JP2013152375A - Negative radiation-sensitive composition, pattern forming method and method for manufacturing insulating film - Google Patents

Negative radiation-sensitive composition, pattern forming method and method for manufacturing insulating film Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a negative radiation-sensitive composition capable of forming a fine resist pattern and satisfying lithographic properties such as LWR.SOLUTION: There is provided a negative radiation-sensitive composition which comprises [A] a polysiloxane, [B] a radiation-sensitive acid generator, [C] a radiation-sensitive base generator and [D] a solvent. Further, the ratio of the equivalent of [B] the acid generator to the equivalent of [C] the base generator is preferably 0.1 or more and 100 or less, and [B] the acid generator is an onium salt compound and [C] the base generator is a nitrogen-containing compound.

Description

本発明は、ネガ型感放射線性組成物、それを用いたパターン形成方法及び絶縁膜の製造方法に関する。   The present invention relates to a negative radiation sensitive composition, a pattern forming method using the same, and a method for producing an insulating film.

集積回路素子等を製造する微細加工分野において、より高い集積度を得るためにKrFエキシマレーザー(波長248nm)やArFエキシマレーザー(波長193nm)等に代表される短波長の放射線を利用したリソグラフィー技術の開発が行われている。   In the microfabrication field for manufacturing integrated circuit elements and the like, lithography technology using short-wavelength radiation represented by KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), etc. in order to obtain a higher degree of integration Development is underway.

このような短波長の放射線用のリソグラフィー材料としては、一般的に酸解離性基を有する成分と、放射線の照射により酸を発生する感放射線性酸発生剤とを含有した化学増幅型レジストが用いられている。   As a lithography material for such short-wavelength radiation, a chemically amplified resist containing a component having an acid-dissociable group and a radiation-sensitive acid generator that generates an acid upon irradiation with radiation is generally used. It has been.

一方、上記微細加工分野では、より微細なレジストパターンを形成することが望まれており、その形成方法として例えば液浸露光法が知られている。この液浸露光法によれば、既存の装置に実装されているレンズや露光光源を流用できるためコスト面で優れており、さらに露光装置の光源波長を短波長化した場合と同等の解像性等が得られる。このような液浸露光法に用いられる種々のネガ型感放射線性組成物が開発されている(特許文献1〜3参照)。   On the other hand, in the fine processing field, it is desired to form a finer resist pattern, and for example, an immersion exposure method is known as the forming method. According to this immersion exposure method, lenses and exposure light sources mounted on existing equipment can be used, which is superior in terms of cost, and resolution equivalent to that obtained when the light source wavelength of the exposure equipment is shortened. Etc. are obtained. Various negative radiation-sensitive compositions used for such immersion exposure methods have been developed (see Patent Documents 1 to 3).

しかしながら、更なるデバイスの小型化が進んでいる近年にあっては、レジストパターンのより一層の微細化が望まれており、さらにこのような微細なレジストパターンには優れたLine Width Loughness(LWR)等のリソグラフィー特性が望まれている。   However, in recent years when further miniaturization of devices is progressing, further miniaturization of a resist pattern is desired. Further, such fine resist pattern has excellent Line Width Lowness (LWR). Lithographic properties such as are desired.

国際公開第2004/068242号公報International Publication No. 2004/068242 特開2005−173474号公報JP 2005-173474 A 特開2006−48029号公報JP 2006-48029 A

本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は微細なレジストパターンを形成でき、かつLWR等のリソグラフィー特性を満足するネガ型感放射線性組成物を提供することである。   The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a negative radiation-sensitive composition that can form a fine resist pattern and satisfies lithography characteristics such as LWR. .

上記課題を解決するためになされた発明は、
[A]ポリシロキサン、
[B]感放射線性酸発生剤(以下、「[B]酸発生剤」と称することがある)、
[C]感放射線性塩基発生剤(以下、「[C]塩基発生剤」と称することがある)、及び
[D]溶媒
を含有するネガ型感放射線性組成物である。
The invention made to solve the above problems is
[A] polysiloxane,
[B] Radiation-sensitive acid generator (hereinafter sometimes referred to as “[B] acid generator”),
[C] A negative radiation-sensitive composition containing a radiation-sensitive base generator (hereinafter sometimes referred to as “[C] base generator”), and [D] a solvent.

本発明のネガ型感放射線性組成物は、組成物中に[B]酸発生剤と[C]塩基発生剤とが共存する。従って、レジストパターン形成の一工程である露光工程において、マスクを通過した光によって酸が発生し、これに加えて光の強度分布に応じて塩基が同時に発生する。例えば、ラインパターンを形成する場合、光強度が強い露光部、言い換えるとライン状の露光部の中央線近傍においては、発生する酸に対して、酸を中和し得る程度の塩基が発生することで、未露光部と同様の挙動を示すこととなる。すなわち、光強度が強い露光部における膜中の酸の量が微量となり、[A]ポリシロキサンの架橋がほとんど進行せず、未露光部と同様、現像液に対して可溶となる。一方、光強度が中程度の露光部、言い換えると上記ライン状の露光部の中央線近傍以外の部分においては、発生する酸に対して、酸を中和し得ない程度の塩基の発生量に留まり、酸が膜中に残存することとなり、[A]ポリシロキサンの架橋を進行させ、現像液に対して難溶となる。従って、当該ネガ型感放射線性組成物によれば結果として1つのライン状の露光部において中央線近傍を境界とし、2つに分割された微細なパターンを形成することができる。また、かかるパターンはLWR等のリソグラフィー特性にも優れている。   In the negative radiation sensitive composition of the present invention, the [B] acid generator and the [C] base generator coexist in the composition. Therefore, in the exposure process, which is one process of forming a resist pattern, an acid is generated by the light that has passed through the mask, and in addition, a base is simultaneously generated according to the light intensity distribution. For example, when forming a line pattern, a base capable of neutralizing the acid is generated with respect to the acid generated in the exposed area where the light intensity is strong, in other words, in the vicinity of the center line of the line-shaped exposed area. Thus, the same behavior as that of the unexposed portion is exhibited. That is, the amount of acid in the film in the exposed area where the light intensity is high becomes a very small amount, and the crosslinking of [A] polysiloxane hardly proceeds and becomes soluble in the developer as in the unexposed area. On the other hand, in the exposed portion having a medium light intensity, in other words, in the portion other than the vicinity of the center line of the linear exposed portion, the generated amount of base is such that the acid cannot be neutralized with respect to the generated acid. As a result, the acid remains in the film, and the crosslinking of [A] polysiloxane proceeds and becomes hardly soluble in the developer. Therefore, according to the negative radiation sensitive composition, a fine pattern divided into two can be formed with the vicinity of the center line as a boundary in one line-shaped exposed portion. Further, such a pattern is excellent in lithography characteristics such as LWR.

[B]酸発生剤の当量に対する[C]塩基発生剤の当量の比は0.1以上100以下であることが好ましい。このように酸と塩基の発生量を特定の比とすることで、上述の光強度が強い露光部及び光強度が中程度の露光部における中和反応の制御をすることができ、より明確に2つに分割された微細なパターンを形成することができる。なお、ここでいう「当量」とはモル数を価数(一分子から発生可能な酸又は塩基の数)で除した値をいう。   [B] The ratio of the equivalent of the [C] base generator to the equivalent of the acid generator is preferably 0.1 or more and 100 or less. In this way, by setting the generation amount of acid and base to a specific ratio, it is possible to control the neutralization reaction in the above-exposed exposed portion having a high light intensity and the exposed portion having a medium light intensity, and more clearly. A fine pattern divided into two can be formed. Here, “equivalent” means a value obtained by dividing the number of moles by the valence (the number of acids or bases that can be generated from one molecule).

[B]酸発生剤はオニウム塩化合物であり、[C]塩基発生剤は含窒素化合物であることが好ましい。[B]酸発生剤及び[C]塩基発生剤を上記特定の化合物とすることで、形成されるパターンが例えばライン・アンド・スペースパターンの場合には、1つのラインがさらに明確に2つに分割された微細なパターンを形成することができる。   [B] The acid generator is preferably an onium salt compound, and the [C] base generator is preferably a nitrogen-containing compound. By using [B] acid generator and [C] base generator as the above specific compound, when the pattern formed is, for example, a line-and-space pattern, one line is more clearly divided into two. A divided fine pattern can be formed.

[A]ポリシロキサンは、下記式(1)で表される加水分解性シラン化合物に由来する構造単位を有することが好ましい。

Figure 2013152375
(式(1)中、aは、0〜3の整数である。Rは、1価の有機基である。但し、Rが複数存在する場合、複数のRは、同一又は異なってもよい。Xは、塩素原子、臭素原子又はORである。Rは、1価の有機基である。但し、Xが複数存在する場合、複数のXは、同一又は異なってもよい。) [A] The polysiloxane preferably has a structural unit derived from a hydrolyzable silane compound represented by the following formula (1).
Figure 2013152375
(In the formula (1), a is .R 1 is an integer of 0 to 3 is a monovalent organic group. However, if R 1 there are a plurality, the plurality of R 1 may be the same or different and which may .X 1 is chlorine atom, a bromine atom or oR 2 .R 2 is a monovalent organic group. However, when the X 1 there are a plurality, the plurality of X 1 are the same or different May be good.)

[A]ポリシロキサンが、上記式(1)で表される加水分解性シラン化合物に由来する構造単位を有することで、光強度が中程度の露光部においてより効率的に[A]ポリシロキサンの架橋を進行させることができる。また、当該ネガ型感放射線性組成物は、[A]ポリシロキサンがSi−Cユニットを部分的に含むことから、高強度で、吸水率が低く、安定性及び耐久性に優れる絶縁膜を形成することができる。   [A] Since the polysiloxane has a structural unit derived from the hydrolyzable silane compound represented by the above formula (1), the [A] polysiloxane can be more efficiently used in an exposed portion having a medium light intensity. Crosslinking can proceed. Moreover, since the negative radiation sensitive composition [A] polysiloxane partially contains Si-C units, it forms an insulating film having high strength, low water absorption, and excellent stability and durability. can do.

当該ネガ型感放射線性組成物は、[E]酸拡散抑制体をさらに含有することが好ましい。当該ネガ型感放射線性組成物が[E]酸拡散抑制体をさらに含有することで、露光により[B]酸発生剤から生じる酸のレジスト膜中における拡散現象を制御し、所望の中和反応を達成することができる。   The negative radiation sensitive composition preferably further contains an [E] acid diffusion inhibitor. When the negative radiation sensitive composition further contains an [E] acid diffusion inhibitor, the diffusion phenomenon of the acid generated from the [B] acid generator upon exposure in the resist film is controlled, and a desired neutralization reaction is achieved. Can be achieved.

当該ネガ型感放射線性組成物は、[F]フッ素原子を有する重合体(以下、「[F]重合体」と称することがある)をさらに含有することが好ましい。当該ネガ型感放射線性組成物が[F]重合体を含有することで、レジスト膜の疎水性が向上し液浸露光を行った場合においても物質溶出抑制に優れ、当該ネガ型感放射線性組成物の液浸露光用としての有用性が高まる。   The negative radiation-sensitive composition preferably further contains a polymer having [F] fluorine atoms (hereinafter sometimes referred to as “[F] polymer”). When the negative radiation sensitive composition contains the [F] polymer, the hydrophobicity of the resist film is improved, and even when immersion exposure is performed, the material elution is excellent, and the negative radiation sensitive composition. Usefulness for immersion exposure of objects increases.

[F]重合体は、下記式(3)、式(4)及び式(6)で表される複数の構造単位からなる群より選択される少なくも1種の構造単位を有することが好ましい。

Figure 2013152375
(式(3)中、R12は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R13は、フッ素原子を有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又はフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基である。但し、上記アルキル基及び脂環式炭化水素基は、水素原子の一部又は全部が置換されていてもよい。)
Figure 2013152375
(式(4)中、R14は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R15は、(k+1)価の連結基である。Xは、フッ素原子を有する2価の連結基である。R16は、水素原子又は1価の有機基である。kは、1〜3の整数である。但し、X及びR16が複数存在する場合、複数のX及びR16は、同一又は異なってもよい。)
Figure 2013152375
(式(5)中、R17は、フッ素原子を有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又はフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基である。但し、上記アルキル基及び脂環式炭化水素基は、水素原子の一部又は全部が置換されていてもよい。cは、0〜2の整数である。dは、0〜4の整数である。) [F] The polymer preferably has at least one structural unit selected from the group consisting of a plurality of structural units represented by the following formulas (3), (4) and (6).
Figure 2013152375
(In Formula (3), R 12 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R 13 is a C 1-6 linear or branched alkyl group having a fluorine atom. Or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms having a fluorine atom, provided that the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group are partially or entirely substituted with hydrogen atoms. May be good.)
Figure 2013152375
(In formula (4), R 14 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 15 is a (k + 1) -valent linking group. X 3 is a fluorine atom having 2 atoms. is a valence connecting group .R 16 is .k a hydrogen atom or a monovalent organic group is an integer of 1 to 3. However, if X 3 and R 16 there are a plurality, a plurality of X 3 And R 16 may be the same or different.)
Figure 2013152375
(In the formula (5), R 17 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a fluorine atom, or a monovalent alicyclic hydrocarbon having 4 to 20 carbon atoms having a fluorine atom. Provided that the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group may be partially or entirely substituted with hydrogen atoms, c is an integer of 0 to 2, and d is 0 to 4; Is an integer.)

[F]重合体が、上記特定の構造単位を有することで物質溶出抑制等により優れ、結果として当該ネガ型感放射線性組成物の液浸露光用としての有用性をより高めることができる。   The [F] polymer has the specific structural unit described above, so that it is more excellent in suppressing substance elution, and as a result, the usefulness of the negative radiation-sensitive composition for immersion exposure can be further enhanced.

本発明のパターン形成方法は、
(1)当該ネガ型感放射線性組成物を用い、基板上に塗膜を形成する工程、
(2)上記塗膜を露光する工程、
(3)上記露光された塗膜を加熱する工程、及び
(4)上記加熱された塗膜を現像液で現像する工程
を含む。
The pattern forming method of the present invention comprises:
(1) Using the negative radiation sensitive composition, a step of forming a coating film on a substrate,
(2) a step of exposing the coating film,
(3) a step of heating the exposed coating film, and (4) a step of developing the heated coating film with a developer.

当該形成方法によれば、微細なレジストパターンを形成でき、かつLWR等のリソグラフィー特性を満足するネガ型感放射線性組成物を提供することができる。   According to the formation method, a negative radiation-sensitive composition that can form a fine resist pattern and satisfies lithography characteristics such as LWR can be provided.

本発明の絶縁膜の製造方法は、
(1)当該ネガ型感放射線性組成物を用い、基板上に塗膜を形成する工程、
(2)上記塗膜を露光する工程、
(3)上記露光された塗膜を加熱する工程、
(4)上記加熱された塗膜を現像液で現像する工程、及び
(5)高エネルギー線照射及び/又は加熱により硬化処理を施す工程
を含む。
The manufacturing method of the insulating film of the present invention is as follows:
(1) Using the negative radiation sensitive composition, a step of forming a coating film on a substrate,
(2) a step of exposing the coating film,
(3) a step of heating the exposed coating film;
(4) The process which develops the said heated coating film with a developing solution, (5) The process of performing a hardening process by high energy ray irradiation and / or a heating is included.

当該製造方法から形成される絶縁膜は、極めて微細なパターニング性能が求められるパターニングされた配線用絶縁体、又は半導体材料加工用の無機系犠牲膜等としても好適である。   The insulating film formed by the manufacturing method is also suitable as a patterned wiring insulator that requires extremely fine patterning performance, an inorganic sacrificial film for processing semiconductor materials, or the like.

なお、本明細書にいう「ネガ型感放射線性組成物」の「放射線」とは、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線等を含む概念である。   The “radiation” of the “negative radiation-sensitive composition” in the present specification is a concept including visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-rays, charged particle beams and the like.

本発明は微細なレジストパターンを形成でき、かつLWR等のリソグラフィー特性を満足するネガ型感放射線性組成物、及びかかる組成物を用いたパターン形成方法を提供することができる。また、得られたパターンの硬化物は、極めて微細なパターニング性能が求められるパターニングされた配線用絶縁体、又は半導体材料加工用の無機系犠牲膜等の絶縁膜として好適である。   The present invention can provide a negative radiation-sensitive composition capable of forming a fine resist pattern and satisfying lithography properties such as LWR, and a pattern forming method using such a composition. Further, the cured product of the obtained pattern is suitable as an insulating film such as a patterned wiring insulator or an inorganic sacrificial film for processing a semiconductor material that requires extremely fine patterning performance.

<ネガ型感放射線性組成物>
本発明のネガ型感放射線性組成物は、[A]ポリシロキサン、[B]酸発生剤、[C]塩基発生剤、及び[D]溶媒を含有する。当該ネガ型感放射線性組成物によれば、例えばライン・アンド・スペースパターンを形成した場合、結果として1つのライン状の露光部において中央線近傍を境界とし、2つに分割された微細なパターンを形成することができる。また、かかるパターンはLWR等のリソグラフィー特性に優れている。当該ネガ型感放射線性組成物は、必要に応じて[E]酸拡散抑制体、[F]重合体及びその他の任意成分を含有できる。以下、各成分について詳述する。
<Negative type radiation sensitive composition>
The negative radiation sensitive composition of the present invention contains [A] polysiloxane, [B] acid generator, [C] base generator, and [D] solvent. According to the negative radiation-sensitive composition, for example, when a line-and-space pattern is formed, as a result, a fine pattern divided into two with a central line vicinity as a boundary in one line-shaped exposed portion Can be formed. Further, such a pattern is excellent in lithography characteristics such as LWR. The said negative radiation sensitive composition can contain an [E] acid diffusion inhibitor, a [F] polymer, and another arbitrary component as needed. Hereinafter, each component will be described in detail.

<[A]ポリシロキサン>
[A]ポリシロキサンは、シロキサン結合を有する化合物のポリマーであれば特に限定されない。[A]ポリシロキサンは、通常、触媒の存在下で加水分解性シラン化合物を加水分解縮合させることにより得ることができる。
<[A] polysiloxane>
[A] The polysiloxane is not particularly limited as long as it is a polymer of a compound having a siloxane bond. [A] The polysiloxane can be usually obtained by hydrolytic condensation of a hydrolyzable silane compound in the presence of a catalyst.

