JP2008102277A - Chemically amplified positive resist composition for thermal lithography, and resist pattern forming method - Google Patents

Chemically amplified positive resist composition for thermal lithography, and resist pattern forming method Download PDF

Info

Publication number
JP2008102277A
JP2008102277A JP2006283967A JP2006283967A JP2008102277A JP 2008102277 A JP2008102277 A JP 2008102277A JP 2006283967 A JP2006283967 A JP 2006283967A JP 2006283967 A JP2006283967 A JP 2006283967A JP 2008102277 A JP2008102277 A JP 2008102277A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
component
acid
resist composition
positive resist
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2006283967A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sanae Furuya
早苗 古谷
Hideo Haneda
英夫 羽田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd filed Critical Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority to JP2006283967A priority Critical patent/JP2008102277A/en
Priority to TW96137130A priority patent/TW200832067A/en
Priority to PCT/JP2007/069617 priority patent/WO2008047623A1/en
Publication of JP2008102277A publication Critical patent/JP2008102277A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • G03F7/0392Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/0007Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a chemically amplified positive resist composition for thermal lithography, capable of forming a resist pattern by thermal lithography, and to provide a resist pattern forming method using the chemically amplified positive resist composition for thermal lithography. <P>SOLUTION: The chemically amplified positive resist composition for thermal lithography is for forming a resist film for thermal lithography, and the resist film, formed using the chemically amplified positive resist composition for thermal lithography, has absorbance of 0.08 or higher per 100 nm of the film thickness at the wavelength of the exposure light source, used in the thermal lithography. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物、および該熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a chemically amplified positive resist composition for thermal lithography and a resist pattern forming method using the chemically amplified positive resist composition for thermal lithography.

半導体デバイス、液晶デバイス等の各種電子デバイスにおける微細構造の製造には、リソグラフィー技術が多用されている。
リソグラフィー技術においては、従来、フォトレジストとよばれる感光性の有機材料が用いられている。フォトレジストとしては、放射線、たとえば真空紫外線等の短波長の光や電子線といった放射線の照射(露光)によりアルカリ現像液に対する溶解性(アルカリ溶解性)が変化するものが一般的に用いられている。かかるフォトレジストは、露光によって、構造の一部が分解したり、架橋を形成する等によってアルカリ溶解性が変化する。そのため、露光部と未露光部との間でアルカリ溶解性に差が生じ、これによってレジストパターンが形成可能となる。つまり、フォトレジストに対して選択的露光を行うと、当該フォトレジストのアルカリ溶解性が部分的に変化し、当該フォトレジストが、アルカリ溶解性の高い部分と、アルカリ溶解性の低い部分とからなるパターンを有するものとなる。そして、このフォトレジストをアルカリ現像すると、アルカリ溶解性の高い部分が溶解し、除去されることにより、レジストパターンが形成される。
フォトレジストには、露光部のアルカリ溶解性が増大するポジ型と、露光部のアルカリ溶解性が低下するネガ型とがある。
短波長の露光光源に対して高い感度を有するフォトレジストの1つとして、放射線の作用により酸を発生する光酸発生剤(PAG)と、該酸の作用によりアルカリ溶解性が変化する基材成分とを含有する化学増幅型レジスト組成物が知られている(たとえば特許文献1〜2参照)。
Lithography technology is frequently used for the production of fine structures in various electronic devices such as semiconductor devices and liquid crystal devices.
In the lithography technique, a photosensitive organic material called a photoresist has been conventionally used. As the photoresist, those whose solubility (alkali solubility) in an alkali developer is changed by irradiation (exposure) of radiation such as short-wavelength light such as vacuum ultraviolet rays or electron beam (exposure) is generally used. . Such a photoresist changes its alkali solubility due to, for example, partial decomposition of the structure or formation of a cross-linkage upon exposure. For this reason, a difference in alkali solubility occurs between the exposed portion and the unexposed portion, thereby making it possible to form a resist pattern. That is, when the photoresist is selectively exposed, the alkali solubility of the photoresist partially changes, and the photoresist is composed of a portion having a high alkali solubility and a portion having a low alkali solubility. It will have a pattern. When this photoresist is developed with an alkali, a portion having high alkali solubility is dissolved and removed, whereby a resist pattern is formed.
The photoresist includes a positive type in which the alkali solubility in the exposed area is increased and a negative type in which the alkali solubility in the exposed area is decreased.
As one of photoresists having high sensitivity to an exposure light source with a short wavelength, a photoacid generator (PAG) that generates acid by the action of radiation, and a base material component whose alkali solubility changes by the action of the acid Chemically amplified resist compositions containing these are known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

光学ROM(Read Only Memory)ディスクのデータ書き込み過程においては、近い将来、超高密度記録を実現するために少なくとも100nm以下のピットを実現するリソグラフィー技術が望まれている。
上述したように、これまでに、より短波長な光源を用いた手法、または電子線を用いた手法についての開発が行われてきている。
しかしながら、露光に用いる光源の波長が短くなるにつれて、光源だけでなく光学的要因にからむ種々の困難な問題が発生する。たとえば露光機は、光源の波長が短くなるほど高価格化、大型化する傾向があり、また、電子線を用いる場合には、電子線ビームを発生させるために高電圧条件、真空チャンバー等が必要であり、結果として大掛かりな設備が必要となってしまう。これらの問題は、光学CD−ROMディスク等の製品の製造コストを増加させてしまう。
In the data writing process of an optical ROM (Read Only Memory) disk, in the near future, a lithography technique that realizes pits of at least 100 nm or less is desired in order to realize ultra-high density recording.
As described above, the development of a technique using a light source having a shorter wavelength or a technique using an electron beam has been performed so far.
However, as the wavelength of the light source used for exposure becomes shorter, various difficult problems are caused not only by the light source but also by optical factors. For example, exposure machines tend to increase in price and size as the wavelength of the light source decreases, and when using an electron beam, high voltage conditions, a vacuum chamber, etc. are required to generate an electron beam. As a result, large-scale facilities are required. These problems increase the manufacturing cost of products such as optical CD-ROM discs.

最近開発が行われている技術の1つとして熱リソグラフィーがある。これは、光を直接使わず、光の生み出す熱分布を利用する方法である。熱リソグラフィーによれば、光のスポット径以下の微細な描画が可能になり、微細パターンの形成や、高速・低コスト化が可能であるとされている。
既に報告されている熱リソグラフィー手法としては、温度が一定以上になると急激に性質が変化する無機材料を用いる方法がある。たとえば非特許文献1には、基板上に、ZnS−SiO層、TbFeCo層およびZnS−SiO層がこの順で積層された積層体を用いる方法が記載されている。この方法は、熱による容積変化を利用した熱リソグラフィーであり、かかる方法においては、TbFeCo層がレーザー光を吸収して発熱し、その温度が200℃を越えるとその容積が増大しはじめ、結果、レーザー光の照射部分の膜厚が増大してパターンが形成される。
また、前記無機材料として、酸化プラチナを用いる方法も報告されている(たとえば非特許文献2参照)。この方法は、酸化プラチナが、一定の温度以上になると爆発的に蒸発する性質を利用したものであり、基板表面に塗った酸化プラチナに青色レーザー光を当てて加熱し、加工に必要な部分を取り除くようにしている。この方法によれば、青色レーザー光(波長405nm)で100nm以下の微細パターン形成を実現できるとされている。
また、たとえば非特許文献3には、ポリカーボネート製の基板上に、GeSbTe層、ZnS−SiO層およびフォトレジスト膜がこの順で積層された積層体を用いる方法が記載されている。この方法では、まず、基板の下側から赤色レーザーを照射すると、該レーザー光がGeSbTeに吸収され、GeSbTeが発熱する。この熱が、その上層のレジスト膜(ネガ)に伝わり、該熱の作用によりレジスト膜がアルカリ不溶性に変化する。そのため、これをアルカリ現像することによりレジストパターンが形成される。
特許第2881969号公報 特開2003−241385号公報 Jpn.J.Appl.Phys.Vol.43,No.8B(2004)pp.L1045−L1047 第53回応用物理学関係連合講演会、講演予稿集、第1051頁(2006春)、22a−D−9 Jpn.J.Appl.Phys.Vol.41,No.9A/B(2002)pp.L1022−L1024
One technique that has been recently developed is thermal lithography. In this method, light is not used directly, but heat distribution generated by light is used. According to thermal lithography, it is possible to perform fine drawing less than the spot diameter of light, and it is possible to form a fine pattern and achieve high speed and low cost.
As an already reported thermal lithography method, there is a method using an inorganic material whose properties are rapidly changed when the temperature becomes a certain level or more. For example, Non-Patent Document 1 describes a method using a laminate in which a ZnS—SiO 2 layer, a TbFeCo layer, and a ZnS—SiO 2 layer are laminated in this order on a substrate. This method is thermal lithography using a change in volume due to heat. In such a method, the TbFeCo layer absorbs laser light and generates heat, and when the temperature exceeds 200 ° C., the volume starts to increase. The pattern is formed by increasing the film thickness of the irradiated portion of the laser beam.
In addition, a method using platinum oxide as the inorganic material has been reported (for example, see Non-Patent Document 2). This method uses the property that platinum oxide evaporates explosively when the temperature exceeds a certain temperature. Blue oxide light is applied to the platinum oxide applied to the substrate surface to heat it, and the parts required for processing are removed. I try to remove it. According to this method, it is said that fine pattern formation of 100 nm or less can be realized with blue laser light (wavelength 405 nm).
For example, Non-Patent Document 3 describes a method of using a laminate in which a Ge 2 Sb 2 Te 5 layer, a ZnS—SiO 2 layer, and a photoresist film are laminated in this order on a polycarbonate substrate. Yes. In this method, first, when irradiated with red laser from the lower side of the substrate, the laser light is absorbed in the Ge 2 Sb 2 Te 5, are Ge 2 Sb 2 Te 5 generates heat. This heat is transmitted to the upper resist film (negative), and the resist film changes to alkali-insoluble by the action of the heat. Therefore, a resist pattern is formed by alkali developing this.
Japanese Patent No. 2881969 JP 2003-241385 A Jpn. J. et al. Appl. Phys. Vol. 43, no. 8B (2004) pp. L1045-L1047 53rd Joint Conference on Applied Physics, Preliminary Proceedings, pp. 1051 (Spring 2006), 22a-D-9 Jpn. J. et al. Appl. Phys. Vol. 41, no. 9A / B (2002) pp. L1022-L1024

これまで提案されている熱リソグラフィー技術は、いずれも、光を吸収させ、そのエネルギーを熱に変換するために無機材料を用いている。しかし、これらの無機材料は、高価なものが多く、また、レジストパターン形成後、基板エッチング等の加工性が悪いなどの問題がある。
上記問題を解決する手段の1つとして、有機材料のみを用いて熱リソグラフィーを行うことが考えられる。しかし、これまで、無機材料を用いることなく、有機材料のみを用いて熱リソグラフィーを行う技術は提案されていない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、熱リソグラフィーによるレジストパターン形成が可能な熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物、および該熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法を提供することを目的とする。
All of the thermal lithography techniques that have been proposed so far use inorganic materials to absorb light and convert its energy into heat. However, many of these inorganic materials are expensive, and there are problems such as poor processability such as substrate etching after resist pattern formation.
As one means for solving the above problem, it is conceivable to perform thermal lithography using only an organic material. However, until now, no technology has been proposed for performing thermal lithography using only organic materials without using inorganic materials.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a chemically amplified positive resist composition for thermal lithography capable of forming a resist pattern by thermal lithography, and the chemically amplified positive resist composition for thermal lithography. An object of the present invention is to provide a method for forming a resist pattern using the above.

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、形成されるレジスト膜の、露光に使用する光源の波長の光での吸光度が所定値以上である化学増幅型ポジ型レジスト組成物により、上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明の第一の態様は、熱リソグラフィーに用いられるレジスト膜を形成するための熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物であって、
当該熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物を用いて形成されるレジスト膜が、前記熱リソグラフィーにおいて用いられる露光光源の波長において、膜厚100nmあたり0.08以上の吸光度を有することを特徴とする熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物である。
本発明の第二の態様は、支持体上に、前記第一の態様の熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜に対し、当該レジスト膜の膜厚100nmあたりの吸光度が0.08以上である波長の光を用いて選択的露光を行う工程、および前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法である。
As a result of intensive studies, the present inventors have obtained the above problem by using a chemically amplified positive resist composition in which the absorbance of the formed resist film with light having a wavelength of a light source used for exposure is a predetermined value or more. The present invention has been completed.
That is, the first aspect of the present invention is a chemically amplified positive resist composition for thermal lithography for forming a resist film used for thermal lithography,
The resist film formed using the chemical amplification type positive resist composition for thermal lithography has an absorbance of 0.08 or more per 100 nm thickness at the wavelength of the exposure light source used in the thermal lithography. A chemically amplified positive resist composition for thermal lithography.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a step of forming a resist film on a support using the chemically amplified positive resist composition for thermal lithography according to the first aspect. The resist pattern forming method includes a step of performing selective exposure using light having a wavelength of 0.08 or more per 100 nm of film thickness and a step of developing the resist film to form a resist pattern.

