JP2006133803A5 - - Google Patents

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感放射線性樹脂組成物Radiation sensitive resin composition

本発明は、遠紫外線、電子線、X線等の放射線を用いる微細加工に好適な感放射線性樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition suitable for fine processing using radiation such as deep ultraviolet rays, electron beams, and X-rays.

近年、LSI(高集積回路)の高密度化、高集積化に対する要求が益々高まっており、それに伴い配線パターンの微細化も急速に進行している。
このような配線パターンの微細化に対応しうる手段の一つとして、リソグラフィープロセスに用いる放射線を短波長化する方法があり、近年では、g線(波長436nm)やi線(波長365nm)等の紫外線に替えて、KrFエキシマレーザー(波長248nm)あるいはArFエキシマレーザー(波長193nm)等の遠紫外線や、電子線、X線等が用いられるようになっている。
ところで、従来のレジスト組成物には、樹脂成分としてノボラック樹脂、ポリ(ビニルフェノール)等が用いられてきたが、これらの材料は構造中に芳香族環を含み、193nmの波長に強い吸収があるため、ArFエキシマレーザーを用いたリソグラフィープロセスでは、高感度、高解像度、高アスペクト比に対応した高い精度が得られない。
そこで、193nm以下の波長に対して透明で、かつ芳香族環と同等レベル以上のドライエッチング耐性を有するレジスト用樹脂材料が求められている。その一つとしてシロキサン系ポリマーが考えられ、MIT R.R.Kunzらは、ポリシロキサン系ポリマーが、193nm以下の波長、特に157nmでの透明性に優れるという測定結果を提示し、このポリマーが193nm以下の波長を用いるリソグラフィープロセスにおけるレジスト材料に適していると報告している(非特許文献1参照) 。また、ポリシロキサン系ポリマーはドライエッチング耐性に優れ、中でもラダー構造をもつポリオルガノポリシルセスキオキサンを含むレジストが高いプラズマ耐性を有することも知られている。
In recent years, demands for higher density and higher integration of LSIs (highly integrated circuits) are increasing, and along with this, miniaturization of wiring patterns is also progressing rapidly.
As one of the means that can cope with such miniaturization of the wiring pattern, there is a method of shortening the radiation used in the lithography process. In recent years, g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm), etc. Instead of ultraviolet rays, far ultraviolet rays such as KrF excimer laser (wavelength 248 nm) or ArF excimer laser (wavelength 193 nm), electron beams, X-rays and the like are used.
By the way, in the conventional resist composition, a novolak resin, poly (vinylphenol), or the like has been used as a resin component, but these materials contain an aromatic ring in the structure and have strong absorption at a wavelength of 193 nm. Therefore, the lithography process using the ArF excimer laser cannot obtain high accuracy corresponding to high sensitivity, high resolution, and high aspect ratio.
Therefore, there is a demand for a resist resin material that is transparent to a wavelength of 193 nm or less and has dry etching resistance equal to or higher than that of an aromatic ring. One of them is a siloxane polymer, and MIT RRKunz et al. Presented a measurement result that a polysiloxane polymer has a wavelength of 193 nm or less, particularly excellent transparency at 157 nm, and this polymer has a wavelength of 193 nm or less. It is reported that it is suitable for a resist material in the lithography process to be used (see Non-Patent Document 1). It is also known that polysiloxane polymers are excellent in dry etching resistance, and among them, a resist containing polyorganopolysilsesquioxane having a ladder structure has high plasma resistance.

J. Photopolym. Sci. Technol., Vol.12, No.4, 1999J. Photopolym. Sci. Technol., Vol.12, No.4, 1999

一方、シロキサン系ポリマーを用いるレジスト材料についても既に幾つか報告されている。即ち、特許文献1に、カルボン酸エステル基、フェノールエーテル基等の酸解離性基が1個以上の炭素原子を介してケイ素原子に結合した、側鎖に酸解離性基を有するポリシロキサンを用いた放射線感応性樹脂組成物が、特許文献2に、ポリ(2−カルボキシエチルシロキサン)のカルボキシル基をt−ブチル基等の酸解離性基で保護したポリマーを用いたポジ型レジストが、さらに特許文献3に、酸解離性エステル基を有するポリオルガノシルセスキオキサンを用いたレジスト樹脂組成物が、それぞれ開示されている。
しかし、シロキサン系ポリマーを用いた従来のレジスト材料では、特に解像度の面で満足できなかった。
On the other hand, some resist materials using siloxane polymers have already been reported. That is, Patent Document 1 uses a polysiloxane having an acid dissociable group in the side chain in which an acid dissociable group such as a carboxylic acid ester group or a phenol ether group is bonded to a silicon atom via one or more carbon atoms. Patent Document 2 discloses a radiation-sensitive resin composition, and a positive resist using a polymer in which a carboxyl group of poly (2-carboxyethylsiloxane) is protected with an acid-dissociable group such as a t-butyl group is further patented. Document 3 discloses resist resin compositions using polyorganosilsesquioxanes having acid dissociable ester groups.
However, the conventional resist material using a siloxane polymer was not satisfactory particularly in terms of resolution.

特開平5−323611号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-323611 特開平8−160623号公報JP-A-8-160623 特開平11−60733号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-60733

本発明の課題は、酸解離性基含有ポリシロキサンを樹脂成分とし、特に解像度が優れた化学増幅型レジストとして好適な感放射線性樹脂組成物を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a radiation-sensitive resin composition suitable for use as a chemically amplified resist having an acid dissociable group-containing polysiloxane as a resin component and particularly excellent in resolution.

本発明は、(A)酸解離性基含有ポリシロキサンおよび(B)放射線の照射により、下記式(I)で表される酸を発生する化合物(B1)と、放射線の照射により、下記式(II) で表される酸、下記式(III)で表される酸または下記式(IV)で表される酸を発生する化合物(B2)とを必須成分とする感放射線性酸発生剤を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物、からなる。 The present invention includes (A) an acid dissociable group-containing polysiloxane , and (B) a compound (B1) that generates an acid represented by the following formula (I) by irradiation with radiation, and the following formula by irradiation with radiation: A radiation-sensitive acid generator comprising, as an essential component, an acid represented by (II), an acid represented by the following formula (III), or a compound (B2) that generates an acid represented by the following formula (IV): It consists of a radiation sensitive resin composition characterized by containing.

Figure 2006133803
Figure 2006133803

〔式(I)において、各Rf は相互に独立にフッ素原子またはトリフルオロメチル基を示し、Ra は炭素数3〜20の環状の1価の炭化水素基または炭素数3〜20の環状の1価のフッ素化炭化水素基を示し、該環状の1価の炭化水素基および該環状の1価のフッ素化炭化水素基は置換されていてもよい。〕 [In the formula (I), each Rf independently represents a fluorine atom or a trifluoromethyl group, and Ra represents a cyclic monovalent hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms or a cyclic 1 group having 3 to 20 carbon atoms. A cyclic monovalent hydrocarbon group and the cyclic monovalent fluorinated hydrocarbon group may be substituted. ]

Figure 2006133803
Figure 2006133803

〔式(II)において、Rf はフッ素原子またはトリフルオロメチル基を示し、Rf'は水素原子、フッ素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示し、Rb は水素原子、炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数3〜20の環状の1価の炭化水素基または炭素数3〜20の環状の1価のフッ素化炭化水素基を示し、該環状の1価の炭化水素基および該環状の1価のフッ素化炭化水素基は置換されていてもよい。[In the formula (II), Rf represents a fluorine atom or a trifluoromethyl group, Rf ′ represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, and Rb represents a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 20 carbon atoms. A linear or branched alkyl group, a cyclic monovalent hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a cyclic monovalent fluorinated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, The hydrogen group and the cyclic monovalent fluorinated hydrocarbon group may be substituted.

式(III)において、Rs は炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または炭素数3〜20の環状の1価の炭化水素基を示し、該環状の1価の炭化水素基は置換されていてもよい。In the formula (III), Rs represents a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a cyclic monovalent hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and the cyclic monovalent hydrocarbon group May be substituted.

式(IV)において、Rc は炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のフッ素化アルキル基、炭素数3〜20の環状の1価の炭化水素基または炭素数3〜20の環状の1価のフッ素化炭化水素基を示し、該環状の1価の炭化水素基および該環状の1価のフッ素化炭化水素基は置換されていてもよい。〕In the formula (IV), Rc is a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a cyclic group having 3 to 20 carbon atoms. A monovalent hydrocarbon group or a cyclic monovalent fluorinated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, wherein the cyclic monovalent hydrocarbon group and the cyclic monovalent fluorinated hydrocarbon group are substituted; It may be. ]

以下、本発明を詳細に説明する。
(A)酸解離性基含有ポリシロキサン
本発明における酸解離性基含有ポリシロキサンとしては、より具体的には、その酸解離性基が解離したときにアルカリ可溶性となる、アルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の酸解離性基含有ポリシロキサン挙げることができ、下記式(1)で表される構造単位(以下、「構造単位(1)」という。)少なくとも1種有する重合体(以下、「ポリシロキサン(α)」という。)が好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(A) Acid-dissociable group-containing polysiloxane As the acid-dissociable group-containing polysiloxane in the present invention, more specifically, alkali-insoluble or alkali-insoluble, which becomes alkali-soluble when the acid-dissociable group is dissociated. there may be mentioned acid-dissociable group-containing polysiloxane represented by the following formula (1) structural unit represented by (hereinafter, "structural unit (1)" hereinafter.) polymer (hereinafter having at least one kind of "polysiloxane (Α) ”) is preferred.

Figure 2006133803
Figure 2006133803

〔式(1)において、A1 は酸により解離する酸解離性基を有する1価の有機基を示す。 In [the formula (1), A 1 represents a monovalent organic group having an acid-dissociable group dissociates by acid. ]

式(1)において、A1 の酸により解離する酸解離性基を有する1価の有機基としては、酸により解離して、好ましくはカルボキシル基、フェノール性水酸基またはアルコール性水酸基を生じる1種以上の酸解離性基を有する炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基、該酸解離性基を有する炭素数4〜30の環状の1価の炭化水素基等の、ポリシロキサン(α)を製造する反応条件下で安定な基を挙げることができる。 In the formula (1), the monovalent organic group having an acid-dissociable group that dissociates with an acid of A 1 is preferably one or more that dissociates with an acid to generate a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, or an alcoholic hydroxyl group. A polysiloxane such as a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms having an acid dissociable group and a cyclic monovalent hydrocarbon group having 4 to 30 carbon atoms having the acid dissociable group Mention may be made of groups which are stable under the reaction conditions for producing (α).

前記酸解離性基としては、下記式(3)で表される基が好ましい。

Figure 2006133803
The acid dissociable group is preferably a group represented by the following formula (3).
Figure 2006133803

〔式(3)において、Pは単結合、メチレン基、ジフルオロメチレン基、置換されていてもよい炭素数2〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、置換されていてもよい炭素数6〜20の2価の芳香族基または置換されていてもよい炭素数3〜20の2価の脂環式基を示し、Qは−COO−または−O−を示し、
2 は酸により解離して水素原子を生じる1価の有機基を示す。〕
[In Formula (3), P is a single bond, a methylene group, a difluoromethylene group, an optionally substituted linear or branched alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, and an optionally substituted carbon number 6 -20 represents a divalent aromatic group or a divalent alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms which may be substituted, Q represents -COO- or -O-,
R 2 represents a monovalent organic group that is dissociated by an acid to generate a hydrogen atom. ]

式(3)において、Pの炭素数2〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基等を挙げることができ、炭素数6〜20の2価の芳香族基としては、例えば、フェニレン基、ナフチレン基等を挙げることができ、また炭素数3〜20の2価の脂環式基としては、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロヘキシレン基等のシクロアルキレン基や、ノルボルナン骨格、トリシクロデカン骨格、テトラシクロデカン骨格、アダマンタン骨格等の有橋脂環式骨格を有する2価の炭化水素基を挙げることができる。   In the formula (3), examples of the linear or branched alkylene group having 2 to 20 carbon atoms of P include an ethylene group, a propylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, and the like. Examples of the divalent aromatic group having 20 to 20 include a phenylene group and a naphthylene group. Examples of the divalent alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms include a cyclopropylene group and a cyclobutylene group. And divalent hydrocarbon groups having a bridged alicyclic skeleton such as a norbornane skeleton, a tricyclodecane skeleton, a tetracyclodecane skeleton, and an adamantane skeleton.

また、これらのアルキレン基、2価の芳香族基および2価の脂環式基の置換基としては、フッ素原子、炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のフッ素化アルキル基が好ましい。
また、前記2価の芳香族基および2価の脂環式基は、メチレン基、ジフルオロメチレン基、炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基あるいは炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のフッ素化アルキレン基を有することもできる。
Moreover, as a substituent of these alkylene groups, a bivalent aromatic group, and a bivalent alicyclic group, a fluorine atom and a C1-C10 linear or branched fluorinated alkyl group are preferable.
The divalent aromatic group and divalent alicyclic group are a methylene group, a difluoromethylene group, a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, or a linear chain having 1 to 10 carbon atoms. Or a branched fluorinated alkylene group.

式(3)における好ましいPとしては、単結合、メチレン基、ジフルオロメチレン基、トリシクロデカン骨格を有する2価の炭化水素基やそのフッ素化物、アダマンタン骨格を有する2価の炭化水素基やそのフッ素化物、ノルボルナン骨格を有する2価の炭化水素基やそのフッ素化物等を挙げることができ、特に、ノルボルナン骨格を有する2価の炭化水素基やそのフッ素化物が好ましい。   Preferred P in formula (3) is a single bond, a methylene group, a difluoromethylene group, a divalent hydrocarbon group having a tricyclodecane skeleton or a fluorinated product thereof, a divalent hydrocarbon group having an adamantane skeleton or a fluorine thereof. And a divalent hydrocarbon group having a norbornane skeleton and a fluorinated product thereof. In particular, a divalent hydrocarbon group having a norbornane skeleton and a fluorinated product thereof are preferable.