上記加水分解性シラン化合物としては、上記式(1)で表される水分解性シラン化合物に由来する構造単位を有するものが好ましい。[A]ポリシロキサンが、上記式(1)で表される加水分解性シラン化合物に由来する構造単位を有することで、光強度が中程度の露光部においてより効率的に[A]ポリシロキサンの架橋を進行させることができる。   As the hydrolyzable silane compound, those having a structural unit derived from the water-decomposable silane compound represented by the formula (1) are preferable. [A] Since the polysiloxane has a structural unit derived from the hydrolyzable silane compound represented by the above formula (1), the [A] polysiloxane can be more efficiently used in an exposed portion having a medium light intensity. Crosslinking can proceed.

式(1)中、aは0〜3の整数である。Rは、1価の有機基である。但し、Rが複数存在する場合、複数のRは、同一又は異なってもよい。Xは、塩素原子、臭素原子又はORである。Rは、1価の有機基である。但し、Xが複数存在する場合、複数のXは、同一又は異なってもよい。 In formula (1), a is an integer of 0-3. R 1 is a monovalent organic group. However, if the R 1 there are a plurality, the plurality of R 1 may be the same or different. X 1 is a chlorine atom, a bromine atom or OR 2 . R 2 is a monovalent organic group. However, if the X 1 there are a plurality, the plurality of X 1 may be the same or different.

が示す1価の有機基としては、例えばフッ素原子、アルキルカルボニルオキシ基又は炭素数1〜20の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group represented by R 1 include a fluorine atom, an alkylcarbonyloxy group, and a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

が示すアルキルカルボニルオキシ基としては、例えばメチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、プロピルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基等が挙げられる。 Examples of the alkylcarbonyloxy group represented by R 1 include a methylcarbonyloxy group, an ethylcarbonyloxy group, a propylcarbonyloxy group, and a butylcarbonyloxy group.

が示す炭素数1〜20の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。 Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, and a hexyl group.

また、上記Rが示す1価の有機基としては、炭素−酸素単結合又は炭素−酸素二重結合を1以上有する有機基が挙げられる。このような有機基としてはエポキシ基、エステル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基等を含む基であり、例えば下記式で表される有機基が挙げられる。なお、下記式中、(Si)は、Siとの結合箇所を示す。 Examples of the monovalent organic group represented by R 1 include organic groups having one or more carbon-oxygen single bonds or carbon-oxygen double bonds. Such an organic group is a group containing an epoxy group, an ester group, an alkoxy group, a hydroxy group, and the like, and examples thereof include an organic group represented by the following formula. In the following formula, (Si) represents a bonding site with Si.

Figure 2013152375
Figure 2013152375

Figure 2013152375
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Figure 2013152375
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また、この有機基としてはケイ素−ケイ素結合を含む有機基が挙げられ、例えば下記式で表される。   In addition, examples of the organic group include organic groups containing a silicon-silicon bond, and are represented by the following formula, for example.

Figure 2013152375
Figure 2013152375

が示す1価の有機基としては、例えば炭素数1〜30の1価の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜30の1価の脂肪族環状炭化水素基、炭素数6〜30の1価の芳香族炭化水素基等の炭化水素基等、並びにこれらの基の有する水素原子の一部又は全部がエポキシ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基等の置換基で置換された基が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group represented by R 2 include a monovalent linear hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, a monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms, and 6 to 30 carbon atoms. And hydrocarbon groups such as monovalent aromatic hydrocarbon groups, and groups in which some or all of the hydrogen atoms of these groups are substituted with substituents such as epoxy groups, alkoxy groups and hydroxy groups. .

上記炭素数1〜30の1価の直鎖状炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1〜30のアルキル基;エテニル基、プロペニル基、ブテニル基等の炭素数1〜30のアルケニル基;エチニル基、プロピニル基、ブチニル基等の炭素数1〜30のアルキニル基等が挙げられる。   Examples of the monovalent linear hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group; an ethenyl group, a propenyl group, and a butenyl group. And alkynyl groups having 1 to 30 carbon atoms such as alkynyl groups having 1 to 30 carbon atoms such as ethynyl group, propynyl group and butynyl group.

炭素数3〜30の1価の脂肪族環状炭化水素基としては、例えばシクロブチル基、シクロヘキシル基等の単環式飽和炭化水素基;シクロブテニル基、シクロヘキセニル基等の多環式不飽和炭化水素基;ビシクロ[2.2.1]ヘプタニル基等の多環式飽和炭化水素基;ビシクロ[2.2.1]ヘプテニル基等の多環式不飽和炭化水素基等が挙げられる。   Examples of the monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms include monocyclic saturated hydrocarbon groups such as cyclobutyl group and cyclohexyl group; and polycyclic unsaturated hydrocarbon groups such as cyclobutenyl group and cyclohexenyl group. A polycyclic saturated hydrocarbon group such as a bicyclo [2.2.1] heptanyl group; a polycyclic unsaturated hydrocarbon group such as a bicyclo [2.2.1] heptenyl group;

炭素数6〜30の1価の芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ベンジル基、ナフチル基等が挙げられる。   Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms include a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a benzyl group, and a naphthyl group.

上記式(1)で表される加水分解性シラン化合物としてはテトラアルコキシシラン、トリアルコキシシラン、ジアルコキシシラン等のシラン化合物が好ましいものとして挙げられる。   Preferable examples of the hydrolyzable silane compound represented by the above formula (1) include silane compounds such as tetraalkoxysilane, trialkoxysilane, dialkoxysilane.

テトラアルコキシシランとしては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−iso−プロポキシシラン等が挙げられる。これらのうち、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランが好ましい。   Examples of the tetraalkoxysilane include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, and tetra-iso-propoxysilane. Of these, tetramethoxysilane and tetraethoxysilane are preferred.

トリアルコキシシランとしては、例えば3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレート、3−(トリエトキシシリル)プロピルメタクリレート、N−3−(メタクリロキシ−2−ヒドロキシプロピル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−(トリメトキシシリル)エチルメタクリレート、2−(トリエトキシシリル)エチルメタクリレート、トリメトキシシリルメチルメタクリレート、メタクリロキシプロピルトリス(メトキシエトキシ)シラン、トリエトキシシリルメチルメタクリレート、3−[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピルメタクリレート、3−[トリス(ジメチルビニルシロキシ)]プロピルメタクリレート、3−(トリメトキシシリル)プロピルアクリレート、3−(トリエトキシシリル)プロピルアクリレート、2−シアノエチルトリメトキシシラン、2−シアノエチルトリエトキシシラン、2−シアノエチルトリ−n−プロポキシシラン、2−シアノエチルトリ−iso−プロポキシシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリ−n−プロポキシシラン、トリ−iso−プロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリ−iso−プロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−n−プロポキシシラン、エチルトリ−iso−プロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ−n−プロポキシシラン、ビニルトリ−iso−プロポキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−プロピルトリ−n−プロポキシシラン、n−プロピルトリ−iso−プロポキシシラン、i−プロピルトリメトキシシラン、i−プロピルトリエトキシシラン、i−プロピルトリ−n−プロポキシシラン、i−プロピルトリ−iso−プロポキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ブチルトリ−n−プロポキシシラン、n−ブチルトリ−iso−プロポキシシラン、sec−ブチルトリメトキシシラン、sec−ブチル−i−トリエトキシシラン、sec−ブチル−トリ−n−プロポキシシラン、sec−ブチル−トリ−iso−プロポキシシラン、t−ブチルトリメトキシシラン、t−ブチルトリエトキシシラン、t−ブチルトリ−n−プロポキシシラン、t−ブチルトリ−iso−プロポキシシラン、シクロプロピルトリメトキシシラン、シクロプロピルトリエトキシシラン、シクロプロピル−トリ−n−プロポキシシラン、シクロプロピル−トリ−iso−プロポキシシラン、シクロブチルトリメトキシシラン、シクロブチルトリエトキシシラン、シクロブチル−トリ−n−プロポキシシラン、シクロブチル−トリ−iso−プロポキシシラン、シクロペンチルトリメトキシシラン、シクロペンチルトリエトキシシラン、シクロペンチル−トリ−n−プロポキシシラン、シクロペンチル−トリ−iso−プロポキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、シクロヘキシル−トリ−n−プロポキシシラン、シクロヘキシル−トリ−iso−プロポキシシラン、シクロヘキセニルトリメトキシシラン、シクロヘキセニルトリエトキシシラン、シクロヘキセニル−トリ−n−プロポキシシラン、シクロヘキセニル−トリ−iso−プロポキシシラン、シクロヘキセニルエチルトリメトキシシラン、シクロヘキセニルエチルトリエトキシシラン、シクロヘキセニルエチル−トリ−n−プロポキシシラン、シクロヘキセニルエチルトリ−iso−プロポキシシラン、シクロオクタニルトリメトキシシラン、シクロオクタニルトリエトキシシラン、シクロオクタニル−トリ−n−プロポキシシラン、シクロオクタニル−トリ−iso−プロポキシシラン、シクロペンタジエニルプロピルトリメトキシシラン、シクロペンタジエニルプロピルトリエトキシシラン、シクロペンタジエニルプロピル−トリ−n−プロポキシシラン、シクロペンタジエニルプロピル−トリ−iso−プロポキシシラン、ビシクロヘプテニルトリメトキシシラン、ビシクロヘプテニルトリエトキシシラン、ビシクロヘプテニル−トリ−n−プロポキシシラン、ビシクロヘプテニル−トリ−iso−プロポキシシラン、ビシクロヘプチルトリメトキシシラン、ビシクロヘプチルトリエトキシシラン、ビシクロヘプチル−トリ−n−プロポキシシラン、ビシクロヘプチル−トリ−iso−プロポキシシラン、アダマンチルトリメトキシシラン、アダマンチルトリエトキシシラン、アダマンチル−トリ−n−プロポキシシラン、アダマンチル−トリ−iso−プロポキシシラン等が挙げられる。また、光吸収性モノマーとして、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリ−n−プロポキシシラン、フェニルトリ−iso−プロポキシシラン、ベンジルトリメトキシシラン、ベンジルトリエトキシシラン、ベンジルトリ−n−プロポキシシラン、ベンジルトリ−iso−プロポキシシラン、トリルトリメトキシシラン、トリルトリエトキシシラン、トリルトリ−n−プロポキシシラン、トリルトリ−iso−プロポキシシラン、フェネチルトリメトキシシラン、フェネチルトリエトキシシラン、フェネチルトリ−n−プロポキシシラン、フェネチルトリ−iso−プロポキシシラン、ナフチルトリメトキシシラン、ナフチルトリエトキシシラン、ナフチルトリ−n−プロポキシシラン、ナフチルトリ−iso−プロポキシシラン等が挙げられる。   Examples of trialkoxysilane include 3- (trimethoxysilyl) propyl methacrylate, 3- (triethoxysilyl) propyl methacrylate, N-3- (methacryloxy-2-hydroxypropyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 2- (Trimethoxysilyl) ethyl methacrylate, 2- (triethoxysilyl) ethyl methacrylate, trimethoxysilylmethyl methacrylate, methacryloxypropyltris (methoxyethoxy) silane, triethoxysilylmethyl methacrylate, 3- [tris (trimethylsiloxy) silyl] Propyl methacrylate, 3- [tris (dimethylvinylsiloxy)] propyl methacrylate, 3- (trimethoxysilyl) propyl acrylate, 3- (triethoxysilyl) pro Acrylate, 2-cyanoethyltrimethoxysilane, 2-cyanoethyltriethoxysilane, 2-cyanoethyltri-n-propoxysilane, 2-cyanoethyltri-iso-propoxysilane, trimethoxysilane, triethoxysilane, tri-n-propoxy Silane, tri-iso-propoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltri-iso-propoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltri-n-propoxysilane, Ethyltri-iso-propoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltri-n-propoxysilane, vinyltri-iso-propoxysilane, n-propyl Limethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltri-n-propoxysilane, n-propyltri-iso-propoxysilane, i-propyltrimethoxysilane, i-propyltriethoxysilane, i-propyltri- n-propoxysilane, i-propyltri-iso-propoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-butyltri-n-propoxysilane, n-butyltri-iso-propoxysilane, sec-butyl Trimethoxysilane, sec-butyl-i-triethoxysilane, sec-butyl-tri-n-propoxysilane, sec-butyl-tri-iso-propoxysilane, t-butyltrimethoxysilane, t-butyltriethoxysilane, t-butyltri-n -Propoxysilane, t-butyltri-iso-propoxysilane, cyclopropyltrimethoxysilane, cyclopropyltriethoxysilane, cyclopropyl-tri-n-propoxysilane, cyclopropyl-tri-iso-propoxysilane, cyclobutyltrimethoxysilane , Cyclobutyltriethoxysilane, cyclobutyl-tri-n-propoxysilane, cyclobutyl-tri-iso-propoxysilane, cyclopentyltrimethoxysilane, cyclopentyltriethoxysilane, cyclopentyl-tri-n-propoxysilane, cyclopentyl-tri-iso- Propoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, cyclohexyl-tri-n-propoxysilane, cyclohexyl-tri iso-propoxysilane, cyclohexenyltrimethoxysilane, cyclohexenyltriethoxysilane, cyclohexenyl-tri-n-propoxysilane, cyclohexenyl-tri-iso-propoxysilane, cyclohexenylethyltrimethoxysilane, cyclohexenylethyltriethoxysilane , Cyclohexenylethyl-tri-n-propoxysilane, cyclohexenylethyltri-iso-propoxysilane, cyclooctanyltrimethoxysilane, cyclooctanyltriethoxysilane, cyclooctanyl-tri-n-propoxysilane, cyclooctanyl -Tri-iso-propoxysilane, cyclopentadienylpropyltrimethoxysilane, cyclopentadienylpropyltriethoxysilane, cyclopentadiene Rupropyl-tri-n-propoxysilane, cyclopentadienylpropyl-tri-iso-propoxysilane, bicycloheptenyltrimethoxysilane, bicycloheptenyltriethoxysilane, bicycloheptenyl-tri-n-propoxysilane, bicycloheptenyl -Tri-iso-propoxysilane, bicycloheptyltrimethoxysilane, bicycloheptyltriethoxysilane, bicycloheptyl-tri-n-propoxysilane, bicycloheptyl-tri-iso-propoxysilane, adamantyltrimethoxysilane, adamantyltriethoxysilane, And adamantyl-tri-n-propoxysilane, adamantyl-tri-iso-propoxysilane, and the like. Further, as a light-absorbing monomer, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltri-n-propoxysilane, phenyltri-iso-propoxysilane, benzyltrimethoxysilane, benzyltriethoxysilane, benzyltri-n-propoxysilane Benzyltri-iso-propoxysilane, tolyltrimethoxysilane, tolyltriethoxysilane, tolyltri-n-propoxysilane, tolyltri-iso-propoxysilane, phenethyltrimethoxysilane, phenethyltriethoxysilane, phenethyltri-n-propoxysilane, Phenethyl tri-iso-propoxy silane, naphthyl trimethoxy silane, naphthyl triethoxy silane, naphthyl tri-n-propoxy silane, naphthyl tri-i o- propoxysilane, and the like.

これらのトリアルコキシシランのうち、2−シアノエチルトリメトキシシラン、3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレート、3−(トリエトキシシリル)プロピルメタクリレート、トリメトキシシリルメチルメタクリレート、2−(トリメトキシシリル)エチルメタクリレート、2−(トリエトキシシリル)エチルメタクリレート、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、iso−プロピルトリメトキシシラン、iso−プロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、iso−ブチルトリメトキシシラン、iso−ブチルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、シクロペンチルトリメトキシシラン、シクロペンチルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、シクロヘキセニルトリメトキシシラン、シクロヘキセニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ベンジルトリメトキシシラン、ベンジルトリエトキシシラン、フェネチルトリメトキシシラン、フェネチルトリエトキシシランが好ましい。   Among these trialkoxysilanes, 2-cyanoethyltrimethoxysilane, 3- (trimethoxysilyl) propyl methacrylate, 3- (triethoxysilyl) propyl methacrylate, trimethoxysilylmethyl methacrylate, 2- (trimethoxysilyl) ethyl methacrylate 2- (triethoxysilyl) ethyl methacrylate, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n- Propyltriethoxysilane, iso-propyltrimethoxysilane, iso-propyltriethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, iso Butyltrimethoxysilane, iso-butyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, allyltriethoxysilane, cyclopentyltrimethoxysilane, cyclopentyltriethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, cyclohexenyltrimethoxysilane, cyclohexenyl Triethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, benzyltrimethoxysilane, benzyltriethoxysilane, phenethyltrimethoxysilane, and phenethyltriethoxysilane are preferred.

[A]ポリシロキサンは、上記シラン化合物以外に、他の加水分解性シラン化合物を併用してもよい。他の加水分解性シラン化合物としては、特に限定されないが[A]ポリシロキサンは、下記式(2)で表される加水分解性シラン化合物に由来する構造単位をさらに有することができる。   [A] The polysiloxane may contain other hydrolyzable silane compounds in addition to the above silane compounds. Although it does not specifically limit as another hydrolysable silane compound, [A] polysiloxane can further have the structural unit derived from the hydrolysable silane compound represented by following formula (2).

Figure 2013152375
Figure 2013152375

上記式(2)中、xは0〜2の整数である。yは0〜2の整数である。zは0又は1である。Rは1価の有機基である。但し、Rが複数存在する場合、複数のRは同一又は異なってもよい。Rは1価の有機基である。但し、Rが複数存在する場合、複数のRは同一又は異なってもよい。Rは、酸素原子、硫黄原子、フェニレン基、又は−(CH−で表される基である。nは1〜6の整数である。Xはハロゲン原子又はORである。Rは1価の有機基である。但し、Xが複数存在する場合、複数のXは同一又は異なってもよい。 In said formula (2), x is an integer of 0-2. y is an integer of 0-2. z is 0 or 1. R 3 is a monovalent organic group. However, if R 3 there are a plurality, the plurality of R 3 may be the same or different. R 4 is a monovalent organic group. However, if the R 4 there are a plurality, the plurality of R 4 may be the same or different. R 5 is an oxygen atom, a sulfur atom, a phenylene group, or a group represented by — (CH 2 ) n —. n is an integer of 1-6. X 2 is a halogen atom or OR 6 . R 6 is a monovalent organic group. However, if X 2 there are a plurality, the plurality of X 2 may be the same or different.

、R及びRが示す1価の有機基としては、例えば上述の上記Rが示す1価の有機基として示したものと同様の基が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group represented by R 3 , R 4 and R 6 include the same groups as those described as the monovalent organic group represented by R 2 described above.

