JP6801115B2 - Sensitive light or radiation sensitive resin composition, resist film, pattern forming method, electronic device manufacturing method, mask blank with resist film, pattern forming method of mask blank with resist film - Google Patents
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Description
本発明は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、レジスト膜、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法、レジスト膜付きマスクブランクス、及び、レジスト膜付きマスクブランクスのパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition, a resist film, a pattern forming method, a method for manufacturing an electronic device, a mask blank with a resist film, and a pattern forming method for a mask blank with a resist film.
従来、IC(Integrated Circuit、集積回路)及びLSI(Large Scale Integrated circuit、大規模集積回路)等の半導体デバイスの製造プロセスにおいては、フォトレジスト組成物を用いたリソグラフィーによる微細加工が行われている。
近年、集積回路の高集積化に伴い、サブミクロン領域又はクオーターミクロン領域の超微細パターン形成が要求されるようになってきている。それに伴い、露光波長もg線からi線に、更にKrFエキシマレーザー光に、というように短波長化の傾向が見られ、現在では193nm波長を有するArFエキシマレーザーを光源とする露光機が開発されている。
更に解像力を高める技術として、投影レンズと試料の間を高屈折率の液体(以下、「液浸液」ともいう)で満たす、いわゆる「液浸法」の開発が進み、更には、現在では、エキシマレーザー光以外にも、電子線、X線及びEUV(Extreme Ultra Violet、極紫外線)光等を用いたリソグラフィーも開発が進んでいる。
これに伴い、各種の活性光線及び放射線に有効に感応し、感度及び解像度に優れた化学増幅型レジスト組成物が開発されており、主要構成成分である酸発生剤についても種々の化合物が開発されている。Conventionally, in the manufacturing process of semiconductor devices such as ICs (Integrated Circuits) and LSIs (Large Scale Integrated Circuits), microfabrication by lithography using a photoresist composition is performed.
In recent years, with the increasing integration of integrated circuits, the formation of ultrafine patterns in the submicron region or the quartermicron region has been required. Along with this, there is a tendency for the exposure wavelength to be shortened from g-ray to i-line and then to KrF excimer laser light, and now an exposure machine using an ArF excimer laser having a 193 nm wavelength as a light source has been developed. ing.
As a technique for further enhancing the resolving power, the development of the so-called "immersion method" in which the space between the projection lens and the sample is filled with a liquid having a high refractive index (hereinafter, also referred to as "immersion liquid") has progressed, and further, at present, In addition to excimer laser light, lithography using electron beam, X-ray, EUV (Extreme Ultra Violet) light, etc. is also being developed.
Along with this, chemically amplified resist compositions that are effectively sensitive to various active rays and radiation and have excellent sensitivity and resolution have been developed, and various compounds have also been developed for acid generators, which are the main constituents. ing.
例えば、特許文献1には、特定の酸発生剤を含有するフォトレジスト組成物が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a photoresist composition containing a specific acid generator.
本発明者らは、特許文献1に記載された酸発生剤を用いて感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を調製し、スペース幅の狭い微細なレジストパターン(例えば、数十nmオーダー)を上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物で作製して検討したところ、パターンの形状が所定の要求を満たさない(すなわち、矩形以外の形状となる)場合があることを知見した。
更に、上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、解像力および露光ラチチュードが不十分な場合があった。The present inventors have prepared an actinic cheilitis or radiation-sensitive resin composition using the acid generator described in Patent Document 1, and have a fine resist pattern having a narrow space width (for example, on the order of several tens of nm). Was prepared and examined with the above-mentioned actinic cheilitis or radiation-sensitive resin composition, and it was found that the shape of the pattern may not satisfy a predetermined requirement (that is, a shape other than a rectangle).
Further, the above-mentioned sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition may have insufficient resolving power and exposure latitude.
そこで、本発明は、解像力、露光ラチチュード、および、パターン形状特性に優れた感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を提供することを目的とする。
更に、本発明は、上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いたレジスト膜、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法、レジスト膜付きマスクブランクス、及び、レジスト膜付きマスクブランクスのパターン形成方法を提供することも目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition having excellent resolution, exposure latitude, and pattern shape characteristics.
Further, the present invention relates to a resist film using the above-mentioned sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition, a pattern forming method, a method for manufacturing an electronic device, a mask blank with a resist film, and a pattern forming of a mask blank with a resist film. It also aims to provide a method.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、特定構造の酸を発生する化合物を用いることで所望の効果が得られることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明者らは、以下の構成により上記目的を達成できることを見出した。As a result of diligent studies to achieve the above object, the present inventors have found that a desired effect can be obtained by using a compound that generates an acid having a specific structure, and have completed the present invention.
That is, the present inventors have found that the above object can be achieved by the following configuration.
[1]活性光線又は放射線の照射により下記一般式(I)で表される酸を発生する化合物と、樹脂とを含有する、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 [1] A sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a resin and a compound that generates an acid represented by the following general formula (I) by irradiation with active light or radiation.
上記一般式(I)中、
Aは、Xで表される連結基を少なくとも1個有する非芳香族ヘテロ環を表す。
Xは、−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)2−、−O(C=O)O−、−O(C=O)NZ−、−S(=O)NZ−、−S(=O)2NZ−、又はこれらの基を組み合わせた基を表す。
Zは、1価の有機基または水素原子を表す。
Rは、1価の有機基を表す。
nは、0以上の整数を表す。
[2]上記化合物が、下記一般式(I−A)で表される化合物である、上記[1]に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。In the above general formula (I),
A represents a non-aromatic heterocycle having at least one linking group represented by X.
X is -O-, -S-, -S (= O)-, -S (= O) 2- , -O (C = O) O-, -O (C = O) NZ-, -S (= O) NZ-, -S (= O) 2 NZ-, or a group combining these groups.
Z represents a monovalent organic group or a hydrogen atom.
R represents a monovalent organic group.
n represents an integer of 0 or more.
[2] The actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to the above [1], wherein the compound is a compound represented by the following general formula (IA).
上記一般式(I−A)中、
M+は、1価のカチオンを表す。
Aは、Xで表される連結基を少なくとも1個有する非芳香族ヘテロ環を表す。
Xは、−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)2−、−O(C=O)O−、−O(C=O)NZ−、−S(=O)NZ−、−S(=O)2NZ−、又はこれらの基を組み合わせた基を表す。
Zは、1価の有機基または水素原子を表す。
Rは、1価の有機基を表す。
nは、0以上の整数を表す。
[3]上記樹脂が、酸の作用により分解する基を有する樹脂である、上記[1]または[2]に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[4]更に、架橋剤を含有し、上記樹脂が、フェノール性水酸基を有する樹脂である、上記[1]または[2]に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[5]上記Rが複数存在し、複数の前記Rは互いに連結して環を形成していてもよい、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[6]上記化合物が発生する酸の体積が240Å3以上である、上記[1]〜[5]のいずれかに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[7]更に、塩基性化合物を含有する、上記[1]〜[6]のいずれかに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[8]上記[1]〜[7]のいずれかに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物により形成されたレジスト膜。
[9]上記[1]〜[7]のいずれかに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いてレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、上記レジスト膜を露光する露光工程と、露光された上記レジスト膜を、現像液を用いて現像する現像工程と、を含む、パターン形成方法。
[10]上記露光工程が、電子線又は極紫外線を用いて露光する工程である、上記[9]に記載のパターン形成方法。
[11]上記[9]または[10]に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。
[12]マスクブランクスと、上記マスクブランクス上に配置された上記[8]に記載のレジスト膜と、を備えた、レジスト膜付きマスクブランクス。
[13]上記[12]に記載のレジスト膜付きマスクブランクスにおけるレジスト膜を露光する露光工程と、レジスト膜付きマスクブランクスにおける上記露光されたレジスト膜を現像する現像工程と、を含む、レジスト膜付きマスクブランクスのパターン形成方法。In the above general formula (IA),
M + represents a monovalent cation.
A represents a non-aromatic heterocycle having at least one linking group represented by X.
X is -O-, -S-, -S (= O)-, -S (= O) 2- , -O (C = O) O-, -O (C = O) NZ-, -S (= O) NZ-, -S (= O) 2 NZ-, or a group combining these groups.
Z represents a monovalent organic group or a hydrogen atom.
R represents a monovalent organic group.
n represents an integer of 0 or more.
[3] The actinic or radiation-sensitive resin composition according to the above [1] or [2], wherein the resin is a resin having a group that decomposes by the action of an acid.
[4] The actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to the above [1] or [2], which further contains a cross-linking agent and the resin is a resin having a phenolic hydroxyl group.
[5] The actinic cheilitis or radiation-sensitive property according to any one of the above [1] to [4], wherein a plurality of the above-mentioned Rs exist, and the plurality of the above-mentioned Rs may be connected to each other to form a ring. Resin composition.
[6] The actinic or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [5] above, wherein the volume of the acid generated by the compound is 240 Å 3 or more.
[7] The actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of the above [1] to [6], which further contains a basic compound.
[8] A resist film formed of the actinic or radiation-sensitive resin composition according to any one of the above [1] to [7].
[9] A resist film forming step of forming a resist film using the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of the above [1] to [7], and an exposure step of exposing the resist film. A pattern forming method including a development step of developing the exposed resist film with a developing solution.
[10] The pattern forming method according to the above [9], wherein the exposure step is a step of exposing using an electron beam or extreme ultraviolet rays.
[11] A method for manufacturing an electronic device, which comprises the pattern forming method according to the above [9] or [10].
[12] A mask blank with a resist film, comprising the mask blank and the resist film according to the above [8] arranged on the mask blank.
[13] With a resist film, which comprises an exposure step of exposing the resist film in the mask blank with a resist film according to the above [12] and a developing step of developing the exposed resist film in the mask blank with a resist film. A method for forming a pattern of mask blanks.
本発明によれば、解像力、露光ラチチュード、および、パターン形状特性に優れた感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を提供できる。
更に、本発明によれば、上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いたレジスト膜、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法、レジスト膜付きマスクブランクス、及び、レジスト膜付きマスクブランクスのパターン形成方法を提供できる。According to the present invention, it is possible to provide a sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition having excellent resolution, exposure latitude, and pattern shape characteristics.
Further, according to the present invention, a resist film using the above-mentioned actinic cheilitis or radiation-sensitive resin composition, a pattern forming method, a method for manufacturing an electronic device, a mask blank with a resist film, and a mask blank with a resist film. A pattern forming method can be provided.
以下、本発明について詳細に説明する。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本明細書に於ける基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
本明細書中における「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、及び、電子線(EB)等を意味する。本発明において「光」とは、活性光線又は放射線を意味する。
本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、及び、X線等による露光のみならず、電子線、及び、イオンビーム等の粒子線による描画も露光に含める。
本願明細書において「〜」とは、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。Hereinafter, the present invention will be described in detail.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
In the notation of a group (atomic group) in the present specification, the notation that does not describe substitution or non-substituent includes those having no substituent as well as those having a substituent. For example, the "alkyl group" includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
The term "active light" or "radiation" as used herein refers to, for example, the emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays typified by an excimer laser, extreme ultraviolet rays (EUV light), X-rays, electron beams (EB), and the like. Means. In the present invention, "light" means active light rays or radiation.
Unless otherwise specified, the term "exposure" as used herein refers to not only exposure to the emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays typified by an excimer laser, extreme ultraviolet rays (EUV light), and exposure to X-rays, but also electron beams. , And drawing with particle beams such as ion beams is also included in the exposure.
In the specification of the present application, "~" is used in the meaning of including the numerical values described before and after the lower limit value and the upper limit value.
本発明において、数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、下記条件のGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)から求められる標準ポリスチレン換算値である。
装置:東ソー社製 HLC−8320GPC
カラム:東ソー社製 TSK−GEL G3000PWXL
展開溶媒:THF(テトラヒドロフラン)In the present invention, the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) are standard polystyrene-equivalent values obtained from GPC (gel permeation chromatography) under the following conditions.
Equipment: Tosoh HLC-8320GPC
Column: Tosoh TSK-GEL G3000PWXL
Developing solvent: THF (tetrahydrofuran)
[感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物]
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、活性光線又は放射線の照射により後述する一般式(I)で表される酸を発生する化合物(以下、単に「酸発生剤」ともいう)と、樹脂とを含有する。[Actinic cheilitis or radiation-sensitive resin composition]
The actinic or radiation-sensitive resin composition of the present invention is a compound that generates an acid represented by the general formula (I) described later by irradiation with active light or radiation (hereinafter, also simply referred to as "acid generator". ) And a resin.
上記構成を採用することにより、本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、解像力および露光ラチチュードに優れる。更に、本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物により作製されるレジストパターンは、レジストパターンの下層である基板に対して垂直方向に切断した際の断面形状が矩形となる。すなわち、本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、パターン形状特性にも優れる。
上記特性が優れる理由は、明らかではないが、以下のように推測される。By adopting the above configuration, the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is excellent in resolution and exposure latitude. Further, the resist pattern produced by the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention has a rectangular cross-sectional shape when cut in the direction perpendicular to the substrate which is the lower layer of the resist pattern. That is, the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is also excellent in pattern shape characteristics.
The reason why the above characteristics are excellent is not clear, but it is presumed as follows.
一般式(I)で表される酸は、非芳香族ヘテロ環を有することにより、樹脂に対する相互作用が増す。これにより、一般式(I)で表される酸は、その拡散性が抑制され、非露光部への侵入が低減する。その結果、解像力および露光ラチチュードに優れると推測される。
更に、一般式(I)で表される酸は、樹脂に対する相互作用が高いため、レジスト膜中において均一に分散しやすくなる(言い換えると、表面への偏在が抑制される)。その結果、パターン形状特性に優れると推測される。同様の理由から、レジスト膜に形成されるライン線幅の面内均一性(CDU)も優れると推測される。The acid represented by the general formula (I) has a non-aromatic heterocycle, so that the interaction with the resin is increased. As a result, the diffusivity of the acid represented by the general formula (I) is suppressed, and the invasion into the non-exposed portion is reduced. As a result, it is presumed that the resolution and exposure latitude are excellent.
Further, since the acid represented by the general formula (I) has a high interaction with the resin, it is easy to disperse uniformly in the resist film (in other words, uneven distribution on the surface is suppressed). As a result, it is presumed that the pattern shape characteristics are excellent. For the same reason, it is presumed that the in-plane uniformity (CDU) of the line line width formed on the resist film is also excellent.
以下、本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が含有する成分を詳述する。 Hereinafter, the components contained in the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention will be described in detail.
<酸発生剤>
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に含まれる酸発生剤は、活性光線又は放射線の照射により下記一般式(I)で表される酸を発生する。
酸発生剤は、低分子化合物の形態であってもよく、ポリマーの形態であってもよい。
酸発生剤が、低分子化合物の形態である場合、分子量は3,000以下が好ましく、2,000以下がより好ましく、1,000以下が更に好ましい。
酸発生剤が、ポリマーの形態である場合、その構造は特に限定されず、例えば、後述する<樹脂(A)>の一部に組み込まれていてもよい。酸発生剤が、ポリマーの形態である場合、その重量平均分子量は、GPC(Gel Permeation Chromatography)法によるポリスチレン換算値として、好ましくは1,000〜200,000であり、より好ましくは2,000〜20,000である。<Acid generator>
The acid generator contained in the actinic or radiation-sensitive resin composition of the present invention generates an acid represented by the following general formula (I) by irradiation with active light or radiation.
The acid generator may be in the form of a low molecular weight compound or in the form of a polymer.
When the acid generator is in the form of a low molecular weight compound, the molecular weight is preferably 3,000 or less, more preferably 2,000 or less, still more preferably 1,000 or less.
When the acid generator is in the form of a polymer, its structure is not particularly limited, and for example, it may be incorporated as a part of <resin (A)> described later. When the acid generator is in the form of a polymer, its weight average molecular weight is preferably 1,000 to 200,000, more preferably 2,000 to 200,000 in terms of polystyrene by the GPC (Gel Permeation Chromatography) method. It is 20,000.
(一般式(I)で表される酸)
以下、一般式(I)で表される酸を説明する。(Acid represented by general formula (I))
Hereinafter, the acid represented by the general formula (I) will be described.
上記一般式(I)中、
Aは、Xで表される連結基を少なくとも1個有する非芳香族ヘテロ環を表す。
Xは、−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)2−、−O(C=O)O−、−O(C=O)NZ−、−S(=O)NZ−、−S(=O)2NZ−、又はこれらの基を組み合わせた基を表す。
Zは、1価の有機基または水素原子を表す。
Rは、1価の有機基を表す。
nは、0以上の整数を表す。In the above general formula (I),
A represents a non-aromatic heterocycle having at least one linking group represented by X.
X is -O-, -S-, -S (= O)-, -S (= O) 2- , -O (C = O) O-, -O (C = O) NZ-, -S (= O) NZ-, -S (= O) 2 NZ-, or a group combining these groups.
Z represents a monovalent organic group or a hydrogen atom.
R represents a monovalent organic group.
n represents an integer of 0 or more.
一般式(I)中において、Aで表される非芳香族ヘテロ環(以下、「非芳香族ヘテロ環A」ともいう)の炭素数は、特に限定されず、例えば、3〜20であり、4〜15が好ましく、4〜10がより好ましい。 In the general formula (I), the number of carbon atoms of the non-aromatic heterocycle represented by A (hereinafter, also referred to as “non-aromatic heterocycle A”) is not particularly limited, and is, for example, 3 to 20. 4 to 15 is preferable, and 4 to 10 is more preferable.
非芳香族ヘテロ環Aは、Xで表される連結基(以下、「連結基X」ともいう)を有する。非芳香族ヘテロ環Aにおける連結基Xの個数は、1個以上であり、1〜5個が好ましく、1〜3個がより好ましい。 The non-aromatic heterocycle A has a linking group represented by X (hereinafter, also referred to as “linking group X”). The number of linking groups X in the non-aromatic heterocycle A is 1 or more, preferably 1 to 5, and more preferably 1 to 3.
非芳香族ヘテロ環Aが有する連結基Xは、−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)2−、−O(C=O)O−、−O(C=O)NZ−、−S(=O)NZ−、−S(=O)2NZ−、又はこれらの基を組み合わせた基である。
ここで、Zは、1価の有機基または水素原子を表す。
Zが表す1価の有機基としては、後述する、一般式(I)のRが表す1価の有機基と同じ基が挙げられ、なかでも、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、環状アルキル基が好ましく、メチル基、エチル基などの直鎖アルキル基がより好ましい。
Zとしては、直鎖アルキル基または水素原子が好ましい。The linking group X of the non-aromatic heterocycle A is -O-, -S-, -S (= O)-, -S (= O) 2- , -O (C = O) O-, -O. (C = O) NZ-, -S (= O) NZ-, -S (= O) 2 NZ-, or a group combining these groups.
Here, Z represents a monovalent organic group or a hydrogen atom.
Examples of the monovalent organic group represented by Z include the same groups as the monovalent organic group represented by R in the general formula (I) described later, and among them, a linear alkyl group, a branched alkyl group, and a cyclic alkyl group. Is preferable, and a linear alkyl group such as a methyl group or an ethyl group is more preferable.
As Z, a linear alkyl group or a hydrogen atom is preferable.
連結基Xとしては、解像力がより優れるという理由からは、−O−、−O(C=O)O−が好ましい。
一方、露光ラチチュードがより優れるという理由からは、連結基Xは、−S(=O)−、−S(=O)2−、−O(C=O)NZ−、−S(=O)NZ−、−S(=O)2NZ−が好ましく、−S(=O)2−、−O(C=O)NZ−、−S(=O)NZ−、−S(=O)2NZ−がより好ましい。As the linking group X, −O− and −O (C = O) O− are preferable because the resolving power is more excellent.
On the other hand, the linking groups X are −S (= O) −, −S (= O) 2- , −O (C = O) NZ−, −S (= O) because the exposure latitude is superior. NZ-, -S (= O) 2 NZ- is preferable, -S (= O) 2- , -O (C = O) NZ-, -S (= O) NZ-, -S (= O) 2 NZ- is more preferred.
このような非芳香族ヘテロ環Aの具体例を以下に示す。ただし、本発明は以下の具体例に限定されない。 Specific examples of such a non-aromatic heterocycle A are shown below. However, the present invention is not limited to the following specific examples.
一般式(I)中において、Rは、1価の有機基を表す。
Rが表す1価の有機基としては、特に限定されず、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基及びtert−ブトキシ基などのアルコキシ基;フェノキシ基及びp−トリルオキシ基などのアリールオキシ基;メチルチオキシ基、エチルチオキシ基及びtert−ブチルチオキシ基などのアルキルチオキシ基;フェニルチオキシ基及びp−トリルチオキシ基などのアリールチオオキシ基;メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基及びアダマンチルメチルオキシカルボニル基などのアルコキシカルボニル基;シクロヘキシルオキシカルボニルメチレン基などのアルコキシカルボニルアルキレン基;フェノキシカルボニル基などのアリールオキシカルボニル基;アセトキシ基、シクロヘキシルカルボニル基及びアダマンチルカルボニル基などのアルキルカルボニル基又はシクロアルキルカルボニル基;メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘプチル基、ヘキシル基、ドデシル基及び2−エチルヘキシル基などの直鎖アルキル基及び分岐アルキル基;ビニル基、プロペニル基及びヘキセニル基などのアルケニル基;ブタジエニル基などのアルカジエニル基;アルカトリエニル基;アセチレン基;プロピニル基及びヘキシニル基などのアルキニル基;シクロアルキル基;フェニル基及びトリル基などのアリール基;ベンジル基、1−フェニルエチル基、2−フェニルエチル基、1−フェニルプロピル基、2−フェニルプロピル基、3−フェニルプロピル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基などのアラルキル基;炭素数3〜30の単環又は多環のラクトン基;炭素数2〜20のオキソアルキル基;炭素数6〜10のオキソシクロアルキル基;カルバモイル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの環状アルキル基;カルボキシ基;複素環基;シアノ基;塩素、フッ素原子、ヨウ素原子、臭素原子などのハロゲン原子;これらの基を組み合わせた基;等が挙げられる。
これらのうち、Rが表す1価の有機基としては、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基、環状アルキル基、アリール基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基が好ましい。In the general formula (I), R represents a monovalent organic group.
The monovalent organic group represented by R is not particularly limited, and is, for example, an alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group and a tert-butoxy group; an aryl such as a phenoxy group and a p-tolyloxy group. Oxy group; Alkyltioxy group such as methylthioxy group, ethylthioxy group and tert-butyltioxy group; arylthiooxy group such as phenylthioxy group and p-tolyltioxy group; methoxycarbonyl group, butoxycarbonyl group and adamantylmethyloxycarbonyl group etc. Alkoxycarbonyl group; alkoxycarbonylalkylene group such as cyclohexyloxycarbonylmethylene group; aryloxycarbonyl group such as phenoxycarbonyl group; alkylcarbonyl group or cycloalkylcarbonyl group such as acetoxy group, cyclohexylcarbonyl group and adamantylcarbonyl group; methyl group , Ethyl group, propyl group, butyl group, heptyl group, hexyl group, dodecyl group, 2-ethylhexyl group and other linear alkyl and branched alkyl groups; vinyl group, propenyl group and hexenyl group and other alkenyl groups; butazienyl group and the like. Alkadienyl group; Alcatrienyl group; Acetylene group; Alkinyl group such as propynyl group and hexynyl group; Cycloalkyl group; Aryl group such as phenyl group and tolyl group; benzyl group, 1-phenylethyl group, 2-phenylethyl group , 1-phenylpropyl group, 2-phenylpropyl group, 3-phenylpropyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group and other aralkyl groups; monocyclic or polycyclic lactone group having 3 to 30 carbon atoms; Oxoalkyl group having 2 to 20 carbon atoms; oxocycloalkyl group having 6 to 10 carbon atoms; carbamoyl group; cyclic alkyl group such as cyclopentyl group and cyclohexyl group; carboxy group; heterocyclic group; cyano group; chlorine, fluorine atom, Halogen atoms such as iodine atom and bromine atom; a group combining these groups; and the like can be mentioned.
Of these, as the monovalent organic group represented by R, a linear alkyl group, a branched alkyl group, a cyclic alkyl group, an aryl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an alkoxy group and an aryloxy group are preferable.
一般式(I)において、複数のRが存在する場合(つまり、nが2以上の整数である場合)、複数のRは互いに連結して環を形成してもよい。 In the general formula (I), when a plurality of Rs exist (that is, when n is an integer of 2 or more), the plurality of Rs may be connected to each other to form a ring.
一般式(I)において、nは、0以上の整数を表す。
nが表す整数は、0〜3が好ましく、0〜2がより好ましい。In the general formula (I), n represents an integer of 0 or more.
The integer represented by n is preferably 0 to 3, more preferably 0 to 2.
本発明の効果がより優れるという理由から、一般式(I)で表される酸の体積は、240Å3以上が好ましく、300Å3以上がより好ましく、350Å3以上が更に好ましく、400Å3以上が特に好ましい。溶剤への溶解性等の観点から、上記体積は、2000Å3以下が好ましく、1500Å3以下がより好ましい。
酸の体積は、富士通株式会社製の「WinMOPAC」を用いて、以下のようにして求める。まず、各酸の化学構造を入力し、次に、この構造を初期構造として、MM3法を用いた分子力場計算により、各酸の最安定立体配座を決定し、その後、これら最安定立体配座についてPM3法を用いた分子軌道計算を行うことにより、各酸の「accessiblevolume」を計算できる。
1Åは、0.1nmである。The reason that the effects of the present invention is more excellent, the volume of the acid represented by formula (I) is preferably 240 Å 3 or more, more preferably 300 Å 3 or more, more preferably 350 Å 3 or more, 400 Å 3 or more and particularly preferable. From the viewpoint of solubility or the like in a solvent, the volume is preferably 2000 Å 3 or less, more preferably 1500 Å 3 or less.
The volume of the acid is determined as follows using "WinMOPAC" manufactured by Fujitsu Limited. First, the chemical structure of each acid is input, then the most stable conformation of each acid is determined by molecular force field calculation using the MM3 method with this structure as the initial structure, and then these most stable conformations are determined. By calculating the molecular orbital of the conformation using the PM3 method, the "accessible volume" of each acid can be calculated.
1 Å is 0.1 nm.
一般式(I)で表される酸の具体例を以下に示す。ただし、本発明は以下の具体例に限定されない。 Specific examples of the acid represented by the general formula (I) are shown below. However, the present invention is not limited to the following specific examples.
(活性光線又は放射線の照射により一般式(I)で表される酸を発生する化合物)
活性光線又は放射線の照射により一般式(I)で表される酸を発生する化合物としては、その構造は特に限定されず、スルホニウム塩及びヨードニウム塩といったオニウム塩等のイオン性構造を有する化合物、又は、オキシムエステル及びイミドエステル等の非イオン性化合物構造を有するものが好ましい。オニウム塩としては、スルホニウム塩であることがより好ましい。(Compound that generates an acid represented by the general formula (I) by irradiation with active light or radiation)
The structure of the compound that generates the acid represented by the general formula (I) by irradiation with active light or radiation is not particularly limited, and the compound has an ionic structure such as an onium salt such as a sulfonium salt and an iodonium salt, or , Oxim ester, imide ester and the like having a nonionic compound structure are preferable. The onium salt is more preferably a sulfonium salt.
・イオン構造を有する化合物
活性光線又は放射線の照射により一般式(I)で表される酸を発生する化合物としては、下記一般式(I−A)で表される化合物であることが好ましい。-Compound having an ionic structure The compound that generates an acid represented by the general formula (I) by irradiation with active light or radiation is preferably a compound represented by the following general formula (IA).
上記一般式(I−A)中、
M+は、1価のカチオンを表す。
Aは、Xで表される連結基を少なくとも1個有する非芳香族ヘテロ環を表す。
Xは、−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)2−、−O(C=O)O−、−O(C=O)NZ−、−S(=O)NZ−、−S(=O)2NZ−、又はこれらの基を組み合わせた基を表す。
Zは、1価の有機基または水素原子を表す。
Rは、1価の有機基を表す。
nは、0以上の整数を表す。In the above general formula (IA),
M + represents a monovalent cation.
A represents a non-aromatic heterocycle having at least one linking group represented by X.
X is -O-, -S-, -S (= O)-, -S (= O) 2- , -O (C = O) O-, -O (C = O) NZ-, -S (= O) NZ-, -S (= O) 2 NZ-, or a group combining these groups.
Z represents a monovalent organic group or a hydrogen atom.
R represents a monovalent organic group.
n represents an integer of 0 or more.
一般式(I−A)中のA、Rおよびn、ならびに、XおよびZは、それぞれ、一般式(I)において説明したA、Rおよびn、ならびに、XおよびZと同義である。 A, R and n, and X and Z in the general formula (IA) are synonymous with A, R and n, and X and Z described in the general formula (I), respectively.
一般式(I−A)中、M+で表される1価のカチオンとしては、例えば、下記一般式(ZI)及び(ZII)で表されるカチオンを挙げることができる。In the general formula (IA), examples of the monovalent cation represented by M + include cations represented by the following general formulas (ZI) and (ZII).
上記一般式(ZI)において、
R201、R202及びR203は、各々独立に、有機基を表す。
R201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。
R201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、又は、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。In the above general formula (ZI)
R 201 , R 202 and R 203 each independently represent an organic group.
The carbon number of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1 to 30, preferably 1 to 20.
Two of R 201 to R 203 may be bonded to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. Examples of the group formed by bonding two of R 201 to R 203 include an alkylene group (for example, a butylene group and a pentylene group).
酸発生剤は、一般式(ZI)で表される構造を複数有する化合物であってもよい。例えば、一般式(ZI)で表される化合物のR201〜R203の少なくとも1つが、一般式(ZI)で表されるもうひとつの化合物のR201〜R203の少なくとも1つと、単結合又は連結基を介して結合した構造を有する化合物であってもよい。The acid generator may be a compound having a plurality of structures represented by the general formula (ZI). For example, at least one of R 201 to R 203 of the compound represented by the general formula (ZI) is single-bonded or single-bonded to at least one of R 201 to R 203 of another compound represented by the general formula (ZI). It may be a compound having a structure bonded via a linking group.
酸強度の観点からは、発生酸のpKaが−1以下であることが、感度向上のために好ましい。 From the viewpoint of acid strength, it is preferable that the pKa of the generated acid is -1 or less in order to improve the sensitivity.
R201、R202及びR203の有機基としては、アリール基(炭素数6〜15が好ましい)、直鎖又は分岐のアルキル基(炭素数1〜10が好ましい)、及び、シクロアルキル基(炭素数3〜15が好ましい)等が挙げられる。
R201、R202及びR203のうち、少なくとも1つがアリール基であることが好ましく、3つ全てがアリール基であることがより好ましい。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等の他に、インドール残基、ピロール残基等のヘテロアリール基も可能である。The organic groups of R 201 , R 202 and R 203 include aryl groups (preferably 6 to 15 carbon atoms), linear or branched alkyl groups (preferably 1 to 10 carbon atoms), and cycloalkyl groups (carbons are preferable). Numbers 3 to 15 are preferable) and the like.
Of R 201 , R 202 and R 203 , it is preferable that at least one is an aryl group, and it is more preferable that all three are aryl groups. As the aryl group, in addition to a phenyl group, a naphthyl group and the like, a heteroaryl group such as an indole residue and a pyrrole residue can also be used.
R201、R202及びR203としてのこれらアリール基、アルキル基、及び、シクロアルキル基は更に置換基を有していてもよい。その置換基としては、ニトロ基、フッ素原子等のハロゲン原子、カルボキシ基、水酸基、アミノ基、シアノ基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜15)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜15)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜7)、アシル基(好ましくは炭素数2〜12)、及び、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数2〜7)等が挙げられるが、これらに限定されない。These aryl groups, alkyl groups, and cycloalkyl groups as R 201 , R 202, and R 203 may further have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom such as a nitro group and a fluorine atom, a carboxy group, a hydroxyl group, an amino group, a cyano group, an alkoxy group (preferably having 1 to 15 carbon atoms), and a cycloalkyl group (preferably having 3 to 15 carbon atoms). ), An aryl group (preferably 6 to 14 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (preferably 2 to 7 carbon atoms), an acyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms), and an alkoxycarbonyloxy group (preferably carbon number 2 to 12). 2 to 7) and the like, but are not limited thereto.
R201、R202及びR203から選ばれる2つが、単結合又は連結基を介して結合していてもよい。連結基としてはアルキレン基(炭素数1〜3が好ましい)、−O−,−S−,−CO−,及び、−SO2−等が挙げられるが、これらに限定されない。
R201、R202及びR203のうち少なくとも1つがアリール基でない場合の好ましい構造としては、特開2004−233661号公報の段落0046、0047、特開2003−35948号公報の段落0040〜0046、米国特許出願公開第2003/0224288A1号明細書に式(I−1)〜(I−70)として例示されている化合物、及び、米国特許出願公開第2003/0077540A1号明細書に式(IA−1)〜(IA−54)、式(IB−1)〜(IB−24)として例示されている化合物等のカチオン構造を挙げることができる。Two selected from R 201 , R 202 and R 203 may be bonded via a single bond or a linking group. Alkylene group as a linking group (preferably 1 to 3 carbon atoms), - O -, - S -, - CO-, and, -SO 2 - and the like include, but are not limited to.
Preferred structures in the case where at least one of R 201 , R 202 and R 203 is not an aryl group include paragraphs 0046 and 0047 of JP-A-2004-233661, paragraphs 0040 to 0046 of JP-A-2003-35948, USA. Compounds exemplified by formulas (I-1) to (I-70) in Japanese Patent Application Publication No. 2003/0224288A1 and formula (IA-1) in US Patent Application Publication No. 2003/0077540A1. -(IA-54), cation structures such as compounds exemplified by the formulas (IB-1) to (IB-24) can be mentioned.
一般式(ZI)で表されるカチオンの好ましい例として、以下に説明する一般式(ZI−3)又は(ZI−4)で表されるカチオンを挙げることができる。 Preferred examples of the cation represented by the general formula (ZI) include the cation represented by the general formula (ZI-3) or (ZI-4) described below.
先ず、一般式(ZI−3)で表されるカチオンについて説明する。 First, the cation represented by the general formula (ZI-3) will be described.
上記一般式(ZI−3)中、
R1は、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又はアルケニル基を表し、
R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、R2とR3が互いに連結して環を形成してもよく、
R1とR2は、互いに連結して環を形成してもよく、
Rx及びRyは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、2−オキソアルキル基、2−オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルアルキル基、又は、アルコキシカルボニルシクロアルキル基を表し、RxとRyが互いに連結して環を形成してもよく、この環構造は酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケトン基、エーテル結合、エステル結合、又は、アミド結合を含んでいてもよい。In the above general formula (ZI-3),
R 1 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group, an aryl group or an alkenyl group.
R 2 and R 3 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and R 2 and R 3 may be linked to each other to form a ring.
R 1 and R 2 may be connected to each other to form a ring.
R x and R y each independently contain an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a 2-oxoalkyl group, a 2-oxocycloalkyl group, an alkoxycarbonylalkyl group, or an alkoxycarbonylcycloalkyl group. Represented, R x and R y may be linked to each other to form a ring, and this ring structure contains an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a ketone group, an ether bond, an ester bond, or an amide bond. May be good.
R1としてのアルキル基は、好ましくは炭素数1〜20の直鎖又は分岐アルキル基であり、アルキル鎖中に酸素原子、硫黄原子、又は、窒素原子を有していてもよい。具体的にはメチル基、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−オクチル基、n−ドデシル基、n−テトラデシル基、及び、n−オクタデシル基等の直鎖アルキル基、並びに、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、ネオペンチル基、及び、2−エチルヘキシル基等の分岐アルキル基を挙げることができる。R1のアルキル基は置換基を有していてもよく、置換基を有するアルキル基としては、シアノメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、メトキシカルボニルメチル基、及び、エトキシカルボニルメチル基等が挙げられる。The alkyl group as R 1 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and may have an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom in the alkyl chain. Specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n-dodecyl group, n-tetradecyl group, and n-octadecyl. Examples thereof include a linear alkyl group such as a group, and a branched alkyl group such as an isopropyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, a neopentyl group, and a 2-ethylhexyl group. The alkyl group of R 1 may have a substituent, and examples of the alkyl group having a substituent include a cyanomethyl group, a 2,2,2-trifluoroethyl group, a methoxycarbonylmethyl group, and an ethoxycarbonylmethyl group. And so on.
R1としてのシクロアルキル基は、好ましくは炭素数3〜20のシクロアルキル基であり、環内に酸素原子又は硫黄原子を有していてもよい。具体的には、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、及び、アダマンチル基等を挙げることができる。R1のシクロアルキル基は置換基を有していてもよく、置換基の例としては、アルキル基、アルコキシ基が挙げられる。The cycloalkyl group as R 1 is preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and may have an oxygen atom or a sulfur atom in the ring. Specific examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, and an adamantyl group. The cycloalkyl group of R 1 may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group and an alkoxy group.
R1としてのアルコキシ基は、好ましくは炭素数1〜20のアルコキシ基である。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基、t−ブチルオキシ基、t−アミルオキシ基、及び、n−ブチルオキシ基が挙げられる。R1のアルコキシ基は置換基を有していてもよく、置換基の例としては、アルキル基、シクロアルキル基が挙げられる。The alkoxy group as R 1 is preferably an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. Specific examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, an isopropyloxy group, a t-butyloxy group, a t-amyloxy group, and an n-butyloxy group. The alkoxy group of R 1 may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group and a cycloalkyl group.
R1としてのシクロアルコキシ基は、好ましくは炭素数3〜20のシクロアルコキシ基であり、シクロヘキシルオキシ基、ノルボルニルオキシ基、及び、アダマンチルオキシ基等を挙げることができる。R1のシクロアルコキシ基は置換基を有していてもよく、置換基の例としては、アルキル基、シクロアルキル基が挙げられる。The cycloalkoxy group as R 1 is preferably a cycloalkoxy group having 3 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a cyclohexyloxy group, a norbornyloxy group, and an adamantyloxy group. The cycloalkoxy group of R 1 may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group and a cycloalkyl group.