また、R2 の酸により解離して水素原子を生じる1価の有機基としては、例えば、
メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、シクロペンチル基、1−メチルシクロペンチル基、1−エチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−メチルシクロヘキシル基、1−エチルシクロヘキシル基、4−t−ブチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基;
1−メチルアダマンチル基、1−エチルアダマンチル基等のアルキル置換アダマンチル基;
ベンジル基、4−t−ブチルベンジル基、フェネチル基、4−t−ブチルフェネチル基等のアラルキル基;
t−ブトキシカルボニル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル基、2−(トリメチルシリル)エチルカルボニル基、i−ブチルカルボニル基、ビニルカルボニル基、アリルカルボニル基、ベンジルカルボニル基、4−エトキシ−1−ナフチルカルボニル基等の有機カルボニル基;
Examples of the monovalent organic group that generates a hydrogen atom by dissociating with an acid of R 2 include, for example,
Methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, cyclopentyl group, 1-methylcyclopentyl group, 1-ethylcyclopentyl group A linear, branched or cyclic alkyl group such as cyclohexyl group, 1-methylcyclohexyl group, 1-ethylcyclohexyl group, 4-t-butylcyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group;
Alkyl-substituted adamantyl groups such as 1-methyladamantyl group and 1-ethyladamantyl group;
Aralkyl groups such as a benzyl group, 4-t-butylbenzyl group, phenethyl group, 4-t-butylphenethyl group;
t-butoxycarbonyl group, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, i-propoxycarbonyl group, 2- (trimethylsilyl) ethylcarbonyl group, i-butylcarbonyl group, vinylcarbonyl group, allylcarbonyl group, benzylcarbonyl group, 4-ethoxy An organic carbonyl group such as a -1-naphthylcarbonyl group;

メトキシメチル基、メチルチオメチル基、エトキシメチル基、t−ブトキシメチル基、(フェニルジメチルシリル)メトキシメチル基、ベンジロキシメチル基、t−ブトキシメチル基、シロキシメチル基、2−メトキシエトキシメチル基、2,2,2−トリクロロエトキシメチル基、ビス(2−クロロエトキシ)メチル基、1−メトキシシクロヘキシル基、テトラヒドロピラニル基、4−メトキシテトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、1−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基、1−(2−クロロエトキシ)エチル基、1−メチル−1−メトキシエチル基、1−メチル−1−ベンジロキシエチル基、1−(2−クロロエトキシ)エチル基、1−メチル−1−ベンジロキシ−2−フルオロエチル基等の、式(3)中の酸素原子と結合してアセタール構造を形成する有機基;
トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ジメチルエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、t−ブチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、t−ブチルメトキシフェニルシリル基等のシリル基等を挙げることができる。
Methoxymethyl group, methylthiomethyl group, ethoxymethyl group, t-butoxymethyl group, (phenyldimethylsilyl) methoxymethyl group, benzyloxymethyl group, t-butoxymethyl group, siloxymethyl group, 2-methoxyethoxymethyl group, 2 , 2,2-trichloroethoxymethyl group, bis (2-chloroethoxy) methyl group, 1-methoxycyclohexyl group, tetrahydropyranyl group, 4-methoxytetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, 1-methoxyethyl group, 1 -Ethoxyethyl group, 1- (2-chloroethoxy) ethyl group, 1-methyl-1-methoxyethyl group, 1-methyl-1-benzyloxyethyl group, 1- (2-chloroethoxy) ethyl group, 1- Oxygen sources in formula (3), such as methyl-1-benzyloxy-2-fluoroethyl group The organic group that forms a bond to acetal structure;
Examples include silyl groups such as trimethylsilyl group, triethylsilyl group, dimethylethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, t-butyldiphenylsilyl group, triphenylsilyl group, diphenylmethylsilyl group, and t-butylmethoxyphenylsilyl group. be able to.

これらの酸により解離して水素原子を生じる1価の有機基のうち、t−ブチル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、1−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基、t−ブチルジメチルシリル基等が好ましい。   Among the monovalent organic groups that dissociate by these acids and generate hydrogen atoms, t-butyl, tetrahydropyranyl, tetrahydrofuranyl, methoxymethyl, ethoxymethyl, 1-methoxyethyl, 1-ethoxy An ethyl group, t-butyldimethylsilyl group and the like are preferable.

また、式(2)において、R1 の炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができ、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状のハロゲン化アルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロ−n−プロピル基、ヘプタフルオロ−i−プロピル基、パーフルオロシクロヘキシル基等を挙げることができる。
式(2)におけるR1 としては、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基等が好ましい。
In the formula (2), examples of the linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 1 include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, cyclopentyl. Group, cyclohexyl group and the like. Examples of the linear, branched or cyclic halogenated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, heptafluoro-n- A propyl group, a heptafluoro-i-propyl group, a perfluorocyclohexyl group, etc. can be mentioned.
R 1 in Formula (2) is preferably a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, or the like.

ポリシロキサン(α)は、酸解離性基をもたない他の構造単位を1種以上有することもできる。
このような他の構造単位としては、下記式(4)で表される構造単位(以下、「構造単位(4)」という。)、下記式(5)で表される構造単位(以下、「構造単位(5)」という。)等を挙げることができ、
Polysiloxane ((alpha)) can also have 1 or more types of the other structural unit which does not have an acid dissociable group.
Examples of such other structural units include a structural unit represented by the following formula (4) (hereinafter referred to as “structural unit (4)”) and a structural unit represented by the following formula (5) (hereinafter referred to as “ Structural unit (5) ”), etc.

Figure 2006133803
Figure 2006133803

〔式(4)および式(5)において、各R3 は相互に独立に、式−P−H、−P−Fまたは−P−Q−H(但し、各Pは相互に独立に式(3)で定義したとおりであり、Qは式(3)で定義したとおりである。)で表される1価の基を示し、R1 炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、または炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状のハロゲン化アルキル基を示す。〕 [In the formulas (4) and (5), each R 3 is independently of the formula -PH, -PF or -PQH (wherein each P is independently of the formula ( 3), Q is as defined in formula (3).) Represents a monovalent group represented by formula (1), and R 1 is a straight-chain, branched or A cyclic alkyl group or a linear, branched or cyclic halogenated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is shown . ]

式(4)および式(5)において、R3 の好ましい具体例としては、下記式(6)〜(11)で表される基や、メチル基、エチル基、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基等を挙げることができる。 In formula (4) and formula (5), preferred specific examples of R 3 include groups represented by the following formulas (6) to (11), a methyl group, an ethyl group, a norbornyl group, and a tetracyclodecanyl group. Etc.

Figure 2006133803
Figure 2006133803

〔式(6)において、各R4 は相互に独立にフッ素原子、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、または酸により解離する酸解離性基を有する1価の有機基を示し、各R5 は相互に独立にフッ素原子、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子または炭素数1〜10のアルキル基を示し、かつ5個のR4 および2i個のR5 の少なくとも1つがフッ素原子または炭素数1〜10のフッ素化アルキル基であり、iは0〜10の整数である。〕 [In the formula (6), each R 4 is independently a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a hydrogen atom, a halogen atom other than a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an acid. 1 represents a monovalent organic group having an acid-dissociable group that dissociates by each, and each R 5 is independently a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a hydrogen atom, a halogen atom other than a fluorine atom, or a carbon atom. 1 represents an alkyl group having 1 to 10, and at least one of 5 R 4 and 2i R 5 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and i is an integer of 0 to 10 is there. ]

Figure 2006133803
Figure 2006133803

〔式(7)において、各R4 は相互に独立にフッ素原子、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、または酸により解離する酸解離性基を有する1価の有機基を示し、各R5 は相互に独立にフッ素原子、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子または炭素数1〜10のアルキル基を示し、かつ7個のR4 および2i個のR5 の少なくとも1つがフッ素原子または炭素数1〜10のフッ素化アルキル基であり、iは0〜10の整数である。〕 [In the formula (7), each R 4 independently represents a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a hydrogen atom, a halogen atom other than a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an acid. 1 represents a monovalent organic group having an acid-dissociable group that dissociates by each, and each R 5 is independently a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a hydrogen atom, a halogen atom other than a fluorine atom, or a carbon atom. Represents an alkyl group having a number of 1 to 10, and at least one of 7 R 4 and 2i R 5 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and i is an integer of 0 to 10 is there. ]

Figure 2006133803
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〔式(8)において、各R4 は相互に独立にフッ素原子、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、または酸により解離する酸解離性基を有する1価の有機基を示し、各R5 は相互に独立にフッ素原子、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子または炭素数1〜10のアルキル基を示し、かつ7個のR4 および2i個のR5 の少なくとも1つがフッ素原子または炭素数1〜10のフッ素化アルキル基であり、iは0〜10の整数である。〕 [In the formula (8), each R 4 is independently a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a hydrogen atom, a halogen atom other than a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an acid. 1 represents a monovalent organic group having an acid-dissociable group that dissociates by each, and each R 5 is independently a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a hydrogen atom, a halogen atom other than a fluorine atom, or a carbon atom. Represents an alkyl group having a number of 1 to 10, and at least one of 7 R 4 and 2i R 5 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and i is an integer of 0 to 10 is there. ]

Figure 2006133803
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〔式(9)において、各R4 は相互に独立にフッ素原子、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、または酸により解離する酸解離性基を有する1価の有機基を示し、各R5 は相互に独立にフッ素原子、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子または炭素数1〜10のアルキル基を示し、かつ(3+2j)個のR4 および2i個のR5 の少なくとも1つがフッ素原子または炭素数1〜10のフッ素化アルキル基であり、iは0〜10の整数であり、jは1〜18の整数である。〕 [In the formula (9), each R 4 independently represents a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a hydrogen atom, a halogen atom other than a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an acid. 1 represents a monovalent organic group having an acid-dissociable group that dissociates by each, and each R 5 is independently a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a hydrogen atom, a halogen atom other than a fluorine atom, or a carbon atom. 1 represents an alkyl group having 1 to 10, and at least one of (3 + 2j) R 4 and 2i R 5 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and i is 0 to 10 It is an integer, j is an integer of 1-18. ]

Figure 2006133803
Figure 2006133803

〔式(10)において、(12+6k)個のR6 のうち1つは基
−[ C(R5)2 ] i −を示し、残りの各R6 は相互に独立にフッ素原子、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、または酸により解離する酸解離性基を有する1価の有機基を示し、各R5 は相互に独立にフッ素原子、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子または炭素数1〜10のアルキル基を示し、かつ(11+6k)個の残りのR6 および2i個のR5 の少なくとも1つがフッ素原子または炭素数1〜10のフッ素化アルキル基であり、iは0〜10の整数であり、kは0〜3の整数である。〕
[In the formula (10), one of (12 + 6k) R 6 s represents a group — [C (R 5 ) 2 ] i —, and the remaining R 6s are each independently a fluorine atom and a carbon number of 1 10 fluorinated alkyl group, a hydrogen atom, a halogen atom other than a fluorine atom, a monovalent organic group having an acid-dissociable group dissociates by an alkyl group or an acid, of 1 to 10 carbon atoms, each R 5 is Each independently represents a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a hydrogen atom, a halogen atom other than a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and (11 + 6k) remaining R 6 and At least one of 2i R < 5 > is a fluorine atom or a C1-C10 fluorinated alkyl group, i is an integer of 0-10, and k is an integer of 0-3. ]

Figure 2006133803
Figure 2006133803

〔式(11)において、16個のR6 のうち1つは基−[ C(R5)2 ] i −を示し、残りの各R6 は相互に独立にフッ素原子、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、または酸により解離する酸解離性基を有する1価の有機基を示し、各R5 は相互に独立にフッ素原子、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子または炭素数1〜10のアルキル基を示し、かつ15個の残りのR6 および2i個のR5 の少なくとも1つがフッ素原子または炭素数1〜10のフッ素化アルキル基である。〕 [In the formula (11), one of the 16 R 6 groups represents a group — [C (R 5 ) 2 ] i —, and the remaining R 6 groups are each independently a fluorine atom, having 1 to 10 carbon atoms. A monovalent organic group having a hydrogen atom, a halogen atom other than a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an acid-dissociable group that dissociates with an acid, and each R 5 is mutually Independently represents a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a hydrogen atom, a halogen atom other than a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and 15 remaining R 6 and 2i R At least one of 5 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. ]

ポリシロキサン(α)は、例えば、下記式(12)で表される化合物(以下、「シラン化合物(12)」という。)およびシラン化合物(12)が部分縮合した直鎖状もしくは環状のオリゴマーからなる群の少なくとも1種を、酸性触媒または塩基性触媒の存在下、好ましくは酸性触媒の存在下で、重縮合させる工程を有する方法により製造することできる。 The polysiloxane (α) is, for example, from a linear or cyclic oligomer in which a compound represented by the following formula (12) (hereinafter referred to as “silane compound (12)”) and a silane compound (12) are partially condensed. At least one member of the group can be produced by a process comprising a step of polycondensation in the presence of an acidic catalyst or a basic catalyst, preferably in the presence of an acidic catalyst.

Figure 2006133803
Figure 2006133803

〔式(12)において、A1 は式(1)で定義したとおりであり、各R7 は相互に独立に炭素数1〜10の1価の飽和炭化水素基を示す。〕 [In Formula (12), A 1 is as defined in Formula (1), and each R 7 independently represents a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. ]

式(12)におけるR7 としては、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、特に、メチル基、エチル基が好ましい。 R 7 in Formula (12) is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group or an ethyl group.

ここでいう「シラン化合物(12)が部分縮合した直鎖状もしくは環状のオリゴマー」は、シラン化合物(12)中の2個のR7 O−Si基間で縮合して、直鎖状のオリゴマーの場合、通常、2〜10量体、好ましくは2〜5量体を形成し、環状のオリゴマーの場合、通常、3〜10量体、好ましくは3〜5量体を形成したオリゴマーを意味する。 The “linear or cyclic oligomer in which the silane compound (12) is partially condensed” as used herein is a linear oligomer that is condensed between two R 7 O—Si groups in the silane compound (12). In the case of, usually 2-10 mer, preferably 2-5 mer is formed, and in the case of cyclic oligomer, it usually means 3-10 mer, preferably 3-5 mer oligomer. .

シラン化合物(12)は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
また、本発明においては、シラン化合物(12)あるいはその部分縮合物と共に、他のシラン化合物を1種以上併用することができる。
前記他のシラン化合物としては、例えば、下記式(14)で表されるシラン化合物(以下、「シラン化合物(14)」という。)、下記式(15)で表されるシラン化合物(以下、「シラン化合物(15)」という。)や、これらのシラン化合物の部分縮合物等を挙げることができる。
ここでいう「部分縮合物」とは、各シラン化合物が、通常、2〜10量体、好ましくは2〜5量体を形成した直鎖状のオリゴマー、あるいは、通常、3〜10量体、好ましくは3〜5量体を形成した環状のオリゴマーを意味する。
A silane compound (12) can be used individually or in mixture of 2 or more types.
Moreover, in this invention, 1 or more types of other silane compounds can be used together with a silane compound (12) or its partial condensate.
Examples of the other silane compound include a silane compound represented by the following formula (14) (hereinafter referred to as “silane compound (14)”) and a silane compound represented by the following formula (15) (hereinafter referred to as “ Silane compound (15) ") and partial condensates of these silane compounds.
The “partial condensate” here is a linear oligomer in which each silane compound usually forms a 2 to 10 mer, preferably a 2 to 5 mer, or usually a 3 to 10 mer, Preferably, it means a cyclic oligomer forming a 3-5 mer.

Figure 2006133803
Figure 2006133803

〔式(14)および式(15)において、R1 は式()で定義したとおりであり、R3 は式(4)および式(5)で定義したとおりであり、各R7 は式(12)で定義したとおりである。〕 [In Formula (14) and Formula (15), R 1 is as defined in Formula ( 5 ), R 3 is as defined in Formula (4) and Formula (5), and each R 7 is a formula As defined in (12). ]

式(14)および式(15)におけるR7 としては、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、特に、メチル基、エチル基が好ましい。 R 7 in Formula (14) and Formula (15) is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group or an ethyl group.

