substituent is preferable.
The alkyl group in Rd 4 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group. Tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. A part of the hydrogen atoms of the alkyl group of Rd 4 may be substituted with a hydroxyl group, a cyano group, or the like.
The alkoxy group in Rd 4 is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. Specific examples of the alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, n- Examples include butoxy group and tert-butoxy group. Of these, a methoxy group and an ethoxy group are preferable.
Rd4におけるアルケニル基は、上記R101と同様のものが挙げられ、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基が好ましい。これらの基はさらに置換基として、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基を有していても良い。 Examples of the alkenyl group in Rd 4 include those similar to R 101 described above, and a vinyl group, a propenyl group (allyl group), a 1-methylpropenyl group, and a 2-methylpropenyl group are preferable. These groups may further have, as a substituent, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Rd4における環式基は、上記R101と同様のものが挙げられ、シクロペンタン、シクロヘキサン、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた脂環式基、又は、フェニル基、ナフチル基等の芳香族基が好ましい。Rd4が脂環式基である場合、レジスト組成物が有機溶剤に良好に溶解することにより、リソグラフィー特性が良好となる。また、Rd4が芳香族基である場合、EUV等を露光光源とするリソグラフィーにおいて、該レジスト組成物が光吸収効率に優れ、感度やリソグラフィー特性が良好となる。 Examples of the cyclic group for Rd 4 include the same groups as those described above for R 101, and one or more hydrogen atoms are removed from a cycloalkane such as cyclopentane, cyclohexane, adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. An alicyclic group or an aromatic group such as a phenyl group or a naphthyl group is preferred. When Rd 4 is an alicyclic group, the resist composition is well dissolved in an organic solvent, whereby the lithography properties are improved. In addition, when Rd 4 is an aromatic group, in lithography using EUV or the like as an exposure light source, the resist composition is excellent in light absorption efficiency, and sensitivity and lithography characteristics are good.
式(d1−3)中、Yd1は、単結合、または2価の連結基である。
Yd1における2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基(脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基)、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が挙げられる。これらはそれぞれ、前記式(a2−1)におけるYa21の2価の連結基の説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
Yd1としては、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、アルキレン基又はこれらの組み合わせであることが好ましい。アルキレン基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基であることがより好ましく、メチレン基又はエチレン基であることがさらに好ましい。
In formula (d1-3), Yd 1 represents a single bond or a divalent linking group.
The divalent linking group in Yd 1 is not particularly limited, but may be a divalent hydrocarbon group (aliphatic hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group) which may have a substituent, or a hetero atom containing 2 Valent linking groups and the like. These may be the same as those exemplified in the description of the divalent linking group of Ya 21 in the formula (a2-1).
Yd 1 is preferably a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, an alkylene group, or a combination thereof. The alkylene group is preferably a linear or branched alkylene group, and more preferably a methylene group or an ethylene group.
以下に(d1−3)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。 Preferred specific examples of the anion moiety of the component (d1-3) are shown below.
・カチオン部
式(d1−3)中、Mm+は、m価の有機カチオンであり、前記式(d1−1)中のMm+と同様である。
(d1−3)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
-Cation part In formula (d1-3), Mm + is an m-valent organic cation, and is the same as Mm + in formula (d1-1).
As the component (d1-3), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
(D1)成分は、上記(d1−1)〜(d1−3)成分のいずれか1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D1)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.5〜10質量部であることが好ましく、0.5〜8質量部であることがより好ましく、1〜8質量部であることがさらに好ましい。
(D1)成分の含有量が好ましい下限値以上であると、特に良好なリソグラフィー特性及びレジストパターン形状が得られる。一方、上限値以下であると、感度を良好に維持でき、スループットにも優れる。
As the component (D1), only one of the above components (d1-1) to (d1-3) may be used, or two or more may be used in combination.
The content of the component (D1) is preferably 0.5 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 8 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the component (A). More preferably, it is part by mass.
When the content of the component (D1) is not less than the preferable lower limit value, particularly good lithography characteristics and a resist pattern shape are obtained. On the other hand, when it is not more than the upper limit value, the sensitivity can be maintained well and the throughput is also excellent.
前記の(d1−1)成分、(d1−2)成分の製造方法は、特に限定されず、公知の方法により製造することができる。 The manufacturing method of said (d1-1) component and (d1-2) component is not specifically limited, It can manufacture by a well-known method.
(D1)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.5〜10.0質量部であることが好ましく、0.5〜8.0質量部であることがより好ましく、1.0〜8.0質量部であることがさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であると、特に良好なリソグラフィー特性及びレジストパターン形状が得られる。前記範囲の上限値以下であると、感度を良好に維持でき、スループットにも優れる。 The content of the component (D1) is preferably 0.5 to 10.0 parts by mass and more preferably 0.5 to 8.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). 1.0 to 8.0 parts by mass is even more preferable. When it is at least the lower limit of the above range, particularly good lithography properties and resist pattern shape can be obtained. When the amount is not more than the upper limit of the above range, the sensitivity can be maintained satisfactorily and the throughput is excellent.
((D2)成分)
(D)成分は、上記(D1)成分に該当しない含窒素有機化合物成分(以下、(D2)成分という。)を含有していてもよい。
(D2)成分としては、酸拡散制御剤として作用するものであり、且つ(D1)成分に該当しないものであれば特に限定されず、公知のものから任意に用いればよい。なかでも、脂肪族アミン、特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンが好ましい。
脂肪族アミンとは、1つ以上の脂肪族基を有するアミンであり、該脂肪族基は炭素数が1〜12であることが好ましい。
脂肪族アミンとしては、アンモニアNH3の水素原子の少なくとも1つを、炭素数12以下のアルキル基またはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンまたはアルキルアルコールアミン)又は環式アミンが挙げられる。
アルキルアミンおよびアルキルアルコールアミンの具体例としては、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−デシルアミン等のモノアルキルアミン;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジアルキルアミン;トリメチルアミン、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、トリ−n−ドデシルアミン等のトリアルキルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジ−n−オクタノールアミン、トリ−n−オクタノールアミン等のアルキルアルコールアミンが挙げられる。これらの中でも、炭素数5〜10のトリアルキルアミンがさらに好ましく、トリ−n−ペンチルアミン又はトリ−n−オクチルアミンが特に好ましい。
((D2) component)
(D) component may contain the nitrogen-containing organic compound component (henceforth (D2) component) which does not correspond to the said (D1) component.
The component (D2) is not particularly limited as long as it functions as an acid diffusion control agent and does not correspond to the component (D1), and any known component may be used. Of these, aliphatic amines, particularly secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines are preferred.
An aliphatic amine is an amine having one or more aliphatic groups, and the aliphatic groups preferably have 1 to 12 carbon atoms.
Examples of the aliphatic amine include an amine (alkyl amine or alkyl alcohol amine) or a cyclic amine in which at least one hydrogen atom of ammonia NH 3 is substituted with an alkyl group or hydroxyalkyl group having 12 or less carbon atoms.
Specific examples of alkylamines and alkyl alcohol amines include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine; diethylamine, di-n-propylamine, di- -Dialkylamines such as n-heptylamine, di-n-octylamine, dicyclohexylamine; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine , Trialkylamines such as tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, tri-n-dodecylamine; diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine, Li isopropanolamine, di -n- octanol amines, alkyl alcohol amines tri -n- octanol amine. Among these, a trialkylamine having 5 to 10 carbon atoms is more preferable, and tri-n-pentylamine or tri-n-octylamine is particularly preferable.
環式アミンとしては、たとえば、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環化合物が挙げられる。該複素環化合物としては、単環式のもの(脂肪族単環式アミン)であっても多環式のもの(脂肪族多環式アミン)であってもよい。
脂肪族単環式アミンとして、具体的には、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。
脂肪族多環式アミンとしては、炭素数が6〜10のものが好ましく、具体的には、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、ヘキサメチレンテトラミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。
Examples of the cyclic amine include heterocyclic compounds containing a nitrogen atom as a hetero atom. The heterocyclic compound may be monocyclic (aliphatic monocyclic amine) or polycyclic (aliphatic polycyclic amine).
Specific examples of the aliphatic monocyclic amine include piperidine and piperazine.
As the aliphatic polycyclic amine, those having 6 to 10 carbon atoms are preferable. Specifically, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene, 1,8-diazabicyclo [5. 4.0] -7-undecene, hexamethylenetetramine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, and the like.
その他の脂肪族アミンとしては、トリス(2−メトキシメトキシエチル)アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシメトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシプロポキシ)エチル}アミン、トリス[2−{2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチル]アミン、トリエタノールアミントリアセテート等が挙げられ、トリエタノールアミントリアセテートが好ましい。 Other aliphatic amines include tris (2-methoxymethoxyethyl) amine, tris {2- (2-methoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (2-methoxyethoxymethoxy) ethyl} amine, tris {2 -(1-methoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (1-ethoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (1-ethoxypropoxy) ethyl} amine, tris [2- {2- (2-hydroxy Ethoxy) ethoxy} ethyl] amine, triethanolamine triacetate and the like, and triethanolamine triacetate is preferable.
また、(D2)成分としては、芳香族アミンを用いてもよい。
芳香族アミンとしては、アニリン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、ピロール、インドール、ピラゾール、イミダゾールまたはこれらの誘導体、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、トリベンジルアミン、2,6−ジイソプロピルアニリン、N−tert−ブトキシカルボニルピロリジン等が挙げられる。
As the component (D2), an aromatic amine may be used.
Aromatic amines include aniline, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, pyrrole, indole, pyrazole, imidazole or derivatives thereof, diphenylamine, triphenylamine, tribenzylamine, 2,6-diisopropylaniline, N-tert-butoxy. And carbonylpyrrolidine.
(D2)成分は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D2)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。上記範囲とすることにより、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等が向上する。
(D2) A component may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.
(D2) A component is normally used in 0.01-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component. By setting the content in the above range, the resist pattern shape, the stability over time, and the like are improved.
(D)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明においてレジスト組成物が(D)成分を含有する場合、(D)成分は、(A)成分100質量部に対して、0.1〜15質量部であることが好ましく、0.3〜12質量部であることがより好ましく、0.5〜12質量部であることがさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であると、レジスト組成物とした際、LWR等のリソグラフィー特性がより向上する。また、より良好なレジストパターン形状が得られる。前記範囲の上限値以下であると、感度を良好に維持でき、スループットにも優れる。
(D) A component may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
In this invention, when a resist composition contains (D) component, it is preferable that (D) component is 0.1-15 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component, 0.3- More preferably, it is 12 mass parts, and it is still more preferable that it is 0.5-12 mass parts. When it is at least the lower limit of the above range, lithography properties such as LWR are further improved when a resist composition is used. Further, a better resist pattern shape can be obtained. When it is not more than the upper limit of the above range, the sensitivity can be maintained satisfactorily and the throughput is excellent.
<任意成分>
[(E)成分]
本発明において、レジスト組成物には、感度劣化の防止や、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等の向上の目的で、任意の成分として、有機カルボン酸、ならびにリンのオキソ酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の化合物(E)(以下、(E)成分という。)を含有させることができる。
有機カルボン酸としては、例えば、酢酸、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。
リンのオキソ酸としては、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸等が挙げられ、これらの中でも特にホスホン酸が好ましい。
リンのオキソ酸の誘導体としては、たとえば、上記オキソ酸の水素原子を炭化水素基で置換したエステル等が挙げられ、前記炭化水素基としては、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基等が挙げられる。
リン酸の誘導体としては、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステル等のリン酸エステルなどが挙げられる。
ホスホン酸の誘導体としては、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸−ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステル等のホスホン酸エステルなどが挙げられる。
ホスフィン酸の誘導体としては、ホスフィン酸エステルやフェニルホスフィン酸などが挙げられる。
(E)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(E)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
<Optional component>
[(E) component]
In the present invention, the resist composition includes organic carboxylic acid, phosphorus oxo acid and derivatives thereof as optional components for the purpose of preventing sensitivity deterioration and improving the resist pattern shape and stability with time. At least one compound (E) selected from the group (hereinafter referred to as component (E)) can be contained.
As the organic carboxylic acid, for example, acetic acid, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are suitable.
Examples of phosphorus oxo acids include phosphoric acid, phosphonic acid, and phosphinic acid. Among these, phosphonic acid is particularly preferable.
Examples of the oxo acid derivative of phosphorus include esters in which the hydrogen atom of the oxo acid is substituted with a hydrocarbon group, and the hydrocarbon group includes an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and 6 to 6 carbon atoms. 15 aryl groups and the like.
Examples of phosphoric acid derivatives include phosphoric acid esters such as di-n-butyl phosphate and diphenyl phosphate.
Examples of phosphonic acid derivatives include phosphonic acid esters such as phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid-di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, and phosphonic acid dibenzyl ester.
Examples of phosphinic acid derivatives include phosphinic acid esters and phenylphosphinic acid.
(E) A component may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
(E) A component is normally used in 0.01-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component.
[(F)成分]
本発明において、レジスト組成物は、レジスト膜に撥水性を付与するため、フッ素添加剤(以下「(F)成分」という。)を含有していてもよい。
(F)成分としては、例えば、特開2010−002870号公報、特開2010−032994号公報、特開2010−277043号公報、特開2011−13569号公報、特開2011−128226号公報、に記載の含フッ素高分子化合物を用いることができる。
(F)成分としてより具体的には、下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)を有する重合体が挙げられる。前記重合体としては、下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)のみからなる重合体(ホモポリマー);下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)と、前記構成単位(a1)との共重合体;下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)と、アクリル酸又はメタクリル酸から誘導される構成単位と、前記構成単位(a1)との共重合体、であることが好ましい。ここで、下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)と共重合される前記構成単位(a1)としては、1−エチル−1−シクロオクチル(メタ)アクリレートまたは前記式(a1−2−01)で表される構成単位が好ましい。
[(F) component]
In the present invention, the resist composition may contain a fluorine additive (hereinafter referred to as “component (F)”) in order to impart water repellency to the resist film.
Examples of the component (F) include JP 2010-002870 A, JP 2010-032994 A, JP 2010-277043 A, JP 2011-13569 A, and JP 2011-128226 A. The described fluorine-containing polymer compound can be used.
More specifically, examples of the component (F) include a polymer having a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1). As the polymer, a polymer (homopolymer) consisting only of the structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1); a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1); A copolymer with the structural unit (a1); a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1); a structural unit derived from acrylic acid or methacrylic acid; and the structural unit (a1) It is preferable that it is a copolymer. Here, as the structural unit (a1) copolymerized with the structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1), 1-ethyl-1-cyclooctyl (meth) acrylate or the formula (a1) -2-01) is preferred.
式(f1−1)中、Rは前記同様である。Rとしては、水素原子またはメチル基が好ましい。
式(f1−1)中、Rf102およびRf103のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。Rf102およびRf103の炭素数1〜5のアルキル基としては、上記Rの炭素数1〜5のアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましい。Rf102およびRf103の炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基として、具体的には、上記炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部または全部が、ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。なかでもRf102およびRf103としては、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、水素原子、フッ素原子、メチル基、またはエチル基が好ましい。
式(f1−1)中、nf1は1〜5の整数であって、1〜3の整数が好ましく、1又は2であることがより好ましい。
In formula (f1-1), R is the same as described above. R is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
In formula (f1-1), examples of the halogen atom for Rf 102 and Rf 103 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable. Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of Rf 102 and Rf 103 include the same as the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R, and a methyl group or an ethyl group is preferable. Specific examples of the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of Rf 102 and Rf 103 include a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with a halogen atom. Can be mentioned. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable. The inter alia Rf 102 and Rf 103, a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms is preferable, a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or an ethyl group, preferred.
In formula (f1-1), nf 1 is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, and more preferably 1 or 2.
式(f1−1)中、Rf101はフッ素原子を含む有機基であって、フッ素原子を含む炭化水素基であることが好ましい。
フッ素原子を含む炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のいずれであってもよく、炭素数は1〜20であることが好ましく、炭素数1〜15であることがより好ましく、炭素数1〜10が特に好ましい。
また、フッ素原子を含む炭化水素基は、当該炭化水素基における水素原子の25%以上がフッ素化されていることが好ましく、50%以上がフッ素化されていることがより好ましく、60%以上がフッ素化されていることが、浸漬露光時のレジスト膜の疎水性が高まることから、特に好ましい。
なかでも、Rf101としては、炭素数1〜5のフッ素化炭化水素基が特に好ましく、メチル基、−CH2−CF3、−CH2−CF2−CF3、−CH(CF3)2、−CH2−CH2−CF3、−CH2−CH2−CF2−CF2−CF2−CF3が最も好ましい。
In formula (f1-1), Rf 101 is an organic group containing a fluorine atom, and is preferably a hydrocarbon group containing a fluorine atom.
The hydrocarbon group containing a fluorine atom may be linear, branched or cyclic, and preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms. The carbon number of 1 to 10 is particularly preferable.
The hydrocarbon group containing a fluorine atom preferably has 25% or more of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group fluorinated, more preferably 50% or more fluorinated, and 60% or more. Fluorination is particularly preferable because the hydrophobicity of the resist film during immersion exposure is increased.
Among these, as Rf 101, particularly preferably a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, a methyl group, -CH 2 -CF 3, -CH 2 -CF 2 -
(F)成分の重量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、1000〜50000が好ましく、5000〜40000がより好ましく、10000〜30000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
(F)成分の分散度(Mw/Mn)は、1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.2〜2.5が最も好ましい。
(F) As for the weight average molecular weight (Mw) (polystyrene conversion reference | standard by a gel permeation chromatography), 1000-50000 are preferable, 5000-40000 are more preferable, and 10000-30000 are the most preferable. If it is below the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and if it is above the lower limit of this range, dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape are good.
The dispersity (Mw / Mn) of the component (F) is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.2 to 2.5.
(F)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(F)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.5〜10質量部の割合で用いられる。
(F) A component may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
(F) A component is normally used in the ratio of 0.5-10 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component.
本発明において、レジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料などを適宜、添加含有させることができる。 In the present invention, the resist composition further contains an optional miscible additive, for example, an additional resin for improving the performance of the resist film, a dissolution inhibitor, a plasticizer, a stabilizer, a colorant, and an antihalation agent. A dye or the like can be added and contained as appropriate.
[(S)成分]
本発明において、レジスト組成物は、材料を有機溶剤(以下、(S)成分ということがある)に溶解させて製造することができる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
たとえば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン(2−ヘプタノン)、メチルイソペンチルケトン、などのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤、ジメチルスルホキシド(DMSO)などを挙げることができる。
これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
なかでも、PGMEA、PGME、γ−ブチロラクトン、ELが好ましい。
また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶媒も好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2の範囲内とすることが好ましい。
より具体的には、極性溶剤としてEL又はシクロヘキサノンを配合する場合は、PGMEA:EL又はシクロヘキサノンの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2である。また、極性溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2、さらに好ましくは3:7〜7:3である。
また、(S)成分として、その他には、PGMEA及びELの中から選ばれる少なくとも1種とγ−ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者の質量比が好ましくは70:30〜95:5とされる。
(S)成分の使用量は特に限定されず、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。一般的にはレジスト組成物の固形分濃度が1〜20質量%、好ましくは2〜15質量%の範囲内となるように用いられる。
[(S) component]
In the present invention, the resist composition can be produced by dissolving the material in an organic solvent (hereinafter sometimes referred to as (S) component).
As the component (S), any component can be used as long as it can dissolve each component to be used to form a uniform solution. Conventionally, any one of known solvents for chemically amplified resists can be used. Two or more types can be appropriately selected and used.
For example, lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone (MEK), cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone (2-heptanone), methyl isopentyl ketone; ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, di- Polyhydric alcohols such as propylene glycol; compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoacetate, the polyhydric alcohols or compounds having the ester bond Monoalkyl ethers such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether Derivatives of polyhydric alcohols such as compounds having an ether bond such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and propylene glycol monomethyl ether (PGME) among these; cyclic ethers such as dioxane, , Methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, etc .; anisole, ethyl benzyl ether, cresyl methyl Ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetole, butyl phenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, mesitylene And aromatic organic solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO).