R1としてのアリール基は、好ましくは炭素数6〜14のアリール基であり、例えばフェニル基、ナフチル基、及び、ビフェニル基等が挙げられる。R1のアリール基は置換基を有していてもよく、好ましい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、及び、アリールチオ基が挙げられる。置換基がアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基又はシクロアルコキシ基の場合、上述したR1としてのアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基及びシクロアルコキシ基と同様のものが挙げられる。The aryl group as R 1 is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, and a biphenyl group. The aryl group of R 1 may have a substituent, and preferred substituents include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, and an arylthio group. .. When the substituent is an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group or a cycloalkoxy group, the same group as the above-mentioned alkyl group as R 1 , cycloalkyl group, alkoxy group and cycloalkoxy group can be mentioned.
R1としてのアルケニル基は、ビニル基、アリル基が挙げられる。Examples of the alkenyl group as R 1 include a vinyl group and an allyl group.
R2及びR3は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表し、R2とR3が互いに連結して環を形成してもよい。R2及びR3のうち少なくとも1つは、アルキル基、シクロアルキル基、及び、アリール基を表すことが好ましい。R2、R3についてのアルキル基、シクロアルキル基、及び、アリール基の具体例及び好ましい例としては、R1について前述した具体例及び好ましい例と同様のものが挙げられる。R2とR3が互いに連結して環を形成する場合、R2及びR3に含まれる環の形成に寄与する炭素原子の数の合計は、4〜7であることが好ましく、4又は5であることが特に好ましい。R 2 and R 3 represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group, and R 2 and R 3 may be linked to each other to form a ring. At least one of R 2 and R 3 preferably represents an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group. Specific examples and preferred examples of the alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group for R 2 and R 3 include the same specific examples and preferred examples as described above for R 1 . When R 2 and R 3 are connected to each other to form a ring, the total number of carbon atoms contained in R 2 and R 3 that contribute to the formation of the ring is preferably 4 to 7, and 4 or 5 Is particularly preferable.
R1とR2は、互いに連結して環を形成してもよい。R1とR2が互いに連結して環を形成する場合、R1がアリール基(好ましくは置換基を有してもよいフェニル基又はナフチル基)であり、R2が炭素数1〜4のアルキレン基(好ましくはメチレン基又はエチレン基)であることが好ましく、好ましい置換基としては、上述したR1としてのアリール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。R1とR2が互いに連結して環を形成する場合における他の形態として、R1がビニル基であり、R2が炭素数1〜4のアルキレン基であることも好ましい。R 1 and R 2 may be connected to each other to form a ring. When R 1 and R 2 are linked to each other to form a ring, R 1 is an aryl group (preferably a phenyl group or a naphthyl group which may have a substituent), and R 2 has 1 to 4 carbon atoms. It is preferably an alkylene group (preferably a methylene group or an ethylene group), and examples of the preferred substituent include the same substituents that the above-mentioned aryl group as R 1 may have. As another form in the case where R 1 and R 2 are connected to each other to form a ring, it is also preferable that R 1 is a vinyl group and R 2 is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
Rx及びRyにより表されるアルキル基は、好ましくは炭素数1〜15のアルキル基、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、sec−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、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、テトラデシル基、ペンタデシル基、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、及び、エイコシル基等を挙げることができる。The alkyl group represented by R x and R y is preferably an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, or a sec-butyl group. , Pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecil group, and , Eikosyl group and the like.
Rx及びRyにより表されるシクロアルキル基は、好ましくは炭素数3〜20のシクロアルキル基、例えば、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、及び、アダマンチル基等を挙げることができる。The cycloalkyl group represented by R x and R y preferably includes a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, for example, a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, an adamantyl group and the like. it can.
Rx及びRyにより表されるアルケニル基は、好ましくは、2〜30のアルケニル基、例えば、ビニル基、アリル基、及びスチリル基を挙げることができる。The alkenyl group represented by R x and R y preferably includes 2 to 30 alkenyl groups, such as a vinyl group, an allyl group, and a styryl group.
Rx及びRyにより表されるアリール基としては、例えば、炭素数6〜20のアリール基が好ましく、具体的にはフェニル基、ナフチル基、アズレニル基、アセナフチレニル基、フェナンスレニル基、ペナレニル基、フェナントラセニル基、フルオレニル基、アントラセニル基、ピレニル基、及び、ベンゾピレニル基等が挙げられる。好ましくは、フェニル基、ナフチル基であり、より好ましくは、フェニル基である。As the aryl group represented by R x and R y , for example, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms is preferable, and specifically, a phenyl group, a naphthyl group, an azulenyl group, an acenaphthylenyl group, a phenanthrenyl group, a penalenyl group and a phenyl group Examples thereof include a nantrasenyl group, a fluorenyl group, an anthrasenyl group, a pyrenyl group, a benzopyrenyl group and the like. It is preferably a phenyl group or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group.
Rx及びRyにより表される2−オキソアルキル基及びアルコキシカルボニルアルキル基のアルキル基部分としては、例えば、先にRx及びRyとして列挙したものが挙げられる。The alkyl group moiety of the 2-oxoalkyl group and alkoxycarbonylalkyl group represented by R x and R y, for example, those previously listed as R x and R y.
Rx及びRyにより表される2−オキソシクロアルキル基及びアルコキシカルボニルシクロアルキル基のシクロアルキル基部分としては、例えば、先にRx及びRyとして列挙したものが挙げられる。The cycloalkyl moiety of the 2-oxocycloalkyl group and alkoxycarbonyl cycloalkyl group represented by R x and R y, for example, those previously listed as R x and R y.
一般式(ZI−3)で表されるカチオンは、好ましくは、以下の一般式(ZI−3a)及び(ZI−3b)で表されるカチオンである。 The cation represented by the general formula (ZI-3) is preferably a cation represented by the following general formulas (ZI-3a) and (ZI-3b).
一般式(ZI−3a)及び(ZI−3b)において、R1、R2及びR3は、上記一般式(ZI−3)で定義した通りである。In formula (ZI-3a) and (ZI-3b), R 1 , R 2 and R 3 are as defined for the general formula (ZI-3).
Yは、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を表し、酸素原子又は窒素原子であることが好ましい。m、n、p及びqは整数を意味し、0〜3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であることが更に好ましい。S+とYを連結するアルキレン基は置換基を有してもよく、好ましい置換基としてはアルキル基が挙げられる。Y represents an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom, and is preferably an oxygen atom or a nitrogen atom. m, n, p and q mean integers, preferably 0 to 3, more preferably 1 to 2, and even more preferably 1. The alkylene group connecting S + and Y may have a substituent, and preferred substituents include an alkyl group.
R5は、Yが窒素原子である場合には1価の有機基を表し、Yが酸素原子又は硫黄原子である場合には存在しない。R5は、電子求引性基を含む基であることが好ましく、下記一般式(ZI−3a−1)〜(ZI−3a−4)で表される基であることがより好ましい。R 5 represents a monovalent organic group when Y is a nitrogen atom and does not exist when Y is an oxygen atom or a sulfur atom. R 5 is preferably a group containing an electron-attracting group, and more preferably a group represented by the following general formulas (ZI-3a-1) to (ZI-3a-4).
上記(ZI−3a−1)〜(ZI−3a−3)において、Rは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、好ましくはアルキル基である。Rについてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基の具体例及び好ましい例としては、上記一般式(ZI−3)におけるR1について前述した具体例及び好ましい例と同様のものが挙げられる。
上記(ZI−3a−1)〜(ZI−3a−4)において、*は一般式(ZI−3a)で表される化合物中のYとしての窒素原子に接続する結合手を表す。In the above (ZI-3a-1) to (ZI-3a-3), R represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and is preferably an alkyl group. Specific examples and preferred examples of the alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group for R include the same specific examples and preferred examples as described above for R 1 in the above general formula (ZI-3).
In the above (ZI-3a-1) to (ZI-3a-4), * represents a bond that connects to a nitrogen atom as Y in the compound represented by the general formula (ZI-3a).
Yが窒素原子である場合、R5は、−SO2−R4で表される基であることが好ましい。R4は、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、好ましくはアルキル基である。R4についてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基の具体例及び好ましい例としては、R1について前述した具体例及び好ましい例と同様のものが挙げられる。If Y is a nitrogen atom, R 5 is preferably a group represented by -SO 2 -R 4. R 4 represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and is preferably an alkyl group. Specific examples and preferred examples of the alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group for R 4 include the same examples as those described above for R 1 and preferred examples.
一般式(ZI−3)で表されるカチオンは、特に好ましくは、以下の一般式(ZI−3a’)及び(ZI−3b’)で表されるカチオンである。 The cation represented by the general formula (ZI-3) is particularly preferably a cation represented by the following general formulas (ZI-3a') and (ZI-3b').
一般式(ZI−3a’)及び(ZI−3b’)において、R1、R2、R3、Y及びR5は、上記一般式(ZI−3a)及び(ZI−3b)で定義した通りである。As in the general formula (ZI-3a ') and (ZI-3b'), R 1, R 2, R 3, Y and R 5 are as defined above general formula (ZI-3a) and (ZI-3b) Is.
一般式(ZI−3)で表されるカチオンの具体例を以下に挙げる。下記式中、Meはメチル基、nBuはn−ブチル基を表す。Specific examples of the cation represented by the general formula (ZI-3) are given below. In the following formula, Me represents a methyl group and n Bu represents an n-butyl group.
次に、一般式(ZI−4)で表されるカチオンについて説明する。 Next, the cation represented by the general formula (ZI-4) will be described.
一般式(ZI−4)中、
R13は、水素原子、フッ素原子、水酸基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、又はシクロアルキル基を有する基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。
R14は複数存在する場合は各々独立して、水酸基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、アルキルスルホニル基、シクロアルキルスルホニル基、又はシクロアルキル基を有する基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。
R15は各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基又はナフチル基を表す。2個のR15が互いに結合して環を形成してもよく、環を構成する原子として、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子等のヘテロ原子を含んでもよい。これらの基は置換基を有してもよい。
lは0〜2の整数を表す。
rは0〜8の整数を表す。In the general formula (ZI-4),
R 13 represents a group having a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, or a cycloalkyl group. These groups may have substituents.
When a plurality of R 14s are present, each of them independently has a hydroxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyl group, an alkylsulfonyl group, a cycloalkylsulfonyl group, or a group having a cycloalkyl group. Represent. These groups may have substituents.
Each of R 15 independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group or a naphthyl group. The two R 15s may be bonded to each other to form a ring, and the atoms constituting the ring may contain heteroatoms such as an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom. These groups may have substituents.
l represents an integer from 0 to 2.
r represents an integer from 0 to 8.
一般式(ZI−4)において、R13、R14及びR15のアルキル基としては、直鎖状若しくは分岐状であり、炭素数1〜10のものが好ましい。
R13、R14及びR15のシクロアルキル基としては、単環若しくは多環のシクロアルキル基が挙げられる。
R13及びR14のアルコキシ基としては、直鎖状若しくは分岐状であり、炭素数1〜10のものが好ましい。
R13及びR14のアルコキシカルボニル基としては、直鎖状若しくは分岐状であり、炭素数2〜11のものが好ましい。
R13及びR14のシクロアルキル基を有する基としては、単環若しくは多環のシクロアルキル基を有する基が挙げられる。これら基は、置換基を更に有していてもよい。
R14のアルキルカルボニル基のアルキル基としては、上述したR13〜R15としてのアルキル基と同様の具体例が挙げられる。
R14のアルキルスルホニル基及びシクロアルキルスルホニル基としては、直鎖状、分岐状、環状であり、炭素数1〜10のものが好ましい。In the general formula (ZI-4), the alkyl groups of R 13 , R 14 and R 15 are linear or branched, and those having 1 to 10 carbon atoms are preferable.
Examples of the cycloalkyl group of R 13 , R 14 and R 15 include a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group.
The alkoxy groups of R 13 and R 14 are linear or branched, and preferably have 1 to 10 carbon atoms.
The alkoxycarbonyl groups of R 13 and R 14 are linear or branched, and preferably have 2 to 11 carbon atoms.
Examples of the group having a cycloalkyl group of R 13 and R 14 include a group having a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group. These groups may further have a substituent.
Examples of the alkyl group of the alkylcarbonyl group of R 14 include the same specific examples as those of the alkyl group as R 13 to R 15 described above.
The alkylsulfonyl group and cycloalkylsulfonyl group of R 14 are linear, branched, and cyclic, and preferably have 1 to 10 carbon atoms.
上記各基が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子)、水酸基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、及び、アルコキシカルボニルオキシ基等を挙げることができる。 The substituents that each of the above groups may have include a halogen atom (for example, a fluorine atom), a hydroxyl group, a carboxy group, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, an alkoxycarbonyl group, and an alkoxycarbonyl. Oxy groups and the like can be mentioned.
2個のR15が互いに結合して形成してもよい環構造としては、2個のR15が一般式(ZI−4)中の硫黄原子と共に形成する5員又は6員の環、特に好ましくは5員の環(即ち、テトラヒドロチオフェン環又は2,5−ジヒドロチオフェン環)が挙げられ、アリール基又はシクロアルキル基と縮環していてもよい。この2価のR15は置換基を有してもよく、置換基としては、例えば、水酸基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、及び、アルコキシカルボニルオキシ基等を挙げることができる。上記環構造に対する置換基は、複数個存在してもよく、それらが互いに結合して環を形成してもよい。The two ring structure which may be R 15 is formed by bonding two of R 15 are of the general formula 5-membered or 6-membered to form with (ZI-4) a sulfur atom in the ring, particularly preferably Is a 5-membered ring (ie, a tetrahydrothiophene ring or a 2,5-dihydrothiophene ring), which may be fused with an aryl group or a cycloalkyl group. This divalent R 15 may have a substituent, and examples of the substituent include a hydroxyl group, a carboxy group, a cyano group, a nitro group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, and an alkoxycarbonyl. Examples include a group and an alkoxycarbonyloxy group. A plurality of substituents for the above ring structure may be present, or they may be bonded to each other to form a ring.
一般式(ZI−4)におけるR15としては、メチル基、エチル基、ナフチル基、及び2個のR15が互いに結合して硫黄原子と共にテトラヒドロチオフェン環構造を形成する2価の基等が好ましく、2個のR15が互いに結合して硫黄原子と共にテトラヒドロチオフェン環構造を形成する2価の基が特に好ましい。The R 15 in the general formula (ZI-4) is preferably a divalent group in which a methyl group, an ethyl group, a naphthyl group, and two R 15s are bonded to each other to form a tetrahydrothiophene ring structure together with a sulfur atom. , a divalent group in which two R 15 to form a tetrahydrothiophene ring structure bonded to together with the sulfur atom to each other are particularly preferred.
R13及びR14が有し得る置換基としては、水酸基、アルコキシ基、又はアルコキシカルボニル基、ハロゲン原子(特に、フッ素原子)が好ましい。
lとしては、0又は1が好ましく、1がより好ましい。
rとしては、0〜2の整数が好ましい。As the substituent that R 13 and R 14 can have, a hydroxyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, and a halogen atom (particularly, a fluorine atom) are preferable.
As l, 0 or 1 is preferable, and 1 is more preferable.
As r, an integer of 0 to 2 is preferable.
以上説明した一般式(ZI−3)又は(ZI−4)で表されるカチオン構造の具体例としては、上述した、特開2004−233661号公報、特開2003−35948号公報、米国特許出願公開第2003/0224288A1号明細書、米国特許出願公開第2003/0077540A1号明細書に例示されている化合物等のカチオン構造の他、例えば、特開2011−53360号公報の段落0046、0047、0072〜0077、0107〜0110に例示されている化学構造等におけるカチオン構造、特開2011−53430号公報の段落0135〜0137、0151、0196〜0199に例示されている化学構造等におけるカチオン構造等が挙げられる。 Specific examples of the cation structure represented by the general formula (ZI-3) or (ZI-4) described above include the above-mentioned JP-A-2004-233661, JP-A-2003-35948, and US patent application. In addition to the cationic structures of compounds and the like exemplified in Publication No. 2003/0224288A1 and US Patent Application Publication No. 2003/0077540A1, for example, paragraphs 0046, 0047, 0072 to JP-A-2011-533360. Examples thereof include a cation structure in a chemical structure exemplified in 0077, 0107 to 0110, a cation structure in a chemical structure or the like exemplified in paragraphs 0135 to 0137, 0151, 0196 to 0199 of JP2011-53430A. ..
次に、一般式(ZII)について説明する。
一般式(ZII)中、R204、R205は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
R204及びR205のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基としては、前述の化合物(ZI)におけるR201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基と同様である。Next, the general formula (ZII) will be described.
In the general formula (ZII), R 204 and R 205 each independently represent an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.
The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 and R 205 are the same as the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 201 to R 203 in the above-mentioned compound (ZI).
中でも、R204、R205のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。R204、R205のアリール基は、酸素原子、窒素原子、又は、硫黄原子等を有する複素環構造を有するアリール基であってもよい。複素環構造を有するアリール基の骨格としては、例えば、ピロール、フラン、チオフェン、インドール、ベンゾフラン、及び、ベンゾチオフェン等を挙げることができる。Among them, the aryl group of R 204 and R 205 is preferably a phenyl group or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group. The aryl group of R 204 and R 205 may be an aryl group having a heterocyclic structure having an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom or the like. Examples of the skeleton of the aryl group having a heterocyclic structure include pyrrole, furan, thiophene, indole, benzofuran, and benzothiophene.
R204、R205のアルキル基及びシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(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)、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基)を挙げることができる。The alkyl group and cycloalkyl group of R 204 and R 205 are preferably linear or branched alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group) and carbon. The number 3 to 10 cycloalkyl groups (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group) can be mentioned.
R204、R205のアリール基、アルキル基、及び、シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。R204、R205のアリール基、アルキル基、及び、シクロアルキル基が有していてもよい置換基としては、前述の化合物(ZI)におけるR201〜R203のアリール基、アルキル基、及び、シクロアルキル基が有していてもよいものが挙げられ、例えば、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜15)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、及び、フェニルチオ基等を挙げることができる。
一般式(ZII)で表されるカチオンの具体例を示す。The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 and R 205 may have a substituent. Examples of the substituents that the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 and R 205 may have include the aryl group, alkyl group, and alkyl group of R 201 to R 203 in the above-mentioned compound (ZI). Examples of the cycloalkyl group may have, for example, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, 6 to 15 carbon atoms). , Alkyl groups (for example, 1 to 15 carbon atoms), halogen atoms, hydroxyl groups, phenylthio groups and the like.
A specific example of the cation represented by the general formula (ZII) is shown.
一般式(ZI)で表されるカチオンの好ましい例としては、以下に説明する一般式(7)で表されるカチオンも挙げることができる。 As a preferable example of the cation represented by the general formula (ZI), the cation represented by the general formula (7) described below can also be mentioned.
式中、Aは硫黄原子を表す。
mは1又は2を表し、nは1又は2を表す。但し、Aが硫黄原子の時、m+n=3である。
Rは、アリール基を表す。
RNは、プロトンアクセプター性官能基で置換されたアリール基を表す。
プロトンアクセプター性官能基とは、プロトンと静電的に相互作用し得る基或いは電子を有する官能基であって、例えば、環状ポリエーテル等のマクロサイクリック構造を有する官能基、又は、π共役に寄与しない非共有電子対をもった窒素原子を有する官能基を意味する。π共役に寄与しない非共有電子対を有する窒素原子とは、例えば、下記一般式に示す部分構造を有する窒素原子である。In the formula, A represents a sulfur atom.
m represents 1 or 2 and n represents 1 or 2. However, when A is a sulfur atom, m + n = 3.
R represents an aryl group.
R N represents an aryl group substituted with a proton acceptor functional group.
A proton-accepting functional group is a functional group having a group or an electron capable of electrostatically interacting with a proton, for example, a functional group having a macrocyclic structure such as a cyclic polyether, or a π-conjugated group. It means a functional group having a nitrogen atom having an unshared electron pair that does not contribute to. The nitrogen atom having an unshared electron pair that does not contribute to π conjugation is, for example, a nitrogen atom having a partial structure shown in the following general formula.
プロトンアクセプター性官能基の好ましい部分構造として、例えば、クラウンエーテル構造、アザクラウンエーテル構造、1〜3級アミン構造、ピリジン構造、イミダゾール構造、及び、ピラジン構造等を挙げることができる。 Preferred partial structures of the proton acceptor functional group include, for example, a crown ether structure, an aza crown ether structure, a 1-3-grade amine structure, a pyridine structure, an imidazole structure, a pyrazine structure and the like.
プロトンアクセプター性官能基を有する化合物(PA)は、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する。ここで、プロトンアクセプター性の低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性への変化とは、プロトンアクセプター性官能基にプロトンが付加することに起因するプロトンアクセプター性の変化であり、具体的には、プロトンアクセプター性官能基を有する化合物(PA)とプロトンからプロトン付加体が生成する時、その化学平衡に於ける平衡定数が減少することを意味する。
一般式(7)で表されるカチオンの具体例を示す。下記一般式においてEtはエチル基を表す。A compound (PA) having a proton-accepting functional group is decomposed by irradiation with active light or radiation to generate a compound in which the proton-accepting property is lowered or eliminated, or the proton-accepting property is changed to acidic. Here, the decrease or disappearance of the proton acceptor property, or the change from the proton acceptor property to the acidity is a change in the proton acceptor property due to the addition of a proton to the proton acceptor property functional group. Specifically, it means that when a proton adduct is formed from a compound (PA) having a proton-accepting functional group and a proton, the equilibrium constant in its chemical equilibrium decreases.
A specific example of the cation represented by the general formula (7) is shown. In the following general formula, Et represents an ethyl group.
・非イオン性化合物構造を有する化合物
活性光線又は放射線の照射により一般式(I)で表される酸を発生する化合物としては、非イオン性化合物構造を有するものであってもよく、例えば、下記一般式(ZV)、(ZVI)で表される化合物を挙げることができる。-Compound having a non-ionic compound structure The compound that generates an acid represented by the general formula (I) by irradiation with active light or radiation may have a non-ionic compound structure, for example, the following. Examples thereof include compounds represented by the general formulas (ZV) and (ZVI).
一般式(ZV)、(ZVI)中、
R209及びR210は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基又はアリール基を表す。R209、R210のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基としては、前述の化合物(ZI)におけるR201〜R203のアリール基、アルキル基、及び、シクロアルキル基として説明した各基と同様である。R209、R210のアリール基、アルキル基、及び、シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基としても、前述の化合物(ZI)におけるR201〜R203のアリール基、アルキル基、及び、シクロアルキル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。In the general formula (ZV), (ZVI),
R 209 and R 210 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, a cyano group or an aryl group. The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 209 and R 210 are the same as those described as the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 201 to R 203 in the above-mentioned compound (ZI). is there. The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 209 and R 210 may have a substituent. Examples of this substituent include the same substituents that the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 201 to R 203 in the above-mentioned compound (ZI) may have.
A’は、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を表す。
A’としてのアルキレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数1〜8、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、及び、オクチレン基等を挙げることができる。
A’としてのアルケニレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数2〜6、例えば、エテニレン基、プロペニレン基、及び、ブテニレン基等を挙げることができる。
A’としてのアリーレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数6〜15、例えば、フェニレン基、トリレン基、及び、ナフチレン基等を挙げることができる。A'represents an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group.
The alkylene group as A'may have a substituent, and preferably has 1 to 8 carbon atoms, such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, and an octylene group. be able to.
The alkenylene group as A'may have a substituent, and preferably has 2 to 6 carbon atoms, for example, an ethenylene group, a propenylene group, a butenylene group and the like.
The arylene group as A'may have a substituent, and preferably has 6 to 15 carbon atoms, for example, a phenylene group, a trilene group, a naphthylene group and the like.
A’が有してもよい置換基としては、例えば、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシ基、及び、カルボキシ基等の活性水素を有するもの、更に、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子)、アルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、チオエーテル基、アシル基(アセチル基、プロパノイル基、ベンゾイル基等)、アシルオキシ基(アセトキシ基、プロパノイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基等)、シアノ基、及び、ニトロ基等が挙げられる。アリーレン基については更にアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)を挙げることができる。 Examples of the substituent that A'may have include those having an active hydrogen such as a cycloalkyl group, an aryl group, an amino group, an amide group, a ureido group, a urethane group, a hydroxy group, and a carboxy group, and further. , Halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), alkoxy group (eg methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), thioether group, acyl group (acetyl group, propanoyl group, benzoyl group, etc.) ), Acyloxy group (acetoxy group, propanoyloxy group, benzoyloxy group, etc.), alkoxycarbonyl group (methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group, etc.), cyano group, nitro group and the like. As the arylene group, an alkyl group (methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, etc.) can be further mentioned.
Rzは、一般式(I)で表される酸のHが解離した構造を表し、下記一般式(I−S)で表される。 Rz represents a structure in which the H of the acid represented by the general formula (I) is dissociated, and is represented by the following general formula (IS).
一般式(I−S)中、
*は、一般式(ZV)又は(ZVI)で表される化合物残基との結合部を表す。
Aは、Xで表される連結基を少なくとも1個有する非芳香族ヘテロ環を表す。
Xは、−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)2−、−O(C=O)O−、−O(C=O)NZ−、−S(=O)NZ−、−S(=O)2NZ−、又はこれらの基を組み合わせた基を表す。
Zは、1価の有機基または水素原子を表す。
Rは、1価の有機基を表す。
nは、0以上の整数を表す。In the general formula (IS),
* Represents a binding portion with a compound residue represented by the general formula (ZV) or (ZVI).
A represents a non-aromatic heterocycle having at least one linking group represented by X.
X is -O-, -S-, -S (= O)-, -S (= O) 2- , -O (C = O) O-, -O (C = O) NZ-, -S (= O) NZ-, -S (= O) 2 NZ-, or a group combining these groups.
Z represents a monovalent organic group or a hydrogen atom.
R represents a monovalent organic group.
n represents an integer of 0 or more.
一般式(I−S)中のA、Rおよびn、ならびに、XおよびZは、それぞれ、一般式(I)において説明したA、Rおよびn、ならびに、XおよびZと同義である。 A, R and n, and X and Z in the general formula (IS) are synonymous with A, R and n, and X and Z described in the general formula (I), respectively.
一般式(ZV)又は(ZVI)で表される化合物残基の具体例を以下に示す。具体例中の*は、上記一般式(I−S)の*との結合部を表す。Meはメチル基を表す。 Specific examples of compound residues represented by the general formula (ZV) or (ZVI) are shown below. * In the specific example represents a joint portion with * in the above general formula (IS). Me represents a methyl group.
以下、活性光線又は放射線の照射により一般式(I)で表される酸を発生する化合物の具体例を挙げる。ただし、本発明は以下の具体例に限定されない。 Hereinafter, specific examples of compounds that generate an acid represented by the general formula (I) by irradiation with active light or radiation will be given. However, the present invention is not limited to the following specific examples.
活性光線又は放射線の照射により一般式(I)で表される酸を発生する化合物がポリマーの形態である場合の具体例を以下に挙げる。ただし、本発明は以下の具体例に限定されない。 Specific examples of the case where the compound that generates the acid represented by the general formula (I) by irradiation with active light or radiation is in the form of a polymer are given below. However, the present invention is not limited to the following specific examples.
活性光線又は放射線の照射により一般式(I)で表される酸を発生する化合物の合成方法は、公知の合成方法によって合成できる。 The method for synthesizing the compound that generates the acid represented by the general formula (I) by irradiation with active light or radiation can be synthesized by a known synthesis method.
本発明の組成物は、上述した一般式(I)で表される酸を発生する化合物(酸発生剤(I))を1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 In the composition of the present invention, the above-mentioned compound that generates an acid represented by the general formula (I) (acid generator (I)) can be used alone or in combination of two or more.
本発明の組成物は、上述した酸発生剤(I)と、酸発生剤(I)以外の酸発生剤とを組み合わせて使用してもよい。 The composition of the present invention may be used in combination with the acid generator (I) described above and an acid generator other than the acid generator (I).
酸発生剤(I)以外の酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、又は、マイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。 As the acid generator other than the acid generator (I), it is used as a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for photoradical polymerization, a photochromic agent for pigments, a photodiscolorant, a microresist, or the like. Known compounds that generate acid by irradiation with active light or radiation, and mixtures thereof, can be appropriately selected and used.
たとえば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、又は、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。 For example, diazonium salt, phosphonium salt, sulfonium salt, iodonium salt, imide sulfonate, oxime sulfonate, diazodisulfone, disulfone, or o-nitrobenzyl sulfonate can be mentioned.
これらの活性光線又は放射線の照射により酸を発生する基、又は、化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合物、例えば、米国特許第3,849,137号明細書、独国特許第3914407号明細書、特開昭63−26653号公報、特開昭55−164824号公報、特開昭62−69263号公報、特開昭63−146038号公報、特開昭63−163452号公報、特開昭62−153853号公報、又は、特開昭63−146029号公報等に記載の化合物を用いることができる。 A group in which an acid is generated by irradiation with these active rays or radiation, or a compound in which a compound is introduced into the main chain or side chain of a polymer, for example, US Pat. No. 3,849,137, German Patent No. 3914407. Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-26653, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-164824, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-69263, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-146038, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-163452, The compounds described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-153853 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-146029 can be used.
更に米国特許第3,779,778号明細書、又は、欧州特許第126,712号明細書等に記載の光により酸を発生する化合物も使用することができる。 Further, compounds that generate acid by light as described in US Pat. No. 3,779,778 or European Patent No. 126,712 can also be used.
酸発生剤(I)以外の酸発生剤としては、US2012/0076996A1の段落<0337>〜<0400>の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。 As the acid generator other than the acid generator (I), the description of paragraphs <0337> to <0400> of US2012 / 0076996A1 can be referred to, and these contents are incorporated in the present specification.
本発明の組成物中、酸発生剤の含有量は、感活性光線性又は感放射線性組成物の全固形分を基準として、好ましくは0.1〜20質量%、より好ましくは0.5〜18質量%、更に好ましくは5〜18質量%である。本発明の組成物が2種以上の光酸発生剤を含む場合は、光酸発生剤の総含有量が上記範囲内であることが好ましい。 The content of the acid generator in the composition of the present invention is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 20% by mass, based on the total solid content of the actinic or radiation-sensitive composition. It is 18% by mass, more preferably 5 to 18% by mass. When the composition of the present invention contains two or more photoacid generators, the total content of the photoacid generators is preferably within the above range.
<樹脂(A)>
樹脂(A)は、例えば、酸の作用により極性が変化する樹脂である。本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、樹脂(A)として、酸の作用により分解する基を有する樹脂(以下、「樹脂(A1)」ともいう。)を含有するか、又は、樹脂(A)として、フェノール性水酸基を有する樹脂(以下、「樹脂(A2)」ともいう。)を含有するか、のいずれかの態様であることが好ましい。<Resin (A)>
The resin (A) is, for example, a resin whose polarity changes due to the action of an acid. The actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention contains, as the resin (A), a resin having a group that decomposes by the action of an acid (hereinafter, also referred to as "resin (A1)"). Alternatively, it is preferable that the resin (A) contains a resin having a phenolic hydroxyl group (hereinafter, also referred to as “resin (A2)”).
(酸の作用により分解する基を有する樹脂(A1))
樹脂(A1)は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大し、あるいは、酸の作用により有機溶剤を主成分とする現像液に対する溶解性が減少する樹脂であり、樹脂の主鎖及び側鎖の少なくともいずれかに、酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を生じる基(以下、「酸分解性基」ともいう)を有する。
アルカリ可溶性基としては、例えば、カルボキシ基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール基)、又は、スルホン酸基が挙げられる。(Resin (A1) having a group that decomposes by the action of acid)
The resin (A1) is a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, or its solubility in a developer containing an organic solvent as a main component is decreased by the action of an acid, and the main chain of the resin and the resin (A1) At least one of the side chains has a group (hereinafter, also referred to as "acid-degradable group") which is decomposed by the action of an acid to form an alkali-soluble group.
Examples of the alkali-soluble group include a carboxy group, a fluorinated alcohol group (preferably a hexafluoroisopropanol group), and a sulfonic acid group.
樹脂(A1)は、上述した酸分解性基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。酸分解性基を有する繰り返し単位は、下記一般式(AI)で表される繰り返し単位であることが好ましい。 The resin (A1) preferably has a repeating unit having the above-mentioned acid-degradable group. The repeating unit having an acid-degradable group is preferably a repeating unit represented by the following general formula (AI).
一般式(AI)において、
Xa1は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
Tは、単結合又は2価の連結基を表す。
Rx1〜Rx3は、それぞれ独立に、アルキル基(直鎖若しくは分岐)又はシクロアルキル基(単環若しくは多環)を表す。
Rx1〜Rx3の2つが結合して、シクロアルキル基(単環若しくは多環)を形成してもよい。In the general formula (AI)
Xa 1 represents a hydrogen atom and an alkyl group which may have a substituent.
T represents a single bond or a divalent linking group.
Rx 1 to Rx 3 independently represent an alkyl group (straight or branched) or a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic).
Two of Rx 1 to Rx 3 may be bonded to form a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic).
Xa1により表される、置換基を有していてもよいアルキル基としては、例えば、メチル基又は−CH2−R11で表される基が挙げられる。R11は、ハロゲン原子(フッ素原子等)、ヒドロキシ基又は1価の有機基を表し、例えば、炭素数5以下のアルキル基、炭素数5以下のアシル基が挙げられ、好ましくは炭素数3以下のアルキル基であり、更に好ましくはメチル基である。Xa1は、一態様において、好ましくは水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基等である。Represented by xa 1, as the alkyl group which may have a substituent group, include groups represented by methyl group or -CH 2 -R 11. R 11 represents a halogen atom (fluorine atom or the like), a hydroxy group or a monovalent organic group, and examples thereof include an alkyl group having 5 or less carbon atoms and an acyl group having 5 or less carbon atoms, preferably 3 or less carbon atoms. It is an alkyl group of, more preferably a methyl group. In one embodiment, Xa 1 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, a hydroxymethyl group, or the like.
Tの2価の連結基としては、アルキレン基、−COO−Rt−基、及び、−O−Rt−基等が挙げられる。式中、Rtは、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。
Tは、単結合又は−COO−Rt−基が好ましい。Rtは、炭素数1〜5のアルキレン基が好ましく、−CH2−基、−(CH2)2−基、又は、−(CH2)3−基がより好ましい。Examples of the divalent linking group of T include an alkylene group, an -COO-Rt- group, an -O-Rt- group and the like. In the formula, Rt represents an alkylene group or a cycloalkylene group.
T is preferably a single bond or a -COO-Rt- group. Rt is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a −CH 2 − group, a − (CH 2 ) 2 − group, or a − (CH 2 ) 3 − group.
Rx1〜Rx3のアルキル基としては、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、及び、t−ブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。Alkyl groups of Rx 1 to Rx 3 include alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, and t-butyl group. preferable.
Rx1〜Rx3のシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、及び、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、並びに、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及び、アダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。
Rx1〜Rx3の2つが結合して形成されるシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、及び、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、並びに、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及び、アダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。炭素数5〜6の単環のシクロアルキル基がより好ましい。Examples of the cycloalkyl group of Rx 1 to Rx 3 include a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, and a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, an adamantyl group and the like. The polycyclic cycloalkyl group of is preferred.
Examples of the cycloalkyl group formed by combining two of Rx 1 to Rx 3 include a cyclopentyl group, a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclohexyl group, and a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, and a tetracyclododeca. A polycyclic cycloalkyl group such as an Nyl group and an adamantyl group is preferable. A monocyclic cycloalkyl group having 5 to 6 carbon atoms is more preferable.
Rx1〜Rx3の2つが結合して形成される上記シクロアルキル基は、例えば、環を構成するメチレン基の1つが、酸素原子等のヘテロ原子、又は、カルボニル基等のヘテロ原子を有する基で置き換わっていてもよい。The cycloalkyl group formed by combining two of Rx 1 to Rx 3 is, for example, a group in which one of the methylene groups constituting the ring has a hetero atom such as an oxygen atom or a hetero atom such as a carbonyl group. It may be replaced with.
一般式(AI)で表される繰り返し単位は、例えば、Rx1がメチル基又はエチル基であり、Rx2とRx3とが結合して上述のシクロアルキル基を形成している態様が好ましい。As the repeating unit represented by the general formula (AI), for example, it is preferable that Rx 1 is a methyl group or an ethyl group, and Rx 2 and Rx 3 are bonded to form the above-mentioned cycloalkyl group.
上記各基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、アルキル基(炭素数1〜4)、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基(炭素数1〜4)、及び、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基(炭素数2〜6)等が挙げられ、炭素数8以下が好ましい。 Each of the above groups may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group (1 to 4 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group (1 to 4 carbon atoms), and a carboxy group. Examples thereof include a group, an alkoxycarbonyl group (2 to 6 carbon atoms), and a group having 8 or less carbon atoms is preferable.
酸分解性基を有する繰り返し単位の合計としての含有量は、樹脂(A1)中の全繰り返し単位に対し、20〜90mol%であることが好ましく、25〜85mol%であることがより好ましく、30〜80mol%であることが更に好ましい。 The total content of the repeating units having an acid-degradable group is preferably 20 to 90 mol%, more preferably 25 to 85 mol%, and more preferably 30 to all the repeating units in the resin (A1). It is more preferably ~ 80 mol%.
以下に、酸分解性基を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明はこれに限定されない。 Specific examples of the repeating unit having an acid-degradable group are shown below, but the present invention is not limited thereto.
具体例中、Rx、Xa1は、水素原子、CH3、CF3、又はCH2OHを表す。Rxa、Rxbはそれぞれ炭素数1〜4のアルキル基を表す。Zは、極性基を含む置換基を表し、複数存在する場合は各々独立である。pは0又は正の整数を表す。Zにより表される極性基を含む置換基としては、例えば、水酸基、シアノ基、アミノ基、アルキルアミド基又はスルホンアミド基を有する、直鎖又は分岐のアルキル基、シクロアルキル基が挙げられ、好ましくは、水酸基を有するアルキル基である。分岐状アルキル基としてはイソプロピル基が特に好ましい。In the specific example, Rx and Xa 1 represent a hydrogen atom, CH 3 , CF 3 , or CH 2 OH. Rxa and Rxb each represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Z represents a substituent containing a polar group, and if there are a plurality of Z, they are independent of each other. p represents 0 or a positive integer. Examples of the substituent containing a polar group represented by Z include a linear or branched alkyl group having a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, an alkylamide group or a sulfonamide group, and a cycloalkyl group, which is preferable. Is an alkyl group having a hydroxyl group. The isopropyl group is particularly preferable as the branched alkyl group.