上記式(2)で表される加水分解性シラン化合物としては、例えばヘキサメトキシジシラン、ヘキサエトキシジシラン、ヘキサフェノキシジシラン、1,1,1,2,2−ペンタメトキシ−2−メチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタエトキシ−2−メチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタフェノキシ−2−メチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタメトキシ−2−エチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタエトキシ−2−エチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタフェノキシ−2−エチルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタメトキシ−2−フェニルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタエトキシ−2−フェニルジシラン、1,1,1,2,2−ペンタフェノキシ−2−フェニルジシラン、1,1,2,2−テトラメトキシ−1,2−ジメチルジシラン、1,1,2,2−テトラエトキシ−1,2−ジメチルジシラン、1,1,2,2−テトラフェノキシ−1,2−ジメチルジシラン、1,1,2,2−テトラメトキシ−1,2−ジエチルジシラン、1,1,2,2−テトラエトキシ−1,2−ジエチルジシラン、1,1,2,2−テトラフェノキシ−1,2−ジエチルジシラン、1,1,2,2−テトラメトキシ−1,2−ジフェニルジシラン、1,1,2,2−テトラエトキシ−1,2−ジフェニルジシラン、1,1,2,2−テトラフェノキシ−1,2−ジフェニルジシラン、1,1,2−トリメトキシ−1,2,2−トリメチルジシラン、1,1,2−トリエトキシ−1,2,2−トリメチルジシラン、1,1,2−トリフェノキシ−1,2,2−トリメチルジシラン、1,1,2−トリメトキシ−1,2,2−トリエチルジシラン、1,1,2−トリエトキシ−1,2,2−トリエチルジシラン、1,1,2−トリフェノキシ−1,2,2−トリエチルジシラン、1,1,2−トリメトキシ−1,2,2−トリフェニルジシラン、1,1,2−トリエトキシ−1,2,2−トリフェニルジシラン、1,1,2−トリフェノキシ−1,2,2−トリフェニルジシラン、1,2−ジメトキシ−1,1,2,2−テトラメチルジシラン、1,2−ジエトキシ−1,1,2,2−テトラメチルジシラン、1,2−ジフェノキシ−1,1,2,2−テトラメチルジシラン、1,2−ジメトキシ−1,1,2,2−テトラエチルジシラン、1,2−ジエトキシ−1,1,2,2−テトラエチルジシラン、1,2−ジフェノキシ−1,1,2,2−テトラエチルジシラン、1,2−ジメトキシ−1,1,2,2−テトラフェニルジシラン、1,2−ジエトキシ−1,1,2,2−テトラフェニルジシラン、1,2−ジフェノキシ−1,1,2,2−テトラフェニルジシラン、ビス(トリメトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、ビス(トリ−n−プロポキシシリル)メタン、ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)メタン、ビス(トリ−n−ブトキシシリル)メタン、ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)メタン、ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)メタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)エタン、1−(ジメトキシメチルシリル)−1−(トリメトキシシリル)メタン、1−(ジエトキシメチルシリル)−1−(トリエトキシシリル)メタン、1−(ジ−n−プロポキシメチルシリル)−1−(トリ−n−プロポキシシリル)メタン、1−(ジ−iso−プロポキシメチルシリル)−1−(トリ−iso−プロポキシシリル)メタン、1−(ジ−n−ブトキシメチルシリル)−1−(トリ−n−ブトキシシリル)メタン、1−(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)−1−(トリ−sec−ブトキシシリル)メタン、1−(ジ−tert−ブトキシメチルシリル)−1−(トリ−tert−ブトキシシリル)メタン、1−(ジメトキシメチルシリル)−2−(トリメトキシシリル)エタン、1−(ジエトキシメチルシリル)−2−(トリエトキシシリル)エタン、1−(ジ−n−プロポキシメチルシリル)−2−(トリ−n−プロポキシシリル)エタン、1−(ジ−iso−プロポキシメチルシリル)−2−(トリ−iso−プロポキシシリル)エタン、1−(ジ−n−ブトキシメチルシリル)−2−(トリ−n−ブトキシシリル)エタン、1−(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)−2−(トリ−sec−ブトキシシリル)エタン、1−(ジ−tert−ブトキシメチルシリル)−2−(トリ−tert−ブトキシシリル)エタン;
ビス(ジメトキシメチルシリル)メタン、ビス(ジエトキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−n−プロポキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−iso−プロポキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−n−ブトキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)メタン、ビス(ジ−tert−ブトキシメチルシリル)メタン、1,2−ビス(ジメトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジエトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−n−プロポキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−iso−プロポキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−n−ブトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−sec−ブトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジ−tert−ブトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−n−プロポキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−iso−プロポキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−n−ブトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−sec−ブトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリ−tert−ブトキシシリル)ベンゼン等が挙げられる。
Examples of the hydrolyzable silane compound represented by the above formula (2) include hexamethoxydisilane, hexaethoxydisilane, hexaphenoxydisilane, 1,1,1,2,2-pentamethoxy-2-methyldisilane, 1, 1,1,2,2-pentaethoxy-2-methyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaphenoxy-2-methyldisilane, 1,1,1,2,2-pentamethoxy-2-ethyl Disilane, 1,1,1,2,2-pentaethoxy-2-ethyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaphenoxy-2-ethyldisilane, 1,1,1,2,2-pentamethoxy -2-phenyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaethoxy-2-phenyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaphenoxy-2-phenyldisilane, 1,1,2,2- Tramethoxy-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2,2-tetraphenoxy-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2, , 2-tetramethoxy-1,2-diethyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-diethyldisilane, 1,1,2,2-tetraphenoxy-1,2-diethyldisilane, , 1,2,2-tetramethoxy-1,2-diphenyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-diphenyldisilane, 1,1,2,2-tetraphenoxy-1,2- Diphenyldisilane, 1,1,2-trimethoxy-1,2,2-trimethyldisilane, 1,1,2-triethoxy-1,2,2-trimethyldisilane, 1,1,2-triphenoxy-1, , 2-trimethyldisilane, 1,1,2-trimethoxy-1,2,2-triethyldisilane, 1,1,2-triethoxy-1,2,2-triethyldisilane, 1,1,2-triphenoxy-1 , 2,2-triethyldisilane, 1,1,2-trimethoxy-1,2,2-triphenyldisilane, 1,1,2-triethoxy-1,2,2-triphenyldisilane, 1,1,2- Triphenoxy-1,2,2-triphenyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1 , 2-diphenoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetraethyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetraethyl Disilane, 1,2-diphenoxy-1,1,2,2-tetraethyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2 -Tetraphenyldisilane, 1,2-diphenoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane, bis (trimethoxysilyl) methane, bis (triethoxysilyl) methane, bis (tri-n-propoxysilyl) methane, Bis (tri-iso-propoxysilyl) methane, bis (tri-n-butoxysilyl) methane, bis (tri-sec-butoxysilyl) methane, bis (tri-tert-butoxysilyl) methane, 1,2-bis ( Trimethoxysilyl) ethane, 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-n-propoxysilyl) ethane 1,2-bis (tri-iso-propoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-n-butoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-sec-butoxysilyl) ethane, 1,2 -Bis (tri-tert-butoxysilyl) ethane, 1- (dimethoxymethylsilyl) -1- (trimethoxysilyl) methane, 1- (diethoxymethylsilyl) -1- (triethoxysilyl) methane, 1- ( Di-n-propoxymethylsilyl) -1- (tri-n-propoxysilyl) methane, 1- (di-iso-propoxymethylsilyl) -1- (tri-iso-propoxysilyl) methane, 1- (di- n-butoxymethylsilyl) -1- (tri-n-butoxysilyl) methane, 1- (di-sec-butoxymethylsilyl) -1- (tri-sec-butoxy Yl) methane, 1- (di-tert-butoxymethylsilyl) -1- (tri-tert-butoxysilyl) methane, 1- (dimethoxymethylsilyl) -2- (trimethoxysilyl) ethane, 1- (diethoxy Methylsilyl) -2- (triethoxysilyl) ethane, 1- (di-n-propoxymethylsilyl) -2- (tri-n-propoxysilyl) ethane, 1- (di-iso-propoxymethylsilyl) -2 -(Tri-iso-propoxysilyl) ethane, 1- (di-n-butoxymethylsilyl) -2- (tri-n-butoxysilyl) ethane, 1- (di-sec-butoxymethylsilyl) -2- ( Tri-sec-butoxysilyl) ethane, 1- (di-tert-butoxymethylsilyl) -2- (tri-tert-butoxysilyl) ethane;
Bis (dimethoxymethylsilyl) methane, bis (diethoxymethylsilyl) methane, bis (di-n-propoxymethylsilyl) methane, bis (di-iso-propoxymethylsilyl) methane, bis (di-n-butoxymethylsilyl) ) Methane, bis (di-sec-butoxymethylsilyl) methane, bis (di-tert-butoxymethylsilyl) methane, 1,2-bis (dimethoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (diethoxymethylsilyl) Ethane, 1,2-bis (di-n-propoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-iso-propoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-n-butoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-sec-butoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-tert-butoxymethyl) Silyl) ethane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,2-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-n-propoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri -Iso-propoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-n-butoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-sec-butoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-tert-butoxysilyl) ) Benzene, 1,3-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,3-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-n-propoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri- iso-propoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-n-butoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-sec-butoxysilyl) benzene Zen, 1,3-bis (tri-tert-butoxysilyl) benzene, 1,4-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (tri-n) -Propoxysilyl) benzene, 1,4-bis (tri-iso-propoxysilyl) benzene, 1,4-bis (tri-n-butoxysilyl) benzene, 1,4-bis (tri-sec-butoxysilyl) benzene 1,4-bis (tri-tert-butoxysilyl) benzene and the like.

これらのうち、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼンが好ましい。   Of these, 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,2-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,3-bis (trimethoxysilyl) Benzene, 1,3-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (trimethoxysilyl) benzene, and 1,4-bis (triethoxysilyl) benzene are preferred.

[A]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(Mw)は、20,000以下が好ましく、500以上18,000以下がより好ましく、1,000以上15,000以下が特に好ましい。[A]ポリシロキサンのMwを上記範囲とすることで、組成物の塗布性と得られるレジスト膜の強度及び加工性とを高いレベルで両立させることができる。本明細書のMwは、GPCカラム(東ソー社、G2000HXL 2本、G3000HXL 1本、G4000HXL 1本)を用い、流量1.0mL/分、溶出溶媒テトラヒドロフラン、カラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするGPCにより測定した値をいう。   [A] Polysiloxane gel weight permeation chromatography (GPC) polystyrene-reduced weight average molecular weight (Mw) is preferably 20,000 or less, more preferably 500 or more and 18,000 or less, and 1,000 or more and 15,000 or less. Particularly preferred. [A] By making Mw of polysiloxane into the said range, the applicability | paintability of a composition and the intensity | strength and workability of the resist film obtained can be made compatible at a high level. Mw of this specification is a monodisperse using GPC columns (Tosoh Corp., 2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL) under flow rate of 1.0 mL / min, elution solvent tetrahydrofuran, and column temperature of 40 ° C. The value measured by GPC using polystyrene as a standard.

<[A]ポリシロキサンの製造方法>
[A]ポリシロキサンは、例えば上記加水分解性シラン化合物を出発原料として、この出発原料を有機溶媒に溶解し、この溶液中に水を断続的又は連続的に添加して、加水分解縮合反応させることで製造できる。このとき触媒を用いてもよい。触媒は、予め有機溶媒に溶解又は分散させておいてもよく添加される水に溶解又は分散させておいてもよい。また、加水分解縮合反応を行うための温度としては、通常0℃〜100℃である。
<[A] Production method of polysiloxane>
[A] Polysiloxane is prepared by, for example, using the hydrolyzable silane compound as a starting material, dissolving the starting material in an organic solvent, and intermittently or continuously adding water to the solution to cause a hydrolytic condensation reaction. Can be manufactured. At this time, a catalyst may be used. The catalyst may be dissolved or dispersed in advance in an organic solvent, or may be dissolved or dispersed in water to be added. Moreover, as temperature for performing a hydrolysis-condensation reaction, it is 0 to 100 degreeC normally.

なお、複数種の加水分解性シラン化合物を用いて、[A]ポリシロキサンを製造する場合、複数種類の加水分解性シラン化合物全ての混合物を一度に加水分解縮合反応させてもよいし、各化合物の加水分解物又はその縮合物や、選択された化合物の混合物の加水分解物又はその縮合物を用いて加水分解縮合反応をさせてもよい。   In addition, when [A] polysiloxane is manufactured using a plurality of types of hydrolyzable silane compounds, a mixture of all of the plurality of types of hydrolyzable silane compounds may be subjected to a hydrolytic condensation reaction at a time, or each compound The hydrolytic condensation reaction may be carried out using a hydrolyzate or a condensate thereof, or a hydrolyzate or a condensate of a mixture of selected compounds.

上記有機溶媒は、この種の用途に使用される有機溶媒であれば特に限定されず、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル等が挙げられる。   The organic solvent is not particularly limited as long as it is an organic solvent used for this kind of application. For example, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, etc. Is mentioned.

加水分解縮合反応を行うための水としては、特に限定されないが、イオン交換水を用いることが好ましい。また、上記水の使用量としては用いられる加水分解性シラン化合物の加水分解性基(アルコキシ基等)1モル当たり0.25モル〜3モルが好ましく、0.3モル〜2.5モルがより好ましい。上記範囲の量で水を用いることにより形成される塗膜の均一性が低下するおそれがなく、かつ組成物の保存安定性が低下するおそれが少ない。   Although it does not specifically limit as water for performing a hydrolysis-condensation reaction, It is preferable to use ion-exchange water. The amount of water used is preferably 0.25 to 3 mol, more preferably 0.3 to 2.5 mol per mol of hydrolyzable groups (alkoxy groups, etc.) of the hydrolyzable silane compound used. preferable. There is no possibility that the uniformity of the coating film formed by using water in an amount in the above range will be lowered, and there is little possibility that the storage stability of the composition will be lowered.

上記触媒としては、例えば金属キレート化合物、有機酸、無機酸、有機塩基、無機塩基等が挙げられる。   Examples of the catalyst include metal chelate compounds, organic acids, inorganic acids, organic bases, inorganic bases, and the like.

上記金属キレート化合物としては、例えばチタンキレート化合物、ジルコニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物等が挙げられる。具体的には、特開2000−356854号公報等に記載されている化合物等が用いられる。   Examples of the metal chelate compound include a titanium chelate compound, a zirconium chelate compound, and an aluminum chelate compound. Specifically, compounds described in JP 2000-356854 A and the like are used.

上記有機酸としては、例えば酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、マレイン酸、メチルマロン酸、アジピン酸、セバシン酸、没食子酸、酪酸、メリット酸、アラキドン酸、ミキミ酸、2−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、安息香酸、p−アミノ安息香酸、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、マロン酸、スルホン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、ペンタフルオロプロピオン酸等が挙げられる。   Examples of the organic acid include acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, oxalic acid, maleic acid, methylmalonic acid, adipic acid, sebacic acid, and gallic acid. Acid, butyric acid, meritic acid, arachidonic acid, mikimic acid, 2-ethylhexanoic acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid, linolenic acid, salicylic acid, benzoic acid, p-aminobenzoic acid, p-toluenesulfonic acid, benzenesulfone Examples include acids, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, formic acid, malonic acid, sulfonic acid, phthalic acid, fumaric acid, citric acid, tartaric acid, pentafluoropropionic acid and the like.

上記無機酸としては、例えば塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸等が挙げられる。   Examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, and phosphoric acid.

上記有機塩基としては、例えばピリジン、ピロール、ピペラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピコリン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルモノエタノールアミン、モノメチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジアザビシクロオクラン、ジアザビシクロノナン、ジアザビシクロウンデセン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等が挙げられる。   Examples of the organic base include pyridine, pyrrole, piperazine, pyrrolidine, piperidine, picoline, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, dimethylmonoethanolamine, monomethyldiethanolamine, triethanolamine, diazabicycloocrane, diazabicyclo. Nonane, diazabicycloundecene, tetramethylammonium hydroxide and the like can be mentioned.

上記無機塩基としては、例えばアンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム等が挙げられる。   Examples of the inorganic base include ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide and the like.

これらの触媒のうち、金属キレート化合物、有機酸及び無機酸が好ましい。上記触媒は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Of these catalysts, metal chelate compounds, organic acids and inorganic acids are preferred. The said catalyst may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.

触媒の使用量としては、上記加水分解性シラン化合物100質量部に対して、通常、0.001質量部〜50質量部、0.01質量部〜40質量部が好ましい。   As a usage-amount of a catalyst, 0.001 mass part-50 mass parts and 0.01 mass part-40 mass parts are preferable normally with respect to 100 mass parts of said hydrolysable silane compounds.

また、加水分解縮合反応を行った後には、メタノール、エタノール等の低級アルコール類等の反応副生成物の除去処理を行うことが好ましい。除去処理を行うことで基板に対して優れた塗布性を有し、かつ良好な保存安定性を有する組成物が得られる。   Further, after the hydrolysis condensation reaction, it is preferable to perform a removal treatment of reaction by-products such as lower alcohols such as methanol and ethanol. By performing the removal treatment, a composition having excellent coating properties with respect to the substrate and good storage stability can be obtained.

反応副生成物の除去処理の方法としては、加水分解物及び/又はその縮合物の反応が進行しない方法であれば、特に限定されず、例えば反応副生成物の沸点が上記有機溶媒の沸点より低いものである場合には、減圧によって留去することができる。   The method for removing the reaction by-product is not particularly limited as long as the reaction of the hydrolyzate and / or its condensate does not proceed. For example, the boiling point of the reaction by-product is higher than the boiling point of the organic solvent. If it is low, it can be distilled off under reduced pressure.

<[B]酸発生剤>
[B]酸発生剤は、レジストパターン形成の一工程である露光工程において、マスクを通過した光によって酸を発生する化合物である。当該ネガ型感放射線性組成物における[B]酸発生剤の含有形態としては、後述するような化合物の形態でも、重合体の一部として組み込まれた形態でも、これらの両方の形態でもよい。
<[B] Acid generator>
[B] The acid generator is a compound that generates an acid by light that has passed through a mask in an exposure process, which is one process of forming a resist pattern. The form of the [B] acid generator contained in the negative radiation-sensitive composition may be the form of a compound as described later, the form incorporated as part of a polymer, or both of these forms.

[B]酸発生剤としては、例えばオニウム塩化合物、スルホンイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物等が挙げられる。これらの[B]酸発生剤のうち、オニウム塩化合物が好ましい。   [B] Examples of the acid generator include onium salt compounds, sulfonimide compounds, halogen-containing compounds, diazoketone compounds, and the like. Of these [B] acid generators, onium salt compounds are preferred.