なお、本明細書および特許請求の範囲において、「露光」は放射線の照射全般を含む概念とする。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖、分岐鎖および環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「低級アルキル基」は、炭素原子数1〜5のアルキル基である。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖、分岐鎖および環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「構成単位」とは、樹脂(重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
In the present specification and claims, “exposure” is a concept including general radiation irradiation.
Unless otherwise specified, the “alkyl group” includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups.
A “lower alkyl group” is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The “alkylene group” includes linear, branched and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups unless otherwise specified.
“Structural unit” means a monomer unit (monomer unit) constituting a resin (polymer).

本発明により、熱リソグラフィーによるレジストパターン形成が可能な熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物、および該熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法を提供できる。   The present invention can provide a chemically amplified positive resist composition for thermal lithography capable of forming a resist pattern by thermal lithography, and a resist pattern forming method using the chemically amplified positive resist composition for thermal lithography.

≪熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物≫
本発明の熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物は、当該熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物を用いて形成されるレジスト膜が、前記熱リソグラフィーにおいて用いられる露光光源の波長において、膜厚100nmあたり0.08以上の吸光度を有することが必要である。該吸光度が0.08以上であることにより、熱リソグラフィーによるレジストパターン形成が可能となる。すなわち、化学増幅型ポジ型レジスト組成物は、通常、酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する基材成分(A)と、熱の作用により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを必須の成分として含有する。化学増幅型ポジ型レジスト組成物に用いられている酸発生剤成分(B)は、通常、一定以上の温度に加熱された際においても、露光時と同様、酸を発生する。そして、当該化学増幅型ポジ型レジスト組成物からなるレジスト膜の吸光度が0.08以上であると、熱リソグラフィーにおいて該レジスト膜を露光した際に、当該レジスト膜中の酸発生剤成分(B)から酸を発生させるのに充分な温度の熱が発生する。そのため、レジストパターンの形成において、当該レジスト膜を選択的に露光すると、露光部において、酸発生剤成分(B)から酸が発生し、該酸の作用により基材成分(A)のアルカリ溶解性が増大する一方で、未露光部はアルカリ不溶性のまま変化しないため、当該レジスト膜をアルカリ現像することによりレジストパターンを形成することができる。
前記吸光度の上限値としては、特に制限はなく、熱干渉の影響、感度等のリソグラフィー特性などを考慮すると、膜厚100nmあたり、0.5以下が好ましく、0.45以下がより好ましく、0.4以下が最も好ましい。
≪Chemically amplified positive resist composition for thermal lithography≫
In the chemically amplified positive resist composition for thermal lithography of the present invention, the resist film formed using the chemically amplified positive resist composition for thermal lithography has a wavelength of an exposure light source used in the thermal lithography, It is necessary to have an absorbance of 0.08 or more per 100 nm of film thickness. When the absorbance is 0.08 or more, a resist pattern can be formed by thermal lithography. That is, the chemical amplification type positive resist composition usually requires a base component (A) whose alkali solubility is increased by the action of acid and an acid generator component (B) which generates an acid by the action of heat. It is contained as a component. The acid generator component (B) used in the chemically amplified positive resist composition usually generates an acid even when heated to a certain temperature or higher, as in the case of exposure. When the resist film comprising the chemically amplified positive resist composition has an absorbance of 0.08 or more, the acid generator component (B) in the resist film is exposed when the resist film is exposed by thermal lithography. Heat is generated at a temperature sufficient to generate acid from the substrate. Therefore, when the resist film is selectively exposed in the formation of the resist pattern, an acid is generated from the acid generator component (B) in the exposed portion, and the alkali solubility of the base material component (A) is caused by the action of the acid. On the other hand, since the unexposed portion remains alkali-insoluble and does not change, a resist pattern can be formed by alkali-developing the resist film.
The upper limit of the absorbance is not particularly limited, and is preferably 0.5 or less, more preferably 0.45 or less, and more preferably 0.45 or less per 100 nm of film thickness in consideration of the influence of thermal interference and lithography characteristics such as sensitivity. Most preferred is 4 or less.

前記吸光度は、化学増幅型ポジ型レジスト組成物に配合する成分の種類や配合量を調節することにより調節できる。たとえば後述する、露光光源の波長の光を吸収する染料(C)を配合することにより前記吸光度を調節でき、該染料(C)の含有量が多いほど、また、該染料(C)の光吸収能が高いほど、前記吸光度が大きくなる。また、後述する基材成分(A)が、染料(C)と同様に、熱リソグラフィーにおいて用いられる露光光源の波長の光を吸収する(以下、単に「光吸収性を有する」ということがある。)化合物である場合は、基材成分(A)の種類や配合量を調節することによっても前記吸光度を調節できる。   The said light absorbency can be adjusted by adjusting the kind and compounding quantity of a component mix | blended with a chemically amplified positive resist composition. For example, the absorbance can be adjusted by blending a dye (C) that absorbs light having a wavelength of an exposure light source, which will be described later. The higher the content of the dye (C), the more the light absorption of the dye (C). The higher the performance, the greater the absorbance. Further, the base material component (A) described later absorbs light having a wavelength of an exposure light source used in thermal lithography as in the case of the dye (C) (hereinafter simply referred to as “having light absorption”). In the case of a compound), the absorbance can also be adjusted by adjusting the type and amount of the base component (A).

本明細書および特許請求の範囲において、前記吸光度は、当該熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物を用いて石英基板上にレジスト膜を成膜し、該レジスト膜について、露光光源の波長における吸光度を測定し、その値と、当該レジスト膜の膜厚とから、レジスト膜の膜厚100nmあたりの吸光度を算出することにより求められる。
レジスト膜の成膜は、当該熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物の有機溶剤溶液を、石英基板上に、スピンコートにより塗布し、ベークすることにより行うことができる。ベーク温度は、特に制限はなく、使用する化学増幅型ポジ型レジスト組成物に応じて適宜設定すればよい。
レジスト膜の吸光度は、たとえば市販の分光光度計を用いて測定することができる。
In the present specification and claims, the absorbance is obtained by forming a resist film on a quartz substrate using the chemically amplified positive resist composition for thermal lithography, and the resist film at the wavelength of the exposure light source. The absorbance is measured, and the absorbance per 100 nm thickness of the resist film is calculated from the value and the thickness of the resist film.
The resist film can be formed by applying an organic solvent solution of the chemically amplified positive resist composition for thermal lithography on a quartz substrate by spin coating and baking. The baking temperature is not particularly limited, and may be set as appropriate according to the chemically amplified positive resist composition to be used.
The absorbance of the resist film can be measured using, for example, a commercially available spectrophotometer.

本発明の熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物(以下、単に本発明のポジ型レジスト組成物ということがある。)の好ましい態様として、酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する基材成分(A)(以下、(A)成分という。)と、熱の作用により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下、(B)成分という。)と、前記露光光源の波長の光を吸収する染料(C)(以下、(C)成分という。)とを含有するポジ型レジスト組成物が挙げられる。レジストパターン形成時において、かかるポジ型レジスト組成物を用いて形成したレジスト膜を選択的に露光すると、(C)成分が主に当該光を吸収して熱を発生する。この熱は、(B)成分に作用して熱を発生させ、該酸は、(A)成分に作用してそのアルカリ溶解性を増大させる。   As a preferred embodiment of the chemically amplified positive resist composition for thermal lithography of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as the positive resist composition of the present invention), a base component whose alkali solubility is increased by the action of an acid. (A) (hereinafter referred to as component (A)), an acid generator component (B) (hereinafter referred to as component (B)) that generates an acid by the action of heat, and light having a wavelength of the exposure light source. And a positive resist composition containing the absorbing dye (C) (hereinafter referred to as the component (C)). When a resist film formed using such a positive resist composition is selectively exposed at the time of forming a resist pattern, the component (C) mainly absorbs the light and generates heat. This heat acts on the component (B) to generate heat, and the acid acts on the component (A) to increase its alkali solubility.

<(A)成分>
(A)成分としては、特に限定されず、これまで、化学増幅型ポジ型レジスト組成物用の基材成分として提案されている多数のもののなかから任意のものを選択して使用することができる。該基材成分としては、酸解離性溶解抑制基を有するものが一般的に用いられる。かかる基材成分は、露光前はアルカリ不溶性であり、露光後、(B)成分から酸が発生すると、当該酸の作用により酸解離性溶解抑制基が解離し、アルカリ可溶性へと変化する。
<(A) component>
The component (A) is not particularly limited, and any component can be selected and used from among a number of components that have been proposed as base materials for chemically amplified positive resist compositions. . As the substrate component, one having an acid dissociable, dissolution inhibiting group is generally used. Such a substrate component is insoluble in alkali before exposure, and when an acid is generated from the component (B) after exposure, the acid dissociable, dissolution inhibiting group is dissociated by the action of the acid and changes to alkali-soluble.

ここで、「基材成分」とは、膜形成能を有する有機化合物であり、好ましくは分子量が500以上の有機化合物が用いられる。該有機化合物の分子量が500以上であることにより、膜形成能が向上し、また、ナノレベルのパターンを形成しやすい。
前記分子量が500以上の有機化合物は、分子量が500以上2000以下の低分子量の有機化合物(以下、低分子化合物という。)と、分子量が2000より大きい高分子量の樹脂(重合体)とに大別される。前記低分子化合物としては、通常、非重合体が用いられる。樹脂(重合体)の場合は、「分子量」としてGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の質量平均分子量を用いるものとする。以下、単に「樹脂」という場合は、分子量が2000より大きい樹脂を示すものとする。
(A)成分としては、酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する低分子化合物であってもよく、酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する樹脂であってもよく、これらの混合物であってもよい。
Here, the “base material component” is an organic compound having a film forming ability, and an organic compound having a molecular weight of 500 or more is preferably used. When the molecular weight of the organic compound is 500 or more, the film forming ability is improved and a nano-level pattern is easily formed.
The organic compound having a molecular weight of 500 or more is roughly classified into a low molecular weight organic compound having a molecular weight of 500 or more and 2000 or less (hereinafter referred to as a low molecular compound) and a high molecular weight resin having a molecular weight of 2000 or more (polymer). Is done. As the low molecular weight compound, a non-polymer is usually used. In the case of a resin (polymer), a polystyrene-reduced weight average molecular weight by GPC (gel permeation chromatography) is used as the “molecular weight”. Hereinafter, the term “resin” simply means a resin having a molecular weight of more than 2000.
The component (A) may be a low molecular compound whose alkali solubility is increased by the action of an acid, a resin whose alkali solubility is increased by the action of an acid, or a mixture thereof. Good.

(A)成分は、酸解離性溶解抑制基に加えて、親水性基を有することが好ましい。親水性基を有することにより、(A)成分全体の親水性が高まり、現像液との親和性が高まって、露光部でのアルカリ溶解性が向上し、解像性の向上に寄与する。
該親水性基としては、水酸基、カルボキシ基、カルボニル基(−C(O)−)、エステル基(エステル結合;−C(O)−O−)、アミノ基、アミド基からなる群から選択される1種以上が好ましい。これらの内、水酸基(特にはアルコール性水酸基又はフェノール性水酸基)、カルボキシ基、エステル基がより好ましい。中でもカルボキシ基、アルコール性水酸基、フェノール性水酸基が、ナノレベルでラインエッジラフネス(パターン側壁の凹凸)の小さいパターンを形成でき好ましい。親水性基は酸解離性溶解抑制基を兼ねていてもよい。
The component (A) preferably has a hydrophilic group in addition to the acid dissociable, dissolution inhibiting group. By having a hydrophilic group, the hydrophilicity of the entire component (A) is increased, the affinity with the developer is increased, the alkali solubility in the exposed area is improved, and the resolution is improved.
The hydrophilic group is selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxy group, a carbonyl group (—C (O) —), an ester group (ester bond; —C (O) —O—), an amino group, and an amide group. One or more of these are preferred. Among these, a hydroxyl group (particularly an alcoholic hydroxyl group or a phenolic hydroxyl group), a carboxy group, and an ester group are more preferable. Among these, a carboxy group, an alcoholic hydroxyl group, and a phenolic hydroxyl group are preferable because they can form a pattern with small line edge roughness (unevenness on the pattern side wall) at the nano level. The hydrophilic group may also serve as an acid dissociable, dissolution inhibiting group.