These organic solvents may be used independently and may be used as 2 or more types of mixed solvents.
Of these, PGMEA, PGME, γ-butyrolactone, and EL are preferable.
Moreover, the mixed solvent which mixed PGMEA and the polar solvent is also preferable. The blending ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility between PGMEA and the polar solvent, preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. It is preferable to be within the range.
More specifically, when EL or cyclohexanone is blended as the polar solvent, the mass ratio of PGMEA: EL or cyclohexanone is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. . Moreover, when mix | blending PGME as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: PGME becomes like this. Preferably it is 1: 9-9: 1, More preferably, it is 2: 8-8: 2, More preferably, it is 3: 7-7: 3.
In addition, as the component (S), a mixed solvent of at least one selected from PGMEA and EL and γ-butyrolactone is also preferable. In this case, the mixing ratio of the former and the latter is preferably 70:30 to 95: 5.
(S) The usage-amount of a component is not specifically limited, It is a density | concentration which can be apply | coated to a board | substrate etc., and is suitably set according to a coating film thickness. Generally, it is used so that the solid content concentration of the resist composition is in the range of 1 to 20% by mass, preferably 2 to 15% by mass.
[工程B]
工程Bでは、前記第1のレジストパターンを被覆するように、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布し、第1の層を形成する。工程Bでは、図1(B)に示すように、工程Aで形成した第1のレジストパターン1Pを被覆するように、第1の層2を形成する。
工程Bにおいて、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布して、形成された第1の層は、第1のレジストパターンのパターン表面に作用し、後の工程Cにおいて、第1のレジストパターンのパターン表面の現像液に対する溶解性を変化させることができる。
[Step B]
In step B, a solution containing an acid or thermal acid generator is applied so as to cover the first resist pattern to form a first layer. In step B, as shown in FIG. 1B, the first layer 2 is formed so as to cover the first resist
In step B, a solution containing an acid or a thermal acid generator is applied, and the formed first layer acts on the pattern surface of the first resist pattern. In step C, the first resist pattern is formed. The solubility of the pattern surface in the developer can be changed.
〔酸又は熱酸発生剤を含む溶液〕
本発明において、酸又は熱酸発生剤を含む溶液について説明する。酸又は熱酸発生剤を含む溶液は、酸又は熱酸発生剤と、高分子化合物と、溶剤とからなることが好ましい。
[Solution containing acid or thermal acid generator]
In the present invention, a solution containing an acid or a thermal acid generator will be described. The solution containing an acid or thermal acid generator is preferably composed of an acid or thermal acid generator, a polymer compound, and a solvent.
〔酸(酸成分(T0))〕
本発明において、「酸」とは、それ自体が酸性を有し、プロトン供与体として作用するものである(以下、「酸成分(T0)」と記載することがある。)。このような(T0)成分としては、塩を形成していない非イオン性の酸が挙げられる。
(T0)成分としては、フッ素化アルキル基含有カルボン酸、高級脂肪酸、高級アルキルスルホン酸、高級アルキルアリールスルホン酸、カンファースルホン酸等の酸成分が挙げられる。
[Acid (acid component (T0))]
In the present invention, the “acid” itself is acidic and acts as a proton donor (hereinafter sometimes referred to as “acid component (T0)”). Examples of such a (T0) component include nonionic acids that do not form a salt.
Examples of the (T0) component include acid components such as fluorinated alkyl group-containing carboxylic acids, higher fatty acids, higher alkyl sulfonic acids, higher alkyl aryl sulfonic acids, and camphor sulfonic acids.
フッ素化アルキル基含有カルボン酸としては、たとえばC10F21COOH等が挙げられる。
高級脂肪酸としては、炭素数8〜20のアルキル基を有する高級脂肪酸が挙げられ、具体的には、ドデカン酸、テトラデカン酸、ステアリン酸等が挙げられる。
上記炭素数8〜20のアルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状のいずれであってもよく、その鎖中にフェニレン基又は酸素原子等が介在していてもよいし、アルキル基中の水素原子の一部が水酸基やカルボキシ基で置換されていてもよい。
高級アルキルスルホン酸としては、平均炭素数が好ましくは9〜21、より好ましくは12〜18のアルキル基を有するスルホン酸が挙げられ、具体的には、デカンスルホン酸、ドデカンスルホン酸、テトラデカンスルホン酸、ペンタデカンスルホン酸、ステアリン酸スルホン酸等が挙げられる。
高級アルキルアリールスルホン酸としては、平均炭素数が好ましくは6〜18、より好ましくは9〜15のアルキル基を有するアルキルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸等が挙げられ、具体的には、ドデシルベンゼンスルホン酸、デシルナフタレンスルホン酸が挙げられる。
Examples of the fluorinated alkyl group-containing carboxylic acid include C 10 F 21 COOH.
Examples of higher fatty acids include higher fatty acids having an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms, and specific examples include dodecanoic acid, tetradecanoic acid, and stearic acid.
The alkyl group having 8 to 20 carbon atoms may be linear or branched, and a phenylene group or an oxygen atom may be interposed in the chain, or hydrogen in the alkyl group. A part of the atoms may be substituted with a hydroxyl group or a carboxy group.
Examples of the higher alkyl sulfonic acid include sulfonic acids having an alkyl group with an average carbon number of preferably 9 to 21, more preferably 12 to 18. Specifically, decane sulfonic acid, dodecane sulfonic acid, and tetradecane sulfonic acid. , Pentadecane sulfonic acid, stearic acid sulfonic acid and the like.
Examples of the higher alkylaryl sulfonic acid include alkylbenzene sulfonic acid and alkyl naphthalene sulfonic acid having an alkyl group with an average carbon number of preferably 6 to 18, more preferably 9 to 15, and specifically, dodecylbenzene sulfone. Examples include acid and decylnaphthalenesulfonic acid.
その他の酸成分としては、平均炭素数が好ましくは6〜18、より好ましくは9〜15のアルキル基を有するアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸が挙げられ、具体的には、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸等が挙げられる。 Other acid components include alkyl diphenyl ether disulfonic acid having an alkyl group with an average carbon number of preferably 6 to 18, more preferably 9 to 15, and specifically, dodecyl diphenyl ether disulfonic acid and the like.
〔熱酸発生剤(酸成分(T1))〕
熱酸発生剤(以下、「酸成分(T1)」と記載することがある。)は、加熱により酸を発生する成分である。加熱により酸を発生する熱酸発生剤成分としては、これまで、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤;オキシムスルホネート系酸発生剤;ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類;ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤;ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤;イミノスルホネート系酸発生剤;ジスルホン系酸発生剤など多種のものが知られている。これらの酸発生剤成分は、光酸発生剤としても知られているが、熱酸発生剤としても機能する。したがって、本発明において使用可能な酸発生剤成分としては、従来、化学増幅型レジスト組成物用の酸発生剤として公知のものの中から任意のものを利用することができる。
なかでも、酸成分(T1)としては、下記一般式(T1−1)〜(T1−3)のいずれかで表されるものが好ましい。
[Thermal acid generator (acid component (T1))]
The thermal acid generator (hereinafter sometimes referred to as “acid component (T1)”) is a component that generates an acid by heating. As thermal acid generator components that generate acid by heating, onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts; oxime sulfonate acid generators; bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes; poly (bis There are various known diazomethane acid generators such as sulfonyl) diazomethanes; nitrobenzyl sulfonate acid generators; imino sulfonate acid generators; disulfone acid generators. These acid generator components are also known as photoacid generators, but also function as thermal acid generators. Accordingly, as the acid generator component that can be used in the present invention, any conventionally known acid generator for chemically amplified resist compositions can be used.
Especially, as an acid component (T1), what is represented by either of the following general formula (T1-1)-(T1-3) is preferable.
{アニオン部}
・(T1−1)成分のアニオン部
式(T1−1)中、Rt101は、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。
式(T1−1)中、Rt101についての説明は、上記式(b−1)中のR101についての説明と同様である。
{Anion part}
-Anion part of (T1-1) component In formula (T1-1), Rt 101 is a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, Alternatively, a chain alkenyl group which may have a substituent.
In the formula (T1-1), the description of Rt 101 is the same as the description of R 101 in the formula (b-1).
式(T1−1)中、Yt101は、単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。
式(T1−1)中の、Yt101についての説明は、上記式(b−1)中のY101についての説明と同様である。
In formula (T1-1), Yt 101 represents a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom.
The description of Yt 101 in the formula (T1-1) is the same as the description of Y 101 in the above formula (b-1).
式(T1−1)中、Vt101は、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基である。Vt101におけるアルキレン基、フッ素化アルキレン基は、炭素数1〜4であることが好ましい。Vt101におけるフッ素化アルキレン基としては、Vt101におけるアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。なかでも、Vt101は、単結合、又は炭素数1〜4のフッ素化アルキレン基であることが好ましい。 In formula (T1-1), Vt 101 represents a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group. The alkylene group and fluorinated alkylene group in Vt 101 preferably have 1 to 4 carbon atoms. As the fluorinated alkylene group for Vt 101, some or all of the hydrogen atoms of the alkylene group have been substituted with fluorine atoms in the vt 101. Among these, Vt 101 is preferably a single bond or a fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
式(T1−1)中、Rt102は、フッ素原子または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。Rt102は、フッ素原子または炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。 In formula (T1-1), Rt 102 represents a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Rt 102 is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a fluorine atom.
(T1−1)成分のアニオン部の具体例としては、たとえば、Yt101が単結合となる場合、トリフルオロメタンスルホネートアニオンやパーフルオロブタンスルホネートアニオン等のフッ素化アルキルスルホネートアニオンが挙げられ;Yt101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、上記式(an−1)〜(an−3)のいずれかで表されるアニオンが挙げられる。 Specific examples of the anion part of (T1-1) component, for example, if Yt 101 is a single bond, include fluorinated alkyl sulfonate anions such as trifluoromethane sulfonate anion or perfluorobutane sulfonate anion; Yt 101 is In the case of a divalent linking group containing an oxygen atom, anions represented by any of the above formulas (an-1) to (an-3) can be mentioned.
・(T1−2)成分のアニオン部
式(T1−2)中、Rt104、Rt105は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、式(T1−1)中のRt101と同様のものが挙げられる。ただし、Rt104、Rt105は、相互に結合して環を形成していてもよい。
Rt104、Rt105は、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基が好ましく、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は直鎖状若しくは分岐鎖状のフッ素化アルキル基であることがより好ましい。
該鎖状のアルキル基の炭素数は1〜10であることが好ましく、より好ましくは炭素数1〜7、さらに好ましくは炭素数1〜3である。Rt104、Rt105の鎖状のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。また、Rt104、Rt105の鎖状のアルキル基においては、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また、200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。前記鎖状のアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル基である。
式(T1−2)中、Vt102、Vt103は、それぞれ独立に、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基であり、それぞれ、式(T1−1)中のVt101と同様のものが挙げられる。
式(T1−2)中、Lt101〜Lt102は、それぞれ独立に単結合又は酸素原子である。
-Anion moiety of component (T1-2) In formula (T1-2), Rt 104 and Rt 105 may each independently have a cyclic group which may have a substituent or a substituent. Examples thereof include a good chain alkyl group or a chain alkenyl group which may have a substituent, and examples thereof include the same as those described above for Rt 101 in formula (T1-1). However, Rt 104 and Rt 105 may be bonded to each other to form a ring.
Rt 104 and Rt 105 are preferably a chain alkyl group which may have a substituent, and are a linear or branched alkyl group, or a linear or branched fluorinated alkyl group. It is more preferable.
The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 7 carbon atoms, and still more preferably 1 to 3 carbon atoms. The number of carbon atoms of the chain alkyl group of Rt 104 and Rt 105 is preferably as small as possible for reasons such as good solubility in a resist solvent within the above carbon number range. In addition, in the chain alkyl group of Rt 104 and Rt 105, the greater the number of hydrogen atoms substituted by fluorine atoms, the stronger the acid strength, and against high-energy light and electron beams of 200 nm or less Since transparency improves, it is preferable. The proportion of fluorine atoms in the chain alkyl group, that is, the fluorination rate is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. Perfluoroalkyl group.
In formula (T1-2), Vt 102 and Vt 103 are each independently a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group, and each of them is the same as Vt 101 in formula (T1-1). Can be mentioned.
In formula (T1-2), Lt 101 to Lt 102 each independently represents a single bond or an oxygen atom.
・(T1−3)成分のアニオン部
式(T1−3)中、Rt106〜Rt108は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、式(T1−1)中のRt101と同様のものが挙げられる。
Lt103〜Lt105は、それぞれ独立に、単結合、−CO−又は−SO2−である。
During · (T1-3) component of Anion formula (T1-3), Rt 106 ~Rt 108 are each independently optionally substituted cyclic group, which may have a substituent Examples thereof include a good chain alkyl group or a chain alkenyl group which may have a substituent, and examples thereof include the same as those described above for Rt 101 in formula (T1-1).
Lt 103 to Lt 105 are each independently a single bond, —CO— or —SO 2 —.
{カチオン部}
一般式(T1−1)〜(T1−3)のカチオン部において、Rt301〜Rt304は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の直鎖状、分岐鎖状又は環状のフッ素化アルキル基である。Rt301〜Rt303は、相互に結合して式中の窒素原子と共に環を形成していてもよい。形成される環としては、式中の窒素原子をその環骨格に含む1つの環が、窒素原子を含めて、3〜10員環であることが好ましく、5〜7員環であることが特に好ましい。形成される環の具体例としては、たとえばピリジン環等が挙げられる。以下、一般式(T1−1)〜(T1−3)のカチオン部の好適な具体例を列挙する。
{Cation part}
In the cation moieties of the general formulas (T1-1) to (T1-3), Rt 301 to Rt 304 are each independently a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic fluorinated group having 1 to 12 carbon atoms. It is an alkyl group. Rt 301 to Rt 303 may be bonded to each other to form a ring together with the nitrogen atom in the formula. As the ring to be formed, one ring containing a nitrogen atom in the ring skeleton in the formula is preferably a 3- to 10-membered ring, particularly a 5- to 7-membered ring, including the nitrogen atom. preferable. Specific examples of the ring to be formed include a pyridine ring. Hereinafter, preferred specific examples of the cation moiety of the general formulas (T1-1) to (T1-3) are listed.
酸成分(T1)の好適なものとしては、上記一般式(T1−1)で表される化合物が好ましく、上記一般式(T1−1)で表される化合物のアニオン部としては、上記式(an−1)で表されるアニオン部が好ましい。 As a suitable thing of an acid component (T1), the compound represented by the said general formula (T1-1) is preferable, and as an anion part of the compound represented by the said general formula (T1-1), the said formula ( an anion portion represented by an-1) is preferred.
本発明において、酸成分(T1)としては、以下に示す化合物(T1)−1が好ましい。 In the present invention, the acid component (T1) is preferably a compound (T1) -1 shown below.
酸又は熱酸発生剤を含む溶液は、上述した酸成分(T0)又は(T1)を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明において酸又は熱酸発生剤を含む溶液中、酸成分(T0)又は(T1)の含有量は、酸又は熱酸発生剤を含む溶液の固形分濃度が0.1〜5質量部が好ましく、0.15〜3質量部がより好ましく、0.15〜1.5質量部がさらに好ましい。
The acid component (T0) or (T1) described above may be used alone or in combination of two or more in the solution containing the acid or thermal acid generator.
In the present invention, in the solution containing the acid or thermal acid generator, the content of the acid component (T0) or (T1) is such that the solid content concentration of the solution containing the acid or thermal acid generator is 0.1 to 5 parts by mass. Preferably, 0.15-3 mass parts is more preferable, and 0.15-1.5 mass parts is further more preferable.
〔高分子化合物(Tp)〕
本発明において、酸又は熱酸発生剤を含む溶液が含有することが好ましい高分子化合物について説明する。酸又は熱酸発生剤を含む溶液が含有することが好ましい高分子化合物を「高分子化合物(Tp)」と記載することがある。高分子化合物(Tp)は、酸又は熱酸発生剤を含む溶液の塗布性を良好なものとし、後述する工程Dにおける有機溶剤現像において除去されうる、即ち有機溶媒に溶解する高分子化合物であれば特に限定されない。
本発明においては、高分子化合物(Tp)は、置換基を有していてもよい炭化水素基を有する構成単位を含むことが好ましい。置換基を有していてもよい炭化水素基を有する構成単位としては、例えば下記一般式(Tp)−1で表される構成単位が挙げられる。
[Polymer compound (Tp)]
In the present invention, a polymer compound that is preferably contained in a solution containing an acid or a thermal acid generator will be described. A polymer compound that is preferably contained in a solution containing an acid or a thermal acid generator may be referred to as “polymer compound (Tp)”. The polymer compound (Tp) is a polymer compound that improves the coating property of a solution containing an acid or a thermal acid generator and can be removed by organic solvent development in step D described later, that is, is dissolved in an organic solvent. If it does not specifically limit.
In the present invention, the polymer compound (Tp) preferably includes a structural unit having a hydrocarbon group which may have a substituent. As a structural unit which has the hydrocarbon group which may have a substituent, the structural unit represented by the following general formula (Tp) -1 is mentioned, for example.
一般式(Tp)−1中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり、前記一般式(a1−1)中のRにおける説明と同様である、式(Tp)−1中、Rは水素原子又はメチル基であることが好ましい。
一般式(Tp)−1中、Rtpは置換基を有していてもよい炭化水素基である。
In the general formula (Tp) -1, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, Similarly, in formula (Tp) -1, R is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
In general formula (Tp) -1, Rtp is a hydrocarbon group which may have a substituent.
Rtpにおける炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルキル基が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基がより好ましく;直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1−ジメチルエチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、2,2,−ジメチルブチル基等が挙げられる。
Rtpが環状の炭化水素基となる場合、脂肪族でも芳香族でもよく、また多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3〜8のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
The hydrocarbon group in Rtp is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; a linear or branched alkyl group is preferable, and specifically, methyl Group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1,1-dimethylethyl group, 1,1-diethylpropyl group, 2 , 2-dimethylpropyl group, 2,2, -dimethylbutyl group and the like.
When Rtp is a cyclic hydrocarbon group, it may be aliphatic or aromatic, may be polycyclic, or may be monocyclic. The monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane. The monocycloalkane preferably has 3 to 8 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane, cyclohexane and cyclooctane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane is preferably one having 7 to 12 carbon atoms, specifically adamantane. , Norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
Rtpが芳香族炭化水素基となる場合、含まれる芳香環として具体的には、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環;等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基);前記アリール基の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基);等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
When Rtp is an aromatic hydrocarbon group, specific examples of the aromatic ring contained include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; carbon constituting the aromatic hydrocarbon ring An aromatic heterocyclic ring in which a part of the atoms is substituted with a hetero atom; Examples of the hetero atom in the aromatic heterocyclic ring include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
Specifically, the aromatic hydrocarbon group is a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring (aryl group); a group in which one of the hydrogen atoms of the aryl group is substituted with an alkylene group (for example, Benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, arylalkyl group such as 2-naphthylethyl group); and the like. The alkylene group (alkyl chain in the arylalkyl group) preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
Rtpは置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、その環構造を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、−O−、−C(=O)−O−、−S−、−S(=O)2−、−S(=O)2−O−が好ましい。
また、ntpが0のとき、Rtpは水酸基であってもよい。
Rtp may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, and a carbonyl group.
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group.
The alkoxy group as the substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group or a tert-butoxy group. Most preferred is an ethoxy group.
Examples of the halogen atom as the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
Examples of the halogenated alkyl group as the substituent include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group have been substituted with the halogen atoms.
In the cyclic aliphatic hydrocarbon group, a part of carbon atoms constituting the ring structure may be substituted with a substituent containing a hetero atom. As the substituent containing the hetero atom, —O—, —C (═O) —O—, —S—, —S (═O) 2 —, and —S (═O) 2 —O— are preferable.
When n tp is 0, Rtp may be a hydroxyl group.