オニウム塩化合物としては、例えばスルホニウム塩、テトラヒドロチオフェニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等が挙げられる。   Examples of the onium salt compounds include sulfonium salts, tetrahydrothiophenium salts, iodonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts, and the like.

上記スルホニウム塩は、下記式で表される。   The sulfonium salt is represented by the following formula.

R−SO R-SO 3 - M +

上記式中、Rは、1価の有機基である。Mは、カチオンである。 In the above formula, R is a monovalent organic group. M + is a cation.

上記Rで示される1価の有機基としては、フッ素化アルキル基、(R’−OCO−CH−CH−*で表されるジエステル基等が挙げられる。なお、上記Rは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の炭化水素基、置換若しくは非置換の炭素数3〜30の環状又は環状の部分構造を有する炭化水素基、置換若しくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、或いは置換若しくは非置換の炭素数4〜30のヘテロ原子を有してもよい環状有機基である。*は、SO との結合部位を示す。 Examples of the monovalent organic group represented by R include a fluorinated alkyl group and a diester group represented by (R′—OCO—CH 2 ) 2 —CH— *. In addition, said R ' is respectively independently a substituted or unsubstituted C1-C30 linear or branched hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted C3-C30 cyclic or cyclic part. It is a hydrocarbon group having a structure, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a cyclic organic group which may have a substituted or unsubstituted heteroatom having 4 to 30 carbon atoms. * It is, SO 3 - shows the binding site for.

上記フッ素化アルキル基としては、トリフルオロメチル基、ノナフルオロ−n−ブチル基、パーフルオロ−n−オクチル基、2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエチル基等が挙げられる。   Examples of the fluorinated alkyl group include trifluoromethyl group, nonafluoro-n-butyl group, perfluoro-n-octyl group, 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2, 2-tetrafluoroethyl group etc. are mentioned.

上記ジエステル基を有するアニオンとしては、下記式で表されるアニオン等が挙げられる。   Examples of the anion having a diester group include anions represented by the following formulas.

Figure 2013152375
Figure 2013152375

上記Mで示されるカチオンの構造としては、下記式(i)で示されるスルホニウムカチオンであることが好ましい。 The structure of the cation represented by M + is preferably a sulfonium cation represented by the following formula (i).

Figure 2013152375
(Rb1、Rb2及びRb3は、相互に独立に、置換若しくは非置換の炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6〜18のアリール基を示すか、或いは、Rb1、Rb2及びRb3のうちのいずれか2つが相互に結合して式中の硫黄原子と共に環状構造を形成しており、残りの1つが置換若しくは非置換の炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6〜18のアリール基を示す。)
Figure 2013152375
(R b1 , R b2 and R b3 are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl having 6 to 18 carbon atoms. Or any two of R b1 , R b2 and R b3 are bonded to each other to form a cyclic structure with a sulfur atom in the formula, and the remaining one is a substituted or unsubstituted group. A linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 18 carbon atoms is shown.)

上記式(i)で表されるスルホニウムカチオンとしては、例えば下記式で表されるスルホニウムカチオン等が挙げられる。   Examples of the sulfonium cation represented by the above formula (i) include a sulfonium cation represented by the following formula.

Figure 2013152375
Figure 2013152375

上記スルホニウム塩としては、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムカンファースルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムカンファースルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムカンファースルホネート、トリフェニルホスホニウム1,1,2,2−テトラフルオロ−6−(1−アダマンタンカルボニロキシ)−ヘキサン−1−スルホネート、下記式で表される化合物が好ましい。   Examples of the sulfonium salt include triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, triphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept- 2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium camphorsulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexyl Phenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenyl Rufonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium camphorsulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2 -Yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium camphorsulfonate, triphenyl 6-phosphonium 1,1,2,2 (1-adamantanecarbonyloxy) - hexane-1-sulfonate, a compound represented by the following formula preferred.

Figure 2013152375
Figure 2013152375

上記テトラヒドロチオフェニウム塩としては、例えば1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムカンファースルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムカンファースルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムカンファースルホネート等が挙げられる。これらのテトラヒドロチオフェニウム塩のうち、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート及び1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネートが好ましい。   Examples of the tetrahydrothiophenium salt include 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate and 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium. Nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothio Phenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium camphor Sulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl ) Tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydro Thiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2 , 2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium camphorsulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate , 1- (3,5-dimethyl 4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (3,5- Dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4 -Hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium camphorsulfonate and the like. Of these tetrahydrothiophenium salts, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) Tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octane sulfonate and 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butane sulfonate are preferred.

上記ヨードニウム塩としては、例えばジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムカンファースルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムカンファースルホネート等が挙げられる。これらのヨードニウム塩のうち、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネートが好ましい。   Examples of the iodonium salt include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl. -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, diphenyliodonium camphorsulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate Bis (4-t-butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2-bicyclo [2 2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, bis (4-t- butylphenyl) iodonium camphorsulfonate, and the like. Of these iodonium salts, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate is preferred.

上記スルホンイミド化合物としては、例えばN−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2−(3−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカニル)−1,1−ジフルオロエタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(カンファースルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド等を挙げることができる。これらのスルホンイミド化合物のうち、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミドが好ましい。 Examples of the sulfonimide compound include N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) bicyclo. [2.2.1] Hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3 -Dicarboximide, N- (2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5 ene-2,3-dicarboximide, N- (2- (3- tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonate Nyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (camphorsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-di Carboximide etc. can be mentioned. Of these sulfonimide compounds, N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide is preferred.

これらのうち、感度、酸性度、拡散性の制御の観点からスルホニウム塩が好ましい。   Of these, sulfonium salts are preferred from the viewpoint of control of sensitivity, acidity, and diffusibility.

これらの[B]酸発生剤は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。[B]酸発生剤が「剤」である場合の使用量としては、[A]ポリシロキサン100質量部に対して、0.01質量部以上25質量部以下が好ましく、0.1質量部以上20質量部以下がより好ましい。[B]酸発生剤の使用量が0.01質量部未満では、酸の発生量が少なくなりすぎ、本願発明の効果が何ら発揮されない場合がある。一方、25質量部を超えると、酸の発生量が多くなりすぎ、所望の中和反応が達成できないおそれがある。   These [B] acid generators may be used alone or in combination of two or more. [B] The amount used when the acid generator is “agent” is preferably 0.01 parts by mass or more and 25 parts by mass or less, and 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of [A] polysiloxane. 20 mass parts or less are more preferable. [B] When the amount of the acid generator used is less than 0.01 parts by mass, the amount of acid generated becomes too small, and the effects of the present invention may not be exhibited at all. On the other hand, if the amount exceeds 25 parts by mass, the amount of acid generated becomes too large, and the desired neutralization reaction may not be achieved.

<[C]塩基発生剤>
[C]塩基発生剤は、上記[B]酸発生剤と同時にレジストパターン形成の一工程である露光工程において、マスクを通過した光の強度分布に応じて塩基を発生する化合物である。当該ネガ型感放射線性組成物における[C]塩基発生剤の含有形態としては、後述するような化合物の形態でも、重合体の一部として組み込まれた形態でも、これらの両方の形態でもよい。
<[C] Base generator>
[C] The base generator is a compound that generates a base in accordance with the intensity distribution of the light that has passed through the mask in the exposure step, which is one step of forming a resist pattern simultaneously with the above [B] acid generator. The form of the [C] base generator contained in the negative radiation-sensitive composition may be a compound form as described later, a form incorporated as part of a polymer, or both forms.

[C]塩基発生剤としては、含窒素化合物であることが好ましい。   [C] The base generator is preferably a nitrogen-containing compound.

上記含窒素化合物としては、例えば2−ヒドロキシ−2−フェニルアセトフェノンN−シクロヘキシルカルバメート、o−ニトロベンジルN−シクロヘキシルカルバメート、3,5−ジメトキシベンジルN−シクロヘキシルカルバメート、ジベンゾインイソホロンジカルバメート、2−ニトロベンジルシクロヘキシルカーバメート、o−ニトロベンジル−N,N−ジイソプロピルカルバメート、1−(2−ニトロフェニル)エチル
シクロヘキシルカーバメート、2,6−ジニトロベンジル シクロヘキシルカーバメート、1−(2,6−ジニトロフェニル)エチル シクロヘキシルカーバメート、1−(3,5−ジメトキシフェニル)−1−メチルエチル シクロヘキシルカーバメート、1−ベンゾイル−1−フェニルメチル シクロヘキシルカーバメート、2−ベンゾイル−2−ヒドロキシ−2−フェニルエチル シクロヘキシルカーバメート、1,2,3−ベンゼントリイル トリス(シクロヘキシルカーバメート)等のカルバメート類;
N−シクロヘキシル−2−ナフタレンスルホンアミド、N−シクロヘキシルp−トルエンスルホンアミド、α−(シクロヘキシルカーバモイルオキシイミノ)−α−(4−メトキシフェニル)アセトニトリル、N−(シクロヘキシルカーバモイルオキシ)スクシンイミド等のアミド類;
〔〔(2−ニトロベンジル)オキシ〕カルボニル〕シクロヘキルアミン、N−〔〔(2−ニトロフェニル)−1−メチルメトキシ〕カルボニル〕シクロヘキルアミン、N−〔〔(2,6−ジニトロフェニル)−1−メチルメトキシ〕カルボニル〕シクロヘキルアミン、N−〔〔(2−ニトロフェニル)−1−(2’−ニトロフェニル)メトキシ〕カルボニル〕シクロヘキルアミン、N−〔〔(2,6−ジニトロフェニル)−1−(2’,6’−ジニトロフェニル)メトキシ〕カルボニル〕シクロヘキルアミン等のアミン類;
下記式(c−1)〜(c−26)で表される化合物等が挙げられる。
Examples of the nitrogen-containing compound include 2-hydroxy-2-phenylacetophenone N-cyclohexyl carbamate, o-nitrobenzyl N-cyclohexyl carbamate, 3,5-dimethoxybenzyl N-cyclohexyl carbamate, dibenzoin isophorone dicarbamate, 2-nitro. Benzylcyclohexyl carbamate, o-nitrobenzyl-N, N-diisopropylcarbamate, 1- (2-nitrophenyl) ethylcyclohexyl carbamate, 2,6-dinitrobenzyl cyclohexyl carbamate, 1- (2,6-dinitrophenyl) ethyl cyclohexyl carbamate 1- (3,5-dimethoxyphenyl) -1-methylethyl cyclohexyl carbamate, 1-benzoyl-1-phenylmethyl cyclohexyl car Carbamates such as bamate, 2-benzoyl-2-hydroxy-2-phenylethyl cyclohexyl carbamate, 1,2,3-benzenetriyl tris (cyclohexyl carbamate);
N-cyclohexyl-2-naphthalenesulfonamide, N-cyclohexyl p-toluenesulfonamide, α- (cyclohexylcarbamoyloxyimino) -α- (4-methoxyphenyl) acetonitrile, N- (cyclohexylcarbamoyloxy) succinimide, etc. Amides;
[[(2-nitrobenzyl) oxy] carbonyl] cyclohexylamine, N-[[(2-nitrophenyl) -1-methylmethoxy] carbonyl] cyclohexylamine, N-[[(2,6-dinitrophenyl) -1 -Methylmethoxy] carbonyl] cyclohexylamine, N-[[(2-nitrophenyl) -1- (2′-nitrophenyl) methoxy] carbonyl] cyclohexylamine, N-[[(2,6-dinitrophenyl) -1 Amines such as-(2 ', 6'-dinitrophenyl) methoxy] carbonyl] cyclohexylamine;
Examples thereof include compounds represented by the following formulas (c-1) to (c-26).

Figure 2013152375
(式(c−1)及び(c−3)中、Rc1〜Rc6は、それぞれ独立してメチル基、フェニル基又はナフチル基である。)
Figure 2013152375
(In formulas (c-1) and (c-3), R c1 to R c6 are each independently a methyl group, a phenyl group, or a naphthyl group.)

Figure 2013152375
(式(c−5)中、Rc7〜Rc9は、それぞれ独立してメチル基又はエチル基である。)
Figure 2013152375
(In formula (c-5), R c7 to R c9 are each independently a methyl group or an ethyl group.)

Figure 2013152375
(式(c−9)中、Rc10〜Rc12は、それぞれ独立してフェニル基、3,5−ジメトキシフェニル基、4−メトキシフェニル基、ナフチル基、又は4−チオメチルフェニル基である。)
Figure 2013152375
(In formula (c-9), R c10 to R c12 each independently represent a phenyl group, a 3,5-dimethoxyphenyl group, a 4-methoxyphenyl group, a naphthyl group, or a 4-thiomethylphenyl group. )

Figure 2013152375
Figure 2013152375

Figure 2013152375
(式(c−15)中、Rc13及びRc14は、それぞれ独立して水素原子、2−ニトロフェニル基、又は2,6−ジニトロフェニル基である。但し、Rc13とRc14がいずれも水素原子である場合はない。また、上記式(c−16)中、Rc15は、2−ニトロフェニル基、2,6−ジニトロフェニル基又は2,4−ジニトロフェニル基である。Rc16は、水素原子又はメチル基である。上記式(c−17)及び(c−18)中、Rc17〜Rc20は、それぞれ独立して2−ニトロフェニル基又は2,6−ジニトロフェニル基である。)
Figure 2013152375
(In formula (c-15), R c13 and R c14 each independently represent a hydrogen atom, a 2-nitrophenyl group, or a 2,6-dinitrophenyl group, provided that both R c13 and R c14 are In the formula (c-16), R c15 represents a 2-nitrophenyl group, a 2,6-dinitrophenyl group, or a 2,4-dinitrophenyl group, and R c16 represents a hydrogen atom. a hydrogen atom or a methyl group. in the formula (c17) and (c-18), R c17 ~R c20 are each independently a 2-nitrophenyl group or a 2,6-dinitrophenyl group .)

Figure 2013152375
Figure 2013152375

Figure 2013152375
Figure 2013152375

これらの[C]塩基発生剤は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。[C]塩基発生剤が「剤」である場合の使用量としては、[A]ポリシロキサン100質量部に対して、0.1質量部以上20質量部以下が好ましく、1質量部以上15質量部以下がより好ましい。[C]塩基発生剤の使用量が0.1質量部未満では、光強度が強い露光部において酸の発生量を中和するだけの塩基が発生しない場合がある。一方、25質量部を超えると、光強度が中程度の露光部において塩基の発生量が多くなりすぎ、すなわち酸の発生量が少なくなりすぎ、結果としてレジストパターンを形成することができないおそれがある。   These [C] base generators may be used alone or in combination of two or more. [C] The amount used when the base generator is an “agent” is preferably 0.1 part by mass or more and 20 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of [A] polysiloxane, and 1 part by mass or more and 15 parts by mass. Part or less is more preferable. [C] When the amount of the base generator used is less than 0.1 parts by mass, a base sufficient to neutralize the acid generation amount may not be generated in the exposed area where the light intensity is high. On the other hand, when the amount exceeds 25 parts by mass, the amount of generated base is excessively large in the exposed portion having a medium light intensity, that is, the amount of acid generated is excessively small, and as a result, there is a possibility that a resist pattern cannot be formed. .

[B]酸発生剤の当量に対する[C]塩基発生剤の当量の比は0.1以上100以下であることが好ましい。このように酸と塩基の発生量を特定の比とすることで、上述の光強度が強い露光部及び光強度が中程度の露光部における中和反応の制御をすることができ、より明確に2つに分割された微細なパターンを形成することができる。   [B] The ratio of the equivalent of the [C] base generator to the equivalent of the acid generator is preferably 0.1 or more and 100 or less. In this way, by setting the generation amount of acid and base to a specific ratio, it is possible to control the neutralization reaction in the above-exposed exposed portion having a high light intensity and the exposed portion having a medium light intensity, and more clearly. A fine pattern divided into two can be formed.

[B]酸発生剤はオニウム塩化合物であり、かつ[C]塩基発生剤は含窒素化合物であることが好ましい。[B]酸発生剤及び[C]塩基発生剤を上記特定の化合物とすることで、さらに明確に2つに分割された微細なパターンを形成することができる。この場合の、[B]酸発生剤の配合量に対する[C]塩基発生剤の配合量としては、0.1質量部〜200質量部が好ましく、0.2質量部〜150質量部がより好ましい。   [B] The acid generator is preferably an onium salt compound, and the [C] base generator is preferably a nitrogen-containing compound. By using [B] acid generator and [C] base generator as the specific compound, it is possible to form a fine pattern more clearly divided into two. In this case, the blending amount of the [C] base generator with respect to the blending amount of the [B] acid generator is preferably 0.1 to 200 parts by weight, more preferably 0.2 to 150 parts by weight. .

<[D]溶媒>
当該ネガ型感放射線性組成物は、通常[D]溶媒を含有する。[D]溶媒としては、例えばアルコール系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒及びその混合溶媒等が挙げられる。
<[D] solvent>
The negative radiation sensitive composition usually contains a [D] solvent. [D] Examples of the solvent include alcohol solvents, ketone solvents, amide solvents, ether solvents, ester solvents, and mixed solvents thereof.

アルコール系溶媒としては、例えば
メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノール、iso−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、tert−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、3−ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、2,6−ジメチル−4−ヘプタノール、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール等のモノアルコール系溶媒;
エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2,4−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2,4−ヘプタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等の多価アルコール系溶媒;
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プロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、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プロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル等の多価アルコール部分エーテル系溶媒等が挙げられる。
Examples of alcohol solvents include methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, tert-butanol, n-pentanol, iso-pentanol, 2-methylbutanol, sec-pentanol, tert-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol , Sec-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec -Monoalcohol solvents such as heptadecyl alcohol, furfuryl alcohol, phenol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, benzyl alcohol, diacetone alcohol;
Ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, 2,4-heptanediol, 2 -Polyhydric alcohol solvents such as ethyl-1,3-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol;
Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylbutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl Ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol Monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, polyhydric alcohol partial ether solvents such as dipropylene glycol monopropyl ether.

ケトン系溶媒としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−iso−ブチルケトン、メチル−n−ペンチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−iso−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、アセトフェノン等のケトン系溶媒が挙げられる。   Examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, methyl-n- Ketones such as hexyl ketone, di-iso-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, diacetone alcohol, acetophenone A solvent is mentioned.

アミド系溶媒としては、例えばN,N’−ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、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、N−メチルプロピオンアミド、N−メチルピロリドン等が挙げられる。   Examples of the amide solvents include N, N′-dimethylimidazolidinone, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpropionamide, N-methylpyrrolidone and the like can be mentioned.

