JP2006276759A - Positive resist composition for euv exposure, and pattern forming method using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超LSIや高容量マイクロチップの製造などの超マイクロリソグラフィプロセスやその他のフォトファブリケーションプロセスに好適に用いられるポジ型レジスト組成物に関するものである。さらに詳しくは、EUV光(波長:13nm付近)を使用して高精細化したパターン形成しうるポジ型フォトレジストに関し、EUV光を用いる半導体素子の微細加工に好適に用いることができるポジ型レジスト組成物に関する。 The present invention relates to a positive resist composition suitably used in an ultramicrolithography process such as the manufacture of VLSI and high-capacity microchips and other photofabrication processes. More specifically, the present invention relates to a positive photoresist capable of forming a pattern with high definition using EUV light (wavelength: around 13 nm), and a positive resist composition that can be suitably used for microfabrication of a semiconductor device using EUV light. Related to things.
従来、ICやLSIなどの半導体デバイスの製造プロセスにおいては、フォトレジスト組成物を用いたリソグラフィーによる微細加工が行われている。近年、集積回路の高集積化に伴い、サブミクロン領域やクオーターミクロン領域の超微細パターン形成が要求されるようになってきている。それに伴い、露光波長もg線からi線に、さらにKrFエキシマレーザー光に、というように短波長化の傾向が見られる。さらには、現在では、エキシマレーザー光以外にも、電子線やX線、あるいはEUV光を用いたリソグラフィーも開発が進んでいる。 Conventionally, in the manufacturing process of semiconductor devices such as IC and LSI, fine processing by lithography using a photoresist composition has been performed. In recent years, with the high integration of integrated circuits, the formation of ultrafine patterns in the submicron region and the quarter micron region has been required. Along with this, there is a tendency to shorten the exposure wavelength from g-line to i-line and further to KrF excimer laser light. Furthermore, at present, in addition to excimer laser light, lithography using electron beams, X-rays, or EUV light is being developed.
かかる電子線、X線、あるいはEUV光を用いたリソグラフィープロセスに適したレジストとしては高感度化の観点から主に酸触媒反応を利用した化学増幅型レジストが用いられており、ポジ型レジストにおいては主成分として、アルカリ現像液には不溶又は難溶性で、酸の作用によりアルカリ現像液に可溶となる性質を有するフェノール性ポリマー(以下、フェノール性酸分解性樹脂と略す)、及び酸発生剤からなる化学増幅型レジスト組成物が有効に使用されている。 As a resist suitable for a lithography process using such electron beam, X-ray or EUV light, a chemically amplified resist using an acid catalyst reaction is mainly used from the viewpoint of high sensitivity. As a main component, a phenolic polymer (hereinafter abbreviated as a phenolic acid-decomposable resin) that is insoluble or hardly soluble in an alkali developer and becomes soluble in an alkali developer by the action of an acid, and an acid generator A chemically amplified resist composition comprising:
EUV用のポジ型レジストに関しては、これまでフェノール性酸分解性樹脂を用い、EUV光による露光によりスルホン酸を発生する化合物(以下、スルホン酸発生剤と略す)を比較的多く含むレジスト組成物がいくつか知られている(例えば、特許文献1、2参照)。 With regard to EUV positive resists, there are resist compositions containing phenolic acid-decomposable resins and containing a relatively large amount of a compound that generates sulfonic acid upon exposure to EUV light (hereinafter abbreviated as sulfonic acid generator). Some are known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、EUV光を光源とする場合、光の波長が極紫外領域に属し、高エネルギーを有するため、EUV光に起因するネガ化等の光化学反応が協奏することによるコントラスト低下等につき問題があった。さらに、従来の光源と異なり、EUV光のような高エネルギー線を照射した場合、レジスト膜中の化合物がフラグメンテーションにより破壊され、露光中に低分子成分として揮発して露光機内の環境を汚染するというアウトガスの問題が顕著になる。アウトガスの低減に関しては様々な研究が進められて来ており、トップコート層を設けて低分子化合物の揮発を抑制したり(例えば、特許文献3参照)、ポリマーの分解を抑制するラジカルトラップ剤を添加する(例えば、特許文献4参照)など様々な試みが試されており、酸発生剤に関してもアウトガス低減の工夫が望まれている。
また、口径が大きいウエハーを使用する場合、露光後のホットプレートなどによる加熱(PEB)における温度のばらつきが、得られるパターンに影響を及ぼすことがわかってきており、このようなPEB温度依存性を改善することが望まれている。
In addition, when using a wafer having a large diameter, it has been found that temperature variations in heating (PEB) using a hot plate after exposure affect the resulting pattern. Improvement is desired.
本発明の目的は、EUV光による露光下で、高感度で、コントラストが良く、さらに露光時のアウトガスの問題がないポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a positive resist composition that has high sensitivity and good contrast under exposure to EUV light and that does not have a problem of outgas during exposure, and a pattern forming method using the same.
本発明者らは、鋭意検討した結果、下記の構成により上記課題を達成した。 As a result of intensive studies, the present inventors have achieved the above problem with the following configuration.
(1)
(A)一般式(I)で表される繰り返し単位及び一般式(II)で表される繰り返し単位を含有する、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂、及び、(B)EUV露光によりオルト位又はパラ位に少なくとも1つの電子吸引性基を持つベンゼンスルホン酸を発生する化合物を含有することを特徴とするEUV露光用ポジ型レジスト組成物。
R1は、水素原子、メチル基、シアノ基、ハロゲン原子又はペルフルオロ基を表す。
R2は非酸分解性基を表す。
nは0〜4の整数を表す。
一般式(II)において、
R3〜R5は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又はアルキル基を表す。
X1は水素原子又は有機基を表す。
(2)
EUV露光により発生する酸が、一般式(BI)で表されるベンゼンスルホン酸であることを特徴とする上記(1)に記載のEUV露光用ポジ型レジスト組成物。
R1a、R3a、R5aは、各々独立に、水素原子又は電子吸引性基を表す。ただし、R1a、R3a、R5aのうち少なくとも1つは電子吸引性基である。
R2a、R4aは各々独立に水素原子又は電子供与性基を表す。
(3)
樹脂(A)がさらに下記一般式(III)で表される繰り返し単位を含有することを特徴とする上記(1)または(2)に記載のEUV露光用ポジ型レジスト組成物。
R1は、水素原子、メチル基、シアノ基、ハロゲン原子又はペルフルオロ基を表す。
R2は非酸分解性基を表す。
Xは有機基を表す。
nは1≦n≦5の整数、mは0≦m≦5の整数であり、1≦n+m≦5である。
(4)
ベンゼンスルホン酸を発生する化合物(B)が、一般式(BI)で表される酸のスルホニウム塩化合物又は一般式(BI)で表される酸のヨードニウム塩化合物であることを特徴とする上記(2)または(3)に記載のEUV露光用ポジ型レジスト組成物。
(5)
一般式(II)中のX1及び一般式(III)中のXの少なくともいずれかが脂環構造又は芳香環構造を含有することを特徴とする上記(3)または(4)に記載のEUV露光用ポジ型レジスト組成物。
(1)
(A) a resin containing a repeating unit represented by the general formula (I) and a repeating unit represented by the general formula (II), which increases the solubility in an alkali developer by the action of an acid, and (B) EUV A positive resist composition for EUV exposure, comprising a compound that generates benzenesulfonic acid having at least one electron-withdrawing group at the ortho-position or para-position upon exposure.
R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a cyano group, a halogen atom or a perfluoro group.
R 2 represents a non-acid-decomposable group.
n represents an integer of 0 to 4.
In general formula (II):
R 3 to R 5 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group or an alkyl group.
X 1 represents a hydrogen atom or an organic group.
(2)
The positive resist composition for EUV exposure according to (1) above, wherein the acid generated by EUV exposure is benzenesulfonic acid represented by the general formula (BI).
R 1a , R 3a and R 5a each independently represents a hydrogen atom or an electron-withdrawing group. However, at least one of R 1a , R 3a and R 5a is an electron withdrawing group.
R 2a and R 4a each independently represents a hydrogen atom or an electron donating group.
(3)
The positive resist composition for EUV exposure according to the above (1) or (2), wherein the resin (A) further contains a repeating unit represented by the following general formula (III).
R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a cyano group, a halogen atom or a perfluoro group.
R 2 represents a non-acid-decomposable group.
X represents an organic group.
n is an integer of 1 ≦ n ≦ 5, m is an integer of 0 ≦ m ≦ 5, and 1 ≦ n + m ≦ 5.
(4)
The compound (B) that generates benzenesulfonic acid is a sulfonium salt compound of an acid represented by the general formula (BI) or an iodonium salt compound of an acid represented by the general formula (BI) The positive resist composition for EUV exposure according to 2) or (3).
(5)
EUV described in (3) or (4) above, wherein at least one of X 1 in general formula (II) and X in general formula (III) contains an alicyclic structure or an aromatic ring structure A positive resist composition for exposure.
更に、好ましい態様として以下の構成を挙げることができる。 Furthermore, the following structure can be mentioned as a preferable aspect.
(6)
さらに界面活性剤を含有することを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載のEUV露光用ポジ型レジスト組成物。
(7)
さらにカルボン酸を発生する化合物を含有することを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記載のEUV露光用ポジ型レジスト組成物。
(8)
さらに溶剤(E)を含有することを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれかに記載のEUV露光用ポジ型レジスト組成物。
(9)上記(1)〜(8)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物により、レジスト膜を形成し、該レジスト膜をEUV光にて露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。
(6)
The positive resist composition for EUV exposure according to any one of the above (1) to (4), further comprising a surfactant.
(7)
The positive resist composition for EUV exposure according to any one of the above (1) to (6), further comprising a compound that generates a carboxylic acid.
(8)
The positive resist composition for EUV exposure according to any one of the above (1) to (7), further comprising a solvent (E).
(9) A process comprising: forming a resist film from the positive resist composition according to any one of (1) to (8) above; and exposing and developing the resist film with EUV light. Pattern forming method.
本発明により、EUV光照射下で充分良好な溶解コントラストを有し、露光時のアウトガスの問題がなく、現像欠陥が少ないレジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a resist composition that has a sufficiently good dissolution contrast under EUV light irradiation, has no problem of outgassing during exposure, and has few development defects, and a pattern forming method using the same.
以下、本発明について詳細に説明する。
尚、本明細書に於ける基(原子団)の表記に於いて、置換及び無置換を記していない表記は置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In addition, in the description of a group (atomic group) in this specification, the description which does not describe substituted and unsubstituted includes what has a substituent with what does not have a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
〔1〕一般式(I)で表される繰り返し単位及び一般式(II)で表される繰り返し単位を有する、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂(A)
本発明のポジ型レジスト組成物が含有する樹脂は、一般式(I)で表される繰り返し単位及び一般式(II)で表される繰り返し単位を有するとともに、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂(酸分解性樹脂)であり、酸の作用により分解し、水酸基、カルボキシ基などのアルカリ可溶性基を生じる基(酸分解性基)を含有する。
[1] Resin (A) having a repeating unit represented by the general formula (I) and a repeating unit represented by the general formula (II) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid
The resin contained in the positive resist composition of the present invention has a repeating unit represented by the general formula (I) and a repeating unit represented by the general formula (II), and has a solubility in an alkali developer by the action of an acid. Is a resin (acid-decomposable resin) that increases, and contains a group (acid-decomposable group) that decomposes by the action of an acid to generate an alkali-soluble group such as a hydroxyl group or a carboxy group.
本発明の酸分解性樹脂は一般式(I)で表される繰り返し単位を含有する。 The acid-decomposable resin of the present invention contains a repeating unit represented by the general formula (I).
一般式(I)において、R1は、水素原子、メチル基、シアノ基、ハロゲン原子又はペルフルオロ基(CmF2m+1基を表し、mは1〜4の整数)を表す。R2は非酸分解性基を表す。nは0〜4の整数を表す。 In the general formula (I), R 1 is a hydrogen atom, (represents the C m F 2m + 1 group, m is an integer of 1 to 4) methyl group, a cyano group, a halogen atom or a perfluoro group represents a. R 2 represents a non-acid-decomposable group. n represents an integer of 0 to 4.