本発明においては、シラン化合物(14)およびシラン化合物(15)あるいはそれらの部分縮合物の群の少なくとも1種、好ましくはシラン化合物(14)あるいはその部分縮合物を、シラン化合物(12)あるいはその部分縮合物と共縮合させることにより、得られるポリシロキサン(α)の分子量およびガラス転移温度(Tg)を制御でき、また193nm以下、特に193nmおよび157nmの波長における透明性をさらに向上させることができる。
シラン化合物(14)、シラン化合物(15)あるいはそれらの部分縮合物の合計使用割合は、全シラン化合物に対して、通常、1モル%以上、好ましくは5〜95モル%、さらに好ましくは10〜90モル%である。この場合、前記合計使用割合が1モル%未満では、特に193nmおよび157nmの波長における透明性の改善効果が低下する傾向がある。
In the present invention, at least one of the silane compound (14) and the silane compound (15) or a partial condensate thereof, preferably the silane compound (14) or a partial condensate thereof, is converted into the silane compound (12) or the condensate thereof. By co-condensing with the partial condensate, the molecular weight and glass transition temperature (Tg) of the resulting polysiloxane (α) can be controlled, and the transparency at wavelengths of 193 nm or less, particularly 193 nm and 157 nm can be further improved. .
The total use ratio of the silane compound (14), the silane compound (15) or a partial condensate thereof is usually 1 mol% or more, preferably 5 to 95 mol%, more preferably 10 to 10 mol% based on the total silane compounds. 90 mol%. In this case, when the total use ratio is less than 1 mol%, the effect of improving transparency particularly at wavelengths of 193 nm and 157 nm tends to decrease.

ポリシロキサン(α)の製造に使用される酸性触媒のうち、無機酸類としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、ほう酸、燐酸、四塩化チタン、塩化亜鉛、塩化アルミニウム等を挙げることができ、また有機酸類としては、例えば、ぎ酸、酢酸、n−プロピオン酸、酪酸、吉草酸、しゅう酸、マロン酸、こはく酸、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、フタル酸、テレフタル酸、無水酢酸、無水マレイン酸、クエン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸等を挙げることができる。
これらの酸性触媒のうち、塩酸、硫酸、酢酸、しゅう酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、無水酢酸、無水マレイン酸等が好ましい。
前記酸性触媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
酸性触媒の使用量は、シラン化合物の全量100重量部に対して、通常、0.01〜10,000重量部、好ましくは0.1〜100重量部である。
Among the acidic catalysts used for the production of polysiloxane (α), examples of inorganic acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, boric acid, phosphoric acid, titanium tetrachloride, zinc chloride, and aluminum chloride. Examples of organic acids include formic acid, acetic acid, n-propionic acid, butyric acid, valeric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, maleic acid, fumaric acid, adipic acid, phthalic acid, terephthalic acid, acetic anhydride, anhydrous Mention may be made of maleic acid, citric acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid and the like.
Of these acidic catalysts, hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, oxalic acid, malonic acid, maleic acid, fumaric acid, acetic anhydride, maleic anhydride and the like are preferable.
The acidic catalyst can be used alone or in admixture of two or more.
The usage-amount of an acidic catalyst is 0.01-10,000 weight part normally with respect to 100 weight part of whole quantity of a silane compound, Preferably it is 0.1-100 weight part.

ポリシロキサン(α)の製造に使用される塩基性触媒のうち、無機塩基類としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等を挙げることができる。   Among the basic catalysts used for the production of polysiloxane (α), examples of inorganic bases include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, and carbonic acid. Examples thereof include potassium hydrogen, sodium carbonate, potassium carbonate and the like.

また、有機塩基類としては、例えば、
n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、シクロヘキシルアミン等の直鎖状、分岐状もしくは環状のモノアルキルアミン類;
ジ−n−ブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−n−ヘキシルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジ−n−ノニルアミン、ジ−n−デシルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等の直鎖状、分岐状もしくは環状のジアルキルアミン類;
トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリシクロヘキシルアミン等の直鎖状、分岐状もしくは環状のトリアルキルアミン類;
Moreover, as organic bases, for example,
linear, branched or cyclic monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, cyclohexylamine;
Di-n-butylamine, di-n-pentylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, di-n-nonylamine, di-n-decylamine, cyclohexylmethylamine, Linear, branched or cyclic dialkylamines such as dicyclohexylamine;
Triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri -Linear, branched or cyclic trialkylamines such as n-decylamine, cyclohexyldimethylamine, dicyclohexylmethylamine, tricyclohexylamine;

アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、ナフチルアミン等の芳香族アミン類;
エチレンジアミン、N,N,N',N’−テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4−ビス [1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル] ベンゼン、1,3−ビス [1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル ]ベンゼン等の芳香族ジアミン類;
Aromatic amines such as aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, diphenylamine, triphenylamine, naphthylamine;
Ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminobenzophenone, 4, 4'-diaminodiphenylamine, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- ( 3-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (4-hydroxyphenyl) propane, 1,4-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene, 1, Aromatic diamines such as 3-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene;

イミダゾール、ベンズイミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類;
ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、2−メチル−4−フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、4−ヒドロキシキノリン、8−オキシキノリン、アクリジン等のピリジン類;ピペラジン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン等のピペラジン類のほか、
ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、4−メチルモルホリン、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ [2.2.2] オクタン等の他の含窒素複素環化合物
等を挙げることができる。
Imidazoles such as imidazole, benzimidazole, 4-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole;
Pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methyl-4-phenylpyridine, nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, Pyridines such as quinoline, 4-hydroxyquinoline, 8-oxyquinoline, acridine; piperazines such as piperazine, 1- (2-hydroxyethyl) piperazine,
Other nitrogen-containing heterocyclic compounds such as pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, morpholine, 4-methylmorpholine, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane Etc.

これらの塩基性触媒のうち、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ピリジン等が好ましい。
前記塩基性触媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。 塩基性触媒の使用量は、シラン化合物の全量100重量部に対して、通常、0.01〜10,000重量部、好ましくは0.1〜1,000重量部である。
Of these basic catalysts, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, pyridine and the like are preferable.
The basic catalysts can be used alone or in admixture of two or more. The usage-amount of a basic catalyst is 0.01-10,000 weight part normally with respect to 100 weight part of whole quantity of a silane compound, Preferably it is 0.1-1,000 weight part.

ポリシロキサン(α)を製造する重縮合反応に際しては、シラン化合物を酸性触媒の存在下で重縮合させたのち、塩基性触媒を加えてさらに反応を進行させることが好ましい。このような反応を行なうことにより、酸性条件下において不安定な酸解離性基を有するシラン化合物を用いた場合にも、架橋反応を生起させることができ、分子量およびガラス転移温度(Tg)が高く、良好な特性を示すポリシロキサン(α)を得ることが可能となる。また、塩基性条件下での反応条件を調節することにより架橋度をコントロールして、得られるポリシロキサン(α)の現像液に対する溶解性を調整することもできる。   In the polycondensation reaction for producing the polysiloxane (α), it is preferable that the silane compound is polycondensed in the presence of an acidic catalyst, and then the basic catalyst is added to further proceed the reaction. By carrying out such a reaction, even when a silane compound having an acid-dissociable group that is unstable under acidic conditions is used, a crosslinking reaction can occur, and the molecular weight and glass transition temperature (Tg) are high. It becomes possible to obtain polysiloxane (α) exhibiting good characteristics. Moreover, the solubility with respect to the developing solution of the obtained polysiloxane ((alpha)) can also be adjusted by controlling the reaction degree on basic conditions and controlling a crosslinking degree.

前記酸性条件下および塩基性条件下における重縮合反応は、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下において行うのが好ましく、それにより、パターン形成時にパターン形成層のネガ化が起こり難くなる。   The polycondensation reaction under the acidic condition and the basic condition is preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon, which makes it difficult for the pattern forming layer to be negative during pattern formation.

また、前記重縮合反応は、無溶剤下または溶剤中で実施することができる。
前記溶剤としては、例えば、
2−ブタノン、2−ペンタノン、3−メチル−2−ブタノン、2−ヘキサノン、4−メチル−2−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、3,3−ジメチル−2−ブタノン、2−ヘプタノン、2−オクタノン等の直鎖状もしくは分岐状のケトン類;
シクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−メチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、イソホロン等の環状のケトン類;
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−i−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−i−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−sec−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;
2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、
2−ヒドロキシプロピオン酸n−プロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−プロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸n−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸sec−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸t−ブチル等の2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類;
3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−
エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等の3−アルコキシプロピオン酸アルキル類;
The polycondensation reaction can be carried out in the absence of a solvent or in a solvent.
As the solvent, for example,
2-butanone, 2-pentanone, 3-methyl-2-butanone, 2-hexanone, 4-methyl-2-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, 3,3-dimethyl-2-butanone, 2-heptanone, Linear or branched ketones such as 2-octanone;
Cyclic ketones such as cyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, cyclohexanone, 2-methylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, isophorone;
Propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol mono-i-propyl ether acetate, propylene glycol mono-n-butyl ether acetate, propylene glycol mono-i-butyl ether acetate Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol mono-sec-butyl ether acetate, propylene glycol mono-t-butyl ether acetate;
Methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate,
N-propyl 2-hydroxypropionate, i-propyl 2-hydroxypropionate, n-butyl 2-hydroxypropionate, i-butyl 2-hydroxypropionate, sec-butyl 2-hydroxypropionate, 2-hydroxypropionic acid alkyl 2-hydroxypropionates such as t-butyl;
Methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-
Alkyl 3-alkoxypropionates such as methyl ethoxypropionate and ethyl 3-ethoxypropionate;

n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル等のアルコール類;
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル等のジアルキレングリコールジアルキルエーテル類;
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;
n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether Alcohols such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether;
Dialkylene glycol dialkyl ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol di-n-propyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether;
Ethylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate;

トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;
2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸メチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、3−メチル−3−メトキシブチルブチレート、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等の他のエステル類のほか、
N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ベンジルエチルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン
等を挙げることができる。
これらの溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
溶剤の使用量は、シラン化合物の全量100重量部に対して、通常、2,000重量部以下である。
Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene;
Ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutyrate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3 -Methoxybutyl propionate, 3-methyl-3-methoxybutyl butyrate, ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, etc. In addition to esters,
N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, benzyl ethyl ether, di-n-hexyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1 -Nonanol, benzyl alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate and the like.
These solvents can be used alone or in admixture of two or more.
The amount of the solvent used is usually 2,000 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total amount of the silane compound.

前記重縮合反応は、無溶剤下、あるいは2−ブタノン、2−ペンタノン、3−メチル−2−ブタノン、2−ヘキサノン、4−メチル−2−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、3,3−ジメチル−2−ブタノン、2−ヘプタノン、2−オクタノン、シクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−メチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート等の溶剤中で実施することが好ましい。   The polycondensation reaction is carried out in the absence of a solvent, or 2-butanone, 2-pentanone, 3-methyl-2-butanone, 2-hexanone, 4-methyl-2-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, 3, 3 -Dimethyl-2-butanone, 2-heptanone, 2-octanone, cyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, cyclohexanone, 2-methylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol di- n-propyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate It is preferably carried out in a solvent bets like.

また、前記重縮合反応に際しては、反応系に水を添加することもできる。この場合の水の添加量は、シラン化合物の全量100重量部に対して、通常、10,000重量部以下である。
さらに、前記重縮合反応に際しては、得られるポリシロキサン(α)の分子量を制御し、また安定性を向上させるために、ヘキサメチルジシロキサンを添加することもできる。 ヘキサメチルジシロキサンの添加量は、シラン化合物の全量100重量部に対して、通常、500重量部以下、好ましくは50重量部以下である。この場合、ヘキサメチルジシロキサンの添加量が500重量部を超えると、得られるポリマーの分子量が小さくなり、ガラス転移温度(Tg)が低下する傾向がある。
前記重縮合における反応温度は、通常、−50〜300℃、好ましくは20〜100℃であり、反応時間は、通常、1分〜100時間程度である。
In the polycondensation reaction, water can be added to the reaction system. In this case, the amount of water added is usually 10,000 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total amount of the silane compound.
Furthermore, in the polycondensation reaction, hexamethyldisiloxane can be added to control the molecular weight of the resulting polysiloxane (α) and improve the stability. The amount of hexamethyldisiloxane added is usually 500 parts by weight or less, preferably 50 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the total amount of silane compounds. In this case, if the amount of hexamethyldisiloxane added exceeds 500 parts by weight, the molecular weight of the resulting polymer tends to be small, and the glass transition temperature (Tg) tends to decrease.
The reaction temperature in the polycondensation is usually −50 to 300 ° C., preferably 20 to 100 ° C., and the reaction time is usually about 1 minute to 100 hours.

ポリシロキサン(α)において、構造単位(1)の含有率は、全構造単位に対して、好ましくは1〜95モル%、さらに好ましくは5〜80モル%、特に好ましくは10〜60モル%である。この場合、構造単位(1)の含有率が1モル%未満では、パターン形成時の解像度が低下するおそれがあり、一方95モル%を超えると、得られるポリマーの放射線に対する透明性が低下する傾向がある。 In the polysiloxane (α), the content of the structural unit (1) is preferably from 1 to 95 mol%, more preferably from 5 to 80 mol%, particularly preferably from 10 to 60 mol%, based on all structural units. is there. In this case, if the content of the structural unit (1) is less than 1 mol%, the resolution at the time of pattern formation may be lowered, and if it exceeds 95 mol%, the transparency of the resulting polymer to radiation tends to be lowered. There is.

また、ポリシロキサン(α)中に場合により含有される構造単位(4)と構造単位(5)との合計含有率は、全構造単位に対して、好ましくは5〜95モル%、さらに好ましくは20〜95モル%、特に好ましくは40〜90モル%である。この場合、前記合計含有率が5モル%未満では、得られるポリマーの放射線に対する透明性が低下するおそれがあり、一方95モル%を超えると、パターン形成時の解像度が低下するおそれがある。
ポリシロキサン(α)は、好ましくは、部分的にラダー構造を有する。このラダー構造は、基本的に、構造単位(1)や構造単位(4)により導入されるものである。
Further, the total content of the structural unit (4) and the structural unit (5) optionally contained in the polysiloxane (α) is preferably 5 to 95 mol%, more preferably, with respect to all the structural units. It is 20-95 mol%, Most preferably, it is 40-90 mol%. In this case, if the total content is less than 5 mol%, the transparency of the resulting polymer to radiation may be lowered, while if it exceeds 95 mol%, the resolution during pattern formation may be lowered.
The polysiloxane (α) preferably has a partially ladder structure. This ladder structure is basically introduced by the structural unit (1) or the structural unit (4).