エステル系溶媒としては、例えばジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、酢酸n−プロピル、酢酸iso−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n−ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸iso−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル等が挙げられる。   Examples of the ester solvents include diethyl carbonate, propylene carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, n-propyl acetate, iso-propyl acetate, n-butyl acetate, iso-butyl acetate, sec sec -Butyl, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl pentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, n-nonyl acetate, acetoacetic acid Methyl, ethyl acetoacetate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol acetate Cole mono-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, diacetic acid Glycol, methoxytriglycol acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, iso-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate , Diethyl malonate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate and the like.

その他の溶媒としては、例えば
n−ペンタン、iso−ペンタン、n−ヘキサン、iso−ヘキサン、n−ヘプタン、iso−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、iso−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒;
ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、iso−プロピルベンゼン、ジエチルベンゼン、iso−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−iso−プロピルベンセン、n−アミルナフタレン等の芳香族炭化水素系溶媒;
ジクロロメタン、クロロホルム、フロン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の含ハロゲン溶媒等が挙げられる。
Examples of other solvents include n-pentane, iso-pentane, n-hexane, iso-hexane, n-heptane, iso-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, iso-octane, cyclohexane, Aliphatic hydrocarbon solvents such as methylcyclohexane;
Fragrances such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propylbenzene, iso-propylbenzene, diethylbenzene, iso-butylbenzene, triethylbenzene, di-iso-propylbenzene and n-amylnaphthalene Group hydrocarbon solvents;
And halogen-containing solvents such as dichloromethane, chloroform, chlorofluorocarbon, chlorobenzene, and dichlorobenzene.

これらの溶媒のうち、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンが好ましい。なお、これらの[D]溶媒は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。   Of these solvents, propylene glycol monomethyl ether acetate and cyclohexanone are preferred. In addition, these [D] solvents may be used independently and may use 2 or more types together.

<[E]酸拡散抑制体>
当該ネガ型感放射線性組成物は、[E]酸拡散抑制体をさらに含有してもよい。当該ネガ型感放射線性組成物が[E]酸拡散抑制体をさらに含有することで、露光により[B]酸発生剤から生じる酸のレジスト被膜中における拡散現象を中和反応により制御することができ、パターンサイズのバラツキを更に低減させることができる。[E]酸拡散抑制体の当該ネガ型感放射線性組成物における含有形態としては、遊離の化合物の形態(以下、適宜「[E]酸拡散抑制剤」と称することがある)でも、重合体の一部として組み込まれた形態でも、これらの両方の形態でもよい。
<[E] Acid diffusion inhibitor>
The negative radiation sensitive composition may further contain an [E] acid diffusion inhibitor. When the negative radiation-sensitive composition further contains an [E] acid diffusion inhibitor, the diffusion phenomenon of the acid generated from the [B] acid generator upon exposure in the resist film can be controlled by a neutralization reaction. And variation in pattern size can be further reduced. The content of the [E] acid diffusion inhibitor in the negative radiation-sensitive composition is a polymer in a free compound form (hereinafter sometimes referred to as “[E] acid diffusion inhibitor” as appropriate). May be incorporated as a part of or both of these forms.

[E]酸拡散抑制剤としては、例えば下記式で表される化合物が挙げられる。   [E] Examples of the acid diffusion inhibitor include compounds represented by the following formulas.

Figure 2013152375
Figure 2013152375

上記式中、R〜R11は、それぞれ独立して、水素原子、又は直鎖状、分岐状、環状の炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、若しくはアラルキル基である。但し、これらの基は置換基を有していてもよい。また、RとRとがそれぞれが結合する窒素原子と共に、及び/又はRとR10とがそれぞれが結合する炭素原子と共に、互いに結合して、炭素数4〜20の2価の飽和若しくは不飽和の炭化水素基又はその誘導体を形成してもよい。 In said formula, R < 7 > -R < 11 > is respectively independently a hydrogen atom or a linear, branched, cyclic C1-C20 alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. However, these groups may have a substituent. In addition, R 7 and R 8 are bonded to each other with a nitrogen atom to which each is bonded and / or R 9 and R 10 are bonded to each other with a carbon atom to which each is bonded to form divalent saturation having 4 to 20 carbon atoms. Alternatively, an unsaturated hydrocarbon group or a derivative thereof may be formed.

上記式で表される[E]酸拡散抑制剤としては、例えばN−t−ブトキシカルボニルジ−n−オクチルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−ノニルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−デシルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジシクロヘキシルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−2−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、(S)−(−)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、(R)−(+)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン、N−t−アミロキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン、N−t−ブトキシカルボニルピロリジン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニルピペラジン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,7−ジアミノヘプタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,8−ジアミノオクタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,9−ジアミノノナン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,10−ジアミノデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,12−ジアミノドデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N−t−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−メチルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール等のN−t−アルキルアルコキシカルボニル基含有アミノ化合物等が挙げられる。   Examples of the [E] acid diffusion inhibitor represented by the above formula include Nt-butoxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-nonylamine, Nt-butoxycarbonyldi- n-decylamine, Nt-butoxycarbonyldicyclohexylamine, Nt-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-2-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-N-methyl-1- Adamantylamine, (S)-(−)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, (R)-(+)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, Nt -Butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, Nt-amyloxycarbonyl-4-hydroxypiperidine , Nt-butoxycarbonylpyrrolidine, N, N′-di-t-butoxycarbonylpiperazine, N, N-di-t-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-4,4 ′ -Diaminodiphenylmethane, N, N'-di-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N, N ', N'-tetra-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N'-di-t-butoxycarbonyl -1,7-diaminoheptane, N, N'-di-t-butoxycarbonyl-1,8-diaminooctane, N, N'-di-t-butoxycarbonyl-1,9-diaminononane, N, N'- Di-t-butoxycarbonyl-1,10-diaminodecane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,12-diaminododeca N, N′-di-t-butoxycarbonyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-methylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl- Examples thereof include Nt-alkylalkoxycarbonyl group-containing amino compounds such as 2-phenylbenzimidazole.

[E]酸拡散抑制剤としては上記式で表される化合物以外にも、例えば3級アミン化合物、4級アンモニウムヒドロキシド化合物、光崩壊性塩基化合物、その他含窒素複素環化合物等が挙げられる。   [E] In addition to the compound represented by the above formula, examples of the acid diffusion inhibitor include tertiary amine compounds, quaternary ammonium hydroxide compounds, photodegradable base compounds, and other nitrogen-containing heterocyclic compounds.

3級アミン化合物としては、例えば
トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、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、2,6−ジメチルアニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン等の芳香族アミン類;
トリエタノールアミン、N,N−ジ(ヒドロキシエチル)アニリン等のアルカノールアミン類;
N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、1,3−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼンテトラメチレンジアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2−ジエチルアミノエチル)エーテル等が挙げられる。
Examples of tertiary amine compounds include triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine. , Tri (cyclo) alkylamines such as cyclohexyldimethylamine, dicyclohexylmethylamine, and tricyclohexylamine;
Fragrances such as aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, 2,6-dimethylaniline, 2,6-diisopropylaniline Group amines;
Alkanolamines such as triethanolamine and N, N-di (hydroxyethyl) aniline;
N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1- Methylethyl] benzenetetramethylenediamine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, bis (2-diethylaminoethyl) ether and the like.

4級アンモニウムヒドロキシド化合物としては、例えばテトラ−n−プロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。   Examples of the quaternary ammonium hydroxide compound include tetra-n-propylammonium hydroxide and tetra-n-butylammonium hydroxide.

[E]酸拡散抑制剤の含有割合としては、[A]ポリシロキサン100質量部に対して、10質量部以下が好ましく、8質量部以下がより好ましい。使用量が10質量部を超えると、レジストとしての感度が低下する傾向にある。   [E] The content ratio of the acid diffusion inhibitor is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 8 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of [A] polysiloxane. When the amount used exceeds 10 parts by mass, the sensitivity as a resist tends to decrease.

<[F]重合体>
当該ネガ型感放射線性組成物は、[F]重合体をさらに含有してもよい。当該ネガ型感放射線性組成物が[F]重合体を含有することで、レジスト膜の疎水性が向上しレジスト保護膜なしに液浸露光を行った場合においても物質溶出抑制に優れ、当該ネガ型感放射線性組成物の液浸露光用としての有用性が高まる。
<[F] polymer>
The negative radiation sensitive composition may further contain a [F] polymer. The negative radiation-sensitive composition contains the [F] polymer, so that the hydrophobicity of the resist film is improved, and even when immersion exposure is performed without the resist protective film, the material elution suppression is excellent. The usefulness of the mold radiation sensitive composition for immersion exposure increases.

[F]重合体の態様としては、例えば
主鎖にフッ素化アルキル基が結合した構造;
側鎖にフッ素化アルキル基が結合した構造;
主鎖と側鎖とにフッ素化アルキル基が結合した構造が挙げられる。
[F] As an aspect of the polymer, for example, a structure in which a fluorinated alkyl group is bonded to the main chain;
A structure in which a fluorinated alkyl group is bonded to the side chain;
Examples include a structure in which a fluorinated alkyl group is bonded to the main chain and the side chain.

主鎖にフッ素化アルキル基が結合した構造を与える単量体としては、例えばα−トリフルオロメチルアクリレート化合物、β−トリフルオロメチルアクリレート化合物、α,β−トリフルオロメチルアクリレート化合物、1種類以上のビニル部位の水素がトリフルオロメチル基等のフッ素化アルキル基で置換された化合物等が挙げられる。   As a monomer that gives a structure in which a fluorinated alkyl group is bonded to the main chain, for example, an α-trifluoromethyl acrylate compound, a β-trifluoromethyl acrylate compound, an α, β-trifluoromethyl acrylate compound, one or more types Examples thereof include compounds in which the hydrogen at the vinyl moiety is substituted with a fluorinated alkyl group such as a trifluoromethyl group.

側鎖にフッ素化アルキル基が結合した構造を与える単量体としては、例えばノルボルネン等の脂環式オレフィン化合物の側鎖がフッ素化アルキル基やその誘導体であるもの、アクリル酸又はメタクリル酸の側鎖がフッ素化アルキル基やその誘導体のエステル化合物、1種類以上のオレフィンの側鎖(二重結合を含まない部位)がフッ素化アルキル基やその誘導体であるもの等が挙げられる。   Monomers that give a structure in which a fluorinated alkyl group is bonded to the side chain include, for example, those in which the side chain of an alicyclic olefin compound such as norbornene is a fluorinated alkyl group or a derivative thereof, acrylic acid or methacrylic acid side Examples thereof include ester compounds in which the chain is a fluorinated alkyl group or a derivative thereof, and one or more olefin side chains (sites not including a double bond) being a fluorinated alkyl group or a derivative thereof.

主鎖と側鎖とにフッ素化アルキル基が結合した構造を与える単量体としては、例えばα−トリフルオロメチルアクリル酸、β−トリフルオロメチルアクリル酸、α,β−トリフルオロメチルアクリル酸等の側鎖がフッ素化アルキル基やその誘導体のエステル化合物、1種類以上のビニル部位の水素がトリフルオロメチル基等のフッ素化アルキル基で置換された化合物の側鎖をフッ素化アルキル基やその誘導体で置換したもの、1種類以上の脂環式オレフィン化合物の二重結合に結合している水素をトリフルオロメチル基等のフッ素化アルキル基で置換し、かつ側鎖がフッ素化アルキル基やその誘導体であるもの等が挙げられる。なお、脂環式オレフィン化合物とは、環の一部が二重結合である化合物を示す。   Examples of the monomer that gives a structure in which a fluorinated alkyl group is bonded to the main chain and the side chain include α-trifluoromethylacrylic acid, β-trifluoromethylacrylic acid, α, β-trifluoromethylacrylic acid, and the like. Is a fluorinated alkyl group or its derivative ester compound. One or more vinyl moiety hydrogens are substituted with a fluorinated alkyl group such as a trifluoromethyl group. The hydrogen bonded to the double bond of one or more alicyclic olefin compounds is replaced with a fluorinated alkyl group such as a trifluoromethyl group, and the side chain is a fluorinated alkyl group or a derivative thereof. And the like. In addition, an alicyclic olefin compound shows the compound in which a part of ring is a double bond.

[F]重合体は、上記式(3)で示される(f1)構造単位、上記式(4)で示される(f2)構造単位、上記式(5)で示される(f3)構造単位からなる群より選択される少なくも1種の構造単位を有することが好ましく、またこれらの構造単位以外の「他の構造単位」を有してもよい。以下、各構造単位を詳述する。   [F] The polymer is composed of the (f1) structural unit represented by the above formula (3), the (f2) structural unit represented by the above formula (4), and the (f3) structural unit represented by the above formula (5). It is preferable to have at least one structural unit selected from the group, and it may have “other structural units” other than these structural units. Hereinafter, each structural unit will be described in detail.

[(f1)構造単位]
(f1)構造単位は上記式(3)で示される構造単位である。
[(F1) structural unit]
(F1) The structural unit is a structural unit represented by the above formula (3).

式(3)中、R12は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R13は、フッ素原子を有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又はフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基である。但し、上記アルキル基及び脂環式炭化水素基は、水素原子の一部又は全部が置換されていてもよい。 In formula (3), R 12 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 13 is a C 1-6 linear or branched alkyl group having a fluorine atom, or a C 4-20 monovalent alicyclic hydrocarbon group having a fluorine atom. However, in the alkyl group and alicyclic hydrocarbon group, part or all of the hydrogen atoms may be substituted.

上記炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。   As said C1-C6 linear or branched alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group etc. are mentioned, for example.

炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えばシクロペンチル基、シクロペンチルプロピル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロオクチルメチル基等が挙げられる。   Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms include a cyclopentyl group, a cyclopentylpropyl group, a cyclohexyl group, a cyclohexylmethyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, and a cyclooctylmethyl group.

(f1)構造単位を与える単量体としては、例えばトリフルオロメチル(メタ)アクレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロn−プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロi−プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロn−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロi−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロt−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ)ペンチル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ)ペンタ(メタ)アクリレート、1−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロ)デシル(メタ)アクリレート、1−(5−トリフルオロメチル−3,3,4,4,5,6,6,6−オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。   (F1) Monomers that give structural units include, for example, trifluoromethyl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, perfluoroethyl (meth) acrylate, perfluoro n-propyl ( (Meth) acrylate, perfluoro i-propyl (meth) acrylate, perfluoro n-butyl (meth) acrylate, perfluoro i-butyl (meth) acrylate, perfluoro t-butyl (meth) acrylate, perfluorocyclohexyl (meth) Acrylate, 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro) propyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro) pentyl ( (Meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro) hex (Meth) acrylate, perfluorocyclohexylmethyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,3-pentafluoro) propyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4, 4,4-Heptafluoro) penta (meth) acrylate, 1- (3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10- Heptadecafluoro) decyl (meth) acrylate, 1- (5-trifluoromethyl-3,3,4,4,5,6,6,6-octafluoro) hexyl (meth) acrylate and the like.

(f1)構造単位としては、例えば下記式(3−1)及び(3−2)で示される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (f1) include structural units represented by the following formulas (3-1) and (3-2).

Figure 2013152375
(式(3−1)及び(3−2)中、R12は上記式(3)と同義である。)
Figure 2013152375
(In the formulas (3-1) and (3-2), R 12 has the same meaning as the above formula (3).)

[F]重合体において、(f1)構造単位の含有率としては[F]重合体を構成する全構造単位に対して、10モル%〜70モル%が好ましく、20モル%〜50モル%がより好ましい。なお[F]重合体は、(f1)構造単位を1種又は2種以上を有してもよい。   In the [F] polymer, the content of the (f1) structural unit is preferably 10 mol% to 70 mol%, and 20 mol% to 50 mol% with respect to all the structural units constituting the [F] polymer. More preferred. In addition, the [F] polymer may have 1 type (s) or 2 or more types of (f1) structural units.

[(f2)構造単位]
(f2)構造単位は、上記式(4)で示される構造単位である。
[(F2) Structural unit]
(F2) The structural unit is a structural unit represented by the above formula (4).

式(4)中、R14は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R15は、(k+1)価の連結基である。Xは、フッ素原子を有する2価の連結基である。R16は、水素原子又は1価の有機基である。kは、1〜3の整数である。但し、X及びR16が複数存在する場合、複数のX及びR16は、同一又は異なってもよい。 In the formula (4), R 14 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 15 is a (k + 1) -valent linking group. X 3 is a divalent linking group having a fluorine atom. R 16 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. k is an integer of 1 to 3. However, if X 3 and R 16 there are a plurality, a plurality of X 3 and R 16 may be the same or different.

上記式(4)中、R15が示す(k+1)価の連結基としては、例えば炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の炭化水素基、炭素数3〜30の脂環式炭化水素基、炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又はこれらの基と酸素原子、硫黄原子、エーテル基、エステル基、カルボニル基、イミノ基及びアミド基からなる群より選ばれる1種以上の基とを組み合わせた基が挙げられる。また、上記(k+1)価の連結基は置換基を有していてもよい。 In the above formula (4), the (k + 1) -valent linking group represented by R 15 is, for example, a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon having 3 to 30 carbon atoms. A group, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, or one or more groups selected from the group consisting of these groups and an oxygen atom, a sulfur atom, an ether group, an ester group, a carbonyl group, an imino group, and an amide group And a combination of these. The (k + 1) -valent linking group may have a substituent.

炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の炭化水素基としては、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、デカン、イコサン、トリアコンタン等の炭化水素基から(k+1)個の水素原子を除いた基が挙げられる。   Examples of the linear or branched hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include (k + 1) hydrocarbon groups such as methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, decane, icosane and triacontane. And a group in which a hydrogen atom is removed.

炭素数3〜30の脂環式炭化水素基としては、例えば
シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロデカン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の単環式飽和炭化水素;
シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロデセン、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、シクロデカジエン等の単環式不飽和炭化水素;
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン、アダマンタン等の多環式飽和炭化水素;
ビシクロ[2.2.1]ヘプテン、ビシクロ[2.2.2]オクテン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デセン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデセン等の多環式炭化水素基から(k+1)個の水素原子を除いた基が挙げられる。
Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms include monocyclic saturated hydrocarbons such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclodecane, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane;
Monocyclic unsaturated hydrocarbons such as cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, cyclooctene, cyclodecene, cyclopentadiene, cyclohexadiene, cyclooctadiene, cyclodecadiene;
Bicyclo [2.2.1] heptane, bicyclo [2.2.2] octane, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane, Tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] polycyclic saturated hydrocarbons such as dodecane and adamantane;
Bicyclo [2.2.1] heptene, bicyclo [2.2.2] octene, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decene, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decene, Tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . And a group obtained by removing (k + 1) hydrogen atoms from a polycyclic hydrocarbon group such as 0 2,7 ] dodecene.