R1として好ましくは水素原子、メチル基、又はCmF2m+1基(mは好ましくは1)であり、特に好ましくは水素原子又はメチル基である。 R 1 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or a C m F 2m + 1 group (m is preferably 1), and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.
R2としての非酸分解性基は、酸分解性基(酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を生じる基)でない基、即ち、露光により光酸発生剤などから発生する酸により分解して、水酸基、カルボキシ基などのアルカリ可溶性基を生じることがない基を意味する。
R2としての非酸分解性基の具体的な基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、―OC(=O)Ra、―OC(=O)ORa、−C(=O)ORa、−C(=O)N(Rb)Ra、―N(Rb)C(=O)Ra、―N(Rb)C(=O)ORa、−N(Rb)SO2Ra、−SRa、―SO2Ra、―SO3Ra、又は―SO2N(Rb)Raを挙げることができる。ここで、Ra及びRbは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。
The non-acid-decomposable group as R 2 is decomposed by a group that is not an acid-decomposable group (a group that decomposes by the action of an acid to generate an alkali-soluble group), that is, an acid generated from a photoacid generator by exposure. And a group that does not generate an alkali-soluble group such as a hydroxyl group or a carboxy group.
Specific examples of the non-acid-decomposable group as R 2 include, for example, a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an acyl group, —OC (═O) Ra, —OC (= O) ORa, -C (= O) ORa, -C (= O) N (Rb) Ra, -N (Rb) C (= O) Ra, -N (Rb) C (= O) ORa, -N (Rb) SO 2 Ra, may be mentioned -SRa, -SO 2 Ra, -SO 3 Ra, or -SO 2 N (Rb) Ra. Here, Ra and Rb each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.
R2としてのアルキル基は、例えば炭素数1〜8個のアルキル基であって、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、ヘキシル基、オクチル基を好ましく挙げることができる。
R2としてのシクロアルキル基は、例えば炭素数3〜15個のシクロアルキル基であって、具体的には、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基を好ましく挙げることができる。
R2としてのアルコキシ基は、例えば炭素数1〜8の上記アルコキシ基であり、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等を挙げることができる。
The alkyl group as R 2 is, for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, hexyl group, octyl group. Preference is given to groups.
The cycloalkyl group as R 2 is, for example, a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, and specific examples include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, and an adamantyl group.
The alkoxy group as R 2 is, for example, the above alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, and a cyclohexyloxy group. it can.
R2としてのアリール基は、例えば炭素数6〜15個のアリール基であって、具体的には、フェニル基、トリル基、ナフチル基、アントリル基等を好ましく挙げることができる。 The aryl group as R 2 is, for example, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and specific examples include a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group, an anthryl group and the like.
R2としてのアシル基は、例えば炭素数2〜8個のアシル基であって、具体的には、ホルミル基、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、ピバロイル基、ベンゾイル基等を好ましく挙げることができる。 The acyl group as R 2 is, for example, an acyl group having 2 to 8 carbon atoms, and specifically, a formyl group, an acetyl group, a propanoyl group, a butanoyl group, a pivaloyl group, a benzoyl group, and the like are preferably exemplified. it can.
これらの基が有してもよい置換基としては、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)等を挙げることができる。環状構造については、置換基として更にアルキル基(好ましくは炭素数1〜8)を挙げることができる。 The substituents that these groups may have include hydroxyl group, carboxyl group, halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group) Etc.). As for the cyclic structure, examples of the substituent further include an alkyl group (preferably having 1 to 8 carbon atoms).
Ra及びRbとしてのアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基は、R2として挙げたものと同様である。 The alkyl group, cycloalkyl group or aryl group as Ra and Rb is the same as those exemplified as R 2 .
式(I)において、OH基はベンゼン環上のどの位置にあってもよいが、好ましくはスチレン骨格のメタ位かパラ位であり、特に好ましくはパラ位である。 In the formula (I), the OH group may be at any position on the benzene ring, but is preferably the meta position or the para position of the styrene skeleton, and particularly preferably the para position.
以下に、式(I)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるがこれらに限定するものではない。 Specific examples of the repeating unit represented by the formula (I) are shown below, but are not limited thereto.
樹脂(A)は、さらに下記一般式(II)で示される繰り返し単位を含有する。 The resin (A) further contains a repeating unit represented by the following general formula (II).
R3〜R5は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又はアルキル基を表す。
X1は水素原子又は有機基を表す。
R 3 to R 5 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group or an alkyl group.
X 1 represents a hydrogen atom or an organic group.
R3〜R5としてのアルキル基は、好ましくは炭素数1〜5個のアルキル基であって、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基を挙げることができる。 The alkyl group as R 3 to R 5 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.
X1としての有機基は、好ましくは炭素数1〜40であり、酸分解性基であっても非酸分解性基であってもよい。 The organic group as X 1 preferably has 1 to 40 carbon atoms and may be an acid-decomposable group or a non-acid-decomposable group.
非酸分解性基としては、一般式(I)におけるR2としての非酸分解性基と同様のものを挙げることができる。
例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アルキルオキシ基(但し、−O−第3級アルキルは除く)、アシル基、シクロアルキルオキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルアミドメチルオキシ基、アルキルアミド基、アリールアミドメチル基、アリールアミド基等が挙げられる。
非酸分解性基としては、好ましくはアシル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルオキシ基、シクロアルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルアミドオキシ基、アルキルアミド基であり、より好ましくはアシル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルオキシ基、シクロアルキルオキシ基、アリールオキシ基である。
非酸分解性基において、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基の様な炭素数1〜4個のものが好ましく、シクロアルキル基としてはシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基の様な炭素数3〜10個のものが好ましく、アルケニル基としてはビニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基の様な炭素数2〜4個のものが好ましく、アルケニル基としてはビニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基の様な炭素数2〜4個のものが好ましく、アリール基としてはフェニル基、キシリル基、トルイル基、クメニル基、ナフチル基、アントラセニル基の様な炭素数6〜14個のものが好ましい。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基等の炭素数1〜4個のアルコキシ基が好ましい。
Examples of the non-acid-decomposable group include the same non-acid-decomposable groups as R 2 in the general formula (I).
For example, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, alkyloxy group (excluding -O-tertiary alkyl), acyl group, cycloalkyloxy group, alkenyloxy group, aryloxy group, alkylcarbonyl Examples thereof include an oxy group, an alkylamidomethyloxy group, an alkylamide group, an arylamidomethyl group, and an arylamide group.
The non-acid-decomposable group is preferably an acyl group, an alkylcarbonyloxy group, an alkyloxy group, a cycloalkyloxy group, an aryloxy group, an alkylamidooxy group, or an alkylamido group, more preferably an acyl group or an alkylcarbonyl group. An oxy group, an alkyloxy group, a cycloalkyloxy group, and an aryloxy group;
In the non-acid-decomposable group, the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, or a t-butyl group. As the alkyl group, those having 3 to 10 carbon atoms such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group and adamantyl group are preferable, and as the alkenyl group, carbon number such as vinyl group, propenyl group, allyl group and butenyl group. Those having 2 to 4 carbon atoms are preferable, those having 2 to 4 carbon atoms such as vinyl group, propenyl group, allyl group and butenyl group are preferable as alkenyl groups, and phenyl group, xylyl group and toluyl group are preferable as aryl groups. And those having 6 to 14 carbon atoms such as cumenyl group, naphthyl group and anthracenyl group are preferable. The alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a hydroxyethoxy group, a propoxy group, a hydroxypropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, or a sec-butoxy group.
X1の酸分解性の有機基としては、例えば、−C(R11a)(R12a)(R13a)、−C(R14a)(R15a)(OR16a)、−CO−OC(R11a)(R12a)(R13a)を挙げることができる。
R11a〜R13aは、それぞれ独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基又はアリール基を表す。R14aおよびR15aは、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基を表す。R16aは、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基又はアリール基を表す。尚、R11a、R12a、R13aのうちの2つ、又はR14a、R15a、R16aのうちの2つが結合して環を形成してもよい。
なお、X1には、酸分解性基を有する基を変性により導入することもできる。このようにして、酸分解性基を導入したX1は、例えば、以下のようになる。
−〔C(R17a)(R18a)〕p−CO−OC(R11a)(R12a)(R13a)
R17aおよびR18aは、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基を表す。pは1〜4の整数である。
Examples of the acid-decomposable organic group for X 1 include —C (R 11a ) (R 12a ) (R 13a ), —C (R 14a ) (R 15a ) (OR 16a ), —CO—OC (R 11a ) ( R12a ) ( R13a ).
R 11a to R 13a each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group or an aryl group. R 14a and R 15a each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group. R 16a represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group or an aryl group. Two of R 11a , R 12a and R 13a , or two of R 14a , R 15a and R 16a may be bonded to form a ring.
Note that a group having an acid-decomposable group can be introduced into X 1 by modification. In this way, X 1 introduced with the acid decomposable group is, for example, as follows.
-[C ( R17a ) ( R18a )] p- CO-OC ( R11a ) ( R12a ) ( R13a )
R 17a and R 18a each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group. p is an integer of 1 to 4.
X1としての有機基は、脂環及び芳香環などから選ばれる少なくとも1つの環状構造を有することが好ましく、下記一般式(pI)〜(pV)で表される脂環構造を含む構造のような酸分解性基であることが好ましい。なお、脂環構造は有橋脂環構造であってもよい。 The organic group as X 1 preferably has at least one cyclic structure selected from an alicyclic ring and an aromatic ring, and has a structure including an alicyclic structure represented by the following general formulas (pI) to (pV). It is preferably an acid-decomposable group. The alicyclic structure may be a bridged alicyclic structure.
式中、R11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともに脂環式炭化水素基を形成するのに必要な原子団を表す。
R12〜R16は、各々独立に、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表し、但し、R12〜R14のうち少なくとも1つ、もしくはR15、R16のいずれかは脂環式炭化水素基を表す。
R17〜R21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表し、但し、R17〜R21のうち少なくとも1つは脂環式炭化水素基を表す。また、R19、R21のいずれかは炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。
R22〜R25は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表し、但し、R22〜R25のうち少なくとも1つは脂環式炭化水素基を表す。また、R23とR24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
In the formula, R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group, and Z forms an alicyclic hydrocarbon group together with a carbon atom. Represents the atomic group necessary to do.
R 12 to R 16 each independently represents a linear or branched alkyl group or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, provided that at least one of R 12 to R 14 , or Either R 15 or R 16 represents an alicyclic hydrocarbon group.
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group, provided that at least one of R 17 to R 21 Represents an alicyclic hydrocarbon group. Further, either R 19 or R 21 represents a linear or branched alkyl group or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group, provided that at least one of R 22 to R 25 Represents an alicyclic hydrocarbon group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.
一般式(pI)〜(pVI)において、R12〜R25におけるアルキル基は、1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。このアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。
また、上記アルキル基の更なる置換基としては、炭素数1〜4個のアルコキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アシル基、アシロキシ基、シアノ基、水酸基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基等を挙げることができる。
In the general formulas (pI) to (pVI), the alkyl group in R 12 to R 25 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a t-butyl group.
Further, the further substituent of the alkyl group includes an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom), an acyl group, an acyloxy group, a cyano group, a hydroxyl group, A carboxy group, an alkoxycarbonyl group, a nitro group, etc. can be mentioned.
R11〜R25における脂環式炭化水素基あるいはZと炭素原子が形成する脂環式炭化水素基としては、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい。
以下に、脂環式炭化水素基のうち、脂環式部分の構造例を示す。
The alicyclic hydrocarbon group in R 11 to R 25 or the alicyclic hydrocarbon group formed by Z and a carbon atom may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 6-30, and particularly preferably 7-25. These alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent.
Below, the structural example of an alicyclic part is shown among alicyclic hydrocarbon groups.
本発明においては、上記脂環式部分の好ましいものとしては、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、アダマンチル基、デカリン残基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基である。 In the present invention, preferred examples of the alicyclic moiety include adamantyl group, noradamantyl group, decalin residue, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol group, cyclohexyl group, cycloheptyl. Group, cyclooctyl group, cyclodecanyl group and cyclododecanyl group. More preferred are an adamantyl group, a decalin residue, a norbornyl group, a cedrol group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclodecanyl group, and a cyclododecanyl group.