一般式(Tp)−1で表される構成単位としては、置換基として極性基を有する極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位((Tp)−1−1)、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位((Tp)−1−2)、スチレンから誘導される構成単位((Tp)−1−3)、鎖状又は環状の脂肪族炭化水素基を含む構成単位((Tp)−1−4)、ビニルアルコールから誘導される構成単位((Tp)−1−5)、が好ましいものとして挙げられる。
本発明において、構成単位(Tp)−1−1としては、上述の極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(a3)が好ましく、なかでも、前記一般式(a3−1)又は(a3−3)で表される構成単位が好ましい。
構成単位(Tp)−1−2としては、下記一般式(Tp)−1−2−1で表される構成単位が挙げられる。構成単位(Tp)−1−3としては、下記一般式(Tp)−1−3−1で表される構成単位が挙げられる。
The structural unit represented by the general formula (Tp) -1 is derived from a structural unit ((Tp) -1-1) containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group having a polar group as a substituent, and hydroxystyrene. Structural unit ((Tp) -1-2), structural unit derived from styrene ((Tp) -1-3), structural unit containing a linear or cyclic aliphatic hydrocarbon group ((Tp) -1 -4) and a structural unit derived from vinyl alcohol ((Tp) -1-5) are preferable.
In the present invention, the structural unit (Tp) -1-1 is preferably the structural unit (a3) containing the above-mentioned polar group-containing aliphatic hydrocarbon group, and among them, the general formula (a3-1) or (a3) The structural unit represented by -3) is preferable.
As the structural unit (Tp) -1-2, structural units represented by general formula (Tp) -1-2-1 shown below can be mentioned. Examples of the structural unit (Tp) -1-3 include structural units represented by the following general formula (Tp) -1-3-1.
上記一般式(Tp)−1−2−1において、Rstは水素原子又はメチル基であり、水素原子であることが好ましい。
m01は、1〜3の整数である。これらのうち、m01は1であることが好ましい。
水酸基の位置は、o−位、m−位、p−位のいずれでもよいが、容易に入手可能で低価格であることから、mが1であり、かつp−位に水酸基を有するものが好ましい。m01が2または3の場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。
In the above general formula (Tp) -1-2-1, R st is a hydrogen atom or a methyl group, and preferably a hydrogen atom.
m 01 is an integer of 1 to 3. Of these, m 01 is preferably 1.
The position of the hydroxyl group may be any of the o-position, the m-position, and the p-position. preferable. When m 01 is 2 or 3, any substitution position can be combined.
上記一般式(Tp)−1−3−1において、Rstは、水素原子又はメチル基であり、水素原子であることが好ましい。
上記R01は、炭素数1〜5の直鎖又は分岐状アルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられる。工業的にはメチル基又はエチル基が好ましい。
In the general formula (Tp) -1-3-1, R st is a hydrogen atom or a methyl group, and is preferably a hydrogen atom.
R 01 is a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group. Group, neopentyl group and the like. Industrially, a methyl group or an ethyl group is preferable.
上記m02は、0または1〜3の整数である。これらのうち、m02は0または1であることが好ましく、特に工業上0であることが好ましい。
なお、m02が1である場合には、R01の置換位置はo−位、m−位、p−位のいずれでもよく、さらに、m02が2または3の場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。
M02 is 0 or an integer of 1 to 3. Among these, m02 is preferably 0 or 1, and particularly preferably 0 industrially.
When m 02 is 1, R 01 may be substituted at any of the o-position, m-position, and p-position, and when m 02 is 2 or 3, any substitution is possible. The positions can be combined.
構成単位(Tp)−1−4としては、前記一般式(a4−1)〜(a4−7)のいずれかで表される構成単位、又は下記一般式(Tp)−1−4−1で表される構成単位が挙げられる。 As the structural unit (Tp) -1-4, the structural unit represented by any one of the general formulas (a4-1) to (a4-7), or the following general formula (Tp) -1-4-1 The structural unit represented is mentioned.
酸又は熱酸発生剤を含む溶液が含有することが好ましい高分子化合物(Tp)としては、上記(Tp)−1−2−1で表される構成単位と上記(Tp)−1−3−1で表される構成単位との組み合わせ、上記(Tp)−1−2で表される構成単位と上記(Tp)−1−3で表される構成単位との組み合わせ、上記(Tp)−1−1で表される構成単位を2種以上含む組み合わせ、上記(Tp)−1−4で表される構成単位を2種以上含む組み合わせ、ポリビニルアルコール、が好ましいものとして挙げられる。
上記の組み合わせの高分子化合物(Tp)とすることにより、第1のレジストパターンの溶解や、第1の層と溶剤からなる層とが全体的に混合することを防止できると考えられる。これに加えて、後の工程における有機溶剤現像において、有機溶剤に対する溶解性を良好なものとできると考えられる。
As the polymer compound (Tp) that is preferably contained in a solution containing an acid or a thermal acid generator, the structural unit represented by (Tp) -1-2-1 and the above (Tp) -1--3- A combination of the structural unit represented by 1 and a combination of the structural unit represented by (Tp) -1-2 and the structural unit represented by (Tp) -1-3, (Tp) -1 A combination including two or more structural units represented by -1, a combination including two or more structural units represented by the above (Tp) -1-4, and polyvinyl alcohol are preferable.
By using the polymer compound (Tp) in the above combination, it is considered that the dissolution of the first resist pattern and the overall mixing of the first layer and the solvent layer can be prevented. In addition to this, it is considered that the solubility in an organic solvent can be improved in organic solvent development in a later step.
酸又は熱酸発生剤を含む溶液は、上述した高分子化合物(Tp)を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明において酸又は熱酸発生剤を含む溶液中、高分子化合物(Tp)の含有量は、酸又は熱酸発生剤を含む溶液の固形分濃度が50〜80質量部が好ましく、55〜75質量部がより好ましく、60〜73質量部がさらに好ましい。
In the solution containing the acid or thermal acid generator, the above-described polymer compound (Tp) may be used singly or in combination of two or more.
In the present invention, the content of the polymer compound (Tp) in the solution containing the acid or thermal acid generator is preferably such that the solid content concentration of the solution containing the acid or thermal acid generator is 50 to 80 parts by mass. A mass part is more preferable and 60-73 mass parts is further more preferable.
〔溶剤〕
本発明において、酸又は熱酸発生剤を含む溶液が含有していることが好ましい溶剤(以下、「溶剤(B)」と記載することがある。)について説明する。工程Bにおいては、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を第1のレジストパターンを被覆するように塗布し、第1の層を形成する。このため、酸又は熱酸発生剤を含む溶液が含有する溶剤は、第1のレジストパターンを溶解しない溶剤であることが好ましい。
具体的には、水、エーテル系溶剤又は炭素数1〜10の直鎖状の1価のアルコールを採用することが好ましい。
エーテル系溶剤は、構造中にC−O−Cを含む有機溶剤である。ジエチルエーテル、1−(イソペンチルオキシ)−3−メチルブタン、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
アルコール系溶剤は、炭素数6〜8の1価アルコールが好ましく、該1価アルコールは直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。具体的には、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、ベンジルアルコール、4−メチルペンタン−2−オール、2−メチルブタン−1−オール等が挙げられる。これらのなかでも、4−メチル−2−ペンタノール又は2−メチルブタン−1−オールがより好ましい。
〔solvent〕
In the present invention, a solvent that is preferably contained in a solution containing an acid or a thermal acid generator (hereinafter sometimes referred to as “solvent (B)”) will be described. In step B, a solution containing an acid or a thermal acid generator is applied so as to cover the first resist pattern, thereby forming a first layer. For this reason, it is preferable that the solvent which the solution containing an acid or a thermal acid generator contains is a solvent which does not dissolve the first resist pattern.
Specifically, it is preferable to employ water, an ether solvent, or a linear monovalent alcohol having 1 to 10 carbon atoms.
The ether solvent is an organic solvent containing C—O—C in the structure. Examples include diethyl ether, 1- (isopentyloxy) -3-methylbutane, diisopropyl ether, tetrahydrofuran and the like.
The alcohol solvent is preferably a monohydric alcohol having 6 to 8 carbon atoms, and the monohydric alcohol may be linear, branched or cyclic. Specifically, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol, benzyl alcohol, 4- Examples thereof include methylpentan-2-ol and 2-methylbutan-1-ol. Among these, 4-methyl-2-pentanol or 2-methylbutan-1-ol is more preferable.
溶剤(B)の使用量は特に限定されず、第1のレジストパターン上に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。一般的には酸又は熱酸発生剤を含む溶液の固形分濃度が0.1〜10質量%、好ましくは1〜5質量%の範囲内となるように用いられる。 The amount of the solvent (B) used is not particularly limited, and is set appropriately according to the coating film thickness at a concentration that can be applied onto the first resist pattern. Generally, it is used so that the solid content concentration of the solution containing the acid or thermal acid generator is in the range of 0.1 to 10% by mass, preferably 1 to 5% by mass.
第1の層の膜厚は、第1のレジストパターンが被覆されていれば特に限定されないが、例えば、第1のレジストパターンのパターン高さを1に対し、0.2〜2.0が好ましく、0.3〜1.8がより好ましく、0.5〜1.2が特に好ましい。 The film thickness of the first layer is not particularly limited as long as the first resist pattern is covered, but for example, the pattern height of the first resist pattern is preferably 0.2 to 2.0 with respect to 1. 0.3 to 1.8 is more preferable, and 0.5 to 1.2 is particularly preferable.
[任意工程;工程B1]
本発明においては、[工程B]の後に、任意の[工程B1]を有することが好ましい。
工程B1は、前記第1の層を被覆するように溶剤を含む溶液を塗布する工程である。
図1(B1)に示すように、第1の層3を被覆するように、溶剤からなる溶液を塗布し、層B1を形成する。
溶剤からなる溶液は、主に前記工程Bで形成した第1の層に含まれる酸の作用を制御する目的で塗布する。溶剤からなる溶液は、第1の層2を被覆するように塗布するものであり、第1の層の上部と一部混合していてもよい。
[Optional step; Step B1]
In this invention, it is preferable to have arbitrary [process B1] after [process B].
Step B1 is a step of applying a solution containing a solvent so as to cover the first layer.
As shown in FIG. 1 (B1), a solution made of a solvent is applied so as to cover the
The solution composed of the solvent is applied mainly for the purpose of controlling the action of the acid contained in the first layer formed in the step B. The solution made of the solvent is applied so as to cover the first layer 2 and may be partially mixed with the upper part of the first layer.
工程B1で用いる溶剤(以下、「溶剤(B1)」と記載することがある。)としては、酸の作用を制御できるものであれば特に限定されない。
溶剤(B1)としては、上記溶剤(B)と同様の溶剤のほか、上記レジスト組成物中の(S)成分として列挙したもの、またはこれらの混合溶剤が採用できる。
なかでも溶剤(B1)としては、第1の層を溶解しないものが好ましいため、低極性溶剤を採用することが好ましい。
低極性溶剤としては、ブタン、ペンタン、ヘキサン、オクタン等の炭素数4〜12の脂肪族炭化水素系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素系溶剤が挙げられる。
中でも、イソアミルエーテル、ジエチルエーテル、1−(イソペンチルオキシ)−3−メチルブタン、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、又は1−(イソペンチルオキシ)−3−メチルブタンとPGMEAとの混合溶剤が好ましい。
The solvent used in step B1 (hereinafter sometimes referred to as “solvent (B1)”) is not particularly limited as long as the action of the acid can be controlled.
As the solvent (B1), in addition to the same solvent as the solvent (B), those listed as the component (S) in the resist composition or a mixed solvent thereof can be used.
Among these, as the solvent (B1), a solvent that does not dissolve the first layer is preferable, and it is preferable to employ a low polarity solvent.
Low-polar solvents include C4-C12 aliphatic hydrocarbon solvents such as butane, pentane, hexane, and octane, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, and alicyclic hydrocarbon solvents such as cyclohexane. Is mentioned.
Of these, isoamyl ether, diethyl ether, 1- (isopentyloxy) -3-methylbutane, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, or a mixed solvent of 1- (isopentyloxy) -3-methylbutane and PGMEA is preferable.
本発明において、溶剤からなる溶液は、酸拡散制御剤を含有していることが好ましい。
酸拡散制御剤としては、第1の層中の酸成分の酸をトラップするクエンチャーとして作用するものであれば特に限定されない。本発明においては、上記レジスト組成物中の(D2)成分として記載した含窒素有機化合物成分を採用することが好ましい。
中でも、アルキルアミンが好ましく、炭素数5〜10のトリアルキルアミンが好ましく、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−オクチルアミンが好ましい。
また、イオン性の含窒素有機化合物成分としてもよく、下記一般式(Cd)で表されるカチオン部と、上記一般式(d1−1)で表されるアニオン部と、からなる化合物が好ましい。
In the present invention, the solution comprising a solvent preferably contains an acid diffusion control agent.
The acid diffusion controller is not particularly limited as long as it acts as a quencher that traps the acid of the acid component in the first layer. In the present invention, it is preferable to employ the nitrogen-containing organic compound component described as the component (D2) in the resist composition.
Among these, alkylamine is preferable, trialkylamine having 5 to 10 carbon atoms is preferable, and tri-n-pentylamine and tri-n-octylamine are preferable.
Moreover, it is good also as an ionic nitrogen-containing organic compound component, and the compound which consists of a cation part represented by the following general formula (Cd) and an anion part represented by the said general formula (d1-1) is preferable.
式(Cd)中、Rdc1〜Rdc3は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基である。Rdc1〜Rdc3としては、それぞれ独立に、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基であることが好ましい。 In formula (Cd), Rd c1 to Rd c3 are each independently an alkyl group which may have a substituent. Rd c1 to Rd c3 are preferably each independently a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
溶剤からなる溶液は、上述した酸拡散制御剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明において溶剤を含む溶液中、酸拡散制御剤の含有量は、溶剤からなる溶液の固形分濃度が10〜30質量部が好ましく、12〜25質量部がより好ましく、15〜20質量部がさらに好ましい。
In the solution composed of the solvent, the above acid diffusion control agent may be used alone or in combination of two or more.
In the solution containing the solvent in the present invention, the content of the acid diffusion controller is preferably 10 to 30 parts by mass, more preferably 12 to 25 parts by mass, and more preferably 15 to 20 parts by mass of the solid content of the solvent. Further preferred.
〔高分子化合物(Cp)〕
溶剤からなる溶液が含有する好適な高分子化合物(Cp)は、上記高分子化合物(Tp)と同様のものが挙げられる。
高分子化合物(Cp)としては、上記(Tp)−1−2で表される構成単位と上記(Tp)−1−3で表される構成単位との組み合わせ、上記(Tp)−1−4で表される構成単位を2種以上含む組み合わせ、上記(Tp)−1−1で表される構成単位と、上記(Tp)−1−4で表される構成単位との組み合わせ、ポリビニルアルコール、が好ましいものとして挙げられる。
上記の組み合わせの高分子化合物(Cp)とすることにより、第1のレジストパターンの溶解や、第1の層と溶剤からなる層とが全体的に混合することを防止できると考えられる。これに加えて、後の工程における有機溶剤現像において、有機溶剤に対する溶解性を良好なものとできると考えられる。
[Polymer Compound (Cp)]
Suitable polymer compound (Cp) contained in the solvent solution includes the same as the polymer compound (Tp).
Examples of the polymer compound (Cp) include a combination of the structural unit represented by (Tp) -1-2 and the structural unit represented by (Tp) -1-3, and the above (Tp) -1-4. A combination containing two or more structural units represented by the above, a combination of the structural unit represented by (Tp) -1-1 and the structural unit represented by (Tp) -1-4, polyvinyl alcohol, Is preferable.
By using the polymer compound (Cp) in the above combination, it is considered that the dissolution of the first resist pattern and the overall mixing of the first layer and the solvent layer can be prevented. In addition to this, it is considered that the solubility in an organic solvent can be improved in organic solvent development in a later step.
溶剤からなる溶液は、上述した高分子化合物(Cp)を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明において酸又は熱酸発生剤を含む溶液中、高分子化合物(Cp)の含有量は、酸又は熱酸発生剤を含む溶液の固形分濃度が50〜95質量部が好ましく70〜90質量部がより好ましく、75〜85質量部がさらに好ましい。
As the solution composed of the solvent, the above-described polymer compound (Cp) may be used alone or in combination of two or more.
In the present invention, in the solution containing the acid or thermal acid generator, the content of the polymer compound (Cp) is preferably such that the solid content concentration of the solution containing the acid or thermal acid generator is 50 to 95 parts by mass. Part is more preferable, and 75 to 85 parts by mass is further preferable.
本発明において、第1の層を形成する酸又は熱酸発生剤を含む溶液が含有する溶剤(B)と、溶剤からなる溶液が含有する溶剤(B1)は、同一であっても異なっていてもよい。異なる場合には、たとえば、溶剤(B)として、1価のアルコール系溶剤を選択し、溶剤(B1)として、エーテル系溶剤を採用してもよく、溶剤(B1)として、1価のアルコール系溶剤を選択し、溶剤(B)として、エーテル系溶剤を採用してもよく、溶剤(B)として、水を選択し、溶剤(B1)として、エーテル系溶剤を採用してもよく、溶剤(B)として、1価のアルコール系溶剤を選択し、溶剤(B1)として、水を採用してもよい。 In the present invention, the solvent (B) contained in the solution containing the acid or thermal acid generator forming the first layer and the solvent (B1) contained in the solution comprising the solvent are the same or different. Also good. If different, for example, a monohydric alcohol solvent may be selected as the solvent (B), an ether solvent may be employed as the solvent (B1), and a monohydric alcohol solvent may be employed as the solvent (B1). A solvent is selected, an ether solvent may be employed as the solvent (B), water may be selected as the solvent (B), and an ether solvent may be employed as the solvent (B1). As B), a monohydric alcohol solvent may be selected, and water may be adopted as the solvent (B1).
溶剤(B1)の使用量は特に限定されず、第1の層上に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。一般的には溶剤からなる溶液の固形分濃度が0.1〜10質量%、好ましくは1〜5質量%の範囲内となるように用いられる。 The usage-amount of a solvent (B1) is not specifically limited, It is a density | concentration which can be apply | coated on a 1st layer, and is suitably set according to a coating film thickness. Generally, it is used so that the solid content concentration of the solution composed of the solvent is 0.1 to 10% by mass, preferably 1 to 5% by mass.
[工程C]
工程Cは、前記工程AからB(又は前記工程AからB1)で得られた前記第1のレジストパターンを含む構造体を加熱し、前記第1の層中の酸の作用により前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性を変化させる工程である。工程Cにおける加熱処理は、例えば、90〜110℃で50〜120秒間のベーク処理を行えばよい。
[Step C]
In step C, the structure including the first resist pattern obtained in steps A to B (or steps A to B1) is heated, and the first layer is formed by the action of an acid in the first layer. This is a step of changing the solubility of the resist pattern in the developer. The heat treatment in step C may be performed, for example, at 90 to 110 ° C. for 50 to 120 seconds.
工程Cにより、図1(C)に示すように、第1のレジストパターン表面の現像液に対する溶解性を変化させ、現像液不溶性領域1Paを形成することができる。
上記工程Aでは、ポジ型レジスト組成物を用い、アルカリ現像により第1のレジストパターン1Pを形成している。つまり、第1のレジストパターン1Pの表面は、アルカリ不溶性領域が形成されている。
工程Cにおいて、前記工程AからB(又は前記工程AからB1)で得られた前記第1のレジストパターンを含む構造体を加熱することにより、第1のレジストパターン1P表面を脱保護させ、有機溶剤に対する溶解性を減少させることができる。
By the process C, as shown in FIG. 1C, the solubility of the first resist pattern surface in the developer can be changed to form the developer insoluble region 1Pa.