炭素数6〜30の芳香族炭化水素基としては、例えばベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ピレン、ピセン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレン、クメン等の芳香族炭化水素基から(k+1)個の水素原子を除いた基が挙げられる。   Examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms include aromatic hydrocarbon groups such as benzene, naphthalene, phenanthrene, anthracene, tetracene, pentacene, pyrene, picene, toluene, xylene, ethylbenzene, mesitylene, cumene, and the like (k + 1). ) Groups from which a single hydrogen atom has been removed.

上記式(4)中、Xが示すフッ素原子を有する2価の連結基としては、フッ素原子を有する炭素数1〜20の2価の直鎖状炭化水素基が挙げられる。Xとしては、例えば下記式(X−1)〜(X−6)で示される構造等が挙げられる。 In the above formula (4), examples of the divalent linking group having a fluorine atom represented by X 3 include a C 1-20 divalent linear hydrocarbon group having a fluorine atom. Examples of X 3 include structures represented by the following formulas (X 3 -1) to (X 3 -6).

Figure 2013152375
Figure 2013152375

としては、上記式(X−1)及び(X−2)で示される構造が好ましい。 X 3 is preferably a structure represented by the above formulas (X 3 -1) and (X 3 -2).

上記式(4)中、R16が示す有機基としては、例えば炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の炭化水素基、炭素数3〜30の脂環式炭化水素基、炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又はこれらの基と酸素原子、硫黄原子、エーテル基、エステル基、カルボニル基、イミノ基及びアミド基からなる群より選ばれる1種以上の基とを組み合わせた基が挙げられる。 In the above formula (4), examples of the organic group represented by R 16 include a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms, and 6 carbon atoms. To 30 aromatic hydrocarbon groups, or a combination of these groups and one or more groups selected from the group consisting of oxygen, sulfur, ether, ester, carbonyl, imino and amide groups Is mentioned.

上記(f2)構造単位としては、例えば下記式(4−1)及び(4−2)で示される構造単位が挙げられる。   Examples of the structural unit (f2) include structural units represented by the following formulas (4-1) and (4-2).

Figure 2013152375
(式(4−1)中、R15は炭素数1〜20の2価の直鎖状、分岐状又は環状の飽和若しくは不飽和の炭化水素基である。R14、X及びR16は上記式(4)と同義である。
式(5−2)中、R14、X、R16及びkは上記式(4)と同義である。但し、kが2又は3の場合、複数のX及びR16はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
Figure 2013152375
(In the formula (4-1), R 15 is a divalent linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R 14 , X 3 and R 16 are It is synonymous with said Formula (4).
In formula (5-2), R < 14 >, X < 3 >, R < 16 > and k are synonymous with said formula (4). However, when k is 2 or 3, the plurality of X 3 and R 16 may be the same or different. )

上記式(4−1)及び式(4−2)で示される構造単位としては、例えば下記式(4−1−1)、式(4−1−2)及び式(4−2−1)で示される構造単位が挙げられる。   Examples of the structural unit represented by the above formula (4-1) and formula (4-2) include the following formula (4-1-1), formula (4-1-2), and formula (4-2-1). The structural unit shown by these is mentioned.

Figure 2013152375
(式(4−1−1)、(4−1−2)及び(4−2−1)中、R14は上記式(4)と同義である。)
Figure 2013152375
(In the formulas (4-1-1), (4-1-2) and (4-2-1), R 14 has the same meaning as the above formula (4).)

(f2)構造単位を与える単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−3−プロピル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ブチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−5−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸2−{[5−(1’,1’,1’−トリフルオロ−2’−トリフルオロメチル−2’−ヒドロキシ)プロピル]ビシクロ[2.2.1]ヘプチル}エステル等が挙げられる。   (F2) Examples of monomers that give structural units include (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-3-propyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-butyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy -5-pentyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester, (meth) acrylic acid 2-{[5- ( 1 ′, 1 ′, 1′-trifluoro-2′-trifluoromethyl-2′-hydroxy) propyl] bicyclo [2.2.1] heptyl} ester and the like.

[F]重合体において、(f2)構造単位の含有率としては[F]重合体を構成する全構造単位に対して、20モル%〜80モル%が好ましく、30モル%〜70モル%がより好ましい。なお、[F]重合体は、(f2)構造単位を1種、又は2種以上を有してもよい。   In the [F] polymer, the content of the (f2) structural unit is preferably 20 mol% to 80 mol%, more preferably 30 mol% to 70 mol%, based on all structural units constituting the [F] polymer. More preferred. In addition, the [F] polymer may have 1 type or 2 types or more of (f2) structural units.

[(f3)構造単位]
(f3)構造単位は上記式(5)で示される構造単位である。
[(F3) Structural unit]
(F3) The structural unit is a structural unit represented by the above formula (5).

式(5)中、R17は、フッ素原子を有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又はフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基である。但し、上記アルキル基及び脂環式炭化水素基は、水素原子の一部又は全部が置換されていてもよい。cは、0〜2の整数である。dは、0〜4の整数である。 In the formula (5), R 17 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a fluorine atom, or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms having a fluorine atom. It is. However, in the alkyl group and alicyclic hydrocarbon group, part or all of the hydrogen atoms may be substituted. c is an integer of 0-2. d is an integer of 0-4.

上記炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基の具体例については、上記R13におけるそれぞれの基の例示として挙げたものと同様のものが例示される。 The linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, specific examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, mentioned as examples of each group in the R 13 The thing similar to a thing is illustrated.

(f3)構造単位としては例えば下記式(5−1)示される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (f3) include a structural unit represented by the following formula (5-1).

Figure 2013152375
Figure 2013152375

[F]重合体において、(f3)構造単位の含有率としては[F]重合体を構成する全構造単位に対して、10モル%〜50モル%が好ましく、20モル%〜40モル%がより好ましい。なお[F]重合体は、(f3)構造単位を1種又は2種以上を有してもよい。   In the [F] polymer, the content of the (f3) structural unit is preferably 10 mol% to 50 mol%, and 20 mol% to 40 mol% with respect to all the structural units constituting the [F] polymer. More preferred. In addition, the [F] polymer may have 1 type (s) or 2 or more types of (f3) structural units.

[他の構造単位]
[F]重合体は、さらに「他の構造単位」として、ラクトン構造を含む構造単位、脂環式構造を含む構造単位等を1種以上有してもよい。
[Other structural units]
[F] The polymer may further have one or more structural units including a lactone structure, a structural unit including an alicyclic structure, and the like as “other structural units”.

[F]重合体において、他の構造単位の含有率としては[F]重合体を構成する全構造単位に対して、通常90モル%以下であり、20モル%〜80モル%が好ましく、30モル%〜70モル%がより好ましい。なお、[F]重合体は、他の構造単位を1種、又は2種以上を有してもよい。   In the [F] polymer, the content of other structural units is usually 90 mol% or less, preferably 20 mol% to 80 mol%, based on all the structural units constituting the [F] polymer, 30 More preferred is mol% to 70 mol%. In addition, the [F] polymer may have 1 type, or 2 or more types of another structural unit.

[F]重合体の配合量としては、[A]ポリシロキサン100質量部に対して、0.1質量部〜20質量部が好ましく、1質量部〜15質量部がより好ましい。0.1質量部未満であると、[F]重合体を含有させる効果が十分ではない場合がある。一方、20質量部を超えると、レジスト表面の撥水性が高くなりすぎて現像不良が起こる場合がある。   [F] As a compounding quantity of a polymer, 0.1 mass part-20 mass parts are preferable with respect to 100 mass parts of [A] polysiloxane, and 1 mass part-15 mass parts are more preferable. If it is less than 0.1 part by mass, the effect of containing the [F] polymer may not be sufficient. On the other hand, when the amount exceeds 20 parts by mass, the water repellency of the resist surface becomes too high and development failure may occur.

[F]重合体におけるフッ素原子の含有割合としては、[A]ポリシロキサンよりも大きいことが好ましい。[F]重合体におけるフッ素原子の含有割合としては、[F]重合体全量を100質量%として、通常5質量%以上であり、好ましくは5質量%〜50質量%であり、より好ましくは5質量%〜45質量%である。なお、このフッ素原子含有割合は蛍光X線分光法により測定することができる。[F]重合体におけるフッ素原子含有割合が[A]ポリシロキサンよりも大きいものであると、[F]重合体及び[A]ポリシロキサンを含有するネガ型感放射線性組成物によって形成されたフォトレジスト膜表面の撥水性を高めることができ、液浸露光時に上層膜を別途形成する必要がなくなる。上記の効果を十分に発揮するためには、上記[A]ポリシロキサンにおけるフッ素原子の含有割合と、上記[F]重合体におけるフッ素原子の含有割合との差が1質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましい。   [F] The fluorine atom content in the polymer is preferably larger than that of [A] polysiloxane. [F] The content ratio of fluorine atoms in the polymer is usually 5% by mass or more, preferably 5% by mass to 50% by mass, more preferably 5%, based on 100% by mass of the total amount of the [F] polymer. It is mass%-45 mass%. This fluorine atom content ratio can be measured by fluorescent X-ray spectroscopy. When the fluorine atom content in the [F] polymer is larger than that of the [A] polysiloxane, the photo formed by the negative radiation-sensitive composition containing the [F] polymer and the [A] polysiloxane. The water repellency of the resist film surface can be increased, and there is no need to separately form an upper layer film during immersion exposure. In order to sufficiently exhibit the above effect, the difference between the fluorine atom content in the [A] polysiloxane and the fluorine atom content in the [F] polymer is 1% by mass or more. Preferably, it is 5 mass% or more.

<[F]重合体の合成方法>
[F]重合体は、例えば所定の各構造単位に対応する単量体を、ラジカル重合開始剤を使用し、適当な溶媒中で重合することにより製造できる。
<[F] Polymer Synthesis Method>
[F] The polymer can be produced, for example, by polymerizing a monomer corresponding to each predetermined structural unit in a suitable solvent using a radical polymerization initiator.

上記重合に使用される溶媒としては、例えば
n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン類;
シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;
ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類;
クロロブタン類、ブロモヘキサン類、ジクロロエタン類、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;
酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル類;
アセトン、2−ブタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノン等のケトン類;
テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエタン類等のエーテル類;
メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、4−メチル−2−ペンタノール等のアルコール類等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。
Examples of the solvent used for the polymerization include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, and n-decane;
Cycloalkanes such as cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, norbornane;
Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene;
Halogenated hydrocarbons such as chlorobutanes, bromohexanes, dichloroethanes, hexamethylene dibromide, chlorobenzene;
Saturated carboxylic acid esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate and methyl propionate;
Ketones such as acetone, 2-butanone, 4-methyl-2-pentanone, 2-heptanone;
Ethers such as tetrahydrofuran, dimethoxyethanes, diethoxyethanes;
Examples include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, and 4-methyl-2-pentanol. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

上記重合における反応温度としては、通常40℃〜150℃、50℃〜120℃が好ましい。反応時間としては、通常1時間〜48時間、1時間〜24時間が好ましい。   As reaction temperature in the said superposition | polymerization, 40 to 150 degreeC and 50 to 120 degreeC are preferable normally. The reaction time is usually preferably 1 hour to 48 hours and 1 hour to 24 hours.

[F]重合体のMwとしては、1,000〜50,000が好ましく、1,000〜40,000がより好ましく、1,000〜30,000が特に好ましい。[F]重合体のMwが1,000未満の場合、十分な後退接触角を得ることができない。一方、Mwが50,000を超えると、レジストとした際の現像性が低下する傾向にある。   [F] The Mw of the polymer is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 1,000 to 40,000, and particularly preferably 1,000 to 30,000. [F] When the Mw of the polymer is less than 1,000, a sufficient receding contact angle cannot be obtained. On the other hand, when Mw exceeds 50,000, the developability of the resist tends to decrease.

[F]重合体のMwとGPC法によるポリスチレン換算数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)としては、1〜5が好ましく、1〜4がより好ましい。   [F] The ratio (Mw / Mn) of Mw of the polymer to the number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene by GPC method is preferably 1 to 5, and more preferably 1 to 4.

<その他の任意成分>
当該ネガ型感放射線性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、界面活性剤、増感剤等を含有できる。以下、これらのその他の任意成分について詳述する。これらのその他の任意成分は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。また、その他の任意成分の配合量は、その目的に応じて適宜決定することができる。
<Other optional components>
The said negative radiation sensitive composition can contain surfactant, a sensitizer, etc. in the range which does not impair the effect of this invention. Hereinafter, these other optional components will be described in detail. These other optional components can be used alone or in admixture of two or more. Moreover, the compounding quantity of another arbitrary component can be suitably determined according to the objective.

[界面活性剤]
界面活性剤は塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する作用を示す成分である。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他、以下商品名として、KP341(信越化学工業社)、ポリフローNo.75、同No.95(以上、共栄社化学社)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(以上、トーケムプロダクツ社)、メガファックF171、同F173(以上、大日本インキ化学工業社)、フロラードFC430、同FC431(以上、住友スリーエム社)、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(以上、旭硝子社)等が挙げられる。
[Surfactant]
Surfactants are components that have the effect of improving coatability, striation, developability, and the like. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol diacrylate. In addition to nonionic surfactants such as stearate, the following trade names are KP341 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (above, Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), Ftop EF301, EF303, EF352 (above, Tochem Products), MegaFuck F171, F173 (above, Dainippon Ink and Chemicals), Florard FC430, FC431 ( Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (above, Asahi Glass Co., Ltd.) ) And the like.

[増感剤]
増感剤は、放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを[B]酸発生剤及び[C]塩基発生剤に伝達しそれにより酸・塩基の生成量を増加する作用を示すものであり、当該ネガ型感放射線性組成物の「みかけの感度」を向上させる効果を有する。増感剤としては、例えばカルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等が挙げられる。
[Sensitizer]
The sensitizer absorbs radiation energy and transmits the energy to the [B] acid generator and [C] base generator, thereby increasing the amount of acid / base generated. It has the effect of improving the “apparent sensitivity” of the negative radiation sensitive composition. Examples of the sensitizer include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines and the like.

<ネガ型感放射線性組成物の調製>
当該ネガ型感放射線性組成物は、例えば上記[D]溶媒中で、上記[A]ポリシロキサン、[B]酸発生剤、[C]塩基発生剤、並びに必要に応じて[E]酸拡散抑制体、[F]重合体及びその他の任意成分を所定の割合で混合することにより調製できる。有機溶媒としては、上記の[D]溶媒として例示したものであって、[A]ポリシロキサン、[B]酸発生剤等を溶解又は分散可能であれば特に限定されない。当該ネガ型感放射線性組成物は、通常、その使用に際して、全固形分濃度が1質量%〜50質量%、好ましくは2質量%〜25質量%となるように[D]溶媒に溶解した後、例えば孔径0.2μm程度のフィルターでろ過することによって、調製される。
<Preparation of negative radiation-sensitive composition>
The negative radiation sensitive composition is, for example, the above [A] polysiloxane, [B] acid generator, [C] base generator, and [E] acid diffusion in the above [D] solvent, if necessary. It can be prepared by mixing the inhibitor, the [F] polymer and other optional components at a predetermined ratio. The organic solvent is not particularly limited as long as it is exemplified as the above [D] solvent and can dissolve or disperse [A] polysiloxane, [B] acid generator and the like. The negative radiation-sensitive composition is usually used after being dissolved in the solvent [D] so that the total solid content concentration is 1% by mass to 50% by mass, preferably 2% by mass to 25% by mass. For example, it is prepared by filtering with a filter having a pore diameter of about 0.2 μm.

<パターン形成方法>
本発明のパターン形成方法は、
(1)当該ネガ型感放射線性組成物を用い、基板上に塗膜を形成する工程(以下、「(1)工程」と称することがある)、
(2)上記塗膜を露光する工程(以下、「(2)工程」と称することがある)、
(3)上記露光された塗膜を加熱する工程(以下、「(3)工程」と称することがある)、及び
(4)上記加熱された塗膜を現像液で現像する工程(以下、「(4)工程」と称することがある)
を含む。
<Pattern formation method>
The pattern forming method of the present invention comprises:
(1) Using the negative radiation-sensitive composition, a step of forming a coating film on a substrate (hereinafter sometimes referred to as “(1) step”),
(2) a step of exposing the coating film (hereinafter sometimes referred to as “(2) step”),
(3) a step of heating the exposed coating film (hereinafter sometimes referred to as “(3) step”), and (4) a step of developing the heated coating film with a developer (hereinafter referred to as “ (Sometimes referred to as (4) process)
including.

当該形成方法によれば、微細なレジストパターンを形成でき、かつLWR等のリソグラフィー特性を満足するネガ型感放射線性組成物を提供することができる。以下、各工程を詳述する。   According to the formation method, a negative radiation-sensitive composition that can form a fine resist pattern and satisfies lithography characteristics such as LWR can be provided. Hereinafter, each process is explained in full detail.

[(1)工程]
本工程では、ネガ型感放射線性組成物又はこれを溶剤に溶解させて得られた組成物溶液を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布手段によって、シリコンウエハー、二酸化シリコン、反射防止膜で被覆されたウエハー等の基板上に所定の膜厚となるように塗布し、次いでプレベークすることにより塗膜中の溶媒を揮発させることにより、塗膜を形成する。
[(1) Process]
In this process, a negative radiation sensitive composition or a composition solution obtained by dissolving it in a solvent is applied to silicon wafers, silicon dioxide, antireflection by coating means such as spin coating, cast coating, roll coating, etc. A coating film is formed by applying a predetermined film thickness on a substrate such as a wafer coated with a film, and then volatilizing the solvent in the coating film by pre-baking.