脂環式炭化水素基が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基が挙げられる。
アルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基よりなる群から選択された置換基を表す。上記アルコキシ基としてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。
また、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基は、更に置換基を有していてもよく、このような置換基としては、例えば、炭素数1〜4のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等)、ヒドロキシ基、オキソ基、アルキルカルボニル基(好ましくは炭素数2〜5)、アルキルカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数2〜5)、アルキルオキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜5)、ハロゲン原子(塩素原子、臭素原子、フッ素原子等)等を挙げることができる。
Examples of the substituent that the alicyclic hydrocarbon group may have include an alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, and an alkoxycarbonyl group.
The alkyl group is preferably a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, or a butyl group, and more preferably a substituent selected from the group consisting of a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. To express. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group.
The alkyl group, alkoxy group, and alkoxycarbonyl group may further have a substituent. Examples of such a substituent include an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms (methoxy group, ethoxy group, butoxy group). Group), hydroxy group, oxo group, alkylcarbonyl group (preferably 2 to 5 carbon atoms), alkylcarbonyloxy group (preferably 2 to 5 carbon atoms), alkyloxycarbonyl group (preferably 2 to 5 carbon atoms) And halogen atoms (chlorine atom, bromine atom, fluorine atom, etc.).
以下に一般式(II)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。 Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (II) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
樹脂(A)はさらに下記一般式(III)で表される繰り返し単位を含有することが好ましい。 The resin (A) preferably further contains a repeating unit represented by the following general formula (III).
一般式(III)において、
R1及びR2は、一般式(I)におけるR1及びR2と同義である。
Xは有機基を表す。
nは0≦n≦5の整数、mは0≦m≦5の整数であり、1≦n+m≦5である。
mが2〜4のとき、複数のXは、同じでも異なっていても良く、nが2〜4のとき、複数のR2は、同じでも異なっていても良い。
In general formula (III),
R 1 and R 2 have the same meanings as R 1 and R 2 in the general formula (I).
X represents an organic group.
n is an integer of 0 ≦ n ≦ 5, m is an integer of 0 ≦ m ≦ 5, and 1 ≦ n + m ≦ 5.
When m is 2 to 4, the plurality of X may be the same or different, and when n is 2 to 4, the plurality of R 2 may be the same or different.
Xとしての有機基は、好ましくは炭素数1〜40であり、酸分解性基であっても非酸分解性基であってもよい。 The organic group as X preferably has 1 to 40 carbon atoms and may be an acid-decomposable group or a non-acid-decomposable group.
Xの酸分解性基及び非酸分解性基としては、一般式(II)におけるX1としての酸分解性基及び非酸分解性基と同様の基を挙げることができる。 Examples of the acid-decomposable group and non-acid-decomposable group for X include the same groups as the acid-decomposable group and non-acid-decomposable group as X 1 in formula (II).
一般式(III)で示される繰り返し単位として、式(IIIa)で示される繰り返し単位が好ましい。 As the repeating unit represented by the general formula (III), a repeating unit represented by the formula (IIIa) is preferable.
式(IIIa)におけるR1、R2、X及びnは、式(III)におけるそれらと同義である。 R 1 , R 2 , X and n in the formula (IIIa) have the same meanings as those in the formula (III).
以下一般式(III)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。 Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (III) are listed below, but the present invention is not limited thereto.
また、樹脂(A)は、アルカリ現像液に対する良好な現像性を維持するために、アルカリ可溶性基、例えばフェノール性水酸基、カルボキシル基が導入され得るように適切な他の重合性モノマーが共重合されていてもよいし、膜質向上のためにアルキルアクリレートやアルキルメタクリレートのような疎水性の他の重合性モノマーが共重合されてもよい。 The resin (A) is copolymerized with other polymerizable monomers suitable so that an alkali-soluble group such as a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group can be introduced in order to maintain good developability for an alkali developer. In order to improve the film quality, other hydrophobic polymerizable monomers such as alkyl acrylate and alkyl methacrylate may be copolymerized.
樹脂(A)は、一般式(II)及び(III)で表される繰り返し単位中に酸分解性基を有しうるが、他の繰り返し単位中に酸分解性基を有していてもよい。 The resin (A) may have an acid-decomposable group in the repeating units represented by the general formulas (II) and (III), but may have an acid-decomposable group in other repeating units. .
なお、他の繰り返し単位が有しうる酸分解性基としては、一般式(II)及び(III)で表される繰り返し単位が有しうる酸分解性基に加えて、例えば、−C(=O)−X0-R0で表されるものを挙げることができる。R0としては、t−ブチル基、t−アミル基等の3級アルキル基、イソボロニル基、1−エトキシエチル基、1−ブトキシエチル基、1−イソブトキシエチル基、1−シクロヘキシロキシエチル基等の1−アルコキシエチル基、1−メトキシメチル基、1−エトキシメチル基等のアルコキシメチル基、3−オキソアルキル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、トリアルキルシリルエステル基、3−オキソシクロヘキシルエステル基、2−メチル−2−アダマンチル基、メバロニックラクトン残基等を挙げることができる。X0は、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO2−又は−NHSO2NH−を表す。 In addition, examples of the acid-decomposable group that other repeating units may have include, in addition to the acid-decomposable groups that the repeating units represented by the general formulas (II) and (III) may have, for example, —C (= O) -X 0 -R 0 can be exemplified. As R 0 , tertiary alkyl groups such as t-butyl group and t-amyl group, isobornyl group, 1-ethoxyethyl group, 1-butoxyethyl group, 1-isobutoxyethyl group, 1-cyclohexyloxyethyl group and the like 1-alkoxyethyl group, 1-methoxymethyl group, alkoxymethyl group such as 1-ethoxymethyl group, 3-oxoalkyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, trialkylsilyl ester group, 3-oxocyclohexyl ester Group, 2-methyl-2-adamantyl group, mevalonic lactone residue and the like. X 0 represents an oxygen atom, a sulfur atom, -NH -, - NHSO 2 - or an -NHSO 2 NH-.
樹脂(A)における一般式(I)で表される繰り返し単位及び一般式(II)で表される繰り返し単位の含有率のモル比は、好ましくは1/50:50/1 、より好ましくは1/30:30/1、特に好ましくは1/20:20/1である。 The molar ratio of the content of the repeating unit represented by the general formula (I) and the repeating unit represented by the general formula (II) in the resin (A) is preferably 1/50: 50/1, more preferably 1. / 30: 30/1, particularly preferably 1/20: 20/1.
一般式(I)で表される繰り返し単位及び一般式(II)で表される繰り返し単位の総量は、樹脂(A)を構成する全繰り返し単位中、一般的には2〜100モル%、好ましくは5〜97モル%、特に好ましくは7〜93モル%である。 The total amount of the repeating unit represented by the general formula (I) and the repeating unit represented by the general formula (II) is generally 2 to 100 mol% in all repeating units constituting the resin (A), preferably Is 5 to 97 mol%, particularly preferably 7 to 93 mol%.
一般式(III)で表される繰り返し単位の含有率は、樹脂(A)を構成する全繰り返し単位中、好ましくは1〜70モル%、より好ましくは3〜60モル%、特に好ましくは5〜50モル%である。 The content of the repeating unit represented by the general formula (III) is preferably 1 to 70 mol%, more preferably 3 to 60 mol%, and particularly preferably 5 to 5 mol in all repeating units constituting the resin (A). 50 mol%.
酸分解性基を有する繰り返し単位の含有率は、樹脂を構成する全繰り返し単位中、一般的には2〜97モル%、好ましくは4〜90モル%、特に好ましくは6〜85モル%である。 The content of the repeating unit having an acid-decomposable group is generally 2 to 97 mol%, preferably 4 to 90 mol%, particularly preferably 6 to 85 mol%, in all repeating units constituting the resin. .
樹脂(A)の合成は、欧州特許254853号、特開平2−258500号、3−223860号、4−251259号に記載されているような、アルカリ可溶性樹脂に酸で分解しうる基の前駆体を反応させる方法、もしくは、酸で分解しうる基を有するモノマーを種々のモノマーと共重合する方法など公知の合成法により合成することができる。 The synthesis of the resin (A) is a precursor of a group that can be decomposed with an acid into an alkali-soluble resin, as described in European Patent No. 254853, JP-A-2-258500, 3-223860, and 4-251259. It can be synthesized by a known synthesis method such as a method of reacting the above, or a method of copolymerizing a monomer having a group decomposable with an acid with various monomers.
樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、未露光部の膜厚保持の点から1,000以上が好ましく、アルカリに対する溶解速度を高める上で200,000以下が好ましい。さらに好ましくは1,500〜100,000の範囲であり、特に好ましくは2,000〜50,000の範囲である。また、分子量分布(Mw/Mn)は、1.0〜4.0であることが好ましく、より好ましくは1.0〜3.0、特に好ましくは、1.0〜2.5である。
ここで、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値をもって定義される。
また、樹脂(A)は、2種類以上組み合わせて使用してもよい。
The weight average molecular weight (Mw) of the resin (A) is preferably 1,000 or more from the viewpoint of maintaining the film thickness of the unexposed area, and preferably 200,000 or less for increasing the dissolution rate with respect to alkali. More preferably, it is the range of 1,500-100,000, Most preferably, it is the range of 2,000-50,000. Moreover, it is preferable that molecular weight distribution (Mw / Mn) is 1.0-4.0, More preferably, it is 1.0-3.0, Most preferably, it is 1.0-2.5.
Here, the weight average molecular weight is defined by a polystyrene conversion value of gel permeation chromatography.
Moreover, you may use resin (A) in combination of 2 or more types.
樹脂(A)の添加量は、合計でポジ型レジストの固形分に対し、一般的には10〜96質量%であり、好ましくは15〜96質量%であり、特に好ましくは20〜95質量%である。 The amount of the resin (A) added is generally 10 to 96% by mass, preferably 15 to 96% by mass, particularly preferably 20 to 95% by mass, based on the total solid content of the positive resist. It is.
〔2〕EUV光の照射により酸を発生する化合物(B)
本発明のレジスト組成物は、EUV露光によりオルト位又はパラ位に少なくとも1つの電子吸引性基を持つベンゼンスルホン酸を発生する化合物(B)を含有する。発生するベンゼンスルホン酸としては、下記一般式(BI)で表されるベンゼンスルホン酸であるこ
とが好ましい。
The resist composition of the present invention contains a compound (B) that generates benzenesulfonic acid having at least one electron-withdrawing group at the ortho or para position by EUV exposure. The generated benzenesulfonic acid is preferably a benzenesulfonic acid represented by the following general formula (BI).
一般式(BI)中、R1a、R3a、R5aとしては、水素原子又は電子吸引性基であり、電子吸引性基としては具体的には、例えば、シアノ基、カルボキシル基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、スルファモイル基、アルキル及びアリールスルフィニル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、が例として挙げられる。 In general formula (BI), R 1a , R 3a , and R 5a are each a hydrogen atom or an electron-withdrawing group. Specific examples of the electron-withdrawing group include a cyano group, a carboxyl group, an acyloxy group, Carbamoyloxy group, alkoxycarbonyloxy group, aryloxycarbonyloxy group, acylamino group, alkoxycarbonylamino group, aryloxycarbonylamino group, sulfamoylamino group, alkyl and arylsulfonylamino group, sulfamoyl group, alkyl and arylsulfinyl group And alkyl and arylsulfonyl groups, acyl groups, aryloxycarbonyl groups, alkoxycarbonyl groups, and carbamoyl groups.
R1a、R3a、R5aとして更に好ましくは、水素原子、シアノ基、カルボキシル基、アシルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、スルファモイル基、アルキル及びアリールスルフィニル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、であり、更に好ましくは水素原子、シアノ基、スルファモイル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基である。ただし、R1a、R3a、R5aのうち少なくとも1つは電子吸引性基である。R2aとR4aは各々独立に水素原子又は電子供与性基を表す。 R 1a , R 3a and R 5a are more preferably a hydrogen atom, a cyano group, a carboxyl group, an acylamino group, an alkyl and arylsulfonylamino group, a sulfamoyl group, an alkyl and arylsulfinyl group, an alkyl and arylsulfonyl group, an acyl group, An aryloxycarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, and a carbamoyl group, and more preferably a hydrogen atom, a cyano group, a sulfamoyl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, and a carbamoyl group. However, at least one of R 1a , R 3a and R 5a is an electron withdrawing group. R 2a and R 4a each independently represents a hydrogen atom or an electron donating group.