酸解離性基含有ポリシロキサンのゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」という。)は、通常、500〜100,000、好ましくは500〜50,000、特に好ましくは1,000〜10,000である。この場合、酸解離性基含有ポリシロキサンのMwが500未満では、得られるポリマーのガラス転移温度(Tg)が低下する傾向があり、一方100,000を超えると、得られるポリマーの溶剤への溶解性が低下する傾向がある。
また、酸解離性基含有ポリシロキサンのMwとゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」という。)との比(Mw/Mn)は、2.5以下、好ましくは2以下、さらに好ましくは1.8以下である。
また、酸解離性基含有ポリシロキサンのガラス転移温度(Tg)は、通常、0〜500℃、好ましくは50〜250℃である。この場合、酸解離性基含有ポリシロキサンのガラス転移温度(Tg)が0℃未満では、パターンの形成が困難となるおそれがあり、一方500℃を越えると、得られるポリマーの溶剤への溶解性が低下する傾向がある。
本発明において、酸解離性基含有ポリシロキサンは、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
The polystyrene-reduced weight average molecular weight (hereinafter referred to as “Mw”) of the acid-dissociable group-containing polysiloxane by gel permeation chromatography (GPC) is usually 500 to 100,000, preferably 500 to 50,000, particularly preferably. Is 1,000 to 10,000. In this case, if the Mw of the acid-dissociable group-containing polysiloxane is less than 500, the glass transition temperature (Tg) of the resulting polymer tends to decrease, whereas if it exceeds 100,000, the resulting polymer dissolves in the solvent. Tend to decrease.
Further, the ratio (Mw / Mn) of Mw of the acid-dissociable group-containing polysiloxane and the polystyrene-equivalent number average molecular weight (hereinafter referred to as “Mn”) by gel permeation chromatography (GPC) is 2.5 or less, preferably Is 2 or less, more preferably 1.8 or less.
Moreover, the glass transition temperature (Tg) of acid dissociable group containing polysiloxane is 0-500 degreeC normally, Preferably it is 50-250 degreeC. In this case, if the glass transition temperature (Tg) of the acid-dissociable group-containing polysiloxane is less than 0 ° C, pattern formation may be difficult. If the glass transition temperature exceeds 500 ° C, the solubility of the resulting polymer in a solvent is likely to occur. Tends to decrease.
In this invention, acid dissociable group containing polysiloxane can be used individually or in mixture of 2 or more types.

(B)感放射線性酸発生剤
本発明における感放射線性酸発生剤(以下、「酸発生剤(B)」という。)は、遠紫外線、電子線、X線等の放射線の照射(以下、「露光」という。)により、上記式(I)で表される酸(以下、「酸(I)」という。)を発生する化合物(以下、「酸発生剤(B1)」という。)と、下記する酸発生剤(B2)とを必須成分とするものである。
酸発生剤(B1)および酸発生剤(B2)としては、例えば、オニウム塩化合物、スルホン化合物、スルホン酸化合物、カルボン酸化合物、ジアゾケトン化合物、ハロゲン含有化合物等を挙げることができる。
(B) Radiation-sensitive acid generator The radiation-sensitive acid generator in the present invention (hereinafter referred to as “acid generator (B)”) is irradiated with radiation such as far ultraviolet rays, electron beams, and X-rays (hereinafter, referred to as “acid generator (B)”). by.) referred to as "exposure", the formula (I) represented by acid (hereinafter "acid (I)" hereinafter.) a compound which generates an (hereinafter "acid generator (B1)" hereinafter. a) The acid generator (B2) described below is an essential component.
Examples of the acid generator (B1) and the acid generator (B2) include onium salt compounds, sulfone compounds, sulfonic acid compounds, carboxylic acid compounds, diazoketone compounds, and halogen-containing compounds.

(B2) 露光により、下記式(II) で表される酸(以下、「酸(II)」という。)、下記式(III)で表される酸(以下、「酸(III)」という。)または下記式(IV)で表される酸(以下、「酸(IV)」という。)を発生する化合物(以下、「酸発生剤(B2)」という。)。 (B2) Upon exposure, an acid represented by the following formula (II) (hereinafter referred to as “acid (II)”) and an acid represented by the following formula (III) (hereinafter referred to as “acid (III)”). ) Or an acid represented by the following formula (IV) (hereinafter referred to as “acid (IV)”) (hereinafter referred to as “acid generator (B2)”).

Figure 2006133803
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〔式(II)において、Rf はフッ素原子またはトリフルオロメチル基を示し、
Rf'は水素原子、フッ素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示し、
Rb は水素原子、炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数3〜20の環状の1価の炭化水素基または炭素数3〜20の環状の1価のフッ素化炭化水素基を示し、該環状の1価の炭化水素基および該環状の1価のフッ素化炭化水素基は置換されていてもよい。
[In the formula (II), Rf represents a fluorine atom or a trifluoromethyl group,
Rf ′ represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group,
Rb is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cyclic monovalent hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a cyclic monovalent fluorinated carbon atom having 3 to 20 carbon atoms. Represents a hydrogen group, and the cyclic monovalent hydrocarbon group and the cyclic monovalent fluorinated hydrocarbon group may be substituted.

式(III)において、Rs は炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または炭素数3〜20の環状の1価の炭化水素基を示し、該環状の1価の炭化水素基は置換されていてもよい。 In the formula (III), Rs represents a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a cyclic monovalent hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and the cyclic monovalent hydrocarbon group May be substituted.

式(IV)において、Rc は炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のフッ素化アルキル基、炭素数3〜20の環状の1価の炭化水素基または炭素数3〜20の環状の1価のフッ素化炭化水素基を示し、該環状の1価の炭化水素基および該環状の1価のフッ素化炭化水素基は置換されていてもよい。〕 In the formula (IV), Rc is a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a cyclic group having 3 to 20 carbon atoms. A monovalent hydrocarbon group or a cyclic monovalent fluorinated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, wherein the cyclic monovalent hydrocarbon group and the cyclic monovalent fluorinated hydrocarbon group are substituted; It may be. ]

式(II)、式(III)および式(IV)において、Rb 、Rs およびRc の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、nープロピル基、i―プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基等を挙げることができる。   In the formula (II), formula (III) and formula (IV), specific examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms of Rb, Rs and Rc include a methyl group, an ethyl group, n -Propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, etc. be able to.

式(IV)において、Rc の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のフッ素化アルキル基の具体例としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロ−n−プロピル基、ヘプタフルオロ−i−プロピル基、ノナフルオロ−n−ブチル基、ノナフルオロ−i−ブチル基、ノナフルオロ−sec−ブチル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロ−n−ペンチル基、パーフルオロ−n−ヘキシル基、パーフルオロ−n−ヘプチル基、パーフルオロ−n−オクチル基等を挙げることができる。 Specific examples of the linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms of Rc in the formula (IV) include trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, heptafluoro-n-propyl group, hepta Fluoro-i-propyl group, nonafluoro-n-butyl group, nonafluoro-i-butyl group, nonafluoro-sec-butyl group, nonafluoro-t-butyl group, perfluoro-n-pentyl group, perfluoro-n-hexyl group Perfluoro-n-heptyl group, perfluoro-n-octyl group, and the like.

式(I)、式(II)、式(III)および式(IV)において、Ra 、Rb 、Rs およびRc の炭素数3〜20の環状の1価の炭化水素基または炭素数3〜20の環状の1価のフッ素化炭化水素基あるいはこれらの置換誘導体としては、例えば、下記式(16)〜(22)で表される基等を挙げることができる。 In formula (I), formula (II), formula (III) and formula (IV), Ra, Rb, Rs and Rc each having 3 to 20 carbon atoms or a cyclic monovalent hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms Examples of the cyclic monovalent fluorinated hydrocarbon group or substituted derivatives thereof include groups represented by the following formulas (16) to (22).

Figure 2006133803
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〔式(16)〜(22)において、各R8 は相互に独立に水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アセチル基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基、1級アミノ基、2級アミノ基、炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基、炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のフッ素化アルキル基を示し、各R9 は相互に独立に水素原子、ハロゲン原子、1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のフッ素化アルキル基を示し、mは0〜10の整数である。
式(19)において、nは1〜18の整数である。
式(20)において、pは0〜3の整数である。〕
[In the formulas (16) to (22), each R 8 is independently a hydrogen atom, halogen atom, hydroxyl group, acetyl group, carboxyl group, nitro group, cyano group, primary amino group, secondary amino group, carbon A linear or branched alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms Each R 9 independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, m Is an integer from 0 to 10.
In Formula (19), n is an integer of 1-18.
In Formula (20), p is an integer of 0-3. ]

本発明における好ましい酸(I)としては、例えば、
前記式(16)〜(22)で表される基の結合手に、−CF2 CF2 SO3 H、
−CF2 CF(CF3)SO3 H、−CF(CF3)CF2 SO3 H、
−CF(CF3)CF(CF3)SO3 H、−C(CF3)2 CF2 SO3 Hまたは
−CF2 C(CF3)2 SO3 Hの基が結合した酸、例えば、下記式(I-1) 〜(I-10)の酸等を挙げることができる。
Preferred acids (I) in the present invention include, for example,
In the bond of the group represented by the formulas (16) to (22), —CF 2 CF 2 SO 3 H,
-CF 2 CF (CF 3) SO 3 H, -CF (CF 3) CF 2 SO 3 H,
An acid having a group of —CF (CF 3 ) CF (CF 3 ) SO 3 H, —C (CF 3 ) 2 CF 2 SO 3 H or —CF 2 C (CF 3 ) 2 SO 3 H bonded, for example, Examples thereof include acids of formulas (I-1) to (I-10).

Figure 2006133803
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また、本発明における好ましい酸(II) としては、例えば、
1−フルオロエタンスルホン酸、1−フルオロ−n−プロパンスルホン酸、1−フルオロ−n−ブタンスルホン酸、1−フルオロ−n−オクタンスルホン酸、1,1−ジフルオロエタンスルホン酸、1,1−ジフルオロ−n−プロパンスルホン酸、1,1−ジフルオロ−n−ブタンスルホン酸、1,1−ジフルオロ−n−オクタンスルホン酸、1−トリフルオロメチル−n−プロパンスルホン酸、1−トリフルオロメチル−n−ブタンスルホン酸、1−トリフルオロメチル−n−オクタンスルホン酸、1,1−ビス(トリフルオロメチル)エタンスルホン酸、1,1−ビス(トリフルオロメチル)−n−プロパンスルホン酸、1,1−ビス(トリフルオロメチル)−n−ブタンスルホン酸、1,1−ビス(トリフルオロメチル)−n−オクタンスルホン酸や、
In addition, as a preferable acid (II) in the present invention, for example,
1-fluoroethanesulfonic acid, 1-fluoro-n-propanesulfonic acid, 1-fluoro-n-butanesulfonic acid, 1-fluoro-n-octanesulfonic acid, 1,1-difluoroethanesulfonic acid, 1,1-difluoro -N-propanesulfonic acid, 1,1-difluoro-n-butanesulfonic acid, 1,1-difluoro-n-octanesulfonic acid, 1-trifluoromethyl-n-propanesulfonic acid, 1-trifluoromethyl-n -Butanesulfonic acid, 1-trifluoromethyl-n-octanesulfonic acid, 1,1-bis (trifluoromethyl) ethanesulfonic acid, 1,1-bis (trifluoromethyl) -n-propanesulfonic acid, 1, 1-bis (trifluoromethyl) -n-butanesulfonic acid, 1,1-bis (trifluoromethyl) -n-octa Or a sulfonic acid,

前記式(16)〜(22)で表される基の結合手に、−CF2 SO3 H、
−CHFSO3 H、−CH(CF3)SO3 Hまたは−C(CF3)2 SO3 Hの基が結合した酸、例えば、下記式(II-1) 〜(II-40)の酸等を挙げることができる。
In the bond of the group represented by the formulas (16) to (22), —CF 2 SO 3 H,
Acids to which groups of —CHFSO 3 H, —CH (CF 3 ) SO 3 H or —C (CF 3 ) 2 SO 3 H are bonded, such as acids of the following formulas (II-1) to (II-40), etc. Can be mentioned.

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また、本発明における好ましい酸(III)としては、例えば、
メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、n−プロパンスルホン酸、n−ブタンスルホン酸、i−ブタンスルホン酸、sec−ブタンスルホン酸、t−ブタンスルホン酸、n−ペンタンスルホン酸、n−ヘキサンスルホン酸、n−オクタンスルホン酸、シクロペンタンスルホン酸、シクロヘキサンスルホン酸等の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキルスルホン酸類;
ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、ベンジルスルホン酸、α―ナフタレンスルホン酸、β―ナフタレンスルホン酸等の芳香族スルホン酸類;
10−カンファースルホン酸や、
前記式(16)〜(22)で表される基の結合手に、−SO3 H基が結合した酸等を挙げることができる。
Moreover, as a preferable acid (III) in the present invention, for example,
Methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, n-propanesulfonic acid, n-butanesulfonic acid, i-butanesulfonic acid, sec-butanesulfonic acid, t-butanesulfonic acid, n-pentanesulfonic acid, n-hexanesulfonic acid, linear, branched or cyclic alkylsulfonic acids such as n-octanesulfonic acid, cyclopentanesulfonic acid and cyclohexanesulfonic acid;
Aromatic sulfonic acids such as benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, benzylsulfonic acid, α-naphthalenesulfonic acid, β-naphthalenesulfonic acid;
10-camphorsulfonic acid,
The bond group represented by the formula (16) to (22), can be exemplified acids such as -SO 3 H group is bonded.

さらに、本発明における好ましい酸(IV) としては、例えば、
酢酸、n−プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、カプロン酸、安息香酸、サリチル酸、フタル酸、テレフタル酸、α―ナフタレンカルボン酸、β−ナフタレンカルボン酸、シクロブタンカルボン酸、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、1,1−シクロブタンジカルボン酸、1,2−シクロブタンジカルボン酸、1,1−シクロペンタンジカルボン酸、1,2−シクロペンタンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,1−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、2−ノルボルナンカルボン酸、2,3−ノルボルナンジカルボン酸、ノルボルニル−2−酢酸、1−アダマンタンカルボン酸、1−アダマンタン酢酸、1,3−アダマンタンジカルボン酸、1,3−アダマンタンジ酢酸、 リトコール酸、デオキシコール酸、ケノデオキシコール酸、コール酸や、
前記式(16)〜(22)で表される基の結合手に、−COOH基が結合した酸等を挙げることができる。
Furthermore, preferred acids (IV) in the present invention include, for example,
Acetic acid, n-propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, isovaleric acid, caproic acid, benzoic acid, salicylic acid, phthalic acid, terephthalic acid, α-naphthalenecarboxylic acid, β-naphthalenecarboxylic acid, cyclobutanecarboxylic acid, cyclo Pentanecarboxylic acid, cyclohexanecarboxylic acid, 1,1-cyclobutanedicarboxylic acid, 1,2-cyclobutanedicarboxylic acid, 1,1-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,2-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid 1,1-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 2-norbornanecarboxylic acid, 2,3-norbornanedicarboxylic acid, norbornyl-2 -Acetic acid, 1-adamantane Carboxylic acid, 1-adamantaneacetic acid, 1,3-adamantane dicarboxylic acid, 1,3-adamantane diacetic acid, lithocholic acid, deoxycholic acid, chenodeoxycholic acid, cholic acid,
Examples of the bond of the groups represented by the formulas (16) to (22) include an acid having a —COOH group bonded thereto.