In the step A, a positive resist composition is used to form the first resist
In step C, the surface containing the first resist pattern obtained in steps A to B (or steps A to B1) is heated to deprotect the surface of the first resist
工程B1により、第1の層2を被覆するように溶剤からなる溶液を塗布した場合には、第1のレジストパターン上部にある第1の層中の酸の作用を抑制しつつ、第1のレジストパターンの側面にある第1の層中の酸を作用させられるため、第1のレジストパターンの中央部と側壁部それぞれの現像液に対する溶解性を制御できる。このため、パターン分離を良好なものとすることができると考えられる。 In the case where a solution made of a solvent is applied so as to cover the first layer 2 by the step B1, the action of the acid in the first layer above the first resist pattern is suppressed, and the first Since the acid in the first layer on the side surface of the resist pattern is allowed to act, the solubility of the first resist pattern in the central portion and the side wall portion in the developer can be controlled. For this reason, it is thought that pattern separation can be made favorable.
[工程D]
工程Dは、前記被覆された第1のレジストパターンを有機溶剤現像し、前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性が変化した領域以外の領域を除去し、第2のレジストパターンを形成する工程である。
工程Cにおいて、図1(C)に示すように、第1のレジストパターンにおいて、有機溶剤に対する溶解性が減少した領域1Paと、有機溶剤に対し、溶解性を有する領域1Pbとが形成されているため、第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性が変化した領域以外の領域(図1(C)中の1Pb)を除去することにより、第1のレジストパターンがよりも微細なスプリットパターンを形成することができる。
また、工程Dにおいて、現像処理により第1の層2も除去できるため、第1のレジストパターンがよりも微細なスプリットパターンを形成することができる。
[Step D]
In step D, the coated first resist pattern is developed with an organic solvent, and regions other than the region where the solubility of the first resist pattern in the developer is changed are removed to form a second resist pattern. It is a process.
In step C, as shown in FIG. 1C, in the first resist pattern, a region 1Pa having reduced solubility in an organic solvent and a region 1Pb having solubility in an organic solvent are formed. Therefore, by removing the region (1Pb in FIG. 1C) other than the region where the solubility of the first resist pattern in the developer has changed, the first resist pattern forms a finer split pattern. can do.
In Step D, since the first layer 2 can also be removed by development processing, a finer split pattern of the first resist pattern can be formed.
現像に用いる有機系溶剤が含有する有機溶剤としては、溶剤からなる溶液、酸又は熱酸発生剤を含む層2、及び有機溶剤に対し、溶解性を有する領域1Pbとが溶解し得るものであればよく、公知の有機溶剤のなかから適宜選択できる。具体的には、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、ニトリル系溶剤等が挙げられる。エステル系溶剤としては、酢酸ブチルが好ましい。ケトン系溶剤としてはメチルアミルケトン(2−ヘプタノン)が好ましい。 As the organic solvent contained in the organic solvent used for development, a solution composed of a solvent, a layer 2 containing an acid or a thermal acid generator, and a region 1Pb having solubility in an organic solvent can be dissolved. What is necessary is just to select suitably from well-known organic solvents. Specific examples include ketone solvents, ester solvents, nitrile solvents, and the like. As the ester solvent, butyl acetate is preferred. As the ketone solvent, methyl amyl ketone (2-heptanone) is preferable.
ケトン系溶剤は、構造中にC−C(=O)−Cを含む有機溶剤である。エステル系溶剤は、構造中にC−C(=O)−O−Cを含む有機溶剤である。アルコール系溶剤は、構造中にアルコール性水酸基を含む有機溶剤であり、「アルコール性水酸基」は、脂肪族炭化水素基の炭素原子に結合した水酸基を意味する。アミド系溶剤は構造中にアミド基を含む有機溶剤である。エーテル系溶剤は構造中にC−O−Cを含む有機溶剤である。有機溶剤の中には、構造中に上記各溶剤を特徴づける官能基を複数種含む有機溶剤も存在するが、その場合は、当該有機溶剤が有する官能基を含むいずれの溶剤種にも該当するものとする。たとえば、ジエチレングリコールモノメチルエーテルは、上記分類中の、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤いずれにも該当するものとする。また、炭化水素系溶剤は、炭化水素からなり、置換基(水素原子および炭化水素基以外の基または原子)を有さない炭化水素溶剤である。 The ketone solvent is an organic solvent containing C—C (═O) —C in the structure. The ester solvent is an organic solvent containing C—C (═O) —O—C in the structure. The alcohol solvent is an organic solvent containing an alcoholic hydroxyl group in the structure, and “alcoholic hydroxyl group” means a hydroxyl group bonded to a carbon atom of an aliphatic hydrocarbon group. The amide solvent is an organic solvent containing an amide group in the structure. The ether solvent is an organic solvent containing C—O—C in the structure. Among organic solvents, there are organic solvents that contain multiple types of functional groups that characterize each of the above solvents in the structure, but in that case, any of the solvent types that contain the functional groups of the organic solvent is applicable. Shall. For example, diethylene glycol monomethyl ether corresponds to both alcohol solvents and ether solvents in the above classification. The hydrocarbon solvent is a hydrocarbon solvent made of hydrocarbon and having no substituent (a group or atom other than a hydrogen atom and a hydrocarbon group).
各溶剤の具体例として、ケトン系溶剤としては、たとえば、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、アセトン、4−ヘプタノン、1−ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、メチルアミルケトン(2−ヘプタノン)等が挙げられる。 Specific examples of each solvent include ketone solvents such as 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutylketone, cyclohexanone, Methylcyclohexanone, phenylacetone, methylethylketone, methylisobutylketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetylalcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone, propylene carbonate, γ-butyrolactone, methylamylketone (2- Heptanone) and the like.
エステル系溶剤としては、たとえば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、プロピ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プロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、2−メトキシブチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、4−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−エチル−3−メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、2−エトキシブチルアセテート、4−エトキシブチルアセテート、4−プロポキシブチルアセテート、2−メトキシペンチルアセテート、3−メトキシペンチルアセテート、4−メトキシペンチルアセテート、2−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、4−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、ピルビン酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、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、メチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、プロピル−3−メトキシプロピオネート等が挙げられる。 Examples of ester solvents include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, ethyl methoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono Propyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene Recall monoethyl ether acetate, 2-methoxybutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 4-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-ethyl-3-methoxybutyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, Propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, 2-ethoxybutyl acetate, 4-ethoxybutyl acetate, 4-propoxybutyl acetate, 2-methoxypentyl acetate, 3-methoxypentyl acetate, 4-methoxypentyl acetate, 2-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-4-methoxy Nethyl acetate, 4-methyl-4-methoxypentyl acetate, propylene glycol diacetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, ethyl carbonate, propyl carbonate, butyl carbonate, pyrubin Methyl acid, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, butyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, isopropyl propionate, methyl 2-hydroxypropionate, 2-hydroxypropionate Examples include ethyl acid, methyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-ethoxypropionate, and propyl-3-methoxypropionate.
ニトリル系溶剤としては、たとえば、アセトニトリル、プロピオ二トリル、バレロニトリル、ブチロ二トリル等が挙げられる。
有機系現像液には、添加剤として、必要に応じて公知の界面活性剤を配合することができる。
Examples of the nitrile solvent include acetonitrile, propionitryl, valeronitrile, butyronitryl and the like.
In the organic developer, a known surfactant can be blended as an additive as required.
有機系現像液を用いた現像処理は、公知の現像方法によって実施でき、該方法としてはたとえば現像液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止する方法(パドル法)、支持体表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している支持体上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。 Development processing using an organic developer can be carried out by a known development method, for example, a method in which a support is immersed in the developer for a certain period of time (dip method), or a surface tension of the developer on the surface of the support. A method that swells and rests for a certain period of time (paddle method), a method of spraying developer on the surface of the support (spray method), and a developer coating nozzle that scans at a constant speed on a support that rotates at a constant speed. For example, there is a method of continuously applying the developer (dynamic dispensing method).
上記現像処理の後、乾燥を行う前に、有機溶剤を含有するリンス液を用いてリンス処理することができる。リンスを行うことにより、良好なパターン形成ができる。
リンス液に用いる有機溶剤としては、たとえば前記有機系現像液に用いる有機溶剤として挙げた有機溶剤のうち、レジストパターンを溶解しにくいものを適宜選択して使用できる。通常、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤およびエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の溶剤を使用する。これらのなかでも、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤及びアミド系溶剤から選択される少なくとも1種類が好ましく、アルコール系溶剤およびエステル系溶剤から選択される少なくとも1種類がより好ましく、アルコール系溶剤が特に好ましい。
リンス液に用いるアルコール系溶剤は、炭素数6〜8の1価アルコールが好ましく、該1価アルコールは直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。具体的には、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、ベンジルアルコール等が挙げられる。これらのなかでも、1−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−ヘキサノールが好ましく、1−ヘキサノールまたは2−ヘキサノールがより好ましい。
これらの有機溶剤は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、上記以外の有機溶剤や水と混合して用いてもよい。ただし現像特性を考慮すると、リンス液中の水の配合量は、リンス液の全量に対し、30質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下さらに好ましく、3質量%以下が特に好ましい。
有機系現像液には、必要に応じて公知の添加剤を配合できる。該添加剤としてはたとえば界面活性剤が挙げられる。界面活性剤としては、前記と同様のものが挙げられ、非イオン性の界面活性剤が好ましく、フッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤がより好ましい。
界面活性剤を配合する場合、その配合量は、リンス液の全量に対して、通常0.001〜5質量%であり、0.005〜2質量%が好ましく、0.01〜0.5質量%がより好ましい。
リンス液を用いたリンス処理(洗浄処理)は、公知のリンス方法におり実施でき、該方法としてはたとえば一定速度で回転している支持体上にリンス液を塗出しつづける方法(回転塗布法)、リンス液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)等が挙げられる。
After the developing treatment, before the drying, a rinsing treatment can be performed using a rinsing liquid containing an organic solvent. By rinsing, a good pattern can be formed.
As the organic solvent used in the rinsing liquid, for example, organic solvents that are difficult to dissolve the resist pattern among the organic solvents mentioned as the organic solvent used in the organic developer can be used. Usually, at least one solvent selected from hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents is used. Among these, at least one selected from hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents and amide solvents is preferable, and at least one selected from alcohol solvents and ester solvents is preferable. More preferred are alcohol solvents.
The alcohol solvent used for the rinse liquid is preferably a monohydric alcohol having 6 to 8 carbon atoms, and the monohydric alcohol may be linear, branched or cyclic. Specific examples include 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol, and benzyl alcohol. It is done. Among these, 1-hexanol, 2-heptanol, and 2-hexanol are preferable, and 1-hexanol or 2-hexanol is more preferable.
Any one of these organic solvents may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used. Moreover, you may mix and use the organic solvent and water other than the above. However, in consideration of development characteristics, the blending amount of water in the rinsing liquid is preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, further preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less based on the total amount of the rinsing liquid. Is particularly preferred.
A known additive can be blended in the organic developer as required. Examples of the additive include a surfactant. Examples of the surfactant include those described above, and nonionic surfactants are preferable, and fluorine-based surfactants or silicon-based surfactants are more preferable.
When the surfactant is blended, the blending amount is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and 0.01 to 0.5% by mass with respect to the total amount of the rinse liquid. % Is more preferable.
The rinsing treatment (washing treatment) using the rinsing liquid can be carried out by a known rinsing method. For example, the rinsing liquid is continuously applied onto a support rotating at a constant speed (rotary coating method). A method of immersing the support in a rinsing solution for a certain time (dip method), a method of spraying a rinsing solution on the surface of the support (spray method), and the like.
本発明のレジストパターン形成方法によれば、工程A〜工程Dにより、図1(D)に示すような第2のレジストパターンを形成することができる。第1のレジストパターンを分割した微細パターンである、いわゆるスプリットパターンを良好に形成することができる。 According to the resist pattern forming method of the present invention, the second resist pattern as shown in FIG. A so-called split pattern, which is a fine pattern obtained by dividing the first resist pattern, can be satisfactorily formed.
[工程E]
工程Eでは、前記第2のレジストパターンを溶解しない有機溶剤を含有するパターン反転用組成物を塗布して、パターン反転用膜を形成し、アルカリ現像液を用いたアルカリ現像により、前記第2のレジストパターンを除去しつつ該パターン反転用膜をパターニングして、第3のパターンを形成する。
図1(E)に示すように、工程A〜工程Dにより得た第2のレジストパターン1Paを被覆するように、前記第2のレジストパターンを溶解しない有機溶剤を含有するパターン反転用組成物を塗布し、パターン反転膜3を形成する。
[Step E]
In step E, a pattern reversal composition containing an organic solvent that does not dissolve the second resist pattern is applied, a pattern reversal film is formed, and the second development is performed by alkali development using an alkaline developer. The pattern inversion film is patterned while removing the resist pattern to form a third pattern.
As shown in FIG. 1E, a pattern reversal composition containing an organic solvent that does not dissolve the second resist pattern so as to cover the second resist pattern 1Pa obtained by the steps A to D. The
<パターン反転用組成物>
本発明のパターン形成方法に用いられるパターン反転用組成物は、第一のレジストパターンを溶解しない有機溶剤(以下「(S’)成分」という。)と、パターン反転用膜を構成する基材成分(A”)(以下「(A”)成分」という。)を含有する。
<Pattern reversal composition>
The pattern reversal composition used in the pattern forming method of the present invention comprises an organic solvent that does not dissolve the first resist pattern (hereinafter referred to as “(S ′) component”) and a base material component that constitutes the pattern reversal film. (A ″) (hereinafter referred to as “(A ″) component”).
パターン反転用組成物が(S’)成分を含有することで、パターン反転用組成物を塗布した際の、パターン反転用組成物中の有機溶剤による第一のレジストパターンの溶解を抑制でき、第一のレジストパターンの形状の悪化や消失、第一のレジストパターンとパターン反転用膜との界面でのミキシングの発生等を防止することができる。 When the pattern reversal composition contains the component (S ′), the dissolution of the first resist pattern by the organic solvent in the pattern reversal composition when the pattern reversal composition is applied can be suppressed. It is possible to prevent deterioration or disappearance of the shape of one resist pattern, mixing at the interface between the first resist pattern and the pattern reversal film, and the like.
≪(S’)成分≫
(S’)成分は、第一のレジストパターンを溶解しない有機溶剤である。
(S’)成分における「第一のレジストパターンを溶解しない」とは、支持体上にレジスト組成物を塗布し、乾燥させて、23℃条件下、膜厚0.2μmのレジスト膜を形成し、これを当該有機溶剤に浸漬したときに、60分経過後においても、当該レジスト膜の消失または膜厚の顕著な変動が生じない(好ましくは、該レジスト膜の膜厚が0.16μm以下とならない。)ことを示す。
(S’)成分としては、第一のレジストパターンを溶解せず、かつ、パターン反転用組成物に配合される成分を溶解し得るものであればよい。なかでも、支持体上への塗布性、樹脂成分などのパターン反転用組成物に配合される成分の溶解性の点から、アルコール系有機溶剤、エステル系有機溶剤が好ましく、エステル系有機溶剤がより好ましい。
ここで、「エステル系有機溶剤」とは、構造中にC−C(=O)−O−Cを含む化合物である。「アルコール系有機溶剤」とは、構造中にアルコール性水酸基を含む有機溶剤であり、脂肪族炭化水素の水素原子の少なくとも1つが水酸基で置換された化合物であって、常温、常圧下で液体である化合物である。前記脂肪族炭化水素を構成する主鎖の構造は、鎖状構造であってもよく、環状構造であってもよく、該鎖状構造中に環状構造を有していてもよく、また、該鎖状構造中にエーテル結合を含むものであってもよい。
≪ (S ′) component≫
The component (S ′) is an organic solvent that does not dissolve the first resist pattern.
“Do not dissolve the first resist pattern” in the component (S ′) means that a resist composition is coated on a support and dried to form a resist film having a thickness of 0.2 μm at 23 ° C. When this is immersed in the organic solvent, the disappearance of the resist film or a significant change in the film thickness does not occur even after 60 minutes (preferably the film thickness of the resist film is 0.16 μm or less. It must not be.)
The component (S ′) may be any component that does not dissolve the first resist pattern and can dissolve the components blended in the pattern reversal composition. Among these, alcohol-based organic solvents and ester-based organic solvents are preferable, and ester-based organic solvents are more preferable from the viewpoint of the coating property on the support and the solubility of the components blended in the pattern reversal composition such as the resin component. preferable.
Here, the “ester organic solvent” is a compound containing C—C (═O) —O—C in the structure. An “alcohol-based organic solvent” is an organic solvent containing an alcoholic hydroxyl group in the structure and is a compound in which at least one of the hydrogen atoms of an aliphatic hydrocarbon is substituted with a hydroxyl group, and is liquid at room temperature and normal pressure. It is a certain compound. The structure of the main chain constituting the aliphatic hydrocarbon may be a chain structure, may be a cyclic structure, may have a cyclic structure in the chain structure, The chain structure may contain an ether bond.
エステル系有機溶剤としては、上述した、有機系現像液が含有する有機溶剤についての説明の中で、エステル系有機溶剤として例示したもの、と同様のものが挙げられ、それらの中でも、酢酸ブチル、エチル−3−エトキシプロピオネートが好ましい。 Examples of the ester organic solvent include those exemplified above as the ester organic solvent in the description of the organic solvent contained in the organic developer, and among them, butyl acetate, Ethyl-3-ethoxypropionate is preferred.
アルコール系有機溶剤としては、1価アルコール、2価アルコール、2価アルコールの誘導体等が好ましい。
1価アルコールとしては、炭素数にもよるが、1級または2級の1価アルコールが好ましく、なかでも1級の1価アルコールが最も好ましい。
ここで1価アルコールとは、炭素原子および水素原子のみから構成される炭化水素化合物の水素原子の1つが水酸基で置換された化合物を意味し、2価以上の多価アルコールの誘導体は含まれない。該炭化水素化合物は、鎖状構造のものであってもよく、環状構造を有するものであってもよい。
2価アルコールとは、前記炭化水素化合物の水素原子の2つが水酸基で置換された化合物を意味し、3価以上の多価アルコールの誘導体は含まれない。
2価アルコールの誘導体としては、2価アルコールの水酸基の1つが置換基(アルコキシ基、アルコキシアルキルオキシ基等)で置換された化合物が挙げられる。
As the alcohol organic solvent, monohydric alcohols, dihydric alcohols, derivatives of dihydric alcohols, and the like are preferable.
As the monohydric alcohol, although depending on the number of carbon atoms, a primary or secondary monohydric alcohol is preferable, and a primary monohydric alcohol is most preferable.
Here, the monohydric alcohol means a compound in which one of the hydrogen atoms of a hydrocarbon compound composed only of carbon atoms and hydrogen atoms is substituted with a hydroxyl group, and does not include divalent or higher polyhydric alcohol derivatives. . The hydrocarbon compound may have a chain structure or a cyclic structure.
The dihydric alcohol means a compound in which two hydrogen atoms of the hydrocarbon compound are substituted with a hydroxyl group, and does not include a trihydric or higher polyhydric alcohol derivative.
Examples of the dihydric alcohol derivative include compounds in which one of the hydroxyl groups of the dihydric alcohol is substituted with a substituent (such as an alkoxy group or an alkoxyalkyloxy group).
アルコール系有機溶剤の沸点(常圧下)は、80〜250℃であることが好ましく、90〜220℃であることがさらに好ましく、100〜200℃であることが塗布性、保存時の組成物の安定性、およびベーク温度の観点から最も好ましい。
かかるアルコール系有機溶剤として具体的には、鎖状構造のものとして、プロピレングリコール(PG);1−ブトキシ−2−プロパノール(PGB)、n−ヘキサノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、1−ヘプタノール、5−メチル−1−ヘキサノール、6−メチル−2−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、2−(2−ブトキシエトキシ)エタノール、n−ペンチルアルコール、s−ペンチルアルコール、t−ペンチルアルコール、イソペンチルアルコール、イソブタノール(イソブチルアルコール又は2−メチル−1−プロパノールとも称する。IBA。)、イソプロピルアルコール、2−エチルブタノール、ネオペンチルアルコール、n−ブタノール、s−ブタノール、t−ブタノール、1−プロパノール、2−メチル−1−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール、4−メチル−2−ペンタノール(MIBC)等が挙げられる。
また、環状構造を有するものとして、シクロペンタンメタノール、1−シクロペンチルエタノール、シクロヘキサノール、シクロヘキサンメタノール(CM)、シクロヘキサンエタノール、1,2,3,6−テトラヒドロベンジルアルコール、exo−ノルボルネオール、2−メチルシクロヘキサノール、シクロヘプタノール、3,5−ジメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール等が挙げられる。
The boiling point (under normal pressure) of the alcohol-based organic solvent is preferably 80 to 250 ° C., more preferably 90 to 220 ° C., and 100 to 200 ° C. in coating properties and the composition during storage. Most preferable from the viewpoint of stability and baking temperature.