R2aとR4aは各々独立に水素原子又は電子供与性基を表し、R2a、R4aとしては例えば、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノカルボニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ウレイド基が例として挙げられる。R2a、R4aとしてより好ましくは、水素原子、アルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アミノカルボニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基であり、特に好ましくは水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基である。 R 2a and R 4a each independently represents a hydrogen atom or an electron-donating group. Examples of R 2a and R 4a include a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, Examples include aminocarbonylamino group, mercapto group, alkylthio group, arylthio group, and ureido group. R 2a and R 4a are more preferably a hydrogen atom, an alkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an aminocarbonylamino group, a mercapto group, and an alkylthio group, and particularly preferably a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, and an alkylthio group. is there.
ベンゼンスルホン酸(BI)のpKaは−0.60より小さいことが好ましく、更に好ましくはpKaが−1.00よりも小さく、特に好ましくは−1.40よりも小さい。 The pKa of benzenesulfonic acid (BI) is preferably smaller than −0.60, more preferably pKa is smaller than −1.00, particularly preferably smaller than −1.40.
EUV露光により発生する、オルト位又はパラ位に少なくとも1つの電子吸引性基を持つベンゼンスルホン酸の具体例を下に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。 Specific examples of benzenesulfonic acid having at least one electron-withdrawing group at the ortho-position or para-position generated by EUV exposure are shown below, but the present invention is not limited thereto.
化合物(B)としては、EUV露光により発生する、オルト位又はパラ位に少なくとも1つの電子吸引性基を持つベンゼンスルホン酸のスルホニウム塩化合物またはヨードニウム塩化合物が好ましく、更に好ましくは下記一般式(A1)〜(A2)で表される化合物である。 The compound (B) is preferably a sulfonium salt compound or iodonium salt compound of benzenesulfonic acid having at least one electron-withdrawing group at the ortho-position or para-position generated by EUV exposure, and more preferably the following general formula (A1) ) To (A2).
一般式(A1)において、
R201、R202及びR203は、各々独立に、有機基を表す。
X-は、EUV露光により発生する、オルト位又はパラ位に少なくとも1つの電子吸引性基を持つベンゼンスルホン酸の−SO3H部位の水素原子がとれたスルホン酸アニオンを表す。
In general formula (A1),
R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
X − represents a sulfonate anion generated by EUV exposure and having a hydrogen atom at the —SO 3 H site of benzenesulfonic acid having at least one electron-withdrawing group at the ortho or para position.
R201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。
また、R201〜R203の内の2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
R201、R202及びR203としての有機基の具体例としては、後述する化合物(A1a)、(A1b)、及び(A1c)における対応する基を挙げることができる。
尚、一般式(A1)で表される構造を複数有する化合物であってもよい。例えば、一般式(A1)で表される化合物のR201〜R203の少なくともひとつが、一般式(A1)で表されるもうひとつの化合物のR201〜R203の少なくともひとつと結合した構造を有する化合物であってもよい。
The carbon number of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1-30, preferably 1-20.
It is also possible to form the two members ring structure of the R 201 to R 203, an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).
Specific examples of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 include corresponding groups in the compounds (A1a), (A1b) and (A1c) described later.
In addition, the compound which has two or more structures represented by general formula (A1) may be sufficient. For example, the general formula at least one of R 201 to R 203 of a compound represented by (A1) is at least one bond with structure of R 201 to R 203 of another compound represented by formula (A1) It may be a compound.
更に好ましい(A1)成分として、以下に説明する化合物(A1a)、(A1b)、及び(A1c)を挙げることができる。 More preferred components (A1) include compounds (A1a), (A1b), and (A1c) described below.
化合物(A1a)は、上記一般式(A1)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニム化合物、即ち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。
アリールスルホニウム化合物は、R201〜R203の全てがアリール基でもよいし、R201〜R203の内の一部がアリール基で、残りがアルキル基、シクロアルキル基でもよい。
アリールスルホニウム化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、ジアリールシクロアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物、アリールジシクロアルキルスルホニウム化合物、アリールアルキルシクロアルキルスルホニウム化合物等を挙げることができる。
Compound (A1a) is at least one of the aryl groups R 201 to R 203 in formula (A1), arylsulfonium compound, i.e., a compound having arylsulfonium as a cation.
In the arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group, or a part of R 201 to R 203 may be an aryl group, and the rest may be an alkyl group or a cycloalkyl group.
Examples of the arylsulfonium compound include a triarylsulfonium compound, a diarylalkylsulfonium compound, a diarylcycloalkylsulfonium compound, an aryldialkylsulfonium compound, an aryldicycloalkylsulfonium compound, and an arylalkylcycloalkylsulfonium compound.
アリールスルホニウム化合物のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。アリールスルホニム化合物が2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているアルキル基は、炭素数1〜15の直鎖又は分岐状アルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているシクロアルキル基は、炭素数3〜15のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。
R201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜14)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基を置換基として有してもよい。好ましい置換基としては炭素数1〜12の直鎖又は分岐状アルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数1〜12の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基であり、最も好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基である。置換基は、3つのR201〜R203の内のいずれか1つに置換していてもよいし、3つ全てに置換していてもよい。また、R201〜R203がアリール基の場合に、置換基はアリール基のp−位に置換していることが好ましい。
The aryl group of the arylsulfonium compound is preferably a phenyl group or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.
The alkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, sec- Examples thereof include a butyl group and a t-butyl group.
The cycloalkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclohexyl group.
Aryl group, alkyl group of R 201 to R 203, cycloalkyl group, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, 6 to 14 carbon atoms) , An alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, or a phenylthio group may be substituted. Preferred substituents are linear or branched alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, cycloalkyl groups having 3 to 12 carbon atoms, and linear, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, most preferably They are a C1-C4 alkyl group and a C1-C4 alkoxy group. The substituent may be substituted on any one of three R 201 to R 203, or may be substituted on all three. When R 201 to R 203 are an aryl group, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.
次に、化合物(A1b)について説明する。
化合物(A1b)は、一般式(A1)におけるR201〜R203が、各々独立に、芳香環を有さない有機基を表す化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を有する芳香族環も包含するものである。
R201〜R203としての芳香環を有さない有機基は、一般的に炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20である。
R201〜R203は、各々独立に、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリル基、ビニル基であり、更に好ましくは直鎖又は分岐の2−オキソアルキル基、2−オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、特に好ましくは直鎖又は分岐の2−オキソアルキル基である。
R201〜R203としてのアルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜20の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。R201〜R203としてのアルキル基は、直鎖又は分岐の2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基がより好ましい。
R201〜R203としてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。R201〜R203としてのシクロアルキル基は、2−オキソシクロアルキル基がより好ましい。
R201〜R203としての直鎖又は分岐の2−オキソアルキル基は、鎖中に二重結合を有していてもよく、好ましくは、上記のアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
R201〜R203としての2−オキソシクロアルキル基は、鎖中に二重結合を有していてもよく、好ましくは、上記のシクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
R201〜R203としてのアルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基)を挙げることができる。
R201〜R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1〜5)、アルコキシカルボニル基(例えば炭素数炭素数1〜5)、水酸基、シアノ基、ニトロ基によって更に置換されていてもよい。
Next, the compound (A1b) will be described.
The compound (A1b) is a compound in which R 201 to R 203 in the general formula (A1) each independently represents an organic group having no aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring having a hetero atom.
The aromatic ring-free organic group as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.
R 201 to R 203 are each independently preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group or a vinyl group, more preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group, 2-oxocycloalkyl group, An alkoxycarbonylmethyl group, particularly preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group.
The alkyl group as R 201 to R 203 may be linear, may be either branched, preferably a straight-chain or branched alkyl group (e.g., methyl group having 1 to 20 carbon atoms, an ethyl group, a propyl Group, butyl group, pentyl group). The alkyl group as R 201 to R 203 is a straight-chain or branched 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylmethyl group are preferred.
The cycloalkyl group as R 201 to R 203 is preferably, and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (e.g., cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl). The cycloalkyl group as R 201 to R 203 is a 2-oxocycloalkyl group is more preferable.
The linear or branched 2-oxoalkyl group as R 201 to R 203 may have a double bond in the chain, and preferably has> C═O at the 2-position of the alkyl group. The group can be mentioned.
The 2-oxocycloalkyl group as R 201 to R 203 may have a double bond in the chain, and preferably includes a group having> C═O at the 2-position of the cycloalkyl group. be able to.
The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group as R 201 to R 203, preferably may be mentioned alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms (a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentoxy group).
R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (eg, having 1 to 5 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (eg, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group. .
化合物(A1c)とは、以下の一般式(A1c)で表される化合物であり、アリールアシルスルフォニウム塩構造を有する化合物である。 The compound (A1c) is a compound represented by the following general formula (A1c), and is a compound having an arylacylsulfonium salt structure.
一般式(A1c)に於いて、
R213は、置換基を有していてもよいアリール基を表し、好ましくはフェニル基、ナフチル基である。
R213上の好ましい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、ニトロ基、水酸基、アルコキシカルボニル基、カルボキシ基が挙げられる。
R214及びR215は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Y201及びY202は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はビニル基を表す。
X-は、EUV露光により発生する、オルト位又はパラ位に少なくとも1つの電子吸引性基を持つベンゼンスルホン酸の−SO3H部位の水素原子がとれたスルホン酸アニオンを表す。
R213とR214は、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、R214とR215は、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、Y201とY202は、それぞれ結合して環構造を形成しても良い。これらの環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。R213及びR214、R214及びR215、Y201及びY202が結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げることができる。
In general formula (A1c):
R213 represents an aryl group which may have a substituent, and is preferably a phenyl group or a naphthyl group.
Preferred substituents on the R 213, an alkyl group, an alkoxy group, an acyl group, a nitro group, a hydroxyl group, an alkoxycarbonyl group and a carboxy group.
R 214 and R 215 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group.
Y 201 and Y 202 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a vinyl group.
X − represents a sulfonate anion generated by EUV exposure and having a hydrogen atom at the —SO 3 H site of benzenesulfonic acid having at least one electron-withdrawing group at the ortho or para position.
R 213 and R 214 may be bonded to form a ring structure, R 214 and R 215 may be bonded to form a ring structure, and Y 201 and Y 202 are bonded to each other. To form a ring structure. These ring structures may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, or an amide bond. Examples of the group R 213 and R 214, R 214 and R 215, Y 201 and Y 202 are formed by combined include a butylene group and a pentylene group.
R214、R215、Y201及びY202としてのアルキル基は、炭素数1〜20の直鎖若しくは分岐状アルキル基が好ましい。Y201及びY202としてのアルキル基は、アルキル基の2位に>C=Oを有する2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルアルキル基(好ましくは炭素数2〜20のアルコキシ基)、カルボキシアルキル基がより好ましい。
R214、R215、Y201及びY202としてのシクロアルキル基は、炭素数3〜20のシクロアルキル基が好ましい。
Y201及びY202は、好ましくは、炭素数4個以上のアルキル基であり、より好ましくは、4〜6、更に好ましくは、4〜12のアルキル基である。
また、R214又はR215の少なくとも1つは、アルキル基であることが好ましく、更に好ましくは、R214及びR215の両方がアルキル基である。
The alkyl group as R 214 , R 215 , Y 201 and Y 202 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. The alkyl group as Y 201 and Y 202 is a 2-oxoalkyl group having> C═O at the 2-position of the alkyl group, an alkoxycarbonylalkyl group (preferably an alkoxy group having 2 to 20 carbon atoms), or a carboxyalkyl group. More preferred.
The cycloalkyl group as R 214 , R 215 , Y 201 and Y 202 is preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
Y 201 and Y 202 are preferably an alkyl group having 4 or more carbon atoms, more preferably an alkyl group having 4 to 6, and further preferably 4 to 12.
In addition, at least one of R 214 or R 215 is preferably an alkyl group, and more preferably both R 214 and R 215 are alkyl groups.