酸(I)、酸(II)、酸(III)あるいは酸(IV)を発生するオニウム塩化合物としては、例えば、
ジフェニルヨードニウム塩、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウム塩、
4−ヒドロキシフェニル・フェニル・メチルスルホニウム塩、シクロヘキシル・2−オキソシクロヘキシル・メチルスルホニウム塩、ジシクロヘキシル・2−オキソシクロヘキシルスルホニウム塩、2−オキソシクロヘキシルジメチルスルホニウム塩、4−ヒドロキシフェニル・ベンジル・メチルスルホニウム塩、
1−ナフチルジメチルスルホニウム塩、1−ナフチルジエチルスルホニウム塩、1−(4−シアノナフチル)ジメチルスルホニウム塩、1−(4−シアノナフチル)ジエチルスルホニウム塩、1−(4−ニトロナフチル)ジメチルスルホニウム塩、1−(4−ニトロナフチル)ジエチルスルホニウム塩、1−(4−メチルナフチル)ジメチルスルホニウム塩、1−(4−メチルナフチル)ジエチルスルホニウム塩、1−(4−ヒドロキシナフチル)ジメチルスルホニウム塩、1−(4−ヒドロキシナフチル)ジエチルスルホニウム塩、
Examples of onium salt compounds that generate acid (I), acid (II), acid (III), or acid (IV) include:
Diphenyliodonium salt, bis (4-t-butylphenyl) iodonium salt, triphenylsulfonium salt,
4-hydroxyphenyl, phenyl, methylsulfonium salt, cyclohexyl, 2-oxocyclohexyl, methylsulfonium salt, dicyclohexyl, 2-oxocyclohexylsulfonium salt, 2-oxocyclohexyldimethylsulfonium salt, 4-hydroxyphenyl, benzyl, methylsulfonium salt,
1-naphthyldimethylsulfonium salt, 1-naphthyldiethylsulfonium salt, 1- (4-cyanonaphthyl) dimethylsulfonium salt, 1- (4-cyanonaphthyl) diethylsulfonium salt, 1- (4-nitronaphthyl) dimethylsulfonium salt, 1- (4-nitronaphthyl) diethylsulfonium salt, 1- (4-methylnaphthyl) dimethylsulfonium salt, 1- (4-methylnaphthyl) diethylsulfonium salt, 1- (4-hydroxynaphthyl) dimethylsulfonium salt, 1- (4-hydroxynaphthyl) diethylsulfonium salt,

1−〔1−(4−ヒドロキシナフチル)〕テトラヒドロチオフェニウム塩、1−〔1−(4−エトキシナフチル)〕テトラヒドロチオフェニウム塩、1−〔1−(4−n−ブトキシナフチル)〕テトラヒドロチオフェニウム塩、1−〔1−(4−メトキシメトキシナフチル)〕テトラヒドロチオフェニウム塩、1−〔1−(4−エトキトメトキシナフチル)〕テトラヒドロチオフェニウム塩、1−〔1−{4−(1−メトキシエトキシ)ナフチル}〕テトラヒドロチオフェニウム塩、1−〔1−{4−(2−メトキシエトキシ)ナフチル}〕テトラヒドロチオフェニウム塩、1−〔1−(4−メトキシカルボニルオキシナフチル)〕テトラヒドロチオフェニウム塩、1−〔1−(4−エトキシカルボニルオキシナフチル)〕テトラヒドロチオフェニウム塩、1−〔1−(4−n−プロポキシカルボニルオキシナフチル)〕テトラヒドロチオフェニウム塩、1−〔1−(4−i−プロポキシカルボニルオキシナフチル)〕テトラヒドロチオフェニウム塩、1−〔1−(4−n−ブトキシカルボニルオキシナフチル)〕テトラヒドロチオフェニウム塩、1−〔1−(4−t−ブトキシカルボニルオキシナフチル)〕テトラヒドロチオフェニウム塩、1−〔1−{4−(2−テトラヒドロフラニルオキシ)ナフチル}〕テトラヒドロチオフェニウム塩、1−〔1−{4−(2−テトラヒドロピラニルオキシ)ナフチル}〕テトラヒドロチオフェニウム塩、1−〔1−(4−ベンジルオキシナフチル)〕テトラヒドロチオフェニウム塩、1−〔1−(1−ナフチルアセトメチル)〕テトラヒドロチオフェニウム塩
等を挙げることができる。
1- [1- (4-hydroxynaphthyl)] tetrahydrothiophenium salt, 1- [1- (4-ethoxynaphthyl)] tetrahydrothiophenium salt, 1- [1- (4-n-butoxynaphthyl)] Tetrahydrothiophenium salt, 1- [1- (4-methoxymethoxynaphthyl)] tetrahydrothiophenium salt, 1- [1- (4-ethoxymethoxynaphthyl)] tetrahydrothiophenium salt, 1- [1- {4- (1-methoxyethoxy) naphthyl}] tetrahydrothiophenium salt, 1- [1- {4- (2-methoxyethoxy) naphthyl}] tetrahydrothiophenium salt, 1- [1- (4-methoxy Carbonyloxynaphthyl)] tetrahydrothiophenium salt, 1- [1- (4-ethoxycarbonyloxynaphthyl)] tetrahydrothio Henium salt, 1- [1- (4-n-propoxycarbonyloxynaphthyl)] tetrahydrothiophenium salt, 1- [1- (4-i-propoxycarbonyloxynaphthyl)] tetrahydrothiophenium salt, 1- [ 1- (4-n-butoxycarbonyloxynaphthyl)] tetrahydrothiophenium salt, 1- [1- (4-t-butoxycarbonyloxynaphthyl)] tetrahydrothiophenium salt, 1- [1- {4- ( 2-tetrahydrofuranyloxy) naphthyl}] tetrahydrothiophenium salt, 1- [1- {4- (2-tetrahydropyranyloxy) naphthyl}] tetrahydrothiophenium salt, 1- [1- (4-benzyloxy) Naphthyl)] tetrahydrothiophenium salt, 1- [1- (1-naphthylacetomethyl)] tetrahi Rochiofeniumu salts and the like can be mentioned.

また、酸(I)、酸(II)あるいは酸(III)を発生するスルホン化合物としては、例えば、β−ケトスルホン、β−スルホニルスルホンや、これらの化合物のα−ジアゾ化合物等を挙げることができる。
また、酸(I)、酸(II)あるいは酸(III)を発生するスルホン酸化合物としては、例えば、スルホン酸エステル、スルホン酸イミド、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホネート等を挙げることができる。
また、酸(IV) を発生するカルボン酸化合物としては、例えば、カルボン酸エステル、カルボン酸イミド、カルボン酸シアネート等を挙げることができる。
また、酸(I)、酸(II)、酸(III)あるいは酸(IV)を発生するジアゾケトン化合物としては、例えば、1,3−ジケト−2−ジアゾ化合物、ジアゾベンゾキノン化合物、ジアゾナフトキノン化合物等を挙げることができる。
さらに、酸(I)、酸(II)、酸(III)あるいは酸(IV)を発生するハロゲン含有化合物としては、例えば、ハロアルキル基含有炭化水素化合物、ハロアルキル基含有複素環式化合物等を挙げることができる。
Examples of the sulfone compound that generates acid (I), acid (II), or acid (III) include β-ketosulfone, β-sulfonylsulfone, and α-diazo compounds of these compounds. .
Examples of the sulfonic acid compound that generates acid (I), acid (II), or acid (III) include sulfonic acid esters, sulfonic acid imides, aryl sulfonic acid esters, and imino sulfonates.
Examples of carboxylic acid compounds that generate acid (IV) include carboxylic acid esters, carboxylic acid imides, and carboxylic acid cyanates.
Examples of the diazo ketone compound that generates acid (I), acid (II), acid (III), or acid (IV) include 1,3-diketo-2-diazo compounds, diazobenzoquinone compounds, diazonaphthoquinone compounds, and the like. Can be mentioned.
Furthermore, examples of the halogen-containing compound that generates acid (I), acid (II), acid (III), or acid (IV) include haloalkyl group-containing hydrocarbon compounds, haloalkyl group-containing heterocyclic compounds, and the like. Can do.

本発明において、酸発生剤(B)の使用量は、感度および現像性を確保する観点から、(A)酸解離性基含有ポリシロキサン100重量部に対して、通常、0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜7重量部である。この場合、酸発生剤(B)の使用量が0.1重量部未満では、感度および現像性が低下する傾向があり、一方10重量部を超えると、放射線に対する透明性が低下して、パターン形状が損なわれるおそれがある。
また、酸発生剤(B)全体に対する酸発生剤(B1)の使用割合は、特に好ましくは30〜90重量%である。
本発明において、酸発生剤(B1)は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができ、また酸発生剤(B2)は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
In this invention, the usage-amount of an acid generator (B) is 0.1 to 10 weight normally with respect to 100 weight part of (A) acid dissociable group containing polysiloxane from a viewpoint of ensuring a sensitivity and developability. Parts, preferably 0.5 to 7 parts by weight. In this case, if the amount of the acid generator (B) used is less than 0.1 parts by weight, the sensitivity and developability tend to decrease. The shape may be damaged.
Moreover, the use ratio of the acid generator (B1) with respect to the entire acid generator (B) is particularly preferably 30 to 90% by weight.
In this invention, an acid generator (B1) can be used individually or in mixture of 2 or more types, and an acid generator (B2) can be used individually or in mixture of 2 or more types. Can do.

各種添加剤
本発明の感放射線性樹脂組成物には、酸拡散制御剤、溶解制御剤、界面活性剤等の各種添加剤を配合することができる。
前記酸拡散制御剤は、露光により酸発生剤(B)から生じる酸のレジスト被膜中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を抑制する作用を有する成分である。
このような酸拡散制御剤を配合することにより、得られる組成物の貯蔵安定性がさらに向上し、またレジストとしての解像度がさらに向上するとともに、露光から現像処理までの引き置き時間(PED)の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れた組成物が得られる。 酸拡散制御剤としては、レジストパターンの形成工程中の露光や加熱処理により塩基性が変化しない含窒素有機化合物が好ましい。
このような含窒素有機化合物としては、例えば、下記式(23)
Various Additives Various additives such as an acid diffusion control agent, a dissolution control agent, and a surfactant can be blended in the radiation sensitive resin composition of the present invention.
The acid diffusion control agent is a component having an action of controlling an undesired chemical reaction in a non-exposed region by controlling a diffusion phenomenon in the resist film of an acid generated from the acid generator (B) by exposure.
By blending such an acid diffusion control agent, the storage stability of the resulting composition is further improved, the resolution as a resist is further improved, and the holding time (PED) from exposure to development processing is improved. A change in the line width of the resist pattern due to fluctuations can be suppressed, and a composition having excellent process stability can be obtained. As the acid diffusion controller, a nitrogen-containing organic compound whose basicity is not changed by exposure or heat treatment in the resist pattern forming step is preferable.
As such a nitrogen-containing organic compound, for example, the following formula (23)

Figure 2006133803
Figure 2006133803

〔式(23)において、各R10は相互に独立に水素原子、置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアリール基または置換もしくは非置換のアラルキル基を示す。〕 [In the formula (23), each R 10 independently represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted aralkyl group. ]

で表される化合物(以下、「含窒素化合物(イ)」という。)、同一分子内に窒素原子を2個有する化合物(以下、「含窒素化合物(ロ)」という。)、窒素原子を3個以上有する重合体(以下、「含窒素化合物(ハ)」という。)、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挙げることができる。 (Hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound (i)”), a compound having two nitrogen atoms in the same molecule (hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound (b)”), 3 nitrogen atoms. A polymer having at least one (hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound (c)”), an amide group-containing compound, a urea compound, a nitrogen-containing heterocyclic compound, and the like can be given.

含窒素化合物(イ)としては、例えば、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、シクロヘキシルアミン等のモノ(シクロ)アルキルアミン類;ジ−n−ブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−n−ヘキシルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジ−n−ノニルアミン、ジ−n−デシルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジ(シクロ)アルキルアミン類;トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、ナフチルアミン等の芳香族アミン類を挙げることができる。   Examples of the nitrogen-containing compound (i) include mono (cyclo) alkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, cyclohexylamine; di-n- Butylamine, di-n-pentylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, di-n-nonylamine, di-n-decylamine, cyclohexylmethylamine, dicyclohexylamine, etc. Di (cyclo) alkylamines; triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine , Tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, cyclohexyl Tri (cyclo) alkylamines such as dimethylamine, dicyclohexylmethylamine, and tricyclohexylamine; aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline, 4 -Aromatic amines such as nitroaniline, diphenylamine, triphenylamine and naphthylamine can be mentioned.

含窒素化合物(ロ)としては、例えば、エチレンジアミン、N,N,N’N’−テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4−ビス [1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル] ベンゼン、1,3−ビス [1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル] ベンゼン等を挙げることができる。
含窒素化合物(ハ)としては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、2−ジメチルアミノエチルアクリルアミドの重合体等を挙げることができる。
Examples of the nitrogen-containing compound (b) include ethylenediamine, N, N, N′N′-tetramethylethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminodiphenylamine, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (3-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (4-hydroxyphenyl) propane, 1,4-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene It can be mentioned.
Examples of the nitrogen-containing compound (c) include polyethyleneimine, polyallylamine, 2-dimethylaminoethylacrylamide polymer, and the like.

前記アミド基含有化合物としては、例えば、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン等を挙げることができる。
前記ウレア化合物としては、例えば、尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラメチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、トリ−n−ブチルチオウレア等を挙げることができる。 前記含窒素複素環化合物としては、例えば、イミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、2−フェニルベンゾイミダゾール等のイミダゾール類;ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、2−メチル−4−フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、4−ヒドロキシキノリン、8−オキシキノリン、アクリジン等のピリジン類;ピペラジン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン等のピペラジン類のほか、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、4−メチルモルホリン、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ [2.2.2] オクタン等を挙げることができる。
Examples of the amide group-containing compound include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone and the like. Can be mentioned.
Examples of the urea compound include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tri-n-butyl. Examples include thiourea. Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include imidazoles such as imidazole, 4-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, benzimidazole, and 2-phenylbenzimidazole; pyridine, 2-methylpyridine, 4-methyl Pyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methyl-4-phenylpyridine, nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, quinoline, 4-hydroxyquinoline, 8-oxy Pyridines such as quinoline and acridine; piperazines such as piperazine and 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, morpholine, 4-methylmorpholine, 1,4 Dimethylpiperazine, and 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane.