Specific examples of the alcohol-based organic solvent include propylene glycol (PG); 1-butoxy-2-propanol (PGB), n-hexanol, 2-heptanol, 3-heptanol, and 1-heptanol as those having a chain structure. 5-methyl-1-hexanol, 6-methyl-2-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 3-octanol, 4-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, 2- (2-butoxyethoxy) ethanol , N-pentyl alcohol, s-pentyl alcohol, t-pentyl alcohol, isopentyl alcohol, isobutanol (also referred to as isobutyl alcohol or 2-methyl-1-propanol, IBA), isopropyl alcohol, 2-ethylbutanol, neopentyl Alcoa , N- butanol, s- butanol, t-butanol, 1-propanol, 2-methyl-1-butanol, 2-methyl-2-butanol, 4-methyl-2-pentanol (MIBC), and the like.
In addition, as those having a cyclic structure, cyclopentanemethanol, 1-cyclopentylethanol, cyclohexanol, cyclohexanemethanol (CM), cyclohexaneethanol, 1,2,3,6-tetrahydrobenzyl alcohol, exo-norbornol, 2-methyl Examples include cyclohexanol, cycloheptanol, 3,5-dimethylcyclohexanol, and benzyl alcohol.
アルコール系有機溶剤のなかでは、鎖状構造の1価アルコールまたは2価アルコールの誘導体が好ましく、1−ブトキシ−2−プロパノール(PGB);イソブタノール(イソブチルアルコール又は2−メチル−1−プロパノールとも称する。IBA。)、4−メチル−2−ペンタノール(MIBC)、n−ブタノールが好ましく、イソブタノール(2−メチル−1−プロパノール)、1−ブトキシ−2−プロパノール(PGB)が最も好ましい。 Among alcohol-based organic solvents, chain-structured monohydric alcohols or dihydric alcohol derivatives are preferred, such as 1-butoxy-2-propanol (PGB); isobutanol (also called isobutyl alcohol or 2-methyl-1-propanol). IBA.), 4-methyl-2-pentanol (MIBC) and n-butanol are preferred, and isobutanol (2-methyl-1-propanol) and 1-butoxy-2-propanol (PGB) are most preferred.
パターン反転用組成物に用いられる(S’)成分は、1種単独であってもよく、2種以上であってもよい。
(S’)成分の使用量は、特に限定されず、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。たとえば、パターン反転用組成物中、後述の基材成分((A)成分)の濃度が、好ましくは0.5〜20質量%、より好ましくは1.0〜15質量%の範囲内となるように(S’)成分は用いられる。
The (S ′) component used in the pattern reversal composition may be a single type or two or more types.
The amount of the component (S ′) used is not particularly limited, and is appropriately set according to the coating film thickness at a concentration that can be applied to a substrate or the like. For example, in the pattern reversal composition, the concentration of the base material component (component (A)) described later is preferably in the range of 0.5 to 20% by mass, more preferably 1.0 to 15% by mass. (S ′) component is used.
また、パターン反転用組成物は、(S’)成分を用いることによる効果を損なわない範囲で、(S’)成分以外の有機溶剤(以下「(S”)成分」という)を含有してもよい。
(S”)成分としては、パターン反転用組成物に配合される成分を溶解し得るものが好ましい。具体的には、第一のレジストパターンを形成するレジスト材料として上述したレジスト組成物の説明で挙げた(S)成分と同様のものが挙げられる。
(S”)成分の配合量は、パターン反転用組成物に用いられる全有機溶剤中、20質量%以下が好ましく、1〜15質量%がより好ましい。
パターン反転用組成物に用いられる全有機溶剤の使用量は、特に限定されず、通常、当該パターン反転用組成物が、支持体上に塗布可能な濃度の液体となる量が用いられる。例えば、パターン反転用組成物の固形分濃度が1〜30質量%の範囲内となるように用いられる。
Further, the pattern reversal composition may contain an organic solvent other than the (S ′) component (hereinafter referred to as “(S”) component ”) as long as the effect of using the (S ′) component is not impaired. Good.
As the component (S ″), those capable of dissolving the components blended in the pattern reversal composition are preferable. Specifically, in the description of the resist composition described above as the resist material for forming the first resist pattern. The thing similar to the (S) component mentioned is mentioned.
The amount of the component (S ″) is preferably 20% by mass or less, and more preferably 1 to 15% by mass in the total organic solvent used in the pattern reversal composition.
The amount of the total organic solvent used in the pattern reversal composition is not particularly limited, and is usually an amount that makes the pattern reversal composition a liquid having a concentration that can be applied onto the support. For example, it is used so that the solid content concentration of the pattern reversal composition is in the range of 1 to 30% by mass.
≪(A”)成分≫
(A”)成分は、パターン反転用膜を構成する基材成分であり、膜形成能を有する有機化合物である。
(A”)成分としては、下記[アルカリ現像液に対する溶解速度の測定方法]において、測定した、アルカリ現像液に対する溶解速度が1.0〜3.5nm/sである基材成分が好ましい。
≪ (A ″) component≫
The component (A ″) is a base material component constituting the pattern reversal film, and is an organic compound having film forming ability.
As the component (A ″), a base material component having a dissolution rate in an alkali developer of 1.0 to 3.5 nm / s as measured in the following [Method for measuring dissolution rate in alkali developer] is preferable.
[アルカリ現像液に対する溶解速度の測定方法]
シリコン基板等の支持体上に、パターン反転用組成物を、スピンナーを用いて均一に塗布し、プレベーク(PAB)処理等を行ってパターン反転用膜を形成し、次いで、当該パターン反転用膜に対して、上記アルカリ現像を行い、その際の当該パターン反転用膜の溶解速度(単位時間当たりの膜減り量、単位:nm/s)をナノスペック(ナノメトリクス社製)により求める。
[Measurement method of dissolution rate in alkaline developer]
A pattern reversal composition is uniformly applied using a spinner on a support such as a silicon substrate, and a pre-bake (PAB) treatment or the like is performed to form a pattern reversal film. On the other hand, the alkali development is performed, and the dissolution rate (the amount of film reduction per unit time, unit: nm / s) of the pattern reversal film at that time is determined by Nanospec (manufactured by Nanometrics).
図1(E)に示すように、第2のレジストパターン1Paの上部にもパターン反転膜3が形成されている。工程Eにおいては、第2のレジストパターン1Paを現像処理により除去するが、パターン反転用組成物のアルカリ現像液に対する溶解性が上記の範囲であると、第2のレジストパターン1Paの上部のパターン反転膜3が現像液に適度に溶解し、第2のレジストパターン除去を良好に行うことができる。
As shown in FIG. 1E, a
・(A”1)成分
(A”)成分としては、樹脂成分(A”1)(以下「(A”1)成分」ともいう。)を含有するものが好ましい。
(A”1)成分としては、たとえば、極性基を含有する構成単位を有する樹脂が挙げられる。極性基を含有する構成単位を有することにより、(A”1)成分は、前記(S’)成分に対する溶解性が良好となる。また、アルカリ現像液に対して適度な溶解性を有するようになる。
このような(A”1)成分の中で好適なものは、極性基として水酸基、シアノ基、カルボキシ基、塩基解離性基、下記一般式(f2−0−1)で表される基、下記一般式(f2−0−2)で表される基、及び下記一般式(f2−0−3)で表される基からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む構成単位(a”1)を有する樹脂成分が挙げられる。
-Component (A "1) The component (A") preferably contains a resin component (A "1) (hereinafter also referred to as" (A "1) component").
Examples of the component (A ″ 1) include a resin having a structural unit containing a polar group. By having a structural unit containing a polar group, the component (A ″ 1) can be used as the component (S ′). The solubility with respect to a component becomes favorable. In addition, it has moderate solubility in an alkali developer.
Among such (A ″ 1) components, preferred are a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, a base dissociable group, a group represented by the following general formula (f2-0-1), It has a structural unit (a ″ 1) containing at least one selected from the group consisting of a group represented by the general formula (f2-0-2) and a group represented by the following general formula (f2-0-3) A resin component is mentioned.
・・構成単位(a”1):
構成単位(a”1)は、極性基として水酸基、シアノ基、カルボキシ基、塩基解離性基、前記一般式(f2−0−1)で表される基、前記一般式(f2−0−2)で表される基、及び前記一般式(f2−0−3)で表される基からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む構成単位である。
..Structural unit (a "1):
The structural unit (a ″ 1) includes, as a polar group, a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, a base dissociable group, a group represented by the general formula (f2-0-1), and the general formula (f2-0-2). ) And at least one selected from the group consisting of groups represented by the general formula (f2-0-3).
「塩基解離性基について」
本発明において「塩基解離性基」とは、塩基の作用により解離し得る有機基をいう。塩基としては、一般的にリソグラフィー分野において用いられているアルカリ現像液が挙げられる。すなわち、「塩基解離性基」は、アルカリ現像液(たとえば、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液(23℃))の作用により解離する基である。
塩基解離性基は、アルカリ現像液の作用により加水分解が生じることにより解離する。そのため、該塩基解離性基が解離すると同時に親水基が形成され、(A”1)成分の親水性が高まり、アルカリ現像液に対する親和性が適度に向上する。
"About base dissociable groups"
In the present invention, the “base dissociable group” refers to an organic group that can be dissociated by the action of a base. Examples of the base include an alkaline developer generally used in the lithography field. That is, the “base dissociable group” is a group dissociated by the action of an alkali developer (for example, 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution (23 ° C.)).
The base dissociable group is dissociated by hydrolysis caused by the action of an alkali developer. Therefore, a hydrophilic group is formed simultaneously with the dissociation of the base dissociable group, the hydrophilicity of the component (A ″ 1) is increased, and the affinity for an alkali developer is appropriately improved.
構成単位(a”1)において、塩基解離性基は、上記定義に該当する有機基であれば特に限定されるものではなく、フッ素原子を含むものであってもよく、フッ素原子を含まないものであってもよく、フッ素原子を含むことが好ましい。特に、構成単位(a”1)中に含まれるフッ素原子が、塩基解離性基のみに存在することが好ましい。塩基解離性基がフッ素原子を含む場合、アルカリ現像液の作用により該塩基解離性基が解離した際、フッ素原子も構成単位(a”1)から解離するため、アルカリ現像液に対する親和性がより高くなる。 In the structural unit (a ″ 1), the base dissociable group is not particularly limited as long as it is an organic group corresponding to the above definition, may contain a fluorine atom, and does not contain a fluorine atom. It is preferable that it contains a fluorine atom, and it is particularly preferable that the fluorine atom contained in the structural unit (a ″ 1) exists only in the base dissociable group. When the base-dissociable group contains a fluorine atom, when the base-dissociable group is dissociated by the action of the alkali developer, the fluorine atom is also dissociated from the structural unit (a ″ 1). Get higher.
塩基解離性基の具体例としては、たとえば、下記一般式(II−1)〜(II−5)でそれぞれ表される基が挙げられる。
本発明において、塩基解離性基は、下記一般式(II−1)〜(II−5)でそれぞれ表される基からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、現像時には親水性となる特性に優れ、かつ、合成が容易である点から、下記一般式(II−1)、(II−4)、(II−5)でそれぞれ表される基であることが特に好ましい。
Specific examples of the base dissociable group include groups represented by general formulas (II-1) to (II-5) shown below.
In the present invention, the base dissociable group is preferably at least one selected from the group consisting of groups represented by the following general formulas (II-1) to (II-5), and is hydrophilic during development. It is particularly preferable that it is a group represented by each of the following general formulas (II-1), (II-4), and (II-5) from the viewpoints of excellent characteristics and easy synthesis.
式(II−1)〜(II−5)中、R0は、フッ素原子を有していてもよい有機基である。
「有機基」は、少なくとも1つの炭素原子を含む基である。
R0の構造は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。
R0において、有機基の炭素数は1〜20であることが好ましく、炭素数1〜15であることがより好ましく、炭素数1〜10が特に好ましく、1〜5が最も好ましい。
R0は、フッ素化率が25%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましく、60%以上であることが特に好ましい。
「フッ素化率」は、当該有機基における(水素原子およびフッ素原子の合計数)に対する(フッ素原子数)の割合(%)である。
In Formulas (II-1) to (II-5), R 0 is an organic group that may have a fluorine atom.
An “organic group” is a group containing at least one carbon atom.
The structure of R 0 may be linear, branched or cyclic, and is preferably linear or branched.
In R 0 , the organic group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, particularly preferably 1 to 10 carbon atoms, and most preferably 1 to 5 carbon atoms.
R 0 preferably has a fluorination rate of 25% or more, more preferably 50% or more, and particularly preferably 60% or more.
The “fluorination rate” is a ratio (%) of (number of fluorine atoms) to (total number of hydrogen atoms and fluorine atoms) in the organic group.
R0としては、たとえば、メチル基、エチル基、置換基を有していてもよいフッ素化炭化水素基が好ましく挙げられる。 Preferred examples of R 0 include a methyl group, an ethyl group, and a fluorinated hydrocarbon group that may have a substituent.
R0における置換基を有していてもよいフッ素化炭化水素基について、炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよいが、脂肪族炭化水素基であることが好ましい。
脂肪族炭化水素基は、芳香族性を有さない炭化水素基である。脂肪族炭化水素基は、飽和、不飽和のいずれでもよいが、通常は飽和であることが好ましい。
すなわち、R0としては、フッ素化飽和炭化水素基またはフッ素化不飽和炭化水素基であることが好ましく、フッ素化飽和炭化水素基、すなわちフッ素化アルキル基であることが特に好ましい。
フッ素化アルキル基としては、下記に挙げる無置換のアルキル基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。フッ素化アルキル基は、無置換のアルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換された基であってもよく、無置換のアルキル基の水素原子の全部がフッ素原子で置換された基(パーフルオロアルキル基)であってもよい。
Regarding the fluorinated hydrocarbon group which may have a substituent in R 0 , the hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, A hydrogen group is preferred.
The aliphatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having no aromaticity. The aliphatic hydrocarbon group may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated.
That is, R 0 is preferably a fluorinated saturated hydrocarbon group or a fluorinated unsaturated hydrocarbon group, particularly preferably a fluorinated saturated hydrocarbon group, that is, a fluorinated alkyl group.
Examples of the fluorinated alkyl group include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the unsubstituted alkyl group described below are substituted with fluorine atoms. The fluorinated alkyl group may be a group in which some of the hydrogen atoms of the unsubstituted alkyl group are substituted with fluorine atoms, or a group in which all of the hydrogen atoms of the unsubstituted alkyl group are substituted with fluorine atoms ( Perfluoroalkyl group).
無置換のアルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のいずれであってもよく、また、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基と環状アルキル基との組み合わせであってもよい。
無置換の直鎖状のアルキル基としては、炭素数1〜10が好ましく、炭素数1〜8がより好ましい。具体的には、たとえば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基等が挙げられる。
無置換の分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数3〜10が好ましく、炭素数3〜8がより好ましい。分岐鎖状のアルキル基としては、第3級アルキル基が好ましい。
無置換の環状のアルキル基としては、例えば、モノシクロアルカン、またはビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が挙げられる。具体的には、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のモノシクロアルキル基;アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、トリシクロデシル基、テトラシクロドデシル基等のポリシクロアルキル基などが挙げられる。
無置換の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基と環状アルキル基との組み合わせとしては、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基に置換基として環状のアルキル基が結合した基、環状のアルキル基に置換基として直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が結合した基等が挙げられる。
The unsubstituted alkyl group may be linear, branched or cyclic, or a combination of a linear or branched alkyl group and a cyclic alkyl group.
As an unsubstituted linear alkyl group, C1-C10 is preferable and C1-C8 is more preferable. Specifically, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n- A decyl group etc. are mentioned.
As an unsubstituted branched alkyl group, C3-C10 is preferable and C3-C8 is more preferable. As the branched alkyl group, a tertiary alkyl group is preferable.
Examples of the unsubstituted cyclic alkyl group include groups in which one hydrogen atom has been removed from a monocycloalkane or a polycycloalkane such as bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane. Specific examples include monocycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group; polycycloalkyl groups such as adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, tricyclodecyl group, and tetracyclododecyl group.
A combination of an unsubstituted linear or branched alkyl group and a cyclic alkyl group includes a group in which a cyclic alkyl group is bonded as a substituent to a linear or branched alkyl group, or a cyclic alkyl group And a group having a linear or branched alkyl group bonded thereto as a substituent.
フッ素化炭化水素基が有していてもよい置換基としては、炭素数1〜5のアルキル基等が挙げられる。 Examples of the substituent that the fluorinated hydrocarbon group may have include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
R0において、フッ素化アルキル基としては、直鎖状または分岐鎖状のフッ素化アルキル基が好ましい。特に、下記一般式(III−1)または(III−2)で表される基が好ましく、中でも、式(III−1)で表される基がより好ましい。 In R 0 , the fluorinated alkyl group is preferably a linear or branched fluorinated alkyl group. In particular, a group represented by the following general formula (III-1) or (III-2) is preferable, and among them, a group represented by the formula (III-1) is more preferable.
式(III−1)中、R41’のアルキレン基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってよく、直鎖状または分岐鎖状が好ましい。また、その炭素数は1〜5が好ましい。
R41’としては、特に、メチレン基、エチレン基、プロピレン基が好ましい。
R42’としては、炭素数1〜5の直鎖状または分岐鎖状のフッ素化アルキル基が好ましく、特にパーフルオロアルキル基が好ましい。なかでも、トリフルオロメチル基(−CF3)、テトラフルオロエチル基(−C2F4H)、−C2F5が好ましい。
式(III−2)中、R74〜R76のアルキル基としては、エチル基またはメチル基が好ましく、特にメチル基が好ましい。R74〜R76のアルキル基のうち、いずれか1つがフッ素化アルキル基であればよく、全てがフッ素化アルキル基であってもよい。
In formula (III-1), the alkylene group for R 41 ′ may be linear, branched or cyclic, and is preferably linear or branched. Moreover, 1-5 are preferable.
R 41 ′ is particularly preferably a methylene group, an ethylene group or a propylene group.
As R 42 ′, a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a perfluoroalkyl group is particularly preferable. Of these, a trifluoromethyl group (—CF 3 ), a tetrafluoroethyl group (—C 2 F 4 H), and —C 2 F 5 are preferable.
In formula (III-2), the alkyl group represented by R 74 to R 76 is preferably an ethyl group or a methyl group, and particularly preferably a methyl group. Any one of the alkyl groups of R 74 to R 76 may be a fluorinated alkyl group, and all may be a fluorinated alkyl group.
「一般式(f2−0−1)で表される基について」
前記式(f2−0−1)中、Qは、2価の連結基又は単結合である。
2価の連結基としては、たとえば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、シクロプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、ペンテン基、イソペンテン基、ネオペンテン基、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基、シクロへプチレン基、シクロオクチレン基等の炭素数1〜8の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基が挙げられる。また、Qにおける2価の連結基はヘテロ原子を含んでいてもよく、エーテル基、エステル基、上述のアルキレン基中の水素原子および/又は炭素原子の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された基等も挙げられる。これらの中でも、合成のしやすさ等の点で、直鎖状のアルキレン基が好ましく、特にメチレン基が好ましい。
"Group represented by general formula (f2-0-1)"
In the formula (f2-0-1), Q represents a divalent linking group or a single bond.