本発明のポジ型レジスト組成物の(A)成分としては、下記(A−1)成分および/または(A−2)成分が好ましい。
・(A−1)成分:酸解離性溶解抑制基を有する構成単位を有する樹脂。
・(A−2)成分:酸解離性溶解抑制基を有する低分子化合物。
以下、(A−1)成分および(A−2)成分の好ましい態様をより具体的に説明する。
As the (A) component of the positive resist composition of the present invention, the following (A-1) component and / or (A-2) component are preferable.
-(A-1) component: Resin which has a structural unit which has an acid dissociable, dissolution inhibiting group.
Component (A-2): a low molecular compound having an acid dissociable, dissolution inhibiting group.
Hereinafter, preferred embodiments of the component (A-1) and the component (A-2) will be described more specifically.

[(A−1)成分]
(A−1)成分は、酸解離性溶解抑制基を有する構成単位を有する樹脂である。
(A−1)成分中の、前記酸解離性溶解抑制基を有する構成単位の割合は、当該(A−1)成分を構成する全構成単位の合計量に対し、20〜80モル%であることが好ましく、20〜70モル%がより好ましく、30〜60モル%がさらに好ましい。
[(A-1) component]
The component (A-1) is a resin having a structural unit having an acid dissociable, dissolution inhibiting group.
The proportion of the structural unit having the acid dissociable, dissolution inhibiting group in the component (A-1) is 20 to 80 mol% with respect to the total amount of all the structural units constituting the component (A-1). It is preferably 20 to 70 mol%, more preferably 30 to 60 mol%.

また、(A−1)成分は、前記酸解離性溶解抑制基を有する構成単位に加えて、さらに、親水性基を有する構成単位を有することが好ましい。
好ましくは、前記親水性基を有する構成単位が、カルボキシ基、アルコール性水酸基、フェノール性水酸基を有する構成単位であり、より好ましくはアクリル酸、メタクリル酸、アルコール性水酸基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステル、ヒドロキシスチレンから誘導される単位である。
(A−1)成分中の、前記親水性基を有する構成単位の割合は、当該(A−1)成分を構成する全構成単位の合計量に対し、20〜80モル%であることが好ましく、20〜70モル%がより好ましく、20〜60モル%がさらに好ましい。
The component (A-1) preferably further has a structural unit having a hydrophilic group in addition to the structural unit having the acid dissociable, dissolution inhibiting group.
Preferably, the structural unit having a hydrophilic group is a structural unit having a carboxy group, an alcoholic hydroxyl group or a phenolic hydroxyl group, more preferably an acrylic acid, methacrylic acid or an alcoholic hydroxyl group (α-lower alkyl). A unit derived from an acrylate ester and hydroxystyrene.
It is preferable that the ratio of the structural unit which has the said hydrophilic group in a (A-1) component is 20-80 mol% with respect to the total amount of all the structural units which comprise the said (A-1) component. 20-70 mol% is more preferable, and 20-60 mol% is further more preferable.

(A−1)成分として、より具体的には、酸解離性溶解抑制基を有するノボラック樹脂、ヒドロキシスチレン系樹脂、(α−低級アルキル)アクリル酸エステル樹脂、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位と(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を含有する共重合樹脂等が好適に用いられる。
なお、本明細書において、「(α−低級アルキル)アクリル酸」とは、アクリル酸(CH=CH−COOH)およびα−低級アルキルアクリル酸の一方あるいは両方を示す。α−低級アルキルアクリル酸は、アクリル酸におけるカルボニル基が結合している炭素原子に結合した水素原子が、低級アルキル基で置換されたものを示す。「(α−低級アルキル)アクリル酸エステル」は「(α−低級アルキル)アクリル酸」のエステル誘導体であり、アクリル酸エステルおよびα−低級アルキルアクリル酸エステルの一方あるいは両方を示す。
「(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、(α−低級アルキル)アクリル酸エステルのエチレン性2重結合が開裂して形成される構成単位であり、以下(α−低級アルキル)アクリレート構成単位ということがある。「(α−低級アルキル)アクリレート」は、アクリレートおよびα−低級アルキルアクリレートの一方あるいは両方を示す。
「ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレン又はα―低級アルキルヒドロキシスチレンのエチレン性2重結合が開裂して形成される構成単位であり、以下ヒドロキシスチレン単位ということがある。「α−低級アルキルヒドロキシスチレン」は、フェニル基が結合する炭素原子に低級アルキル基が結合していることを示す。
「α−低級アルキルアクリル酸エステルから誘導される構成単位」及び「α−低級アルキルヒドロキシスチレンから誘導される構成単位」において、α位に結合している低級アルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基であり、直鎖または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられる。工業的にはメチル基が好ましい。
More specifically, as the component (A-1), a novolak resin having an acid dissociable, dissolution inhibiting group, a hydroxystyrene resin, a (α-lower alkyl) acrylic acid ester resin, a structural unit derived from hydroxystyrene; A copolymer resin containing a structural unit derived from an (α-lower alkyl) acrylate ester is preferably used.
In this specification, “(α-lower alkyl) acrylic acid” refers to one or both of acrylic acid (CH 2 ═CH—COOH) and α-lower alkylacrylic acid. α-Lower alkyl acrylic acid refers to one in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom to which a carbonyl group in acrylic acid is bonded is substituted with a lower alkyl group. “(Α-Lower alkyl) acrylic acid ester” is an ester derivative of “(α-lower alkyl) acrylic acid” and represents one or both of acrylic acid ester and α-lower alkyl acrylic acid ester.
The “structural unit derived from (α-lower alkyl) acrylic acid ester” is a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of (α-lower alkyl) acrylic acid ester. -Lower alkyl) acrylate structural unit. “(Α-lower alkyl) acrylate” refers to one or both of acrylate and α-lower alkyl acrylate.
The “structural unit derived from hydroxystyrene” is a structural unit formed by cleaving an ethylenic double bond of hydroxystyrene or α-lower alkylhydroxystyrene, and may hereinafter be referred to as a hydroxystyrene unit. “Α-lower alkylhydroxystyrene” indicates that the lower alkyl group is bonded to the carbon atom to which the phenyl group is bonded.
In the “structural unit derived from an α-lower alkyl acrylate ester” and the “structural unit derived from an α-lower alkylhydroxystyrene”, the lower alkyl group bonded to the α-position has 1 to 5 carbon atoms. An alkyl group, preferably a linear or branched alkyl group, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group Etc. Industrially, a methyl group is preferable.

(A−1)成分として好適な樹脂成分としては、特に限定するものではないが、例えば、下記構成単位(a1)のようなフェノール性水酸基を有する単位と、下記構成単位(a2)および下記構成単位(a3)からなる群より選ばれる少なくとも1つのような酸解離性溶解抑制基を有する構成単位、そして必要に応じて用いられる(a4)のようなアルカリ不溶性の単位を有する樹脂成分(以下、(A−11)成分ということがある。)が挙げられる。
当該(A−11)成分においては、露光によって酸発生剤から発生する酸の作用によって、構成単位(a2)および/または構成単位(a3)において開裂が生じ、これによって、はじめはアルカリ現像液に対して不溶性であった樹脂において、そのアルカリ溶解性が増大する。その結果、露光・現像により、化学増幅型のポジ型のパターンを形成することができる。
The resin component suitable as the component (A-1) is not particularly limited. For example, a unit having a phenolic hydroxyl group such as the following structural unit (a1), the following structural unit (a2) and the following structural unit A structural unit having at least one acid dissociable, dissolution inhibiting group selected from the group consisting of units (a3), and a resin component having an alkali-insoluble unit such as (a4) used as necessary (hereinafter referred to as “a”). (It may be called (A-11) component.).
In the component (A-11), cleavage occurs in the structural unit (a2) and / or the structural unit (a3) by the action of the acid generated from the acid generator upon exposure. In the resin which is insoluble to the resin, the alkali solubility is increased. As a result, a chemically amplified positive pattern can be formed by exposure and development.

・・構成単位(a1)
構成単位(a1)は、フェノール性水酸基を有する単位であって、好ましくは下記一般式(I’)で表されるヒドロキシスチレンから誘導される単位である。
..Structural unit (a1)
The structural unit (a1) is a unit having a phenolic hydroxyl group, and is preferably a unit derived from hydroxystyrene represented by the following general formula (I ′).

Figure 2008102277
(式中、Rは水素原子または低級アルキル基を示す。)
Figure 2008102277
(In the formula, R represents a hydrogen atom or a lower alkyl group.)

Rは水素原子又は低級アルキル基である。低級アルキル基については上記の通りであり、特に水素原子またはメチル基が好ましい。Rの説明は以下同様である。
−OHのベンゼン環への結合位置は、特に限定されるものではないが、式中に記載の4の位置(パラ位)が好ましい。
構成単位(a1)は、(A−11)成分中に40〜80モル%、好ましくは50〜75モル%含まれることが好ましい。40モル%以上とすることにより、アルカリ現像液に対する溶解性を向上させることができ、パターン形状の改善効果も得られる。80モル%以下とすることにより、他の構成単位とのバランスをとることができる。
R is a hydrogen atom or a lower alkyl group. The lower alkyl group is as described above, and a hydrogen atom or a methyl group is particularly preferable. The description of R is the same below.
The bonding position of —OH to the benzene ring is not particularly limited, but the position 4 (para position) described in the formula is preferred.
The structural unit (a1) is contained in the component (A-11) in an amount of 40 to 80 mol%, preferably 50 to 75 mol%. By setting it as 40 mol% or more, the solubility with respect to an alkali developing solution can be improved, and the improvement effect of a pattern shape is also acquired. The balance with other structural units can be taken by setting it as 80 mol% or less.

・・構成単位(a2)
構成単位(a2)は、酸解離性溶解抑制基を有する構成単位であって、下記一般式(II’)で表される。
..Structural unit (a2)
The structural unit (a2) is a structural unit having an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and is represented by the following general formula (II ′).

Figure 2008102277
(式中、Rは上記と同じであり、Xは酸解離性溶解抑制基を示す。)
Figure 2008102277
(In the formula, R is the same as above, and X represents an acid dissociable, dissolution inhibiting group.)

酸解離性溶解抑制基Xは、第3級炭素原子を有するアルキル基であって、当該第3級アルキル基の第3級炭素原子がエステル基[−C(O)O−]に結合している酸離性溶解抑制基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基のような環状アセタール基などである。
この様な酸解離性溶解抑制基Xは、例えば化学増幅型のポジ型レジスト組成物において用いられているものの中から上記以外のものも任意に使用することができる。
The acid dissociable, dissolution inhibiting group X is an alkyl group having a tertiary carbon atom, and the tertiary carbon atom of the tertiary alkyl group is bonded to the ester group [—C (O) O—]. Examples thereof include acid-dissolving dissolution inhibiting groups, tetrahydropyranyl groups, and cyclic acetal groups such as tetrahydrofuranyl groups.
As such an acid dissociable, dissolution inhibiting group X, for example, those other than those described above can be arbitrarily used from among those used in a chemically amplified positive resist composition.

構成単位(a2)として、例えば下記一般式(III’)で表されるもの等が好ましいものとして挙げられる。   As the structural unit (a2), for example, those represented by general formula (III ′) shown below are preferred.

Figure 2008102277
Figure 2008102277

式中、Rは上記と同じであり、R11、R12、R13は、それぞれ独立に低級アルキル基(直鎖、分岐鎖のいずれでもよい。好ましくは炭素数1〜5である。)である。または、R11、R12、R13のうち、R11が低級アルキル基であり、R12とR13が結合して、単環または多環の脂肪族環式基を形成していてもよい。該脂肪族環式基の炭素数は好ましくは5〜12である。
ここで、「脂肪族」とは、当該基または化合物が芳香族性を有さないことを意味し、「脂肪族環式基」は、芳香族性を持たない単環式基または多環式基を意味する。
11、R12、R13が脂肪族環式基を有さない場合には、例えばR11、R12、R13がいずれもメチル基であるものが好ましい。
11、R12、R13のいずれかが脂肪族環式基を有する場合において、脂肪族環式基が単環の脂肪族環式基である場合は、構成単位(a2)として、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基を有するもの等が好ましい。
脂肪族環式基が多環の脂環式基である場合、構成単位(a2)として好ましいものとしては、例えば下記一般式(IV’)で表されるものを挙げることができる。
In the formula, R is the same as described above, and R 11 , R 12 , and R 13 are each independently a lower alkyl group (which may be linear or branched. Preferably, it has 1 to 5 carbon atoms). is there. Or, among R 11 , R 12 and R 13 , R 11 may be a lower alkyl group, and R 12 and R 13 may be bonded to form a monocyclic or polycyclic aliphatic cyclic group. . The aliphatic cyclic group preferably has 5 to 12 carbon atoms.
Here, “aliphatic” means that the group or compound does not have aromaticity, and “aliphatic cyclic group” means a monocyclic group or polycyclic group having no aromaticity. Means group.
When R 11 , R 12 and R 13 do not have an aliphatic cyclic group, for example, it is preferable that R 11 , R 12 and R 13 are all methyl groups.
In the case where any of R 11 , R 12 and R 13 has an aliphatic cyclic group, when the aliphatic cyclic group is a monocyclic aliphatic cyclic group, as the structural unit (a2), for example, cyclopentyl And those having a cyclohexyl group are preferred.
When the aliphatic cyclic group is a polycyclic alicyclic group, preferred examples of the structural unit (a2) include those represented by the following general formula (IV ′).