これらの含窒素有機化合物のうち、含窒素化合物(イ)、含窒素複素環化合物が好ましく、また、含窒素化合物(イ)の中では、トリ(シクロ)アルキルアミン類が特に好ましく、含窒素複素環化合物の中では、イミダゾール類、ピリジン類、ピペラジン類が特に好ましい。
前記酸拡散制御剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
酸拡散制御剤の配合量は、(A)酸解離性基含有ポリシロキサン100重量部に対して、通常、15重量部以下、好ましくは10重量部以下、さらに好ましくは5重量部以下である。この場合、酸拡散制御剤の配合量が15重量部を超えると、レジストとしての感度や露光部の現像性が低下する傾向がある。なお、酸拡散制御剤の配合量が0.001重量部未満であると、プロセス条件によっては、レジストとしてのパターン形状や寸法忠実度が低下するおそれがある。
Of these nitrogen-containing organic compounds, nitrogen-containing compounds (a) and nitrogen-containing heterocyclic compounds are preferable. Among nitrogen-containing compounds (a), tri (cyclo) alkylamines are particularly preferable, Among the ring compounds, imidazoles, pyridines, and piperazines are particularly preferable.
The acid diffusion controller can be used alone or in admixture of two or more.
The compounding amount of the acid diffusion controller is usually 15 parts by weight or less, preferably 10 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the (A) acid dissociable group-containing polysiloxane. In this case, when the compounding amount of the acid diffusion controller exceeds 15 parts by weight, the sensitivity as a resist and the developability of the exposed part tend to be lowered. If the amount of the acid diffusion controller is less than 0.001 part by weight, the pattern shape and dimensional fidelity as a resist may be lowered depending on the process conditions.

前記溶解制御剤としては、例えば、下記式(24)または式(25)で表される化合物等を挙げることができる。   Examples of the dissolution control agent include compounds represented by the following formula (24) or formula (25).

Figure 2006133803
Figure 2006133803

〔式(24)および式(25)において、各R11は相互に独立に、水素原子、t−ブチル基、t−ブトキシカルボニル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、1−エトキシエチル基またはテトラヒドロピラニル基を示す。〕 [In the formula (24) and the formula (25), each R 11 independently represents a hydrogen atom, a t-butyl group, a t-butoxycarbonyl group, a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a 1-ethoxyethyl group or a tetrahydro group. A pyranyl group is shown. ]

溶解制御剤の配合量は、酸解離性基含有ポリシロキサン100重量部に対して、通常、2〜30重量部、好ましくは5〜20重量部である。   The blending amount of the dissolution control agent is usually 2 to 30 parts by weight, preferably 5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acid dissociable group-containing polysiloxane.

前記界面活性剤は、塗布性、現像性等を改良する作用を示す成分である。
このような界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤のほか、以下商品名で、KP341(信越化学工業(株)製)、ポリフローNo.75,同No.95(共栄社化学(株)製)、エフトップEF301,同EF303,同EF352(トーケムプロダクツ(株)製)、メガファックスF171,同F173(大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC430,同FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710,サーフロンS−382,同SC−101,同SC−102,同SC−103,同SC−104,同SC−105,同SC−106(旭硝子(株)製)等を挙げることができる。
これらの界面活性剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
界面活性剤の配合量は、酸解離性基含有ポリシロキサンと酸発生剤(B)との合計100重量部に対して、通常、2重量部以下である。
また、前記以外の添加剤として、ハレーション防止剤、接着助剤、保存安定化剤、消泡剤等を配合することができる。
The surfactant is a component that exhibits an effect of improving coatability, developability, and the like.
Examples of such surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, and polyethylene glycol dilaurate. In addition to nonionic surfactants such as polyethylene glycol distearate, KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), Ftop EF301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products), Megafax F171, F173 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Fluorad FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 ( Asahi Glass Co., Ltd.).
These surfactants can be used alone or in admixture of two or more.
The compounding amount of the surfactant is usually 2 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight in total of the acid dissociable group-containing polysiloxane and the acid generator (B).
Moreover, an antihalation agent, an adhesion assistant, a storage stabilizer, an antifoaming agent and the like can be blended as additives other than those described above.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、通常、各成分を溶剤に溶解し、例えば孔径0.2μm程度のフィルターでろ過して、組成物溶液として調製される。
前記組成物溶液に使用される溶剤としては、酸解離性基含有ポリシロキサン、酸発生剤および添加剤成分を溶解しうる限り、特に限定されるものではないが、例えば、
2−ブタノン、2−ペンタノン、3−メチル−2−ブタノン、2−ヘキサノン、4−メチル−2−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、3,3−ジメチル−2−ブタノン、2−ヘプタノン、2−オクタノン等の直鎖状もしくは分岐状のケトン類;
シクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−メチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、イソホロン等の環状のケトン類;
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−i−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−i−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−sec−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;
2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシプロピオン酸n−プロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−プロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸n−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸sec−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸t−ブチル等の2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類;
3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等の3−アルコキシプロピオン酸アルキル類のほか、
The radiation-sensitive resin composition of the present invention is usually prepared as a composition solution by dissolving each component in a solvent and filtering through, for example, a filter having a pore size of about 0.2 μm.
The solvent used in the composition solution is not particularly limited as long as it can dissolve the acid-dissociable group-containing polysiloxane, the acid generator and the additive component.
2-butanone, 2-pentanone, 3-methyl-2-butanone, 2-hexanone, 4-methyl-2-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, 3,3-dimethyl-2-butanone, 2-heptanone, Linear or branched ketones such as 2-octanone;
Cyclic ketones such as cyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, cyclohexanone, 2-methylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, isophorone;
Propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol mono-i-propyl ether acetate, propylene glycol mono-n-butyl ether acetate, propylene glycol mono-i-butyl ether acetate Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol mono-sec-butyl ether acetate, propylene glycol mono-t-butyl ether acetate;
Methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate, n-propyl 2-hydroxypropionate, i-propyl 2-hydroxypropionate, n-butyl 2-hydroxypropionate, i-butyl 2-hydroxypropionate, Alkyl 2-hydroxypropionates such as sec-butyl 2-hydroxypropionate and t-butyl 2-hydroxypropionate;
In addition to alkyl 3-alkoxypropionates such as methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate and ethyl 3-ethoxypropionate,

n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、トルエン、キシレン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸メチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、3−メチル−3−メトキシブチルブチレート、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ベンジルエチルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン
等を挙げることができる。
n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether , Diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol di-n-propyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether , Propylene glycol monoethyl Ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, toluene, xylene, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutyrate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl propionate, 3-methyl-3-methoxybutyl butyrate, ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, methyl acetoacetate, Ethyl acetoacetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, benzyl ethyl ether, di-n-hexyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol Cole monoethyl ether, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol, benzyl alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc. Can do.

これらの溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができるが、就中、直鎖状もしくは分岐状のケトン類、環状のケトン類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類および3−アルコキシプロピオン酸アルキル類が好ましい。
感放射線性樹脂組成物の液状組成物における溶剤の使用量は、溶液中の全固形分濃度が、通常、1〜25重量%、好ましくは2〜15重量%となる範囲である。
These solvents can be used alone or in admixture of two or more, but in particular, linear or branched ketones, cyclic ketones, propylene glycol monoalkyl ether acetates, 2- Alkyl hydroxypropionates and alkyl 3-alkoxypropions are preferred.
The amount of the solvent used in the liquid composition of the radiation sensitive resin composition is such that the total solid concentration in the solution is usually 1 to 25% by weight, preferably 2 to 15% by weight.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、特に、基板上にレジストパターンを形成する化学増幅型レジストとして好適に使用することができる。
下層膜
本発明の感放射線性樹脂組成物を用いてレジストパターンを形成する際には、露光された放射線による定在波の影響を抑えるために、予め基板表面に下層膜を形成しておくこともできる。
The radiation sensitive resin composition of the present invention can be suitably used as a chemically amplified resist for forming a resist pattern on a substrate.
Underlayer film When a resist pattern is formed using the radiation-sensitive resin composition of the present invention, an underlayer film is previously formed on the substrate surface in order to suppress the influence of standing waves due to the exposed radiation. You can also.

前記下層膜を形成する重合体(以下、「下層膜用重合体」という。)としては、定在波の影響を有効に抑えるとともに、充分なドライエッチング耐性を有するものが好ましく、特に、炭素含量が好ましくは85重量%以上、さらに好ましくは90重量%であり、分子中に芳香族炭化水素構造を有する重合体(以下、「下層膜用重合体(β)」という。)が望ましい。   The polymer forming the lower layer film (hereinafter referred to as “polymer for lower layer film”) is preferably one that effectively suppresses the influence of standing waves and has sufficient dry etching resistance. Is preferably 85% by weight or more, more preferably 90% by weight, and a polymer having an aromatic hydrocarbon structure in the molecule (hereinafter referred to as “polymer for lower layer film (β)”) is desirable.

下層膜用重合体(β)としては、例えば、下記式(26)で表される構造単位を有する重合体(以下、「下層膜用重合体(β−1)」という。)、下記式(27)で表される構造単位を有する重合体(以下、「下層膜用重合体(β−2)」という。)、下記式(28)で表される構造単位を有する重合体(以下、「下層膜用重合体(β−3)」という。)、下記式(29)で表される構造単位を有する重合体(以下、「下層膜用重合体(β−4)」という。)等を挙げることができる。   Examples of the polymer for the lower layer film (β) include a polymer having a structural unit represented by the following formula (26) (hereinafter referred to as “polymer for lower layer film (β-1)”), and the following formula ( 27) (hereinafter referred to as “polymer for lower layer film (β-2)”), polymer having a structural unit represented by the following formula (28) (hereinafter, “ Underlayer film polymer (β-3) ”), a polymer having a structural unit represented by the following formula (29) (hereinafter referred to as“ underlayer film polymer (β-4) ”), and the like. Can be mentioned.

Figure 2006133803
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Figure 2006133803
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〔式(26)〜(29)において、各R12は相互に独立に1価の原子または1価の基を示し、qは0〜4の整数であり、R13は水素原子または1価の有機基を示す。〕 [In the formulas (26) to (29), each R 12 independently represents a monovalent atom or a monovalent group, q is an integer of 0 to 4, and R 13 is a hydrogen atom or a monovalent group. An organic group is shown. ]

式(26)〜(29)において、R12の1価の原子または基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、メルカプト基、カルボキシル基、ニトロ基、スルホン酸基、フェニル基、アルキル基、アルケニル基、アミノ基、アシル基や、これらのフェニル基、アルキル基やアルケニル基をハロゲン原子、ヒドロキシル基、メルカプト基、カルボキシル基、ニトロ基、スルホン酸基等の1個以上ないし1種以上で置換した基等を挙げることができる。 In the formulas (26) to (29), examples of the monovalent atom or group for R 12 include a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a carboxyl group, a nitro group, a sulfonic acid group, a phenyl group, an alkyl group, and an alkenyl group. Group, amino group, acyl group, and these phenyl group, alkyl group and alkenyl group are substituted with one or more of halogen atom, hydroxyl group, mercapto group, carboxyl group, nitro group, sulfonic acid group, etc. Groups and the like.

前記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等を挙げることができる。
前記アルキル基としては、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、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、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等の炭素数1〜6の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基がさらに好ましい。
また、前記アルケニル基としては、炭素数2〜10のアルケニル基が好ましく、ビニル基、プロぺニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基等の炭素数2〜6の直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基がさらに好ましい。
また、前記アミノ基としては、第一級アミノ基が好ましく、アミノメチル基、2−アミノエチル基、3−アミノプロピル基、4−アミノブチル基等の炭素数1〜6の直鎖状もしくは分岐状の第一級アミノ基がさらに好ましい。
また、前記アシル基としては、炭素数2〜10のアシル基が好ましく、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ベンゾイル基等の炭素数2〜6の脂肪族または芳香族のアシル基がさらに好ましい。
As said halogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, etc. can be mentioned, for example.
As said alkyl group, a C1-C10 alkyl group is preferable, and a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, t- A linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a butyl group is more preferable.
Moreover, as said alkenyl group, a C2-C10 alkenyl group is preferable, C2-C6 linear or branched, such as a vinyl group, a propenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, etc. The alkenyl group is more preferable.
Moreover, as said amino group, a primary amino group is preferable and C1-C6 linear or branched, such as an aminomethyl group, 2-aminoethyl group, 3-aminopropyl group, 4-aminobutyl group, etc. A primary amino group having a shape is more preferable.
The acyl group is preferably an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, and more preferably an aliphatic or aromatic acyl group having 2 to 6 carbon atoms such as an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, or a benzoyl group.

また、R13の1価の有機基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、脂環式基、芳香族炭化水素基、ヘテロ環式基等を挙げることができる。
前記アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等の炭素数1〜6の直鎖状または分岐状のアルキル基が好ましい。
前記アルケニル基としては、ビニル基、プロぺニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基等の炭素数2〜6の直鎖状または分岐状のアルケニル基が好ましい。 前記脂環式基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数4〜10の脂環式基が好ましい。
前記芳香族炭化水素基としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基等の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基が好ましい。
前記ヘテロ環式基としては、例えば、2−フラニル基、テトラヒドロ−2−フラニル基、フルフリル基、テトラヒドロフルフリル基、チオフルフリル基、2−ピラニル基、テトラヒドロ−2−ピラニル基、2−ピラニルメチル基、テトラヒドロ−2−ピラニルメチル基等の4〜10員環のヘテロ環式基が好ましい。
The monovalent organic group R 13, for example, an alkyl group, an alkenyl group, an alicyclic group, aromatic hydrocarbon group, and a heterocyclic group.
Examples of the alkyl group include those having 1 to 6 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group and t-butyl group. A chain or branched alkyl group is preferred.
The alkenyl group is preferably a linear or branched alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms such as a vinyl group, a propenyl group, a 1-butenyl group, or a 2-butenyl group. As said alicyclic group, C4-C10 alicyclic groups, such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, are preferable.
As said aromatic hydrocarbon group, C6-C12 aromatic hydrocarbon groups, such as a phenyl group, 1-naphthyl group, and 2-naphthyl group, are preferable.
Examples of the heterocyclic group include 2-furanyl group, tetrahydro-2-furanyl group, furfuryl group, tetrahydrofurfuryl group, thiofurfuryl group, 2-pyranyl group, tetrahydro-2-pyranyl group, 2-pyranylmethyl group, A 4- to 10-membered heterocyclic group such as a tetrahydro-2-pyranylmethyl group is preferred.