樹脂(A1)は、一般式(AI)で表される繰り返し単位として、なかでも、一般式(3)で表される繰り返し単位を含有することが好ましい。 The resin (A1) preferably contains the repeating unit represented by the general formula (AI) as the repeating unit represented by the general formula (AI).
一般式(3)中、
R31は、水素原子又はアルキル基を表す。
R32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、イソブチル基又はsec−ブチル基を表す。
R33は、R32が結合している炭素原子と共に単環の脂環炭化水素構造を形成するのに必要な原子団を表す。上記脂環炭化水素構造は、環を構成する炭素原子の一部が、ヘテロ原子、又は、ヘテロ原子を有する基で置換されていてもよい。In general formula (3),
R 31 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
R 32 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group.
R 33 represents an atomic group required to form a monocyclic alicyclic hydrocarbon structure together with the carbon atom to which R 32 is bonded. In the alicyclic hydrocarbon structure, a part of the carbon atoms constituting the ring may be substituted with a heteroatom or a group having a heteroatom.
R31のアルキル基は、置換基を有していてもよく、置換基としてはフッ素原子、水酸基等が挙げられる。The alkyl group of R 31 may have a substituent, and examples of the substituent include a fluorine atom and a hydroxyl group.
R31は、好ましくは水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。R 31 preferably represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
R32は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、又は、イソプロピル基であることが好ましく、メチル基、又は、エチル基であることがより好ましい。R 32 is preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, or an isopropyl group, and more preferably a methyl group or an ethyl group.
R33が炭素原子と共に形成する単環の脂環炭化水素構造は、3〜8員環であることが好ましく、5又は6員環であることがより好ましい。The monocyclic alicyclic hydrocarbon structure formed by R 33 together with the carbon atom is preferably a 3- to 8-membered ring, more preferably a 5- or 6-membered ring.
R33が炭素原子と共に形成する単環の脂環炭化水素構造において、環を構成し得るヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子等が挙げられ、ヘテロ原子を有する基としては、カルボニル基等が挙げられる。ただし、ヘテロ原子を有する基は、エステル基(エステル結合)ではないことが好ましい。In the monocyclic alicyclic hydrocarbon structure formed by R 33 together with a carbon atom, examples of the hetero atom that can form a ring include an oxygen atom and a sulfur atom, and examples of the group having the hetero atom include a carbonyl group and the like. Can be mentioned. However, the group having a hetero atom is preferably not an ester group (ester bond).
R33が炭素原子と共に形成する単環の脂環炭化水素構造は、炭素原子と水素原子とのみから形成されることが好ましい。The monocyclic alicyclic hydrocarbon structure formed by R 33 together with carbon atoms is preferably formed only of carbon atoms and hydrogen atoms.
一般式(3)で表される構造を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、これらに限定されない。 Specific examples of the repeating unit having the structure represented by the general formula (3) are given below, but the present invention is not limited thereto.
一般式(3)で表される構造を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(A1)中の全繰り返し単位に対して20〜80モル%が好ましく、25〜75モル%がより好ましく、30〜70モル%が更に好ましい。 The content of the repeating unit having the structure represented by the general formula (3) is preferably 20 to 80 mol%, more preferably 25 to 75 mol%, and 30 to 30 to all the repeating units in the resin (A1). 70 mol% is more preferred.
樹脂(A1)は、ラクトン構造又はスルトン(環状スルホン酸エステル)構造を有する繰り返し単位を含有することが好ましい。 The resin (A1) preferably contains a repeating unit having a lactone structure or a sultone (cyclic sulfonic acid ester) structure.
ラクトン基又はスルトン基としては、ラクトン構造又はスルトン構造を有していればいずれでも用いることができるが、好ましくは5〜7員環のラクトン構造又はスルトン構造であり、5〜7員環のラクトン構造又はスルトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。下記一般式(LC1−1)〜(LC1−17)、(SL1−1)及び(SL1−2)のいずれかで表されるラクトン構造又はスルトン構造を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。ラクトン構造又はスルトン構造が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造又はスルトン構造としては(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−8)であり、(LC1−4)であることがより好ましい。特定のラクトン構造又はスルトン構造を用いることでLWR(line width roughness)、現像欠陥が良好になる。 As the lactone group or sultone group, any one having a lactone structure or a sultone structure can be used, but it is preferably a 5- to 7-membered ring lactone structure or a sultone structure, and a 5- to 7-membered ring lactone. It is preferable that the structure or the sultone structure is fused with another ring structure so as to form a bicyclo structure or a spiro structure. It is more preferable to have a repeating unit having a lactone structure or a sultone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-17), (SL1-1) and (SL1-2). The lactone structure or sultone structure may be directly bonded to the main chain. The preferred lactone structure or sultone structure is (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-8), and more preferably (LC1-4). By using a specific lactone structure or sultone structure, LWR (line width roughness) and development defects are improved.
ラクトン構造部分又はスルトン構造部分は、置換基(Rb2)を有していても有していなくてもよい。好ましい置換基(Rb2)としては、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数4〜7のシクロアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数2〜8のアルコキシカルボニル基、カルボキシ基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、及び、酸分解性基等が挙げられる。より好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、シアノ基、又は、酸分解性基である。n2は、0〜4の整数を表す。n2が2以上のとき、複数存在する置換基(Rb2)は、同一でも異なっていてもよく、複数存在する置換基(Rb2)同士が結合して環を形成してもよい。The lactone structure portion or the sultone structure portion may or may not have a substituent (Rb 2 ). Preferred substituents (Rb 2 ) include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 8 carbon atoms, and a carboxy group. , Halogen atom, hydroxyl group, cyano group, acid-degradable group and the like. More preferably, it is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group, or an acid-degradable group. n 2 represents an integer from 0 to 4. When n 2 is 2 or more, a plurality of existing substituents (Rb 2 ) may be the same or different, and a plurality of existing substituents (Rb 2 ) may be bonded to each other to form a ring.
樹脂(A1)は、下記一般式(III)で表されるラクトン構造又はスルトン構造を有する繰り返し単位を含有することが好ましい。 The resin (A1) preferably contains a repeating unit having a lactone structure or a sultone structure represented by the following general formula (III).
式(III)中、
Aは、エステル結合(−COO−で表される基)又はアミド結合(−CONH−で表される基)を表す。
R0は、複数個ある場合にはそれぞれ独立にアルキレン基、シクロアルキレン基、又はその組み合わせを表す。
Zは、複数個ある場合にはそれぞれ独立に、単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合
A represents an ester bond (a group represented by -COO-) or an amide bond (a group represented by -CONH-).
When there are a plurality of R0 , each independently represents an alkylene group, a cycloalkylene group, or a combination thereof.
When there are a plurality of Z, they are independently single bond, ether bond, ester bond, amide bond, urethane bond.
又はウレア結合
を表す。ここで、Rは、各々独立して水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。 Represents. Here, R independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.
R8は、ラクトン構造又はスルトン構造を有する1価の有機基を表す。
nは、−R0−Z−で表される構造の繰り返し数であり、0〜2の整数を表す。
R7は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。R 8 represents a monovalent organic group having a lactone structure or a sultone structure.
n is the number of repetitions of the structure represented by −R 0 −Z−, and represents an integer of 0 to 2.
R 7 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group.
R0のアルキレン基、シクロアルキレン基は置換基を有してよい。
Zは好ましくは、エーテル結合、エステル結合であり、特に好ましくはエステル結合である。The alkylene group and cycloalkylene group of R 0 may have a substituent.
Z is preferably an ether bond or an ester bond, and particularly preferably an ester bond.
R7のアルキル基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましく、メチル基が更に好ましい。R0のアルキレン基、シクロアルキレン基、R7におけるアルキル基は、各々、置換されていてもよく、置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子、メルカプト基、ヒドロキシ基、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、t−ブトキシ基、及び、ベンジルオキシ基等のアルコキシ基、並びに、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基等のアセトキシ基が挙げられる。R7は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、又は、ヒドロキシメチル基が好ましい。The alkyl group of R 7 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and even more preferably a methyl group. The alkylene group of R 0 , the cycloalkylene group, and the alkyl group of R 7 may be substituted, respectively, and examples of the substituent include a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom, a mercapto group, and a hydroxy group. Examples thereof include an alkoxy group such as a group, a methoxy group, an ethoxy group, an isopropoxy group, a t-butoxy group and a benzyloxy group, and an acetoxy group such as an acetyloxy group and a propionyloxy group. R 7 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group.
R0における好ましい鎖状アルキレン基としては炭素数が1〜10の鎖状のアルキレンが好ましく、より好ましくは炭素数1〜5であり、例えば、メチレン基、エチレン基、及び、プロピレン基等が挙げられる。好ましいシクロアルキレン基としては、炭素数3〜20のシクロアルキレン基であり、例えば、シクロヘキシレン基、シクロペンチレン基、ノルボルニレン基、及び、アダマンチレン基等が挙げられる。なかでも、鎖状アルキレン基がより好ましく、メチレン基が特に好ましい。The preferred chain alkylene group in R 0 is preferably a chain alkylene having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group. Be done. Preferred cycloalkylene groups are cycloalkylene groups having 3 to 20 carbon atoms, and examples thereof include cyclohexylene group, cyclopentylene group, norbornene group, and adamantylene group. Of these, a chain alkylene group is more preferable, and a methylene group is particularly preferable.
R8で表されるラクトン構造又はスルトン構造を有する1価の有機基は、ラクトン構造又はスルトン構造を有していれば限定されるものではなく、具体例として上述した一般式(LC1−1)〜(LC1−17)、(SL1−1)及び(SL1−2)で表されるラクトン構造又はスルトン構造が挙げられ、これらのうち(LC1−4)で表される構造が特に好ましい。(LC1−1)〜(LC1−17)、(SL1−1)及び(SL1−2)におけるn2は2以下がより好ましい。
R8は無置換のラクトン構造又はスルトン構造を有する1価の有機基、或いはメチル基、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を置換基として有するラクトン構造又はスルトン構造を有する1価の有機基が好ましく、シアノ基を置換基として有するラクトン構造(シアノラクトン)又はスルトン構造(シアノスルトン)を有する1価の有機基がより好ましい。The monovalent organic group having a lactone structure or a sultone structure represented by R 8 is not limited as long as it has a lactone structure or a sultone structure, and as a specific example, the above-mentioned general formula (LC1-1) Examples thereof include a lactone structure or a sultone structure represented by (LC1-17), (SL1-1) and (SL1-2), and the structure represented by (LC1-4) is particularly preferable. It is more preferable that n 2 in (LC1-1) to (LC1-17), (SL1-1) and (SL1-2) is 2 or less.
R 8 is preferably a monovalent organic group having an unsubstituted lactone structure or a sulton structure, or a monovalent organic group having a lactone structure or a sulton structure having a methyl group, a cyano group or an alkoxycarbonyl group as a substituent, and cyano. A monovalent organic group having a lactone structure (cyanolactone) or a sulton structure (cyanosulton) having a group as a substituent is more preferable.
一般式(III)において、nが1又は2であることが好ましい。 In the general formula (III), n is preferably 1 or 2.
以下に一般式(III)で表されるラクトン構造又はスルトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明はこれに限定されない。 Specific examples of the repeating unit having a group having a lactone structure or a sultone structure represented by the general formula (III) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
下記具体例中、Rは、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又はハロゲン原子を表し、好ましくは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、又は、アセトキシメチル基を表す。
下記式中、Meはメチル基を表す。In the following specific examples, R represents a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom which may have a substituent, and preferably represents a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, or an acetoxymethyl group.
In the formula below, Me represents a methyl group.
一般式(III)で表される繰り返し単位の含有量は、複数種類含有する場合は合計して樹脂(A1)中の全繰り返し単位に対し、15〜60mol%が好ましく、より好ましくは20〜60mol%、更に好ましくは30〜50mol%である。 When a plurality of types of repeating units are contained, the content of the repeating unit represented by the general formula (III) is preferably 15 to 60 mol%, more preferably 20 to 60 mol%, based on all the repeating units in the resin (A1). %, More preferably 30 to 50 mol%.
樹脂(A1)は、一般式(III)で表される単位以外にも、上述したラクトン構造又はスルトン構造を有する繰り返し単位を含有していてもよい。 The resin (A1) may contain a repeating unit having the above-mentioned lactone structure or sultone structure in addition to the unit represented by the general formula (III).
ラクトン構造又はスルトン構造を有する繰り返し単位の具体例として、上記に挙げた具体例に加え、以下を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。 Specific examples of the repeating unit having a lactone structure or a sultone structure include the following in addition to the specific examples given above, but the present invention is not limited thereto.
上記具体例の中で特に好ましい繰り返し単位としては、下記の繰り返し単位が挙げられる。最適なラクトン構造又はスルトン構造を選択することにより、パターンプロファイル、疎密依存性が良好となる。 Among the above specific examples, the following repeating units can be mentioned as particularly preferable repeating units. By selecting the optimum lactone structure or sultone structure, the pattern profile and sparse / density dependence are improved.
ラクトン基又はスルトン基を有する繰り返し単位は、通常光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。1種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体を混合して用いてもよい。1種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度(ee)が90%以上のものが好ましく、より好ましくは95%以上である。 The repeating unit having a lactone group or a sultone group usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used. One kind of optical isomer may be used alone, or a plurality of optical isomers may be mixed and used. When one kind of optical isomer is mainly used, the optical purity (ee) thereof is preferably 90% or more, more preferably 95% or more.
一般式(III)で表される繰り返し単位以外のラクトン構造又はスルトン構造を有する繰り返し単位の含有量は、複数種類含有する場合は合計して樹脂中の全繰り返し単位に対し、15〜60mol%が好ましく、より好ましくは20〜50mol%、更に好ましくは30〜50mol%である。 When a plurality of types of repeating units having a lactone structure or sultone structure other than the repeating unit represented by the general formula (III) are contained, the total content of the repeating units is 15 to 60 mol% with respect to all the repeating units in the resin. It is preferable, more preferably 20 to 50 mol%, still more preferably 30 to 50 mol%.
一般式(III)から選ばれる2種以上のラクトン構造又はスルトン構造を有する繰り返し単位を併用することも可能である。併用する場合には一般式(III)の内、nが1であるラクトン構造又はスルトン構造を有する繰り返し単位から2種以上を選択し併用することが好ましい。 It is also possible to use a repeating unit having two or more kinds of lactone structures or sultone structures selected from the general formula (III) in combination. When used in combination, it is preferable to select two or more of the repeating units having a lactone structure or a sultone structure in which n is 1 from the general formula (III) and use them in combination.
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が、ArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から、樹脂(A1)は実質的には芳香族基を有さないことが好ましい。より具体的には、樹脂(A1)の全繰り返し中、芳香族基を有する繰り返し単位が全体の5モル%以下であることが好ましく、3モル%以下であることがより好ましい。
樹脂(A1)は単環又は多環の脂環炭化水素構造を有することが好ましい。When the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is for ArF exposure, the resin (A1) has substantially no aromatic group from the viewpoint of transparency to ArF light. Is preferable. More specifically, during the total repetition of the resin (A1), the repeating unit having an aromatic group is preferably 5 mol% or less, and more preferably 3 mol% or less.
The resin (A1) preferably has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure.
樹脂(A1)は、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位として、例えば、極性基(例えば、アルカリ可溶性基、水酸基又はシアノ基等)を持たない脂環炭化水素構造を有し、非酸分解性の繰り返し単位を含有してもよい。このような繰り返し単位としては、一般式(IV)で表される繰り返し単位が挙げられる。 The resin (A1) has, for example, an alicyclic hydrocarbon structure having no polar group (for example, an alkali-soluble group, a hydroxyl group, a cyano group, etc.) as a repeating unit having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure. However, it may contain non-acidolytic repeating units. Examples of such a repeating unit include a repeating unit represented by the general formula (IV).
上記一般式(IV)中、R5は少なくとも一つの環状構造を有し、極性基を有さない炭化水素基を表す。
Raは水素原子、アルキル基又は−CH2−O−Ra2基を表す。式中、Ra2は、水素原子、アルキル基又はアシル基を表す。Raは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基又はトリフルオロメチル基が好ましく、水素原子又はメチル基がより好ましい。
R5が有する環状構造には、単環式炭化水素基及び多環式炭化水素基が含まれる。単環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基若しくはシクロオクチル基などの炭素数3〜12のシクロアルキル基、又は、シクロへキセニル基など炭素数3〜12のシクロアルケニル基が挙げられる。好ましい単環式炭化水素基としては、炭素数3〜7の単環式炭化水素基であり、より好ましくは、シクロペンチル基又はシクロヘキシル基が挙げられる。
多環式炭化水素基には環集合炭化水素基又は架橋環式炭化水素基が含まれ、環集合炭化水素基の例としては、ビシクロヘキシル基又はパーヒドロナフタレニル基などが含まれる。架橋環式炭化水素環として、例えば、ピナン、ボルナン、ノルピナン、ノルボルナン、若しくは、ビシクロオクタン環(ビシクロ[2.2.2]オクタン環又はビシクロ[3.2.1]オクタン環等)などの2環式炭化水素環、ホモブレダン、アダマンタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、若しくは、トリシクロ[4.3.1.12,5]ウンデカン環などの3環式炭化水素環、又は、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、若しくは、パーヒドロ−1,4−メタノ−5,8−メタノナフタレン環などの4環式炭化水素環などが挙げられる。架橋環式炭化水素環には、縮合環式炭化水素環、例えば、パーヒドロナフタレン(デカリン)、パーヒドロアントラセン、パーヒドロフェナントレン、パーヒドロアセナフテン、パーヒドロフルオレン、パーヒドロインデン、又は、パーヒドロフェナレン環などの5〜8員シクロアルカン環が複数個縮合した縮合環も含まれる。
好ましい架橋環式炭化水素環として、ノルボルニル基、アダマンチル基、ビシクロオクタニル基、又は、トリシクロ[5、2、1、02,6]デカニル基などが挙げられる。より好ましい架橋環式炭化水素環としてノルボルニル基又はアダマンチル基が挙げられる。
これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよく、好ましい置換基としてはハロゲン原子、アルキル基、水素原子が置換されたヒドロキシ基、又は、水素原子が置換されたアミノ基などが挙げられる。ハロゲン原子としては臭素原子、塩素原子又はフッ素原子が好ましい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、ブチル基、又は、t−ブチル基が好ましい。上記のアルキル基は更に置換基を有していてもよく、更に有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、水素原子が置換されたヒドロキシ基、又は、水素原子が置換されたアミノ基が挙げられる。
上記水素原子が置換された基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、置換メチル基、置換エチル基、アルコキシカルボニル基、又は、アラルキルオキシカルボニル基が挙げられる。アルキル基としては炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、置換メチル基としてはメトキシメチル、メトキシチオメチル、ベンジルオキシメチル、t−ブトキシメチル、又は、2−メトキシエトキシメチル基が好ましく、置換エチル基としては、1−エトキシエチル、又は、1−メチル−1−メトキシエチルが好ましく、アシル基としては、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル又はピバロイル基などの炭素数1〜6の脂肪族アシル基が好ましく、アルコキシカルボニル基としては炭素数1〜4のアルコキシカルボニル基が好ましい。In the general formula (IV), R 5 having at least one cyclic structure represents a hydrocarbon group having no polar group.
Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group or -CH 2 -O-Ra 2 group. In the formula, Ra 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an acyl group. Ra is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group or a trifluoromethyl group, and more preferably a hydrogen atom or a methyl group.
The cyclic structure of R 5 includes a monocyclic hydrocarbon group and a polycyclic hydrocarbon group. Examples of the monocyclic hydrocarbon group include a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group or a cyclooctyl group, or a cyclohexenyl group having 3 to 12 carbon atoms. Cycloalkenyl groups can be mentioned. A preferred monocyclic hydrocarbon group is a monocyclic hydrocarbon group having 3 to 7 carbon atoms, and more preferably a cyclopentyl group or a cyclohexyl group.
The polycyclic hydrocarbon group includes a ring-assembled hydrocarbon group or a cross-linked ring-type hydrocarbon group, and examples of the ring-assembled hydrocarbon group include a bicyclohexyl group and a perhydronaphthalenyl group. Examples of the crosslinked cyclic hydrocarbon ring include 2 such as pinan, bornan, norpinan, norbornane, or bicyclooctane ring (bicyclo [2.2.2] octane ring, bicyclo [3.2.1] octane ring, etc.). Tricyclic hydrocarbon rings such as cyclic hydrocarbon rings, homobredane, adamantane, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, or tricyclo [4.3.1.1 2,5 ] undecane rings. Or, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 17 and 10 ] Dodecane, or a tetracyclic hydrocarbon ring such as a perhydro-1,4-methano-5,8-methanonaphthalene ring can be mentioned. The crosslinked cyclic hydrocarbon ring includes a fused cyclic hydrocarbon ring, for example, perhydronaphthalene (decalin), perhydroanthracene, perhydrophenanthrene, perhydroacenaphthene, perhydrofluorene, perhydroindene, or perhydro. A fused ring in which a plurality of 5- to 8-membered cycloalkane rings such as a phenanthrene ring are condensed is also included.
As preferred crosslinked-ring hydrocarbon rings, a norbornyl group, an adamantyl group, a bicyclooctanyl group, or the like tricyclo [5,2,1,0 2,6] decanyl group. A more preferable crosslinked cyclic hydrocarbon ring includes a norbornyl group or an adamantyl group.
These alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent, and preferred substituents include a halogen atom, an alkyl group, a hydroxy group substituted with a hydrogen atom, and an amino group substituted with a hydrogen atom. Can be mentioned. As the halogen atom, a bromine atom, a chlorine atom or a fluorine atom is preferable. As the alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a butyl group, or a t-butyl group is preferable. The above-mentioned alkyl group may further have a substituent, and the substituent which may further have is a halogen atom, an alkyl group, a hydroxy group substituted with a hydrogen atom, or a hydrogen atom substituted. Amino group can be mentioned.
Examples of the group in which the hydrogen atom is substituted include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group, a substituted methyl group, a substituted ethyl group, an alkoxycarbonyl group, and an aralkyloxycarbonyl group. As the alkyl group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and as a substituted methyl group, methoxymethyl, methoxythiomethyl, benzyloxymethyl, t-butoxymethyl, or 2-methoxyethoxymethyl group is preferable, and a substituted ethyl group is used. 1-ethoxyethyl or 1-methyl-1-methoxyethyl is preferable, and the acyl group is an aliphatic having 1 to 6 carbon atoms such as formyl, acetyl, propionyl, butyryl, isobutyryl, valeryl or pivaloyl group. An acyl group is preferable, and as the alkoxycarbonyl group, an alkoxycarbonyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable.
樹脂(A1)が、極性基を持たない脂環炭化水素構造を有し、非酸分解性の繰り返し単位を含有する場合、この繰り返し単位の含有量は、樹脂(A1)中の全繰り返し単位に対し、1〜40モル%が好ましく、より好ましくは2〜20モル%である。
極性基を持たない脂環炭化水素構造を有し、非酸分解性の繰り返し単位の具体例としては、米国公開特許2012/0135348号公報の段落0354に開示された繰り返し単位を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。When the resin (A1) has an alicyclic hydrocarbon structure having no polar group and contains a non-acid-decomposable repeating unit, the content of the repeating unit is the total repeating unit in the resin (A1). On the other hand, 1 to 40 mol% is preferable, and 2 to 20 mol% is more preferable.
Specific examples of the non-acid-decomposable repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure having no polar group include the repeating unit disclosed in paragraph 0354 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012/0135348. , The present invention is not limited to these.
一方、KrFエキシマレーザー光、電子線、X線、又は、波長50nm以下の高エネルギー光線(EUV光等)をレジスト膜に照射する場合には、樹脂(A1)は、芳香族炭化水素基を有する繰り返し単位を含むことが好ましく、フェノール性水酸基を有する繰り返し単位を含むことがより好ましい。フェノール性水酸基を有する繰り返し単位としては、下記に示す繰り返し単位が特に好ましい。 On the other hand, when the resist film is irradiated with KrF excimer laser light, electron beam, X-ray, or high-energy light (EUV light or the like) having a wavelength of 50 nm or less, the resin (A1) has an aromatic hydrocarbon group. It preferably contains a repeating unit, and more preferably contains a repeating unit having a phenolic hydroxyl group. As the repeating unit having a phenolic hydroxyl group, the repeating unit shown below is particularly preferable.
このような芳香族炭化水素基を有する繰り返し単位を含む樹脂としては、具体的には、下記一般式(A)で表される繰り返し単位を有する樹脂が挙げられる。 Specific examples of the resin containing a repeating unit having such an aromatic hydrocarbon group include a resin having a repeating unit represented by the following general formula (A).
式中、R01、R02及びR03は、各々独立に、例えば、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。Ar1は、例えば、芳香環基を表す。R03とAr1とがアルキレン基であり、両者が互いに結合することにより、−C−C−鎖と共に、5員又は6員環を形成していてもよい。In the formula, R 01 , R 02 and R 03 each independently represent, for example, a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group. Ar 1 represents, for example, an aromatic ring group. R 03 and Ar 1 may be alkylene groups, and both may be bonded to each other to form a 5-membered or 6-membered ring together with the -CC- chain.
n個のYは、各々独立に、水素原子又は酸の作用により脱離する基を表す。但し、Yの少なくとも1つは、酸の作用により脱離する基を表す。
nは、1〜4の整数を表し、1〜2が好ましく、1がより好ましい。The n Ys each independently represent a group that is eliminated by the action of a hydrogen atom or an acid. However, at least one of Y represents a group that is eliminated by the action of an acid.
n represents an integer of 1 to 4, preferably 1 to 2, and more preferably 1.
R01〜R03としてのアルキル基は、例えば、炭素数20以下のアルキル基であり、好ましくは、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、sec−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基又はドデシル基である。より好ましくは、これらアルキル基は、炭素数8以下のアルキル基である。これらアルキル基は、置換基を有していてもよい。The alkyl groups as R 01 to R 03 are, for example, alkyl groups having 20 or less carbon atoms, preferably methyl groups, ethyl groups, propyl groups, isopropyl groups, n-butyl groups, sec-butyl groups, and hexyl groups. , 2-Ethylhexyl group, octyl group or dodecyl group. More preferably, these alkyl groups are alkyl groups having 8 or less carbon atoms. These alkyl groups may have a substituent.
アルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、上記R01〜R03におけるアルキル基と同様のものが好ましい。The alkyl group contained in the alkoxycarbonyl group is preferably the same as the alkyl group in R 01 to R 03 .
シクロアルキル基は、単環のシクロアルキル基であってもよく、多環のシクロアルキル基であってもよい。好ましくは、シクロプロピル基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等の炭素数3〜8の単環のシクロアルキル基が挙げられる。これらシクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。 The cycloalkyl group may be a monocyclic cycloalkyl group or a polycyclic cycloalkyl group. Preferably, a monocyclic cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group can be mentioned. These cycloalkyl groups may have a substituent.
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子がより好ましい。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is more preferable.
R03がアルキレン基を表す場合、このアルキレン基としては、好ましくは、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基及びオクチレン基等の炭素数1〜8のアルキレン基が挙げられる。When R 03 represents an alkylene group, the alkylene group preferably includes an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group and an octylene group.
Ar1としての芳香環基は、炭素数6〜14の芳香環基が好ましく、例えば、ベンゼン環、トルエン環及びナフタレン環が挙げられる。これら芳香環基は、置換基を有していてもよい。The aromatic ring group as Ar 1 is preferably an aromatic ring group having 6 to 14 carbon atoms, and examples thereof include a benzene ring, a toluene ring and a naphthalene ring. These aromatic ring groups may have a substituent.
酸の作用により脱離する基Yとしては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(=O)−O−C(R36)(R37)(R38)、−C(R01)(R02)(OR39)、−C(R01)(R02)−C(=O)−O−C(R36)(R37)(R38)及び−CH(R36)(Ar)により表される基が挙げられる。Examples of the group Y desorbed by the action of an acid include -C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ), -C (= O) -OC (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ). ), -C (R 01 ) (R 02 ) (OR 39 ), -C (R 01 ) (R 02 ) -C (= O) -OC (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ) and Examples include groups represented by −CH (R 36 ) (Ar).
式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。R36とR37とは、互いに結合して、環構造を形成していてもよい。
R01及びR02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。
Arは、アリール基を表す。In the formula, R 36 to R 39 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be coupled to each other to form a ring structure.
R 01 and R 02 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group.
Ar represents an aryl group.
R36〜R39、R01、又はR02としてのアルキル基は、炭素数1〜8のアルキル基であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、へキシル基及びオクチル基が挙げられる。The alkyl group as R 36 to R 39 , R 01 , or R 02 is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or sec-. Examples include a butyl group, a hexyl group and an octyl group.
R36〜R39、R01、又はR02としてのシクロアルキル基は、単環のシクロアルキル基であってもよく、多環のシクロアルキル基であってもよい。単環のシクロアルキル基としては、炭素数3〜8のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基及びシクロオクチル基が挙げられる。多環のシクロアルキル基としては、炭素数6〜20のシクロアルキル基が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、カンファニル基、ジシクロペンチル基、α−ピナニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデシル基及びアンドロスタニル基が挙げられる。シクロアルキル基中の炭素原子の一部は、酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。The cycloalkyl group as R 36 to R 39 , R 01 , or R 02 may be a monocyclic cycloalkyl group or a polycyclic cycloalkyl group. The monocyclic cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group and a cyclooctyl group. As the polycyclic cycloalkyl group, a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms is preferable, for example, an adamantyl group, a norbornyl group, an isobornyl group, a camphanyl group, a dicyclopentyl group, an α-pinanyl group, a tricyclodecanyl group, and the like. Examples thereof include a tetracyclododecyl group and an androstanyl group. Some of the carbon atoms in the cycloalkyl group may be replaced by heteroatoms such as oxygen atoms.
R36〜R39、R01、R02、又はArとしてのアリール基は、炭素数6〜10のアリール基であることが好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基及びアントリル基が挙げられる。The aryl group as R 36 to R 39 , R 01 , R 02 , or Ar is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthryl group.
R36〜R39、R01、又はR02としてのアラルキル基は、炭素数7〜12のアラルキル基であることが好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基及びナフチルメチル基が好ましい。The aralkyl group as R 36 to R 39 , R 01 , or R 02 is preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and for example, a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group are preferable.
R36〜R39、R01、又はR02としてのアルケニル基は、炭素数2〜8のアルケニル基であることが好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基及びシクロへキセニル基が挙げられる。The alkenyl group as R 36 to R 39 , R 01 , or R 02 is preferably an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, and a cyclohexenyl group. ..
R36とR37とが互いに結合して形成し得る環は、単環型であってもよく、多環型であってもよい。単環型としては、炭素数3〜8のシクロアルカン構造が好ましく、例えば、シクロプロパン構造、シクロブタン構造、シクロペンタン構造、シクロへキサン構造、シクロヘプタン構造及びシクロオクタン構造が挙げられる。多環型としては、炭素数6〜20のシクロアルカン構造が好ましく、例えば、アダマンタン構造、ノルボルナン構造、ジシクロペンタン構造、トリシクロデカン構造及びテトラシクロドデカン構造が挙げられる。環構造中の炭素原子の一部は、酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。The ring that can be formed by combining R 36 and R 37 with each other may be a monocyclic type or a polycyclic type. The monocyclic type is preferably a cycloalkane structure having 3 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, a cyclohexane structure, a cycloheptane structure, and a cyclooctane structure. As the polycyclic type, a cycloalkane structure having 6 to 20 carbon atoms is preferable, and examples thereof include an adamantane structure, a norbornane structure, a dicyclopentane structure, a tricyclodecane structure, and a tetracyclododecane structure. A part of the carbon atom in the ring structure may be replaced by a hetero atom such as an oxygen atom.
上記各基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基及びニトロ基が挙げられる。これら置換基は、炭素数が8以下であることが好ましい。 Each of the above groups may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an amino group, an amide group, a ureido group, a urethane group, a hydroxy group, a carboxy group, a halogen atom, an alkoxy group, a thioether group, an acyl group and an acyloxy group. , Halkoxycarbonyl group, cyano group and nitro group. These substituents preferably have 8 or less carbon atoms.
酸の作用により脱離する基Yとしては、下記一般式(B)で表される構造がより好ましい。 As the group Y desorbed by the action of an acid, a structure represented by the following general formula (B) is more preferable.
式中、L1及びL2は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。
Mは、単結合又は2価の連結基を表す。
Qは、アルキル基、シクロアルキル基、環状脂肪族基、芳香環基、アミノ基、アンモニウム基、メルカプト基、シアノ基又はアルデヒド基を表す。これら環状脂肪族基及び芳香環基は、ヘテロ原子を含んでいてもよい。
Q、M、L1の少なくとも2つが互いに結合して、5員又は6員環を形成していてもよい。In the formula, L 1 and L 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group.
M represents a single bond or a divalent linking group.
Q represents an alkyl group, a cycloalkyl group, a cyclic aliphatic group, an aromatic ring group, an amino group, an ammonium group, a mercapto group, a cyano group or an aldehyde group. These cyclic aliphatic groups and aromatic ring groups may contain heteroatoms.
Q, M, at least two of L 1 may be bonded to each other to form a 5-membered or 6-membered ring.
L1及びL2としてのアルキル基は、例えば炭素数1〜8のアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基及びオクチル基が挙げられる。The alkyl groups as L 1 and L 2 are, for example, alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, and specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, hexyl group and An octyl group can be mentioned.
L1及びL2としてのシクロアルキル基は、例えば炭素数3〜15のシクロアルキル基であり、具体的には、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基及びアダマンチル基が挙げられる。The cycloalkyl group as L 1 and L 2 is, for example, a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, and specific examples thereof include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group and an adamantyl group.
L1及びL2としてのアリール基は、例えば炭素数6〜15のアリール基であり、具体的には、フェニル基、トリル基、ナフチル基及びアントリル基が挙げられる。The aryl group as L 1 and L 2 is, for example, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and specific examples thereof include a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group and an anthryl group.
L1及びL2としてのアラルキル基は、例えば炭素数6〜20のアラルキル基であり、具体的には、ベンジル基及びフェネチル基が挙げられる。The aralkyl group as L 1 and L 2 is, for example, an aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms, and specific examples thereof include a benzyl group and a phenethyl group.
Mとしての2価の連結基は、例えば、アルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基又はオクチレン基)、シクロアルキレン基(例えば、シクロペンチレン基又はシクロヘキシレン基)、アルケニレン基(例えば、エチレン基、プロペニレン基又はブテニレン基)、アリーレン基(例えば、フェニレン基、トリレン基又はナフチレン基)、−S−、−O−、−CO−、−SO2−、−N(R0)−、又は、これらの2以上の組み合わせである。ここで、R0は、水素原子又はアルキル基である。R0としてのアルキル基は、例えば炭素数1〜8のアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基及びオクチル基が挙げられる。The divalent linking group as M is, for example, an alkylene group (for example, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group or an octylene group), a cycloalkylene group (for example, a cyclopentylene group or a cyclohexylene group). ), Alkenylene group (eg, ethylene group, propenylene group or butenylene group), arylene group (eg, phenylene group, tolylen group or naphthylene group), -S-, -O-, -CO-, -SO 2 -,- N (R 0 )-or a combination of two or more of these. Here, R 0 is a hydrogen atom or an alkyl group. The alkyl group as R 0 is, for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a hexyl group and an octyl group. Can be mentioned.
Qとしてのアルキル基及びシクロアルキル基は、上述したL1及びL2としての各基と同様である。
Qとしての環状脂肪族基又は芳香環基としては、例えば、上述したL1及びL2としてのシクロアルキル基及びアリール基が挙げられる。これらシクロアルキル基及びアリール基は、好ましくは、炭素数3〜15の基である。The alkyl group and cycloalkyl group as Q are the same as the above-mentioned groups as L 1 and L 2 .
Examples of the cyclic aliphatic group or aromatic ring group as Q include the cycloalkyl group and aryl group as L 1 and L 2 described above. These cycloalkyl groups and aryl groups are preferably groups having 3 to 15 carbon atoms.
Qとしてのヘテロ原子を含んだ環状脂肪族基又は芳香環基としては、例えば、チイラン、シクロチオラン、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール及びピロリドン等の複素環構造を有した基が挙げられる。但し、炭素とヘテロ原子とで形成される環、又は、ヘテロ原子のみによって形成される環であれば、これらに限定されない。 Examples of the cyclic aliphatic group or aromatic ring group containing a heteroatom as Q include thiirane, cyclothiolane, thiophene, furan, pyrrole, benzothiophene, benzofuran, benzopyrrole, triazine, imidazole, benzimidazole, triazole, thiadiazol, and the like. Examples thereof include groups having a heterocyclic structure such as thiazole and pyrrolidone. However, the ring is not limited to these as long as it is a ring formed by carbon and a hetero atom or a ring formed only by a hetero atom.
Q、M及びL1の少なくとも2つが互いに結合して形成し得る環構造としては、例えば、これらがプロピレン基又はブチレン基を形成してなる5員又は6員環構造が挙げられる。この5員又は6員環構造は、酸素原子を含有している。Examples of the ring structure in which at least two of Q, M and L 1 can be formed by bonding with each other include a 5-membered or 6-membered ring structure formed by forming a propylene group or a butylene group. This 5- or 6-membered ring structure contains oxygen atoms.
一般式(B)におけるL1、L2、M及びQで表される各基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基及びニトロ基が挙げられる。これら置換基は、炭素数が8以下であることが好ましい。Each group represented by L 1 , L 2 , M and Q in the general formula (B) may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an amino group, an amide group, a ureido group, a urethane group, a hydroxy group, a carboxy group, a halogen atom, an alkoxy group, a thioether group, an acyl group and an acyloxy group. , Halkoxycarbonyl group, cyano group and nitro group. These substituents preferably have 8 or less carbon atoms.
−(M−Q)で表される基としては、炭素数1〜20の基が好ましく、炭素数1〜10の基がより好ましく、炭素数1〜8が更に好ましい。
以下にヒドロキシスチレン繰り返し単位を有する樹脂(A1)の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。下記具体例において、tBuはt−ブチル基を表し、Etはエチル基を表す。As the group represented by − (MQ), a group having 1 to 20 carbon atoms is preferable, a group having 1 to 10 carbon atoms is more preferable, and a group having 1 to 8 carbon atoms is further preferable.