Figure 2008102277
[式中、Rは上記と同じであり、R14は低級アルキル基(直鎖、分岐鎖のいずれでもよい。好ましくは炭素数1〜5である。)である。]
Figure 2008102277
[Wherein, R is the same as described above, and R 14 represents a lower alkyl group (which may be linear or branched, preferably has 1 to 5 carbon atoms). ]

また、多環の脂肪族環式基を含む酸解離性溶解抑制基を有するものとして、下記一般式(V’)で表されるものも好ましい。   Moreover, what is represented by the following general formula (V ') as a thing which has an acid dissociable, dissolution inhibiting group containing a polycyclic aliphatic cyclic group is also preferable.

Figure 2008102277
[式中、Rは上記と同じであり、R15、R16は、それぞれ独立に低級アルキル基(直鎖、分岐鎖のいずれでもよい。好ましくは炭素数は1〜5である。)である。]
Figure 2008102277
[Wherein, R is the same as defined above, and R 15 and R 16 each independently represent a lower alkyl group (which may be either a straight chain or a branched chain, preferably has 1 to 5 carbon atoms). . ]

構成単位(a2)は、(A−11)成分中に、5〜50モル%、好ましくは10〜40モル%、さらに好ましくは、10〜35モル%の範囲で存在することが好ましい。   The structural unit (a2) is preferably present in the component (A-11) in an amount of 5 to 50 mol%, preferably 10 to 40 mol%, more preferably 10 to 35 mol%.

・・構成単位(a3)
構成単位(a3)は、酸解離性溶解抑制基を有する構成単位であって、下記一般式(VI’)で表されるものである。
..Structural unit (a3)
The structural unit (a3) is a structural unit having an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and is represented by the following general formula (VI ′).

Figure 2008102277
(式中、Rは上記と同じであり、X’は酸解離性溶解抑制基を示す。)
Figure 2008102277
(In the formula, R is the same as above, and X ′ represents an acid dissociable, dissolution inhibiting group.)

酸解離性溶解抑制基X’は、tert−ブチルオキシカルボニル基、tert−アミルオキシカルボニル基のような第3級アルキルオキシカルボニル基;tert−ブチルオキシカルボニルメチル基、tert−ブチルオキシカルボニルエチル基のような第3級アルキルオキシカルボニルアルキル基;tert−ブチル基、tert−アミル基などの第3級アルキル基;テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基などの環状アセタール基;エトキシエチル基、メトキシプロピル基などのアルコキシアルキル基などである。
中でも、tert―ブチルオキシカルボニル基、tert―ブチルオキシカルボニルメチル基、tert−ブチル基、テトラヒドロピラニル基、エトキシエチル基が好ましい。
酸解離性溶解抑制基X’は、例えば化学増幅型のポジ型レジスト組成物において用いられているものの中から上記以外のものも任意に使用することができる。
一般式(VI’)において、ベンゼン環に結合している基(−OX’)の結合位置は特に限定するものではないが式中に示した4の位置(パラ位)が好ましい。
The acid dissociable, dissolution inhibiting group X ′ is a tertiary alkyloxycarbonyl group such as tert-butyloxycarbonyl group or tert-amyloxycarbonyl group; tert-butyloxycarbonylmethyl group or tert-butyloxycarbonylethyl group. Tertiary alkyloxycarbonylalkyl groups such as these; tertiary alkyl groups such as tert-butyl and tert-amyl groups; cyclic acetal groups such as tetrahydropyranyl and tetrahydrofuranyl groups; ethoxyethyl groups and methoxypropyl groups And the like.
Of these, a tert-butyloxycarbonyl group, a tert-butyloxycarbonylmethyl group, a tert-butyl group, a tetrahydropyranyl group, and an ethoxyethyl group are preferable.
As the acid dissociable, dissolution inhibiting group X ′, those other than those described above can be arbitrarily used from among those used in, for example, a chemically amplified positive resist composition.
In the general formula (VI ′), the bonding position of the group (—OX ′) bonded to the benzene ring is not particularly limited, but the position 4 (para position) shown in the formula is preferable.

構成単位(a3)は、(A−11)成分中、5〜50モル%、好ましくは10〜40モル%、さらに好ましくは、10〜35モル%の範囲とされる。   The structural unit (a3) is in the range of 5 to 50 mol%, preferably 10 to 40 mol%, more preferably 10 to 35 mol% in the component (A-11).

・・構成単位(a4)
構成単位(a4)は、アルカリ不溶性の単位であって、下記一般式(VII’)で表されるものである。
..Structural unit (a4)
The structural unit (a4) is an alkali-insoluble unit and is represented by the following general formula (VII ′).

Figure 2008102277
(式中、Rは上記と同じであり、R4’は低級アルキル基を示し、n’は0または1〜3の整数を示す。)
Figure 2008102277
(In the formula, R is the same as above, R 4 ′ represents a lower alkyl group, and n ′ represents 0 or an integer of 1 to 3).

なお、R4’の低級アルキル基は、直鎖または分岐鎖のいずれでもよく、炭素数は好ましくは1〜5とされる。
n’は0または1〜3の整数を示すが、0であることが好ましい。
The lower alkyl group for R 4 ′ may be either a straight chain or a branched chain, and preferably has 1 to 5 carbon atoms.
n ′ represents 0 or an integer of 1 to 3, and is preferably 0.

構成単位(a4)は、(A−11)成分中、1〜40モル%、好ましくは5〜25モル%とされる。1モル%以上とすることにより、形状の改善(特に膜減りの改善)の効果が高くなり、40モル%以下とすることにより、他の構成単位とのバランスをとることができる。   The structural unit (a4) is 1 to 40 mol%, preferably 5 to 25 mol%, in the component (A-11). By setting it to 1 mol% or more, the effect of improving the shape (particularly, improving film loss) is enhanced, and by setting it to 40 mol% or less, it is possible to balance with other structural units.

(A−11)成分においては、前記構成単位(a1)と、構成単位(a2)および構成単位(a3)からなる群より選ばれる少なくとも一つとを必須としつつ、任意に(a4)を含んでもよい。また、これらの各単位を全て有する共重合体を用いてもよいし、これらの単位を1つ以上有する重合体どうしの混合物としてもよい。又はこれらを組み合わせてもよい。
また、(A−11)成分は、前記構成単位(a1)〜(a4)以外のものを任意に含むことができるが、前記構成単位(a1)〜(a4)の合計の割合が80モル%以上、好ましくは90モル%以上(100モル%が最も好ましい)であることが好ましい。
In the component (A-11), the structural unit (a1) and at least one selected from the group consisting of the structural unit (a2) and the structural unit (a3) are essential, and may optionally include (a4). Good. In addition, a copolymer having all these units may be used, or a mixture of polymers having one or more of these units may be used. Or these may be combined.
Moreover, although the component (A-11) can optionally contain components other than the structural units (a1) to (a4), the total proportion of the structural units (a1) to (a4) is 80 mol%. Above, preferably 90 mol% or more (100 mol% is most preferable).

特に、「前記構成単位(a1)および(a3)を有する共重合体のいずれか1種、または該共重合体の2種以上の混合物」、または、「構成単位(a1)、(a2)および(a4)を有する共重合体のいずれか1種、または該共重合体の2種以上の混合物」を、それぞれ用いるか又は混合した態様が、簡便に効果が得られるため最も好ましい。また、耐熱性向上の点でも好ましい。
特には、第三級アルキルオキシカルボニル基で保護したポリヒドロキシスチレンと、1−アルコキシアルキル基で保護したポリヒドロキシスチレンとの混合物であることが好ましい。かかる混合を行う場合、各重合体の混合比(質量比)(第三級アルキルオキシカルボニル基で保護したポリヒドロキシスチレン/1−アルコキシアルキル基で保護したポリヒドロキシスチレン)は、例えば1/9〜9/1、好ましくは2/8〜8/2とされ、さらに好ましくは2/8〜5/5である。
In particular, “any one of the copolymers having the structural units (a1) and (a3), or a mixture of two or more of the copolymers”, or “the structural units (a1), (a2) and An embodiment in which any one of the copolymers having (a4) or a mixture of two or more of the copolymers is used or mixed is most preferable because an effect can be easily obtained. Moreover, it is preferable also from the point of heat resistance improvement.
In particular, a mixture of polyhydroxystyrene protected with a tertiary alkyloxycarbonyl group and polyhydroxystyrene protected with a 1-alkoxyalkyl group is preferred. When such mixing is performed, the mixing ratio (mass ratio) of each polymer (polyhydroxystyrene protected with a tertiary alkyloxycarbonyl group / 1-polyhydroxystyrene protected with 1-alkoxyalkyl group) is, for example, 1/9 to The ratio is 9/1, preferably 2/8 to 8/2, and more preferably 2/8 to 5/5.

上記(A−11)成分以外に、(A−1)成分として好適な樹脂成分としては、特に、耐エッチング性がより低いパターンを形成できるという点で、(α−低級アルキル)アクリル酸エステル樹脂を含む樹脂成分((α−低級アルキル)アクリル酸エステル樹脂)が好ましく、(α−低級アルキル)アクリル酸エステル樹脂からなる樹脂成分がより好ましい。
(α−低級アルキル)アクリル酸エステル樹脂(以下、(A−12)成分という。)においては、酸解離性溶解抑制基を含む(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a5)を有する樹脂が好ましい。α−低級アルキル基については上記と同様である。
構成単位(a5)の酸解離性溶解抑制基は、露光前の樹脂成分全体をアルカリ不溶とするアルカリ溶解抑制性を有すると同時に、露光後に(B)成分から発生した酸の作用により解離し、(A−12)成分全体をアルカリ可溶性へ変化させる基である。
In addition to the component (A-11), the resin component suitable as the component (A-1) is an (α-lower alkyl) acrylate resin, particularly in that a pattern with lower etching resistance can be formed. Is preferably a resin component ((α-lower alkyl) acrylate resin), more preferably a resin component comprising (α-lower alkyl) acrylate resin.
In the (α-lower alkyl) acrylate resin (hereinafter referred to as “component (A-12)”), a structural unit (a5) derived from an (α-lower alkyl) acrylate ester containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group. ) Is preferred. The α-lower alkyl group is the same as described above.
The acid dissociable, dissolution inhibiting group of the structural unit (a5) has an alkali dissolution inhibiting property that renders the entire resin component before exposure to alkali insolubility, and simultaneously dissociates by the action of an acid generated from the (B) component after exposure, (A-12) A group that changes the entire component to alkali-soluble.

酸解離性溶解抑制基としては、例えばArFエキシマレーザーのレジスト組成物用の樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。一般的には、(α−低級アルキル)アクリル酸のカルボキシ基と環状または鎖状の第3級アルキルエステルを形成する基、または環状または鎖状のアルコキシアルキル基などが広く知られている。
ここで、「第3級アルキルエステルを形成する基」とは、アクリル酸のカルボキシ基の水素原子と置換することによりエステルを形成する基である。すなわちアクリル酸エステルのカルボニルオキシ基[−C(O)−O−]の末端の酸素原子に、鎖状または環状の第3級アルキル基の第3級炭素原子が結合している構造を示す。この第3級アルキルエステルにおいては、酸が作用すると、酸素原子と第3級炭素原子との間で結合が切断される。
なお、第3級アルキル基とは、第3級炭素原子を有するアルキル基である。
鎖状の第3級アルキルエステルを形成する基としては、例えばtert−ブチル基、tert−アミル基等が挙げられる。
環状の第3級アルキルエステルを形成する基としては、後述する「脂環式基を含有する酸解離性溶解抑制基」で例示するものと同様のものが挙げられる。
As the acid dissociable, dissolution inhibiting group, for example, a resin for resist compositions of ArF excimer laser can be appropriately selected and used from among many proposed ones. In general, a group that forms a cyclic or chain tertiary alkyl ester with a carboxy group of (α-lower alkyl) acrylic acid, or a cyclic or chain alkoxyalkyl group is widely known.
Here, the “group that forms a tertiary alkyl ester” is a group that forms an ester by substituting the hydrogen atom of the carboxy group of acrylic acid. That is, it shows a structure in which the tertiary carbon atom of a chain-like or cyclic tertiary alkyl group is bonded to the oxygen atom at the terminal of the carbonyloxy group [—C (O) —O—] of the acrylate ester. In this tertiary alkyl ester, when an acid acts, a bond is cut between an oxygen atom and a tertiary carbon atom.
The tertiary alkyl group is an alkyl group having a tertiary carbon atom.
Examples of the group that forms a chain-like tertiary alkyl ester include a tert-butyl group and a tert-amyl group.
Examples of the group that forms a cyclic tertiary alkyl ester include those exemplified in the “acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an alicyclic group” described later.