Examples of the divalent linking group include methylene, ethylene, propylene, isopropylene, cyclopropylene, n-butylene, isobutylene, pentene, isopentene, neopentene, cyclopentylene, cyclo C1-C8 linear, branched or cyclic alkylene groups, such as a hexylene group, a cycloheptylene group, and a cyclooctylene group, are mentioned. Further, the divalent linking group in Q may contain a hetero atom, such as an ether group, an ester group, a group in which at least one of a hydrogen atom and / or a carbon atom in the above-described alkylene group is substituted with a hetero atom, etc. Also mentioned. Among these, a linear alkylene group is preferable from the viewpoint of ease of synthesis, and a methylene group is particularly preferable.
R5は、フッ素化アルキル基である。該フッ素化アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキル基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換された基である。
かかる直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、炭素数1〜8のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜5のアルキル基がさらに好ましい。かかるアルキル基としては、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられ、メチル基が特に好ましい。
前記環状のアルキル基としては、炭素数4〜12であることが好ましく、炭素数5〜10であることがさらに好ましく、炭素数6〜10であることが最も好ましい。
フッ素化アルキル基のフッ素化率は、10〜100%が好ましく、30〜100%がより好ましく、50〜100%が特に好ましく、100%、すなわち水素原子がすべてフッ素原子で置換されたものであることが最も好ましい。フッ素化率が10%以上であると、パターン反転用膜表面の疎水性が高まり、アルカリ現像液に対する溶解速度の制御が図られる。
上記のなかでも、R5のフッ素化アルキル基としては、直鎖状または分岐鎖状のフッ素化アルキル基が好ましく、炭素数1〜5のフッ素化アルキル基がより好ましく、アルキル基の水素原子がすべてフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル基であることが特に好ましい。パーフルオロアルキル基の具体例としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基等が挙げられ、トリフルオロメチル基が最も好ましい。
R 5 is a fluorinated alkyl group. The fluorinated alkyl group is a group in which part or all of the hydrogen atoms of a linear, branched or cyclic alkyl group are substituted with fluorine atoms.
As such a linear or branched alkyl group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferable, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is more preferable, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is more preferable. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group, and a methyl group is particularly preferable.
The cyclic alkyl group preferably has 4 to 12 carbon atoms, more preferably 5 to 10 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms.
The fluorination rate of the fluorinated alkyl group is preferably 10 to 100%, more preferably 30 to 100%, particularly preferably 50 to 100%, and 100%, that is, all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. Most preferred. When the fluorination rate is 10% or more, the hydrophobicity of the pattern reversal film surface increases, and the dissolution rate in the alkaline developer can be controlled.
Among these, as the fluorinated alkyl group for R 5, a linear or branched fluorinated alkyl group is preferable, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is more preferable, and a hydrogen atom of the alkyl group is Particularly preferred are perfluoroalkyl groups all substituted with fluorine atoms. Specific examples of the perfluoroalkyl group include a trifluoromethyl group and a pentafluoroethyl group, and the trifluoromethyl group is most preferable.
「一般式(f2−0−2)で表される基について」
前記式(f2−0−2)中、Q及びR5は、いずれも、前記式(f2−0−1)におけるQ及びR5と同様である。
"Group represented by general formula (f2-0-2)"
In the formula (f2-0-2), Q and R 5 are both the same as Q and R 5 in Formula (f2-0-1).
「一般式(f2−0−3)で表される基について」
前記式(f2−0−3)中、R51,R52は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、フッ素原子、又は炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。
R51,R52において、炭素数1〜5のアルキル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられ、メチル基が好ましい。
R51,R52において、フッ素化アルキル基としては、前記R51,R52のアルキル基の水素原子の少なくとも1つがフッ素原子で置換されたものが挙げられる。
なかでも、R51,R52としては、水素原子が好ましく、共に水素原子であることが最も好ましい。
mf,nfは、それぞれ独立して0〜5の整数(ただし、mf+nf≧1)であり、1〜3の整数であることが好ましく、アルカリ現像液に対する溶解速度の点から、mf及びnfが共に1であることが最も好ましい。
qfは、0〜5の整数であり、0〜3の整数であることが好ましく、0または1であることがより好ましく、最も好ましくは1である。
"Group represented by general formula (f2-0-3)"
In the formula (f2-0-3), R 51 and R 52 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. .
In R 51 and R 52 , the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferably a linear or branched alkyl group, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group. Group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like, and a methyl group is preferable.
In R 51 and R 52 , examples of the fluorinated alkyl group include those in which at least one hydrogen atom of the alkyl group of R 51 and R 52 is substituted with a fluorine atom.
Among these, as R 51, R 52, preferably is a hydrogen atom, and most preferably both hydrogen atoms.
m f and n f are each independently an integer of 0 to 5 (however, m f + n f ≧ 1), preferably an integer of 1 to 3, from the viewpoint of the dissolution rate in an alkaline developer, Most preferably, m f and n f are both 1.
q f is an integer of 0 to 5, preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1, and most preferably 1.
前記式(f2−0−3)で表される基を含む構成単位としては、下記一般式(f2−0−3−1)で表される基を含む構成単位も挙げられる。 Examples of the structural unit containing a group represented by the formula (f2-0-3) include a structural unit containing a group represented by the following general formula (f2-0-3-1).
前記式(f2−0−3−1)中、R53,R54は、前記のR51,R52とそれぞれ同様のものが挙げられる。なかでも水素原子が好ましく、共に水素原子であることが最も好ましい。
pfは1〜5の整数であり、1〜3の整数であることが好ましく、1または2であることがより好ましく、2であることが特に好ましい。
In the formula (f2-0-3-1), R 53 and R 54 may be the same as R 51 and R 52 , respectively. Of these, a hydrogen atom is preferable, and it is most preferable that both are hydrogen atoms.
pf is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, more preferably 1 or 2, and particularly preferably 2.
上記のなかでも、構成単位(a”1)における極性基としては、水酸基及び前記一般式(f2−0−3)で表される基からなる群より選ばれる少なくとも一種であることが特に好ましい。 Among these, the polar group in the structural unit (a ″ 1) is particularly preferably at least one selected from the group consisting of a hydroxyl group and a group represented by the general formula (f2-0-3).
構成単位(a”1)は、たとえば、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位、主鎖が環状型の構成単位(以下「主鎖環状型構成単位」という。)又はα位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位のいずれであってもよく、これらの中では、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であることが特に好ましい。 The structural unit (a ″ 1) is bonded to, for example, a structural unit derived from hydroxystyrene, a structural unit whose main chain is cyclic (hereinafter referred to as “main-chain cyclic structural unit”), or an α-position carbon atom. Any of structural units derived from an acrylate ester in which a hydrogen atom may be substituted with a substituent may be used. Among these, a structural unit derived from hydroxystyrene, which is bonded to a carbon atom at the α-position The hydrogen atom is particularly preferably a structural unit derived from an acrylate ester which may be substituted with a substituent.
本発明において「主鎖環状型構成単位」とは、単環又は多環式の環構造を有し、該環構造の環上の少なくとも1つ、好ましくは2つ以上の炭素原子が主鎖を構成する構成単位をいう。主鎖環状型構成単位を含むことにより、膜表面の疎水性の高いパターン反転用膜が得られ、エッチング耐性も向上する。この理由は、主鎖が環状型であることにより、炭素密度が高くなっているためと推測される。
かかる主鎖環状型構成単位としては、例えば、ポリシクロオレフィンから誘導される構成単位が挙げられ、ビシクロ[2.2.1]−2−ヘプテン(ノルボルネン)から誘導される構成単位、テトラシクロ[4.4.0.12.5.1.7.10]−3−ドデセンから誘導される構成単位、又はこれらの環骨格上に置換基を有するものであってもよい。
かかる主鎖環状型構成単位として、具体的には、上記例示の構成単位の環上の特定の位置に、置換基として少なくとも、前記一般式(f2−0−1)で表される基、前記一般式(f2−0−2)で表される基、又は前記一般式(f2−0−3)で表される基を有するものが挙げられる。
In the present invention, the “main chain cyclic structural unit” has a monocyclic or polycyclic ring structure, and at least one, preferably two or more carbon atoms on the ring of the ring structure have a main chain. A constituent unit. By including the main chain cyclic structural unit, a pattern reversal film having high hydrophobicity on the film surface is obtained, and etching resistance is also improved. The reason for this is presumed that the carbon density is high due to the cyclic main chain.
Examples of the main chain cyclic structural unit include a structural unit derived from polycycloolefin, and a structural unit derived from bicyclo [2.2.1] -2-heptene (norbornene), tetracyclo [4 .4.0.1 2.5 . 1. 7.10 ] A structural unit derived from -3-dodecene, or a substituent on these ring skeletons.
As the main chain cyclic structural unit, specifically, at a specific position on the ring of the structural unit exemplified above, at least a group represented by the general formula (f2-0-1) as a substituent, What has group represented by general formula (f2-0-2) or group represented by the said general formula (f2-0-3) is mentioned.
構成単位(a”1)として、好ましくは、下記一般式(a”11−1)で表される構成単位(以下この構成単位を「構成単位(a”11)」という。)が挙げられる。 The structural unit (a ″ 1) is preferably a structural unit represented by the following general formula (a ″ 11-1) (hereinafter, this structural unit is referred to as “structural unit (a ″ 11)”).
・・・構成単位(a”11)
構成単位(a”1)としては、前記(S’)成分に対する溶解性が良好で、また、アルカリ現像液に対して適度な溶解性を有し、かつ、エッチング耐性に優れることから、下記一般式(a”11−1)で表される構成単位(以下この構成単位を「構成単位(a”11)」という。)が好適に例示できる。
... Structural unit (a "11)
As the structural unit (a ″ 1), the following general formula (S ′) has good solubility in the component (S ′), moderate solubility in an alkali developer, and excellent etching resistance. A structural unit represented by the formula (a ″ 11-1) (hereinafter, this structural unit is referred to as “structural unit (a ″ 11)”) can be preferably exemplified.
前記式(a”11−1)中、R20における炭素数1〜5のアルキル基として、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
R20としては、水素原子またはメチル基が特に好ましい。
In the formula (a ″ 11-1), as the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R 20 , specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert group -Linear or branched alkyl groups, such as a butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group.
R 20 is particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.
pは1〜3の整数であり、好ましくは1である。
水酸基の結合位置は、フェニル基のo−位、m−位、p−位のいずれでもよい。pが1である場合は、容易に入手可能で低価格であることからp−位が好ましい。pが2または3の場合は、任意の置換位置を組み合わせることができる。
p is an integer of 1 to 3, preferably 1.
The bonding position of the hydroxyl group may be any of the o-position, m-position and p-position of the phenyl group. When p is 1, the p-position is preferred because it is readily available and inexpensive. When p is 2 or 3, arbitrary substitution positions can be combined.
qは0〜2の整数である。これらのうち、qは0または1であることが好ましく、特に工業上、0であることが好ましい。
R6のアルキル基としては、R20のアルキル基と同様のものが挙げられる。
R6の置換位置は、qが1である場合はo−位、m−位、p−位のいずれでもよい。qが2である場合は、任意の置換位置を組み合わせることができる。このとき、複数のR6は、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
q is an integer of 0-2. Among these, q is preferably 0 or 1, and is preferably 0 industrially.
As the alkyl group for R 6, the same alkyl groups as those for R 20 can be used.
When q is 1, the substitution position of R 6 may be any of the o-position, m-position, and p-position. When q is 2, arbitrary substitution positions can be combined. At this time, the plurality of R 6 may be the same or different.
構成単位(a”11)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A”1)成分中の構成単位(a”11)の割合は、(A”1)成分を構成する全構成単位の合計に対して40〜75モル%であることが好ましく、50〜70モル%であることがより好ましく、55〜65モル%であることがさらに好ましい。
構成単位(a”11)の割合が該範囲の下限値以上であると、パターン反転用組成物とした際に所定のアルカリ溶解性が得られやすくなり、該範囲の上限値以下であると、他の構成単位とのバランスが良好である。
As the structural unit (a ″ 11), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The proportion of the structural unit (a ″ 11) in the component (A ″ 1) is preferably 40 to 75 mol% based on the total of all structural units constituting the component (A ″ 1), and is preferably 50 to 70%. More preferably, it is mol%, and it is further more preferable that it is 55-65 mol%.
When the proportion of the structural unit (a ″ 11) is equal to or higher than the lower limit value of the range, a predetermined alkali solubility is easily obtained when the pattern reversal composition is obtained, and when the ratio is equal to or lower than the upper limit value of the range, Good balance with other structural units.
・・構成単位(a”2):
(A”1)成分は、さらに、本発明の効果を損なわない範囲で、前記の構成単位(a”1)以外の構成単位(以下この構成単位を「構成単位(a”2)」という。)を含んでいてもよい。
構成単位(a”2)は、上述の構成単位(a”1)に分類されない構成単位であれば特に限定されるものではなく、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト用樹脂に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
構成単位(a”2)としては、例えば、スチレンから誘導される構成単位、上述した構成単位(a1)、上述した構成単位(a4)、置換基を有さないポリシクロオレフィンから誘導される構成単位、置換基として多環の脂環式基を有するポリシクロオレフィンから誘導される構成単位等が挙げられる。
置換基を有さないポリシクロオレフィンから誘導される構成単位としては、ビシクロ[2.2.1]−2−ヘプテン(ノルボルネン)、テトラシクロ[4.4.0.12.5.1.7.10]−3−ドデセン等が挙げられる。
また、置換基として多環の脂環式基を有するポリシクロオレフィンから誘導される構成単位としては、上記置換基を有さないポリシクロオレフィンから誘導される構成単位の環上に、置換基として、例えば、トリシクロデカニル基、アダマンチル基、テトラシクロドデカニル基等の多環式基を有する構成単位が挙げられる。
構成単位(a”2)としては、上記の中でも、アルカリ現像液に対する溶解性を容易に調整できることから、スチレンから誘導される構成単位、上述した構成単位(a1)を用いることが好ましい。
..Structural unit (a "2):
The component (A ″ 1) is a structural unit other than the structural unit (a ″ 1) (hereinafter, this structural unit is referred to as “structural unit (a ″ 2)”) as long as the effects of the present invention are not impaired. ) May be included.
The structural unit (a ″ 2) is not particularly limited as long as it is a structural unit that is not classified into the above-mentioned structural unit (a ″ 1). A number of hitherto known materials can be used for resist resins such as
Examples of the structural unit (a ″ 2) include a structural unit derived from styrene, the structural unit (a1) described above, the structural unit (a4) described above, and a polycycloolefin having no substituent. Examples of the unit include structural units derived from polycycloolefins having a polycyclic alicyclic group as a substituent.
Examples of the structural unit derived from a polycycloolefin having no substituent include bicyclo [2.2.1] -2-heptene (norbornene) and tetracyclo [4.4.0.12.5.1.7. 10] -3-dodecene and the like.
In addition, as a structural unit derived from a polycycloolefin having a polycyclic alicyclic group as a substituent, as a substituent on a ring of a structural unit derived from a polycycloolefin having no substituent, Examples include structural units having a polycyclic group such as a tricyclodecanyl group, an adamantyl group, and a tetracyclododecanyl group.
Among the above, as the structural unit (a ″ 2), it is preferable to use the structural unit derived from styrene and the above-described structural unit (a1) because the solubility in an alkali developer can be easily adjusted.
(A”1)成分は、上記構成単位(a”1)に加えて、さらに、構成単位(a”2)としてスチレンから誘導される構成単位(以下「構成単位(a”21)」ともいう)を有する樹脂が好ましい。
構成単位(a”2)として、構成単位(a”21)を有することにより、アルカリ現像液に対する溶解性を容易に調整できる。また、パターン反転用膜とした際、耐熱性やドライエッチング耐性が向上する。
構成単位(a”21)の中で好適なものとしては、下記一般式(a”21−1)で表される構成単位が挙げられる。
In addition to the structural unit (a ″ 1), the component (A ″ 1) is further referred to as a structural unit derived from styrene as the structural unit (a ″ 2) (hereinafter referred to as “structural unit (a ″ 21)”). ) Is preferred.
By having the structural unit (a ″ 21) as the structural unit (a ″ 2), the solubility in an alkali developer can be easily adjusted. Moreover, when it is used as a pattern reversal film, heat resistance and dry etching resistance are improved.
Preferred examples of the structural unit (a ″ 21) include structural units represented by general formula (a ″ 21-1) shown below.
前記一般式(a”21−1)中、R20は、上記一般式(a”11−1)におけるR20と同様である。
前記式(a”21−1)中、R4のアルキル基は、上記一般式(a”11−1)におけるR6のアルキル基と同様のものが挙げられる。
rは0〜3の整数であり、0または1であることが好ましく、工業上、0であることが特に好ましい。
rが1である場合、R4の置換位置は、フェニル基のo−位、m−位、p−位のいずれでもよい。rが2又は3である場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。このとき、複数のR4は、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
"In (21-1, R 20 is the formula (a Formula a)" is the same as R 20 in 11-1).
In the formula (a ″ 21-1), examples of the alkyl group for R 4 include the same as the alkyl group for R 6 in the general formula (a ″ 11-1).
r is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and industrially particularly preferably 0.
When r is 1, the substitution position of R 4 may be any of the o-position, m-position and p-position of the phenyl group. When r is 2 or 3, arbitrary substitution positions can be combined. At this time, the plurality of R 4 may be the same or different.
かかる構成単位(a”21)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A”1)成分中、構成単位(a”21)の割合は、(A”1)成分を構成する全構成単位の合計に対して10〜25モル%であることが好ましく、10〜20モル%であることがより好ましく、10〜15モル%であることがさらに好ましい。
構成単位(a”21)の割合が該範囲の上限値以下であると、パターン反転用組成物とした際に所定のアルカリ溶解性が得られやすくなり、該範囲の下限値以上であると、他の構成単位とのバランスが良好である。
As the structural unit (a ″ 21), one type of structural unit may be used alone, or two or more types of structural units may be used in combination.
In the component (A ″ 1), the proportion of the structural unit (a ″ 21) is preferably 10 to 25 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (A ″ 1). It is more preferable that it is mol%, and it is further more preferable that it is 10-15 mol%.
When the proportion of the structural unit (a ″ 21) is less than or equal to the upper limit value of the range, a predetermined alkali solubility is easily obtained when the pattern reversal composition is used, and when the proportion is equal to or greater than the lower limit value of the range, Good balance with other structural units.
また、(A”1)成分は、上記構成単位(a”1)に加えて、又は、上記構成単位(a”1)と上記構成単位(a”21)とに加えて、さらに、上述した構成単位(a1)を有する樹脂を有していてもよい。
構成単位(a”2)として、上述した構成単位(a1)を採用することにより、アルカリ現像液に対する溶解性を容易に調整できる。また、より高い解像性で、かつ、良好な形状の反転パターンを形成することができる。
(A”1)成分における構成単位(a1)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(以下「構成単位(a”22−1)」ともいう);又は、ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位の水酸基における水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位(以下「構成単位(a”22−2)」ともいう)が好ましい。
(A”1)成分における構成単位(a1)が前記構成単位(a”22−1)の場合、上述した一般式(a1−r−2)で表される酸解離性基を含む構成単位が好ましく、上記一般式(a1−r2−2)で表される基を含む構成単位がより好ましい。
(A”1)成分における構成単位(a1)が前記構成単位(a”22−2)の場合、上述した一般式(a1−r−1)で表される酸解離性基(アセタール型酸解離性基)を含む構成単位が好ましい。
Further, the component (A ″ 1) is added to the structural unit (a ″ 1), or in addition to the structural unit (a ″ 1) and the structural unit (a ″ 21). You may have resin which has a structural unit (a1).
By adopting the above-described structural unit (a1) as the structural unit (a ″ 2), the solubility in an alkali developer can be easily adjusted. Further, the reversal of a good shape with higher resolution is possible. A pattern can be formed.