Specific examples of the resin (A1) having a hydroxystyrene repeating unit are shown below, but the present invention is not limited thereto. In the specific examples below, tBu represents a t-butyl group and Et represents an ethyl group.
本発明における樹脂(A1)は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。 The resin (A1) in the present invention can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization).
樹脂(A1)の重量平均分子量は、GPC(Gel Permeation Chromatography)法によりポリスチレン換算値として、好ましくは1,000〜200,000であり、より好ましくは2,000〜20,000、更に好ましくは3,000〜15,000、特に好ましくは3,000〜11,000である。 The weight average molecular weight of the resin (A1) is preferably 1,000 to 200,000, more preferably 2,000 to 20,000, and further preferably 3 as a polystyrene conversion value by the GPC (Gel Permeation Chromatography) method. It is 000 to 15,000, particularly preferably 3,000 to 11,000.
樹脂(A1)の分散度(分子量分布)は、通常1.0〜3.0であり、好ましくは1.0〜2.6、より好ましくは1.0〜2.0、更に好ましくは1.1〜2.0である。分子量分布が小さいものほど好ましい。 The dispersity (molecular weight distribution) of the resin (A1) is usually 1.0 to 3.0, preferably 1.0 to 2.6, more preferably 1.0 to 2.0, and even more preferably 1. It is 1 to 2.0. The smaller the molecular weight distribution, the more preferable.
組成物中、樹脂(A1)の含有率は、全固形分中30〜99質量%が好ましく、50〜95質量%がより好ましい。
樹脂(A1)は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。The content of the resin (A1) in the composition is preferably 30 to 99% by mass, more preferably 50 to 95% by mass, based on the total solid content.
The resin (A1) may be used alone or in combination of two or more.
(フェノール性水酸基を有する樹脂(A2))
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、樹脂(A)として、フェノール性水酸基を有する樹脂(A2)を含有する態様であってもよい。
フェノール性水酸基とは、芳香環基の水素原子をヒドロキシ基で置換してなる基である。芳香環とは、単環又は多環の芳香環であり、ベンゼン環及びナフタレン環等が挙げられる。(Resin having a phenolic hydroxyl group (A2))
The actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention may contain a resin (A2) having a phenolic hydroxyl group as the resin (A).
The phenolic hydroxyl group is a group formed by substituting a hydrogen atom of an aromatic ring group with a hydroxy group. The aromatic ring is a monocyclic or polycyclic aromatic ring, and examples thereof include a benzene ring and a naphthalene ring.
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が樹脂(A2)を含有する場合、この組成物を用いて形成した露光部においては、活性光線又は放射線の照射によって酸発生剤から発生する酸(上述の一般式(I))の作用により、フェノール性水酸基を有する樹脂(A2)と後述する酸架橋剤(C)との架橋反応が進行し、ネガ型のパターンが形成される。 When the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention contains a resin (A2), it is generated from an acid generator by irradiation with active light or radiation in an exposed portion formed by using this composition. By the action of the acid (general formula (I) described above), the cross-linking reaction between the resin (A2) having a phenolic hydroxyl group and the acid cross-linking agent (C) described later proceeds, and a negative pattern is formed.
フェノール性水酸基を有する樹脂(A2)は、少なくとも一種のフェノール性水酸基を有する繰り返し単位を含むことが好ましい。フェノール性水酸基を有する繰り返し単位としては特に限定されず、下記一般式(1)で表される繰り返し単位であることが好ましい。 The resin (A2) having a phenolic hydroxyl group preferably contains a repeating unit having at least one kind of phenolic hydroxyl group. The repeating unit having a phenolic hydroxyl group is not particularly limited, and is preferably a repeating unit represented by the following general formula (1).
一般式(1)中、R11は水素原子、置換基を有していてもよいメチル基、又はハロゲン原子を表す。
B1は、単結合又は2価の連結基を表す。
Arは、芳香族環を表す。
m1は、1以上の整数を表す。In the general formula (1), R 11 represents a hydrogen atom, a methyl group which may have a substituent, or a halogen atom.
B 1 represents a single bond or a divalent linking group.
Ar represents an aromatic ring.
m1 represents an integer of 1 or more.
R11における置換基を有していてもよいメチル基としては、トリフルオロメチル基及びヒドロキシメチル基等を挙げることができる。Examples of the methyl group that may have a substituent in R 11 include a trifluoromethyl group and a hydroxymethyl group.
R11は、水素原子又はメチル基であることが好ましく、水素原子であることが現像性の理由から好ましい。R 11 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and preferably a hydrogen atom for the reason of developability.
B1の2価の連結基としては、カルボニル基、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜5)、スルホニル基(−S(=O)2−)、−O−、−NH−又はこれらを組合せた2価の連結基が好ましい。The divalent linking group of B 1 includes a carbonyl group, an alkylene group (preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms), a sulfonyl group (−S (= O) 2 −), and −O. -, -NH- or a divalent linking group combining these is preferable.
B1は、単結合、カルボニルオキシ基(−C(=O)−O−)又は−C(=O)−NH−を表すことが好ましく、単結合又はカルボニルオキシ基(−C(=O)−O−)を表すことがより好ましく、単結合であることがドライエッチング耐性向上の観点で更に好ましい。B 1 preferably represents a single bond, a carbonyloxy group (-C (= O) -O-) or -C (= O) -NH-, and is a single bond or a carbonyloxy group (-C (= O)). -O-) is more preferable, and a single bond is more preferable from the viewpoint of improving dry etching resistance.
Arの芳香族環は、単環又は多環の芳香族環であり、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、及び、フェナントレン環等の炭素数6〜18の置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、又は、例えば、チオフェン環、フラン環、ピロール環、ベンゾチオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾピロール環、トリアジン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、トリアゾール環、チアジアゾール環、及び、チアゾール環等のヘテロ環を含む芳香族ヘテロ環を挙げることができる。中でも、ベンゼン環、ナフタレン環が解像性の観点で好ましく、ベンゼン環が感度の観点でより好ましい。 The aromatic ring of Ar is a monocyclic or polycyclic aromatic ring, and has a substituent having 6 to 18 carbon atoms such as a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a fluorene ring, and a phenanthrene ring. Aromatic hydrocarbon rings, or, for example, thiophene rings, furan rings, pyrrole rings, benzothiophene rings, benzofuran rings, benzopyrol rings, triazine rings, imidazole rings, benzimidazole rings, triazole rings, thiadiazol rings, and Examples include aromatic heterocycles including heterocycles such as thiazole rings. Among them, the benzene ring and the naphthalene ring are preferable from the viewpoint of resolution, and the benzene ring is more preferable from the viewpoint of sensitivity.
m1は1〜5の整数であることが好ましく、1がより好ましい。m1が1でArがベンゼン環の時、−OHの置換位置はベンゼン環のB1(B1が単結合である場合にはポリマー主鎖)との結合位置に対して、パラ位でもメタ位でもオルト位でもよいが、架橋反応性の観点から、パラ位、メタ位が好ましく、パラ位がより好ましい。m1 is preferably an integer of 1-5, more preferably 1. When m1 is 1 and Ar is a benzene ring, the substitution position of -OH is the meta position even at the para position with respect to the bond position with B 1 (polymer main chain when B 1 is a single bond) of the benzene ring. However, the ortho position may be used, but from the viewpoint of cross-linking reactivity, the para position and the meta position are preferable, and the para position is more preferable.
Arの芳香族環は、上記−OHで表される基以外にも置換基を有していてもよく、置換基としては例えば、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基、及び、アリールカルボニル基が挙げられる。 The aromatic ring of Ar may have a substituent other than the group represented by −OH, and examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group and a carboxy group. Examples thereof include a group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyl group, an alkylcarbonyloxy group, an alkylsulfonyloxy group, and an arylcarbonyl group.
フェノール性水酸基を有する繰り返し単位は、下記一般式(2)で表される繰り返し単位であることが架橋反応性、現像性、及び、ドライエッチング耐性の理由でより好ましい。 The repeating unit having a phenolic hydroxyl group is more preferably a repeating unit represented by the following general formula (2) for the reasons of cross-linking reactivity, developability, and dry etching resistance.
一般式(2)中、
R12は、水素原子又はメチル基を表す。
Arは、芳香族環を表す。
R12は、水素原子又はメチル基を表し、水素原子であることが現像性の理由から好ましい。In general formula (2),
R 12 represents a hydrogen atom or a methyl group.
Ar represents an aromatic ring.
R 12 represents a hydrogen atom or a methyl group, and a hydrogen atom is preferable for the reason of developability.
一般式(2)におけるArは、一般式(1)におけるArと同義であり、好ましい範囲も同様である。一般式(2)で表される繰り返し単位は、ヒドロキシスチレンから誘導される繰り返し単位(すなわち、一般式(2)においてR12が水素原子であり、Arがベンゼン環である繰り返し単位)であることが感度の観点から好ましい。Ar in the general formula (2) is synonymous with Ar in the general formula (1), and the preferable range is also the same. The repeating unit represented by the general formula (2) is a repeating unit derived from hydroxystyrene (that is, in the general formula (2), R 12 is a hydrogen atom and Ar is a benzene ring). Is preferable from the viewpoint of sensitivity.
更に、樹脂(A2)は、下記一般式(3)で表される繰り返し単位を有することが好ましい。 Further, the resin (A2) preferably has a repeating unit represented by the following general formula (3).
一般式(3)中、R13は水素原子又はメチル基を表す。
Xは非酸分解性の多環脂環炭化水素構造を有する基を表す。
Ar1は芳香族環を表す。
m2は1以上の整数である。In the general formula (3), R 13 represents a hydrogen atom or a methyl group.
X represents a group having a non-acidolytic polycyclic alicyclic hydrocarbon structure.
Ar 1 represents an aromatic ring.
m2 is an integer of 1 or more.
一般式(3)におけるR13は水素原子又はメチル基を表すが、水素原子が特に好ましい。R 13 in the general formula (3) represents a hydrogen atom or a methyl group, and a hydrogen atom is particularly preferable.
一般式(3)のAr1の芳香族環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、及び、フェナントレン環等の炭素数6〜18の置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、又は、例えば、チオフェン環、フラン環、ピロール環、ベンゾチオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾピロール環、トリアジン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、トリアゾール環、チアジアゾール環、及び、チアゾール環等のヘテロ環を含む芳香族ヘテロ環を挙げることができる。中でも、ベンゼン環、ナフタレン環が解像性の観点で好ましく、ベンゼン環が最も好ましい。The aromatic ring of Ar 1 of the general formula (3) may have a substituent having 6 to 18 carbon atoms such as a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a fluorene ring, and a phenanthrene ring. Aromatic hydrocarbon ring, or, for example, thiophene ring, furan ring, pyrrole ring, benzothiophene ring, benzofuran ring, benzopyrol ring, triazine ring, imidazole ring, benzimidazole ring, triazole ring, thiadiazole ring, and thiazole ring. Aromatic heterocycles containing such heterocycles can be mentioned. Among them, the benzene ring and the naphthalene ring are preferable from the viewpoint of resolution, and the benzene ring is the most preferable.
Ar1の芳香族環は、上記−OXで表される基以外にも置換基を有していてもよく、置換基としては例えば、アルキル基(好ましくは炭素数1〜6)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜10)、アリール基(好ましくは炭素数6〜15)、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜6)、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜7)が挙げられ、アルキル基、アルコキシ基、又は、アルコキシカルボニル基が好ましく、アルコキシ基がより好ましい。The aromatic ring of Ar 1 may have a substituent other than the group represented by -OX, and examples of the substituent include an alkyl group (preferably 1 to 6 carbon atoms) and a cycloalkyl group. (Preferably 3 to 10 carbon atoms), aryl group (preferably 6 to 15 carbon atoms), halogen atom, hydroxyl group, alkoxy group (preferably 1 to 6 carbon atoms), carboxy group, alkoxycarbonyl group (preferably carbon number of carbons) 2 to 7) are mentioned, an alkyl group, an alkoxy group, or an alkoxycarbonyl group is preferable, and an alkoxy group is more preferable.
Xは非酸分解性の多環脂環炭化水素構造を有する基を表す。
非酸分解性の多環脂環炭化水素構造の好ましいものとしては、アダマンタン構造、デカリン構造、ノルボルナン構造、ノルボルネン構造、セドロール構造、シクロヘキシル基を複数有する構造、シクロヘプチル基を複数有する構造、シクロオクチル基を複数有する構造、シクロデカニル基を複数有する構造、シクロドデカニル基を複数有する構造、及び、トリシクロデカン構造が挙げられ、なかでもアダマンタン構造が好ましい。X represents a group having a non-acidolytic polycyclic alicyclic hydrocarbon structure.
Preferred non-acidolytic polycyclic alicyclic hydrocarbon structures include adamantane structure, decalin structure, norbornane structure, norbornene structure, sedrol structure, structure having multiple cyclohexyl groups, structure having multiple cycloheptyl groups, and cyclooctyl. Examples thereof include a structure having a plurality of groups, a structure having a plurality of cyclodecanyl groups, a structure having a plurality of cyclododecanyl groups, and a tricyclodecane structure, and the adamantane structure is particularly preferable.
m2は1〜5の整数であることが好ましく、1が最も好ましい。m2が1でAr1がベンゼン環の時、−OXの置換位置はベンゼン環のポリマー主鎖との結合位置に対して、パラ位でもメタ位でもオルト位でもよいが、パラ位又はメタ位が好ましく、パラ位がより好ましい。m2 is preferably an integer of 1-5, most preferably 1. When m2 is 1 and Ar 1 is a benzene ring, the substitution position of -OX may be the para-position, the meta-position, or the ortho-position with respect to the bonding position of the benzene ring with the polymer main chain, but the para-position or the meta-position is Preferably, the para position is more preferable.
一般式(3)で示される繰り返し単位の具体例としては、以下のものが挙げられる。 Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (3) include the following.
樹脂(A2)が、上記一般式(3)で表される繰り返し単位を有する場合、その含有量は、樹脂(A2)の全繰り返し単位に対して、1〜40モル%が好ましく、より好ましくは2〜30モル%である。 When the resin (A2) has a repeating unit represented by the above general formula (3), the content thereof is preferably 1 to 40 mol%, more preferably 1 to 40 mol%, based on all the repeating units of the resin (A2). It is 2 to 30 mol%.
本発明で用いられる樹脂(A2)は、上記繰り返し単位以外の繰り返し単位として、下記のような繰り返し単位(以下、「他の繰り返し単位」ともいう)を更に有することも好ましい。 It is also preferable that the resin (A2) used in the present invention further has the following repeating unit (hereinafter, also referred to as “another repeating unit”) as a repeating unit other than the above repeating unit.
これら他の繰り返し単位を形成するための重合性モノマーの例としてはスチレン、アルキル置換スチレン、アルコキシ置換スチレン、ハロゲン置換スチレン、O−アルキル化スチレン、O−アシル化スチレン、水素化ヒドロキシスチレン、無水マレイン酸、アクリル酸誘導体(アクリル酸、アクリル酸エステル等)、メタクリル酸誘導体(メタクリル酸、メタクリル酸エステル等)、N−置換マレイミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、及び、置換基を有してもよいインデン等を挙げることができる。 Examples of polymerizable monomers for forming these other repeating units are styrene, alkyl-substituted styrene, alkoxy-substituted styrene, halogen-substituted styrene, O-alkylated styrene, O-acylated styrene, hydrohydroxystyrene, and malean anhydride. Acids, acrylic acid derivatives (acrylic acid, acrylic acid esters, etc.), methacrylic acid derivatives (methacrylic acid, methacrylic acid esters, etc.), N-substituted maleimide, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinylnaphthalene, vinylanthracene, and substituents. Examples thereof include indens and the like which may be possessed.
樹脂(A2)は、これら他の繰り返し単位を含有してもしなくてもよいが、含有する場合、これら他の繰り返し単位の樹脂(A2)中の含有量は、樹脂(A2)を構成する全繰り返し単位に対して、一般的に1〜30モル%、好ましくは1〜20モル%、より好ましくは2〜10モル%である。 The resin (A2) may or may not contain these other repeating units, but when they are contained, the content of these other repeating units in the resin (A2) is all that constitutes the resin (A2). It is generally 1 to 30 mol%, preferably 1 to 20 mol%, and more preferably 2 to 10 mol% with respect to the repeating unit.
樹脂(A2)は、公知のラジカル重合法、アニオン重合法又はリビングラジカル重合法(イニファーター法等)により合成できる。 The resin (A2) can be synthesized by a known radical polymerization method, anion polymerization method or living radical polymerization method (iniferer method or the like).
樹脂(A2)の重量平均分子量は、1000〜200000が好ましく、2000〜50000がより好ましく、2000〜15000が更に好ましい。 The weight average molecular weight of the resin (A2) is preferably 1000 to 200,000, more preferably 2000 to 50000, and even more preferably 2000 to 15000.
樹脂(A2)の分散度(分子量分布)(Mw/Mn)は、2.0以下が好ましく、感度及び解像性をより向上させる観点から、1.0〜1.80がより好ましく、1.0〜1.60が更に好ましく、1.0〜1.20が特に好ましい。リビングアニオン重合等のリビング重合を用いることで、得られる高分子化合物の分散度(分子量分布)が均一となり、好ましい。樹脂(A2)の重量平均分子量及び分散度は、GPC測定によるポリスチレン換算値として定義される。 The dispersity (molecular weight distribution) (Mw / Mn) of the resin (A2) is preferably 2.0 or less, more preferably 1.0 to 1.80 from the viewpoint of further improving sensitivity and resolution. 0 to 1.60 is more preferable, and 1.0 to 1.20 is particularly preferable. By using living polymerization such as living anionic polymerization, the dispersity (molecular weight distribution) of the obtained polymer compound becomes uniform, which is preferable. The weight average molecular weight and dispersity of the resin (A2) are defined as polystyrene-equivalent values measured by GPC.
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に、上記樹脂(A2)を含有させる場合、その含有量は、全固形分に対して30〜95質量%が好ましく、40〜90質量%がより好ましく、50〜85質量%が更に好ましい。
樹脂(A2)は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。When the above-mentioned resin (A2) is contained in the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention, the content thereof is preferably 30 to 95% by mass, preferably 40 to 90% by mass, based on the total solid content. Is more preferable, and 50 to 85% by mass is further preferable.
The resin (A2) may be used alone or in combination of two or more.
<架橋剤(C)>
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物をネガ型パターンの形成に用いる場合であって、樹脂(A)としてフェノール性水酸基を有する樹脂(A2)を使用する場合には、架橋剤を用いることが好ましい。架橋剤としては、メチロール基を分子内に2個以上有する化合物(以下、「化合物(C)」又は「架橋剤」等という)を含有することが好ましい。<Crosslinking agent (C)>
When the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is used for forming a negative pattern, and when a resin (A2) having a phenolic hydroxyl group is used as the resin (A), a cross-linking agent is used. It is preferable to use. The cross-linking agent preferably contains a compound having two or more methylol groups in the molecule (hereinafter referred to as "compound (C)" or "cross-linking agent").
なかでも、ヒドロキシメチル化又はアルコキシメチル化フェノール化合物、アルコキシメチル化メラミン系化合物、アルコキシメチルグリコールウリル系化合物及びアルコキシメチル化ウレア系化合物が好ましく、これらは任意の置換基を有していてもよい。架橋剤として特に好ましい化合物(C)は、分子内にベンゼン環を3〜5個含み、更にヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基を合わせて2個以上有し、分子量が1200以下のフェノール誘導体、又は、アルコキシメチルグリコールウリル誘導体が挙げられる。
アルコキシメチル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基が好ましい。Of these, hydroxymethylated or alkoxymethylated phenol compounds, alkoxymethylated melamine compounds, alkoxymethyl glycol urelyl compounds and alkoxymethylated urea compounds are preferable, and these may have arbitrary substituents. A particularly preferable compound (C) as a cross-linking agent is a phenol derivative having 3 to 5 benzene rings in the molecule, 2 or more hydroxymethyl groups or alkoxymethyl groups in total, and a molecular weight of 1200 or less, or Examples thereof include alkoxymethylglycol uryl derivatives.
As the alkoxymethyl group, a methoxymethyl group and an ethoxymethyl group are preferable.
上記架橋剤のうち、ヒドロキシメチル基を有するフェノール誘導体は、対応するヒドロキシメチル基を有さないフェノール化合物とホルムアルデヒドを塩基触媒下で反応させることによって得ることができる。アルコキシメチル基を有するフェノール誘導体は、対応するヒドロキシメチル基を有するフェノール誘導体とアルコールを酸触媒下で反応させることによって得ることができる。 Among the above-mentioned cross-linking agents, a phenol derivative having a hydroxymethyl group can be obtained by reacting a phenol compound having no corresponding hydroxymethyl group with formaldehyde under a base catalyst. A phenol derivative having an alkoxymethyl group can be obtained by reacting a phenol derivative having a corresponding hydroxymethyl group with an alcohol under an acid catalyst.
別の好ましい架橋剤の例として、更にアルコキシメチル化メラミン系化合物、アルコキシメチルグリコールウリル系化合物類及びアルコキシメチル化ウレア系化合物のようなN−ヒドロキシメチル基、又は、N−アルコキシメチル基を有する化合物を挙げることができる。 As another example of a preferable cross-linking agent, a compound having an N-hydroxymethyl group or an N-alkoxymethyl group, such as an alkoxymethylated melamine compound, an alkoxymethyl glycol ureyl compound and an alkoxymethylated urea compound. Can be mentioned.
このような化合物としては、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、テトラメトキシメチルグリコールウリル、1,3−ビスメトキシメチル−4,5−ビスメトキシエチレンウレア、ビスメトキシメチルウレア等が挙げられ、EP0,133,216A、西独特許第3,634,671号、同第3,711,264号、EP0,212,482Aに開示されている。
これら架橋剤の中で特に好ましいものを以下に挙げる。Examples of such a compound include hexamethoxymethylmelamine, hexaethoxymethylmelamine, tetramethoxymethylglycoluryl, 1,3-bismethoxymethyl-4,5-bismethoxyethyleneurea, bismethoxymethylurea and the like, and EP0. , 133,216A, Western German Patent No. 3,634,671, No. 3,711,264, EP0,212,482A.
Among these cross-linking agents, particularly preferable ones are listed below.
式中、L1〜L8は、各々独立に、水素原子、ヒドロキシメチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。In the formula, L 1 to L 8 independently represent a hydrogen atom, a hydroxymethyl group, a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が、架橋剤を含有する場合、架橋剤の含有量は、組成物中の全固形分に対して、3〜65質量%が好ましく、5〜50質量%がより好ましい。
架橋剤(C)は1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。When the actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention contains a cross-linking agent, the content of the cross-linking agent is preferably 3 to 65% by mass with respect to the total solid content in the composition. ~ 50% by mass is more preferable.
The cross-linking agent (C) may be used alone or in combination of two or more.
<窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(D)>
本発明の組成物は、窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する化合物(以下「化合物(D)」ともいう)を含有してもよい。
酸の作用により脱離する基としては特に限定されず、アセタール基、カルボネート基、カルバメート基、3級エステル基、3級水酸基、又は、ヘミアミナールエーテル基が好ましく、カルバメート基、又は、ヘミアミナールエーテル基がより好ましい。
酸の作用により脱離する基を有する化合物(D)の分子量は、100〜1000が好ましく、100〜700がより好ましく、100〜500が更に好ましい。
化合物(D)としては、酸の作用により脱離する基を窒素原子上に有するアミン誘導体が好ましい。
化合物(D)は、窒素原子上に保護基を有するカルバメート基を有してもよい。カルバメート基を構成する保護基としては、下記一般式(d−1)で表すことができる。<Low molecular weight compound (D) having a nitrogen atom and having a group eliminated by the action of an acid>
The composition of the present invention may contain a compound having a nitrogen atom and having a group desorbed by the action of an acid (hereinafter, also referred to as “compound (D)”).
The group desorbed by the action of an acid is not particularly limited, and an acetal group, a carbonate group, a carbamate group, a tertiary ester group, a tertiary hydroxyl group, or a hemiaminol ether group is preferable, and a carbamate group or a hemiami. A nal ether group is more preferred.
The molecular weight of the compound (D) having a group eliminated by the action of an acid is preferably 100 to 1000, more preferably 100 to 700, and even more preferably 100 to 500.
As the compound (D), an amine derivative having a group eliminated by the action of an acid on a nitrogen atom is preferable.
Compound (D) may have a carbamate group having a protecting group on the nitrogen atom. The protecting group constituting the carbamate group can be represented by the following general formula (d-1).
一般式(d−1)において、
Rbは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜10)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜30)、アリール基(好ましくは炭素数3〜30)、アラルキル基(好ましくは炭素数1〜10)、又はアルコキシアルキル基(好ましくは炭素数1〜10)を表す。Rbは相互に連結して環を形成していてもよい。In the general formula (d-1)
R b is independently a hydrogen atom, an alkyl group (preferably 1 to 10 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably 3 to 30 carbon atoms), an aryl group (preferably 3 to 30 carbon atoms), and an aralkyl group. It represents (preferably 1 to 10 carbon atoms) or an alkoxyalkyl group (preferably 1 to 10 carbon atoms). R b may be connected to each other to form a ring.
Rbが示すアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基は、ヒドロキシ基、シアノ基、アミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、オキソ基等の官能基、アルコキシ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい。Rbが示すアルコキシアルキル基についても同様である。The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group indicated by Rb are substituted with functional groups such as hydroxy group, cyano group, amino group, pyrrolidino group, piperidino group, morpholino group and oxo group, alkoxy group and halogen atom. It may have been done. The same applies to the alkoxyalkyl group indicated by R b .
上記Rbのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基(これらのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基は、上記官能基、アルコキシ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい)としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、及び、ドデカン等の直鎖状、分岐状のアルカンに由来する基、これらのアルカンに由来する基を、例えば、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、ノルボルナン、アダマンタン、及び、ノルアダマンタン等のシクロアルカンに由来する基、これらのシクロアルカンに由来する基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、及び、t−ブチル基等の直鎖状、分岐状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基、ベンゼン、ナフタレン、及び、アントラセン等の芳香族化合物に由来する基、これらの芳香族化合物に由来する基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、及び、t−ブチル基等の直鎖状、分岐状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、インドール、インドリン、キノリン、パーヒドロキノリン、インダゾール、及び、ベンズイミダゾール等の複素環化合物に由来する基、これらの複素環化合物に由来する基を直鎖状、分岐状のアルキル基或いは芳香族化合物に由来する基の1種以上或いは1個以上で置換した基、直鎖状、分岐状のアルカンに由来する基・シクロアルカンに由来する基をフェニル基、ナフチル基、及び、アントラセニル基等の芳香族化合物に由来する基の1種以上或いは1個以上で置換した基等或いは上述の置換基がヒドロキシ基、シアノ基、アミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、及び、オキソ基等の官能基で置換されている基等が挙げられる。The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group of R b (these alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group may be substituted with the functional group, alkoxy group, or halogen atom. Good) include, for example, groups derived from linear or branched alcans such as methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, and dodecane, these alcans Groups derived from, for example, a group substituted with one or more or one or more cycloalkyl groups such as cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, norbornan, adamantan. , And groups derived from cycloalkanes such as noradamantan, and groups derived from these cycloalcans, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methyl. Groups substituted with one or more or one or more linear or branched alkyl groups such as propyl group, 1-methylpropyl group and t-butyl group, aromatics such as benzene, naphthalene and anthracene. Groups derived from compounds, groups derived from these aromatic compounds, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl Groups and groups substituted with one or more or one or more linear or branched alkyl groups such as t-butyl groups, pyrrolidine, piperidine, morpholin, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, indol, indolin, quinoline, per One or more groups derived from heterocyclic compounds such as hydroquinolin, indazole, and benzimidazole, and groups derived from these heterocyclic compounds as linear or branched alkyl groups or groups derived from aromatic compounds. Alternatively, one of a group substituted with one or more, a group derived from a linear or branched alkane, a group derived from a cycloalcan, a group derived from an aromatic compound such as a phenyl group, a naphthyl group, and an anthracenyl group. A group substituted with one or more species or one or more, or a group in which the above-mentioned substituent is substituted with a functional group such as a hydroxy group, a cyano group, an amino group, a pyrrolidino group, a piperidino group, a morpholino group, and an oxo group, etc. Can be mentioned.
Rbとして好ましくは、直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、又は、アリール基である。より好ましくは、直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、シクロアルキル基である。The R b is preferably a linear or branched alkyl group, cycloalkyl group, or aryl group. More preferably, it is a linear or branched alkyl group or a cycloalkyl group.
2つのRbが相互に連結して形成する環としては、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環式炭化水素基、又は、その誘導体等が挙げられる。
一般式(d−1)で表される基の具体的な構造としては、US2012/0135348A1段落0466に開示された構造を挙げることができるが、これに限定されない。Examples of the ring formed by connecting the two R bs to each other include an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, a heterocyclic hydrocarbon group, or a derivative thereof.
Specific structures of the group represented by the general formula (d-1) include, but are not limited to, the structure disclosed in paragraph 0466 of US2012 / 0135348A1.
化合物(D)は、下記一般式(6)で表される構造を有するものであることが特に好ましい。 It is particularly preferable that the compound (D) has a structure represented by the following general formula (6).
一般式(6)において、Raは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。lが2のとき、2つのRaは同じでも異なっていてもよく、2つのRaは相互に連結して式中の窒素原子と共に複素環を形成していてもよい。複素環には式中の窒素原子以外のヘテロ原子を含んでいてもよい。
Rbは、上記一般式(d−1)におけるRbと同義であり、好ましい例も同様である。
lは0〜2の整数を表し、mは1〜3の整数を表し、l+m=3を満たす。In the general formula (6), Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group. When l is 2, the two Ras may be the same or different, and the two Ras may be interconnected to form a heterocycle with the nitrogen atom in the equation. The heterocycle may contain a heteroatom other than the nitrogen atom in the formula.
R b has the same meaning as R b in formula (d-1), and preferred examples are also the same.
l represents an integer of 0 to 2, m represents an integer of 1 to 3, and satisfies l + m = 3.
一般式(6)において、Raとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及び、アラルキル基は、Rbとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及び、アラルキル基が置換されていてもよい基として前述した基と同様な基で置換されていてもよい。
上記Raのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基(これらのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基は、上記基で置換されていてもよい)の具体例としては、Rbについて前述した具体例と同様な基が挙げられる。
上記Raが相互に連結して形成する複素環としては、好ましくは炭素数20以下であり、例えば、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、1,2,3,4−テトラヒドロキノリン、1,2,3,6−テトラヒドロピリジン、ホモピペラジン、4−アザベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、5−アザベンゾトリアゾール、1H−1,2,3−トリアゾール、1,4,7−トリアザシクロノナン、テトラゾール、7−アザインドール、インダゾール、ベンズイミダゾール、イミダゾ[1,2−a]ピリジン、(1S,4S)−(+)−2,5−ジアザビシクロ[2.2.1]ヘプタン、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デック−5−エン、インドール、インドリン、1,2,3,4−テトラヒドロキノキサリン、パーヒドロキノリン、及び、1,5,9−トリアザシクロドデカン等の複素環式化合物に由来する基、これらの複素環式化合物に由来する基を直鎖状、分岐状のアルカンに由来する基、シクロアルカンに由来する基、芳香族化合物に由来する基、複素環化合物に由来する基、ヒドロキシ基、シアノ基、アミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、及び、オキソ基等の官能基の1種以上或いは1個以上で置換した基等が挙げられる。In the general formula (6), the alkyl group as R a, a cycloalkyl group, an aryl group and, the aralkyl group, the alkyl group represented by R b, cycloalkyl, aryl, and aralkyl groups are substituted As a good group, it may be substituted with a group similar to the group described above.
Specific examples of the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group of Ra (these alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group may be substituted with the above group) include. , R b , the same group as the above-mentioned specific example can be mentioned.
Above for heterocycles R a is formed by the interconnected, preferably not more than 20 carbon atoms, for example, pyrrolidine, piperidine, morpholine, 1,4,5,6-tetrahydropyrimidine, 1, 2, 3, 4-Tetrahydroquinoline, 1,2,3,6-tetrahydropyridine, homopiperazin, 4-azabenzimidazole, benzotriazole, 5-azabenzotriazole, 1H-1,2,3-triazole, 1,4,7- Triazacyclononane, tetrazole, 7-azaindole, indazole, benzimidazole, imidazole [1,2-a] pyridine, (1S, 4S)-(+)-2,5-diazabicyclo [2.2.1] heptane , 1,5,7-Triazabicyclo [4.4.0] Deck-5-ene, Indol, Indoline, 1,2,3,4-Tetrahydroquinoxalin, Perhydroquinolin, and 1,5,9- Groups derived from heterocyclic compounds such as triazacyclododecane, groups derived from these heterocyclic compounds to linear and branched alcan-derived groups, cycloalcan-derived groups, aromatic compounds Derived group, group derived from heterocyclic compound, hydroxy group, cyano group, amino group, pyrrolidino group, piperidino group, morpholino group, and group substituted with one or more functional groups such as oxo group. And so on.
化合物(D)の具体例としては、US2012/0135348A1段落0475に開示された化合物を挙げることができるが、これに限定されるものではない。
一般式(6)で表される化合物は、特開2007−298569号公報、特開2009−199021号公報などに基づき合成することができる。
本発明において、酸の作用により脱離する基を窒素原子上に有する低分子化合物(D)は、1種単独でも又は2種以上を混合しても使用できる。
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が化合物(D)を含む場合、その含有量は、組成物の全固形分を基準として、0.001〜20質量%が好ましく、より好ましくは0.001〜10質量%、更に好ましくは0.01〜5質量%である。Specific examples of the compound (D) include, but are not limited to, the compound disclosed in US2012 / 0135348A1 paragraph 0475.
The compound represented by the general formula (6) can be synthesized based on JP-A-2007-298569, JP-A-2009-199021 and the like.
In the present invention, the low molecular weight compound (D) having a group eliminated by the action of an acid on a nitrogen atom can be used alone or in combination of two or more.
When the actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention contains compound (D), the content thereof is preferably 0.001 to 20% by mass, more preferably, based on the total solid content of the composition. Is 0.001 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 5% by mass.
<塩基性化合物(E)>
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、塩基性化合物(E)を含有することが好ましい。
塩基性化合物としては、好ましくは、下記式(A)〜(E)で示される構造を有する化合物を挙げることができる。<Basic compound (E)>
The actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention preferably contains the basic compound (E) in order to reduce the change in performance with time from exposure to heating.
As the basic compound, preferably, a compound having a structure represented by the following formulas (A) to (E) can be mentioned.
一般式(A)及び(E)中、R200、R201及びR202は、同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜20)を表し、ここで、R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。In the general formulas (A) and (E), R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different, and may be the same or different, and may be a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), or a cycloalkyl group (preferably carbon). It represents a number 3 to 20) or an aryl group (preferably 6 to 20 carbon atoms), where R 201 and R 202 may be bonded to each other to form a ring.
上記アルキル基について、置換基を有するアルキル基としては、炭素数1〜20のアミノアルキル基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基、又は、炭素数1〜20のシアノアルキル基が好ましい。
R203、R204、R205及びR206は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜20のアルキル基を表す。
これら一般式(A)及び(E)中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。Regarding the above alkyl group, as the alkyl group having a substituent, an aminoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a cyanoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferable.
R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different and represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
It is more preferable that the alkyl groups in these general formulas (A) and (E) are unsubstituted.
好ましい化合物として、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルフォリン、及び、ピペリジン等を挙げることができ、更に好ましい化合物として、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体等を挙げることができる。 Preferred compounds include guanidine, aminopyrrolidin, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholin, piperidin and the like, and more preferred compounds include imidazole structure, diazabicyclo structure, onium hydroxide structure and onium. Examples thereof include compounds having a carboxylate structure, a trialkylamine structure, an aniline structure or a pyridine structure, an alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond, and an aniline derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond.
イミダゾール構造を有する化合物としては、イミダゾール、2、4、5−トリフェニルイミダゾール、及び、ベンズイミダゾール等が挙げられる。ジアザビシクロ構造を有する化合物としては、1、4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1、5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノナ−5−エン、1、8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカ−7−エン等が挙げられる。オニウムヒドロキシド構造を有する化合物としては、トリアリールスルホニウムヒドロキシド、フェナシルスルホニウムヒドロキシド、2−オキソアルキル基を有するスルホニウムヒドロキシド、具体的にはトリフェニルスルホニウムヒドロキシド、トリス(t−ブチルフェニル)スルホニウムヒドロキシド、ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェニウムヒドロキシド、及び、2−オキソプロピルチオフェニウムヒドロキシド等が挙げられる。オニウムカルボキシレート構造を有する化合物としては、オニウムヒドロキシド構造を有する化合物のアニオン部がカルボキシレートになったものであり、例えばアセテート、アダマンタン−1−カルボキシレート、パーフロロアルキルカルボキシレート等が挙げられる。トリアルキルアミン構造を有する化合物としては、トリ(n−ブチル)アミン、トリ(n−オクチル)アミン等を挙げることができる。アニリン化合物としては、2,6−ジイソプロピルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジブチルアニリン、N,N−ジヘキシルアニリン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体としては、N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アニリン等を挙げることができる。 Examples of the compound having an imidazole structure include imidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, and benzimidazole. Compounds having a diazabicyclo structure include 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] nona-5-ene, and 1,8-diazabicyclo [5,4. 0] Undeca-7-en and the like can be mentioned. Examples of the compound having an onium hydroxide structure include triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, sulfonium hydroxide having a 2-oxoalkyl group, specifically triphenylsulfonium hydroxide, and tris (t-butylphenyl). Examples thereof include sulfonium hydroxide, bis (t-butylphenyl) iodonium hydroxide, phenacylthiophenium hydroxide, and 2-oxopropylthiophenium hydroxide. Examples of the compound having an onium carboxylate structure include those in which the anion portion of the compound having an onium hydroxide structure is carboxylated, and examples thereof include acetate, adamantane-1-carboxylate, and perfluoroalkyl carboxylate. Examples of the compound having a trialkylamine structure include tri (n-butyl) amine and tri (n-octyl) amine. Examples of the aniline compound include 2,6-diisopropylaniline, N, N-dimethylaniline, N, N-dibutylaniline, N, N-dihexylaniline and the like. Examples of the alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, tris (methoxyethoxyethyl) amine and the like. Examples of the aniline derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond include N, N-bis (hydroxyethyl) aniline and the like.