「環状または鎖状のアルコキシアルキル基」は、カルボキシ基の水素原子と置換してエステルを形成する。すなわち、アクリル酸エステルのカルボニルオキシ基[−C(O)−O―]の末端の酸素原子に前記アルコキシアルキル基が結合している構造を形成する。かかる構造においては、酸の作用により、酸素原子とアルコキシアルキル基との間で結合が切断される。
このような環状または鎖状のアルコキシアルキル基としては、1−メトキシメチル基、1−エトキシエチル基、1−イソプロポキシエチル、1−シクロヘキシルオキシエチル基、2−アダマントキシメチル基、1−メチルアダマントキシメチル基、4−オキソ−2−アダマントキシメチル基、1−アダマントキシエチル基、2−アダマントキシエチル基等が挙げられる。
The “cyclic or chain alkoxyalkyl group” forms an ester by substituting a hydrogen atom of a carboxy group. That is, a structure is formed in which the alkoxyalkyl group is bonded to the terminal oxygen atom of the carbonyloxy group [—C (O) —O—] of the acrylate ester. In such a structure, the bond between the oxygen atom and the alkoxyalkyl group is broken by the action of the acid.
Examples of such cyclic or chain alkoxyalkyl groups include 1-methoxymethyl group, 1-ethoxyethyl group, 1-isopropoxyethyl, 1-cyclohexyloxyethyl group, 2-adamantoxymethyl group, 1-methyladamant Examples thereof include a xymethyl group, a 4-oxo-2-adamantoxymethyl group, a 1-adamantoxyethyl group, and a 2-adamantoxyethyl group.

構成単位(a5)としては、環状、特に、脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基を含む構成単位が好ましい。
ここで、「脂肪族」および「脂肪族環式基」は、上記で定義した通りである。
脂肪族環式基としては、単環または多環のいずれでもよく、例えばArFレジスト等において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。耐エッチング性の点からは多環の脂環式基が好ましい。また、脂環式基は炭化水素基であることが好ましく、特に飽和の炭化水素基(脂環式基)であることが好ましい。
単環の脂環式基としては、例えば、シクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が挙げられる。多環の脂環式基としては、例えばビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから1個の水素原子を除いた基などを例示できる。
具体的には、単環の脂環式基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。多環の脂環式基としては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。
これらの中でもアダマンタンから1個の水素原子を除いたアダマンチル基、ノルボルナンから1個の水素原子を除いたノルボルニル基、トリシクロデカンからの1個の水素原子を除いたトリシクロデカニル基、テトラシクロドデカンから1個の水素原子を除いたテトラシクロドデカニル基が工業上好ましい。
As the structural unit (a5), a structural unit containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group containing a cyclic group, particularly an aliphatic cyclic group, is preferred.
Here, “aliphatic” and “aliphatic cyclic group” are as defined above.
The aliphatic cyclic group may be monocyclic or polycyclic, and can be appropriately selected and used from among many proposed, for example, ArF resists. From the viewpoint of etching resistance, a polycyclic alicyclic group is preferred. The alicyclic group is preferably a hydrocarbon group, and particularly preferably a saturated hydrocarbon group (alicyclic group).
Examples of the monocyclic alicyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from a cycloalkane. Examples of the polycyclic alicyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane and the like.
Specifically, examples of the monocyclic alicyclic group include a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. Examples of the polycyclic alicyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
Among these, an adamantyl group obtained by removing one hydrogen atom from adamantane, a norbornyl group obtained by removing one hydrogen atom from norbornane, a tricyclodecanyl group obtained by removing one hydrogen atom from tricyclodecane, and tetracyclo A tetracyclododecanyl group obtained by removing one hydrogen atom from dodecane is preferred industrially.

より具体的には、構成単位(a5)は、下記一般式(I”)〜(III”)から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
また、(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される単位であって、そのエステル部に上記した環状のアルコキシアルキル基を有する単位、具体的には2−アダマントキシメチル基、1−メチルアダマントキシメチル基、4−オキソ−2−アダマントキシメチル基、1−アダマントキシエチル基、2−アダマントキシエチル基等の置換基を有していても良い脂肪族多環式アルキルオキシ低級アルキル(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される単位から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
More specifically, the structural unit (a5) is preferably at least one selected from the following general formulas (I ″) to (III ″).
In addition, a unit derived from an (α-lower alkyl) acrylic acid ester having a cyclic alkoxyalkyl group as described above, specifically a 2-adamantoxymethyl group, 1-methyladamant Aliphatic polycyclic alkyloxy lower alkyl (α which may have a substituent such as xymethyl group, 4-oxo-2-adamantoxymethyl group, 1-adamantoxyethyl group, 2-adamantoxyethyl group, etc. -Lower alkyl) It is preferably at least one selected from units derived from acrylic acid esters.

Figure 2008102277
[式(I”)中、Rは上記と同じであり、Rは低級アルキル基である。]
Figure 2008102277
[In the formula (I ″), R is the same as above, and R 1 is a lower alkyl group.]

Figure 2008102277
[式(II”)中、Rは上記と同じであり、R及びRはそれぞれ独立に低級アルキル基である。]
Figure 2008102277
[In the formula (II ″), R is the same as defined above, and R 2 and R 3 are each independently a lower alkyl group.]

Figure 2008102277
[式(III”)中、Rは上記と同じであり、Rは第3級アルキル基である。]
Figure 2008102277
[In the formula (III ″), R is the same as above, and R 4 is a tertiary alkyl group.]

式(I”)〜(III”)中、Rの水素原子または低級アルキル基としては、上述したアクリル酸エステルのα位に結合している水素原子または低級アルキル基の説明と同様である。
の低級アルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖又は分岐状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。中でも、メチル基、エチル基であることが工業的に入手が容易であることから好ましい。
及びRの低級アルキル基は、それぞれ独立に、炭素数1〜5の直鎖または分岐のアルキル基であることが好ましい。中でも、RおよびRが共にメチル基である場合が工業的に好ましい。具体的には、2−(1−アダマンチル)−2−プロピルアクリレートから誘導される構成単位を挙げることができる。
In formulas (I ″) to (III ″), the hydrogen atom or lower alkyl group for R is the same as described above for the hydrogen atom or lower alkyl group bonded to the α-position of the acrylate ester.
The lower alkyl group for R 1 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, and an isobutyl group. , A pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, and the like. Among these, a methyl group and an ethyl group are preferable because they are easily available industrially.
The lower alkyl group for R 2 and R 3 is preferably each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Of these, the case where R 2 and R 3 are both methyl groups is industrially preferred. Specific examples include structural units derived from 2- (1-adamantyl) -2-propyl acrylate.

は鎖状の第3級アルキル基または環状の第3級アルキル基である。鎖状の第3級アルキル基としては、例えばtert−ブチル基やtert−アミル基が挙げられ、tert−ブチル基が工業的に好ましい。
環状の第3級アルキル基としては、前述の「脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基」で例示したものと同じであり、2−メチル−2−アダマンチル基、2−エチル−2−アダマンチル基、2−(1−アダマンチル)−2−プロピル基、1−エチルシクロヘキシル基、1−エチルシクロペンチル基、1−メチルシクロヘキシル基、1−メチルシクロペンチル基等を挙げることができる。
また、基−COORは、式中に示したテトラシクロドデカニル基の3または4の位置に結合していてよいが、結合位置は特定できない。また、アクリレート構成単位のカルボキシ基残基も同様に式中に示した8または9の位置に結合していてよい。
R 4 is a chain-like tertiary alkyl group or a cyclic tertiary alkyl group. Examples of the chain-like tertiary alkyl group include a tert-butyl group and a tert-amyl group, and the tert-butyl group is industrially preferable.
The cyclic tertiary alkyl group is the same as that exemplified in the aforementioned “acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group”, and includes a 2-methyl-2-adamantyl group, 2-ethyl- A 2-adamantyl group, 2- (1-adamantyl) -2-propyl group, 1-ethylcyclohexyl group, 1-ethylcyclopentyl group, 1-methylcyclohexyl group, 1-methylcyclopentyl group and the like can be mentioned.
The group —COOR 4 may be bonded to the 3 or 4 position of the tetracyclododecanyl group shown in the formula, but the bonding position cannot be specified. Similarly, the carboxy group residue of the acrylate structural unit may be bonded to the position 8 or 9 shown in the formula.

構成単位(a5)は1種または2種以上組み合わせて用いることができる。
(A−12)成分中、構成単位(a5)の割合は、(A−12)成分を構成する全構成単位の合計に対して、20〜60モル%であることが好ましく、30〜50モル%がより好ましく、35〜45モル%が最も好ましい。下限値以上とすることによってパターンを得ることができ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。
The structural unit (a5) can be used alone or in combination of two or more.
In the component (A-12), the proportion of the structural unit (a5) is preferably 20 to 60 mol%, and preferably 30 to 50 mol based on the total of all the structural units constituting the component (A-12). % Is more preferable, and 35 to 45 mol% is most preferable. A pattern can be obtained by setting it to the lower limit value or more, and balancing with other structural units can be achieved by setting the upper limit value or less.

(A−12)成分は、前記構成単位(a5)に加えてさらに、ラクトン環を有するアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a6)を有することが好ましい。構成単位(a6)は、レジスト膜の基板への密着性を高めたり、現像液との親水性を高めたりするうえで有効なものである。
構成単位(a6)において、α位の炭素原子に結合しているのは、低級アルキル基または水素原子である。α位の炭素原子に結合している低級アルキル基は、構成単位(a5)の説明と同様であって、好ましくはメチル基である。
構成単位(a6)としては、アクリル酸エステルのエステル側鎖部にラクトン環からなる単環式基またはラクトン環を有する多環の環式基が結合した構成単位が挙げられる。なお、このときラクトン環とは、−O−C(O)−構造を含むひとつの環を示し、これをひとつの目の環として数える。したがって、ここではラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。
構成単位(a6)としては、例えば、γ−ブチロラクトンから水素原子1つを除いた単環式基や、ラクトン環含有ビシクロアルカンから水素原子を1つ除いた多環式基を有するもの等が挙げられる。
構成単位(a6)として、より具体的には、例えば以下の一般式(IV”)〜(VII”)から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
In addition to the structural unit (a5), the component (A-12) preferably further has a structural unit (a6) derived from an acrylate ester having a lactone ring. The structural unit (a6) is effective in increasing the adhesion of the resist film to the substrate and increasing the hydrophilicity with the developer.
In the structural unit (a6), a lower alkyl group or a hydrogen atom is bonded to the α-position carbon atom. The lower alkyl group bonded to the α-position carbon atom is the same as described for the structural unit (a5), and is preferably a methyl group.
As the structural unit (a6), a structural unit in which a monocyclic group consisting of a lactone ring or a polycyclic cyclic group having a lactone ring is bonded to the ester side chain portion of the acrylate ester can be mentioned. At this time, the lactone ring indicates one ring containing an —O—C (O) — structure, and this is counted as the first ring. Therefore, here, in the case of only a lactone ring, it is called a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of the structure.
Examples of the structural unit (a6) include a monocyclic group obtained by removing one hydrogen atom from γ-butyrolactone and a polycyclic group obtained by removing one hydrogen atom from a lactone ring-containing bicycloalkane. It is done.
More specifically, the structural unit (a6) is preferably at least one selected from, for example, the following general formulas (IV ″) to (VII ″).

Figure 2008102277
[式(IV”)中、Rは上記と同じであり、R、Rは、それぞれ独立に、水素原子または低級アルキル基である。]
Figure 2008102277
[In formula (IV ″), R is the same as defined above, and R 5 and R 6 each independently represents a hydrogen atom or a lower alkyl group.]