一般式(A2)中、
R204及びR205は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
X-は、EUV露光により発生する、オルト位又はパラ位に少なくとも1つの電子吸引性基を持つベンゼンスルホン酸の−SO3H部位の水素原子がとれたスルホン酸アニオンを表す。
In general formula (A2),
R204 and R205 each independently represents an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.
X − represents a sulfonate anion generated by EUV exposure and having a hydrogen atom at the —SO 3 H site of benzenesulfonic acid having at least one electron-withdrawing group at the ortho or para position.
R204及びR205のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。
R204及びR205としてのアルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。
R204及びR205としてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。
R204及びR205は、置換基を有していてもよい。R204及びR205が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜15)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基等を挙げることができる。
The aryl group of R 204 and R 205, a phenyl group, a naphthyl group, more preferably a phenyl group.
The alkyl group as R204 and R205 may be either linear or branched, and is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group). Group, butyl group, pentyl group).
The cycloalkyl group as R 204 and R 205 can preferably be mentioned a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (e.g., cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl).
R204 and R205 may have a substituent. Examples of the substituent that R 204 and R 205 may have include, for example, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, 6 to 6 carbon atoms). 15), alkoxy groups (for example, having 1 to 15 carbon atoms), halogen atoms, hydroxyl groups, phenylthio groups and the like.
活性光線又は放射線の照射により一般式(I)で表される有機酸を発生する化合物としては、好ましくは、一般式(A1)で表される化合物であり、更に好ましくは一般式(A1a)〜(A1c)で表される化合物である。 The compound that generates the organic acid represented by the general formula (I) upon irradiation with actinic rays or radiation is preferably a compound represented by the general formula (A1), more preferably the general formula (A1a) to It is a compound represented by (A1c).
EUV露光によりオルト位又はパラ位に少なくとも1つの電子吸引性基を持つベンゼンスルホン酸を発生する化合物(B)の具体例を下表に示す。化合物(B)は感光性のカチオン部とベンゼンスルホン酸の解離したアニオン部からなる化合物であり、表中のアニオンは示したスルホン酸が解離したアニオンを分子内に持つことを表す。 Specific examples of the compound (B) that generates benzenesulfonic acid having at least one electron-withdrawing group at the ortho-position or para-position by EUV exposure are shown in the following table. The compound (B) is a compound composed of a photosensitive cation moiety and a dissociated anion moiety of benzenesulfonic acid, and the anion in the table represents that the sulfonic acid shown is dissociated in the molecule.
表中のカチオンの構造は下記のものを示す。 The structure of the cation in the table is shown below.
(酸発生剤の合成)
化合物(B)は、市販されているものを使用してもよいし、一般的な方法で合成することもできる。たとえば、Synthesis10;1986;852-854の方法に従い、それぞれ対応するブロモベンゼン体より各スルホニルクロリド体を得、それにテトラメチルアンモニウムヒドロキシドを反応させスルホン酸とし、目的のカチオンと塩交換させることにより目的の酸発生剤を合成することが出来る。
(Synthesis of acid generator)
Compound (B) may be commercially available, or can be synthesized by a general method. For example, according to the method of Synthesis 10; 1986; 852-854, each sulfonyl chloride body is obtained from the corresponding bromobenzene body, reacted with tetramethylammonium hydroxide to form sulfonic acid, and salt exchange with the target cation is performed. The acid generator can be synthesized.
化合物(B)の、本発明のポジ型レジスト組成物中の含有量は、組成物の全固形分を基準として、0.001〜40質量%が好ましく、より好ましくは0.01〜20質量%、特に好ましくは0.1〜10質量%である。また、化合物(B)は1種類を用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。 The content of the compound (B) in the positive resist composition of the present invention is preferably 0.001 to 40% by mass, more preferably 0.01 to 20% by mass, based on the total solid content of the composition. Especially preferably, it is 0.1-10 mass%. Moreover, 1 type may be used for a compound (B), and 2 or more types may be mixed and used for it.
また、化合物(B)以外に、他の酸発生剤を併用してもよい。
本発明に於いて、他の酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている活性光線または放射線の作用により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物の中から適宜に選択して併用することができる。
In addition to the compound (B), another acid generator may be used in combination.
In the present invention, the other acid generator is used as a photo-initiator for photo-cationic polymerization, a photo-initiator for photo-radical polymerization, a photo-decoloring agent for dyes, a photo-discoloring agent, or a micro resist. These can be used in combination by appropriately selecting from known compounds that generate an acid by the action of active light or radiation, and mixtures thereof.
たとえば、ジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、セレノニウム塩、アルソニウム塩等のオニウム塩、有機ハロゲン化合物、有機金属/有機ハロゲン化物、o−ニトロベンジル型保護基を有する酸発生剤、イミノスルフォネ−ト等に代表される光分解してスルホン酸を発生する化合物、ジスルホン化合物を挙げることができる。 For example, diazonium salts, ammonium salts, phosphonium salts, iodonium salts, sulfonium salts, selenonium salts, onium salts such as arsonium salts, organic halogen compounds, organic metal / organic halides, acid generators having o-nitrobenzyl type protecting groups And compounds capable of generating sulfonic acid by photolysis represented by imino sulfonate and the like, and disulfone compounds.
また、これらのEUV光の作用により酸を発生する基、あるいは化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合物、たとえば、米国特許第3,849,137号、独国特許第3914407号、特開昭63-26653号、特開昭55-164824号、特開昭62-69263号、特開昭63-146038号、特開昭63-163452号、特開昭62-153853号、特開昭63- 146029号等に記載の化合物を用いることができる。 Further, a group in which an acid is generated by the action of EUV light, or a compound in which a compound is introduced into the main chain or side chain of the polymer, for example, US Pat. No. 3,849,137, German Patent No. 3914407, JP 26653, JP 55-164824, JP 62-69263, JP 63-146038, JP 63-163452, JP 62-153853, JP 63-146029 Etc. can be used.
さらに米国特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光により酸を発生する化合物も使用することができる。 Furthermore, compounds capable of generating an acid by light described in US Pat. No. 3,779,778, European Patent 126,712 and the like can also be used.
併用してよい酸発生剤の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。 Although the preferable specific example of the acid generator which may be used together is shown below, it is not limited to these.
化合物(B)とともに併用する酸発生剤としては、上記の中でトリアリールスルホニウム塩又はジアリールヨードニウム塩が好ましい。
化合物(B)及び併用する他の酸発生剤の総量の質量比は、通常1/1〜100/1、好ましくは1/1〜10/1である。酸発生剤を併用することにより、露光後のアウトガスおよび現像欠陥がさらに低減される。
As the acid generator used in combination with the compound (B), triarylsulfonium salts or diaryliodonium salts are preferable among the above.
The mass ratio of the total amount of the compound (B) and the other acid generator used in combination is usually 1/1 to 100/1, preferably 1/1 to 10/1. By using an acid generator in combination, outgassing and development defects after exposure are further reduced.
上記化合物(B)とともに、EUV光の照射によりカルボン酸を発生する化合物(カルボン酸発生剤)を併用することが、感度、解像力等の性能向上の点から好ましい。
また、EUV光の照射によりスルホン酸を発生する化合物(スルホン酸発生剤)とEUV光の照射によりカルボン酸を発生する化合物(カルボン酸発生剤)を併用することも好ましく、この場合、化合物(B)がスルホン酸発生剤であることが好ましい。
In combination with the compound (B), a compound that generates carboxylic acid upon irradiation with EUV light (carboxylic acid generator) is preferably used from the viewpoint of improving performance such as sensitivity and resolving power.
It is also preferable to use a compound that generates sulfonic acid by irradiation with EUV light (sulfonic acid generator) and a compound that generates carboxylic acid by irradiation with EUV light (carboxylic acid generator). In this case, compound (B ) Is preferably a sulfonic acid generator.
スルホン酸発生剤/カルボン酸発生剤(質量比)は、通常1/1〜100/1、好ましくは1/1〜10/1である。酸発生剤を併用することにより、露光後のアウトガスおよび現像欠陥がさらに低減される。 The sulfonic acid generator / carboxylic acid generator (mass ratio) is usually 1/1 to 100/1, preferably 1/1 to 10/1. By using an acid generator in combination, outgassing and development defects after exposure are further reduced.
カルボン酸発生剤としては、特に下記一般式(BII)で表される化合物(B2)が好ましい。 As the carboxylic acid generator, a compound (B2) represented by the following general formula (BII) is particularly preferable.
式(BII)中、R21〜R23は各々独立に、アルキル基、アルケニル基又はアリール基を表し、R24は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基を表し、Zはイオウ原子又はヨウ素原子を表す。Zがイオウ原子である場合、pは1であり、ヨウ素原子である場合はpは0である。 In formula (BII), R 21 to R 23 each independently represents an alkyl group, an alkenyl group or an aryl group, R 24 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group or an aryl group, and Z represents a sulfur atom or iodine. Represents an atom. When Z is a sulfur atom, p is 1, and when Z is an iodine atom, p is 0.
一般式(BII)において、R21〜R23は、各々独立に、アルキル基、アルケニル基又はアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
R21〜R23としてのアルキル基、アルケニル基又はアリール基は、各々置換基を有していてよく、アルキル基、アルケニル基の置換基の例としては、ハロゲン原子(塩素原子、臭素原子、フッ素原子等)、アリール基(フェニル基、ナフチル基等)、ヒドロキシ基、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等)等を挙げることができる。また、アリール基の置換基の例としては、ハロゲン原子(塩素原子、臭素原子、フッ素原子等)、ニトロ基、シアノ基、アルキル基(メチル基、エチル基、t-ブチル基、t-アミル基、オクチル基等)、ヒドロキシ基、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等)等を挙げることができる。
R21〜R23は、各々独立に、好ましくは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基又は炭素数6〜24のアリール基を表し、より好ましくは、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜18のアリール基であり、特に好ましくは炭素数6〜15のアリール基である。これらの基は各々置換基を有していてもよい。
In the general formula (BII), R 21 to R 23 each independently represents an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, and these groups optionally have a substituent.
The alkyl group, alkenyl group or aryl group as R 21 to R 23 may have a substituent, and examples of the substituent for the alkyl group and alkenyl group include a halogen atom (chlorine atom, bromine atom, fluorine atom). Atoms, etc.), aryl groups (phenyl group, naphthyl group etc.), hydroxy groups, alkoxy groups (methoxy group, ethoxy group, butoxy group etc.) and the like. Examples of the substituent of the aryl group include a halogen atom (chlorine atom, bromine atom, fluorine atom, etc.), nitro group, cyano group, alkyl group (methyl group, ethyl group, t-butyl group, t-amyl group). Octyl group, etc.), hydroxy group, alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, butoxy group, etc.) and the like.
R 21 to R 23 each independently preferably represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 24 carbon atoms, and more preferably 1 carbon atom. An alkyl group having 6 to 6 carbon atoms and an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, particularly preferably an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. Each of these groups may have a substituent.
R24は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基を表す。
R24としてのアルキル基、アルケニル基、アリール基は、置換基を有していてよく、アルキル基、アルケニル基の置換基の例としては、上記R21がアルキル基である場合の置換基の例として挙げたものと同じものが挙げられる。アリール基の置換基の例としては、上記R21がアリール基である場合の置換基の例として挙げたものと同じものが挙げられる。
R 24 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group.
The alkyl group, alkenyl group, and aryl group as R 24 may have a substituent, and examples of the substituent of the alkyl group and alkenyl group include examples of the substituent when R 21 is an alkyl group. The same as those mentioned above. Examples of the substituent for the aryl group, the R 21 may be the same as those mentioned as examples of the substituent when it is an aryl group.
R24は、好ましくは、水素原子、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数6〜24のアリール基であり、より好ましくは、炭素数1〜18のアルキル、炭素数6〜18のアリール基であり、特に好ましくは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基である。 R 24 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 24 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. And an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, particularly preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms.
Zはイオウ原子又はヨウ素原子を表す。pはZがイオウ原子である場合は1であり、Zがヨウ素原子である場合は0である。
尚、式(BII)のカチオン部の2つ以上が、単結合又は連結基(例えば、−S−、−O−など)により結合し、式(BII)のカチオン部を複数有するカチオン構造を形成してもよい。
Z represents a sulfur atom or an iodine atom. p is 1 when Z is a sulfur atom, and 0 when Z is an iodine atom.