好ましい塩基性化合物として、更に、フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物を挙げることができる。 Preferred basic compounds include an amine compound having a phenoxy group and an ammonium salt compound having a phenoxy group.
アミン化合物は、1級、2級、3級のアミン化合物を使用することができ、少なくとも1つのアルキル基が窒素原子に結合しているアミン化合物が好ましい。アミン化合物は、3級アミン化合物であることがより好ましい。アミン化合物は、少なくとも1つのアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)が窒素原子に結合していれば、アルキル基の他に、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜12)が窒素原子に結合していてもよい。
アミン化合物は、アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン基が形成されていることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、更に好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CH2CH2O−)又はオキシプロピレン基(−CH(CH3)CH2O−又は−CH2CH2CH2O−)が好ましく、より好ましくはオキシエチレン基である。As the amine compound, a primary, secondary or tertiary amine compound can be used, and an amine compound in which at least one alkyl group is bonded to a nitrogen atom is preferable. The amine compound is more preferably a tertiary amine compound. The amine compound has a cycloalkyl group (preferably 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group (preferably 3 to 20 carbon atoms) in addition to the alkyl group as long as at least one alkyl group (preferably 1 to 20 carbon atoms) is bonded to the nitrogen atom. Preferably, 6 to 12) carbon atoms may be bonded to the nitrogen atom.
The amine compound preferably has an oxygen atom in the alkyl chain and has an oxyalkylene group formed therein. The number of oxyalkylene groups is one or more, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6 in the molecule. Among the oxyalkylene groups, an oxyethylene group (−CH 2 CH 2 O−) or an oxypropylene group (−CH (CH 3 ) CH 2 O− or −CH 2 CH 2 CH 2 O−) is preferable, and more preferably oxy It is an ethylene group.
アンモニウム塩化合物は、1級、2級、3級、4級のアンモニウム塩化合物を使用することができ、少なくとも1つのアルキル基が窒素原子に結合しているアンモニウム塩化合物が好ましい。アンモニウム塩化合物は、少なくとも1つのアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)が窒素原子に結合していれば、アルキル基の他に、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜12)が窒素原子に結合していてもよい。
アンモニウム塩化合物は、アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン基が形成されていることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、更に好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CH2CH2O−)又はオキシプロピレン基(−CH(CH3)CH2O−又は−CH2CH2CH2O−)が好ましく、より好ましくはオキシエチレン基である。
アンモニウム塩化合物のアニオンとしては、ハロゲン原子、スルホネート、ボレート、及び、フォスフェート等が挙げられ、中でもハロゲン原子、スルホネートが好ましい。ハロゲン原子としてはクロライド、ブロマイド、又はアイオダイドが好ましく、スルホネートとしては、炭素数1〜20の有機スルホネートが好ましい。有機スルホネートとしては、炭素数1〜20のアルキルスルホネート、及び、アリールスルホネートが挙げられる。アルキルスルホネートのアルキル基は置換基を有していてもよく、置換基としては例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、アルコキシ基、アシル基、及び、アリール基等が挙げられる。アルキルスルホネートとして、具体的にはメタンスルホネート、エタンスルホネート、ブタンスルホネート、ヘキサンスルホネート、オクタンスルホネート、ベンジルスルホネート、トリフルオロメタンスルホネート、ペンタフルオロエタンスルホネート、及び、ノナフルオロブタンスルホネート等が挙げられる。アリールスルホネートのアリール基としてはベンゼン環、ナフタレン環、及び、アントラセン環が挙げられる。ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環は置換基を有していてもよく、置換基としては炭素数1〜6の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基が好ましい。直鎖若しくは分岐アルキル基、シクロアルキル基として、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、i−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、及び、シクロヘキシル基等が挙げられる。他の置換基としては炭素数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アシル基、及び、アシルオキシ基等が挙げられる。As the ammonium salt compound, a primary, secondary, tertiary or quaternary ammonium salt compound can be used, and an ammonium salt compound in which at least one alkyl group is bonded to a nitrogen atom is preferable. The ammonium salt compound has a cycloalkyl group (preferably 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group in addition to the alkyl group as long as at least one alkyl group (preferably 1 to 20 carbon atoms) is bonded to the nitrogen atom. (Preferably 6 to 12 carbon atoms) may be bonded to the nitrogen atom.
The ammonium salt compound preferably has an oxygen atom in the alkyl chain and an oxyalkylene group is formed. The number of oxyalkylene groups is one or more, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6 in the molecule. Among the oxyalkylene groups, an oxyethylene group (−CH 2 CH 2 O−) or an oxypropylene group (−CH (CH 3 ) CH 2 O− or −CH 2 CH 2 CH 2 O−) is preferable, and more preferably oxy It is an ethylene group.
Examples of the anion of the ammonium salt compound include a halogen atom, a sulfonate, a borate, and a phosphate, and among them, a halogen atom and a sulfonate are preferable. Chloride, bromide, or iodide is preferable as the halogen atom, and organic sulfonate having 1 to 20 carbon atoms is preferable as the sulfonate. Examples of the organic sulfonate include an alkyl sulfonate having 1 to 20 carbon atoms and an aryl sulfonate. The alkyl group of the alkyl sulfonate may have a substituent, and examples of the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an alkoxy group, an acyl group, and an aryl group. Specific examples of the alkyl sulphonate include methane sulphonate, ethane sulphonate, butane sulphonate, hexane sulphonate, octane sulphonate, benzyl sulphonate, trifluoromethane sulphonate, pentafluoroethane sulphonate, and nonafluorobutane sulphonate. Examples of the aryl group of the aryl sulfonate include a benzene ring, a naphthalene ring, and an anthracene ring. The benzene ring, naphthalene ring, and anthracene ring may have a substituent, and the substituent is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms. As a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, specifically, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, a t-butyl group, or an n-hexyl group. , And a cyclohexyl group and the like. Examples of other substituents include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an acyl group, an acyloxy group and the like.
フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物とは、アミン化合物又はアンモニウム塩化合物のアルキル基の窒素原子と反対側の末端にフェノキシ基を有するものである。フェノキシ基は、置換基を有していてもよい。フェノキシ基の置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カルボキシ基、カルボン酸エステル基、スルホン酸エステル基、アリール基、アラルキル基、アシルオキシ基、及び、アリールオキシ基等が挙げられる。置換基の置換位は、2〜6位のいずれであってもよい。置換基の数は、1〜5の範囲でいずれであってもよい。 The amine compound having a phenoxy group and the ammonium salt compound having a phenoxy group are those having a phenoxy group at the terminal opposite to the nitrogen atom of the alkyl group of the amine compound or the ammonium salt compound. The phenoxy group may have a substituent. Examples of the substituent of the phenoxy group include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a carboxy group, a carboxylic acid ester group, a sulfonic acid ester group, an aryl group, an aralkyl group, an acyloxy group, and an aryl. Examples include oxy groups. The substituent of the substituent may be any of 2 to 6 positions. The number of substituents may be in the range of 1 to 5.
フェノキシ基と窒素原子との間に、少なくとも1つのオキシアルキレン基を有することが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、更に好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CH2CH2O−)又はオキシプロピレン基(−CH(CH3)CH2O−又はCH2CH2CH2O−)が好ましく、より好ましくはオキシエチレン基である。It is preferable to have at least one oxyalkylene group between the phenoxy group and the nitrogen atom. The number of oxyalkylene groups is one or more, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6 in the molecule. Among the oxyalkylene groups, an oxyethylene group (−CH 2 CH 2 O−) or an oxypropylene group (−CH (CH 3 ) CH 2 O− or CH 2 CH 2 CH 2 O−) is preferable, and more preferably oxyethylene. It is a group.
フェノキシ基を有するアミン化合物は、フェノキシ基を有する1又は2級アミンとハロアルキルエーテルを加熱して反応させた後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラアルキルアンモニウム等の強塩基の水溶液を添加した後、酢酸エチル、クロロホルム等の有機溶剤で抽出することにより得ることができる。又は、フェノキシ基を有するアミン化合物は、1又は2級アミンと末端にフェノキシ基を有するハロアルキルエーテルを加熱して反応させた後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラアルキルアンモニウム等の強塩基の水溶液を添加した後、酢酸エチル、クロロホルム等の有機溶剤で抽出することにより得ることもできる。 The amine compound having a phenoxy group is prepared by heating and reacting a primary or secondary amine having a phenoxy group with a haloalkyl ether, and then adding an aqueous solution of a strong base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, or tetraalkylammonium. , Ethyl acetate, chloroform and the like can be obtained by extraction with an organic solvent. Alternatively, the amine compound having a phenoxy group is an aqueous solution of a strong base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, or tetraalkylammonium after heating and reacting a primary or secondary amine with a haloalkyl ether having a phenoxy group at the terminal. Can also be obtained by extracting with an organic solvent such as ethyl acetate or chloroform after adding the above.
(プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物(PA))
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、塩基性化合物として、プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物〔以下、化合物(PA)ともいう〕を更に含んでいてもよい。(A compound (PA) that has a proton-accepting functional group and decomposes by irradiation with active light or radiation to reduce or eliminate the proton-accepting property, or to generate a compound that has changed from proton-accepting property to acidic. )
The sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention has a proton-accepting functional group as a basic compound, and is decomposed by irradiation with active light or radiation to reduce the proton accepting property. It may further contain a compound [hereinafter, also referred to as compound (PA)] that generates a compound that has disappeared or changed from proton acceptor to acidic.
プロトンアクセプター性官能基とは、プロトンと静電的に相互作用し得る基或いは電子を有する官能基であって、例えば、環状ポリエーテル等のマクロサイクリック構造を有する官能基、又は、π共役に寄与しない非共有電子対をもった窒素原子を有する官能基を意味する。π共役に寄与しない非共有電子対を有する窒素原子とは、例えば、下記一般式に示す部分構造を有する窒素原子である。 A proton-accepting functional group is a functional group having a group or an electron capable of electrostatically interacting with a proton, for example, a functional group having a macrocyclic structure such as a cyclic polyether, or a π-conjugated group. It means a functional group having a nitrogen atom having an unshared electron pair that does not contribute to. The nitrogen atom having an unshared electron pair that does not contribute to π conjugation is, for example, a nitrogen atom having a partial structure shown in the following general formula.
プロトンアクセプター性官能基の好ましい部分構造として、例えば、クラウンエーテル構造、アザクラウンエーテル構造、1〜3級アミン構造、ピリジン構造、イミダゾール構造、及び、ピラジン構造等を挙げることができる。 Preferred partial structures of the proton acceptor functional group include, for example, a crown ether structure, an aza crown ether structure, a 1-3-grade amine structure, a pyridine structure, an imidazole structure, a pyrazine structure and the like.
化合物(PA)は、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する。ここで、プロトンアクセプター性の低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性への変化とは、プロトンアクセプター性官能基にプロトンが付加することに起因するプロトンアクセプター性の変化であり、具体的には、プロトンアクセプター性官能基を有する化合物(PA)とプロトンからプロトン付加体が生成する時、その化学平衡に於ける平衡定数が減少することを意味する。 The compound (PA) is decomposed by irradiation with active light or radiation to generate a compound whose proton acceptor property is reduced or eliminated, or whose proton acceptor property is changed to acidic. Here, the decrease or disappearance of the proton acceptor property, or the change from the proton acceptor property to the acidity is a change in the proton acceptor property due to the addition of a proton to the proton acceptor property functional group. Specifically, it means that when a proton adduct is formed from a compound (PA) having a proton-accepting functional group and a proton, the equilibrium constant in its chemical equilibrium decreases.
化合物(PA)の具体例としては、例えば、下記化合物を挙げることができる。
更に、化合物(PA)の具体例としては、例えば、特開2014−41328号公報の段落0421〜0428、特開2014−134686号公報の段落0108〜0116に記載されたものを援用することができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。下記式中、Buはブチル基を表す。Specific examples of the compound (PA) include the following compounds.
Further, as a specific example of the compound (PA), for example, those described in paragraphs 0421 to 0428 of JP2014-413328A and paragraphs 0108 to 0116 of JP2014-134686 can be incorporated. , These contents are incorporated herein by reference. In the following formula, Bu represents a butyl group.
化合物(PA)として、上記で挙げたもののほか、特開2014−41328号公報の段落0429〜0433に記載されたものを援用することができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。 As the compound (PA), in addition to those listed above, those described in paragraphs 0249 to 0433 of JP2014-413328A can be incorporated, and these contents are incorporated in the present specification.
これらの塩基性化合物は、1種単独であるいは2種以上一緒に用いられる。 These basic compounds may be used alone or in combination of two or more.
塩基性化合物の使用量は、組成物中の固形分を基準として、通常、0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。 The amount of the basic compound used is usually 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to 5% by mass, based on the solid content in the composition.
酸発生剤と塩基性化合物の組成物中の使用割合は、酸発生剤/塩基性化合物(モル比)=2.5〜300であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が2.5以上が好ましく、露光後加熱処理までの経時でのレジストパターンの太りによる解像度の低下抑制の点から300以下が好ましい。酸発生剤/塩基性化合物(モル比)は、より好ましくは5.0〜200、更に好ましくは7.0〜150である。 The ratio of the acid generator and the basic compound used in the composition is preferably acid generator / basic compound (molar ratio) = 2.5 to 300. That is, the molar ratio is preferably 2.5 or more from the viewpoint of sensitivity and resolution, and preferably 300 or less from the viewpoint of suppressing a decrease in resolution due to the thickening of the resist pattern over time from exposure to heat treatment. The acid generator / basic compound (molar ratio) is more preferably 5.0 to 200, still more preferably 7.0 to 150.
塩基性化合物としては、例えば、特開2013−11833号公報の段落0140〜0144に記載の化合物(アミン化合物、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等)を用いることができる。 As the basic compound, for example, the compounds described in paragraphs 0140 to 0144 of JP2013-11833A can be used (amine compounds, amide group-containing compounds, urea compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds, etc.).
<界面活性剤(F)>
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、更に、界面活性剤(F)を含有することができ、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有してもよい。<Surfactant (F)>
The sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention can further contain a surfactant (F), and is a fluorine-based and / or silicon-based surfactant (fluorine-based surfactant, silicon-based). It may contain any one of a surfactant (a surfactant having both a fluorine atom and a silicon atom), or two or more kinds.
フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤としては、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。 Examples of the fluorine-based and / or silicon-based surfactant include Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-36663, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-226746, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-226745, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-170950. JP-A-63-34540, JP-A-7-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-5988, JP-A-2002-277862, USA 5405720, 5360692, 5528881, 5296330, 5436098, 5576143, 5294511, 5824451. Surfactants can be mentioned, and the following commercially available surfactants can be used as they are.
使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431、4430(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、F113、F110、F177、F120、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)、GF−300、GF−150(東亜合成化学(株)製)、サーフロンS−393(セイミケミカル(株)製)、エフトップEF121、EF122A、EF122B、RF122C、EF125M、EF135M、EF351、352、EF801、EF802、EF601((株)ジェムコ製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520(OMNOVA社製)、FTX−204G、208G、218G、230G、204D、208D、212D、218D、222D((株)ネオス製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。 As commercially available surfactants that can be used, for example, Ftop EF301, EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, 431, 4430 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), Megafuck F171, F173, F176, F189, F113, F110, F177, F120, R08 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) Troy Chemical Co., Ltd.), GF-300, GF-150 (Toa Synthetic Chemical Co., Ltd.), Surflon S-393 (manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.), Ftop EF121, EF122A, EF122B, RF122C, EF125M, EF135M, EF351,352, EF801, EF802, EF601 (manufactured by Gemco Co., Ltd.), PF636, PF656, PF6320, PF6520 (manufactured by OMNOVA), FTX-204G, 208G, 218G, 230G, 204D, 208D, 212D, 218D, Fluorine-based surfactants such as 222D (manufactured by Neos Co., Ltd.) or silicon-based surfactants can be mentioned. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.
界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)もしくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることができる。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成できる。
フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート及び/又は(ポリ(オキシアルキレン))メタクリレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布しているものでも、ブロック共重合していてもよい。ポリ(オキシアルキレン)基としては、ポリ(オキシエチレン)基、ポリ(オキシプロピレン)基、ポリ(オキシブチレン)基等が挙げられ、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体)、又は、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体)など同じ鎖長内に異なる鎖長のアルキレンを有するようなユニットでもよい。更に、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体は2元共重合体ばかりでなく、異なる2種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマー、又は、異なる2種以上の(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)等を同時に共重合した3元系以上の共重合体でもよい。As the surfactant, in addition to the known ones as shown above, it was derived from a fluoroaliphatic compound produced by a telomerization method (also called a telomer method) or an oligomerization method (also called an oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group can be used. The fluoroaliphatic compound can be synthesized by the method described in JP-A-2002-090991.
As the polymer having a fluoroaliphatic group, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate and / or (poly (oxyalkylene)) methacrylate is preferable, and the polymer is irregularly distributed. It may be a block copolymerized product. Examples of the poly (oxyalkylene) group include a poly (oxyethylene) group, a poly (oxypropylene) group, a poly (oxybutylene) group, and the like, and poly (a block conjugate of oxyethylene, oxypropylene, and oxyethylene). , Or a unit having alkylenes having different chain lengths within the same chain length, such as poly (block conjugate of oxyethylene and oxypropylene). Further, the copolymer of the monomer having a fluoroaliphatic group and the (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate) is not only a binary copolymer, but also a monomer having two or more different fluoroaliphatic groups. Alternatively, it may be a ternary or higher copolymer obtained by simultaneously copolymerizing two or more different (poly (oxyalkylene)) acrylates (or methacrylates).
例えば、市販の界面活性剤として、メガファックF−178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(大日本インキ化学工業(株)製)を挙げることができる。更に、C6F13基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C3F7基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体等を挙げることができる。For example, as a commercially available surfactant, Megafvck F-178, F-470, F-473, F-475, F-476, F-472 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd.) can be mentioned. .. Further, a copolymer of an acrylate (or methacrylate) having 13 C 6 F groups and a (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), and an acrylate (or methacrylate) having 7 C 3 F groups and (poly (oxyalkylene)). Examples thereof include a copolymer of (ethylene)) acrylate (or methacrylate) and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate).
本発明では、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤を使用することもできる。具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、及び、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、及び、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、及び、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤等を挙げることができる。 In the present invention, surfactants other than fluorine-based and / or silicon-based surfactants can also be used. Specifically, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, and polyoxyethylene nonylphenol ether. Etc., Polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, and sorbitan tristeer. Polysorbate fatty acid esters such as rates, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, and polyoxyethylene sorbitan tristearate. Examples thereof include nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters and the like.
これらの界面活性剤は単独で使用してもよいし、いくつかの組み合わせで使用してもよい。 These surfactants may be used alone or in combination of several.
組成物中、界面活性剤の含有量は、組成物全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.01〜10質量%、より好ましくは0.05〜5質量%である。 The content of the surfactant in the composition is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.05 to 5% by mass, based on the total amount of the composition (excluding the solvent).
<疎水性樹脂(H)>
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、疎水性樹脂(以下、「疎水性樹脂(H)」又は単に「樹脂(H)」ともいう)を含有してもよい。疎水性樹脂(H)は樹脂(A)とは異なることが好ましい。
疎水性樹脂(H)は、界面に偏在するように設計されることが好ましいが、界面活性剤とは異なり、必ずしも分子内に親水基を有する必要はなく、極性/非極性物質を均一に混合することに寄与しなくてもよい。
疎水性樹脂を添加することの効果として、水に対するレジスト膜表面の静的/動的な接触角の制御、液浸液追随性の向上、アウトガスの抑制等を挙げることができる。<Hydrophobic resin (H)>
The sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention may contain a hydrophobic resin (hereinafter, also referred to as “hydrophobic resin (H)” or simply “resin (H)”). The hydrophobic resin (H) is preferably different from the resin (A).
The hydrophobic resin (H) is preferably designed to be unevenly distributed at the interface, but unlike a surfactant, it does not necessarily have to have a hydrophilic group in the molecule, and polar / non-polar substances are uniformly mixed. It does not have to contribute to doing so.
The effects of adding the hydrophobic resin include control of the static / dynamic contact angle of the resist film surface with water, improvement of immersion liquid followability, suppression of outgas, and the like.
疎水性樹脂(H)は、膜表層への偏在化の観点から、“フッ素原子”、“珪素原子”、及び、“樹脂の側鎖部分に含有されたCH3部分構造”のいずれか1種以上を有することが好ましく、2種以上を有することが更に好ましい。
疎水性樹脂(H)が、フッ素原子及び/又は珪素原子を含む場合、疎水性樹脂(H)に於ける上記フッ素原子及び/又は珪素原子は、樹脂の主鎖中に含まれていてもよく、側鎖中に含まれていてもよい。The hydrophobic resin (H) is one of "fluorine atom", "silicon atom", and "CH 3 partial structure contained in the side chain portion of the resin" from the viewpoint of uneven distribution on the film surface layer. It is preferable to have the above, and it is more preferable to have two or more kinds.
When the hydrophobic resin (H) contains a fluorine atom and / or a silicon atom, the fluorine atom and / or the silicon atom in the hydrophobic resin (H) may be contained in the main chain of the resin. , May be contained in the side chain.
疎水性樹脂(H)がフッ素原子を含んでいる場合、フッ素原子を有する部分構造として、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、又は、フッ素原子を有するアリール基を有する樹脂であることが好ましい。
フッ素原子を有するアルキル基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜4)は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖又は分岐アルキル基であり、更にフッ素原子以外の置換基を有していてもよい。
フッ素原子を有するシクロアルキル基及びフッ素原子を有するアリール基は、それぞれ、1つの水素原子がフッ素原子で置換されたシクロアルキル基及びフッ素原子を有するアリール基であり、更にフッ素原子以外の置換基を有していてもよい。When the hydrophobic resin (H) contains a fluorine atom, it is a resin having an alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom as a partial structure having a fluorine atom. It is preferable to have.
The alkyl group having a fluorine atom (preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms) is a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and further, a fluorine atom. It may have a substituent other than.
The cycloalkyl group having a fluorine atom and the aryl group having a fluorine atom are a cycloalkyl group in which one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom and an aryl group having a fluorine atom, respectively, and further have a substituent other than the fluorine atom. You may have.
フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、及びフッ素原子を有するアリール基として、好ましくは、下記一般式(F2)〜(F4)で表される基を挙げることができるが、本発明は、これに限定されない。 Examples of the alkyl group having a fluorine atom, the cycloalkyl group having a fluorine atom, and the aryl group having a fluorine atom preferably include groups represented by the following general formulas (F2) to (F4). The invention is not limited to this.
一般式(F2)〜(F4)中、
R57〜R68は、各々独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基(直鎖若しくは分岐)を表す。但し、R57〜R61の少なくとも1つ、R62〜R64の少なくとも1つ、及びR65〜R68の少なくとも1つは、各々独立に、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を表す。
R57〜R61及びR65〜R67は、全てがフッ素原子であることが好ましい。R62、R63及びR68は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)が好ましく、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基であることが更に好ましい。R62とR63は、互いに連結して環を形成してもよい。In the general formulas (F2) to (F4),
R 57 to R 68 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group (straight or branched). However, at least one of R 57 to R 61 , at least one of R 62 to R 64 , and at least one of R 65 to R 68 are each independently a fluorine atom or at least one hydrogen atom being a fluorine atom. It represents a substituted alkyl group (preferably 1 to 4 carbon atoms).
It is preferable that all of R 57 to R 61 and R 65 to R 67 are fluorine atoms. R 62 , R 63 and R 68 are preferably an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom (preferably having 1 to 4 carbon atoms), and preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. More preferred. R 62 and R 63 may be connected to each other to form a ring.
疎水性樹脂(H)は、珪素原子を含有してもよい。珪素原子を有する部分構造として、アルキルシリル構造(好ましくはトリアルキルシリル基)、又は環状シロキサン構造を有する樹脂であることが好ましい。
フッ素原子又は珪素原子を有する繰り返し単位の例としては、US2012/0251948A1〔0519〕に例示されたものを挙げることができる。The hydrophobic resin (H) may contain silicon atoms. As the partial structure having a silicon atom, a resin having an alkylsilyl structure (preferably a trialkylsilyl group) or a cyclic siloxane structure is preferable.
Examples of repeating units having a fluorine atom or a silicon atom include those exemplified in US2012 / 0251948A1 [0519].
上記したように、疎水性樹脂(H)は、側鎖部分にCH3部分構造を含むことも好ましい。
ここで、疎水性樹脂(H)中の側鎖部分が有するCH3部分構造(以下、単に「側鎖CH3部分構造」ともいう)には、エチル基、プロピル基等が有するCH3部分構造を包含するものである。
一方、疎水性樹脂(H)の主鎖に直接結合しているメチル基(例えば、メタクリル酸構造を有する繰り返し単位のα−メチル基)は、主鎖の影響により疎水性樹脂(H)の表面偏在化への寄与が小さいため、本発明におけるCH3部分構造に包含されないものとする。As described above, it is also preferable that the hydrophobic resin (H) contains a CH 3- part structure in the side chain portion.
Here, CH 3 partial structure contained in the side chain portion in the hydrophobic resin (H) (hereinafter, simply referred to as "side chain CH 3 partial structure") The, CH 3 partial structure an ethyl group, and a propyl group having It includes.
On the other hand, the methyl group directly bonded to the main chain of the hydrophobic resin (H) (for example, the α-methyl group of a repeating unit having a methacrylic acid structure) is on the surface of the hydrophobic resin (H) due to the influence of the main chain. for contribution to uneven distribution is small, and shall not be included in the CH 3 partial structures in the present invention.
より具体的には、疎水性樹脂(H)が、例えば、下記一般式(M)で表される繰り返し単位等の、炭素−炭素二重結合を有する重合性部位を有するモノマーに由来する繰り返し単位を含む場合であって、R11〜R14がCH3「そのもの」である場合、そのCH3は、本発明における側鎖部分が有するCH3部分構造には包含されない。
一方、C−C主鎖から何らかの原子を介して存在するCH3部分構造は、本発明におけるCH3部分構造に該当するものとする。例えば、R11がエチル基(CH2CH3)である場合、本発明におけるCH3部分構造を「1つ」有するものとする。More specifically, the hydrophobic resin (H) is a repeating unit derived from a monomer having a polymerizable moiety having a carbon-carbon double bond, such as a repeating unit represented by the following general formula (M). When R 11 to R 14 are CH 3 “itself”, the CH 3 is not included in the CH 3 partial structure of the side chain portion in the present invention.
Meanwhile, CH 3 partial structure exists through some atoms from C-C backbone, and those falling under CH 3 partial structures in the present invention. For example, when R 11 is an ethyl group (CH 2 CH 3 ), it is assumed to have "one" CH 3 partial structure in the present invention.
上記一般式(M)中、
R11〜R14は、各々独立に、側鎖部分を表す。
側鎖部分のR11〜R14としては、水素原子、1価の有機基等が挙げられる。
R11〜R14についての1価の有機基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルオキシカルボニル基、シクロアルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルアミノカルボニル基、シクロアルキルアミノカルボニル基、及び、アリールアミノカルボニル基等が挙げられ、これらの基は、更に置換基を有していてもよい。In the above general formula (M),
R 11 to R 14 each independently represent a side chain portion.
Examples of R 11 to R 14 of the side chain portion include a hydrogen atom and a monovalent organic group.
The monovalent organic group for R 11 to R 14 includes an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkyloxycarbonyl group, a cycloalkyloxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an alkylaminocarbonyl group and a cycloalkylaminocarbonyl. Examples thereof include a group and an arylaminocarbonyl group, and these groups may further have a substituent.
疎水性樹脂(H)は、側鎖部分にCH3部分構造を有する繰り返し単位を有する樹脂であることが好ましく、このような繰り返し単位として、下記一般式(II)で表される繰り返し単位、及び、下記一般式(III)で表される繰り返し単位のうち少なくとも一種の繰り返し単位(x)を有していることがより好ましい。The hydrophobic resin (H) is preferably a resin having a repeating unit having a CH 3- part structure in the side chain portion, and as such a repeating unit, a repeating unit represented by the following general formula (II) and a repeating unit. , It is more preferable to have at least one repeating unit (x) among the repeating units represented by the following general formula (III).
以下、一般式(II)で表される繰り返し単位について詳細に説明する。 Hereinafter, the repeating unit represented by the general formula (II) will be described in detail.
上記一般式(II)中、Xb1は水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表し、R2は1つ以上のCH3部分構造を有する、酸に対して安定な有機基を表す。ここで、酸に対して安定な有機基は、より具体的には、酸分解性基を有さない有機基であることが好ましい。In the general formula (II), X b1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom, R 2 has one or more CH 3 partial structure represents a stable organic radical to acid. Here, the organic group that is stable to an acid is more preferably an organic group that does not have an acid-degradable group.
Xb1のアルキル基は、炭素数1〜4のものが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシメチル基又はトリフルオロメチル基等が挙げられるが、メチル基であることが好ましい。
Xb1は、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
R2としては、1つ以上のCH3部分構造を有する、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基、及び、アラルキル基が挙げられる。上記のシクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基、及び、アラルキル基は、更に、置換基としてアルキル基を有していてもよい。
R2は、1つ以上のCH3部分構造を有する、アルキル基又はアルキル置換シクロアルキル基が好ましい。
R2としての1つ以上のCH3部分構造を有する酸に安定な有機基は、CH3部分構造を2個以上10個以下有することが好ましく、2個以上8個以下有することがより好ましい。
一般式(II)で表される繰り返し単位の好ましい具体例を以下に挙げる。本発明はこれに限定されない。The alkyl group of X b1 preferably has 1 to 4 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hydroxymethyl group, and a trifluoromethyl group, but a methyl group is preferable.
X b1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
The R 2, has one or more CH 3 moiety, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, cycloalkenyl group, aryl group, and, aralkyl groups. The cycloalkyl group, alkenyl group, cycloalkenyl group, aryl group, and aralkyl group described above may further have an alkyl group as a substituent.
R 2 has one or more CH 3 moiety, the alkyl group or alkyl-substituted cycloalkyl groups are preferred.
Acid stable organic group having one or more CH 3 partial structure as R 2 preferably has a CH 3 partial structure more than 10 or less, and more preferably has 8 or less 2 or more.
Preferred specific examples of the repeating unit represented by the general formula (II) are given below. The present invention is not limited to this.
一般式(II)で表される繰り返し単位は、酸に安定な(非酸分解性の)繰り返し単位であることが好ましく、具体的には、酸の作用により分解して、極性基を生じる基を有さない繰り返し単位であることが好ましい。 The repeating unit represented by the general formula (II) is preferably an acid-stable (non-acid-decomposable) repeating unit, and specifically, a group that is decomposed by the action of an acid to produce a polar group. It is preferable that the repeating unit does not have.
以下、一般式(III)で表される繰り返し単位について詳細に説明する。 Hereinafter, the repeating unit represented by the general formula (III) will be described in detail.
上記一般式(III)中、Xb2は水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表し、R3は1つ以上のCH3部分構造を有する、酸に対して安定な有機基を表し、nは1から5の整数を表す。
Xb2のアルキル基は、炭素数1〜4のものが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシメチル基又はトリフルオロメチル基等が挙げられるが、水素原子であることが好ましい。
Xb2は、水素原子であることが好ましい。
R3は、酸に対して安定な有機基であるため、より具体的には、酸分解性基を有さない有機基であることが好ましい。In the above general formula (III), X b2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom, and R 3 represents an acid-stable organic group having one or more CH 3 partial structures. n represents an integer from 1 to 5.
The alkyl group of X b2 preferably has 1 to 4 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hydroxymethyl group, and a trifluoromethyl group, but a hydrogen atom is preferable.
X b2 is preferably a hydrogen atom.
Since R 3 is an organic group stable to an acid, more specifically, it is preferably an organic group having no acid-degradable group.
R3としては、1つ以上のCH3部分構造を有する、アルキル基が挙げられる。
R3としての1つ以上のCH3部分構造を有する酸に安定な有機基は、CH3部分構造を1個以上10個以下有することが好ましく、1個以上8個以下有することがより好ましく、1個以上4個以下有することが更に好ましい。
nは1から5の整数を表し、1〜3の整数を表すことがより好ましく、1又は2を表すことが更に好ましい。Examples of R 3 include alkyl groups having one or more CH 3 partial structures.
The acid-stable organic group having one or more CH 3 partial structures as R 3 preferably has 1 or more and 10 or less CH 3 partial structures, and more preferably 1 or more and 8 or less. It is more preferable to have 1 or more and 4 or less.
n represents an integer from 1 to 5, more preferably an integer from 1 to 3, and even more preferably 1 or 2.
一般式(III)で表される繰り返し単位の好ましい具体例を以下に挙げる。本発明はこれに限定されない。 A preferable specific example of the repeating unit represented by the general formula (III) is given below. The present invention is not limited to this.
一般式(III)で表される繰り返し単位は、酸に安定な(非酸分解性の)繰り返し単位であることが好ましく、具体的には、酸の作用により分解して、極性基を生じる基を有さない繰り返し単位であることが好ましい。 The repeating unit represented by the general formula (III) is preferably an acid-stable (non-acid-decomposable) repeating unit, and specifically, a group that is decomposed by the action of an acid to produce a polar group. It is preferable that the repeating unit does not have.
疎水性樹脂(H)が、側鎖部分にCH3部分構造を含む場合であり、更に、特にフッ素原子及び珪素原子を有さない場合、一般式(II)で表される繰り返し単位、及び、一般式(III)で表される繰り返し単位のうち少なくとも一種の繰り返し単位(x)の含有量は、疎水性樹脂(H)の全繰り返し単位に対して、90モル%以上であることが好ましく、95モル%以上であることがより好ましい。含有量は、疎水性樹脂(H)の全繰り返し単位に対して、通常、100モル%以下である。When the hydrophobic resin (H) contains a CH 3- part structure in the side chain portion, and further does not have a fluorine atom and a silicon atom, the repeating unit represented by the general formula (II) and the repeating unit and The content of at least one repeating unit (x) among the repeating units represented by the general formula (III) is preferably 90 mol% or more with respect to all the repeating units of the hydrophobic resin (H). More preferably, it is 95 mol% or more. The content is usually 100 mol% or less with respect to all the repeating units of the hydrophobic resin (H).
疎水性樹脂(H)が、一般式(II)で表される繰り返し単位、及び、一般式(III)で表される繰り返し単位のうち少なくとも一種の繰り返し単位(x)を、疎水性樹脂(H)の全繰り返し単位に対し、90モル%以上で含有することにより、疎水性樹脂(H)の表面自由エネルギーが増加する。その結果として、疎水性樹脂(H)がレジスト膜の表面に偏在しにくくなり、水に対するレジスト膜の静的/動的接触角を確実に向上させて、液浸液追随性を向上させることができる。 The hydrophobic resin (H) uses at least one of the repeating unit represented by the general formula (II) and the repeating unit represented by the general formula (III) (x) as the hydrophobic resin (H). ) Is contained in an amount of 90 mol% or more based on all the repeating units, so that the surface free energy of the hydrophobic resin (H) is increased. As a result, the hydrophobic resin (H) is less likely to be unevenly distributed on the surface of the resist membrane, the static / dynamic contact angle of the resist membrane with respect to water is surely improved, and the immersion liquid followability is improved. it can.
疎水性樹脂(H)は、(i)フッ素原子及び/又は珪素原子を含む場合においても、(ii)側鎖部分にCH3部分構造を含む場合においても、下記(x)〜(z)の群から選ばれる基を少なくとも1つを有していてもよい。
(x)酸基、
(y)ラクトン構造を有する基、酸無水物基、又は酸イミド基、
(z)酸の作用により分解する基The hydrophobic resin (H) has the following (x) to (z) regardless of whether (i) a fluorine atom and / or a silicon atom is contained, or (ii) a CH 3- part structure is contained in the side chain portion. It may have at least one group selected from the group.
(X) Acid group,
(Y) A group having a lactone structure, an acid anhydride group, or an acidimide group,
(Z) A group that decomposes by the action of an acid
酸基(x)としては、フェノール性水酸基、カルボン酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、及び、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基等が挙げられる。
好ましい酸基としては、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、スルホンイミド基、又は、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基が挙げられる。Examples of the acid group (x) include a phenolic hydroxyl group, a carboxylic acid group, a fluorinated alcohol group, a sulfonic acid group, a sulfonamide group, a sulfonylimide group, a (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene group, and (alkylsulfonyl) (alkyl). Carbonyl) imide group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, and tris (alkyl) Sulfonyl) Methylene group and the like can be mentioned.
Preferred acid groups include fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol), sulfonimide groups, and bis (alkylcarbonyl) methylene groups.
酸基(x)を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に、直接、酸基が結合している繰り返し単位、或いは、連結基を介して樹脂の主鎖に酸基が結合している繰り返し単位等が挙げられ、更には酸基を有する重合開始剤又は連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入することもでき、いずれの場合も好ましい。酸基(x)を有する繰り返し単位が、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有していてもよい。
酸基(x)を有する繰り返し単位の含有量は、疎水性樹脂(H)中の全繰り返し単位に対し、1〜50モル%が好ましく、より好ましくは3〜35モル%、更に好ましくは5〜20モル%である。
酸基(x)を有する繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されない。式中、Rxは水素原子、CH3、CF3、又は、CH2OHを表す。The repeating unit having an acid group (x) is a repeating unit in which an acid group is directly bonded to the main chain of a resin such as a repeating unit made of acrylic acid or methacrylic acid, or a repeating unit of a resin via a linking group. A repeating unit in which an acid group is bonded to the main chain can be mentioned, and a polymerization initiator or a chain transfer agent having an acid group can be used at the time of polymerization to be introduced into the end of the polymer chain. In either case. preferable. The repeating unit having an acid group (x) may have at least one of a fluorine atom and a silicon atom.
The content of the repeating unit having an acid group (x) is preferably 1 to 50 mol%, more preferably 3 to 35 mol%, still more preferably 5 to 5 mol% with respect to all the repeating units in the hydrophobic resin (H). It is 20 mol%.
Specific examples of the repeating unit having an acid group (x) are shown below, but the present invention is not limited thereto. In the formula, Rx represents a hydrogen atom, CH 3 , CF 3 , or CH 2 OH.