下層膜用重合体(β)は、例えば、下記の方法によって製造することができる。但し、下層膜用重合体(β)の製造方法は、これらの方法に限定されるものではない。
製造方法(a): (a-1) アセナフチレン類とアルデヒド類とを、場合により共縮合可能な他の芳香族化合物と共に、酸触媒の存在下で縮合したのち、この重合体を単独であるいは共重合可能な他のモノマーと共に重合するか、あるいは(a-2) アセナフチレン類を単独であるいは共重合可能な他のモノマーと共に重合したのち、この重合体とアルデヒド類とを、場合により共縮合可能な他の芳香族化合物と共に、酸触媒の存在下で縮合して、下層膜用重合体(β−1)を得る方法。
製造方法(b): アセナフチレン類とアルデヒド類とを、場合により共縮合可能な他の芳香族化合物と共に、酸触媒の存在下で縮合して、下層膜用重合体(β−2)を得る方法。
製造方法(c): アセナフテン類とアルデヒド類とを、場合により共縮合可能な他の芳香族化合物と共に、酸触媒の存在下で縮合して、下層膜用重合体(β−3)を得る方法。 なお、下層膜用重合体(β−4)は、(a-2) の方法におけるアセナフチレン類を単独であるいは共重合可能な他のモノマーと共に重合する工程により得ることができる。
The polymer for the lower layer film (β) can be produced, for example, by the following method. However, the manufacturing method of the polymer for lower layer films (β) is not limited to these methods.
Production method (a): (a-1) After condensing acenaphthylenes and aldehydes together with other aromatic compounds capable of cocondensation in the presence of an acid catalyst, the polymer may be used alone or in combination. Polymerization with other polymerizable monomers, or (a-2) Acenaphthylenes may be polymerized alone or with other copolymerizable monomers, and this polymer and aldehydes can be optionally co-condensed A method of condensing together with other aromatic compounds in the presence of an acid catalyst to obtain a polymer for lower layer film (β-1).
Production method (b): A method of condensing acenaphthylenes and aldehydes together with other aromatic compounds that can be co-condensed in the presence of an acid catalyst to obtain a polymer for lower layer film (β-2) .
Production method (c): A method of condensing acenaphthenes and aldehydes together with other aromatic compounds that can be co-condensed in the presence of an acid catalyst to obtain a polymer for lower layer film (β-3) . The polymer for the lower layer film (β-4) can be obtained by polymerizing the acenaphthylenes alone or together with other monomers capable of copolymerization in the method (a-2).

製造方法(a)における重合は、例えば、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合等により、塊状重合、溶液重合等の適宜の重合形態で実施することができる。
製造方法(a)において、(a-1) の工程のアセナフチレン類とアルデヒド類との、場合により共縮合可能な他の芳香族化合物と共に縮合した重合体のMwおよび(a-2) の工程のアセナフチレン類を単独であるいは共重合可能な他のモノマーと共に重合した重合体のMwは、下層膜の所望の特性に応じて適宜選択されるが、通常、100〜10,000、好ましくは2,000〜5,000である。
The polymerization in the production method (a) can be carried out in an appropriate polymerization form such as bulk polymerization or solution polymerization by radical polymerization, anionic polymerization, cationic polymerization or the like.
In the production method (a), the Mw of the polymer obtained by condensing the acenaphthylenes and aldehydes in the step (a-1) together with other aromatic compounds optionally co-condensable and the step (a-2) Mw of a polymer obtained by polymerizing acenaphthylenes alone or together with other monomers capable of copolymerization is appropriately selected according to the desired properties of the lower layer film, but is usually 100 to 10,000, preferably 2,000. ~ 5,000.

製造方法(a)〜(c)における縮合反応は、酸触媒の存在下、無溶剤下あるいは溶剤中、好ましくは溶剤中で加熱することにより行われる。
前記酸触媒としては、例えば、硫酸、リン酸、過塩素酸等の鉱酸類;p−トルエンスルホン酸等の有機スルホン酸類;蟻酸、シュウ酸等のカルボン酸類等を挙げることができる。
酸触媒の使用量は、使用する酸類の種類によって適宜調整されるが、通常、アセナフチレン類またはアセナフテン類100重量部に対して、0.001〜10,000重量部、好ましくは0.01〜1,000重量部である。
The condensation reaction in the production methods (a) to (c) is performed by heating in the presence of an acid catalyst, in the absence of a solvent or in a solvent, preferably in a solvent.
Examples of the acid catalyst include mineral acids such as sulfuric acid, phosphoric acid and perchloric acid; organic sulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid; carboxylic acids such as formic acid and oxalic acid.
Although the usage-amount of an acid catalyst is suitably adjusted with the kind of acids to be used, 0.001-10,000 weight part normally with respect to 100 weight part of acenaphthylenes or acenaphthenes, Preferably it is 0.01-1. 1,000 parts by weight.

製造方法(a)〜(c)の縮合反応に用いられる溶剤としては、縮合反応を阻害しない限り特に限定されるものではないが、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アミノ系樹脂等の、アルデヒド類を原料とする樹脂の合成に従来から使用されている溶剤、より具体的には、本発明の感放射線性樹脂組成物の組成物溶液について例示した溶剤のほか、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類等を挙げることができる。また、使用する酸触媒が例えば蟻酸のような液状である場合には、この酸触媒にも溶剤としての役割を兼ねさせることができる。
これらの溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
製造方法(a)〜(c)における縮合反応の反応温度は、通常、40℃〜200℃である。また反応時間は、反応温度によって適宜調整されるが、通常、30分〜72時間である。
The solvent used in the condensation reaction of the production methods (a) to (c) is not particularly limited as long as the condensation reaction is not inhibited. For example, aldehydes such as phenol resin, melamine resin, amino resin, etc. In addition to the solvents conventionally used for the synthesis of resins made from styrene, more specifically, the solvents exemplified for the composition solution of the radiation-sensitive resin composition of the present invention, and cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane Etc. Further, when the acid catalyst used is a liquid such as formic acid, this acid catalyst can also serve as a solvent.
These solvents can be used alone or in admixture of two or more.
The reaction temperature of the condensation reaction in the production methods (a) to (c) is usually 40 ° C to 200 ° C. Moreover, although reaction time is suitably adjusted with reaction temperature, it is 30 minutes-72 hours normally.

下層膜用重合体(β)のMwは、通常、500〜100,000、好ましくは5,000〜5,0000である。
前記下層膜用重合体(β)は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
The Mw of the polymer for lower layer film (β) is usually 500 to 100,000, preferably 5,000 to 50,000.
The lower layer polymer (β) can be used alone or in admixture of two or more.

下層膜を形成する際には、通常、下層膜用重合体を、場合により、後述する添加剤と共に、溶剤に溶解した溶液(以下、「下層膜形成用組成物溶液」という。)が使用される。 下層膜形成用組成物溶液に使用される溶剤としては、下層膜用重合体および添加剤成分を溶解しうる限り、特に限定されるものではないが、例えば、
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類;
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテル類;
プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;
When forming the lower layer film, a solution in which the polymer for the lower layer film is dissolved in a solvent together with an additive to be described later (hereinafter referred to as “the composition solution for forming the lower layer film”) is usually used. The The solvent used in the lower layer film forming composition solution is not particularly limited as long as it can dissolve the polymer for the lower layer film and the additive component.
Ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether;
Ethylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-butyl ether acetate;
Diethylene glycol dialkyl ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol di-n-propyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether;
Propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether;

プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル等のプロピレングリコールジアルキルエーテル類;
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエテルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;
乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−プロピル、乳酸i−プロピル、乳酸n−ブチル、乳酸i−ブチル等の乳酸エステル類;
ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸n−プロピル、ギ酸i−プロピル、ギ酸n−ブチル、ギ酸i−ブチル、ギ酸n−アミル、ギ酸i−アミル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、酢酸n−アミル、酢酸i−アミル、酢酸n−ヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−プロピル、プロピオン酸i−プロピル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸i−ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸n−プロピル、酪酸i−プロピル、酪酸n−ブチル、酪酸i−ブチル等の脂肪族カルボン酸エステル類;
Propylene glycol dialkyl ethers such as propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol di-n-propyl ether, propylene glycol di-n-butyl ether;
Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoether ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol mono-n-butyl ether acetate;
Lactic acid esters such as methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, i-propyl lactate, n-butyl lactate, i-butyl lactate;
Methyl formate, ethyl formate, n-propyl formate, i-propyl formate, n-butyl formate, i-butyl formate, n-amyl formate, i-amyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, i-acetate Propyl, n-butyl acetate, i-butyl acetate, n-amyl acetate, i-amyl acetate, n-hexyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, n-propyl propionate, i-propyl propionate, n propionate -Aliphatic carboxylic acid esters such as butyl, i-butyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, n-propyl butyrate, i-propyl butyrate, n-butyl butyrate, i-butyl butyrate;

ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸メチル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピルアセテート、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、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、3−メチル−3−メトキシブチルブチレート、アセト酢酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等の他のエステル類;
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;
メチルエチルケトン、2−ペンタノン、2−ヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類;
N−メチルホルムアミド、N、N−ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N、N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類;
γ−ブチロラクトン等のラクトン類
等を挙げることができる。
Ethyl hydroxyacetate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, methyl 3-methoxy-2-methylpropionate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutyrate, ethyl methoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, methyl 3-methoxypropionate , Ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, 3-methoxypropyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3- Other esters such as methoxybutyl propionate, 3-methyl-3-methoxybutyl butyrate, methyl acetoacetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate;
Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene;
Ketones such as methyl ethyl ketone, 2-pentanone, 2-hexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, cyclohexanone;
Amides such as N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone;
Examples include lactones such as γ-butyrolactone.

これらの溶剤のうち、好ましい溶剤としては、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート類、乳酸エチル、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エチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン等を挙げることができる。
前記溶剤は、単独でまたは2種類以上を混合して使用することができる。
Among these solvents, preferred solvents include ethylene glycol monoethyl ether acetates, ethyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, 2-heptanone, cyclohexanone and the like.
The said solvent can be used individually or in mixture of 2 or more types.

下層膜形成用組成物溶液における溶剤の使用量は、溶液中の全固形分濃度が、通常、0.01〜70重量%、好ましくは0.05〜60重量%、さらに好ましくは0.1〜50重量%となる範囲である。   The amount of the solvent used in the composition for forming the lower layer film is such that the total solid concentration in the solution is usually 0.01 to 70% by weight, preferably 0.05 to 60% by weight, more preferably 0.1 to 0.1%. The range is 50% by weight.

下層膜形成用組成物溶液には、必要に応じて、架橋剤、前記下層膜用重合体以外の重合体、放射線吸収剤、界面活性剤、酸発生剤、保存安定剤、消泡剤、接着助剤等の各種添加剤を配合することができる。
下層膜形成用組成物溶液は、通常、例えば孔径0.1μm程度のフィルターでろ過して、下層膜の形成に使用される。
In the composition solution for forming the lower layer film, if necessary, a crosslinking agent, a polymer other than the polymer for the lower layer film, a radiation absorber, a surfactant, an acid generator, a storage stabilizer, an antifoaming agent, an adhesive Various additives such as auxiliaries can be blended.
The lower layer film-forming composition solution is usually filtered through a filter having a pore diameter of about 0.1 μm and used for forming the lower layer film.

レジストパターンの形成方法
本発明の感放射線性樹脂組成物を用いてレジストパターンを形成する好ましい方法としては、例えば、
1)基板上に下層膜形成用組成物溶液を塗布し、得られた塗膜をベークして下層膜を形成する工程、2)該下層膜上に感放射線性樹脂組成物の組成物溶液を塗布し、得られた塗膜をプレベークして被膜(以下、「レジスト被膜」という。)を形成する工程、3)レジスト被膜に露光用マスクを介して放射線を選択的に露光する工程、および4)露光したレジスト被膜を現像して、レジストパターンを形成する工程を含み、さらに必要に応じて、5)該レジストパターンをマスクとして、下層膜のエッチングを行なう工程を含む方法
を挙げることができる。
以下、この方法についてより具体的に説明する。
Method for forming resist pattern As a preferred method for forming a resist pattern using the radiation-sensitive resin composition of the present invention, for example,
1) A step of applying a composition solution for forming a lower layer film on a substrate and baking the obtained coating film to form a lower layer film. 2) A composition solution of a radiation sensitive resin composition is formed on the lower layer film. A step of applying and prebaking the obtained coating film to form a coating (hereinafter referred to as “resist coating”), 3) a step of selectively exposing the resist coating to radiation through an exposure mask, and 4 The method may include a step of developing the exposed resist film to form a resist pattern, and 5) a step of etching the lower layer film using the resist pattern as a mask, if necessary.
Hereinafter, this method will be described more specifically.

レジストパターンの形成に使用される基板としては、特に限定されるものではないが、例えば、シリコン系酸化膜・層間絶縁膜等の無機基板等を挙げることができる。
1)の工程において、基板上に下層膜形成用組成物溶液を、例えば、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の方法により塗布したのち、得られた塗膜をベークして、塗膜中の溶剤を揮発させることにより、下層膜を形成する。
この際のベーク温度は、例えば90〜500℃、好ましくは200〜450℃である。 下層膜の膜厚は、通常、10〜10,000nm、好ましくは50〜1,000nmである。
The substrate used for forming the resist pattern is not particularly limited, and examples thereof include inorganic substrates such as silicon oxide films and interlayer insulating films.
In the step 1), the composition solution for forming the lower layer film is applied on the substrate by an appropriate method such as spin coating, cast coating, roll coating, etc., and then the obtained coating film is baked and coated. The lower layer film is formed by volatilizing the solvent in the film.
The baking temperature at this time is, for example, 90 to 500 ° C, preferably 200 to 450 ° C. The film thickness of the lower layer film is usually 10 to 10,000 nm, preferably 50 to 1,000 nm.

次いで、2)の工程において、該下層膜上に感放射線性樹脂組成物の組成物溶液を、得られるレジスト被膜が所定の膜厚となるように、例えば、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の方法により塗布したのち、得られた塗膜をプレベークして塗膜中の溶剤を揮発させることにより、レジスト被膜を形成する。
この際のプレベークの温度は、使用される感放射線性樹脂組成物の組成等に応じて適宜調整されるが、通常、30〜200℃、好ましくは50〜160℃である。
レジスト被膜の膜厚は、通常、10〜10,000nm、好ましくは50〜1,000nm、特に好ましくは70〜300nmである。
Next, in the step 2), the composition solution of the radiation-sensitive resin composition is applied onto the lower layer film, for example, by spin coating, cast coating, roll coating so that the resulting resist film has a predetermined film thickness. After applying by an appropriate method such as the above, the resulting coating film is pre-baked to evaporate the solvent in the coating film, thereby forming a resist film.
Although the temperature of the prebaking in this case is suitably adjusted according to the composition of the radiation sensitive resin composition etc. to be used, it is 30-200 degreeC normally, Preferably it is 50-160 degreeC.
The film thickness of the resist film is usually 10 to 10,000 nm, preferably 50 to 1,000 nm, and particularly preferably 70 to 300 nm.