Figure 2008102277
[式(V”)中、Rは上記と同じであり、mは0または1である。]
Figure 2008102277
[In the formula (V ″), R is the same as above, and m is 0 or 1.]

Figure 2008102277
[式(VI”)中、Rは上記と同じである。]
Figure 2008102277
[In the formula (VI ″), R is as defined above.]

Figure 2008102277
[式(VII”)中、Rは上記と同じである。]
Figure 2008102277
[In the formula (VII ″), R is the same as above.]

式(IV”)中において、R、Rは、それぞれ独立に、水素原子または低級アルキル基であり、好ましくは水素原子である。R、Rにおいて、低級アルキル基としては、好ましくは炭素数1〜5の直鎖又は分岐状アルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられる。工業的にはメチル基が好ましい。 In formula (IV ″), R 5 and R 6 each independently represents a hydrogen atom or a lower alkyl group, preferably a hydrogen atom. In R 5 and R 6 , the lower alkyl group is preferably A linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, etc. Industrially, a methyl group is preferable.

一般式(IV”)〜(VII”)で表される構成単位の中でも、(IV”)で表される構成単位が安価で工業的に好ましく、(IV”)で表される構成単位の中でもRがメチル基、RおよびRが水素原子であり、メタクリル酸エステルとγ−ブチロラクトンとのエステル結合の位置が、そのラクトン環上のα位であるα−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトンであることが最も好ましい。
構成単位(a6)は1種または2種以上組み合わせて用いることができる。
(A−12)成分中、構成単位(a6)の割合は、(A−12)成分を構成する全構成単位の合計に対して、20〜60モル%が好ましく、20〜50モル%がより好ましく、30〜45モル%が最も好ましい。下限値以上とすることによりリソグラフィー特性が向上し、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。
Among the structural units represented by the general formulas (IV ″) to (VII ″), the structural unit represented by (IV ″) is inexpensive and industrially preferable, and among the structural units represented by (IV ″) R is a methyl group, R 5 and R 6 are hydrogen atoms, and the position of the ester bond between the methacrylic acid ester and γ-butyrolactone is α-methacryloyloxy-γ-butyrolactone, which is the α-position on the lactone ring. Most preferred.
The structural unit (a6) can be used alone or in combination of two or more.
In the component (A-12), the proportion of the structural unit (a6) is preferably 20 to 60 mol%, more preferably 20 to 50 mol%, based on the total of all the structural units constituting the component (A-12). Preferably, 30 to 45 mol% is most preferable. Lithographic characteristics are improved by setting the value to the lower limit value or more, and balance with other structural units can be achieved by setting the upper limit value or less.

(A−12)成分は、前記構成単位(a5)に加えて、または前記構成単位(a5)および(a6)に加えてさらに、極性基含有多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a7)を有することが好ましい。
構成単位(a7)により、(A−12)成分全体の親水性が高まり、現像液との親和性が高まって、露光部でのアルカリ溶解性が向上し、解像性の向上に寄与する。
構成単位(a7)において、α位の炭素原子に結合しているのは、低級アルキル基または水素原子である。α位の炭素原子に結合している低級アルキル基は、構成単位(a5)の説明と同様であって、好ましくはメチル基である。
極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、アミノ基等が挙げられ、特に水酸基が好ましい。
多環式基としては、前述の(a5)単位である「脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基」で例示した脂肪族環式基のうち、多環式のものから適宜選択して用いることができる。
構成単位(a7)としては、下記一般式(VIII”)〜(IX”)から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
The component (A-12) is derived from an acrylate ester containing a polar group-containing polycyclic group in addition to the structural unit (a5) or in addition to the structural units (a5) and (a6). It is preferable to have a structural unit (a7).
By the structural unit (a7), the hydrophilicity of the entire component (A-12) is increased, the affinity with the developer is increased, the alkali solubility in the exposed area is improved, and the resolution is improved.
In the structural unit (a7), a lower alkyl group or a hydrogen atom is bonded to the α-position carbon atom. The lower alkyl group bonded to the α-position carbon atom is the same as described for the structural unit (a5), and is preferably a methyl group.
Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, and an amino group, and a hydroxyl group is particularly preferable.
As the polycyclic group, among the aliphatic cyclic groups exemplified in the “acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group” which is the aforementioned unit (a5), a polycyclic group is appropriately selected. Can be used.
The structural unit (a7) is preferably at least one selected from the following general formulas (VIII ″) to (IX ″).

Figure 2008102277
[式(VIII”)中、Rは上記と同じであり、nは1〜3の整数である。]
Figure 2008102277
[In formula (VIII ″), R is the same as described above, and n is an integer of 1 to 3.]

式(VIII”)中のRは上記式(I”)〜(III”)中のRと同様である。
これらの中でも、nが1であり、水酸基がアダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
R in the formula (VIII ″) is the same as R in the above formulas (I ″) to (III ″).
Among these, those in which n is 1 and the hydroxyl group is bonded to the 3-position of the adamantyl group are preferable.

Figure 2008102277
[式(IX”)中、Rは上記と同じであり、kは1〜3の整数である。]
Figure 2008102277
[In formula (IX ″), R is the same as described above, and k is an integer of 1 to 3.]

これらの中でも、kが1であるものが好ましい。また、シアノ基がノルボルニル基の5位又は6位に結合していることが好ましい。   Among these, those in which k is 1 are preferable. Moreover, it is preferable that the cyano group has couple | bonded with 5-position or 6-position of the norbornyl group.

構成単位(a7)は1種または2種以上組み合わせて用いることができる。
(A−12)成分中、構成単位(a7)の割合は、(A−12)成分を構成する全構成単位の合計に対して、10〜50モル%が好ましく、15〜40モル%がより好ましく、20〜35モル%がさらに好ましい。下限値以上とすることによりリソグラフィー特性が向上し、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。
The structural unit (a7) can be used alone or in combination of two or more.
In the component (A-12), the proportion of the structural unit (a7) is preferably 10 to 50 mol%, more preferably 15 to 40 mol%, based on the total of all structural units constituting the component (A-12). Preferably, 20 to 35 mol% is more preferable. Lithographic characteristics are improved by setting the value to the lower limit value or more, and balance with other structural units can be achieved by setting the upper limit value or less.

(A−12)成分においては、これらの構成単位(a5)〜(a7)の合計が、全構成単位の合計に対し、70〜100モル%であることが好ましく、80〜100モル%であることがより好ましい。   In the component (A-12), the total of these structural units (a5) to (a7) is preferably 70 to 100 mol%, more preferably 80 to 100 mol%, based on the total of all the structural units. It is more preferable.

(A−12)成分は、前記構成単位(a5)〜(a7)以外の構成単位(a8)を含んでいてもよい。
構成単位(a8)としては、上述の構成単位(a5)〜(a7)に分類されない他の構成単位であれば特に限定するものではない。
例えば多環の脂肪族炭化水素基を含み、かつ(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位等が好ましい。該多環の脂肪族炭化水素基は、例えば、前述の「脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基」で例示した脂肪族環式基のうち、多環式のものから適宜選択して用いることができる。特にトリシクロデカニル基、アダマンチル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、イソボルニル基から選ばれる少なくとも1種以上であると、工業上入手し易い等の点で好ましい。構成単位(a8)としては、酸非解離性基であることが最も好ましい。
構成単位(a8)として、具体的には、下記(X”)〜(XII”)の構造のものを例示することができる。
The component (A-12) may contain a structural unit (a8) other than the structural units (a5) to (a7).
The structural unit (a8) is not particularly limited as long as it is another structural unit that is not classified into the structural units (a5) to (a7).
For example, a structural unit containing a polycyclic aliphatic hydrocarbon group and derived from an (α-lower alkyl) acrylate is preferable. The polycyclic aliphatic hydrocarbon group is appropriately selected from, for example, polycyclic ones among the aliphatic cyclic groups exemplified in the aforementioned “acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group”. Can be used. In particular, at least one selected from a tricyclodecanyl group, an adamantyl group, a tetracyclododecanyl group, a norbornyl group, and an isobornyl group is preferable in terms of industrial availability. The structural unit (a8) is most preferably an acid non-dissociable group.
Specific examples of the structural unit (a8) include those having the following structures (X ″) to (XII ″).

Figure 2008102277
(式中、Rは上記と同じである。)
Figure 2008102277
(In the formula, R is the same as above.)

Figure 2008102277
(式中、Rは上記と同じである。)
Figure 2008102277
(In the formula, R is the same as above.)

Figure 2008102277
(式中、Rは上記と同じである。)
Figure 2008102277
(In the formula, R is the same as above.)

構成単位(a8)を有する場合、(A−12)成分中、構成単位(a8)の割合は、(A−12)成分を構成する全構成単位の合計に対して、1〜25モル%が好ましく、5〜20モル%がより好ましい。   In the case of having the structural unit (a8), the proportion of the structural unit (a8) in the component (A-12) is 1 to 25 mol% based on the total of all the structural units constituting the component (A-12). Preferably, 5 to 20 mol% is more preferable.

(A−12)成分は、少なくとも構成単位(a5)、(a6)および(a7)を有する共重合体であることが好ましい。係る共重合体としては、たとえば、上記構成単位(a5)、(a6)および(a7)からなる共重合体、上記構成単位(a5)、(a6)、(a7)および(a8)からなる共重合体等が例示できる。   The component (A-12) is preferably a copolymer having at least the structural units (a5), (a6) and (a7). Examples of such a copolymer include a copolymer composed of the structural units (a5), (a6) and (a7), and a copolymer composed of the structural units (a5), (a6), (a7) and (a8). A polymer etc. can be illustrated.

(A−1)成分は、前記構成単位に係るモノマーを公知の方法で重合することにより得ることができる。例えば、各構成単位に係るモノマーを、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)のようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等によって重合させることによって得ることができる。
(A−1)成分は、質量平均分子量(ゲルパーミエーションクロマトグラフィによるポリスチレン換算質量平均分子量、以下同様。)30000以下であることが好ましく、20000以下であることが好ましく、12000以下であることがさらに好ましい。下限値は、2000超であればよく、パターン倒れの抑制、解像性向上等の点で、好ましくは4000以上、さらに好ましくは5000以上とされる。
The component (A-1) can be obtained by polymerizing the monomer related to the structural unit by a known method. For example, the monomer related to each structural unit can be obtained by polymerizing by a known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN).
The component (A-1) is preferably 30000 or less, more preferably 20000 or less, and further preferably 12000 or less, in terms of mass average molecular weight (polystyrene-converted mass average molecular weight by gel permeation chromatography, hereinafter the same). preferable. The lower limit may be more than 2000, and is preferably 4000 or more, and more preferably 5000 or more, from the viewpoint of suppressing pattern collapse and improving resolution.

[(A−2)成分]
(A−2)成分としては、分子量が500以上2000以下であって、上述の(A−1)成分の説明で例示したような酸解離性溶解抑制基XまたはX’を有する低分子化合物が好ましい。具体的には、複数のフェノール骨格を有する化合物の水酸基の水素原子の一部または全部を上記酸解離性溶解抑制基XまたはX’で置換したものが挙げられる。
(A−2)成分は、例えば、非化学増幅型のg線やi線レジストにおける増感剤や耐熱性向上剤として知られている低分子量フェノール化合物の水酸基の水素原子の一部または全部を上記酸解離性溶解抑制基で置換したものが好ましく、そのようなものから任意に用いることができる。
かかる低分子量フェノール化合物としては、例えば、次のようなものが挙げられる。
ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)−2−(2’,3’,4’−トリヒドロキシフェニル)プロパン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−6−メチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−6−メチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、1−[1−(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、フェノール、m−クレゾール、p−クレゾールまたはキシレノールなどのフェノール類のホルマリン縮合物の2、3、4核体などが挙げられる。勿論これらに限定されるものではない。
なお、酸解離性溶解抑制基も特に限定されず、上記したものが挙げられる。
[(A-2) component]
As the component (A-2), a low molecular compound having a molecular weight of 500 or more and 2000 or less and having an acid dissociable, dissolution inhibiting group X or X ′ as exemplified in the description of the component (A-1) above. preferable. Specifically, those in which part or all of the hydrogen atoms of the hydroxyl group of the compound having a plurality of phenol skeletons are substituted with the acid dissociable, dissolution inhibiting group X or X ′ can be mentioned.
The component (A-2) contains, for example, part or all of the hydrogen atoms of the hydroxyl group of a low molecular weight phenol compound known as a sensitizer or heat resistance improver in non-chemically amplified g-line or i-line resists. Those substituted with the above-mentioned acid dissociable, dissolution inhibiting group are preferred, and any of these can be used arbitrarily.
Examples of such low molecular weight phenol compounds include the following.
Bis (4-hydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, 2- (4-hydroxyphenyl) -2- (4′-hydroxyphenyl) propane, 2- (2,3,3) 4-trihydroxyphenyl) -2- (2 ′, 3 ′, 4′-trihydroxyphenyl) propane, tris (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -2- Hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, bis (4- Hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3-methylphenol) Nyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-4-hydroxy-6-methylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-4-hydroxy-6-methylphenyl) -3 , 4-dihydroxyphenylmethane, 1- [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene, phenol, m-cresol, p-cresol or xylenol And 2,3,4 nuclei of formalin condensates of phenols and the like. Of course, it is not limited to these.
The acid dissociable, dissolution inhibiting group is not particularly limited, and examples thereof include those described above.