[(2)工程]
本工程では、(1)工程で形成された塗膜に(場合によっては、水等の液浸媒体を介して)、放射線を照射し露光させる。なお、この際所定のパターンを有するマスクを通して放射線を照射する。放射線としては、目的とするパターンの線幅に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線等から適宜選択して照射する。ArFエキシマレーザー(波長193nm)、KrFエキシマレーザー(波長248nm)に代表される遠紫外線が微細パターンを得るのに好ましく、ArFエキシマレーザーがより好ましい。露光量としては、使用する[B]酸発生剤、[C]塩基発生剤の種類、配合量等により適宜選択されるが、5〜100mJ/cmが好ましい。
[(2) Process]
In this step, the coating film formed in step (1) is exposed to radiation (in some cases, through an immersion medium such as water) and exposed. At this time, radiation is irradiated through a mask having a predetermined pattern. As the radiation, irradiation is performed by appropriately selecting from visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-rays, charged particle beams and the like according to the line width of the target pattern. Far ultraviolet rays represented by ArF excimer laser (wavelength 193 nm) and KrF excimer laser (wavelength 248 nm) are preferable for obtaining a fine pattern, and ArF excimer laser is more preferable. The amount of exposure is appropriately selected depending on the type and amount of the [B] acid generator and [C] base generator used, but is preferably 5 to 100 mJ / cm 2 .

[(3)工程]
本工程では、(2)工程で露光された塗膜を加熱、すなわちポストエクスポージャーベーク(PEB)することで、塗膜の露光された部分において[B]酸発生剤から発生した酸によるポリシロキサンの架橋反応が引き起こされる。PEBは、通常50℃〜180℃の範囲で適宜選択して実施される。
[(3) Process]
In this step, the coating film exposed in step (2) is heated, that is, post-exposure bake (PEB), so that the polysiloxane produced by the acid generated from the [B] acid generator in the exposed portion of the coating film A cross-linking reaction is caused. PEB is normally selected and carried out in the range of 50 ° C to 180 ° C.

[(4)工程]
本工程は、(3)工程で加熱された塗膜を現像液で現像することにより、所定のフォトレジストパターンを形成する。現像後は、水で洗浄し、乾燥することが一般的である。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、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性化合物の少なくとも1種を溶解したアルカリ水溶液が好ましい。
[(4) Process]
In this step, a predetermined photoresist pattern is formed by developing the coating film heated in step (3) with a developer. After development, it is common to wash with water and dry. As the developer, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, methyldiethylamine, ethyl Dimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [4.3.0] An aqueous alkaline solution in which at least one alkaline compound such as -5-nonene is dissolved is preferable.

なお、液浸露光を行う場合は、(2)工程の前に、液浸液とレジスト膜との直接の接触を保護するために、液浸液不溶性の液浸用保護膜をレジスト膜上に設けてもよい。液浸用保護膜としては、(3)工程の前に溶媒により剥離する溶剤剥離型保護膜(例えば、特開2006−227632号公報参照)、(4)工程の現像と同時に剥離する現像液剥離型保護膜(例えば、WO2005−069076号公報、WO2006−035790号公報参照)のいずれを用いてもよい。但し、スループットの観点からは、現像液剥離型液浸用保護膜を用いることが好ましい。   When performing immersion exposure, before the step (2), in order to protect the direct contact between the immersion liquid and the resist film, an immersion liquid insoluble immersion protective film is formed on the resist film. It may be provided. As the immersion protective film, a solvent-removable protective film that is peeled off by a solvent before the step (3) (see, for example, JP-A-2006-227632), and a developer peeling that peels off simultaneously with the development in the step (4) Any of the mold protective films (for example, refer to WO2005-069096 and WO2006-035790) may be used. However, from the viewpoint of throughput, it is preferable to use a developer peeling type immersion protective film.

<絶縁膜の製造方法>
本発明の絶縁膜の製造方法は、
(1)当該ネガ型感放射線性組成物を用い、基板上に塗膜を形成する工程、
(2)上記塗膜を露光する工程、
(3)上記露光された塗膜を加熱する工程、
(4)上記加熱された塗膜を現像液で現像する工程、及び
(5)高エネルギー線照射及び/又は加熱により硬化処理を施す工程(以下、「(5)工程」と称することがある)
を含む。
<Insulating film manufacturing method>
The manufacturing method of the insulating film of the present invention is as follows:
(1) Using the negative radiation sensitive composition, a step of forming a coating film on a substrate,
(2) a step of exposing the coating film,
(3) a step of heating the exposed coating film;
(4) A step of developing the heated coating film with a developer, and (5) A step of performing a curing treatment by irradiation with high energy rays and / or heating (hereinafter sometimes referred to as “(5) step”).
including.

(1)工程〜(4)工程の詳細については上述のパターン形成方法の項で記載した内容と同様のため、ここでは説明を省略する。   Since the details of the steps (1) to (4) are the same as the contents described in the above-mentioned pattern forming method, the description is omitted here.

[(5)工程]
本工程では、高エネルギー線照射及び/又は加熱によりレジストパターンに硬化処理を施し、硬化パターンを形成する。当該製造方法から形成される硬化物は絶縁体等として利用することができ、極めて微細なパターニング性能が求められるパターニングされた配線用絶縁体、又は半導体材料加工用の無機系犠牲膜等として好適である。
[(5) Process]
In this step, the resist pattern is cured by irradiation with high energy rays and / or heating to form a cured pattern. The cured product formed from the manufacturing method can be used as an insulator or the like, and is suitable as a patterned wiring insulator that requires extremely fine patterning performance, an inorganic sacrificial film for processing semiconductor materials, or the like. is there.

上記硬化処理としては、例えばUVキュア装置(RapidCure FC、Axelis社)にて400℃、空気中で5分間硬化処理する等の方法が挙げられる。   Examples of the curing treatment include a method of curing in a UV cure apparatus (RapidCure FC, Axelis) at 400 ° C. in air for 5 minutes.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

<[A]ポリシロキサンの合成>
[合成例1]
窒素置換された石英製三口フラスコ内に、20%シュウ酸水溶液1.28g及び超純水83.53gを加えて65℃に加熱した。次いで、メチルトリメトキシシラン142.07g(1.043モル)、及びエトキシプロパノール23.14gを混合した溶液を1時間かけて反応容器に滴下し、65℃で4時間撹拌した。この反応液を室温まで戻し、固形分濃度が25%となるまで減圧下で濃縮し、下記式で表されるポリシロキサン重合体(A−1)の溶液を得た。Mwは6,500であった。
<[A] Synthesis of polysiloxane>
[Synthesis Example 1]
Into a quartz three-neck flask purged with nitrogen, 1.28 g of 20% oxalic acid aqueous solution and 83.53 g of ultrapure water were added and heated to 65 ° C. Next, a solution in which 142.07 g (1.043 mol) of methyltrimethoxysilane and 23.14 g of ethoxypropanol were mixed was added dropwise to the reaction vessel over 1 hour, followed by stirring at 65 ° C. for 4 hours. The reaction solution was returned to room temperature and concentrated under reduced pressure until the solid content concentration became 25% to obtain a solution of a polysiloxane polymer (A-1) represented by the following formula. Mw was 6,500.

Figure 2013152375
Figure 2013152375

[合成例2]
窒素置換された石英製三口フラスコ内に、20%マレイン酸水溶液1.33g及び超純水86.16gを加えて65℃に加熱した。次いで、(a)テトラメトキシシラン16.04g(0.105モル)、(b)メチルトリメトキシシラン129.22g(0.949モル)、及びエトキシプロパノール16.19gを混合した溶液を1時間かけて反応容器に滴下し、65℃で4時間撹拌した。この反応液を室温まで戻し、固形分濃度が25%となるまで減圧下で濃縮し、下記式で表されるポリシロキサン重合体(A−2)の溶液を得た。Mwは8,800であった。なお、29Si−NMR分析の結果、ポリシロキサン重合体(A−2)の構成モノマー比(a):(b)は10:90(モル%)であった。29Si−NMR分析は、AVANCE III AV400N(Bruker製)を用い測定した。
[Synthesis Example 2]
Into a nitrogen-substituted quartz three-necked flask, 1.33 g of a 20% maleic acid aqueous solution and 86.16 g of ultrapure water were added and heated to 65 ° C. Next, a solution in which (a) 16.04 g (0.105 mol) of tetramethoxysilane, 129.22 g (0.949 mol) of methyltrimethoxysilane, and 16.19 g of ethoxypropanol was added over 1 hour. The solution was added dropwise to the reaction vessel and stirred at 65 ° C. for 4 hours. The reaction solution was returned to room temperature and concentrated under reduced pressure until the solid content concentration became 25% to obtain a solution of a polysiloxane polymer (A-2) represented by the following formula. Mw was 8,800. As a result of 29 Si-NMR analysis, the constituent monomer ratio (a) :( b) of the polysiloxane polymer (A-2) was 10:90 (mol%). 29 Si-NMR analysis was measured using AVANCE III AV400N (manufactured by Bruker).

Figure 2013152375
Figure 2013152375

[合成例3]
窒素置換された石英製三口フラスコ内に、トリフルオロ酢酸0.31g及び超純水14.85g、エトキシプロパノール22.26gを加えて55℃に加熱した。次いで、(a)テトラメトキシシラン10.92g、(b)フェニルトリメトキシシラン35.56g、(c)トリエトキシシリルオキセタン34.49g、及びエトキシプロパノール81.61gを混合した溶液を1時間かけて反応容器に滴下し、55℃で4時間撹拌した。この反応液を室温まで戻し、固形分濃度が25%となるまで減圧下で濃縮し、下記式で表されるポリシロキサン重合体(A−3)の溶液を得た。Mwは10,200であった。なお、13C−NMRと29Si−NMR分析の結果、ポリシロキサン重合体(A−3)の構成モノマー比(a):(b):(C)は20:50:30(モル%)であった。
[Synthesis Example 3]
In a three-necked flask made of nitrogen-substituted quartz, 0.31 g of trifluoroacetic acid, 14.85 g of ultrapure water and 22.26 g of ethoxypropanol were added and heated to 55 ° C. Next, a solution prepared by mixing (a) 10.92 g of tetramethoxysilane, (b) 35.56 g of phenyltrimethoxysilane, (c) 34.49 g of triethoxysilyloxetane, and 81.61 g of ethoxypropanol was reacted over 1 hour. The solution was dropped into a container and stirred at 55 ° C. for 4 hours. The reaction solution was returned to room temperature and concentrated under reduced pressure until the solid content concentration became 25% to obtain a solution of a polysiloxane polymer (A-3) represented by the following formula. Mw was 10,200. As a result of 13 C-NMR and 29 Si-NMR analysis, the constituent monomer ratio (a) :( b) :( C) of the polysiloxane polymer (A-3) was 20:50:30 (mol%). there were.

Figure 2013152375
Figure 2013152375

[合成例4]
窒素置換された石英製三口フラスコ内に、20%マレイン酸水溶液1.52g及び超純水99.26gを加えて75℃に加熱した。次いで、(a)テトラメトキシシラン107.08g(0.703モル)、(b)メチルトリメトキシシラン41.07g(0.302モル)、及びエトキシプロパノール1.07gを混合した溶液を1時間かけて反応容器に滴下し、55℃で2時間撹拌した。この反応液を室温まで戻し、固形分濃度が25%となるまで減圧下で濃縮し、下記式で表されるポリシロキサン重合体(A−4)の溶液を得た。Mwは11,800であった。なお、29Si−NMR分析の結果、ポリシロキサン重合体(A−4)の構成モノマー比(a):(b)は70:30(モル%)であった。
[Synthesis Example 4]
Into a nitrogen-substituted quartz three-necked flask, 1.52 g of a 20% maleic acid aqueous solution and 99.26 g of ultrapure water were added and heated to 75 ° C. Next, a solution in which (a) 107.08 g (0.703 mol) of tetramethoxysilane, 41.07 g (0.302 mol) of methyltrimethoxysilane, and 1.07 g of ethoxypropanol was added over 1 hour. The solution was added dropwise to the reaction vessel and stirred at 55 ° C. for 2 hours. The reaction solution was returned to room temperature and concentrated under reduced pressure until the solid content concentration became 25% to obtain a solution of a polysiloxane polymer (A-4) represented by the following formula. Mw was 11,800. As a result of 29 Si-NMR analysis, the constituent monomer ratio (a) :( b) of the polysiloxane polymer (A-4) was 70:30 (mol%).

Figure 2013152375
Figure 2013152375

[合成例5]
窒素置換された石英製三口フラスコ内に、20%マレイン酸水溶液1.32g及び超純水86.27gを加えて75℃に加熱した。次いで、(a)テトラメトキシシラン30.74g(0.202モル)、(b)メチルトリメトキシシラン68.78g(0.505モル)、(c)ビニルトリメトキシシラン44.91g(0.303モル)、及びエトキシプロパノール17.97gを混合した溶液を1時間かけて反応容器に滴下し、65℃で3時間撹拌した。この反応液を室温まで戻し、固形分濃度が25%となるまで減圧下で濃縮し、下記式で表されるポリシロキサン重合体(A−5)の溶液を得た。Mwは4,100であった。なお、13C−NMRと29Si−NMR分析の結果、ポリシロキサン重合体(A−5)の構成モノマー比(a):(b):(c)は20:50:30(モル%)であった。
[Synthesis Example 5]
Into a nitrogen-substituted quartz three-necked flask, 1.32 g of 20% maleic acid aqueous solution and 86.27 g of ultrapure water were added and heated to 75 ° C. Next, (a) 30.74 g (0.202 mol) of tetramethoxysilane, (b) 68.78 g (0.505 mol) of methyltrimethoxysilane, (c) 44.91 g (0.303 mol) of vinyltrimethoxysilane ) And 17.97 g of ethoxypropanol were added dropwise to the reaction vessel over 1 hour and stirred at 65 ° C. for 3 hours. This reaction liquid was returned to room temperature and concentrated under reduced pressure until the solid content concentration became 25%, to obtain a solution of a polysiloxane polymer (A-5) represented by the following formula. Mw was 4,100. As a result of 13 C-NMR and 29 Si-NMR analysis, the constituent monomer ratio (a) :( b) :( c) of the polysiloxane polymer (A-5) was 20:50:30 (mol%). there were.

Figure 2013152375
Figure 2013152375

[合成例6]
窒素置換された石英製三口フラスコ内に、20%マレイン酸水溶液1.28g及び超純水83.75gを加えて65℃に加熱した。次いで、(a)1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン33.71g(0.095モル)、(b)メチルトリメトキシシラン116.56g(0.856モル)、及びエトキシプロパノール14.70gを混合した溶液を1時間かけて反応容器に滴下し、55℃で4時間撹拌した。この反応液を室温まで戻し、固形分濃度が25%となるまで減圧下で濃縮し、下記式で表されるポリシロキサン重合体(A−6)の溶液を得た。Mwは4,800であった。なお、29Si−NMR分析の結果、ポリシロキサン重合体(A−6)の構成モノマー比(a):(b)は10:90(モル%)であった。
[Synthesis Example 6]
Into a nitrogen-substituted quartz three-necked flask, 1.28 g of a 20% maleic acid aqueous solution and 83.75 g of ultrapure water were added and heated to 65 ° C. Next, (a) 33.71 g (0.095 mol) of 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane, (b) 116.56 g (0.856 mol) of methyltrimethoxysilane, and 14.70 g of ethoxypropanol were added. The mixed solution was dropped into the reaction vessel over 1 hour and stirred at 55 ° C. for 4 hours. This reaction liquid was returned to room temperature and concentrated under reduced pressure until the solid content concentration became 25% to obtain a solution of a polysiloxane polymer (A-6) represented by the following formula. Mw was 4,800. As a result of 29 Si-NMR analysis, the constituent monomer ratio (a) :( b) of the polysiloxane polymer (A-6) was 10:90 (mol%).

Figure 2013152375
Figure 2013152375

<[F]重合体の合成>
[F]重合体の合成に使用した単量体を下記に示す。
<Synthesis of [F] polymer>
The monomer used for the synthesis of [F] polymer is shown below.

Figure 2013152375
Figure 2013152375

[合成例7]
化合物(M−1)40モル%、化合物(M−2)60モル%を、メチルエチルケトン50gに溶解し、さらにジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート)アゾビスイソブチロニトリル1.38g(8モル%)を投入した単量体溶液を準備した。仕込み時の単量体の合計量は50gとした。尚、各単量体のモル%は単量体全量に対するモル%を表し、開始剤のモル%は単量体全量と開始剤の合計量に対するモル%を表す。一方、温度計及び滴下漏斗を備えた500mLの三つ口フラスコにエチルメチルケトン50gを加え、30分間窒素パージを行った。その後、フラスコ内をマグネティックスターラーで攪拌しながら、80℃になるように加熱した。次いで、上記量体溶液をフラスコ内に滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下後3時間熟成させ、その後、30℃以下になるまで冷却して共重合体溶液を得た。次いで、反応溶液質量の5倍のメタノール中に共重合体溶液を注いで30分攪拌した後、濾過し、200mLのメタノール中での洗浄を2回繰り返し、共重合体(F−1)の溶液を得た。Mwは6,600、収率49質量%であった。なお、13C−NMR分析の結果、共重合体(F−1)における(M−1)及び(M−2)の構成モノマー比は38:62(モル%)であった。
[Synthesis Example 7]
40 mol% of the compound (M-1) and 60 mol% of the compound (M-2) are dissolved in 50 g of methyl ethyl ketone, and further 1.38 g of dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate) azobisisobutyronitrile. A monomer solution charged with (8 mol%) was prepared. The total amount of monomers at the time of preparation was 50 g. In addition, mol% of each monomer represents mol% with respect to the total amount of monomer, and mol% of initiator represents mol% with respect to the total amount of monomer and initiator. On the other hand, 50 g of ethyl methyl ketone was added to a 500 mL three-necked flask equipped with a thermometer and a dropping funnel, and purged with nitrogen for 30 minutes. Then, it heated so that it might become 80 degreeC, stirring the inside of a flask with a magnetic stirrer. Subsequently, the said monomer solution was dripped over 3 hours using the dropping funnel in the flask. After dropping, the mixture was aged for 3 hours, and then cooled to 30 ° C. or lower to obtain a copolymer solution. Next, the copolymer solution was poured into methanol having 5 times the mass of the reaction solution, stirred for 30 minutes, filtered, and washed twice in 200 mL of methanol to obtain a solution of copolymer (F-1). Got. Mw was 6,600 and the yield was 49% by mass. As a result of 13 C-NMR analysis, the constituent monomer ratio of (M-1) and (M-2) in the copolymer (F-1) was 38:62 (mol%).

[合成例8〜12]
表1に示す種類、量の単量体を使用した以外は合成例1と同様に操作して、[F]重合体を合成した。なお、表1中の「−」は、該当する成分を使用しなかったことを示す。また、各[F]重合体のMw、収率及び各構造単位の含有割合についてもあわせて表1に示す。
[Synthesis Examples 8 to 12]
A [F] polymer was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the types and amounts of monomers shown in Table 1 were used. In Table 1, “-” indicates that the corresponding component was not used. Table 1 also shows the Mw, yield, and content ratio of each structural unit of each [F] polymer.