The structural unit (a1) in the component (A ″ 1) is a structural unit derived from an acrylate ester in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, A structural unit containing an acid-decomposable group whose polarity increases by action (hereinafter also referred to as “structural unit (a” 22-1) ”); or a hydrogen atom in a hydroxyl group of a structural unit derived from hydroxystyrene or a hydroxystyrene derivative Is preferably a structural unit (hereinafter also referred to as “structural unit (a ″ 22-2)”) in which at least a part thereof is protected by a substituent containing the acid decomposable group.
When the structural unit (a1) in the component (A ″ 1) is the structural unit (a ″ 22-1), the structural unit containing an acid dissociable group represented by the general formula (a1-r-2) described above is Preferably, the structural unit containing the group represented by the general formula (a1-r2-2) is more preferable.
When the structural unit (a1) in the component (A ″ 1) is the structural unit (a ″ 22-2), the acid dissociable group (acetal acid dissociation represented by the general formula (a1-r-1) described above) A structural unit containing a functional group).
・・・構成単位(a”23)
また、(A”1)成分中、構成単位(a”2)としては、ケイ素原子を有する構成単位(a”23)を含むことが好ましい。構成単位(a”23)としては、下記一般式(a”23−1)で表される構成単位が好ましい。ケイ素原子を有する構成単位を採用することにより、パターン反転膜のエッチング耐性を良好なものとすることができる。
... Structural unit (a "23)
In the component (A ″ 1), the structural unit (a ″ 2) preferably includes a structural unit (a ″ 23) having a silicon atom. The structural unit (a ″ 23) has the following general formula: The structural unit represented by (a ″ 23-1) is preferable. By employing the structural unit having a silicon atom, the etching resistance of the pattern reversal film can be improved.
R23におけるアルキル基として、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
R23としては、一部の炭素原子がケイ素原子により置換されたイソプロピル基が好ましい。
Specific examples of the alkyl group for R 23 include linear groups such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group. Or a branched alkyl group is mentioned.
R 23 is preferably an isopropyl group in which some carbon atoms are substituted with silicon atoms.
ケイ素原子を有する構成単位(a”23)としては、かご型シルセスキオキサン(POSS)構造含有構成単位も好適である。 As the structural unit (a ″ 23) having a silicon atom, a cage-type silsesquioxane (POSS) structure-containing structural unit is also suitable.
(かご型シルセスキオキサン(POSS)構造含有構成単位)
(A”1)成分におけるは、かご型シルセスキオキサン(POSS)構造含有構成単位を含有していることが好ましい。かご型シルセスキオキサン(POSS)構造含有構成単位としては、下記一般式(POSS−1)で表される構成単位が挙げられる。
(Cage-type silsesquioxane (POSS) structure-containing structural unit)
The component (A ″ 1) preferably contains a cage-type silsesquioxane (POSS) structure-containing structural unit. The cage-type silsesquioxane (POSS) structure-containing structural unit has the following general formula: And a structural unit represented by (POSS-1).
前記式(POSS−1)中、Rの炭素数1〜5のアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基である。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
Rとしては、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基が最も好ましい。
In the formula (POSS-1), the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, a methyl group or an ethyl group. Propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. The halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with halogen atoms. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
R is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is most preferably a hydrogen atom or a methyl group in terms of industrial availability.
前記式(POSS−1)中、R0における1価の炭化水素基は、炭素数1〜20が好ましく、より好ましくは1〜10であり、さらに好ましくは1〜8である。ただし、該炭素数には、後述の置換基における炭素数を含まないものとする。
R0における1価の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよく、なかでも脂肪族炭化水素基であることが好ましく、1価の脂肪族飽和炭化水素基(アルキル基)であることがより好ましい。
前記アルキル基として、より具体的には、鎖状の脂肪族炭化水素基(直鎖状または分岐鎖状のアルキル基)、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
直鎖状のアルキル基は、炭素数が1〜8が好ましく、1〜5がより好ましく、1〜3がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基、n−プロピル基が好ましく、メチル基、エチル基又はイソブチル基がより好ましく、エチル基又はイソブチル基がさらに好ましく、エチル基が特に好ましい。
分岐鎖状のアルキル基は、炭素数が3〜5が好ましい。具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられ、イソプロピル基又はtert−ブチル基であることが最も好ましい。
構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、環状の脂肪族炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を1個除いた基)、該環状の脂肪族炭化水素基が前述した鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合するか、又は該環状の脂肪族炭化水素基が前述した鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が3〜8であることが好ましく、4〜6であることがより好ましく、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式基としては、炭素数3〜6のモノシクロアルカンから1つ以上の水素原子を除いた基が好ましく、該モノシクロアルカンとしては、シクロペンタン、シクロヘキサン等が例示できる。多環式基としては、炭素数7〜12のポリシクロアルカンから1つ以上の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとして具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
In the formula (POSS-1), the monovalent hydrocarbon group for R 0 preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and still more preferably 1 to 8 carbon atoms. However, the carbon number does not include the carbon number in the substituent described later.
The monovalent hydrocarbon group for R 0 may be an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and particularly preferably an aliphatic hydrocarbon group. It is more preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group (alkyl group).
More specifically, examples of the alkyl group include a chain aliphatic hydrocarbon group (a linear or branched alkyl group) and an aliphatic hydrocarbon group having a ring in the structure.
The linear alkyl group preferably has 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms, and still more preferably 1 to 3 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and an n-pentyl group. Among these, a methyl group, an ethyl group, and an n-propyl group are preferable, a methyl group, an ethyl group, or an isobutyl group is more preferable, an ethyl group or an isobutyl group is further preferable, and an ethyl group is particularly preferable.
The branched alkyl group preferably has 3 to 5 carbon atoms. Specific examples include an isopropyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, and the like, and an isopropyl group or a tert-butyl group is most preferable.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure include a cyclic aliphatic hydrocarbon group (a group obtained by removing one hydrogen atom from an aliphatic hydrocarbon ring), and the cyclic aliphatic hydrocarbon group is the chain described above. Examples thereof include a group bonded to the terminal of a chain-like aliphatic hydrocarbon group or a group in which the cyclic aliphatic hydrocarbon group is interposed in the middle of the chain-like aliphatic hydrocarbon group described above.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group preferably has 3 to 8 carbon atoms, more preferably 4 to 6 carbon atoms, and may be a polycyclic group or a monocyclic group. . As the monocyclic group, a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane having 3 to 6 carbon atoms is preferable, and examples of the monocycloalkane include cyclopentane and cyclohexane. As the polycyclic group, a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane having 7 to 12 carbon atoms is preferable. Specific examples of the polycycloalkane include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, And tetracyclododecane.
鎖状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、炭素数1〜5のアルキル基、フッ素原子、炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
The chain-like aliphatic hydrocarbon group may have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and an oxygen atom (= O).
The cyclic aliphatic hydrocarbon group may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and an oxygen atom (= O).
R0における1価の炭化水素基が芳香族炭化水素基となる場合、該芳香族炭化水素基としては、芳香環を少なくとも1つ有する1価の炭化水素基である。
この芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5〜30であることが好ましく、5〜20がより好ましく、6〜15がさらに好ましく、6〜12が特に好ましい。ただし、該炭素数には、後述の置換基における炭素数を含まないものとする。
芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基またはヘテロアリール基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(たとえばビフェニル、フルオレン等)から水素原子を1つ除いた基;前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基)等が挙げられる。
前記アリール基又はヘテロアリール基に結合するアルキレン基の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5のアルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
When the monovalent hydrocarbon group in R 0 is an aromatic hydrocarbon group, the aromatic hydrocarbon group is a monovalent hydrocarbon group having at least one aromatic ring.
The aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n + 2 π electrons, and may be monocyclic or polycyclic. It is preferable that carbon number of an aromatic ring is 5-30, 5-20 are more preferable, 6-15 are more preferable, and 6-12 are especially preferable. However, the carbon number does not include the carbon number in the substituent described later.
Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; aromatic heterocycles in which a part of carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms, and the like. Can be mentioned. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocyclic ring include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom. Specific examples of the aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring.
Specifically, the aromatic hydrocarbon group is a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring (aryl group or heteroaryl group); an aromatic compound containing two or more aromatic rings A group in which one hydrogen atom is removed from (for example, biphenyl, fluorene, etc.); a group in which one of the hydrogen atoms of the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring is substituted with an alkylene group (for example, benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, arylalkyl groups such as 2-naphthylethyl group) and the like.
The alkylene group bonded to the aryl group or heteroaryl group preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
The aromatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and an oxygen atom (= O).
前記式(POSS−1)中、V0における2価の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。
V0における2価の炭化水素基としての脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
該脂肪族炭化水素基として、より具体的には、直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、又は構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
In the formula (POSS-1), the divalent hydrocarbon group for V 0 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. An aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity.
The aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group for V 0 may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
More specific examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group having a ring in the structure, and the like.
前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜6がより好ましく、1〜4がさらに好ましく、1〜3が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[−CH2−]、エチレン基[−(CH2)2−]、トリメチレン基[−(CH2)3−]、テトラメチレン基[−(CH2)4−]、ペンタメチレン基[−(CH2)5−]等が挙げられる。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH3)−、−CH(CH2CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CH3)(CH2CH3)−、−C(CH3)(CH2CH2CH3)−、−C(CH2CH3)2−等のアルキルメチレン基;−CH(CH3)CH2−、−CH(CH3)CH(CH3)−、−C(CH3)2CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−、−C(CH2CH3)2−CH2−等のアルキルエチレン基;−CH(CH3)CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH3)CH2CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2CH2−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
The linear or branched aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4, and most preferably 1 to 3.
As the linear aliphatic hydrocarbon group, a linear alkylene group is preferable. Specifically, a methylene group [—CH 2 —], an ethylene group [— (CH 2 ) 2 —], a trimethylene group [ — (CH 2 ) 3 —], tetramethylene group [— (CH 2 ) 4 —], pentamethylene group [— (CH 2 ) 5 —] and the like can be mentioned.
As the branched aliphatic hydrocarbon group, a branched alkylene group is preferred, and specifically, —CH (CH 3 ) —, —CH (CH 2 CH 3 ) —, —C (CH 3 ). 2 -, - C (CH 3 ) (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) (CH 2 CH 2 CH 3) -, - C (CH 2 CH 3) 2 - ; alkylethylene groups such as - CH (CH 3) CH 2 - , - CH (CH 3) CH (CH 3) -, - C (CH 3) 2 CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3) CH 2 -, - C (CH 2 CH 3) 2 -CH 2 - alkyl groups such as; -CH (CH 3) CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 - alkyl trimethylene groups such as; -CH (CH 3) CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 CH 2 - And the like alkyl alkylene group such as an alkyl tetramethylene group of. The alkyl group in the alkyl alkylene group is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
前記構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては前記と同様のものが挙げられる。
前記脂環式炭化水素基は、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜12であることがより好ましい。
前記脂環式炭化水素基は、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure include an alicyclic hydrocarbon group (a group obtained by removing two hydrogen atoms from an aliphatic hydrocarbon ring), and an alicyclic hydrocarbon group that is linear or branched. Examples thereof include a group bonded to the end of a chain aliphatic hydrocarbon group and a group in which an alicyclic hydrocarbon group is interposed in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group include those described above.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group may be a polycyclic group or a monocyclic group. The monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from a monocycloalkane. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane and cyclohexane.
The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms. Adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。
この芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5〜30であることが好ましく、5〜20がより好ましく、6〜15がさらに好ましく、6〜12が特に好ましい。ただし、該炭素数には、後述の置換基における炭素数を含まないものとする。
芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を2つ除いた基(アリーレン基またはヘテロアリーレン基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(たとえばビフェニル、フルオレン等)から水素原子を2つ除いた基;前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基またはヘテロアリール基)の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基におけるアリール基から水素原子をさらに1つ除いた基)等が挙げられる。
前記アリール基又はヘテロアリール基に結合するアルキレン基の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
The aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having an aromatic ring.
The aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n + 2 π electrons, and may be monocyclic or polycyclic. It is preferable that carbon number of an aromatic ring is 5-30, 5-20 are more preferable, 6-15 are more preferable, and 6-12 are especially preferable. However, the carbon number does not include the carbon number in the substituent described later.
Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; aromatic heterocycles in which a part of carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms, and the like. Can be mentioned. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocyclic ring include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom. Specific examples of the aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring.
Specifically, the aromatic hydrocarbon group is a group obtained by removing two hydrogen atoms from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle (arylene group or heteroarylene group); an aromatic compound containing two or more aromatic rings A group obtained by removing two hydrogen atoms from (for example, biphenyl, fluorene, etc.); 1 of the hydrogen atoms of a group (aryl group or heteroaryl group) obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring A group substituted with an alkylene group (for example, an aryl group in an arylalkyl group such as benzyl, phenethyl, 1-naphthylmethyl, 2-naphthylmethyl, 1-naphthylethyl, 2-naphthylethyl, etc.) A group in which one atom is further removed).
The alkylene group bonded to the aryl group or heteroaryl group preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
以下に、前記式(POSS−1)で表される構成単位の具体例を示す。以下の各式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。 Specific examples of the structural unit represented by the formula (POSS-1) are shown below. In the following formulas, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
(A”1)成分における構成単位(a”1)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A”1)成分中、構成単位(a”1)の割合は、(A”1)成分を構成する全構成単位の合計に対して20〜50モル%であることが好ましく、20〜45モル%であることがより好ましく、20〜40モル%であることがさらに好ましい。
構成単位(a”1)の割合が該範囲の下限値以上であると、パターン反転用組成物とした際に適度なアルカリ溶解性が得られやすくなる。また、解像性が高まり、より良好な形状の反転パターンが得られやすくなる。該範囲の上限値以下であると、他の構成単位とのバランスが良好である。
As the structural unit (a ″ 1) in the component (A ″ 1), one type of structural unit may be used, or two or more types may be used in combination.
In the component (A ″ 1), the proportion of the structural unit (a ″ 1) is preferably 20 to 50 mol% based on the total of all structural units constituting the component (A ″ 1). More preferably, it is mol%, and it is further more preferable that it is 20-40 mol%.
When the proportion of the structural unit (a ″ 1) is not less than the lower limit of the range, moderate alkali solubility can be easily obtained when the pattern reversal composition is obtained. If the reversal pattern has a shape that is less than or equal to the upper limit of the range, the balance with other structural units is good.
また、(A”1)成分中、構成単位(a”2)の割合は、(A”1)成分を構成する全構成単位の合計に対して1〜50モル%であることが好ましく、3〜40モル%であることがより好ましく、3〜35モル%であることがさらに好ましい。
また、(A”1)成分中、構成単位(a”21)の割合は、(A”1)成分を構成する全構成単位の合計に対して20〜40モル%であることが好ましく、20〜35モル%であることがより好ましく、25〜35モル%であることがさらに好ましい。
また、(A”1)成分中、構成単位(a”23)の割合は、(A”1)成分を構成する全構成単位の合計に対して1〜30モル%であることが好ましく、10〜25モル%であることがより好ましく、15〜25モル%であることがさらに好ましい。
また、(A”1)成分中、(POSS)構造含有構成単位の割合は、(A”1)成分を構成する全構成単位の合計に対して1〜30モル%であることが好ましく、5〜25モル%であることがより好ましく、5〜20モル%であることがさらに好ましい。
In the component (A ″ 1), the proportion of the structural unit (a ″ 2) is preferably 1 to 50 mol% with respect to the total of all structural units constituting the component (A ″ 1). More preferably, it is -40 mol%, and it is further more preferable that it is 3-35 mol%.
In the component (A ″ 1), the proportion of the structural unit (a ″ 21) is preferably 20 to 40 mol% based on the total of all structural units constituting the component (A ″ 1). More preferably, it is -35 mol%, and it is further more preferable that it is 25-35 mol%.
In the component (A ″ 1), the proportion of the structural unit (a ″ 23) is preferably 1 to 30 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (A ″ 1). More preferably, it is -25 mol%, and it is further more preferable that it is 15-25 mol%.
In the component (A ″ 1), the proportion of the (POSS) structure-containing structural unit is preferably 1 to 30 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (A ″ 1). It is more preferably ˜25 mol%, and further preferably 5 to 20 mol%.
(A”1)成分としては、上記構成単位(a”1)を有する樹脂成分(以下この樹脂成分を「(A”1−1)成分」という。)が好ましい。
(A”1−1)成分のなかで好適なものとしては、たとえば、構成単位(a”1)と構成単位(a”2)とを有する共重合体が挙げられる。構成単位(a”1)と構成単位(a”2)とを有する共重合体として、好ましくは、構成単位(a”11)と構成単位(a”21)とを有する共重合体、構成単位(a”11)と構成単位(a4)とを有する共重合体構成単位(a”11)と構成単位(a”23)とを有する共重合体、構成単位(a”11)と(POSS)構造含有構成単位とを有する共重合体、が挙げられる。
As the component (A ″ 1), a resin component having the structural unit (a ″ 1) (hereinafter, this resin component is referred to as “(A ″ 1-1) component”) is preferable.
Preferable examples of the component (A ″ 1-1) include a copolymer having the structural unit (a ″ 1) and the structural unit (a ″ 2). The structural unit (a ″ 1) ) And the structural unit (a ″ 2) are preferably a copolymer having the structural unit (a ″ 11) and the structural unit (a ″ 21), and the structural unit (a ″ 11). A copolymer having a structural unit (a ″ 11) having a structural unit (a4) and a structural unit (a ″ 23), a structural unit (a ″ 11) and a (POSS) structure-containing structural unit. Having a copolymer.
(A”1)成分は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
(A”1)成分としては、特に下記の様な構成単位の組み合わせを含む共重合体が好ましい。
As the component (A ″ 1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
As the component (A ″ 1), a copolymer containing the following combination of structural units is particularly preferable.
前記式(A”1−11)〜(A”1−13)中、R20、R6、p、qは、上記式(a”11−1)におけるR20、R6、p、qとそれぞれ同様である。R4、rは、上記式(a”21−1)におけるR4、rとそれぞれ同様である。複数のR20は同じであっても異なっていてもよい。R23、Rαに関する説明は前記同様である。 In the formula (A "1-11) ~ (A " 1-13), R 20, R 6, p, q are, R 20 in the formula (a "11-1), R 6 , p, and q are each similar .R 4, r are respectively similar to R 4, r in the formula (a "21-1). The plurality of R 20 may be the same or different. The description regarding R 23 and R α is the same as described above.
(A”1)成分の質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではなく、1000〜50000が好ましく、1500〜30000がより好ましく、2000〜20000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、パターン反転用膜を形成する樹脂成分として用いるのに充分な有機溶剤への溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、耐ドライエッチング性やパターン断面形状がより良好となる。
また、(A”1)成分の分散度(Mw/Mn)は、特に限定されず、1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.0〜2.5が最も好ましい。
The mass average molecular weight (Mw) of the component (A ″ 1) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography (GPC)) is not particularly limited, preferably 1000 to 50000, more preferably 1500 to 30000, It is most preferably 2000 to 20000. If it is not more than the upper limit of this range, it has sufficient solubility in an organic solvent to be used as a resin component for forming the film for pattern reversal, and is not less than the lower limit of this range. Further, the dry etching resistance and the pattern cross-sectional shape become better.
Further, the dispersity (Mw / Mn) of the component (A ″ 1) is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and 1.0 to 2. 5 is most preferred.
(A”1)成分は、たとえば、各構成単位を誘導するモノマーを、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)のようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等によって重合させることによって得ることができる。
また、主鎖環状型構成単位を有する場合、(A”1)成分は、たとえば特開2006−291177号公報に記載の方法により合成できる。
The component (A ″ 1) is obtained, for example, by polymerizing a monomer for deriving each structural unit by a known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN). Can do.
Moreover, when it has a main chain cyclic | annular structural unit, (A "1) component is compoundable by the method as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-291177, for example.
(A”)成分としては、上述した(A”1)成分以外の基材成分(樹脂又は低分子化合物)を含有していてもよい。 The component (A ″) may contain a base component (resin or low molecular compound) other than the component (A ″ 1) described above.