次いで、3)の工程において、レジスト被膜に露光用マスクを介して放射線を選択的に露光する。
露光に用いられる放射線としては、使用する感放射線性樹脂組成物の組成に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、電子線、γ線、分子線、イオンビーム等を適宜選択して使用することができるが、KrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)、F2 エキシマレーザー(波長157nm)、超遠紫外線(EUV)等の遠紫外線、あるいは電子線が好ましく、さらに好ましくはArFエキシマレーザー、F2 エキシマレーザーである。
Next, in step 3), the resist film is selectively exposed to radiation through an exposure mask.
Depending on the composition of the radiation-sensitive resin composition to be used, the radiation used for exposure is appropriately selected from visible rays, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, electron beams, γ rays, molecular beams, ion beams, etc. Although it can be used, KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), far-ultraviolet rays such as ultra-far ultraviolet rays (EUV), or electron beams are preferable. ArF excimer laser and F 2 excimer laser are preferable.

次いで、4)の工程において、露光後のレジスト被膜を現像して、レジストパターンを形成する。
現像に使用される現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等を溶解したアルカリ性水溶液を挙げることができる。
また、これらのアルカリ性水溶液には、水溶性有機溶剤、例えばメタノール、エタノール等のアルコール類や、界面活性剤を適量添加することもできる。
その後、洗浄して、乾燥することにより、所望のレジストパターンを形成する。
この工程では、解像度、パターン形状、現像性等を向上させるため、現像前にポストベークを行なってもよい。
ポストベークの温度は、使用される感放射線性樹脂組成物の組成等に応じて適宜調整されるが、通常、30〜200℃、好ましくは50〜160℃である。
Next, in step 4), the resist film after exposure is developed to form a resist pattern.
Examples of the developer used for development include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, Methyldiethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo -[4.3.0] -5 An alkaline aqueous solution in which nonene or the like is dissolved can be mentioned.
Further, an appropriate amount of a water-soluble organic solvent, for example, an alcohol such as methanol or ethanol, or a surfactant can be added to these alkaline aqueous solutions.
Thereafter, the desired resist pattern is formed by washing and drying.
In this step, post-baking may be performed before development in order to improve resolution, pattern shape, developability, and the like.
Although the temperature of post-baking is suitably adjusted according to the composition etc. of the radiation sensitive resin composition used, it is 30-200 degreeC normally, Preferably it is 50-160 degreeC.

さらに必要に応じて、5)の工程において、得られたレジストパターンをマスクとして、フッ素プラズマ、塩素プラズマ、臭素プラズマ等のガスプラズマを用い、下層膜のエッチングを行って、所望のパターンを形成する。
但し、本発明におけるレジストパターンの形成方法は、前述した方法に限定されるものではない。
Further, in the step 5), if desired, a desired pattern is formed by etching the lower layer film using gas plasma such as fluorine plasma, chlorine plasma, bromine plasma or the like using the obtained resist pattern as a mask. .
However, the method for forming a resist pattern in the present invention is not limited to the method described above.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、放射線に対する高い透明性および高いドライエッチング耐性を保持しつつ、特に解像度に優れており、今後ますます微細化が進行するとみられるリソグラフィープロセスに資するところが極めて大きい。   The radiation-sensitive resin composition of the present invention has a particularly high resolution while maintaining high transparency to radiation and high dry etching resistance, and greatly contributes to a lithography process that is expected to become increasingly finer in the future. .

合成例1(ポリシロキサン(α)の合成)
撹拌機、還流冷却器、温度計を装着した3つ口フラスコに、下記式(30)の化合物8.34g、下記式(31)の化合物12.92g、メチルトリエトキシシラン8.75g、4−メチル−2−ペンタノン30g、1.75重量%蓚酸水溶液7.20gを加えて、撹拌しつつ、80℃で6時間反応させたのち、反応容器を氷冷して、反応を停止させた。その後、反応溶液を分液ロートに移して、水層を廃棄し、さらにイオン交換水を加えて水洗し、反応溶液が中性になるまで水洗を繰り返した。その後、有機層を減圧留去して、ポリシロキサン(α)18.5gを得た。
Synthesis Example 1 (Synthesis of polysiloxane (α))
In a three-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a thermometer, 8.34 g of the compound of the following formula (30), 12.92 g of the compound of the following formula (31), 8.75 g of methyltriethoxysilane, 4- After adding 30 g of methyl-2-pentanone and 7.20 g of a 1.75 wt% oxalic acid aqueous solution and reacting at 80 ° C. for 6 hours with stirring, the reaction vessel was ice-cooled to stop the reaction. Thereafter, the reaction solution was transferred to a separatory funnel, the aqueous layer was discarded, and ion-exchanged water was further added and washed, and washing was repeated until the reaction solution became neutral. Thereafter, the organic layer was distilled off under reduced pressure to obtain 18.5 g of polysiloxane (α).

Figure 2006133803
〔式(30)において、ケイ素原子はテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカン環の3−位あるいは4−位に結合している。〕
Figure 2006133803
[In the formula (30), the silicon atom is tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] It is bonded to the 3-position or 4-position of the dodecane ring. ]

Figure 2006133803
〔式(31)において、ケイ素原子はビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプタン環の2−位あるいは3−位に結合している。〕
Figure 2006133803
[In the formula (31), the silicon atom is bonded to the 2-position or 3-position of the bicyclo [2.2.1] heptane ring. ]

このポリシロキサン(α)について、 1H−NMRスペクトル(化学シフトσ)、MwおよびMnを測定したところ、以下のとおりであった。
σ :2.3ppm(CH2 C(CF3)2 基)、1.4ppm(t−ブチル基) 、0.2ppm(SiCH3 基)。
Mw :2,300。
Mw/Mn:1.1。
このポリシロキサン(α)を「ポリシロキサン(α-1)」とする。
With respect to this polysiloxane (α), 1 H-NMR spectrum (chemical shift σ), Mw and Mn were measured and found to be as follows.
σ: 2.3 ppm (CH 2 C (CF 3 ) 2 group), 1.4 ppm (t-butyl group), 0.2 ppm (SiCH 3 group).
Mw: 2,300.
Mw / Mn: 1.1.
This polysiloxane (α) is referred to as “polysiloxane (α-1)”.

合成例2(ポリシロキサン(α)の合成)
撹拌機、還流冷却器、温度計を装着した3つ口フラスコに、前記式(30)の化合物3.84g、前記式(31)の化合物7.93g、メチルトリエトキシシラン3.22g、4−メチル−2−ペンタノン15g、1.75重量%蓚酸水溶液3.32gを加えて、撹拌しつつ、80℃で6時間反応させたのち、反応容器を氷冷して、反応を停止させた。その後、反応溶液を分液ロートに移して、水層を廃棄し、さらにイオン交換水加えて水洗し、反応溶液が中性になるまで水洗を繰り返した。次いで、有機層を減圧留去して、ポリシロキサン(α)8.24gを得た。
Synthesis Example 2 (Synthesis of polysiloxane (α))
In a three-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a thermometer, 3.84 g of the compound of the above formula (30), 7.93 g of the compound of the above formula (31), 3.22 g of methyltriethoxysilane, 4- After adding 15 g of methyl-2-pentanone and 3.32 g of a 1.75 wt% oxalic acid aqueous solution and reacting at 80 ° C. for 6 hours with stirring, the reaction vessel was ice-cooled to stop the reaction. Thereafter, the reaction solution was transferred to a separating funnel, the aqueous layer was discarded, and ion-exchanged water was further added and washed, and washing was repeated until the reaction solution became neutral. Subsequently, the organic layer was distilled off under reduced pressure to obtain 8.24 g of polysiloxane (α).

このポリシロキサン(α)について、 1H−NMRスペクトル(化学シフトσ)、MwおよびMnを測定したところ、以下のとおりであった。
σ :2.3ppm(CH2 C(CF3)2 基)、1.4ppm(t−ブチル基) 、0.2ppm(SiCH3 基)。
Mw :2,200。
Mw/Mn:1.1。
このポリシロキサン(α)を「ポリシロキサン(α-2)」とする。
With respect to this polysiloxane (α), 1 H-NMR spectrum (chemical shift σ), Mw and Mn were measured and found to be as follows.
σ: 2.3 ppm (CH 2 C (CF 3 ) 2 group), 1.4 ppm (t-butyl group), 0.2 ppm (SiCH 3 group).
Mw: 2,200.
Mw / Mn: 1.1.
This polysiloxane (α) is referred to as “polysiloxane (α-2)”.

合成例(酸発生剤(B1)の合成)
トリフェニルスルホニウムクロライド20gを水500ミリリットルに溶解した溶液をナスフラスコに入れたのち、別途調製した1,1,2,2−テトラフルオロ−2−(ノルボルナン−2−イル)エタンスルホン酸ナトリウム20gの水溶液500ミリリットルを室温で滴下して、30分間攪拌した。その後、反応溶液を酢酸エチルで抽出し、有機層を水で2回洗浄したのち、減圧蒸留することにより、下記式(34)のトリフェニルスルホニウム 1,1,2,2−テトラフルオロ−2−(ノルボルナン−2−イル)エタンスルホネート(収率43%)を無色の高粘性オイルとして得た。
Synthesis Example 3 (Synthesis of acid generator (B1))
A solution prepared by dissolving 20 g of triphenylsulfonium chloride in 500 ml of water was placed in an eggplant flask, and 20 g of sodium 1,1,2,2-tetrafluoro-2- (norbornan-2-yl) ethanesulfonate prepared separately was then added. 500 ml of aqueous solution was dropped at room temperature and stirred for 30 minutes. Thereafter, the reaction solution was extracted with ethyl acetate, the organic layer was washed twice with water, and then distilled under reduced pressure to obtain triphenylsulfonium 1,1,2,2-tetrafluoro-2-formaldehyde represented by the following formula (34). (Norbornan-2-yl) ethanesulfonate (43% yield) was obtained as a colorless highly viscous oil.

Figure 2006133803
Figure 2006133803

評価例1(ArFエキシマレーザー露光による解像度)
表1-1または表1-2に示すポリシロキサン(α)および2−ヘプタノン900重量部を、表1-1または表1-2に示す酸発生剤(B1)、酸発生剤(B2)および酸拡散制御剤と均一に混合して、組成物溶液を調製した。
次いで、各組成物溶液を、シリコンウエハー基板(Si)上、あるいは予めシリコンウエハー表面に下層膜イを形成した基板(下層膜イ)上に、スピンコートにより塗布し、140℃に保持したホットプレート上で、それぞれ90秒間プレベークを行って、膜厚100nmのレジスト被膜を形成した。
ここで、下層膜イは、市販の反射防止膜DUV-30J を塗布(膜厚520Å)し、205℃で60秒間ベークして形成した膜である。
その後、各レジスト被膜に対して、ArFエキシマレーザー(波長193nm、NA=0.60、σ=0.70)を露光量を変えて露光し、110℃に保持したホットプレート上で、それぞれ90秒間ポストベークを行ったのち、2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現像して、ライン・アンド・スペースパターン(1L1S)を形成し、解像度を評価した。
評価結果を表1-1および表1-2に示す。
Evaluation Example 1 (Resolution by ArF excimer laser exposure)
900 parts by weight of the polysiloxane (α) and 2-heptanone shown in Table 1-1 or Table 1-2 are mixed with the acid generator (B1), acid generator (B2) and Table 1-1 or Table 1-2. A composition solution was prepared by uniformly mixing with an acid diffusion controller.
Next, each composition solution was applied by spin coating on a silicon wafer substrate (Si) or a substrate (lower layer film a) on which the lower layer film was previously formed on the surface of the silicon wafer, and maintained at 140 ° C. Above, each was pre-baked for 90 seconds to form a resist film having a thickness of 100 nm.
Here, the lower layer film A is a film formed by applying a commercially available antireflection film DUV-30J (film thickness: 520 mm) and baking at 205 ° C. for 60 seconds.
Thereafter, each resist film was exposed to an ArF excimer laser (wavelength 193 nm, NA = 0.60, σ = 0.70) while changing the exposure amount, and each was heated on a hot plate maintained at 110 ° C. for 90 seconds. After post-baking, development was performed with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution to form a line and space pattern (1L1S), and the resolution was evaluated.
The evaluation results are shown in Table 1-1 and Table 1-2.

表1-1および表1-2におけるポリシロキサン以外の各成分は、下記のとおりである。
酸発生剤(B1)
B1-5 :前記式(34)の化合物
酸発生剤(B2)
B2-1 :トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート
酸拡散制御剤
C-1 :トリ−N−オクチルアミン
Each component other than polysiloxane in Table 1-1 and Table 1-2 is as follows.
Acid generator (B1)
B1-5: Compound acid generator of formula (34) (B2)
B2-1: Triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate acid diffusion controller C-1: Tri-N-octylamine

Figure 2006133803
* 酸発生剤(B)の合計量に対するモル%(以下同様)。
Figure 2006133803
* Mole% relative to the total amount of the acid generator (B) (hereinafter the same).

Figure 2006133803
Figure 2006133803

評価例2(F2 エキシマレーザー露光による解像度)
表2に示すポリシロキサン(α)および2−ヘプタノン900重量部を、表2に示す酸発生剤(B1)、酸発生剤(B2)および酸拡散制御剤と均一に混合して、組成物溶液を調製した。
次いで、組成物溶液を、予めシリコンウエハー表面に下層膜イを形成した基板(下層膜イ)上に、スピンコートにより塗布し、140℃に保持したホットプレート上で、90秒間プレベークを行って、膜厚100nmのレジスト被膜を形成した。
その後、レジスト被膜に対して、レチクルとしてバイナリーマスク(Binary Mask)用い、F2 エキシマレーザー(波長157nm、NA=0.60、σ=0.70)を露光量を変えて露光し、110℃に保持したホットプレート上で、90秒間ポストベークを行ったのち、2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現像して、ライン・アンド・スペースパターン(1L1S)を形成し、解像度を評価した。
評価結果を表2に示す。
表2におけるポリシロキサン(α)以外の各成分は、前記のとおりである。
Evaluation Example 2 (Resolution by F 2 excimer laser exposure)
A polysiloxane (α) shown in Table 2 and 900 parts by weight of 2-heptanone are uniformly mixed with an acid generator (B1), an acid generator (B2) and an acid diffusion controller shown in Table 2 to obtain a composition solution. Was prepared.
Next, the composition solution was applied by spin coating onto a substrate (underlayer film a) on which a lower layer film i was previously formed on the silicon wafer surface, and prebaked for 90 seconds on a hot plate maintained at 140 ° C., A resist film having a thickness of 100 nm was formed.
Thereafter, the resist film is exposed using a binary mask as a reticle and an F 2 excimer laser (wavelength: 157 nm, NA = 0.60, σ = 0.70) while changing the exposure amount to 110 ° C. After post-baking for 90 seconds on the held hot plate, development was performed with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution to form a line and space pattern (1L1S), and the resolution was evaluated. .
The evaluation results are shown in Table 2.
Each component other than polysiloxane (α) in Table 2 is as described above.

Figure 2006133803
Figure 2006133803

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