本発明において、(A)成分は、光吸収性を有するものであってもよく、光吸収性を有さないものであってもよい。本発明の効果に優れることから、(A)成分が、光吸収性を有することが好ましい。すなわち、(A)成分が光吸収性を有することにより、所望の吸光度を達成するために配合する(C)成分の量を低減できる。そのため、(C)成分を含有することにより生じるおそれがあるリスク、たとえば成膜時の加熱による昇華物の発生やそれに伴う歩留りの悪化、溶液とした際の析出物の発生等を低減できる。
たとえば、前記で挙げた有機化合物のうち、熱リソグラフィーにおいて用いられる露光光源の波長の光を吸収する分子構造を有するものは、光吸収性を有する。
In the present invention, the component (A) may have light absorption or may not have light absorption. Since it is excellent in the effect of this invention, it is preferable that (A) component has a light absorptivity. That is, when the component (A) has light absorptivity, the amount of the component (C) to be blended to achieve a desired absorbance can be reduced. Therefore, it is possible to reduce risks that may occur due to the inclusion of the component (C), for example, generation of sublimates due to heating during film formation, deterioration of yield associated therewith, generation of precipitates when used as a solution, and the like.
For example, among the organic compounds mentioned above, those having a molecular structure that absorbs light having a wavelength of an exposure light source used in thermal lithography have light absorptivity.

(A)成分は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   (A) A component may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

<(B)成分>
(B)成分は、熱の作用により酸を発生する成分である。ここで、「熱の作用により酸を発生する」とは、80℃以上200℃以下の加熱により酸を発生することを意味する。
(B)成分としては、従来、化学増幅型レジスト用の酸発生剤として公知のものの中から任意のものを適宜選択して用いることができる。このような酸発生剤としては、これまで、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが知られている。
なお、これらの酸発生剤は、一般的に、露光により酸を発生する光酸発生剤(PAG)として知られているが、熱の作用により酸を発生する熱酸発生剤(TAG)としても機能する。そのため、(B)成分としては、従来フォトリソグラフィーに用いられているPAGを利用することができる。
<(B) component>
The component (B) is a component that generates an acid by the action of heat. Here, “generating an acid by the action of heat” means generating an acid by heating at 80 ° C. or more and 200 ° C. or less.
As the component (B), any conventionally known acid generator for chemically amplified resists can be appropriately selected and used. Examples of such acid generators include onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, and poly (bissulfonyl) diazomethanes. There are various known diazomethane acid generators, nitrobenzyl sulfonate acid generators, imino sulfonate acid generators, disulfone acid generators, and the like.
These acid generators are generally known as photoacid generators (PAGs) that generate acid upon exposure, but may also be used as thermal acid generators (TAG) that generate acid by the action of heat. Function. Therefore, as the component (B), a PAG that has been conventionally used in photolithography can be used.

オニウム塩系酸発生剤の具体例としては、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)フェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート、(p−tert−ブチルフェニル)ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルホネート、ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネートが挙げられる。これらのなかでもフッ素化アルキルスルホン酸イオンをアニオンとするオニウム塩が好ましい。   Specific examples of the onium salt acid generator include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, (4-methoxyphenyl) phenyliodonium trifluoromethanesulfonate, bis (p-tert-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, and triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate. (4-methoxyphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, (4-methylphenyl) diphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate, (p-tert-butylphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluorobutanesulfonate, bis (p -Tert-Butylphenyl) iodonium nonafluorobutans Honeto include triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate. Of these, onium salts having a fluorinated alkyl sulfonate ion as an anion are preferable.

オキシムスルホネート化合物の例としては、α‐(メチルスルホニルオキシイミノ)‐フェニルアセトニトリル、α‐(メチルスルホニルオキシイミノ)‐p‐メトキシフェニルアセトニトリル、α‐(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)‐フェニルアセトニトリル、α‐(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)‐p‐メトキシフェニルアセトニトリル、α‐(エチルスルホニルオキシイミノ)‐p‐メトキシフェニルアセトニトリル、α‐(プロピルスルホニルオキシイミノ)‐p‐メチルフェニルアセトニトリル、α‐(メチルスルホニルオキシイミノ)‐p‐ブロモフェニルアセトニトリルなどが挙げられる。これらの中で、α‐(メチルスルホニルオキシイミノ)‐p‐メトキシフェニルアセトニトリルが好ましい。   Examples of oxime sulfonate compounds include α- (methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α -(Trifluoromethylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (propylsulfonyloxyimino) -p-methylphenylacetonitrile, α- (methyl Sulfonyloxyimino) -p-bromophenylacetonitrile and the like. Of these, α- (methylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile is preferred.

ジアゾメタン系酸発生剤の具体例としては、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。   Specific examples of the diazomethane acid generator include bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (2, 4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane and the like.

(B)成分としては、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のポジ型レジスト組成物中、(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、1〜20質量部、好ましくは2〜10質量部とされる。上記範囲の下限値以上とすることにより充分はパターン形成が行われ、上記範囲の上限値以下であれば溶液の均一性が得られやすく、良好な保存安定性が得られる。
As the component (B), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the positive resist composition of the present invention, the content of the component (B) is 1 to 20 parts by mass, preferably 2 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). By setting it to be equal to or higher than the lower limit value of the above range, pattern formation is sufficiently performed.

<(C)成分>
(C)成分としては、熱リソグラフィーにおいて用いられる露光光源の波長の光を吸収する有機化合物であれば特に制限はなく、使用する露光光源の波長に応じて、市販の染料のなかから適宜選択して用いればよい。
当該染料が、使用する露光光源の波長の光を吸収するかどうかは、メーカーから出されているパンフレット等を参照すればよく、また、分光光度計を用いて常法により測定してもよい。
通常、化学増幅型レジストとしては、250nm以下の波長の光、たとえばKrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー等のエキシマレーザーや、それよりも短波長の光源に感光するものが一般的に用いられている。かかる化学増幅型レジストは、通常、365nm以上の波長の光、たとえば可視光レーザーには感光しない。したがって、(C)成分としては、365nm以上の波長の光を吸収する化合物が好ましく、可視光レーザーを吸収する染料がより好ましい。特に、波長350〜800nmの光を吸収する染料が好ましく、350〜550nmの光を吸収する染料がさらに好ましく、350〜450nmの光を吸収する染料が最も好ましい。
たとえば、400nm付近の波長の光を吸収する化合物としては、主に黄色染料として用いられている化合物が挙げられ、具体例としては、商品名:OY−105、OY−107、OY−129、OY−3G、OY−GG−S(以上、オリエント化学社製)、Diaresin Yellow F,Diaresin A(以上、三菱化学社製)、Soldan Yellow GRN(以上、中外化成社製)、Sumiplast Yellow GG, Sumiplast Yellow F5G, Sumiplast Yellow FG(以上、住友化学社製)、CH−1002(ダイトーケミックス社製)などがある。
<(C) component>
The component (C) is not particularly limited as long as it is an organic compound that absorbs light having a wavelength of an exposure light source used in thermal lithography, and is appropriately selected from commercially available dyes according to the wavelength of the exposure light source to be used. Can be used.
Whether or not the dye absorbs light having the wavelength of the exposure light source to be used may be determined by referring to a pamphlet or the like issued by the manufacturer, or by a conventional method using a spectrophotometer.
In general, as the chemically amplified resist, light having a wavelength of 250 nm or less, such as an excimer laser such as a KrF excimer laser or an ArF excimer laser, or a light source having a shorter wavelength is generally used. Such a chemically amplified resist is usually not sensitive to light having a wavelength of 365 nm or more, for example, a visible light laser. Therefore, as the component (C), a compound that absorbs light having a wavelength of 365 nm or more is preferable, and a dye that absorbs a visible light laser is more preferable. In particular, a dye that absorbs light having a wavelength of 350 to 800 nm is preferable, a dye that absorbs light having a wavelength of 350 to 550 nm is more preferable, and a dye that absorbs light having a wavelength of 350 to 450 nm is most preferable.
For example, as a compound that absorbs light having a wavelength of around 400 nm, compounds mainly used as yellow dyes can be mentioned, and specific examples include trade names: OY-105, OY-107, OY-129, OY. -3G, OY-GG-S (above, manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), Diaresin Yellow F, Diaresin A (above, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Soldan Yellow GRN (above, manufactured by Chugai Kasei Co., Ltd.), Sumilast Yellow GG, Sumiplast Yellow F5G, Sumiplast Yellow FG (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), CH-1002 (manufactured by Daitokemix Co., Ltd.), and the like.

(C)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いても良い。
(C)成分の配合量は、当該ポジ型レジスト組成物を用いて形成されるレジスト膜の吸光度が、前記露光光源の波長において、膜厚100nmあたり0.08以上となる量であればよく、所望の吸光度、使用する(C)成分の種類、前記(A)成分が露光光源の波長を吸収するかどうか等に応じて適宜調整すればよい。
(C)成分の好ましい配合量は、(A)成分に対して、1〜80質量%の割合で添加することであり、より好ましくは3〜75質量%であり、特に好ましくは4〜70質量%であり、最も好ましくは5〜65質量%である。1質量%以上であると、吸光度が向上する。80質量%以下であると塗付性が向上する。
(C) A component may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types.
(C) The compounding quantity of a component should just be the quantity from which the light absorbency of the resist film formed using the said positive resist composition will be 0.08 or more per 100 nm of film thickness in the wavelength of the said exposure light source, What is necessary is just to adjust suitably according to a desired light absorbency, the kind of (C) component to be used, whether the said (A) component absorbs the wavelength of an exposure light source, etc.
(C) The preferable compounding quantity of component is adding in the ratio of 1-80 mass% with respect to (A) component, More preferably, it is 3-75 mass%, Most preferably, it is 4-70 mass. %, And most preferably 5 to 65% by mass. If it is 1% by mass or more, the absorbance is improved. When it is 80% by mass or less, the coatability is improved.

<任意成分>
本発明のポジ型レジスト組成物は、レジストパターン形状、引き置き経時安定性などを向上させるために、さらに任意成分として、含窒素有機化合物(D)(以下、(D)成分という。)を含有することが好ましい。
この(D)成分は、既に多種多様なものが提案されているので、公知のものから任意に用いれば良いが、アミン、特に第2級低級脂肪族アミンや第3級低級脂肪族アミンが好ましい。
ここで、低級脂肪族アミンとは炭素数5以下のアルキルまたはアルキルアルコールのアミンを言い、この第2級や第3級アミンの例としては、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリペンチルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンなどが挙げられるが、特にトリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンのような第3級アルカノールアミンが好ましい。
これらは、いずれか1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のポジ型レジスト組成物中、(D)成分は、通常、(A)成分100質量部に対して、0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
<Optional component>
The positive resist composition of the present invention further contains, as an optional component, a nitrogen-containing organic compound (D) (hereinafter referred to as “component (D)”) in order to improve the resist pattern shape, the stability over time, and the like. It is preferable to do.
Since a wide variety of components (D) have already been proposed, any known one may be used, but amines, particularly secondary lower aliphatic amines and tertiary lower aliphatic amines are preferred. .
Here, the lower aliphatic amine refers to an alkyl or alkyl alcohol amine having 5 or less carbon atoms, and examples of the secondary or tertiary amine include trimethylamine, diethylamine, triethylamine, di-n-propylamine, Tri-n-propylamine, tripentylamine, diethanolamine, triethanolamine, triisopropanolamine and the like can be mentioned, and tertiary alkanolamines such as triethanolamine and triisopropanolamine are particularly preferable.
Any of these may be used alone or in combination of two or more.
In the positive resist composition of the present invention, the component (D) is usually used in the range of 0.01 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).