[合成例13]
窒素置換された石英製三口フラスコ内に、20%マレイン酸水溶液0.84g及び超純水54.92gを加えて65℃に加熱した。次いで、(a)テトラメトキシシラン19.57g(0.129モル)、(b)トリフルオロメチルトリメトキシシラン91.64g(0.514モル)、及びエトキシプロパノール83.03gを混合した溶液を1時間かけて反応容器に滴下し、65℃で4時間撹拌した。この反応液を室温まで戻し、固形分濃度が25%となるまで減圧下で濃縮し、共重合体(F−7)の溶液を得た。Mwは7,700、収率97質量%であった。なお、29Si−NMR分析の結果、共重合体(F−7)における(a)及び(b)の構成モノマー比は20:80(モル%)であった。
[Synthesis Example 13]
Into a nitrogen-substituted quartz three-necked flask, 0.84 g of 20% maleic acid aqueous solution and 54.92 g of ultrapure water were added and heated to 65 ° C. Next, a solution in which 19.57 g (0.129 mol) of (a) tetramethoxysilane, 91.64 g (0.514 mol) of trifluoromethyltrimethoxysilane, and 83.03 g of ethoxypropanol were mixed for 1 hour. The solution was added dropwise to the reaction vessel and stirred at 65 ° C. for 4 hours. The reaction solution was returned to room temperature and concentrated under reduced pressure until the solid content concentration became 25% to obtain a solution of a copolymer (F-7). Mw was 7,700 and the yield was 97% by mass. As a result of 29 Si-NMR analysis, the constituent monomer ratio of (a) and (b) in the copolymer (F-7) was 20:80 (mol%).

Figure 2013152375
Figure 2013152375

Figure 2013152375
Figure 2013152375

<ネガ型感放射線性組成物の調製>
[実施例1]
[A]ポリシロキサンの溶液を[A]ポリシロキサン100質量部に相当する量をとり、ここに[B]酸発生剤としての(B−1)を2質量部、[C]塩基発生剤としての(C−1)を10質量部、[E]酸拡散制御剤としての(E−1)を0.4質量部を混合し、ネガ型感放射線性組成物を調製した。また、所望の膜厚を得るために好適な固形分濃度となるように[D]溶媒として酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテルを添加した。
<Preparation of negative radiation-sensitive composition>
[Example 1]
[A] The polysiloxane solution is taken in an amount corresponding to 100 parts by mass of [A] polysiloxane, and [B] (B-1) as an acid generator is 2 parts by mass, and [C] a base generator. A negative radiation sensitive composition was prepared by mixing 10 parts by weight of (C-1) and 0.4 part by weight of (E-1) as an [E] acid diffusion controller. In addition, propylene glycol monomethyl ether acetate was added as a solvent [D] so as to obtain a solid concentration suitable for obtaining a desired film thickness.

[実施例2〜14及び比較例1〜4]
表2に示す種類、量の各成分を使用した以外は実施例1と同様に操作してネガ型感放射線性組成物を調製した。なお、表1中の「−」は、該当する成分を使用しなかったことを示す。実施例及び比較例で用いた各成分の詳細を下記に示す。
[Examples 2 to 14 and Comparative Examples 1 to 4]
A negative radiation-sensitive composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the types and amounts of each component shown in Table 2 were used. In Table 1, “-” indicates that the corresponding component was not used. Details of each component used in Examples and Comparative Examples are shown below.

<[B]酸発生剤>
B−1:トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート
B−2:下記式で表される化合物
<[B] Acid generator>
B-1: Triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate B-2: Compound represented by the following formula

Figure 2013152375
Figure 2013152375

<[C]塩基発生剤>
C−1:下記式で表される化合物
C−2:2−ニトロベンジルシクロヘキシルカーバメート
<[C] Base generator>
C-1: Compound represented by the following formula C-2: 2-nitrobenzylcyclohexyl carbamate

Figure 2013152375
Figure 2013152375

<[E]酸拡散抑制剤>
E−1:1−tert−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール
<[E] acid diffusion inhibitor>
E-1: 1-tert-butoxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole

Figure 2013152375
Figure 2013152375

<パターンの形成>
反射防止膜ARF29A(日産化学社)を塗布したシリコンウェハー上に、実施例及び比較例として調製したネガ型感放射線性組成物をスピンコーターを用いて塗布し、表3に示す温度、時間でプレベークし、塗膜を形成した。次いで、得られた塗膜を露光、表3に示す温度、時間でポストベーク、現像、リンスすることによりパターンを形成した。なお、形成した塗膜の膜厚(nm)についてもあわせて表3に示す。
<Pattern formation>
On a silicon wafer coated with antireflection film ARF29A (Nissan Chemical Co., Ltd.), negative radiation sensitive compositions prepared as examples and comparative examples were applied using a spin coater and pre-baked at the temperatures and times shown in Table 3. Then, a coating film was formed. Subsequently, the obtained coating film was exposed, post-baked, developed and rinsed at the temperatures and times shown in Table 3 to form a pattern. The film thickness (nm) of the formed coating film is also shown in Table 3.

表3中の露光タイプ及び現像、リンス工程において使用した機器の詳細を下記に示す。
露光量は10mJ/cm〜30mJ/cmの範囲で変量して行った。
KrF:500nmピッチ250nmライン幅のパターンを結像するマスクを用い、露光はNA=0.68、NIKON社、S203Bを使用、成膜、現像、リンスはCLEAN TRACK ACT−8(東京エレクトロン社)を使用
ArF:180nmピッチ90nmライン幅のパターンを結像するマスクを用い、露光はNA=0.78、NIKON社、S306Cを使用、成膜、現像、リンスはCLEAN TRACK ACT−8(東京エレクトロン社)を使用
ArF−i:90nmピッチ45nmライン幅のパターンを結像するマスクを用い、露光はNA=1.35(NIKON社、S610を使用、成膜、現像、リンスはCLEAN TRACK LITHIUS Pro−i(東京エレクトロン社)を使用
Details of the equipment used in the exposure type and development and rinsing steps in Table 3 are shown below.
Exposure was carried out variables in the range of 10mJ / cm 2 ~30mJ / cm 2 .
KrF: Using a mask that forms a pattern with a 500 nm pitch and 250 nm line width, exposure is NA = 0.68, NIKON, S203B is used, film formation, development, and rinsing are CLEAN TRACK ACT-8 (Tokyo Electron) ArF used: A mask that forms a pattern with a 180 nm pitch and a 90 nm line width is used. Exposure is NA = 0.78, NIKON, S306C is used, film formation, development, and rinsing are CLEAN TRACK ACT-8 (Tokyo Electron) ArF-i: Using a mask that forms a pattern with a 90 nm pitch and 45 nm line width, exposure is NA = 1.35 (using NIKON, S610, film formation, development, rinsing is CLEAN TRACK LITHIUS Pro-i ( Tokyo Electron)

Figure 2013152375
Figure 2013152375

<パターンの評価>
得られたパターンの形状を走査型電子顕微鏡(S−9380、日立ハイテクノロジーズ社)を用いて確認した。最も多くの本数のラインパターンが形成された露光量条件をベスト条件と設定し、その条件で得られたラインパターンのパターン形成率(%)、ラインパターン幅(nm)及びLWR(ラインパターン幅のラフネスバラツキ)(nm)を計測した。結果を表3にあわせて示す。
<Evaluation of pattern>
The shape of the obtained pattern was confirmed using a scanning electron microscope (S-9380, Hitachi High-Technologies Corporation). The exposure condition where the largest number of line patterns are formed is set as the best condition, and the pattern formation rate (%), line pattern width (nm), and LWR (line pattern width Roughness variation (nm) was measured. The results are shown in Table 3.

パターン形成率とは、マスクに形成されているラインパターンの数を100とした時の、形成されたレジストラインパターン数の割合をいう。パターン形成率が100%を超え、かつラインパターン幅がマスクのサイズより小さい場合には所望のパターンが得られたと判断した。また、LWRについてはライン幅の10%以下であれば良好と判断した。   The pattern formation rate refers to the ratio of the number of resist line patterns formed when the number of line patterns formed on the mask is 100. When the pattern formation rate exceeded 100% and the line pattern width was smaller than the mask size, it was determined that a desired pattern was obtained. Further, LWR was judged to be good if it was 10% or less of the line width.

<絶縁膜の製造>
実施例5及び14のパターンをUVキュア装置(RapidCure FC、Axelis社)にて400℃、空気中で5分間処理し、絶縁膜を製造した。
<Manufacture of insulating film>
The patterns of Examples 5 and 14 were treated in a UV cure apparatus (RapidCure FC, Axelis) at 400 ° C. in air for 5 minutes to produce an insulating film.

<絶縁膜の評価>
処理前後の硬化物(硬化されたパターン)の形状変化を走査型電子顕微鏡で調べたところ、いずれのサンプルもパターンの変形は見られずサイズが幅、高さ方向共に10%収縮したことが分かった。このとき、収縮率が15%以下の場合、基板の反り、パターンの断線、交差(ブリッジ)、脱落への影響が小さく良好とされる。また、実施例5の組成物をSiウエハに塗布し、同様にUVキュア装置で焼成して上記パターンと類似の焼成膜を得、膜の誘電率をLCRメーターを用いて計測したところ室温(25℃)測定で2.9、130℃測定で2.6であった。同様に実施例14の組成物を用いて形成した焼成膜についても誘電率を測定したところ室温、130℃共に2.6であった。このように、上記焼成膜は誘電率が3以下と低く、かつ、リーク電流も少ないことから、低誘電率絶縁膜として良好といえる。なお、室温と130℃の誘電率の差異は材料の吸湿性の指標とされており、この差が小さい方が吸湿性が低く、永久膜としての信頼性が良好とされている。また、2メガボルトの電圧を印加してリーク電流を計測したところ実施例5が9.3x10−9A/cm、実施例14が7.5x10−9A/cmであり、絶縁膜としての性能は十分であった。
<Evaluation of insulating film>
When the shape change of the cured product (cured pattern) before and after the treatment was examined with a scanning electron microscope, no deformation of the pattern was observed in any sample, and it was found that the size contracted by 10% in both the width and height directions. It was. At this time, when the shrinkage rate is 15% or less, the influence on the warp of the substrate, the disconnection of the pattern, the intersection (bridge), and the dropout is small and good. Further, the composition of Example 5 was applied to a Si wafer and similarly fired with a UV curing device to obtain a fired film similar to the above pattern. When the dielectric constant of the film was measured using an LCR meter, room temperature (25 ° C) measurement was 2.9, and 130 ° C measurement was 2.6. Similarly, the measured dielectric constant of the fired film formed using the composition of Example 14 was 2.6 at both room temperature and 130 ° C. Thus, since the fired film has a low dielectric constant of 3 or less and a small leakage current, it can be said to be good as a low dielectric constant insulating film. Note that the difference in dielectric constant between room temperature and 130 ° C. is an indicator of the hygroscopicity of the material, and the smaller the difference, the lower the hygroscopicity and the better the reliability as a permanent film. Further, when the leakage current was measured by applying a voltage of 2 megavolts, Example 5 was 9.3 × 10 −9 A / cm 2 , and Example 14 was 7.5 × 10 −9 A / cm 2 . The performance was sufficient.

表3から、本発明のネガ型感放射線性組成物は、ArF、ArF−i、KrFのいずれの露光タイプにおいても140〜180%の良好なパターン形成率を達成し、かつ各実施例のラインパターン幅がそれぞれのマスクパターンの約1/2以下のサイズの微細なパターンを形成できることが明らかとなった。すなわち、当該ネガ型感放射線性組成物により、1つのライン状の露光部において中央線近傍を境界とし、2つに分割された微細なパターンを形成できることが確認された。また、LWRについても良好であり、リソグラフィー特性にも優れることがわかった。   From Table 3, the negative radiation-sensitive composition of the present invention achieves a good pattern formation rate of 140 to 180% in any exposure type of ArF, ArF-i, and KrF, and the lines of each example. It became clear that a fine pattern having a pattern width of about ½ or less of each mask pattern can be formed. That is, it was confirmed that the negative radiation-sensitive composition can form a fine pattern divided into two at the center line vicinity in one line-shaped exposed portion. It was also found that LWR was good and that the lithography characteristics were also excellent.

本発明は微細なレジストパターンを形成でき、かつLWR等のリソグラフィー特性を満足するネガ型感放射線性組成物、及びかかる組成物を用いたパターン形成方法を提供することができる。また、得られたパターンの硬化物は、極めて微細なパターニング性能が求められるパターニングされた配線用絶縁体、又は半導体材料加工用の無機系犠牲膜等の絶縁膜として好適である。   The present invention can provide a negative radiation-sensitive composition capable of forming a fine resist pattern and satisfying lithography properties such as LWR, and a pattern forming method using such a composition. Further, the cured product of the obtained pattern is suitable as an insulating film such as a patterned wiring insulator or an inorganic sacrificial film for processing a semiconductor material that requires extremely fine patterning performance.

Claims (9)

[A]ポリシロキサン、
[B]感放射線性酸発生剤、
[C]感放射線性塩基発生剤、及び
[D]溶媒
を含有するネガ型感放射線性組成物。
[A] polysiloxane,
[B] a radiation sensitive acid generator,
[C] A radiation-sensitive base generator, and [D] a negative radiation-sensitive composition containing a solvent.
[B]酸発生剤の当量に対する[C]塩基発生剤の当量の比が0.1以上100以下である請求項1に記載のネガ型感放射線性組成物。   [B] The negative radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein the ratio of the equivalent of the [C] base generator to the equivalent of the acid generator is 0.1 or more and 100 or less. [B]酸発生剤がオニウム塩化合物であり、[C]塩基発生剤が含窒素化合物である請求項1又は請求項2に記載のネガ型感放射線性組成物。   The negative radiation-sensitive composition according to claim 1 or 2, wherein [B] the acid generator is an onium salt compound, and [C] the base generator is a nitrogen-containing compound. [A]ポリシロキサンが、下記式(1)で表される加水分解性シラン化合物に由来する構造単位を有する請求項1、請求項2又は請求項3に記載のネガ型感放射線性組成物。
Figure 2013152375
(式(1)中、aは、0〜3の整数である。Rは、1価の有機基である。但し、Rが複数存在する場合、複数のRは、同一又は異なってもよい。Xは、塩素原子、臭素原子又はORである。Rは、1価の有機基である。但し、Xが複数存在する場合、複数のXは、同一又は異なってもよい。)
[A] The negative radiation-sensitive composition according to claim 1, 2, or 3, wherein the polysiloxane has a structural unit derived from a hydrolyzable silane compound represented by the following formula (1).
Figure 2013152375
(In the formula (1), a is .R 1 is an integer of 0 to 3 is a monovalent organic group. However, if R 1 there are a plurality, the plurality of R 1 may be the same or different and which may .X 1 is chlorine atom, a bromine atom or oR 2 .R 2 is a monovalent organic group. However, when the X 1 there are a plurality, the plurality of X 1 are the same or different May be good.)
[E]酸拡散抑制体をさらに含有する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のネガ型感放射線性組成物。   [E] The negative radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 4, further comprising an acid diffusion inhibitor. [F]フッ素原子を有する重合体をさらに含有する請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のネガ型感放射線性組成物。   [F] The negative radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 5, further comprising a polymer having a fluorine atom. [F]重合体が、下記式(3)、式(4)及び式(5)で表される複数の構造単位からなる群より選択される少なくも1種の構造単位を有する請求項6に記載のネガ型感放射線性組成物。
Figure 2013152375
(式(3)中、R12は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R13は、フッ素原子を有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又はフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基である。但し、上記アルキル基及び脂環式炭化水素基は、水素原子の一部又は全部が置換されていてもよい。)
Figure 2013152375
(式(4)中、R14は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R15は、(k+1)価の連結基である。Xは、フッ素原子を有する2価の連結基である。R16は、水素原子又は1価の有機基である。kは、1〜3の整数である。但し、X及びR16が複数存在する場合、複数のX及びR16は、同一又は異なってもよい。)
Figure 2013152375
(式(5)中、R17は、フッ素原子を有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又はフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基である。但し、上記アルキル基及び脂環式炭化水素基は、水素原子の一部又は全部が置換されていてもよい。cは、0〜2の整数である。dは、0〜4の整数である。)
[F] The polymer according to claim 6, wherein the polymer has at least one structural unit selected from the group consisting of a plurality of structural units represented by the following formula (3), formula (4) and formula (5). The negative radiation sensitive composition as described.
Figure 2013152375
(In Formula (3), R 12 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R 13 is a C 1-6 linear or branched alkyl group having a fluorine atom. Or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms having a fluorine atom, provided that the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group are partially or entirely substituted with hydrogen atoms. May be good.)
Figure 2013152375
(In formula (4), R 14 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 15 is a (k + 1) -valent linking group. X 3 is a fluorine atom having 2 atoms. is a valence connecting group .R 16 is .k a hydrogen atom or a monovalent organic group is an integer of 1 to 3. However, if X 3 and R 16 there are a plurality, a plurality of X 3 And R 16 may be the same or different.)
Figure 2013152375
(In the formula (5), R 17 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a fluorine atom, or a monovalent alicyclic hydrocarbon having 4 to 20 carbon atoms having a fluorine atom. Provided that the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group may be partially or entirely substituted with hydrogen atoms, c is an integer of 0 to 2, and d is 0 to 4; Is an integer.)
(1)請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のネガ型感放射性組成物を用い、基板上に塗膜を形成する工程、
(2)上記塗膜を露光する工程、
(3)上記露光された塗膜を加熱する工程、及び
(4)上記加熱された塗膜を現像液で現像する工程
を含むパターン形成方法。
(1) The process of forming a coating film on a board | substrate using the negative radiation sensitive composition of any one of Claims 1-7,
(2) a step of exposing the coating film,
(3) A pattern forming method including a step of heating the exposed coating film, and (4) a step of developing the heated coating film with a developer.
(1)請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のネガ型感放射性組成物を用い、基板上に塗膜を形成する工程、
(2)上記塗膜を露光する工程、
(3)上記露光された塗膜を加熱する工程、
(4)上記加熱された塗膜を現像液で現像する工程、及び
(5)高エネルギー線照射及び/又は加熱により硬化処理を施す工程
を含む絶縁膜の製造方法。
(1) The process of forming a coating film on a board | substrate using the negative radiation sensitive composition of any one of Claims 1-7,
(2) a step of exposing the coating film,
(3) a step of heating the exposed coating film;
(4) A method for producing an insulating film, comprising a step of developing the heated coating film with a developer, and (5) a step of performing a curing treatment by irradiation with high energy rays and / or heating.
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