ラクトン構造を有する基、酸無水物基、又は酸イミド基(y)としては、ラクトン構造を有する基が特に好ましい。
これらの基を含んだ繰り返し単位は、例えば、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルによる繰り返し単位等の、樹脂の主鎖に直接この基が結合している繰り返し単位である。或いは、この繰り返し単位は、この基が連結基を介して樹脂の主鎖に結合している繰り返し単位であってもよい。或いは、この繰り返し単位は、この基を有する重合開始剤又は連鎖移動剤を重合時に用いて、樹脂の末端に導入されていてもよい。
ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位としては、例えば、先に樹脂(A)の項で説明したラクトン構造を有する繰り返し単位と同様のものが挙げられる。As the group having a lactone structure, the acid anhydride group, or the acidimide group (y), a group having a lactone structure is particularly preferable.
The repeating unit containing these groups is a repeating unit in which this group is directly bonded to the main chain of the resin, for example, a repeating unit made of an acrylic acid ester and a methacrylic acid ester. Alternatively, the repeating unit may be a repeating unit in which the group is bonded to the main chain of the resin via a linking group. Alternatively, the repeating unit may be introduced into the end of the resin by using a polymerization initiator or chain transfer agent having this group at the time of polymerization.
Examples of the repeating unit having a group having a lactone structure include the same as the repeating unit having a lactone structure described above in the section of resin (A).
ラクトン構造を有する基、酸無水物基、又は酸イミド基を有する繰り返し単位の含有量は、疎水性樹脂(H)中の全繰り返し単位を基準として、1〜100モル%が好ましく、3〜98モル%がより好ましく、5〜95モル%が更に好ましい。 The content of the repeating unit having a group having a lactone structure, an acid anhydride group, or an acid imide group is preferably 1 to 100 mol% based on all the repeating units in the hydrophobic resin (H), and is preferably 3 to 98. More preferably, mol%, more preferably 5 to 95 mol%.
疎水性樹脂(H)における、酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位は、例えば、樹脂(A)で挙げた酸の作用により分解してカルボキシ基を生じる基を有する繰り返し単位と同様のものが挙げられるが、これに限定されない。酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位が、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有していてもよい。疎水性樹脂(H)における、酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(H)中の全繰り返し単位に対し、1〜80モル%が好ましく、より好ましくは10〜80モル%、更に好ましくは20〜60モル%である。
疎水性樹脂(H)は、更に、上述した繰り返し単位とは別の繰り返し単位を有していてもよい。The repeating unit having a group (z) that decomposes by the action of an acid in the hydrophobic resin (H) is, for example, a repeating unit having a group that decomposes by the action of an acid mentioned in the resin (A) to generate a carboxy group. Similar, but not limited to, the same. The repeating unit having a group (z) decomposed by the action of an acid may have at least one of a fluorine atom and a silicon atom. The content of the repeating unit having a group (z) decomposed by the action of an acid in the hydrophobic resin (H) is preferably 1 to 80 mol%, more preferably 1 to 80 mol%, based on all the repeating units in the resin (H). It is 10 to 80 mol%, more preferably 20 to 60 mol%.
The hydrophobic resin (H) may further have a repeating unit different from the repeating unit described above.
フッ素原子を含む繰り返し単位は、疎水性樹脂(H)に含まれる全繰り返し単位中10〜100モル%が好ましく、30〜100モル%がより好ましい。
珪素原子を含む繰り返し単位は、疎水性樹脂(H)に含まれる全繰り返し単位中、10〜100モル%が好ましく、20〜100モル%がより好ましい。The repeating unit containing a fluorine atom is preferably 10 to 100 mol%, more preferably 30 to 100 mol%, based on all the repeating units contained in the hydrophobic resin (H).
The repeating unit containing a silicon atom is preferably 10 to 100 mol%, more preferably 20 to 100 mol%, based on all the repeating units contained in the hydrophobic resin (H).
一方、特に疎水性樹脂(H)が側鎖部分にCH3部分構造を含む場合においては、疎水性樹脂(H)が、フッ素原子及び珪素原子を実質的に含有しない形態も好ましい。
疎水性樹脂(H)は、炭素原子、酸素原子、水素原子、窒素原子及び硫黄原子から選ばれる原子のみによって構成された繰り返し単位のみで実質的に構成されることが好ましい。On the other hand, especially if the hydrophobic resin (H) comprises a CH 3 partial structure side chain moiety, a hydrophobic resin (H) is a form that does not contain a fluorine atom and a silicon atom substantially also preferred.
It is preferable that the hydrophobic resin (H) is substantially composed of only repeating units composed of only atoms selected from carbon atoms, oxygen atoms, hydrogen atoms, nitrogen atoms and sulfur atoms.
疎水性樹脂(H)の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは1,000〜100,000で、より好ましくは1,000〜50,000である。
疎水性樹脂(H)は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
疎水性樹脂(H)の組成物中の含有量は、組成物中の全固形分に対し、0.01〜10質量%が好ましく、0.05〜8質量%がより好ましい。The weight average molecular weight of the hydrophobic resin (H) in terms of standard polystyrene is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 1,000 to 50,000.
The hydrophobic resin (H) may be used alone or in combination of two or more.
The content of the hydrophobic resin (H) in the composition is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.05 to 8% by mass, based on the total solid content in the composition.
疎水性樹脂(H)は、残留単量体及びオリゴマー成分が0.01〜5質量%であることが好ましく、より好ましくは0.01〜3質量%である。分子量分布(Mw/Mn、分散度ともいう)は、1〜5の範囲が好ましく、より好ましくは1〜3の範囲である。 The hydrophobic resin (H) preferably contains a residual monomer and an oligomer component in an amount of 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.01 to 3% by mass. The molecular weight distribution (Mw / Mn, also referred to as the degree of dispersion) is preferably in the range of 1 to 5, and more preferably in the range of 1 to 3.
疎水性樹脂(H)は、各種市販品を利用することもできるし、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。 As the hydrophobic resin (H), various commercially available products can be used, or the hydrophobic resin (H) can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization).
<溶剤(G)>
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、通常、溶剤を更に含有する。
この溶剤としては、例えば、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキルエステル、アルコキシプロピオン酸アルキル、環状ラクトン(好ましくは炭素数4〜10)、環を含有してもよいモノケトン化合物(好ましくは炭素数4〜10)、アルキレンカーボネート、アルコキシ酢酸アルキル、ピルビン酸アルキル等の有機溶剤を挙げることができる。<Solvent (G)>
The sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention usually further contains a solvent.
The solvent may contain, for example, alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkylene glycol monoalkyl ether, lactate alkyl ester, alkyl alkoxypropionate, cyclic lactone (preferably 4 to 10 carbon atoms), and a ring monoketone. Examples thereof include organic solvents such as compounds (preferably having 4 to 10 carbon atoms), alkylene carbonates, alkyl alkoxyacetates, and alkyl pyruvates.
アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートとしては、例えば、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、別名1−メトキシ−2−アセトキシプロパン)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、及び、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテートが好ましく挙げられる。 Examples of the alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate include propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA, also known as 1-methoxy-2-acetoxypropane), propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, and propylene glycol monobutyl ether acetate. , Propylene glycol monomethyl ether propionate, propylene glycol monoethyl ether propionate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate are preferable.
アルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME、別名1−メトキシ−2−プロパノール)、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、及び、エチレングリコールモノエチルエーテルが好ましく挙げられる。 Examples of the alkylene glycol monoalkyl ether include propylene glycol monomethyl ether (PGME, also known as 1-methoxy-2-propanol), propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, and the like. , Ethylene glycol monoethyl ether is preferably mentioned.
乳酸アルキルエステルとしては、例えば、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、及び、乳酸ブチルが好ましく挙げられる。 Preferable examples of the lactate alkyl ester include methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate, and butyl lactate.
アルコキシプロピオン酸アルキルとしては、例えば、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、及び、3−メトキシプロピオン酸エチルが好ましく挙げられる。 Preferred examples of the alkyl alkoxypropionate include ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, and ethyl 3-methoxypropionate.
環状ラクトンとしては、例えば、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−オクタノイックラクトン、及び、α−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンが好ましく挙げられる。 Examples of the cyclic lactone include β-propiolactone, β-butyrolactone, γ-butyrolactone, α-methyl-γ-butyrolactone, β-methyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, and γ-octano. Iclactone and α-hydroxy-γ-butyrolactone are preferable.
環を含有してもよいモノケトン化合物としては、例えば、2−ブタノン、3−メチルブタノン、ピナコロン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−メチル−3−ペンタノン、4,4−ジメチル−2−ペンタノン、2,4−ジメチル−3−ペンタノン、2,2,4,4−テトラメチル−3−ペンタノン、2−ヘキサノン、3−ヘキサノン、5−メチル−3−ヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、2−メチル−3−ヘプタノン、5−メチル−3−ヘプタノン、2,6−ジメチル−4−ヘプタノン、2−オクタノン、3−オクタノン、2−ノナノン、3−ノナノン、5−ノナノン、2−デカノン、3−デカノン、4−デカノン、5−ヘキセン−2−オン、3−ペンテン−2−オン、シクロペンタノン、2−メチルシクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、2,2−ジメチルシクロペンタノン、2,4,4−トリメチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロヘキサノン、4−メチルシクロヘキサノン、4−エチルシクロヘキサノン、2,2−ジメチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、2,2,6−トリメチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、2−メチルシクロヘプタノン、及び、3−メチルシクロヘプタノンが好ましく挙げられる。 Examples of the monoketone compound that may contain a ring include 2-butanone, 3-methylbutanone, pinacolone, 2-pentanone, 3-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, 4-methyl-2-pentanone, and 2 -Methyl-3-pentanone, 4,4-dimethyl-2-pentanone, 2,4-dimethyl-3-pentanone, 2,2,4,5-tetramethyl-3-pentanone, 2-hexanone, 3-hexanone, 5-Methyl-3-hexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, 2-methyl-3-heptanone, 5-methyl-3-heptanone, 2,6-dimethyl-4-heptanone, 2-octanone, 3-Octanone, 2-Nanonone, 3-Nanonanone, 5-Nanonanone, 2-Decanone, 3-Decanone, 4-Decanone, 5-Hexen-2-one, 3-Penten-2-one, Cyclopentanone, 2- Methylcyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, 2,2-dimethylcyclopentanone, 2,4,4-trimethylcyclopentanone, cyclohexanone, 3-methylcyclohexanone, 4-methylcyclohexanone, 4-ethylcyclohexanone, 2 , 2-Dimethylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, 2,2,6-trimethylcyclohexanone, cycloheptanone, 2-methylcycloheptanone, and 3-methylcycloheptanone are preferred.
アルキレンカーボネートとしては、例えば、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、エチレンカーボネート、及び、ブチレンカーボネートが好ましく挙げられる。 Preferred examples of the alkylene carbonate include propylene carbonate, vinylene carbonate, ethylene carbonate, and butylene carbonate.
アルコキシ酢酸アルキルとしては、例えば、酢酸−2−メトキシエチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、酢酸−3−メトキシ−3−メチルブチル、及び、酢酸−1−メトキシ−2−プロピルが好ましく挙げられる。 Examples of the alkoxyalkyl acetate include -2-methoxyethyl acetate, -2-ethoxyethyl acetate, -2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, -3-methoxy-3-methylbutyl acetate, and -1-acetic acid. Preference is given to methoxy-2-propyl.
ピルビン酸アルキルとしては、例えば、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、及び、ピルビン酸プロピルが好ましく挙げられる。 Preferred examples of the alkyl pyruvate include methyl pyruvate, ethyl pyruvate, and propyl pyruvate.
好ましく使用できる溶剤としては、常温常圧下で、沸点130℃以上の溶剤が挙げられる。具体的には、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、乳酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、及び、プロピレンカーボネートが挙げられる。 Examples of the solvent that can be preferably used include a solvent having a boiling point of 130 ° C. or higher at normal temperature and pressure. Specifically, cyclopentanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, ethyl lactate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl pyruvate, -2-ethoxyethyl acetate, acetic acid -2- (2-ethoxyethoxy) ethyl and propylene carbonate can be mentioned.
本発明においては、上記溶剤を1種単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。 In the present invention, the above-mentioned solvent may be used alone or in combination of two or more.
本発明においては、有機溶剤として構造中に水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤を使用してもよい。 In the present invention, a mixed solvent in which a solvent containing a hydroxyl group in the structure and a solvent not containing a hydroxyl group are mixed may be used as the organic solvent.
水酸基を含有する溶剤、水酸基を含有しない溶剤としては前述の例示化合物が適宜選択可能であるが、水酸基を含有する溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキル等が好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチルがより好ましい。
水酸基を含有しない溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、アルキルアルコキシプロピオネート、環を含有してもよいモノケトン化合物、環状ラクトン、酢酸アルキル等が好ましく、これらの内でもプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルがより好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノンが更に好ましい。As the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group, the above-mentioned exemplified compounds can be appropriately selected, but as the solvent containing a hydroxyl group, alkylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate and the like are preferable, and propylene glycol monomethyl ether, Ethyl lactate is more preferred.
As the solvent containing no hydroxyl group, alkylene glycol monoalkyl ether acetate, alkylalkoxypropionate, monoketone compound which may contain a ring, cyclic lactone, alkyl acetate and the like are preferable, and among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, Ethylethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone and butyl acetate are more preferred, and propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylethoxypropionate and 2-heptanone are even more preferred.
水酸基を含有する溶剤と水酸基を含有しない溶剤との混合比(質量比)は、例えば1/99〜99/1であり、好ましくは10/90〜90/10、より好ましくは20/80〜60/40である。水酸基を含有しない溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。 The mixing ratio (mass ratio) of the hydroxyl group-containing solvent and the hydroxyl group-free solvent is, for example, 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, and more preferably 20/80 to 60. / 40. A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent containing no hydroxyl group is particularly preferable in terms of coating uniformity.
溶剤は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有する2種類以上の混合溶剤であることが好ましい。 The solvent is preferably a mixed solvent of two or more kinds containing propylene glycol monomethyl ether acetate.
<その他成分>
本発明の感活性光線性又は感放射線性組成物は、上記に説明した成分以外にも、カルボン酸オニウム塩、染料、可塑剤、光増感剤、及び、光吸収剤等を適宜含有できる。<Other ingredients>
In addition to the components described above, the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive composition of the present invention may appropriately contain an onium carboxylic acid salt, a dye, a plasticizer, a photosensitizer, a light absorber, and the like.
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、及び、後述する本発明のパターン形成方法において使用される各種材料(例えば、レジスト溶剤、現像液、リンス液、反射防止膜形成用組成物、トップコート形成用組成物など)は、金属等の不純物を含まないことが好ましい。これら材料に含まれる不純物の含有量としては、1ppm以下が好ましく、10ppb以下がより好ましく、100ppt以下が更に好ましく、10ppt以下が特に好ましく、1ppt以下が最も好ましい。ここで、金属不純物としては、Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Al、Li、Cr、Ni、Sn、Ag、As、Au、Ba、Cd、Co、Pb、Ti、V、W、及び、Zn等を挙げることができる。 The sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention, and various materials (for example, resist solvent, developing solution, rinsing solution, antireflection film forming composition) used in the pattern forming method of the present invention described later. , Topcoat forming composition, etc.) preferably does not contain impurities such as metals. The content of impurities contained in these materials is preferably 1 ppm or less, more preferably 10 pppb or less, further preferably 100 ppt or less, particularly preferably 10 ppt or less, and most preferably 1 ppt or less. Here, as metal impurities, Na, K, Ca, Fe, Cu, Mg, Al, Li, Cr, Ni, Sn, Ag, As, Au, Ba, Cd, Co, Pb, Ti, V, W, And Zn and the like can be mentioned.
上記各種材料から金属等の不純物を除去する方法としては、例えば、フィルターを用いた濾過を挙げることができる。フィルター孔径としては、ポアサイズ10nm以下が好ましく、5nm以下がより好ましく、3nm以下が更に好ましい。フィルターの材質としては、ポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製又はナイロン製のフィルターが好ましい。フィルターは、これらの材質とイオン交換メディアを組み合わせた複合材料であってもよい。フィルターは、有機溶剤であらかじめ洗浄したものを用いてもよい。フィルター濾過工程では、複数種類のフィルターを直列又は並列に接続して用いてもよい。複数種類のフィルターを使用する場合は、孔径及び/又は材質が異なるフィルターを組み合わせて使用してもよい。各種材料を複数回濾過してもよく、複数回濾過する工程が循環濾過工程であってもよい。
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の製造においては、樹脂、光酸発生剤等の各成分をレジスト溶剤に溶解させた後、素材が異なる複数のフィルターを用いて循環ろ過を行なうことが好ましい。例えば、孔径50nmのポリエチレン製フィルター、孔径10nmのナイロン製フィルター、孔径3nmのポリエチレン製フィルターを順列に接続し、10回以上循環ろ過を行なうことが好ましい。フィルター間の圧力差は小さい程好ましく、一般的には0.1MPa以下であり、0.05MPa以下であることが好ましく、0.01MPa以下であることが更に好ましい。フィルターと充填ノズルの間の圧力差も小さい程好ましく、一般的には0.5MPa以下であり、0.2MPa以下であることが好ましく、0.1MPa以下であることが更に好ましい。
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の製造装置の内部は、窒素等の不活性ガスによってガス置換を行なうことが好ましい。これにより、酸素等の活性ガスが組成物中に溶解することを抑制できる。
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物はフィルターによってろ過された後、清浄な容器に充填される。容器に充填された組成物は、冷蔵保存することが好ましい。これにより、経時による性能劣化が抑制される。組成物の容器への充填が完了してから、冷蔵保存を開始するまでの時間は短い程好ましく、一般的には24時間以内であり、16時間以内が好ましく、12時間以内がより好ましく、10時間以内が更に好ましい。保存温度は0〜15℃が好ましく、0〜10℃がより好ましく、0〜5℃が更に好ましい。As a method for removing impurities such as metals from the various materials, for example, filtration using a filter can be mentioned. The filter pore size is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, and even more preferably 3 nm or less. As the material of the filter, a filter made of polytetrafluoroethylene, polyethylene or nylon is preferable. The filter may be a composite material in which these materials and an ion exchange medium are combined. The filter may be one that has been pre-cleaned with an organic solvent. In the filter filtration step, a plurality of types of filters may be connected in series or in parallel. When using a plurality of types of filters, filters having different pore diameters and / or materials may be used in combination. Various materials may be filtered a plurality of times, and the step of filtering the various materials a plurality of times may be a circulation filtration step.
In the production of an actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition, after each component such as a resin and a photoacid generator is dissolved in a resist solvent, circulation filtration may be performed using a plurality of filters made of different materials. preferable. For example, it is preferable to connect a polyethylene filter having a pore diameter of 50 nm, a nylon filter having a pore diameter of 10 nm, and a polyethylene filter having a pore diameter of 3 nm in a permutation, and perform circulation filtration 10 times or more. The smaller the pressure difference between the filters, the more preferable, and generally, it is 0.1 MPa or less, preferably 0.05 MPa or less, and further preferably 0.01 MPa or less. The smaller the pressure difference between the filter and the filling nozzle, the more preferable, and generally, it is 0.5 MPa or less, preferably 0.2 MPa or less, and further preferably 0.1 MPa or less.
It is preferable to replace the inside of the apparatus for producing the actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition with an inert gas such as nitrogen. Thereby, it is possible to suppress the dissolution of the active gas such as oxygen in the composition.
The sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition is filtered by a filter and then filled in a clean container. The composition filled in the container is preferably stored refrigerated. As a result, performance deterioration over time is suppressed. The shorter the time from the completion of filling the composition into the container to the start of refrigerated storage is preferably, generally within 24 hours, preferably within 16 hours, more preferably within 12 hours, and 10 Within hours is even more preferred. The storage temperature is preferably 0 to 15 ° C, more preferably 0 to 10 ° C, still more preferably 0 to 5 ° C.
上記各種材料に含まれる金属等の不純物を低減する方法としては、各種材料を構成する原料として金属含有量が少ない原料を選択する、各種材料を構成する原料に対してフィルター濾過を行う、及び、装置内をテフロン(登録商標)でライニングする等して、コンタミネーションを可能な限り抑制した条件下にて蒸留を行う等の方法を挙げることができる。各種材料を構成する原料に対して行うフィルター濾過における好ましい条件は、上述した条件と同様である。 As a method for reducing impurities such as metals contained in the various materials, a raw material having a low metal content is selected as a raw material constituting the various materials, a filter filtering is performed on the raw material constituting the various materials, and the raw material is filtered. Examples thereof include a method of lining the inside of the apparatus with Teflon (registered trademark) and performing distillation under conditions in which contamination is suppressed as much as possible. The preferred conditions for filter filtration performed on the raw materials constituting the various materials are the same as those described above.
フィルター濾過の他、吸着材による不純物の除去を行ってもよく、フィルター濾過と吸着材を組み合わせて使用してもよい。吸着材としては、公知の吸着材を用いることができ、例えば、シリカゲル及びゼオライトなどの無機系吸着材、ならびに、活性炭などの有機系吸着材を使用できる。上記各種材料に含まれる金属等の不純物を低減するためには、製造工程における金属不純物の混入を防止することが必要である。製造装置から金属不純物が十分に除去されたかどうかは、製造装置の洗浄に使用された洗浄液中に含まれる金属成分の含有量を測定することで確認できる。使用後の洗浄液に含まれる金属成分の含有量は、100ppt(parts per trillion)以下が好ましく、10ppt以下がより好ましく、1ppt以下が更に好ましい。 In addition to filter filtration, impurities may be removed by an adsorbent, or filter filtration and an adsorbent may be used in combination. As the adsorbent, a known adsorbent can be used, and for example, an inorganic adsorbent such as silica gel and zeolite, and an organic adsorbent such as activated carbon can be used. In order to reduce impurities such as metals contained in the various materials, it is necessary to prevent the mixing of metal impurities in the manufacturing process. Whether or not the metal impurities have been sufficiently removed from the manufacturing equipment can be confirmed by measuring the content of the metal components contained in the cleaning liquid used for cleaning the manufacturing equipment. The content of the metal component contained in the cleaning liquid after use is preferably 100 ppt (parts per trillion) or less, more preferably 10 ppt or less, still more preferably 1 ppt or less.
現像液、リンス液等の有機系処理液は、静電気の帯電、引き続き生じる静電気放電に伴う薬液配管や各種パーツ(フィルター、O−リング及びチューブなど)の故障を防止するため、導電性の化合物を添加してもよい。導電性の化合物としては特に制限されないが、例えば、メタノールが挙げられる。添加量は特に制限されないが、好ましい現像特性及びリンス特性を維持する観点で、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましい。薬液配管の部材に関しては、SUS(ステンレス鋼)、又は、帯電防止処理の施されたポリエチレン、ポリプロピレン若しくはフッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシ樹脂など)によって被膜された各種配管を用いることができる。フィルター及びO−リングに関しても同様に、帯電防止処理の施されたポリエチレン、ポリプロピレン、又はフッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン及びパーフルオロアルコキシ樹脂など)を用いることができる。
上記各種材料を保存する容器の内壁面は、金属などの不純物が溶出しないように処理をされていることが好ましい。容器の内壁面としては、電解研磨処理されたステンレス鋼からなる面、グラスライニングされた面、含フッ素樹脂でコーティングされた面がより好ましい。Organic treatment liquids such as developer and rinse liquid are made of conductive compounds in order to prevent damage to chemical liquid piping and various parts (filters, O-rings, tubes, etc.) due to static electricity charging and subsequent electrostatic discharge. It may be added. The conductive compound is not particularly limited, and examples thereof include methanol. The amount to be added is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, from the viewpoint of maintaining preferable development characteristics and rinsing characteristics. As for the members of the chemical solution piping, SUS (stainless steel) or various piping coated with antistatic treated polyethylene, polypropylene or fluororesin (polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxy resin, etc.) may be used. it can. Similarly, for the filter and the O-ring, antistatic treated polyethylene, polypropylene, or fluororesin (polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxy resin, etc.) can be used.
The inner wall surface of the container for storing the various materials is preferably treated so that impurities such as metals do not elute. As the inner wall surface of the container, a surface made of electropolished stainless steel, a glass-lined surface, and a surface coated with a fluororesin are more preferable.
本発明の方法により形成されるパターンに対して、パターンの表面荒れを改善する方法を適用してもよい。パターンの表面荒れを改善する方法としては、例えば、国際公開第2014/002808号に開示された水素を含有するガスのプラズマによってレジストパターンを処理する方法が挙げられる。その他にも、特開2004−235468号公報、米国特許出願公開第2010/0020297号明細書、特開2008−83384号公報、及び、Proc. of SPIE Vol.8328 83280N−1”EUV Resist Curing Technique for LWR Reduction and Etch Selectivity Enhancement”に記載されているような公知の方法を適用してもよい。 A method for improving the surface roughness of the pattern may be applied to the pattern formed by the method of the present invention. Examples of the method for improving the surface roughness of the pattern include a method of treating the resist pattern with a plasma of a hydrogen-containing gas disclosed in International Publication No. 2014/002808. In addition, JP-A-2004-235468, US Patent Application Publication No. 2010/0020297, JP-A-2008-83384, and Proc. of SPIE Vol. A known method as described in 8328 83280N-1 "EUV Resist Curing Technology for LWR Reduction and Etch Sensitivity Enhancement" may be applied.
本発明のパターン形成方法は、DSA(Directed Self−Assembly)におけるガイドパターン形成(例えば、ACS Nano Vol.4 No.8 Page4815−4823参照)にも用いることができる。 The pattern forming method of the present invention can also be used for guide pattern forming in DSA (Directed Self-Assembly) (see, for example, ACS Nano Vol. 4 No. 8 Page 4815-4823).
上記の方法によって形成されたレジストパターンは、例えば特開平3−270227号公報及び特開2013−164509号公報に開示されたスペーサープロセスの芯材(コア)として使用できる。 The resist pattern formed by the above method can be used as, for example, the core material of the spacer process disclosed in JP-A-3-270227 and JP2013-164509.
[レジスト膜]
本発明は、上述した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物により形成されたレジスト膜にも関する。このようなレジスト膜は、上述した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用い、例えば、後述するような固形分濃度で基板上に塗布されることにより形成される。上述した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、スピンコート、ロールコート、フローコート、ディップコート、スプレーコート、ドクターコート等の適当な塗布方法により基板上に塗布され、60〜150℃で1〜20分間、好ましくは80〜120℃で1〜10分間プリベークしてレジスト膜を形成する。形成されたレジスト膜の膜厚は、10〜200nmが好ましく、10〜150nmがより好ましく、20〜150nmが更に好ましい。[Resist film]
The present invention also relates to a resist film formed of the above-mentioned actinic or radiation-sensitive resin composition. Such a resist film is formed by using the above-mentioned actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition and applying it on a substrate at a solid content concentration as described later, for example. The above-mentioned sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition is applied onto a substrate by an appropriate coating method such as spin coating, roll coating, flow coating, dip coating, spray coating, doctor coating, etc., and at 60 to 150 ° C. A resist film is formed by prebaking for 1 to 20 minutes, preferably 80 to 120 ° C. for 1 to 10 minutes. The film thickness of the formed resist film is preferably 10 to 200 nm, more preferably 10 to 150 nm, and even more preferably 20 to 150 nm.
基板としては、例えば、シリコン基板、金属蒸着膜又は金属を含む膜が設けられた基板が挙げられ、表面にCr、MoSi若しくはTaSi、又は、それらの酸化物若しくは窒化物による蒸着膜が設けられた基板が好ましい。 Examples of the substrate include a silicon substrate, a metal vapor deposition film, or a substrate provided with a film containing a metal, and a vapor deposition film made of Cr, MoSi, TaSi, or an oxide or nitride thereof is provided on the surface. Substrates are preferred.
[パターン形成方法]
本発明は、上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いたパターン形成方法にも関する。
本発明のパターン形成方法は、上述した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いてレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、上記レジスト膜を露光する露光工程と、露光された上記レジスト膜を、現像液を用いて現像する現像工程と、を含む。本発明のパターン形成方法は、必要に応じて、更にリンス液を用いてリンスするリンス工程を含んでいてもよい。[Pattern formation method]
The present invention also relates to a pattern forming method using the above-mentioned sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition.
The pattern forming method of the present invention includes a resist film forming step of forming a resist film using the above-mentioned sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition, an exposure step of exposing the resist film, and the exposed resist. It includes a developing step of developing the film with a developing solution. The pattern forming method of the present invention may further include a rinsing step of rinsing with a rinsing solution, if necessary.
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物中の全固形分濃度は、一般的には1.0〜10質量%、好ましくは1.0〜8.0質量%、より好ましくは1.0〜6.0質量%である。 The total solid content concentration in the actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition is generally 1.0 to 10% by mass, preferably 1.0 to 8.0% by mass, and more preferably 1.0 to 1.0. It is 6.0% by mass.
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、上記の成分を溶剤に溶解し、フィルター濾過した後、支持体に塗布して用いることが好ましい。フィルターとしては、ポアサイズ0.1μm以下、より好ましくは0.05μm以下、更に好ましくは0.03μm以下のポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、及び、ナイロン製のものが好ましい。フィルターは、複数種類を直列又は並列に接続して用いてもよい。組成物を複数回濾過してもよい。更に、フィルター濾過の前後で、組成物に対して脱気処理等を行ってもよい。 The actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is preferably used by dissolving the above-mentioned components in a solvent, filtering the mixture, and then applying the composition to a support. As the filter, those made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, and nylon having a pore size of 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less, and further preferably 0.03 μm or less are preferable. A plurality of types of filters may be connected in series or in parallel. The composition may be filtered multiple times. Further, the composition may be degassed before and after the filter filtration.
組成物は、集積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆)上にスピナー等の適当な塗布方法により塗布される。その後乾燥し、感活性光線性又は感放射線性樹脂膜(レジスト膜)を形成できる。 The composition is applied onto a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) such as that used in the manufacture of integrated circuit devices by a suitable coating method such as a spinner. After that, it is dried to form a sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin film (resist film).
上記レジスト膜に、所定のマスクを通して活性光線又は放射線を照射し、好ましくはベーク(加熱)を行い、現像及びリンスする。これにより良好なパターンを得ることができる。電子ビームの照射では、マスクを介さない描画(直描)が一般的である。
製膜後、露光工程の前に、前加熱工程(PB;Prebake)を含むことも好ましい。The resist film is irradiated with active light or radiation through a predetermined mask, preferably baked (heated), developed and rinsed. This makes it possible to obtain a good pattern. In the irradiation of the electron beam, drawing (direct drawing) without using a mask is common.
It is also preferable to include a preheating step (PB; Prebake) after the film formation and before the exposure step.
露光工程の後かつ現像工程の前に、露光後加熱工程(PEB;Post Exposure Bake)を含むことも好ましい。
加熱温度はPB、PEB共に70〜120℃が好ましく、80〜110℃がより好ましい。
加熱時間は30〜300秒が好ましく、30〜180秒がより好ましく、30〜90秒が更に好ましい。It is also preferable to include a post-exposure heating step (PEB; Post Exposure Bake) after the exposure step and before the developing step.
The heating temperature is preferably 70 to 120 ° C., more preferably 80 to 110 ° C. for both PB and PEB.
The heating time is preferably 30 to 300 seconds, more preferably 30 to 180 seconds, still more preferably 30 to 90 seconds.
加熱は通常の露光現像機に備わっている手段で行うことができ、ホットプレート等を用いて行ってもよい。
ベークにより露光部の反応が促進され、感度及びパターンプロファイルが改善する。The heating can be performed by means provided in a normal exposure developing machine, or may be performed using a hot plate or the like.
Baking accelerates the reaction of the exposed area and improves sensitivity and pattern profile.
活性光線又は放射線としては特に限定されず、例えばKrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、電子線、及び、EUV光等が挙げられる。解像力及び露光ラチチュードより良好となる観点から、なかでも、電子線又はEUV光(極紫外線)が好ましい。 The active light beam or radiation is not particularly limited, and examples thereof include KrF excimer laser, ArF excimer laser, electron beam, EUV light and the like. From the viewpoint of better resolution and exposure latitude, electron beam or EUV light (extreme ultraviolet light) is preferable.
本発明の感活性光線性又は感放射線性組成物を用いて形成されたレジスト膜を現像する工程において使用する現像液は特に限定されず、例えば、アルカリ現像液又は有機溶剤を含有する現像液(以下、有機系現像液とも言う)を用いることができる。解像力及び露光ラチチュードより良好となる観点から、なかでも、有機系現像液を用いることが好ましい。 The developing solution used in the step of developing the resist film formed by using the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive composition of the present invention is not particularly limited, and for example, an alkaline developing solution or a developing solution containing an organic solvent ( Hereinafter, it is also referred to as an organic developer). From the viewpoint of better resolution and exposure latitude, it is preferable to use an organic developer.
アルカリ現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、及び、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、及び、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、及び、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、及び、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、及び、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、及び、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、並びに、ピロール、及び、ピペリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用することができる。更に、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常0.1〜20質量%である。
アルカリ現像液のpHは、通常10.0〜15.0である。Examples of the alkaline developing solution include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, inorganic alkalis such as aqueous ammonia, and primary amines such as ethylamine and n-propylamine. , Diethylamine, and secondary amines such as di-n-butylamine, triethylamine, tertiary amines such as methyldiethylamine, alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxy Alkaline aqueous solutions such as quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium hydroxide and cyclic amines such as pyrrole and piperidine can be used. Further, alcohols and surfactants can be added in appropriate amounts to the alkaline aqueous solution for use. The alkali concentration of the alkaline developer is usually 0.1 to 20% by mass.
The pH of the alkaline developer is usually 10.0 to 15.0.
有機系現像液としては、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、エーテル系溶剤等の極性溶剤及び炭化水素系溶剤を用いることができる。 As the organic developer, a polar solvent such as a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent, an ether solvent, and a hydrocarbon solvent can be used.
ケトン系溶剤としては、例えば、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、2−ヘプタノン(メチルアミルケトン)、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、及び、プロピレンカーボネート等が挙げられる。 Examples of the ketone solvent include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanonone, 2-nonanonone, acetone, 2-heptanone (methylamylketone), 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, and diisobutylketone. Examples thereof include cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methylethylketone, methylisobutylketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone, and propylene carbonate.
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、酢酸アミル、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、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、エチルー3−エトキシプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、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、及び、乳酸プロピル等が挙げられる。 Examples of the ester solvent include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, pentyl acetate, isopentyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, and diethylene glycol monoethyl. Ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, etc. Can be mentioned.
アルコール系溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−ヘプチルアルコール、n−オクチルアルコール、及び、n−デカノール等のアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、及び、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、及び、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤等が挙げられる。 Examples of the alcohol-based solvent include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, and n-heptyl alcohol. n-octyl alcohol, alcohols such as n-decanol, glycol-based solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol, and triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl Examples thereof include ethers, diethylene glycol monomethyl ethers, triethylene glycol monoethyl ethers, and glycol ether-based solvents such as methoxymethylbutanol.
エーテル系溶剤としては、例えば、上記グリコールエーテル系溶剤の他、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。 Examples of the ether solvent include dioxane, tetrahydrofuran and the like in addition to the above glycol ether solvent.
アミド系溶剤としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、及び、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が使用できる。 Examples of the amide solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone. Etc. can be used.
炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、ペンタン、ヘキサン、オクタン、及び、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。 Examples of the hydrocarbon solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, and aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, octane, and decane.
上記の溶剤は、複数混合してもよいし、上記以外の溶剤又は水と混合し使用してもよい。有機系現像液中に含まれる水の含量としては、10質量%未満であることが好ましく、実質的に水分を含有しないことがより好ましい。 A plurality of the above solvents may be mixed, or a solvent other than the above or water may be mixed and used. The content of water contained in the organic developer is preferably less than 10% by mass, and more preferably substantially free of water.
すなわち、有機系現像液に対する有機溶剤の使用量は、現像液の全量に対して、90質量%以上100質量%以下であることが好ましく、95質量%以上100質量%以下であることが好ましい。 That is, the amount of the organic solvent used with respect to the organic developer is preferably 90% by mass or more and 100% by mass or less, and preferably 95% by mass or more and 100% by mass or less with respect to the total amount of the developing solution.
特に、有機系現像液は、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有する現像液であるのが好ましい。 In particular, the organic developer is preferably a developer containing at least one organic solvent selected from the group consisting of a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent and an ether solvent. ..
有機系現像液には、必要に応じて界面活性剤を適当量添加することができる。界面活性剤としては特に限定されず、例えば、イオン性若しくは非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。これらのフッ素及び/又はシリコン系界面活性剤として、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、好ましくは、非イオン性の界面活性剤である。非イオン性の界面活性剤としては特に限定されず、フッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を用いることが更に好ましい。界面活性剤の使用量は現像液の全量に対して、通常0.001〜5質量%、好ましくは0.005〜2質量%、より好ましくは0.01〜0.5質量%である。 An appropriate amount of surfactant can be added to the organic developer, if necessary. The surfactant is not particularly limited, and for example, an ionic or nonionic fluorine-based surfactant and / or a silicon-based surfactant can be used. Examples of these fluorine and / or silicon-based surfactants include Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-36663, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-226746, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-226745, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-170950. Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-34540, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-230165, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-62834, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-54432, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-5988, US Pat. No. 5,405720, the same. The surfactants described in the specification of 5360692, 5529881, 5296330, 5436098, 5576143, 5294511, and 5824451 can be mentioned. , Preferably a nonionic surfactant. The nonionic surfactant is not particularly limited, and it is more preferable to use a fluorine-based surfactant or a silicon-based surfactant. The amount of the surfactant used is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and more preferably 0.01 to 0.5% by mass with respect to the total amount of the developing solution.
リンス液としては、純水を使用し、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。 Pure water may be used as the rinsing liquid, and an appropriate amount of a surfactant may be added before use.
現像方法としては、たとえば、現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板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ことで現像する方法(パドル法)、基板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基板上に一定速度で現像液吐出ノズルをスキャンしながら現像液を吐出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)等を適用することができる。 As a developing method, for example, a method of immersing the substrate in a tank filled with a developing solution for a certain period of time (dip method), or a method of raising the developing solution on the surface of the substrate by surface tension and allowing it to stand still for a certain period of time (paddle). Method), a method of spraying the developer on the surface of the substrate (spray method), a method of continuously ejecting the developer while scanning the developer discharge nozzle at a constant speed on the substrate rotating at a constant speed (dynamic discharge method). Etc. can be applied.