Two or more cation moieties of formula (BII) are bonded by a single bond or a linking group (for example, -S-, -O-, etc.) to form a cation structure having a plurality of cation moieties of formula (BII). May be.
以下に、EUV光による露光によりカルボン酸を発生する化合物(B2)の好ましい具体例を挙げるが、もちろんこれらに限定されるものではない。 Specific preferred examples of the compound (B2) that generates a carboxylic acid upon exposure to EUV light are given below, but of course not limited thereto.
〔3〕含窒素塩基性化合物(C)
本発明においては、含窒素塩基性化合物を用いることが、解像力などの性能向上、保存安定性の向上などの観点から好ましい。
本発明で用いることができる好ましい含窒素塩基性化合物とは、フェノールよりも塩基性の強い化合物である。
好ましい化学的環境として、下記式(A)〜(E)の構造を挙げることができる。式(B)〜(E)は、環構造の一部であってもよい。
[3] Nitrogen-containing basic compound (C)
In the present invention, it is preferable to use a nitrogen-containing basic compound from the viewpoints of improving performance such as resolution and improving storage stability.
A preferable nitrogen-containing basic compound that can be used in the present invention is a compound having a stronger basicity than phenol.
As a preferable chemical environment, structures of the following formulas (A) to (E) can be exemplified. Formulas (B) to (E) may be part of a ring structure.
ここで、R250 、R251 及びR252は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基であり、ここでR250とR251は互いに結合して環を形成してもよい。これらは置換基を有していてもよく、置換基を有するアルキル基及びシクロアルキル基としては、炭素数1〜20のアミノアルキル基又は炭素数3〜20のアミノシクロアルキル基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基又は炭素数3〜20のヒドロキシシクロアルキル基が好ましい。
また、これらはアルキル鎖中に酸素原子、硫黄原子、窒素原子を含んでも良い。
Here, R 250 , R 251 and R 252 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, Here, R 250 and R 251 may combine with each other to form a ring. These may have a substituent. Examples of the alkyl group and cycloalkyl group having a substituent include an aminoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aminocycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and 1 to 1 carbon atoms. A 20 hydroxyalkyl group or a C 3-20 hydroxycycloalkyl group is preferred.
These may contain an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom in the alkyl chain.
式中、R253、R254、R255及びR256は、各々独立に、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数3〜6のシクロアルキル基を示す。
更に好ましい化合物は、一分子中に異なる化学的環境の窒素原子を2個以上有する含窒素塩基性化合物であり、特に好ましくは、アミノ基と窒素原子を含む環構造の両方を含む化合物もしくはアルキルアミノ基を有する化合物である。
In the formula, R 253 , R 254 , R 255 and R 256 each independently represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms.
Further preferred compounds are nitrogen-containing basic compounds having two or more nitrogen atoms of different chemical environments in one molecule, and particularly preferred are compounds containing both an amino group and a ring structure containing a nitrogen atom, or alkylamino A compound having a group.
好ましい具体例としては、グアニジン、アミノピリジン、アミノアルキルピリジン、アミノピロリジン、インダゾール、イミダゾール、ピラゾール、ピラジン、ピリミジン、プリン、イミダゾリン、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルフォリン、アミノアルキルモルフォリン等が挙げられる。これらの化合物は置換基を有していてよく、好ましい置換基としては、アミノ基、アミノアルキル基、アルキルアミノ基、アミノアリール基、アリールアミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ基、水酸基、シアノ基などが挙げられる。 Preferred examples include guanidine, aminopyridine, aminoalkylpyridine, aminopyrrolidine, indazole, imidazole, pyrazole, pyrazine, pyrimidine, purine, imidazoline, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine and the like. These compounds may have a substituent, and preferred substituents include an amino group, an aminoalkyl group, an alkylamino group, an aminoaryl group, an arylamino group, an alkyl group, an alkoxy group, an acyl group, an acyloxy group, An aryl group, an aryloxy group, a nitro group, a hydroxyl group, a cyano group, etc. are mentioned.
特に好ましい化合物として、グアニジン、1,1−ジメチルグアニジン、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、N−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4,5−ジフェニルイミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾール、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−アミノピリジン、2−ジメチルアミノピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、2−ジエチルアミノピリジン、2−(アミノメチル)ピリジン、2−アミノ−3−メチルピリジン、2−アミノ−4−メチルピリジン、2−アミノ−5−メチルピリジン、2−アミノ−6−メチルピリジン、3−アミノエチルピリジン、4−アミノエチルピリジン、3−アミノピロリジン、ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペリジン、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ピペリジノピペリジン、2−イミノピペリジン、1−(2−アミノエチル)ピロリジン、ピラゾール、3−アミノ−5−メチルピラゾール、5−アミノ−3−メチル−1−p−トリルピラゾール、ピラジン、2−(アミノメチル)−5−メチルピラジン、ピリミジン、2,4−ジアミノピリミジン、4,6−ジヒドロキシピリミジン、2−ピラゾリン、3−ピラゾリン、N−アミノモルフォリン、N−(2−アミノエチル)モルフォリンなどが挙げられるがこれに限定されるものではない。 Particularly preferred compounds include guanidine, 1,1-dimethylguanidine, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, imidazole, 2-methylimidazole, 4-methylimidazole, N-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 4, 5-diphenylimidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, 4-aminopyridine, 2-dimethylaminopyridine, 4-dimethylaminopyridine, 2-diethylaminopyridine, 2- ( Aminomethyl) pyridine, 2-amino-3-methylpyridine, 2-amino-4-methylpyridine, 2-amino-5-methylpyridine, 2-amino-6-methylpyridine, 3-aminoethylpyridine, 4-amino Ethyl pyridine, 3-aminopyrrolidine, pyridine Razine, N- (2-aminoethyl) piperazine, N- (2-aminoethyl) piperidine, 4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-piperidinopiperidine, 2-iminopiperidine, 1- (2-aminoethyl) pyrrolidine, pyrazole, 3-amino-5-methylpyrazole, 5-amino-3-methyl-1-p-tolylpyrazole, pyrazine, 2- (aminomethyl) -5-methylpyrazine, Examples include, but are not limited to, pyrimidine, 2,4-diaminopyrimidine, 4,6-dihydroxypyrimidine, 2-pyrazoline, 3-pyrazoline, N-aminomorpholine, N- (2-aminoethyl) morpholine. It is not a thing.
また、テトラアルキルアンモニウム塩型の含窒素塩基性化合物も用いることができる。
これらの中では、特に炭素数1〜8のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ-(n-ブチル)アンモニウムヒドロキシド等)が好ましい。
これらの含窒素塩基性化合物は、単独であるいは2種以上一緒に用いられる。
A tetraalkylammonium salt type nitrogen-containing basic compound can also be used.
Among these, tetraalkylammonium hydroxide having 1 to 8 carbon atoms (tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetra- (n-butyl) ammonium hydroxide, etc.) is particularly preferable.
These nitrogen-containing basic compounds are used alone or in combination of two or more.
酸発生剤と含窒素塩基性化合物の組成物中の使用割合は、感度及び解像力の点から、(酸発生剤の総量)/(含窒素塩基性化合物)(モル比)が2.5以上であることが好ましく、露光後加熱処理までの経時でのレジストパターン及び解像力の点から、300以下が好ましい。(酸発生剤)/(含窒素塩基性化合物)(モル比)は、より好ましくは5.0〜200、更に好ましくは7.0〜150である。 The use ratio of the acid generator and the nitrogen-containing basic compound in the composition is such that (total amount of acid generator) / (nitrogen-containing basic compound) (molar ratio) is 2.5 or more in terms of sensitivity and resolving power. Preferably, it is preferably 300 or less from the viewpoint of the resist pattern and resolution over time until the heat treatment after exposure. (Acid generator) / (nitrogen-containing basic compound) (molar ratio) is more preferably 5.0 to 200, still more preferably 7.0 to 150.
〔4〕界面活性剤類
本発明においては、界面活性剤類を用いることができ、製膜性、パターンの密着性、現像欠陥低減等の観点から好ましい。
[4] Surfactants In the present invention, surfactants can be used, which are preferable from the viewpoints of film forming properties, pattern adhesion, development defect reduction, and the like.
界面活性剤の具体的としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフトップEF301、EF303、EF352(新秋田化成(株)製)、メガファックF171,F173(大日本インキ化学工業(株)製)、フロラ−ドFC430、FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)やアクリル酸系もしくはメタクリル酸系(共)重合ポリフローNo.75、No.95(共栄社油脂化学工業(株)製)等を挙げることができる。これらの界面活性剤の配合量は、本発明の組成物中の固形分100質量部当たり、通常、2質量部以下、好ましくは1質量部以下である。
これらの界面活性剤は単独で添加してもよいし、また、いくつかの組み合わせで添加することもできる。
Specific examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene Polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as nonylphenol ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate Sorbitan fatty acid esters such as rate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as bitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, Ftop EF301, EF303, EF352 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Mega-Fac F171, F173 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Florad FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Troysol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.) Hexane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co.) and acrylic or methacrylic acid-based (co) polymer Polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd.). The compounding amount of these surfactants is usually 2 parts by mass or less, preferably 1 part by mass or less per 100 parts by mass of the solid content in the composition of the present invention.
These surfactants may be added alone or in some combination.
尚、界面活性剤としては、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を含有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することが好ましい。
これらの界面活性剤として、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。
使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
The surfactant is any one of fluorine and / or silicon surfactants (fluorine surfactants and silicon surfactants, surfactants containing both fluorine atoms and silicon atoms), or It is preferable to contain 2 or more types.
As these surfactants, for example, JP-A-62-36663, JP-A-61-226746, JP-A-61-226745, JP-A-62-170950, JP-A-63-34540 No. 7, JP-A-7-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-5988, JP-A 2002-277862, US Pat. No. 5,405,720. , No. 5,360,692, No. 5,529,881, No. 5,296,330, No. 5,543,098, No. 5,576,143, No. 5,294,511, No. 5,824,451. The following commercially available surfactants can also be used as they are.
Examples of commercially available surfactants that can be used include F-top EF301, EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, 431 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173, F176, F189, R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (Troy Chemical Co., Ltd.), etc. Fluorine type surfactant or silicon type surfactant can be mentioned. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.
また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)もしくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することが出来る。
フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート及び/又は(ポリ(オキシアルキレン))メタクリレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布しているものでも、ブロック共重合していてもよい。また、ポリ(オキシアルキレン)基としては、ポリ(オキシエチレン)基、ポリ(オキシプロピレン)基、ポリ(オキシブチレン)基などが挙げられ、また、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体)やポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体)基など同じ鎖長内に異なる鎖長のアルキレンを有するようなユニットでもよい。さらに、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体は2元共重合体ばかりでなく、異なる2種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマーや、異なる2種以上の(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)などを同時に共重合した3元系以上の共重合体でもよい。
例えば、市販の界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(大日本インキ化学工業(株)製)を挙げることができる。さらに、C6F13基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C6F13基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C8F17基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C8F17基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、などを挙げることができる。
In addition to the known surfactants described above, surfactants are derived from fluoroaliphatic compounds produced by the telomerization method (also referred to as the telomer method) or the oligomerization method (also referred to as the oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group can be used. The fluoroaliphatic compound can be synthesized by the method described in JP-A-2002-90991.
As the polymer having a fluoroaliphatic group, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate and / or (poly (oxyalkylene)) methacrylate is preferable and distributed irregularly. Or may be block copolymerized. Examples of the poly (oxyalkylene) group include a poly (oxyethylene) group, a poly (oxypropylene) group, a poly (oxybutylene) group, and the like, and a poly (oxyethylene, oxypropylene, and oxyethylene group). It may be a unit having different chain lengths in the same chain length, such as a block linked body) or a poly (block linked body of oxyethylene and oxypropylene) group. Furthermore, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate) is not only a binary copolymer but also a monomer having two or more different fluoroaliphatic groups, Further, it may be a ternary or higher copolymer obtained by simultaneously copolymerizing two or more different (poly (oxyalkylene)) acrylates (or methacrylates).