本発明におけるパターン反転用組成物において、(A”)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
パターン反転用組成物中、(A”)成分の含有量は、形成しようとする膜厚等に応じて調整すればよい。
In the pattern reversal composition in the present invention, as the component (A ″), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The content of the component (A ″) in the pattern reversal composition may be adjusted according to the film thickness to be formed.
≪他の成分≫
本発明におけるパターン反転用組成物には、上記の(S’)成分及び(A”)成分以外に、さらに所望により、混和性のある添加剤、例えばパターン反転用膜の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料などを適宜、添加含有させることができる。
なかでも、溶解抑制剤を基材成分(A”)と併用することにより、パターン反転用膜のアルカリ現像液に対する溶解速度を制御できる。
≪Other ingredients≫
In addition to the components (S ′) and (A ″) described above, the pattern reversal composition according to the present invention may further contain a miscible additive such as a pattern reversal film, if desired. Additional resins, surfactants for improving coatability, dissolution inhibitors, plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents, dyes, and the like can be added as appropriate.
In particular, the dissolution rate of the pattern reversal film in the alkaline developer can be controlled by using the dissolution inhibitor in combination with the base component (A ″).
・溶解抑制剤
溶解抑制剤として具体的には、上述したレジスト組成物に配合される(B)成分の説明で例示した、オニウム塩系酸発生剤、が好適に挙げられる。そのなかでもアルカリ現像液に対する溶解抑制の効果に優れ、所定の溶解速度に制御しやすいことから、上記式(b−1)で表される化合物が好ましい。
溶解抑制剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
パターン反転用組成物における溶解抑制剤の含有量は、(A”)成分100質量部に対し、25質量部以下が好ましく、0.1〜20質量部がより好ましく、0.5〜18質量部がさらに好ましい。上記範囲とすることで、パターン反転用膜のアルカリ現像液に対する溶解速度を容易に制御できる。また、均一な溶液が得られ、保存安定性が良好となるため好ましい。
-Dissolution inhibitor Specific examples of the dissolution inhibitor include onium salt acid generators exemplified in the description of the component (B) blended in the resist composition described above. Among them, the compound represented by the above formula (b-1) is preferable because it is excellent in the effect of suppressing dissolution in an alkali developer and can be easily controlled to a predetermined dissolution rate.
A dissolution inhibitor may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
The content of the dissolution inhibitor in the pattern reversal composition is preferably 25 parts by mass or less, more preferably 0.1 to 20 parts by mass, and 0.5 to 18 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A ″). By setting the amount within the above range, the dissolution rate of the pattern reversal film in the alkaline developer can be easily controlled, and a uniform solution can be obtained and the storage stability is improved, which is preferable.
工程Eでは、上記パターン反転用組成物を第2のレジストパターンを被覆するようにスピンナーを用いて均一に塗布し、プレベーク(PAB)処理等を行ってパターン反転用膜を形成する。次いで、当該パターン反転用膜に対して、上記アルカリ現像を行い、第2のレジストパターンを除去しつつ、パターン反転用膜をパターニングして、第3のパターンを形成する。
具体的には、図1(F)に示すように、第2のレジストパターンが除去され、パターン反転用膜をパターニングした、第3のパターン3Pを形成する。
工程Eにおいて、現像処理は、例えば0.1〜10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液を用いればよい。また、第3のパターンを良好に形成するため、現像時間は5〜40秒間が好ましく、10〜30秒間がより好ましい。
In step E, the pattern reversal composition is uniformly applied using a spinner so as to cover the second resist pattern, and a pre-baking (PAB) process or the like is performed to form a pattern reversal film. Next, the alkali reversal is performed on the pattern reversal film to remove the second resist pattern, and the pattern reversal film is patterned to form a third pattern.
Specifically, as shown in FIG. 1F, the second resist pattern is removed, and a
In Step E, for example, a 0.1 to 10 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution may be used for the development processing. In order to satisfactorily form the third pattern, the development time is preferably 5 to 40 seconds, and more preferably 10 to 30 seconds.
本発明のレジストパターン形成方法によれば、工程A〜工程Eを有することにより、一般的なArFポジレジストパターニングでは形成が困難である微細な線幅のパターンを形成することができる。具体的には、一般的なArFポジレジストパターニングでは80nm付近の線幅のパターン形成が限界であるが、本発明によれば、80nm以下の線幅、より具体的には60nm付近の線幅のパターンを形成することができる。
加えて、ケイ素原子を含有する構成単位を含む樹脂成分を含有するパターン反転用組成物を採用した場合には、エッチング耐性に優れたパターンを形成することができる。
According to the resist pattern forming method of the present invention, by having the steps A to E, it is possible to form a pattern with a fine line width that is difficult to form by general ArF positive resist patterning. Specifically, in general ArF positive resist patterning, pattern formation with a line width of about 80 nm is the limit, but according to the present invention, a line width of about 80 nm or less, more specifically, a line width of about 60 nm is used. A pattern can be formed.
In addition, when a pattern reversal composition containing a resin component containing a structural unit containing a silicon atom is employed, a pattern with excellent etching resistance can be formed.
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited to a following example.
[工程A]
<レジスト組成物の調製>
100質量部の下記高分子化合物(A)−1、10質量部の下記化合物(B)−1、7質量部の下記化合物(D)−1、2質量部の下記高分子化合物(F)−1、2質量部のサリチル酸及び4000質量部の溶剤(PGMEA/PGME/シクロヘキサノン(質量比45/30/25)の混合溶媒)を混合し、レジスト組成物を調整した。
[Step A]
<Preparation of resist composition>
100 parts by mass of the following polymer compound (A) -1, 10 parts by mass of the following compound (B) -1, 7 parts by mass of the following compound (D) -1, 2 parts by mass of the following polymer compound (F)- 1, 2 parts by mass of salicylic acid and 4000 parts by mass of a solvent (a mixed solvent of PGMEA / PGME / cyclohexanone (mass ratio 45/30/25)) were mixed to prepare a resist composition.
<アルカリ現像ポジ型レジストパターンの形成>
12インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC29A」(商品名、ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚95nmの有機系反射防止膜を形成した。
次いで、該膜上に、上記のレジスト組成物をスピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、温度90℃で60秒間の条件でプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚90nmのレジスト膜を形成した。
次いで、該レジスト膜に、露光装置NSR−S610S(ニコン社製 NA=1.30 Dipole with polano)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、マスクパターン(バイナリマスク)を介して選択的に照射した。
次いで、23℃にて、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液「NMD−3」(商品名、東京応化工業社製)を用いて、10秒間のアルカリ現像を行った。
その後、80℃(PEB(℃))で60秒間の露光後加熱処理を行った。
その結果、下記のライン&スペースパターン(以下「LSパターン」という。)が形成された。
LSパターン1:120nmピッチ/83nmライン、マスクサイズ 60nm
LSパターン2:160nmピッチ/105nmライン、マスクサイズ 80nm
<Formation of alkali development positive resist pattern>
An organic antireflection film composition “ARC29A” (trade name, manufactured by Brewer Science Co., Ltd.) is applied onto a 12-inch silicon wafer using a spinner and baked on a hot plate at 205 ° C. for 60 seconds to be dried. As a result, an organic antireflection film having a thickness of 95 nm was formed.
Next, the resist composition is applied onto the film using a spinner, prebaked (PAB) at a temperature of 90 ° C. for 60 seconds on a hot plate, and dried to obtain a film thickness of 90 nm. The resist film was formed.
Next, the resist film was selectively irradiated with an ArF excimer laser (193 nm) through a mask pattern (binary mask) by an exposure apparatus NSR-S610S (NA = 1.30 Dipole with polano manufactured by Nikon Corporation).
Subsequently, alkali development was performed at 23 ° C. for 10 seconds using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution “NMD-3” (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.).
Thereafter, post-exposure heat treatment was performed at 80 ° C. (PEB (° C.)) for 60 seconds.
As a result, the following line & space pattern (hereinafter referred to as “LS pattern”) was formed.
LS pattern 1: 120 nm pitch / 83 nm line, mask size 60 nm
LS pattern 2: 160 nm pitch / 105 nm line, mask size 80 nm
[工程B]
<酸成分を含む溶液の調整>
100質量部の下記高分子化合物(AP)−1、40質量部の下記化合物(T)−1、17000質量部の溶剤(4−メチル−2−ペンタノール)を混合し、酸成分を含む溶液を調整した。
[Step B]
<Preparation of solution containing acid component>
100 parts by mass of the following polymer compound (AP) -1, 40 parts by mass of the following compound (T) -1, 17000 parts by mass of a solvent (4-methyl-2-pentanol), and a solution containing an acid component Adjusted.
<第1の層の形成>
上記で得た酸成分を含む溶液を、前記[工程A]で得られた第1のレジストパターン上にスピンナーを用いて塗布し(1500rpm)、第1の層を形成した。
<Formation of the first layer>
The solution containing the acid component obtained above was applied onto the first resist pattern obtained in [Step A] using a spinner (1500 rpm) to form a first layer.
[工程B1]
<塩基性成分を含む溶液の調整>
100質量部の下記高分子化合物(BP)−1、20質量部のトリオクチルアミン、10000質量部の溶剤(イソアミルエーテル)を混合し、塩基性成分を含む溶液を調整した。
[Step B1]
<Preparation of solution containing basic components>
100 parts by mass of the following polymer compound (BP) -1, 20 parts by mass of trioctylamine, and 10000 parts by mass of a solvent (isoamyl ether) were mixed to prepare a solution containing a basic component.
上記で得た塩基性成分を含む溶液を、前記[工程B]で得られた第1の層の上にスピンナーを用いて塗布した(1500rpm)。 The solution containing the basic component obtained above was applied onto the first layer obtained in [Step B] using a spinner (1500 rpm).
[工程C]
前記工程A〜Bで得られた前記第1のレジストパターンを含む構造体を110℃で60秒間ベーク処理した。
[工程D]
その後、酢酸ブチルを用いて13秒間の現像処理を行った。これにより、第2のレジストパターンを形成した。
[Step C]
The structure including the first resist pattern obtained in the steps A to B was baked at 110 ° C. for 60 seconds.
[Step D]
Thereafter, development processing was performed for 13 seconds using butyl acetate. Thereby, a second resist pattern was formed.
[工程E]
<パターン反転用組成物の調製>
<高分子化合物1の合成>
温度計、還流管、窒素導入管をつないだセパラブルフラスコに、20.00g(123.3mmol)のPre−M1、5.50g(52.8mmol)のM2、38.25gのエチルメチルケトン(MEK)に溶解させた。この溶液に、重合開始剤としてアゾビスイソ酪酸ジメチルを2.027g(8.81mmol)添加し溶解させ、滴下液を調製した。
21.25gのMEKを80℃に加熱し還流させ、上記滴下液を窒素雰囲気下、4時間かけて滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱撹拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。得られた反応重合液を340gのヘプタンに滴下して重合体を析出させる操作を行い、沈殿した白色粉体を濾別、メタノールにて洗浄、乾燥して、Pre−P1を17.88g得た。
次に、これにメタノール41.72gを加え、さらにN,N−ジメチル−4−アミノピリジンを2.12g(17.3mmol)加えた。この系を70℃に加熱し、メタノールを還流させ、窒素雰囲気下で12時間反応させた。得られた溶液を238.4gのヘプタンに滴下し、乾燥して高分子化合物1を12.80g得た。反応式を以下に示す。
高分子化合物2〜高分子化合物4について、同様の方法で合成した。
これらの高分子化合物について、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量(Mw)および分子量分散度(Mw/Mn)、並びにカーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)により求められた共重合組成比を表1に示す。
[Step E]
<Preparation of pattern reversal composition>
<Synthesis of
In a separable flask connected with a thermometer, a reflux tube, and a nitrogen introduction tube, 20.00 g (123.3 mmol) of Pre-M1, 5.50 g (52.8 mmol) of M2, 38.25 g of ethyl methyl ketone (MEK) ). To this solution, 2.027 g (8.81 mmol) of dimethyl azobisisobutyrate as a polymerization initiator was added and dissolved to prepare a dropping solution.
21.25 g of MEK was heated to 80 ° C. and refluxed, and the dropping solution was added dropwise over 4 hours under a nitrogen atmosphere. After completion of dropping, the reaction solution was heated and stirred for 1 hour, and then the reaction solution was cooled to room temperature. The obtained reaction polymerization solution was dropped into 340 g of heptane, and a polymer was precipitated. The precipitated white powder was filtered off, washed with methanol and dried to obtain 17.88 g of Pre-P1. .
Next, 41.72 g of methanol was added thereto, and 2.12 g (17.3 mmol) of N, N-dimethyl-4-aminopyridine was further added. This system was heated to 70 ° C., methanol was refluxed, and reacted for 12 hours under a nitrogen atmosphere. The obtained solution was dropped into 238.4 g of heptane and dried to obtain 12.80 g of
Polymer compounds 2 to 4 were synthesized by the same method.
These polymer compounds obtained by the weight average molecular weight in terms of standard polystyrene was measured by GPC (Mw) and the molecular weight dispersity (Mw / Mn), and carbon 13 nuclear magnetic resonance spectra (600MHz_ 13 C-NMR) The copolymer composition ratio is shown in Table 1.
表1中、M1〜M5は以下のモノマーを意味する。 In Table 1, M1 to M5 mean the following monomers.
上記で得た高分子化合物1〜4をそれぞれ酢酸ブチルに溶解し(樹脂濃度;1.2質量%)、パターン反転用組成物1〜4を調製した。
The polymer compounds 1 to 4 obtained above were each dissolved in butyl acetate (resin concentration; 1.2% by mass) to prepare
<反転パターンの形成>
上記[工程D]で得た第2のレジストパターン上にパターン反転用組成物1〜4をそれぞれ塗布し、パターン反転用膜を形成した。
第2のレジストパターンのうち、LSパターン1にパターン反転用組成物1〜4をそれぞれ塗布したものを、実施例1〜4とした。
また、第2のレジストパターンのうち、LSパターン2にパターン反転用組成物1〜4をそれぞれ塗布したものを、実施例5〜8とした。
<Formation of reverse pattern>
The
Of the second resist pattern, Examples 1 to 4 were obtained by applying the
Moreover, what applied the composition reversal compositions 1-4 to the LS pattern 2 among the 2nd resist patterns was made into Examples 5-8, respectively.
その後、90℃で60秒間加熱し、 次いで、23℃にて、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液「NMD−3」(商品名、東京応化工業社製)を用いて、30秒間のアルカリ現像を行った。
現像後、第3のパターンを得た。該第3のパターンについて、パターン測長を測定し(日立製測長SEM CG−5000を使用)、寸法値を求めた。その結果を表2〜3に示す。
Thereafter, the mixture was heated at 90 ° C. for 60 seconds, and then at 23 ° C., using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution “NMD-3” (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) Alkali development was performed for 30 seconds.
After development, a third pattern was obtained. About this 3rd pattern, pattern length measurement was measured (Hitachi length measurement SEM CG-5000 was used), and the dimension value was calculated | required. The results are shown in Tables 2-3.
比較例1の「第1のレジストパターン」は、第1のレジストパターン形成で得られた最少のスペース寸法を示す。 The “first resist pattern” of Comparative Example 1 indicates the minimum space dimension obtained by forming the first resist pattern.
ArF液浸の限界解像性は、LSスペースの場合約80nmピッチであることから、本発明によれば、60nmなどの微細ピッチサイズでのパターン形成が可能であった。特に、ラインアンドスペースパターンの形成に良好に適用できた。
80nmピッチにおいても、通常ArF露光では解像できないサイズのスペース形成が可能であった。
Since the limit resolution of ArF immersion is about 80 nm pitch in the case of LS space, according to the present invention, it was possible to form a pattern with a fine pitch size such as 60 nm. In particular, it was successfully applied to the formation of line and space patterns.
Even at an 80 nm pitch, it was possible to form a space having a size that cannot be resolved by normal ArF exposure.
≪ドライエッチング評価≫
上述のレジスト組成物と、パターン反転用組成物1〜4のそれぞれについて、ドライエッチング評価を行った。
上述のレジスト組成物、パターン反転用組成物1〜4をそれぞれシリコン基板上に塗布し、90℃で60秒間ベークし、樹脂膜を形成した。
得られた樹脂膜について、下記の条件でエッチングを行った。
装置:TCA−3822
出力:400W
チャンバー圧力:40Pa
ステージ温度:40℃
ガス種:CF4
ガス流速:20mL/min
エッチング時間:30秒間
≪Dry etching evaluation≫
Dry etching evaluation was performed for each of the above resist composition and the
The above-described resist composition and
The obtained resin film was etched under the following conditions.
Equipment: TCA-3822
Output: 400W
Chamber pressure: 40Pa
Stage temperature: 40 ° C
Gas type: CF 4
Gas flow rate: 20 mL / min
Etching time: 30 seconds
エッチング前後での膜厚の差から、1秒あたりの減膜量を算出し、それをエッチレート(nm/s)とした。その結果を表4に示す。 The amount of film reduction per second was calculated from the difference in film thickness before and after etching, and was used as the etch rate (nm / s). The results are shown in Table 4.
エッチレートが小さい方が、エッチング耐性が高く、基板加工が容易であることを意味する。上記結果に示したとおり、レジスト組成物よりも、パターン反転用組成物の方がエッチング耐性が高かった。さらに、Siユニットを含むパターン反転用組成物は、よりエッチング耐性が高く、好ましかった。 A smaller etch rate means higher etching resistance and easier substrate processing. As shown in the above results, the pattern reversal composition had higher etching resistance than the resist composition. Further, the pattern reversal composition containing the Si unit was preferable because of higher etching resistance.
1…基板、1P…第1のレジストパターン、2…第1の層、B1…層、1Pa…現像液不溶性領域、1Pb…有機溶剤に対し、溶解性を有する領域、3…パターン反転膜、3P…第3のパターン
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1のレジストパターンを被覆するように、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布し、第1の層を形成する工程Bと、
前記工程Bの後に、前記第1の層を被覆するように、酸拡散制御剤及び溶剤を含む溶液を塗布する工程B1と、
前記工程A、B及びB1で得られた前記第1のレジストパターンを含む構造体を加熱し、前記第1の層中の酸の作用により前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性を変化させる工程Cと、
前記被覆された第1のレジストパターンを有機溶剤現像し、前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性が変化した領域以外の領域を除去し、第2のレジストパターンを形成する工程Dと、
前記第2のレジストパターンを溶解しない有機溶剤を含有するパターン反転用組成物を塗布して、パターン反転用膜を形成し、アルカリ現像液を用いたアルカリ現像により、前記第2のレジストパターンを除去しつつ該パターン反転用膜をパターニングして、第3のパターンを形成する工程Eを有することを特徴とする、レジストパターン形成方法。 Applying a resist composition on a support, forming a positive resist film, exposing the positive resist film, and performing alkali development to form a first resist pattern; and
Applying a solution containing an acid or thermal acid generator so as to cover the first resist pattern, and forming a first layer; and
After the step B, a step B1 of applying a solution containing an acid diffusion controller and a solvent so as to cover the first layer;
The structure containing the first resist pattern obtained in the steps A , B and B1 is heated, and the solubility of the first resist pattern in the developer is changed by the action of the acid in the first layer. Process C,
Developing the coated first resist pattern with an organic solvent, removing a region other than the region where the solubility of the first resist pattern in the developer is changed, and forming a second resist pattern; and
A pattern reversal composition containing an organic solvent that does not dissolve the second resist pattern is applied to form a pattern reversal film, and the second resist pattern is removed by alkali development using an alkali developer. However, a resist pattern forming method comprising the step E of patterning the pattern reversal film to form a third pattern.
前記高分子化合物が、極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(a3)を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のレジストパターン形成方法。 The solution containing the acid or thermal acid generator contains a polymer compound,
The resist pattern formation method of any one of Claims 1-3 in which the said high molecular compound has a structural unit (a3) containing a polar group containing aliphatic hydrocarbon group.
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| JP5753351B2 (en) * | 2009-11-19 | 2015-07-22 | ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ エルエルシーRohm and Haas Electronic Materials LLC | Method for forming an electronic device |
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