現像工程又はリンス工程の後に、パターン上に付着している現像液又はリンス液を超臨界流体により除去する処理を行うことができる。 After the developing step or the rinsing step, a process of removing the developing solution or the rinsing solution adhering to the pattern with a supercritical fluid can be performed.
感活性光線性又は感放射線性膜(レジスト膜)を形成する前に、基板上に予め反射防止膜を塗設してもよい。
反射防止膜としては、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、及び、アモルファスシリコン等の無機膜型と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型のいずれも用いることができる。有機反射防止膜として、ブリューワーサイエンス社製のDUV30シリーズ及びDUV−40シリーズ、シプレー社製のAR−2、AR−3及びAR−5等の市販の有機反射防止膜を使用することもできる。An antireflection film may be applied on the substrate in advance before forming the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive film (resist film).
As the antireflection film, any of an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, and amorphous silicon, and an organic film type composed of a light absorber and a polymer material can be used. As the organic antireflection film, commercially available organic antireflection films such as DUV30 series and DUV-40 series manufactured by Brewer Science, AR-2, AR-3 and AR-5 manufactured by Shipley can also be used.
活性光線又は放射線の照射時に膜とレンズの間に空気よりも屈折率の高い液体(液浸媒体)を満たして露光(液浸露光)を行ってもよい。これにより解像性を高めることができる。用いる液浸媒体として好ましくは水である。水は屈折率の温度係数の小ささ、入手の容易さ、及び、取り扱いのしやすさの点でも好適である。
屈折率が向上できるという点で屈折率1.5以上の媒体を用いることもできる。この媒体は、水溶液でもよく有機溶剤でもよい。When irradiating with active light or radiation, the film and the lens may be filled with a liquid (immersion medium) having a refractive index higher than that of air for exposure (immersion exposure). This makes it possible to improve the resolution. Water is preferably used as the immersion medium. Water is also suitable in terms of low temperature coefficient of refractive index, easy availability, and ease of handling.
A medium having a refractive index of 1.5 or more can also be used in that the refractive index can be improved. This medium may be an aqueous solution or an organic solvent.
液浸液として水を用いる場合、屈折率の向上等を目的とする添加剤を僅かな割合で添加してもよい。添加剤の例としてはシーエムシー出版「液浸リソグラフィーのプロセスと材料」の第12章に詳しく記載されている。一方、193nm光に対して不透明な物質、及び、屈折率が水と大きく異なる不純物の存在は、膜上に投影される光学像の歪みを招くため、使用する水としては蒸留水が好ましい。更にイオン交換フィルター等で精製した純水を用いてもよい。純水の電気抵抗は18.3MΩcm以上であることが好ましく、TOC(有機物濃度)は20ppb以下であることが好ましく、脱気処理をしていることが好ましい。 When water is used as the immersion liquid, an additive for the purpose of improving the refractive index may be added in a small proportion. Examples of additives are described in detail in Chapter 12 of CMC Publishing, "Processes and Materials for Immersion Lithography". On the other hand, the presence of a substance opaque to 193 nm light and impurities having a refractive index significantly different from that of water causes distortion of the optical image projected on the film, and therefore distilled water is preferable as the water to be used. Further, pure water purified by an ion exchange filter or the like may be used. The electrical resistance of pure water is preferably 18.3 MΩcm or more, the TOC (organic substance concentration) is preferably 20 ppb or less, and degassing treatment is preferable.
<上層膜(トップコート)および上層膜形成用組成物(トップコート組成物)>
感活性光線性又は感放射線性組成物により形成された膜(レジスト膜)と液浸液との間には、レジスト膜と液浸液との接触を避けるために、液浸液難溶性膜(以下、「上層膜」または「トップコート」ともいう)を設けてもよい。トップコートに必要な機能としては、レジスト膜上への塗布適性、放射線、特には193nmの波長を有した放射線に対する透明性、及び液浸液難溶性が挙げられる。トップコートを形成するための組成物(「上層膜形成用組成物」または「トップコート組成物」)としては、レジスト膜を構成する感活性光線性又は感放射線性組成物と混合せず、レジスト膜上に均一に塗布できるものを用いることが好ましい。<Upper layer film (top coat) and composition for forming upper layer film (top coat composition)>
Between the membrane (resist membrane) formed of the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive composition and the immersion liquid, an immersion liquid sparingly soluble membrane (in order to avoid contact between the resist membrane and the immersion liquid) Hereinafter, a "superlayer film" or "top coat") may be provided. Functions required for the top coat include suitability for coating on a resist film, transparency to radiation, particularly radiation having a wavelength of 193 nm, and poor solubility in immersion liquid. As the composition for forming the top coat (“composition for forming an upper layer film” or “top coat composition”), the resist is not mixed with the actinic light-sensitive or radiation-sensitive composition constituting the resist film. It is preferable to use one that can be uniformly applied on the film.
トップコートに含まれる材料としては、193nmにおける透明性という観点からは、芳香族を含有しないポリマーが好ましい。このようなポリマーとしては、例えば、炭化水素ポリマー、アクリル酸エステルポリマー、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリビニルエーテル、シリコン含有ポリマー及びフッ素含有ポリマーが挙げられる。上述した疎水性樹脂は、トップコートとしても好適なものである。トップコートから液浸液へ不純物が溶出すると光学レンズを汚染されるため、トップコートに含まれるポリマーの残留モノマー成分は、少ない方が好ましい。 As the material contained in the top coat, an aromatic-free polymer is preferable from the viewpoint of transparency at 193 nm. Examples of such polymers include hydrocarbon polymers, acrylic acid ester polymers, polymethacrylic acid, polyacrylic acid, polyvinyl ether, silicon-containing polymers and fluorine-containing polymers. The above-mentioned hydrophobic resin is also suitable as a top coat. When impurities are eluted from the top coat to the immersion liquid, the optical lens is contaminated. Therefore, it is preferable that the amount of residual monomer component of the polymer contained in the top coat is small.
トップコートは、例えば、上述した疎水性樹脂及び溶剤を含むトップコート組成物を用いて、レジスト膜上に塗布形成されることが好ましい。 The top coat is preferably formed by coating on a resist film using, for example, a top coat composition containing the above-mentioned hydrophobic resin and solvent.
使用しうる溶剤としては、後述する樹脂を溶解し、レジスト膜を溶解しない限りは特に制限はなく、例えば、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、フッ素系溶剤、又は、炭化水素系溶剤などが好適に挙げられ、非フッ素系のアルコール系溶剤を用いることがより好ましい。これにより、レジスト膜に対する非溶解性が更に向上し、トップコート組成物をレジスト膜上に塗布した際に、レジスト膜を溶解することなく、より均一に、トップコートを形成できる。溶剤の粘度としては、5cP(センチポアズ)以下が好ましく、3cP以下がより好ましく、2cP以下が更に好ましく、1cP以下が特に好ましい。センチポアズからパスカル秒へは、次式で換算できる:1000cP=1Pa・s。 The solvent that can be used is not particularly limited as long as the resin described later is not dissolved and the resist film is not dissolved. For example, an alcohol solvent, an ether solvent, an ester solvent, a fluorine solvent, or a hydrocarbon solvent is used. Etc. are preferably mentioned, and it is more preferable to use a non-fluorine-based alcohol solvent. As a result, the insolubility in the resist film is further improved, and when the top coat composition is applied onto the resist film, the top coat can be formed more uniformly without dissolving the resist film. The viscosity of the solvent is preferably 5 cP (centipores) or less, more preferably 3 cP or less, further preferably 2 cP or less, and particularly preferably 1 cP or less. From centipores to pascal seconds, it can be converted by the following formula: 1000 cP = 1 Pa · s.
これらの溶剤は1種単独で又は複数を混合して用いてもよい。 These solvents may be used alone or in combination of two or more.
トップコート組成物は、更に、下記(A1)〜(A3)からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を含有することが好ましい。
(A1)酸拡散制御剤
(A2)エーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシ基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合からなる群より選択される結合又は基を含有する化合物
(A3)ラジカルトラップ基を有する化合物
以下、(A1)〜(A3)についてそれぞれ説明する。The topcoat composition preferably further contains at least one compound selected from the group consisting of the following (A1) to (A3).
(A1) Acid diffusion control agent (A2) Compound containing a bond or group selected from the group consisting of ether bond, thioether bond, hydroxy group, thiol group, carbonyl bond and ester bond (A3) Compound having radical trap group Hereinafter, (A1) to (A3) will be described respectively.
・(A1)酸拡散制御剤
トップコート組成物は、更に、酸拡散制御剤を含有することが好ましい。トップコート組成物が含みうる酸拡散制御剤は、例えば、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が含みうる塩基性化合物(E)と同様のものを用いることができる。(A1) Acid Diffusion Control Agent The topcoat composition preferably further contains an acid diffusion control agent. As the acid diffusion control agent that can be contained in the topcoat composition, for example, the same as the basic compound (E) that can be contained in the actinic cheilitis or radiation-sensitive resin composition can be used.
トップコート組成物における酸拡散制御剤の含有量は、トップコート組成物の固形分を基準として、0.01〜20質量%が好ましく、0.1〜10質量%がより好ましく、1〜5質量%が更に好ましい。 The content of the acid diffusion control agent in the topcoat composition is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, and 1 to 5% by mass, based on the solid content of the topcoat composition. % Is more preferable.
・(A2)エーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシ基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合からなる群より選択される結合又は基を含有する化合物
エーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシ基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合からなる群より選択される基又は結合を少なくとも一つ含む化合物(以下、化合物(A2)とも呼ぶ)について、以下に説明する。(A2) Compounds containing bonds or groups selected from the group consisting of ether bonds, thioether bonds, hydroxy groups, thiol groups, carbonyl bonds and ester bonds Ether bonds, thioether bonds, hydroxy groups, thiol groups, carbonyl bonds and A compound containing at least one group or bond selected from the group consisting of ester bonds (hereinafter, also referred to as compound (A2)) will be described below.
上記の通り、化合物(A2)は、エーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシ基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合からなる群より選択される基又は結合を少なくとも一つ含む化合物である。これら基又は結合に含まれる酸素原子又は硫黄原子は、非共有電子対を有するため、レジスト膜から拡散してきた酸との相互作用により、酸をトラップすることができる。 As described above, the compound (A2) is a compound containing at least one group or bond selected from the group consisting of an ether bond, a thioether bond, a hydroxy group, a thiol group, a carbonyl bond and an ester bond. Since the oxygen atom or sulfur atom contained in these groups or bonds has an unshared electron pair, the acid can be trapped by the interaction with the acid diffused from the resist film.
トップコート組成物の一形態において、化合物(A2)は、上記群から選択される基又は結合を2つ以上有することが好ましく、3つ以上有することがより好ましく、4つ以上有することが更に好ましい。この場合、化合物(A2)に複数含まれるエーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシ基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合から選択される基又は結合は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。 In one form of the topcoat composition, compound (A2) preferably has two or more groups or bonds selected from the above group, more preferably three or more, and even more preferably four or more. .. In this case, the group or bond selected from a plurality of ether bonds, thioether bonds, hydroxy groups, thiol groups, carbonyl bonds and ester bonds contained in the compound (A2) may be the same or different from each other. Good.
化合物(A2)の分子量は、3,000以下が好ましく、2、500以下がより好ましく、2,000以下が更に好ましく、1,500以下が特に好ましい。 The molecular weight of the compound (A2) is preferably 3,000 or less, more preferably 2,500 or less, further preferably 2,000 or less, and particularly preferably 1,500 or less.
化合物(A2)に含まれる炭素原子数は、8個以上が好ましく、9個以上がより好ましく、10個以上が更に好ましい。
化合物(A2)に含まれる炭素原子数は、30個以下が好ましく、20個以下がより好ましく、15個以下が更に好ましい。The number of carbon atoms contained in the compound (A2) is preferably 8 or more, more preferably 9 or more, and even more preferably 10 or more.
The number of carbon atoms contained in the compound (A2) is preferably 30 or less, more preferably 20 or less, and even more preferably 15 or less.
化合物(A2)の沸点は、200℃以上が好ましく、220℃以上がより好ましく、240℃以上が更に好ましい。 The boiling point of compound (A2) is preferably 200 ° C. or higher, more preferably 220 ° C. or higher, and even more preferably 240 ° C. or higher.
化合物(A2)は、エーテル結合を有する化合物であることが好ましく、エーテル結合を2つ以上有することが好ましく、3つ以上有することがより好ましく、4つ以上有することが更に好ましい。
トップコート組成物において、化合物(A2)は、下記一般式(1)で表されるオキシアルキレン構造を含有する繰り返し単位を含有することが好ましい。The compound (A2) is preferably a compound having an ether bond, preferably has two or more ether bonds, more preferably three or more, and further preferably four or more.
In the topcoat composition, the compound (A2) preferably contains a repeating unit containing an oxyalkylene structure represented by the following general formula (1).
式中、
R11は、置換基を有してもよいアルキレン基を表し、
nは、2以上の整数を表し、
*は、結合手を表す。During the ceremony
R 11 represents an alkylene group which may have a substituent and represents
n represents an integer of 2 or more
* Represents a bond.
一般式(1)中のR11により表されるアルキレン基の炭素数は特に制限されず、1〜15が好ましく、1〜5がより好ましく、2又は3が更に好ましく、2が特に好ましい。このアルキレン基が置換基を有する場合、置換基は特に制限されず、例えばアルキル基(好ましくは炭素数1〜10)が好ましい。
nは、2〜20の整数であることが好ましく、そのなかでも、DOF(Depth of field)がより大きくなる理由から、10以下であることがより好ましい。
nの平均値は、DOFがより大きくなる理由から、20以下であることが好ましく、2〜10であることがより好ましく、2〜8であることが更に好ましく、4〜6であることが特に好ましい。ここで、「nの平均値」とは、化合物(A2)の重量平均分子量をGPCによって測定し、得られた重量平均分子量と一般式が整合するように決定されるnの値を意味する。nが整数でない場合は、四捨五入した値とする。
複数あるR11は同一であっても異なってもよい。The carbon number of the alkylene group represented by R 11 in the general formula (1) is not particularly limited, and is preferably 1 to 15, more preferably 1 to 5, further preferably 2 or 3, and particularly preferably 2. When this alkylene group has a substituent, the substituent is not particularly limited, and for example, an alkyl group (preferably 1 to 10 carbon atoms) is preferable.
n is preferably an integer of 2 to 20, and more preferably 10 or less because the DOF (Depth of field) becomes larger.
The average value of n is preferably 20 or less, more preferably 2 to 10, further preferably 2 to 8, and particularly preferably 4 to 6 because the DOF becomes larger. preferable. Here, the "average value of n" means a value of n determined by measuring the weight average molecular weight of the compound (A2) by GPC and making the obtained weight average molecular weight consistent with the general formula. If n is not an integer, it shall be rounded off.
The plurality of R 11s may be the same or different.
上記一般式(1)で表される部分構造を有する化合物は、DOFがより大きくなる理由から、下記一般式(1−1)で表される化合物であることが好ましい。 The compound having a partial structure represented by the general formula (1) is preferably a compound represented by the following general formula (1-1) because the DOF becomes larger.
式中、
R11の定義、具体例および好適な態様は、上述した一般式(1)中のR11と同じである。
R12およびR13は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表す。アルキル基の炭素数は特に制限されず、1〜15であることが好ましい。R12およびR13は、互いに結合して環を形成してもよい。
mは、1以上の整数を表す。mは、1〜20の整数であることが好ましく、そのなかでも、DOFがより大きくなる理由から、10以下であることがより好ましい。
mの平均値は、DOFがより大きくなる理由から、20以下であることが好ましく、1〜10であることがより好ましく、1〜8であることが更に好ましく、4〜6であることが特に好ましい。ここで、「mの平均値」は、上述した「nの平均値」と同義である。
mが2以上である場合、複数あるR11は同一であっても異なってもよい。During the ceremony
Definition of R 11, specific examples and preferred embodiments are the same as R 11 in general formula (1).
R 12 and R 13 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group. The number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, and is preferably 1 to 15. R 12 and R 13 may be combined with each other to form a ring.
m represents an integer of 1 or more. m is preferably an integer of 1 to 20, and more preferably 10 or less because of the larger DOF.
The average value of m is preferably 20 or less, more preferably 1 to 10, further preferably 1 to 8, and particularly preferably 4 to 6 because the DOF becomes larger. preferable. Here, the "mean value of m" is synonymous with the above-mentioned "mean value of n".
When m is 2 or more, a plurality of R 11s may be the same or different.
トップコート組成物において、一般式(1)で表される部分構造を有する化合物は、少なくとも2つのエーテル結合を含むアルキレングリコールであることが好ましい。 In the topcoat composition, the compound having the partial structure represented by the general formula (1) is preferably an alkylene glycol containing at least two ether bonds.
化合物(A2)は、市販品を使用してもよく、公知の方法によって合成してもよい。 The compound (A2) may be a commercially available product or may be synthesized by a known method.
以下に、化合物(A2)の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。 Specific examples of the compound (A2) will be given below, but the present invention is not limited thereto.
化合物(A2)の含有率は、上層膜(トップコート)中の全固形分を基準として、0.1〜30質量%が好ましく、1〜25質量%がより好ましく、2〜20質量%が更に好ましく、3〜18質量%が特に好ましい。 The content of the compound (A2) is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 1 to 25% by mass, and further 2 to 20% by mass, based on the total solid content in the upper layer film (top coat). It is preferable, and 3 to 18% by mass is particularly preferable.
・(A3)ラジカルトラップ基を有する化合物
(A3)ラジカルトラップ基を有する化合物を化合物(A3)ともいう。
ラジカルトラップ基は、活性ラジカルを捕捉し、ラジカル反応を停止させる基である。このようなラジカルトラップ基としては、例えば、活性ラジカルと反応し、安定フリーラジカルへと変換される基、及び、安定フリーラジカルを有する基が挙げられる。
このようなラジカルトラップ基を有する化合物としては、例えば、ヒドロキノン、カテコール、ベンゾキノン、ニトロキシルラジカル化合物、芳香族ニトロ化合物、N−ニトロソ化合物、ベンゾチアゾール、ジメチルアニリン、フェノチアジン、ビニルピレン、及び、これらの誘導体などが挙げられる。
塩基性を有さないラジカルトラップ基としては、具体的には、例えば、ヒンダードフェノール基、ヒドロキノン基、N−オキシルフリーラジカル基、ニトロソ基、および、ニトロン基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基が好適に挙げられる。-(A3) Compound having radical trap group (A3) Compound having radical trap group is also referred to as compound (A3).
A radical trap group is a group that captures active radicals and terminates the radical reaction. Examples of such a radical trap group include a group that reacts with an active radical and is converted into a stable free radical, and a group having a stable free radical.
Examples of the compound having such a radical trap group include hydroquinone, catechol, benzoquinone, nitroxyl radical compound, aromatic nitro compound, N-nitroso compound, benzothiazole, dimethylaniline, phenothiazine, vinylpyrene, and derivatives thereof. And so on.
As the non-basic radical trap group, specifically, at least one selected from the group consisting of, for example, a hindered phenol group, a hydroquinone group, an N-oxyl-free radical group, a nitroso group, and a nitrone group. The base of is preferably mentioned.
化合物(A3)が有するラジカルトラップ基の数としては特に限定はなく、化合物(A3)が高分子化合物以外の化合物である場合、ラジカルトラップ基は1分子中1〜10個が好ましく、1〜5個がより好ましく、1〜3個が更に好ましい。 The number of radical trap groups contained in the compound (A3) is not particularly limited, and when the compound (A3) is a compound other than a polymer compound, the number of radical trap groups is preferably 1 to 10 in one molecule, and 1 to 5 More preferably, 1 to 3 are even more preferable.
一方、化合物(A3)が繰り返し単位を有する高分子化合物である場合、ラジカルトラップ基を有する繰り返し単位が1〜5個のラジカルトラップ基を有することが好ましく、1〜3個のラジカルトラップ基を有することがより好ましい。また上記高分子化合物中のラジカルトラップ基を有する繰り返し単位の組成比は、1〜100モル%であることが好ましく、10〜100モル%がより好ましく、30〜100モル%が更に好ましい。 On the other hand, when the compound (A3) is a polymer compound having a repeating unit, the repeating unit having a radical trap group preferably has 1 to 5 radical trap groups, and preferably has 1 to 3 radical trap groups. Is more preferable. The composition ratio of the repeating unit having a radical trap group in the polymer compound is preferably 1 to 100 mol%, more preferably 10 to 100 mol%, still more preferably 30 to 100 mol%.
ラジカルトラップ基を有する化合物(A3)としては、窒素酸素結合を有する化合物が好ましく、下記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される化合物がより好ましい。 As the compound (A3) having a radical trap group, a compound having a nitrogen-oxygen bond is preferable, and a compound represented by any of the following general formulas (1) to (3) is more preferable.
下記一般式(1)で表される化合物が、N−オキシルフリーラジカル基を有する化合物に相当し、下記一般式(2)で表される化合物が、ニトロソ基を有する化合物に相当し、下記一般式(3)で表される化合物が、ニトロン基を有する化合物に相当する。 The compound represented by the following general formula (1) corresponds to a compound having an N-oxyl-free radical group, the compound represented by the following general formula (2) corresponds to a compound having a nitroso group, and the following general The compound represented by the formula (3) corresponds to a compound having a nitrone group.
一般式(1)〜(3)中、R1〜R6は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表す。式(1)においてR1及びR2が結合して環を形成していてもよく、式(3)においてR4〜R6の少なくとも二つが結合して環を形成していてもよい。
R1〜R6が表すアルキル基、シクロアルキル基、及び、アリール基、R1及びR2が結合して形成していてもよい環、並びに、R4〜R6の少なくとも二つが結合して形成していてもよい環は、置換基を有していてもよい。In the general formulas (1) to (3), R 1 to R 6 independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group, respectively. In formula (1), R 1 and R 2 may be bonded to form a ring, and in formula (3), at least two of R 4 to R 6 may be bonded to form a ring.
An alkyl group represented by R 1 to R 6 , a cycloalkyl group, a ring which may be formed by bonding an aryl group, R 1 and R 2, and at least two of R 4 to R 6 are bonded. The ring that may be formed may have a substituent.
R1〜R6が表すアルキル基としては、例えば、直鎖状又は分岐状である炭素数1〜10のアルキル基が挙げられ、その具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、及び、n−ヘキシル基などが挙げられ、なかでも、メチル基、エチル基、n−ブチル基、又は、t−ブチル基が好ましい。Examples of the alkyl group represented by R 1 to R 6 include a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and an n-propyl group. , I-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group and the like. A methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, or a t-butyl group is preferable.
R1〜R6が表すシクロアルキル基としては、例えば、炭素数3〜15のシクロアルキル基が挙げられ、その具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基、ノルボルニル基、及び、アダマンチル基などが好適に挙げられる。Examples of the cycloalkyl group represented by R 1 to R 6 include a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, and specific examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cycloheptyl. Preferred examples thereof include a group, a cyclooctyl group, a norbornyl group, and an adamantyl group.
R1〜R6が表すアリール基としては、例えば、炭素数6〜14のアリール基が挙げられ、その具体例としては、フェニル基、トリル基、及び、ナフチル基などが好適に挙げられる。Examples of the aryl group represented by R 1 to R 6 include an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and specific examples thereof preferably include a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group and the like.
R1及びR2が形成していてもよい環、及び、R4〜R6が形成していてもよい環としては、好ましくは5〜10員環であり、より好ましくは5又は6員環である。The rings that R 1 and R 2 may form and the rings that R 4 to R 6 may form are preferably 5 to 10-membered rings, and more preferably 5 or 6-membered rings. Is.
R1〜R6が表すアルキル基、シクロアルキル基、及び、アリール基、R1及びR2が結合して形成していてもよい環、並びに、R4〜R6の少なくとも二つが結合して形成していてもよい環が有していてもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子)、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、オキシ基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシルアミド基(RCONH−:Rは、置換若しくは無置換のアルキル基又はフェニル基)、−SO2Na、及び、−P(=O)(OC2H5)2等を挙げることができる。
R1〜R6が表すシクロアルキル基、及び、アリール基が有していてもよい置換基としては、更に、アルキル基を挙げることができる。An alkyl group represented by R 1 to R 6 , a cycloalkyl group, a ring which may be formed by bonding an aryl group, R 1 and R 2, and at least two of R 4 to R 6 are bonded. Examples of the substituent that the ring that may be formed may have include a halogen atom (for example, a fluorine atom), a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, a nitro group, an amino group, an oxy group, and an alkoxy group. , Alkoxyalkyl group, alkoxycarbonyl group, alkoxycarbonyloxy group, acylamide group (RCONH-: R is a substituted or unsubstituted alkyl group or phenyl group), -SO 2 Na, and -P (= O) (OC). 2 H 5 ) 2 etc. can be mentioned.
Further, examples of the cycloalkyl group represented by R 1 to R 6 and the substituent that the aryl group may have include an alkyl group.
一般式(1)〜(3)のいずれかで表される化合物は、樹脂の形態であってもよく、この場合、R1〜R6の少なくとも一つが、樹脂の主鎖又は側鎖へ結合していてもよい。The compound represented by any of the general formulas (1) to (3) may be in the form of a resin, in which case at least one of R 1 to R 6 is bonded to the main chain or side chain of the resin. You may be doing it.
以下に、ラジカルトラップ基を有する化合物(A3)の具体例を示すが、本発明はこれに限定されない。 Specific examples of the compound (A3) having a radical trap group are shown below, but the present invention is not limited thereto.
ラジカルトラップ基を有する化合物(A3)が低分子化合物である場合、その分子量は特に限定されず、分子量100〜5,000が好ましく、100〜2,000がより好ましく、100〜1,000が更に好ましい。
ラジカルトラップ基を有する化合物(A3)が、繰り返し単位を有する高分子化合物である場合、その重量平均分子量は、5,000〜20,000が好ましく、5,000〜10,000がより好ましい。When the compound (A3) having a radical trap group is a low molecular weight compound, its molecular weight is not particularly limited, and the molecular weight is preferably 100 to 5,000, more preferably 100 to 2,000, and further 100 to 1,000. preferable.
When the compound (A3) having a radical trap group is a polymer compound having a repeating unit, the weight average molecular weight thereof is preferably 5,000 to 20,000, more preferably 5,000 to 10,000.
ラジカルトラップ基を有する化合物(A3)としては、市販品の化合物を使用してもよいし、公知の方法で合成した化合物を使用してもよい。化合物(A3)は、市販のラジカルトラップ基を有する低分子化合物と、エポキシ基、ハロゲン化アルキル基、酸ハライド基、カルボキシ基、イソシアネート基などの反応性基を有する高分子化合物との反応によって合成してもよい。 As the compound (A3) having a radical trap group, a commercially available compound may be used, or a compound synthesized by a known method may be used. Compound (A3) is synthesized by reacting a commercially available low molecular weight compound having a radical trap group with a high molecular compound having a reactive group such as an epoxy group, an alkyl halide group, an acid halide group, a carboxy group and an isocyanate group. You may.
ラジカルトラップ基を有する化合物(A3)の含有量は、トップコート組成物の全固形分を基準として、通常、0.001〜10質量%であり、好ましくは0.01〜5質量%である。 The content of the compound (A3) having a radical trap group is usually 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to 5% by mass, based on the total solid content of the topcoat composition.
トップコート組成物は、(A1)〜(A3)からなる群より選択される1種の化合物を複数含んでもよい。例えば、互いに区別される2種以上の化合物(A1)を含んでもよい。
トップコート組成物は、(A1)〜(A3)からなる群より選択される2種以上の化合物を含有してもよい。例えば、化合物(A1)及び化合物(A2)の両方を含有してもよい。
トップコート組成物が、(A1)〜(A3)からなる群より選択される化合物を複数含む場合、それら化合物の含有量の合計は、トップコート組成物の全固形分を基準として、通常、0.001〜20質量%であり、好ましくは0.01〜10質量%であり、より好ましくは1〜8質量%である。
ラジカルトラップ基を有する化合物(A3)は、1種類単独又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。The topcoat composition may contain a plurality of one compound selected from the group consisting of (A1) to (A3). For example, it may contain two or more compounds (A1) that are distinguished from each other.
The topcoat composition may contain two or more compounds selected from the group consisting of (A1) to (A3). For example, it may contain both compound (A1) and compound (A2).
When the topcoat composition contains a plurality of compounds selected from the group consisting of (A1) to (A3), the total content of these compounds is usually 0 based on the total solid content of the topcoat composition. It is .001 to 20% by mass, preferably 0.01 to 10% by mass, and more preferably 1 to 8% by mass.
The compound (A3) having a radical trap group can be used alone or in combination of two or more.
トップコートを剥離する際は、現像液を使用してもよいし、別途剥離剤を使用してもよい。剥離剤としては、感活性光線性又は感放射線性膜への浸透が小さい溶剤が好ましい。剥離工程がレジストの現像処理工程と同時にできるという点では、アルカリ現像液により剥離できることが好ましい。アルカリ現像液で剥離するという観点からは、トップコートは酸性であることが好ましいが、レジストとの非インターミクス性の観点から、中性であってもアルカリ性であってもよい。 When peeling off the top coat, a developing solution may be used, or a peeling agent may be used separately. As the release agent, a solvent having a small penetration into the actinic cheilitis or radiation-sensitive film is preferable. It is preferable that the peeling step can be performed with an alkaline developer in that the peeling step can be performed at the same time as the resist developing process. From the viewpoint of peeling with an alkaline developer, the top coat is preferably acidic, but from the viewpoint of non-intermixability with the resist, it may be neutral or alkaline.
トップコートと液浸液との間には、屈折率の差がないか又は小さいことが好ましい。この場合、解像力を向上させることが可能となる。露光光源がArFエキシマレーザー(波長:193nm)の場合には、液浸液として水を用いることが好ましいため、ArF液浸露光用トップコートは、水の屈折率(1.44)に近いことが好ましい。 It is preferable that there is no or small difference in refractive index between the top coat and the immersion liquid. In this case, the resolving power can be improved. When the exposure light source is an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), it is preferable to use water as the immersion liquid, so that the top coat for ArF immersion exposure is close to the refractive index of water (1.44). preferable.
透明性及び屈折率の観点から、トップコートは、薄膜であることが好ましい。トップコートは、感活性光線性又は感放射線性膜と混合せず、更に液浸液とも混合しないことが好ましい。この観点から、液浸液が水の場合には、トップコートに使用される溶剤は、本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に使用される溶媒に難溶で、かつ非水溶性の媒体であることが好ましい。液浸液が有機溶剤である場合には、トップコートは水溶性であっても非水溶性であってもよい。
液浸露光処理以外によって露光を行う場合であっても、樹脂膜上にトップコートを形成してもよい。From the viewpoint of transparency and refractive index, the top coat is preferably a thin film. The topcoat is preferably not mixed with the actinic or radiation sensitive membrane and is not mixed with the immersion liquid. From this point of view, when the immersion liquid is water, the solvent used for the top coat is sparingly soluble in the solvent used for the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention and is water-insoluble. It is preferably a sexual medium. When the immersion liquid is an organic solvent, the top coat may be water-soluble or water-insoluble.
A top coat may be formed on the resin film even when the exposure is performed by a method other than the immersion exposure treatment.
[電子デバイスの製造方法]
本発明は、上記した本発明のパターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法にも関する。上記製造方法により得られる電子デバイスは、電気電子機器(家電、OA(office automation)・メディア関連機器、光学用機器及び通信機器等)に、好適に搭載される。[Manufacturing method of electronic devices]
The present invention also relates to a method for manufacturing an electronic device including the above-described method for forming a pattern of the present invention. The electronic device obtained by the above manufacturing method is suitably mounted on electrical and electronic equipment (home appliances, OA (office automation) / media-related equipment, optical equipment, communication equipment, etc.).
[レジスト膜付きマスクブランクス]
本発明は、上記のようにして得られるレジスト膜を備えたレジスト膜付きマスクブランクスにも関する。本発明のレジスト膜付きマスクブランクスは、マスクブランクスと、マスクブランクス上に配置された上述したレジスト膜と、を備える。マスクブランクスは、例えば、透明基板を有し、更に、その上に配置される遮光膜等を有する。
使用される透明基板としては、石英、フッ化カルシウム等の透明基板を挙げることができる。一般には、この基板上に、遮光膜、反射防止膜、更に位相シフト膜、追加的にはエッチングストッパー膜、エッチングマスク膜といった機能性膜の必要なものを積層する。機能性膜の材料としては、ケイ素、又はクロム、モリブデン、ジルコニウム、タンタル、タングステン、チタン、及び、ニオブなどの遷移金属等が挙げられる。最表層に用いられる材料としては、ケイ素又はケイ素と酸素及び/又は窒素とを含有する材料を主構成材料とする材料;更にそれらに遷移金属を含有する材料を主構成材料とするケイ素化合物材料;遷移金属、特にクロム、モリブデン、ジルコニウム、タンタル、タングステン、チタン、及び、ニオブ等より選ばれる1種以上、又は、更にそれらに酸素、窒素、及び、炭素より選ばれる元素を1以上含む材料を主構成材料とする遷移金属化合物材料;等が例示される。
遮光膜は単層構造でもよいが、複数の材料を塗り重ねた複層構造であることが好ましい。複層構造の場合、1層当たりの膜の厚みは、特に限定されず、5nm〜100nmが好ましく、10nm〜80nmがより好ましい。遮光膜全体の厚みとしては、特に限定されず、5nm〜200nmが好ましく、10nm〜150nmがより好ましい。[Mask blanks with resist film]
The present invention also relates to a mask blank with a resist film provided with the resist film obtained as described above. The mask blank with a resist film of the present invention includes a mask blank and the above-mentioned resist film arranged on the mask blank. The mask blanks have, for example, a transparent substrate, and further have a light-shielding film or the like arranged on the transparent substrate.
Examples of the transparent substrate used include transparent substrates such as quartz and calcium fluoride. Generally, necessary functional films such as a light-shielding film, an antireflection film, a phase shift film, an etching stopper film, and an etching mask film are laminated on this substrate. Examples of the material of the functional film include silicon, chromium, molybdenum, zirconium, tantalum, tungsten, titanium, and transition metals such as niobium. As the material used for the outermost layer, a material whose main constituent material is silicon or a material containing silicon and oxygen and / or nitrogen; and a silicon compound material whose main constituent material is a material containing a transition metal thereof; Mainly materials containing one or more selected from transition metals, especially chromium, molybdenum, zirconium, tantalum, tungsten, titanium, niobium, etc., or one or more elements selected from oxygen, nitrogen, and carbon. Examples include transition metal compound materials used as constituent materials; and the like.
The light-shielding film may have a single-layer structure, but is preferably a multi-layer structure in which a plurality of materials are coated. In the case of a multi-layer structure, the thickness of the film per layer is not particularly limited, and is preferably 5 nm to 100 nm, more preferably 10 nm to 80 nm. The thickness of the entire light-shielding film is not particularly limited, and is preferably 5 nm to 200 nm, more preferably 10 nm to 150 nm.
[レジスト膜付きマスクブランクスのパターン形成方法]
本発明は、上記のようにして得られるレジスト膜を備えたレジスト膜付きマスクブランクスのパターン形成方法にも関する。
本発明のレジスト膜付きマスクブランクスのパターン形成方法は、上述したレジスト膜付きマスクブランクスにおけるレジスト膜を露光する露光工程と、レジスト膜付きマスクブランクスにおける上記露光されたレジスト膜を現像する現像工程と、を含む。[Pattern forming method for mask blanks with resist film]
The present invention also relates to a method for forming a pattern of a mask blank with a resist film provided with the resist film obtained as described above.
The method for forming a pattern of a mask blank with a resist film of the present invention includes an exposure step of exposing the resist film in the mask blank with a resist film described above, a developing step of developing the exposed resist film in the mask blank with a resist film, and a developing step. including.
上記露光工程は、上述の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物のパターン形成方法として説明した露光工程と同様であり、好適態様も同じである。
上記現像工程は、上述の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物のパターン形成方法として説明した現像工程と同様であり、好適態様も同じである。
レジスト膜付きマスクブランクスにパターンを形成した後、このパターンをマスクとして用いて、適宜エッチング処理及びイオン注入等を行い、半導体微細回路及びインプリント用モールド構造体等を作成する。
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いてインプリント用モールドを作成する場合のプロセスについては、例えば、特許第4109085号公報、及び特開2008−162101号公報に記載されている。The exposure step is the same as the exposure step described as the method for forming a pattern of the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition described above, and the preferred embodiment is also the same.
The developing step is the same as the developing step described as the method for forming a pattern of the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition described above, and the preferred embodiment is also the same.
After forming a pattern on the mask blank with a resist film, this pattern is used as a mask and appropriately etched and ion-implanted to prepare a semiconductor microcircuit, a mold structure for imprinting, and the like.
The process for producing an imprint mold using the actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is described in, for example, Japanese Patent No. 4190805 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-162101. There is.
以下に実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、及び、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されない。 The present invention will be described in more detail below based on examples. The materials, amounts used, ratios, treatment contents, treatment procedures, etc. shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not construed as limiting by the examples shown below.
以下に、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に含まれる各種成分を示す。 The various components contained in the actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition are shown below.
<酸発生剤>
酸発生剤として以下の化合物を合成して使用した。<Acid generator>
The following compounds were synthesized and used as acid generators.
<樹脂(A1)>
樹脂(A1)として以下の樹脂を使用した。<Resin (A1)>
The following resin was used as the resin (A1).
<樹脂(A2)>
樹脂(A2)として以下の樹脂を使用した。<Resin (A2)>
The following resin was used as the resin (A2).
<塩基性化合物>
塩基性化合物としては、以下のものを用いた。<Basic compound>
The following were used as the basic compounds.
テトラブチルアンモニウムハイドロキサイド(E−15) Tetrabutylammonium hydroxide (E-15)
<架橋剤>
架橋剤としては、以下のものを用いた。<Crosslinking agent>
The following substances were used as the cross-linking agent.
<疎水性樹脂>
疎水性樹脂としては、以下のものを用いた。<Hydrophobic resin>
The following hydrophobic resins were used.
<界面活性剤>
界面活性剤としては、以下のものを用いた。
W−1:メガファックF176(DIC(株)製)(フッ素系)
W−2:メガファックR08(DIC(株)製)(フッ素系及びシリコン系)
W−3:PF6320(OMNOVA Solutions Inc.製)(フッ素系)
W−4:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)
W−5:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)(シリコン系)<Surfactant>
The following surfactants were used as the surfactants.