Examples of commercially available surfactants include Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, and F-472 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.). Further, a copolymer of an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxy) Copolymer) of (ethylene)) acrylate (or methacrylate) and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate), acrylate (or methacrylate) and (poly (oxyalkylene)) acrylate having C 8 F 17 groups (or Copolymer of acrylate (or methacrylate), (poly (oxyethylene)) acrylate (or methacrylate), and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate) having a C 8 F 17 group Coalesce, etc. Can.
界面活性剤の使用量は、ポジ型レジスト組成物全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.0001〜2質量%、より好ましくは0.001〜1質量%である。 The amount of the surfactant used is preferably 0.0001 to 2% by mass, more preferably 0.001 to 1% by mass, based on the total amount of the positive resist composition (excluding the solvent).
〔5〕その他の成分
本発明のポジ型レジスト組成物には必要に応じて、さらに、染料、光塩基発生剤などを含有させることができる。
[5] Other components The positive resist composition of the present invention may further contain a dye, a photobase generator and the like, if necessary.
1.染料
本発明においては、染料を用いることができる。
好適な染料としては油性染料及び塩基性染料がある。具体的にはオイルイエロー#101、オイルイエロー#103、オイルピンク#312、オイルグリーンBG、オイルブルーBOS,オイルブルー#603、オイルブラックBY、オイルブラックBS、オイルブラックT−505(以上オリエント化学工業(株)製)、クリスタルバイオレット(CI42555)、メチルバイオレット(CI42535)、ローダミンB(CI45170B)、マラカイトグリーン(CI42000)、メチレンブルー(CI52015)等を挙げることができる。
1. Dye A dye can be used in the present invention.
Suitable dyes include oily dyes and basic dyes. Specifically, Oil Yellow # 101, Oil Yellow # 103, Oil Pink # 312, Oil Green BG, Oil Blue BOS, Oil Blue # 603, Oil Black BY, Oil Black BS, Oil Black T-505 (oriental chemical industry) (Corporation), crystal violet (CI42555), methyl violet (CI42535), rhodamine B (CI45170B), malachite green (CI42000), methylene blue (CI522015), and the like.
2.光塩基発生剤
本発明の組成物に添加できる光塩基発生剤としては、特開平4−151156号、同4−162040号、同5−197148号、同5−5995号、同6−194834号、同8−146608号、同10−83079号、欧州特許622682号に記載の化合物が挙げられ、具体的には、2−ニトロベンジルカルバメート、2,5−ジニトロベンジルシクロヘキシルカルバメート、N−シクロヘキシル−4−メチルフェニルスルホンアミド、1,1−ジメチル−2−フェニルエチル−N−イソプロピルカーバメート等が好適に用いることができる。これらの光塩基発生剤は、レジスト形状などの改善を目的とし添加される。
2. Photobase generator As photobase generators that can be added to the composition of the present invention, JP-A-4-151156, JP-A-4-162040, JP-A-5-197148, JP-A-5-5995, JP-A-6-194835, Examples thereof include compounds described in JP-A-8-146608, JP-A-10-83079 and European Patent No. 622682, specifically, 2-nitrobenzylcarbamate, 2,5-dinitrobenzylcyclohexylcarbamate, N-cyclohexyl-4- Methylphenylsulfonamide, 1,1-dimethyl-2-phenylethyl-N-isopropylcarbamate and the like can be suitably used. These photobase generators are added for the purpose of improving the resist shape and the like.
3.溶剤類
本発明のレジスト組成物は、上記各成分を溶解する溶剤に溶かして支持体上に塗布する。全レジスト成分の固形分濃度として、通常2〜30質量%とすることが好ましく、3〜25質量%がより好ましい。
ここで使用する溶媒としては、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、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、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、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メチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等が好ましく、これらの溶媒を単独あるいは混合して使用する。
3. Solvents The resist composition of the present invention is dissolved in a solvent that dissolves each of the above components and coated on a support. The solid content concentration of all resist components is usually preferably 2 to 30% by mass, more preferably 3 to 25% by mass.
Solvents used here include ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate , Propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N, N-dimethyl Formamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran and the like are preferable. Or mixed to use.
本発明のレジスト組成物は基板上に塗布され、薄膜を形成する。この塗布膜の膜厚は、0.05〜4.0μmが好ましい。 The resist composition of the present invention is applied onto a substrate to form a thin film. The thickness of this coating film is preferably 0.05 to 4.0 μm.
本発明においては、必要により、市販の無機あるいは有機反射防止膜を使用することができる。更にレジスト下層に反射防止膜を塗布して用いることもできる。 In the present invention, a commercially available inorganic or organic antireflection film can be used if necessary. Furthermore, an antireflection film can be applied to the resist lower layer and used.
レジストの下層として用いられる反射防止膜としては、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、アモルファスシリコン等の無機膜型と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型のいずれも用いることができる。前者は膜形成に真空蒸着装置、CVD装置、スパッタリング装置等の設備を必要とする。有機反射防止膜としては、例えば特公平7−69611号記載のジフェニルアミン誘導体とホルムアルデヒド変性メラミン樹脂との縮合体、アルカリ可溶性樹脂、吸光剤からなるものや、米国特許5294680号記載の無水マレイン酸共重合体とジアミン型吸光剤の反応物、特開平6−118631号記載の樹脂バインダーとメチロールメラミン系熱架橋剤を含有するもの、特開平6−118656号記載のカルボン酸基とエポキシ基と吸光基を同一分子内に有するアクリル樹脂型反射防止膜、特開平8−87115号記載のメチロールメラミンとベンゾフェノン系吸光剤からなるもの、特開平8−179509号記載のポリビニルアルコール樹脂に低分子吸光剤を添加したもの等が挙げられる。 As the antireflection film used as the lower layer of the resist, either an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, amorphous silicon, or an organic film type made of a light absorber and a polymer material may be used. it can. The former requires equipment such as a vacuum deposition apparatus, a CVD apparatus, and a sputtering apparatus for film formation. Examples of the organic antireflection film include a condensate of a diphenylamine derivative and a formaldehyde-modified melamine resin described in JP-B-7-69611, an alkali-soluble resin, a light absorber, and maleic anhydride copolymer described in US Pat. No. 5,294,680. A reaction product of a coalescence and a diamine type light absorbing agent, a resin binder described in JP-A-6-186863 and a methylolmelamine thermal crosslinking agent, a carboxylic acid group, an epoxy group and a light-absorbing group described in JP-A-6-118656. An acrylic resin-type antireflection film in the same molecule, a composition comprising methylol melamine and a benzophenone-based light absorber described in JP-A-8-87115, and a low-molecular light absorber added to a polyvinyl alcohol resin described in JP-A-8-179509 And the like.
また、有機反射防止膜として、ブリューワーサイエンス社製のDUV30シリーズや、DUV−40シリーズ、シプレー社製のAR−2、AR−3、AR−5等の市販の有機反射防止膜を使用することもできる。 In addition, as the organic antireflection film, commercially available organic antireflection films such as DUV30 series, DUV-40 series manufactured by Brewer Science, AR-2, AR-3, AR-5 manufactured by Shipley, etc. may be used. it can.
精密集積回路素子の製造などにおいてレジスト膜上へのパターン形成工程は、基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆基板、ガラス基板、ITO基板、石英/酸化クロム被覆基板等)上に、本発明のポジ型レジスト組成物を塗布し、乾燥又はベークし、レジスト膜を形成し、次に、レジスト膜にEUVを照射し、好ましくは加熱、現像、リンス、乾燥することにより良好なレジストパターンを形成することができる。 In the manufacture of precision integrated circuit elements, the pattern forming process on the resist film is carried out on the substrate (eg, silicon / silicon dioxide coated substrate, glass substrate, ITO substrate, quartz / chromium oxide coated substrate, etc.). A resist pattern is applied, dried or baked to form a resist film, and then the resist film is irradiated with EUV, and preferably formed by heating, developing, rinsing and drying. Can do.
本発明のレジスト組成物のアルカリ現像液としては、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、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノーアミン等のアルコ−ルアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン類、等のアルカリ類の水溶液(通常0.1〜20質量%)を使用することができる。更に、上記アルカリ類の水溶液にイソプロピルアルコール等のアルコール類、ノニオン系等の界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
これらの現像液の中で好ましくは第四アンモニウム塩、更に好ましくは、テトラメチルアンモニウムヒドロオキシド、コリンである。
Examples of the alkaline developer of the resist composition of the present invention include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine and the like. Secondary amines such as amines, diethylamine and di-n-butylamine; tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine; alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine; tetramethylammonium hydroxide; tetraethylammonium An aqueous solution (usually 0.1 to 20% by mass) of an alkali such as a quaternary ammonium salt such as hydroxide or choline, a cyclic amine such as pyrrole or piperidine, or the like can be used. Furthermore, an appropriate amount of an alcohol such as isopropyl alcohol or a nonionic surfactant may be added to the alkaline aqueous solution.
Among these developers, quaternary ammonium salts are preferable, and tetramethylammonium hydroxide and choline are more preferable.
アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常0.1〜20質量%である。
アルカリ現像液のpHは、通常10.0〜15.0である。
The alkali concentration of the alkali developer is usually from 0.1 to 20% by mass.
The pH of the alkali developer is usually from 10.0 to 15.0.
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明の内容がこれにより限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, the content of this invention is not limited by this.
〔樹脂の合成〕
合成例1:ポリマー(A−34)の合成
(Synthesis of resin)
Synthesis Example 1: Synthesis of polymer (A-34)
p−アセトキシスチレン32.4g(0.2モル)及びアクリル酸t−ブチル8.97g(0.07モル)を酢酸ブチル120mlに溶解し、窒素気流及び攪拌下、80℃にてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.033gを2.5時間置きに3回添加し、最後に更に5時間攪拌を続けることにより、重合反応を行った。反応液をヘキサン1200mlに投入し、白色の樹脂を析出させた。得られた樹脂を乾燥後、メタノール200mlに溶解した。
これに水酸化ナトリウム7.7g(0.19モル)/メタノール100ml/水50mlの水溶液を添加し、1時間加熱還流することにより加水分解させた。その後、水200mlを加えて希釈し、塩酸にて中和し白色の樹脂を析出させた。この樹脂を濾別し、水洗・乾燥させた。更にテトラヒドロフラン200mlに溶解し、5Lの超純水中に激しく攪拌しながら滴下、再沈を行った。この再沈操作を3回繰り返した。得られた樹脂を真空乾燥器中で120℃、12時間乾燥し、ポリマー(A−34)を得た。ガスパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による重量平均分子量は8800、分子量分散度(Mw/Mn)は1.54であった。また、1Hおよび13C−NMR解析から、p−ヒドロキシスチレン/t−ブチルアクリレートの組成比が75/25であった。
32.4 g (0.2 mol) of p-acetoxystyrene and 8.97 g (0.07 mol) of tert-butyl acrylate were dissolved in 120 ml of butyl acetate, and azobisisobutyrate at 80 ° C. under a nitrogen stream and stirring. A polymerization reaction was carried out by adding 0.033 g of ronitrile (AIBN) three times every 2.5 hours and finally continuing stirring for another 5 hours. The reaction solution was added to 1200 ml of hexane to precipitate a white resin. The obtained resin was dried and then dissolved in 200 ml of methanol.
To this was added an aqueous solution of 7.7 g (0.19 mol) of sodium hydroxide / 100 ml of methanol / 50 ml of water, and the mixture was hydrolyzed by heating under reflux for 1 hour. Thereafter, 200 ml of water was added for dilution, and neutralized with hydrochloric acid to precipitate a white resin. The resin was filtered off, washed with water and dried. Furthermore, it melt | dissolved in tetrahydrofuran 200 ml, and it dripped and reprecipitated, stirring vigorously in 5 L of ultrapure water. This reprecipitation operation was repeated three times. The obtained resin was dried in a vacuum dryer at 120 ° C. for 12 hours to obtain a polymer (A-34). The weight average molecular weight by gas permeation chromatography (GPC) was 8800, and the molecular weight dispersity (Mw / Mn) was 1.54. From 1H and 13C-NMR analyses, the composition ratio of p-hydroxystyrene / t-butyl acrylate was 75/25.