W-1: Mega Fvck F176 (manufactured by DIC Corporation) (fluorine type)
W-2: Megafuck R08 (manufactured by DIC Corporation) (fluorine-based and silicon-based)
W-3: PF6320 (manufactured by OMNOVA Solutions Inc.) (fluorine type)
W-4: Troysol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.)
W-5: Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (silicon type)
<溶剤>
溶剤としては、以下のものを用いた。
S1: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)
S2:シクロヘキサノン
S3:γ−ブチロラクトン
B1:プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
B2:乳酸エチル<Solvent>
The following solvents were used as the solvent.
S1: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
S2: Cyclohexanone S3: γ-Butyrolactone B1: Propylene glycol monomethyl ether (PGME)
B2: Ethyl lactate
後掲の各表に示す成分を溶剤に溶解させ、それぞれについて固形分濃度4質量%の溶液を調製した。次いで、0.05μmのポアサイズを有するポリテトラフルオロエチレンフィルターを用いて、得られた溶液を濾過することにより、各感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物(レジスト組成物)を調製した。
各表における各成分について、複数使用した場合の比は「質量比」である。
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物(レジスト組成物)中の各成分の含有量は、表中に記載した通りである。
溶剤(表中*1)の含有量は、組成物が上記固形分濃度となる量とした。
得られた感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物について、その性能を下記に示す各種方法によって評価し、結果を各表に示した。The components shown in each table below were dissolved in a solvent to prepare a solution having a solid content concentration of 4% by mass for each. Then, each active light-sensitive or radiation-sensitive resin composition (resist composition) was prepared by filtering the obtained solution using a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.05 μm.
For each component in each table, the ratio when a plurality of components are used is the "mass ratio".
The content of each component in the actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition (resist composition) is as described in the table.
The content of the solvent (* 1 in the table) was set to the amount at which the composition had the above solid content concentration.
The performance of the obtained actinic cheilitis or radiation-sensitive resin composition was evaluated by various methods shown below, and the results are shown in each table.
<実施例1A〜18A、比較例1A〜4A>
(露光条件1:ArF液浸露光、アルカリ現像)
12インチのシリコンウエハ上に有機反射防止膜形成用組成物ARC29SR(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、膜厚98nmの反射防止膜を形成した。次いで、得られた反射防止膜上に、調製した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を塗布し、130℃で、60秒間ベーク(PB:Prebake)を行い、膜厚120nmのレジスト膜を形成した。
トップコートを用いる場合は、更にトップコート用樹脂をデカン/オクタノール(質量比9/1)に溶解させた3質量%の溶液を前述で得られたレジスト膜上に塗布し、85℃で、60秒間ベークを行い、膜厚50nmのトップコート層を形成した。これにArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製 XT1700i、NA1.20、C−Quad、アウターシグマ0.981、インナーシグマ0.895、XY偏向)を用い、線幅48nmの1:1ラインアンドスペースパターンの6%ハーフトーンマスクを通して露光した。液浸液としては超純水を使用した。その後、100℃で、60秒間加熱(PEB:Post Exposure Bake)した。その後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間パドルして現像し、純水でパドルしてリンスした。その後、スピン乾燥して、ポジ型レジストパターンを形成した。<Examples 1A to 18A, Comparative Examples 1A to 4A>
(Exposure condition 1: ArF immersion exposure, alkaline development)
The organic antireflection film forming composition ARC29SR (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was applied onto a 12-inch silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form an antireflection film having a film thickness of 98 nm. Next, the prepared anti-reflective or radiation-sensitive resin composition was applied onto the obtained antireflection film, and baking (PB: Prebake) was performed at 130 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a film thickness of 120 nm. Formed.
When a top coat is used, a 3% by mass solution in which the top coat resin is further dissolved in decane / octanol (mass ratio 9/1) is applied onto the resist film obtained above, and at 85 ° C., 60. Baking was performed for 2 seconds to form a top coat layer having a thickness of 50 nm. An ArF excimer laser immersion scanner (ASML XT1700i, NA1.20, C-Quad, outer sigma 0.981, inner sigma 0.895, XY deflection) was used for this, and a 1: 1 line and space with a line width of 48 nm. Exposure was made through a 6% halftone mask of the pattern. Ultrapure water was used as the immersion liquid. Then, it was heated at 100 ° C. for 60 seconds (PEB: Post Exposure Bake). Then, it was developed by paddling with an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (2.38% by mass) for 30 seconds, paddled with pure water and rinsed. Then, it was spin-dried to form a positive resist pattern.
(評価試験)
・感度評価
上記で得られたライン/スペース=1/1のラインパターン(ArF液浸露光:線幅48nm)について、走査型電子顕微鏡(日立社製S9380)で観察した。線幅48nmのラインアンドスペースパターン(ライン:スペース=1:1)を解像するときの最小照射エネルギーを感度とした。(Evaluation test)
-Sensitivity evaluation The line pattern (ArF immersion exposure: line width 48 nm) obtained above with line / space = 1/1 was observed with a scanning electron microscope (S9380 manufactured by Hitachi, Ltd.). The minimum irradiation energy when resolving a line-and-space pattern (line: space = 1: 1) with a line width of 48 nm was defined as the sensitivity.
・解像力評価
上記の感度を示す照射量における限界解像力(ラインとスペースとが分離解像する最小の線幅)を解像力とした。この値が小さいほど、解像力が優れる。-Resolution power evaluation The resolution power was defined as the limit resolution power (the minimum line width at which lines and spaces are separated and resolved) at the irradiation dose showing the above sensitivity. The smaller this value, the better the resolving power.
・露光ラチチュード評価
線幅48nmの1:1ラインアンドスペースのパターンを再現する露光量を最適露光量とし、露光量を変化させた際にパターンサイズが48nm±10%を許容する露光量幅を求めた。この値を最適露光量で割って百分率表示した。値が大きいほど露光量変化による性能変化が小さく、露光ラチチュードが良好である。-Exposure latitude evaluation The optimum exposure amount is the exposure amount that reproduces a 1: 1 line-and-space pattern with a line width of 48 nm, and the exposure amount width that allows the pattern size to be 48 nm ± 10% when the exposure amount is changed is obtained. It was. This value was divided by the optimum exposure and displayed as a percentage. The larger the value, the smaller the change in performance due to the change in exposure amount, and the better the exposure latitude.
・線幅の面内均一性(CDU)評価
上記最適露光量により形成した1:1ラインアンドスペースパターンにおける各ラインパターン中の100個の線幅を測定した。その測定結果から算出した平均値の標準偏差(σ)の3倍値(3σ)を求めて線幅の面内均一性(CDU)(nm)を評価した。以上から求められる3σは、その値が小さいほど、上記レジスト膜に形成された各ラインCDの面内均一性(CDU)が高いことを意味する。-Evaluation of in-plane uniformity (CDU) of line width 100 line widths in each line pattern in the 1: 1 line and space pattern formed by the above optimum exposure amount were measured. The in-plane uniformity (CDU) (nm) of the line width was evaluated by obtaining a triple value (3σ) of the standard deviation (σ) of the average value calculated from the measurement results. The smaller the value of 3σ obtained from the above, the higher the in-plane uniformity (CDU) of each line CD formed on the resist film.
・パターン形状評価
上記の感度を示す照射量における線幅48nmのラインアンドスペースパターン(ライン:スペース=1:1)の断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−4300)を用いて観察した。
ラインパターンの断面形状において、[ラインパターンのボトム部(底部)における線幅/ラインパターンの中部(ラインパターンの高さの半分の高さ位置)における線幅]で表される比率が1.05以上のものを「テーパー」とし、上記比率が1.05未満のものを「矩形」として、2段階で評価を行った。-Pattern shape evaluation A scanning electron microscope (S-4300 manufactured by Hitachi, Ltd.) was used to determine the cross-sectional shape of a line-and-space pattern (line: space = 1: 1) with a line width of 48 nm at an irradiation dose showing the above sensitivity. I observed it.
In the cross-sectional shape of the line pattern, the ratio represented by [line width at the bottom (bottom) of the line pattern / line width at the middle of the line pattern (half the height of the line pattern)] is 1.05. The above was defined as "taper", and the one having the above ratio of less than 1.05 was designated as "rectangle", and the evaluation was performed in two stages.
これらの評価結果を表4に示す。 The results of these evaluations are shown in Table 4.
<実施例1B〜18B、比較例1B〜4B>
(露光条件2:ArF液浸露光、有機溶剤系現像)
12インチのシリコンウエハ上に有機反射防止膜形成用組成物ARC29SR(日産化学社製)を塗布し、205℃で60秒間ベークを行い、膜厚95nmの反射防止膜を形成した。次いで、得られた反射防止膜上に、調製した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を塗布し、100℃で、60秒間に亘ってベーク(PB:Prebake)を行い、膜厚100nmのレジスト膜を形成した。<Examples 1B to 18B, Comparative Examples 1B to 4B>
(Exposure condition 2: ArF immersion exposure, organic solvent-based development)
The organic antireflection film forming composition ARC29SR (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was applied onto a 12-inch silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form an antireflection film having a film thickness of 95 nm. Next, the prepared actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition was applied onto the obtained antireflection film, and baking (PB: Prebake) was performed at 100 ° C. for 60 seconds to obtain a film thickness of 100 nm. A resist film was formed.
得られたウエハをArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製;XT1700i、NA1.20、C−Quad、アウターシグマ0.900、インナーシグマ0.812、XY偏向)を用い、線幅48nmの1:1ラインアンドスペースパターンの6%ハーフトーンマスクを通して露光した。液浸液としては超純水を用いた。その後、105℃で60秒間加熱(PEB:Post Exposure Bake)した。次いで、ネガ型現像液(酢酸ブチル)で30秒間パドルして現像し、リンス液〔メチルイソブチルカルビノール(MIBC)〕で30秒間パドルしてリンスした。続いて、4000rpmの回転数で30秒間ウエハを回転させることにより、線幅48nmの1:1ラインアンドスペースのネガ型レジストパターンを形成した。 The obtained wafer was used with an ArF excimer laser immersion scanner (manufactured by ASML; XT1700i, NA1.20, C-Quad, outer sigma 0.900, inner sigma 0.812, XY deflection) at a line width of 48 nm 1: Exposure was performed through a 6% halftone mask with a 1-line and space pattern. Ultrapure water was used as the immersion liquid. Then, it was heated at 105 ° C. for 60 seconds (PEB: Post Exposure Bake). Then, it was developed by paddling with a negative developer (butyl acetate) for 30 seconds, and then paddled with a rinsing solution [methylisobutylcarbinol (MIBC)] for 30 seconds for rinsing. Subsequently, the wafer was rotated at a rotation speed of 4000 rpm for 30 seconds to form a 1: 1 line-and-space negative resist pattern having a line width of 48 nm.
得られたネガ型レジストパターンに対して、感度評価、解像力評価、露光ラチチュード評価、及び、線幅の面内均一性(CDU)評価を行った。これらの評価方法は、実施例1A〜18Aにおける各評価方法と同様である。パターン形状評価については下記の方法により行った。結果を表5に示す。 Sensitivity evaluation, resolution evaluation, exposure latitude evaluation, and in-plane uniformity (CDU) evaluation of line width were performed on the obtained negative resist pattern. These evaluation methods are the same as the evaluation methods in Examples 1A to 18A. The pattern shape evaluation was performed by the following method. The results are shown in Table 5.
・パターン形状評価
上記の感度を示す照射量における線幅48nmのラインアンドスペースパターン(ライン:スペース=1:1)の断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−4300)を用いて観察した。
ラインパターンの断面形状において、[ラインパターンのトップ部(表面部)における線幅/ラインパターンの中部(ラインパターンの高さの半分の高さ位置)における線幅]で表される比率が1.05以上のものを「逆テーパー」とし、上記比率が1.05未満のものを「矩形」として、2段階で評価を行った。-Pattern shape evaluation A scanning electron microscope (S-4300 manufactured by Hitachi, Ltd.) was used to determine the cross-sectional shape of a line-and-space pattern (line: space = 1: 1) with a line width of 48 nm at an irradiation dose showing the above sensitivity. I observed it.
In the cross-sectional shape of the line pattern, the ratio represented by [line width at the top (surface) of the line pattern / line width at the middle of the line pattern (half the height of the line pattern)] is 1. Those having a ratio of 05 or more were regarded as "reverse taper", and those having the above ratio of less than 1.05 were regarded as "rectangular" and evaluated in two stages.
<実施例1C〜18C、比較例1C〜4C>
(露光条件3:EB(電子線)露光、アルカリ現像、ポジ型パターン)
調製した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布した。次いで、ホットプレート上で120℃、90秒間加熱乾燥を行い、膜厚60nmの感活性光線性又は感放射線性膜(レジスト膜)を形成した。電子線照射装置((株)日立製作所製HL750、加速電圧50keV)を用い、得られた感活性光線性又は感放射線性膜に対して電子線照射を行った。照射後、直ぐにホットプレート上にて110℃、90秒間加熱した。更に濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液を用いて23℃で60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、スピン乾燥してポジ型レジストパターンを形成した。<Examples 1C to 18C, Comparative Examples 1C to 4C>
(Exposure condition 3: EB (electron beam) exposure, alkaline development, positive pattern)
The prepared actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition was uniformly applied onto a silicon substrate treated with hexamethyldisilazane using a spin coater. Next, it was heated and dried on a hot plate at 120 ° C. for 90 seconds to form an actinic or radiation-sensitive film (resist film) having a film thickness of 60 nm. An electron beam irradiation device (HL750 manufactured by Hitachi, Ltd., accelerating voltage 50 keV) was used to irradiate the obtained sensitive light-sensitive or radiation-sensitive film with an electron beam. Immediately after the irradiation, it was heated on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds. Further, it was developed at 23 ° C. for 60 seconds using an aqueous solution of tetramethylammonium hydrooxide having a concentration of 2.38% by mass, rinsed with pure water for 30 seconds, and then spin-dried to form a positive resist pattern.
(評価試験)
・感度評価
得られたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−4300)を用いて観察した。線幅50nmの1:1ラインアンドスペースのレジストパターンを解像するときの露光量(電子線照射量)を感度とした。この値が小さいほど、感度が高い。(Evaluation test)
-Sensitivity evaluation The cross-sectional shape of the obtained pattern was observed using a scanning electron microscope (S-4300 manufactured by Hitachi, Ltd.). The exposure amount (electron beam irradiation amount) when resolving a 1: 1 line-and-space resist pattern having a line width of 50 nm was used as the sensitivity. The smaller this value, the higher the sensitivity.
・解像力評価
上記の感度を示す露光量(電子線照射量)における限界解像力(ラインとスペースが分離解像する最小の線幅)をLS解像力とした。この値が小さいほど、解像力が優れる。-Resolution power evaluation The limit resolution power (minimum line width at which lines and spaces are separated and resolved) at the exposure amount (electron beam irradiation amount) indicating the above sensitivity was defined as the LS resolution power. The smaller this value, the better the resolving power.
・露光ラチチュード評価
線幅50nmのラインアンドスペースパターン(ライン:スペース=1:1)を再現する露光量を最適露光量とし、露光量を変化させた際にパターンサイズが50nm±20%を許容する露光量幅を求めた。この値を最適露光量で割って百分率表示した。値が大きいほど露光量変化による性能変化が小さく、露光ラチチュードが良好である。-Exposure latitude evaluation The optimum exposure amount is the exposure amount that reproduces the line-and-space pattern (line: space = 1: 1) with a line width of 50 nm, and the pattern size allows 50 nm ± 20% when the exposure amount is changed. The exposure amount width was calculated. This value was divided by the optimum exposure and displayed as a percentage. The larger the value, the smaller the change in performance due to the change in exposure amount, and the better the exposure latitude.
・パタ−ン形状評価
上記の感度を示す露光量(電子線照射量)における線幅50nmの1:1ラインアンドスペースのレジストパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−4300)を用いて観察した。
ラインパターンの断面形状において、[ラインパターンのボトム部(底部)における線幅/ラインパターンの中部(ラインパターンの高さの半分の高さ位置)における線幅]で表される比率が1.05以上のものを「テーパー」とし、上記比率が1.05未満のものを「矩形」として、2段階で評価を行った。
これらの評価方法による結果を表6に示す。-Pattern shape evaluation Scanning electron microscope (S-Made by Hitachi, Ltd.) shows the cross-sectional shape of a 1: 1 line-and-space resist pattern with a line width of 50 nm at the exposure amount (electron beam irradiation amount) showing the above sensitivity. It was observed using 4300).
In the cross-sectional shape of the line pattern, the ratio represented by [line width at the bottom (bottom) of the line pattern / line width at the middle of the line pattern (half the height of the line pattern)] is 1.05. The above was defined as "taper", and the one having the above ratio of less than 1.05 was designated as "rectangle", and the evaluation was performed in two stages.
The results of these evaluation methods are shown in Table 6.
<実施例1D〜18D、比較例1D〜4D>
(露光条件4:EB(電子線)露光、アルカリ現像、ネガ型パターン)
調製した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布した。次いで、ホットプレート上で120℃、90秒間加熱乾燥を行い、膜厚60nmの感活性光線性又は感放射線性膜(レジスト膜)を形成した。電子線照射装置((株)日立製作所製HL750、加速電圧50keV)を用い、得られた感活性光線性又は感放射線性膜に対して電子線照射を行った。照射後、直ぐにホットプレート上で110℃、60秒間加熱した。更に濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液を用いて23℃で60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、スピン乾燥してネガ型レジストパターンを得た。<Examples 1D to 18D, Comparative Examples 1D to 4D>
(Exposure condition 4: EB (electron beam) exposure, alkaline development, negative pattern)
The prepared actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition was uniformly applied onto a silicon substrate treated with hexamethyldisilazane using a spin coater. Next, it was heated and dried on a hot plate at 120 ° C. for 90 seconds to form an actinic or radiation-sensitive film (resist film) having a film thickness of 60 nm. An electron beam irradiation device (HL750 manufactured by Hitachi, Ltd., accelerating voltage 50 keV) was used to irradiate the obtained sensitive light-sensitive or radiation-sensitive film with an electron beam. Immediately after irradiation, it was heated on a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds. Further, it was developed at 23 ° C. for 60 seconds using an aqueous solution of tetramethylammonium hydrooxide having a concentration of 2.38% by mass, rinsed with pure water for 30 seconds, and then spin-dried to obtain a negative resist pattern.
得られたネガ型レジストパターンに対して、感度評価、解像力評価、及び、露光ラチチュード評価を行った。これらの評価方法は、実施例1C〜18Cにおける各評価方法と同様である。パターン形状評価については下記の方法により行った。結果を表7に示す。
・パターン形状評価
上記の感度を示す露光量(電子線照射量)における線幅50nmの1:1ラインアンドスペースのレジストパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−4300)を用いて観察した。
ラインパターンの断面形状において、[ラインパターンのトップ部(表面部)における線幅/ラインパターンの中部(ラインパターンの高さの半分の高さ位置)における線幅]で表される比率が1.05以上のものを「逆テーパー」とし、上記比率が1.05未満のものを「矩形」として、2段階で評価を行った。Sensitivity evaluation, resolution evaluation, and exposure latitude evaluation were performed on the obtained negative resist pattern. These evaluation methods are the same as the evaluation methods in Examples 1C to 18C. The pattern shape evaluation was performed by the following method. The results are shown in Table 7.
-Pattern shape evaluation Scanning electron microscope (S-4300, manufactured by Hitachi, Ltd.) scans the cross-sectional shape of a 1: 1 line-and-space resist pattern with a line width of 50 nm at the exposure amount (electron beam irradiation amount) showing the above sensitivity. Was observed using.
In the cross-sectional shape of the line pattern, the ratio represented by [line width at the top (surface) of the line pattern / line width at the middle of the line pattern (half the height of the line pattern)] is 1. Those having a ratio of 05 or more were regarded as "reverse taper", and those having the above ratio of less than 1.05 were regarded as "rectangular" and evaluated in two stages.
<実施例1E〜18E、比較例1E〜4E>
(露光条件5:EUV(極紫外線)露光、アルカリ現像)
・レジスト組成物の塗布及び塗布後ベーク(PB)
12インチシリコンウエハ上に、有機膜形成用組成物であるDUV44(Brewer
Science社製)を塗布し、200℃で60秒間ベークして、膜厚60nmの有機膜を形成した。形成した有機膜の上に、調製した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を塗布し、120℃の条件で60秒間ベークし、膜厚40nmの感活性光線性又は感放射線性膜(レジスト膜)を形成した。<Examples 1E to 18E, Comparative Examples 1E to 4E>
(Exposure condition 5: EUV (extreme ultraviolet) exposure, alkaline development)
-Applying the resist composition and baking after application (PB)
DUV44 (Brewer), which is a composition for forming an organic film, is placed on a 12-inch silicon wafer.
(Manufactured by Science) was applied and baked at 200 ° C. for 60 seconds to form an organic film having a film thickness of 60 nm. The prepared sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition is applied onto the formed organic film, baked for 60 seconds under the condition of 120 ° C., and the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive film (resist) having a film thickness of 40 nm is obtained. Membrane) was formed.
・露光(L/Sパターン評価)
上記で作製したウエハに、NA(レンズ開口数、Numerical Aperture)0.25、ダイポール照明(Dipole 60x、アウターシグマ0.81、インナーシグマ0.43)でEUV露光を行った。具体的には、ウエハ上寸法がピッチ40nm、幅20nmのラインアンドスペースパターン(L/Sパターン)を形成する為のパターンが含まれたマスクを介して、露光量を変えてEUV露光を行った。・ Exposure (L / S pattern evaluation)
The wafer produced above was subjected to EUV exposure with NA (numerical aperture number, Natural Aperture) 0.25 and dipole illumination (Dipole 60x, outer sigma 0.81, inner sigma 0.43). Specifically, EUV exposure was performed by changing the exposure amount through a mask containing a pattern for forming a line-and-space pattern (L / S pattern) having a wafer dimension of 40 nm in pitch and 20 nm in width. ..
・露光後ベーク(PEB(Post Exposure Bake))
照射後、EUV露光装置から取り出したら、ただちに、120℃の温度で60秒間ベーク(PEB)した。・ Post Exposure Bake (PEB)
After irradiation, it was taken out from the EUV exposure apparatus and immediately baked (PEB) at a temperature of 120 ° C. for 60 seconds.
・現像
2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて現像した。-Development Developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution.
(評価試験)
・感度
ピッチ40nm、幅20nmのラインアンドスペースパターン(L/Sパターン)を解像するときの照射エネルギーを感度(Eop)とした。この値が小さいほど性能が良好であることを示す。(Evaluation test)
-Sensitivity The irradiation energy when resolving a line-and-space pattern (L / S pattern) having a pitch of 40 nm and a width of 20 nm was defined as sensitivity (Eop). The smaller this value is, the better the performance is.
・解像力評価
上記Eopにおいて、分離している(1:1)のラインアンドスペースパターンの最小線幅を解像力とした。この値が小さいほど性能が良好であることを示す。-Resolution power evaluation In the above Eop, the minimum line width of the separated (1: 1) line and space patterns was defined as the resolution power. The smaller this value is, the better the performance is.
・露光ラチチュード評価
ピッチ40nm、幅20nmのラインアンドスペースパターン(L/Sパターン)を再現する露光量を最適露光量とし、露光量を変化させた際にパターンサイズが50nm±20%を許容する露光量幅を求めた。この値を最適露光量で割って百分率表示した。値が大きいほど露光量変化による性能変化が小さく、露光ラチチュードが良好である。-Exposure latitude evaluation The optimum exposure amount is the exposure amount that reproduces a line-and-space pattern (L / S pattern) with a pitch of 40 nm and a width of 20 nm, and an exposure that allows a pattern size of 50 nm ± 20% when the exposure amount is changed. The quantity range was calculated. This value was divided by the optimum exposure and displayed as a percentage. The larger the value, the smaller the change in performance due to the change in exposure amount, and the better the exposure latitude.
・パターン形状評価
上記の感度を示す露光量における線ピッチ40nm、幅20nmのラインアンドスペースパターン(L/Sパターン)のレジストパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−4300)を用いて観察した。
ラインパターンの断面形状において、[ラインパターンのボトム部(底部)における線幅/ラインパターンの中部(ラインパターンの高さの半分の高さ位置)における線幅]で表される比率が1.05以上のものを「テーパー」とし、上記比率が1.05未満のものを「矩形」として、2段階で評価を行った。-Pattern shape evaluation Scanning electron microscope (S-4300, manufactured by Hitachi, Ltd.) shows the cross-sectional shape of the resist pattern of the line and space pattern (L / S pattern) with a line pitch of 40 nm and a width of 20 nm at the exposure amount showing the above sensitivity. ) Was used for observation.
In the cross-sectional shape of the line pattern, the ratio represented by [line width at the bottom (bottom) of the line pattern / line width at the middle of the line pattern (half the height of the line pattern)] is 1.05. The above was defined as "taper", and the one having the above ratio of less than 1.05 was designated as "rectangle", and the evaluation was performed in two stages.
<実施例1F〜18F、比較例1F〜4F>
(露光条件6:EUV(極紫外線)露光、有機溶剤系現像)
・上層膜形成用組成物の調製
下記表9に示す各成分を、同表に示す溶剤に溶解させた。これを0.03μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターを用いてろ過して、上層膜形成用組成物を得た(固形分濃度5質量%)。下記表9において「MIBC」はメチルイソブチルカルビノールを表す。<Examples 1F to 18F, Comparative Examples 1F to 4F>
(Exposure condition 6: EUV (extreme ultraviolet) exposure, organic solvent-based development)
-Preparation of composition for forming upper layer film Each component shown in Table 9 below was dissolved in the solvent shown in the same table. This was filtered using a polyethylene filter having a pore size of 0.03 μm to obtain a composition for forming an upper layer film (solid content concentration: 5% by mass). In Table 9 below, "MIBC" represents methylisobutylcarbinol.
以下に、上層膜形成用組成物を得る際に使用した樹脂V−1〜V−3および添加剤X1を示す。これら以外の添加剤は、上述したものと同じである。
樹脂V−1〜V−3の組成比、重量平均分子量及び分散度は、下記表10に示す。The resins V-1 to V-3 and the additive X1 used in obtaining the composition for forming the upper layer film are shown below. Additives other than these are the same as those described above.
The composition ratio, weight average molecular weight and dispersity of the resins V-1 to V-3 are shown in Table 10 below.
下記表13に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物(レジスト組成物)を用いて、以下の操作によりレジストパターンを形成した。 Using the actinic or radiation-sensitive resin composition (resist composition) shown in Table 13 below, a resist pattern was formed by the following operation.
・レジスト組成物の塗布及び塗布後ベーク(PB)
12インチシリコンウエハ上に、有機膜形成用組成物であるDUV44(BrewerScience社製)を塗布し、200℃で60秒間ベークして、膜厚60nmの有機膜を形成した。形成した有機膜の上に、調製した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を塗布し、120℃の条件で60秒間ベークし、膜厚40nmの感活性光線性又は感放射線性膜(レジスト膜)を形成した。-Applying the resist composition and baking after application (PB)
DUV44 (manufactured by Brewer Science), which is a composition for forming an organic film, was applied onto a 12-inch silicon wafer and baked at 200 ° C. for 60 seconds to form an organic film having a film thickness of 60 nm. The prepared sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition is applied onto the formed organic film, baked for 60 seconds under the condition of 120 ° C., and the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive film (resist) having a film thickness of 40 nm is obtained. Membrane) was formed.
・上層膜形成用組成物の塗布及び塗布後ベーク(PB)
実施例3F、5F、6F、10F、12F、15Fについては、上記表9に示す上層膜形成用組成物(トップコート組成物)を、上記ベーク後のレジスト膜上に塗布した。その後、下記表13に記載の上層膜PB温度(単位:℃)で60秒間に亘ってベークを行い、膜厚40nmの上層膜(トップコート)を形成した。-Applying the composition for forming the upper layer film and baking after application (PB)
For Examples 3F, 5F, 6F, 10F, 12F, and 15F, the upper layer film forming composition (top coat composition) shown in Table 9 above was applied onto the resist film after baking. Then, it was baked at the PB temperature (unit: ° C.) of the upper layer film shown in Table 13 below for 60 seconds to form an upper layer film (top coat) having a film thickness of 40 nm.
・露光(L/Sパターン評価)
上記で作製したウエハに、NA(レンズ開口数、Numerical Aperture)0.25、ダイポール照明(Dipole 60x、アウターシグマ0.81、インナーシグマ0.43)でEUV露光を行った。具体的には、ウエハ上寸法がピッチ40nm、幅20nmのラインアンドスペースパターン(L/Sパターン)を形成する為のパターンが含まれたマスクを介して、露光量を変えてEUV露光を行った。・ Exposure (L / S pattern evaluation)
The wafer produced above was subjected to EUV exposure with NA (numerical aperture number, Natural Aperture) 0.25 and dipole illumination (Dipole 60x, outer sigma 0.81, inner sigma 0.43). Specifically, EUV exposure was performed by changing the exposure amount through a mask containing a pattern for forming a line-and-space pattern (L / S pattern) having a wafer dimension of 40 nm in pitch and 20 nm in width. ..
・露光後ベーク(PEB(Post Exposure Bake))
照射後、EUV露光装置から取り出したら、ただちに、下記表13に記載の温度で60秒間ベーク(PEB)した。・ Post Exposure Bake (PEB)
Immediately after being taken out from the EUV exposure apparatus after irradiation, it was baked (PEB) for 60 seconds at the temperature shown in Table 13 below.
・現像
その後、シャワー型現像装置(ACTES(株)製ADE3000S)を用いて、50回転(rpm)でウエハを回転しながら、現像液(23℃)を、200mL/分の流量で30秒間スプレー吐出することで、現像を行った。現像液としては、下記表13に記載の現像液を用いた。下記表11に、各例で用いた現像液を併せて示す。-Development After that, using a shower-type developing device (ADE3000S manufactured by ACTES Co., Ltd.), while rotating the wafer at 50 rotations (rpm), the developer (23 ° C.) is spray-discharged at a flow rate of 200 mL / min for 30 seconds. By doing so, development was performed. As the developing solution, the developing solution shown in Table 13 below was used. Table 11 below also shows the developers used in each example.
・リンス
その後、50回転(rpm)でウエハを回転しながら、リンス液(23℃)を、200mL/分の流量で15秒間スプレー吐出することで、リンス処理を行った。
最後に、2500回転(rpm)で60秒間高速回転してウエハを乾燥させた。リンス液としては、下記表13に記載のリンス液を用いた。下記表12に各例で用いたリンス液を併せて示す。-Rinse After that, the rinsing treatment was performed by spraying and discharging the rinsing solution (23 ° C.) at a flow rate of 200 mL / min for 15 seconds while rotating the wafer at 50 rpm.
Finally, the wafer was dried at a high speed of 2500 rpm for 60 seconds. As the rinsing solution, the rinsing solution shown in Table 13 below was used. Table 12 below also shows the rinse solutions used in each example.
(評価試験)
以下の項目について評価を行った。結果の詳細は、下記表13に示す。(Evaluation test)
The following items were evaluated. Details of the results are shown in Table 13 below.
・感度評価
ウエハ上寸法がピッチ40nm、幅20nmのラインアンドスペースパターン(L/Sパターン)を解像するときの照射エネルギーを感度(Eop)とした。この値が小さいほど性能が良好であることを示す。-Sensitivity evaluation The irradiation energy when resolving a line-and-space pattern (L / S pattern) having a wafer dimension of 40 nm in pitch and 20 nm in width was defined as sensitivity (Eop). The smaller this value is, the better the performance is.
・解像力評価
上記Eopにおいて、分離している(1:1)のラインアンドスペースパターンの最小線幅を解像力とした。この値が小さいほど性能が良好であることを示す。-Resolution power evaluation In the above Eop, the minimum line width of the separated (1: 1) line and space patterns was defined as the resolution power. The smaller this value is, the better the performance is.
・露光ラチチュード評価
ウエハ上寸法がピッチ40nm、幅20nmのラインアンドスペースパターン(L/Sパターン)を再現する露光量を最適露光量とし、露光量を変化させた際にパターンサイズが50nm±20%を許容する露光量幅を求めた。この値を最適露光量で割って百分率表示した。値が大きいほど露光量変化による性能変化が小さく、露光ラチチュードが良好である。-Exposure latitude evaluation The optimum exposure amount is the exposure amount that reproduces the line-and-space pattern (L / S pattern) with a pitch of 40 nm and a width of 20 nm on the wafer, and the pattern size is 50 nm ± 20% when the exposure amount is changed. The exposure amount range that allows the above was determined. This value was divided by the optimum exposure and displayed as a percentage. The larger the value, the smaller the change in performance due to the change in exposure amount, and the better the exposure latitude.
・パターン形状評価
上記の感度を示す露光量における40nm、幅20nmのラインアンドスペースパターン(L/Sパターン)のレジストパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−4300)を用いて観察した。
ラインパターンの断面形状において、[ラインパターンのトップ部(表面部)における線幅/ラインパターンの中部(ラインパターンの高さの半分の高さ位置)における線幅]で表される比率が1.05以上のものを「逆テーパー」とし、上記比率が1.05未満のものを「矩形」として、2段階で評価を行った。-Pattern shape evaluation A scanning electron microscope (S-4300 manufactured by Hitachi, Ltd.) was used to determine the cross-sectional shape of the resist pattern of a line-and-space pattern (L / S pattern) with a width of 40 nm and a width of 20 nm at an exposure amount showing the above sensitivity. Observed using.
In the cross-sectional shape of the line pattern, the ratio represented by [line width at the top (surface) of the line pattern / line width at the middle of the line pattern (half the height of the line pattern)] is 1. Those having a ratio of 05 or more were regarded as "reverse taper", and those having the above ratio of less than 1.05 were regarded as "rectangular" and evaluated in two stages.
<実施例と比較例との対比結果>
表4〜表8、表13の結果から、一般式(I)で表される酸を発生する化合物を含む実施例の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、解像力、露光ラチチュード、および、パターン形状特性のいずれにおいても優れていることが確認された。
更に、表4〜表5の結果から、一般式(I)で表される酸を発生する化合物を含む実施例の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、CDUにも優れることが確認された。
これに対して、一般式(I)で表される酸を発生する化合物を含まない比較例の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、解像力、露光ラチチュード、および、パターン形状特性が不十分であった。
<Results of comparison between Examples and Comparative Examples>
From the results of Tables 4 to 8 and 13, the sensitive actinic or radiation-sensitive resin compositions of the examples containing the compounds that generate the acid represented by the general formula (I) have resolution, exposure latitude, and exposure latitude. , It was confirmed that all of the pattern shape characteristics were excellent.
Further, from the results of Tables 4 to 5, it was confirmed that the actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the example containing the compound that generates the acid represented by the general formula (I) is also excellent in CDU. Was done.
On the other hand, the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the comparative example containing no compound that generates an acid represented by the general formula (I) has poor resolution, exposure latitude, and pattern shape characteristics. It was enough.
Claims (13)
前記樹脂は、フェノール性水酸基を有するか、または、ラクトン構造若しくはスルトン構造を有する繰り返し単位を有する、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
前記一般式(I)中、
Aは、Xで表される連結基を少なくとも1個有する非芳香族ヘテロ環、又は、以下式(A)もしくは式(B)で表される非芳香族ヘテロ環を表す。
Xは、−S−、−S(=O)−、−S(=O)2−、−O(C=O)O−、−O(C=O)NZ−、−S(=O)NZ−、−S(=O)2NZ−、又はこれらの基を組み合わせた基を表す。
Zは、1価の有機基または水素原子を表す。
Rは、1価の有機基を表す。
nは、0以上の整数を表す。 A sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a resin and a compound that generates an acid represented by the following general formula (I) by irradiation with active light or radiation .
The resin is a sensitive photosensitive or radiation-sensitive resin composition having a phenolic hydroxyl group or a repeating unit having a lactone structure or a sultone structure.
In the general formula (I),
A represents a non-aromatic heterocycle having at least one linking group represented by X, or a non-aromatic heterocycle represented by the following formula (A) or formula (B) .
X is, - S -, - S ( = O) -, - S (= O) 2 -, - O (C = O) O -, - O (C = O) NZ -, - S (= O) Represents NZ-, -S (= O) 2 NZ-, or a group combining these groups.
Z represents a monovalent organic group or a hydrogen atom.
R represents a monovalent organic group.
n represents an integer of 0 or more.
前記一般式(I−A)中、
M+は、1価のカチオンを表す。
Aは、Xで表される連結基を少なくとも1個有する非芳香族ヘテロ環を表す。
Xは、−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)2−、−O(C=O)O−、−O(C=O)NZ−、−S(=O)NZ−、−S(=O)2NZ−、又はこれらの基を組み合わせた基を表す。
Zは、1価の有機基または水素原子を表す。
Rは、1価の有機基を表す。
nは、0以上の整数を表す。 The actinic or radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein the compound is a compound represented by the following general formula (IA).
In the general formula (IA),
M + represents a monovalent cation.
A represents a non-aromatic heterocycle having at least one linking group represented by X.
X is -O-, -S-, -S (= O)-, -S (= O) 2- , -O (C = O) O-, -O (C = O) NZ-, -S (= O) NZ-, -S (= O) 2 NZ-, or a group combining these groups.
Z represents a monovalent organic group or a hydrogen atom.
R represents a monovalent organic group.
n represents an integer of 0 or more.
前記樹脂が、フェノール性水酸基を有する樹脂である、請求項1または2に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 In addition, it contains a cross-linking agent
The actinic or radiation-sensitive resin composition according to claim 1 or 2, wherein the resin is a resin having a phenolic hydroxyl group.
前記レジスト膜を露光する露光工程と、
露光された前記レジスト膜を、現像液を用いて現像する現像工程と、を含む、パターン形成方法。 A resist film forming step of forming a resist film using the actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 7.
An exposure step for exposing the resist film and
A pattern forming method including a developing step of developing the exposed resist film with a developing solution.
レジスト膜付きマスクブランクスにおける前記露光されたレジスト膜を現像する現像工程と、を含む、レジスト膜付きマスクブランクスのパターン形成方法。 The exposure step of exposing the resist film in the mask blank with the resist film according to claim 12.
A method for forming a pattern of a mask blank with a resist film, which comprises a developing step of developing the exposed resist film in the mask blank with a resist film.
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