合成例2:ポリマー(A−39)の合成 Synthesis Example 2: Synthesis of polymer (A-39)
反応容器中で、ポリマー(A−34)30gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100gに溶解し、この溶液を60℃、20mmHgまで減圧して約20gの溶剤を系中に残存している水と共に留去した。20℃まで冷却し、2−フェノキシエチルビニルエーテル4.54g、p−トルエンスルホン酸1.0gを添加し、室温にて1時間撹拌した。その後、トリエチルアミン1.16gを添加して中和し、酢酸エチル40g、水40gを加えて洗浄操作を3回行った。その後、溶媒量を調製して30質量%のポリマーを得た。このポリマーをA−39とする。ポリマーA−39のGPCによる重量平均分子量は9600、分子量分散度は1.55であり、1Hおよび13C−NMR解析から、p−ヒドロキシスチレン/p−〔1−(2−フェノキシエトキシ)エトキシ〕スチレン/t−ブチルアクリレートの組成比が60/15/25であった。 In a reaction vessel, 30 g of polymer (A-34) is dissolved in 100 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and this solution is decompressed to 60 mm and 20 mmHg to distill off about 20 g of solvent together with water remaining in the system. did. It cooled to 20 degreeC, 2-phenoxyethyl vinyl ether 4.54g and p-toluenesulfonic acid 1.0g were added, and it stirred at room temperature for 1 hour. Thereafter, 1.16 g of triethylamine was added for neutralization, and 40 g of ethyl acetate and 40 g of water were added for washing operation three times. Thereafter, the amount of the solvent was adjusted to obtain 30% by mass of a polymer. This polymer is designated as A-39. Polymer A-39 had a weight average molecular weight of 9600 by GPC and a molecular weight dispersity of 1.55. From 1H and 13C-NMR analyses, p-hydroxystyrene / p- [1- (2-phenoxyethoxy) ethoxy] styrene The composition ratio of / t-butyl acrylate was 60/15/25.
用いるモノマー又はビニルエーテルを変更する以外は合成例1又は2と同様の方法で、ポリマーA−1〜A−33、A−35〜A−38を得た。これらポリマーの構造を以下に示す。 Polymers A-1 to A-33 and A-35 to A-38 were obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 or 2, except that the monomer or vinyl ether used was changed. The structures of these polymers are shown below.
合成したポリマーの重量平均分子量、分子量分散度および組成比を表2に示す。 Table 2 shows the weight average molecular weight, molecular weight dispersity, and composition ratio of the synthesized polymer.
〔酸発生剤の合成〕
4-シアノベンゼンスルホニルクロリド10gをメタノール40ml、水20mlの混合溶液に溶解し、26%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液17.4mlを添加する。50度で3時間攪拌後、室温に戻し、塩酸を加え反応液を酸性にする。反応液を減圧留去することで4-シアノベンゼンスルホン酸の粗結晶14.5gを得る。その後、これにトリフェニルスルホニウムブロミド17.0gを加え室温で3時間攪拌した。クロロホルム300 mLを加え、有機層を水で数回洗浄し、有機層を濃縮、真空乾燥してトリフェニルスルホニウム 4-シアノベンゼンスルホン酸塩(B9)18.1ggを得た。
他の酸発生剤も同様に合成した。
(Synthesis of acid generator)
10 g of 4-cyanobenzenesulfonyl chloride is dissolved in a mixed solution of 40 ml of methanol and 20 ml of water, and 17.4 ml of 26% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is added. After stirring at 50 degrees for 3 hours, the temperature is returned to room temperature, and hydrochloric acid is added to make the reaction solution acidic. The reaction solution is distilled off under reduced pressure to obtain 14.5 g of crude crystals of 4-cyanobenzenesulfonic acid. Thereafter, 17.0 g of triphenylsulfonium bromide was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. 300 mL of chloroform was added, the organic layer was washed several times with water, and the organic layer was concentrated and dried in vacuo to obtain 18.1 g of triphenylsulfonium 4-cyanobenzenesulfonate (B9).
Other acid generators were synthesized in the same manner.
実施例及び比較例:EUVによる露光
〔レジスト組成物の調製〕
表3に示す本発明の樹脂:0.948g(固形分換算)
酸発生剤:0.05g
有機塩基性化合物:0.003g
界面活性剤:0.002g
を下記表3に示す溶剤16.79gに溶解させ、固形分濃度が5.0質量%の溶液を調製した。この溶液を0.1μmのテトラフルオロエチレン製フィルターで濾過し、ポジ型レジスト液を得た。なお、比較用のレジスト組成物では、必要に応じ本発明以外の樹脂や酸発生剤を用いた。
Examples and Comparative Examples: Exposure by EUV [Preparation of Resist Composition]
Resin of the present invention shown in Table 3: 0.948 g (solid content conversion)
Acid generator: 0.05g
Organic basic compound: 0.003 g
Surfactant: 0.002g
Was dissolved in 16.79 g of the solvent shown in Table 3 below to prepare a solution having a solid content concentration of 5.0% by mass. This solution was filtered through a 0.1 μm tetrafluoroethylene filter to obtain a positive resist solution. In addition, in the resist composition for a comparison, resin and acid generators other than this invention were used as needed.
〔パターン作製および評価(EUV)〕
上記のように調製したポジ型レジスト液をスピンコータを利用して、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコンウエハー上に均一に塗布し、120℃90秒間加熱乾燥を行い、膜厚0.15μmのポジ型レジスト膜を形成した。得られたレジスト膜にEUV光(波長13nm)を用いて、露光量を0〜10.0mJの範囲で0.5mJづつ変えながら面露光を行い、さらに110℃、90秒ベークした。その後2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて、各露光量での溶解速度を測定し、感度曲線を得た。この感度曲線において、レジストの溶解速度が飽和するときの露光量を感度とし、また感度曲線の直線部の勾配から溶解コントラスト(γ値)を算出した。γ値が大きいほど溶解コントラストに優れている。
[Pattern preparation and evaluation (EUV)]
Using a spin coater, the positive resist solution prepared as described above is uniformly applied on a silicon wafer that has been subjected to hexamethyldisilazane treatment, and is heated and dried at 120 ° C. for 90 seconds to obtain a positive film having a thickness of 0.15 μm. A mold resist film was formed. The obtained resist film was subjected to surface exposure using EUV light (wavelength 13 nm) while changing the exposure amount in steps of 0.5 mJ within a range of 0 to 10.0 mJ, and further baked at 110 ° C. for 90 seconds. Then, using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, the dissolution rate at each exposure amount was measured to obtain a sensitivity curve. In this sensitivity curve, the exposure amount when the dissolution rate of the resist is saturated was taken as sensitivity, and the dissolution contrast (γ value) was calculated from the gradient of the linear portion of the sensitivity curve. The larger the γ value, the better the dissolution contrast.
〔露光後の膜厚変動率評価〕
EUV光による面露光を行って決定した感度での照射量(mJ/cm2)の2.0倍の照射量を照射し、露光後(後加熱前)の膜厚を測定し、以下の式から、未露光時の膜厚からの変動率を求めた。
膜厚変動率=(未露光時の膜厚−露光後の膜厚)/未露光時の膜厚
[Evaluation of film thickness fluctuation rate after exposure]
Irradiate a dose of 2.0 times the dose (mJ / cm 2 ) with the sensitivity determined by performing surface exposure with EUV light, measure the film thickness after exposure (before post-heating), and use the following formula: From this, the rate of change from the unexposed film thickness was determined.
Film thickness fluctuation rate = (film thickness at unexposed-film thickness after exposure) / film thickness at unexposed
〔PEB温度依存性〕
露光後、107℃と113℃の温度にて90秒間ホットプレート上で加熱(PEB)した時の、下記式のように感度の差をPEB温度依存性として評価した。この数字が小さいほど優れている。
(PEB温度依存性)=(113℃での感度)−(107℃での感度)
[PEB temperature dependence]
After exposure, the difference in sensitivity was evaluated as PEB temperature dependence as shown in the following equation when heated (PEB) on a hot plate at temperatures of 107 ° C. and 113 ° C. for 90 seconds. The smaller this number, the better.
(PEB temperature dependence) = (sensitivity at 113 ° C)-(sensitivity at 107 ° C)
評価結果を表3に示す。 The evaluation results are shown in Table 3.
表3における記号は、以下のとおりである。酸発生剤は前述した具体例におけるものである。 The symbols in Table 3 are as follows. The acid generator is the one in the specific example described above.
〔比較酸発生剤〕 [Comparative acid generator]
〔塩基性化合物〕
C−1:トリn−オクチルアミン
C−2:1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン
C−3:2,4,6−トリフェニルイミダゾール
[Basic compounds]
C-1: Tri-n-octylamine C-2: 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene C-3: 2,4,6-triphenylimidazole
〔界面活性剤〕
D−1:メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製)
D−2:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)
D−3:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)
D−4:ポリオキシエチレンラウリルエーテル
[Surfactant]
D-1: MegaFuck F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.)
D-2: Megafuck R08 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)
D-3: Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.)
D-4: Polyoxyethylene lauryl ether
〔溶剤〕
E−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
E−2:プロピレングリコールモノメチルエーテル
E−3:乳酸エチル
〔solvent〕
E-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate E-2: Propylene glycol monomethyl ether E-3: Ethyl lactate
〔比較樹脂〕
a−0: 下記構造、重量平均分子量 8700、分子量分散度 1.54
[Comparative resin]
a-0: The following structure, weight average molecular weight 8700, molecular weight dispersity 1.54
表3の結果から、本発明のポジ型レジスト組成物は、EUV光の照射による特性評価において、比較例の組成物に比べて、溶解コントラスト及び露光後の膜厚変動率、PEB温度依存性の点で優れていることがわかる。膜厚変動率が小さいことはアウトガスが少ないことを意味する。 From the results shown in Table 3, the positive resist composition of the present invention is more sensitive to dissolution contrast, film thickness fluctuation rate after exposure, and PEB temperature dependence than the composition of the comparative example in the property evaluation by EUV light irradiation. It turns out that it is excellent at a point. A small film thickness variation rate means that there is little outgas.
Claims (6)
R1は、水素原子、メチル基、シアノ基、ハロゲン原子又はペルフルオロ基を表す。
R2は非酸分解性基を表す。
nは0〜4の整数を表す。
一般式(II)において、
R3〜R5は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又はアルキル基を表す。
X1は水素原子又は有機基を表す。 (A) a resin containing a repeating unit represented by the general formula (I) and a repeating unit represented by the general formula (II), which increases the solubility in an alkali developer by the action of an acid, and (B) EUV A positive resist composition for EUV exposure, comprising a compound that generates benzenesulfonic acid having at least one electron-withdrawing group at the ortho-position or para-position upon exposure.
R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a cyano group, a halogen atom or a perfluoro group.
R 2 represents a non-acid-decomposable group.
n represents an integer of 0 to 4.
In general formula (II):
R 3 to R 5 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group or an alkyl group.
X 1 represents a hydrogen atom or an organic group.
R1a、R3a、R5aは、各々独立に、水素原子又は電子吸引性基を表す。ただし、R1a、R3a、R5aのうち少なくとも1つは電子吸引性基である。
R2a、R4aは各々独立に水素原子又は電子供与性基を表す。 2. The positive resist composition for EUV exposure according to claim 1, wherein the acid generated by EUV exposure is benzenesulfonic acid represented by the general formula (BI).
R 1a , R 3a and R 5a each independently represents a hydrogen atom or an electron-withdrawing group. However, at least one of R 1a , R 3a and R 5a is an electron withdrawing group.
R 2a and R 4a each independently represents a hydrogen atom or an electron donating group.
R1は、水素原子、メチル基、シアノ基、ハロゲン原子又はペルフルオロ基を表す。
R2は非酸分解性基を表す。
Xは有機基を表す。
nは1≦n≦5の整数、mは0≦m≦5の整数であり、1≦n+m≦5である。 The positive resist composition for EUV exposure according to claim 1 or 2, wherein the resin (A) further contains a repeating unit represented by the following general formula (III).
R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a cyano group, a halogen atom or a perfluoro group.
R 2 represents a non-acid-decomposable group.
X represents an organic group.
n is an integer of 1 ≦ n ≦ 5, m is an integer of 0 ≦ m ≦ 5, and 1 ≦ n + m ≦ 5.
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