また、本発明のポジ型レジスト組成物には、前記(D)成分との配合による感度劣化を防ぎ、またパターン形状、引き置き安定性等の向上の目的で、さらに任意の成分として、有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体(E)(以下、(E)成分という。)を含有させることができる。なお、(D)成分と(E)成分は併用することもできるし、いずれか1種を用いることもできる。
有機カルボン酸としては、例えば、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。
リンのオキソ酸若しくはその誘導体としては、リン酸、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステルなどのリン酸又はそれらのエステルのような誘導体、ホスホン酸、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸−ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステルなどのホスホン酸及びそれらのエステルのような誘導体、ホスフィン酸、フェニルホスフィン酸などのホスフィン酸及びそれらのエステルのような誘導体が挙げられ、これらの中で特にホスホン酸が好ましい。
(E)成分は、(A)成分100質量部当り、通常0.01〜5.0質量部の割合で用いられる。
In addition, the positive resist composition of the present invention includes an organic carboxylic acid as an optional component for the purpose of preventing deterioration of sensitivity due to the blending with the component (D) and improving the pattern shape and stability of placement. An acid or phosphorus oxo acid or a derivative thereof (E) (hereinafter referred to as component (E)) can be contained. In addition, (D) component and (E) component can also be used together, and any 1 type can also be used.
As the organic carboxylic acid, for example, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are suitable.
Phosphorus oxoacids or derivatives thereof include phosphoric acid, phosphoric acid di-n-butyl ester, phosphoric acid diphenyl ester and other phosphoric acid or derivatives thereof such as phosphonic acid, phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid- Like phosphonic acids such as di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, phosphonic acid dibenzyl ester and their esters, phosphinic acids such as phosphinic acid, phenylphosphinic acid and their esters Among these, phosphonic acid is particularly preferable.
(E) A component is normally used in the ratio of 0.01-5.0 mass parts per 100 mass parts of (A) component.

本発明のポジ型レジスト組成物には、さらに所望により、混和性のある添加剤、例えば該レジスト組成物の塗布膜の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤などを適宜含有させることができる。   If desired, the positive resist composition of the present invention further contains miscible additives such as an additional resin for improving the performance of the coating film of the resist composition, and a surface activity for improving the coating property. An agent, a dissolution inhibitor, a plasticizer, a stabilizer, a colorant, an antihalation agent, and the like can be appropriately contained.

本発明のポジ型レジスト組成物の、上記好ましい態様、すなわち(A)成分、(B)成分および(C)成分を含有するポジ型レジスト組成物とは別の好ましい態様として、酸の作用によりアルカリ溶解性が増大し、かつ熱リソグラフィーにおいて用いられる露光光源の波長の光を吸収する基材成分(A’)(以下、(A’)成分という。)と、前記(B)成分とを必須の成分として含有するポジ型レジスト組成物が挙げられる。
本態様のポジ型レジスト組成物は、前記(C)成分を含有しなくともよい。すなわち、(A’)成分が、前記(C)成分と同様、露光光源の波長の光を吸収する光吸収能を有しており、(C)成分としての機能も有するため、(C)成分を含有しなくても、本発明の効果が得られる。(C)成分を含有しなくてもよいため、たとえば成膜時の加熱による昇華物の発生やそれに伴う歩留りの悪化、溶液とした際の析出物の発生等の、(C)成分を含有することにより生じるおそれがあるリスクを低減できる。
(A’)成分としては、たとえば、前記(A)成分として挙げた有機化合物のうち、熱リソグラフィーにおいて用いられる露光光源の波長の光を吸収する分子構造を有するものが挙げられる。
本態様のポジ型レジスト組成物は、(A’)成分および(B)成分以外の他の成分を含有してもよい。該他の成分としては、上述した(A)成分、(B)成分、(C)成分、他の任意成分等が挙げられる。特に、(C)成分を併用すると、(A’)成分として、光吸収能が比較的低いものを用いても所望の吸光度を達成できるため好ましい。
In the preferred embodiment of the positive resist composition of the present invention, that is, another preferred embodiment different from the positive resist composition containing the component (A), the component (B) and the component (C), an alkali is added by the action of an acid. A base material component (A ′) (hereinafter referred to as (A ′) component) that has increased solubility and absorbs light having a wavelength of an exposure light source used in thermal lithography, and the component (B) are essential. A positive resist composition contained as a component may be mentioned.
The positive resist composition of this embodiment may not contain the component (C). That is, since the component (A ′) has a light absorption capability of absorbing light having the wavelength of the exposure light source, and also has a function as the component (C), the component (C) is the same as the component (C). Even if it does not contain, the effect of this invention is acquired. Since it does not need to contain the component (C), it contains the component (C) such as generation of sublimation by heating at the time of film formation, deterioration of the yield accompanying it, generation of precipitates when it is used as a solution, etc. The risk that may be caused by this can be reduced.
Examples of the component (A ′) include those having a molecular structure that absorbs light having a wavelength of an exposure light source used in thermal lithography among the organic compounds listed as the component (A).
The positive resist composition of this embodiment may contain components other than the component (A ′) and the component (B). Examples of the other components include the above-described component (A), component (B), component (C), and other optional components. In particular, when the component (C) is used in combination, a desired absorbance can be achieved even when a component having a relatively low light absorption ability is used as the component (A ′).

本発明のポジ型レジスト組成物は、上記各成分を有機溶剤(S)(以下、(S)成分という。)に溶解させて製造することができる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、レジスト組成物の溶剤として公知のものの中から任意のものを1種又は2種以上適宜選択して用いることができる。
具体例としては、γ−ブチロラクトン等のラクトン類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソアミルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、ジプロピレングリコール、又はジプロピレングリコールモノアセテートのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル又はモノフェニルエーテルなどの多価アルコール類及びその誘導体や、ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類などを挙げることができる。これらの中でも、2−ヘプタノン、PGMEA、EL、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい。これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
(S)成分の使用量は特に限定しないが、本発明のポジ型レジスト組成物が、支持体上に塗布可能な濃度の液体となる量が用いられる。
The positive resist composition of the present invention can be produced by dissolving the above components in an organic solvent (S) (hereinafter referred to as (S) component).
As the component (S), any component can be used as long as it can dissolve each component to be used to obtain a uniform solution. Conventionally, any one or two of known solvents for resist compositions can be used. More than one species can be appropriately selected and used.
Specific examples include lactones such as γ-butyrolactone, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl isoamyl ketone, 2-heptanone, ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol, propylene glycol. Polyhydric alcohols such as monoacetate, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), dipropylene glycol, or monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether of dipropylene glycol monoacetate and derivatives thereof; , Cyclic ethers such as dioxane, methyl lactate, ethyl lactate (EL), vinegar It is methyl, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, and the like esters such as ethyl ethoxypropionate. Among these, 2-heptanone, PGMEA, EL, and propylene glycol monomethyl ether (PGME) are preferable. These organic solvents may be used independently and may be used as 2 or more types of mixed solvents.
These organic solvents may be used independently and may be used as 2 or more types of mixed solvents.
The amount of component (S) used is not particularly limited, but an amount is used in which the positive resist composition of the present invention becomes a liquid having a concentration that can be applied onto a support.

また、本発明のポジ型レジスト組成物は、市販の化学増幅型ポジ型レジスト組成物に対し、形成されるレジスト膜の前記吸光度が、膜厚100nmあたり0.08以上となる量(所定量)の前記(C)成分を添加し、溶解させることによっても製造できる。
通常、市販の化学増幅型ポジ型レジスト組成物には、上述したように、前記(A)成分と、露光により酸を発生する光酸発生剤成分とが配合されており、該光酸発生剤成分は前記(B)成分と同様のものが用いられている。したがって、市販の化学増幅型ポジ型レジスト組成物に前記所定量の(C)成分を添加することにより、本発明のポジ型レジスト組成物を製造できる。
The positive resist composition of the present invention is an amount (predetermined amount) that the absorbance of the resist film to be formed is 0.08 or more per 100 nm of film thickness with respect to a commercially available chemically amplified positive resist composition. The component (C) can be added and dissolved.
Usually, as described above, a commercially available chemically amplified positive resist composition contains the component (A) and a photoacid generator component that generates an acid upon exposure, and the photoacid generator The component is the same as the component (B). Therefore, the positive resist composition of the present invention can be produced by adding the predetermined amount of the component (C) to a commercially available chemically amplified positive resist composition.

本発明の熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物を用いて形成されるレジスト膜は、上述したように、熱リソグラフィーにおいて用いられる露光光源の波長において、膜厚100nmあたり0.08以上の吸光度を有する。そのため、熱リソグラフィーにおいて、当該レジスト膜が、露光光源から照射された光を吸収した際に、当該レジスト膜中の酸発生剤成分から酸を発生させるのに充分な温度の熱が発生する。そのため、当該レジスト膜に、熱リソグラフィーによりレジストパターンを形成できる。   As described above, the resist film formed using the chemically amplified positive resist composition for thermal lithography of the present invention has an absorbance of 0.08 or more per 100 nm thickness at the wavelength of the exposure light source used in thermal lithography. Have Therefore, in thermal lithography, when the resist film absorbs light irradiated from the exposure light source, heat at a temperature sufficient to generate an acid from the acid generator component in the resist film is generated. Therefore, a resist pattern can be formed on the resist film by thermal lithography.

≪レジストパターン形成方法≫
本発明のレジストパターン形成方法は、支持体上に、前記本発明の熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程(以下、レジスト膜形成工程という。)、前記レジスト膜に対し、当該レジスト膜の膜厚100nmあたりの吸光度が0.08以上である波長の光を用いて選択的露光を行う工程(以下、露光工程という。)、および前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程(以下、現像工程という。)を含む。
本発明のレジストパターン形成方法は、例えば以下のようにして行うことができる。
≪Resist pattern formation method≫
In the resist pattern forming method of the present invention, a step of forming a resist film on a support using the chemically amplified positive resist composition for thermal lithography of the present invention (hereinafter referred to as a resist film forming step), the above. A step of selectively exposing the resist film using light having a wavelength at which the absorbance per 100 nm of the thickness of the resist film is 0.08 or more (hereinafter referred to as an exposure step), and developing the resist film A step of forming a resist pattern (hereinafter referred to as a development step).
The resist pattern forming method of the present invention can be performed, for example, as follows.

(レジスト膜形成工程)
本工程においては、まず、支持体上に、前記本発明の熱リソグラフィー用ポジ型レジスト組成物をスピンナーなどで塗布し、80〜150℃の温度条件下、プレベーク(ポストアプライベーク(PAB))を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施してレジスト膜を形成することによりレジスト積層体を得る。
支持体としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例示することができる。より具体的には、シリコンウェーハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス(石英ガラス等)基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。また、基板上に、無機系および/または有機系の反射防止膜が設けられていてもよい。
レジスト膜の厚さは、好ましくは30〜1000nm、より好ましくは50〜600nm、さらに好ましくは50〜450nmである。この範囲内とすることにより、レジストパターンを高解像度で形成できる、エッチングに対する十分な耐性が得られる等の効果がある。
(Resist film formation process)
In this step, first, the positive resist composition for thermal lithography of the present invention is applied onto a support with a spinner or the like, and pre-baked (post-apply bake (PAB)) at a temperature of 80 to 150 ° C. A resist laminate is obtained by forming a resist film by applying for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds.
The support is not particularly limited, and a conventionally known one can be used, and examples thereof include a substrate for electronic components and a substrate on which a predetermined wiring pattern is formed. More specifically, a silicon substrate, a metal substrate such as copper, chromium, iron, and aluminum, a glass (quartz glass, etc.) substrate, and the like can be given. As a material for the wiring pattern, for example, copper, aluminum, nickel, gold or the like can be used. Further, an inorganic and / or organic antireflection film may be provided on the substrate.
The thickness of the resist film is preferably 30 to 1000 nm, more preferably 50 to 600 nm, and still more preferably 50 to 450 nm. By setting it within this range, there are effects that a resist pattern can be formed with high resolution and sufficient resistance to etching can be obtained.

(露光工程)
次に、得られたレジスト積層体に対し、露光光源として、当該レジスト膜の膜厚100nmあたりの吸光度が0.08以上である波長の光を用いて選択的露光を行う。
露光光源としては、350nm以上の波長の光が好ましく、可視光レーザーがより好ましく、特に、波長350〜450nmの光が好ましい。通常の化学増幅型ポジ型レジスト組成物に含まれている成分(たとえば上述した(A)成分、(B)成分等)は、250nm以下の波長の光、たとえばKrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー等のエキシマレーザーや、それよりも短波長の光をほとんど吸収しないか、または全く吸収しないものが一般的に用いられている。したがって、350nm以上の波長の光を用いることにより、光によるレジスト膜への影響を少なくすることができ、熱リソグラフィーを良好に行うことができる。
選択的露光は、使用する光源に応じ、市販の露光装置を適宜選択して用いることができる。たとえば可視光レーザーを用いる場合には、パルステック社製のナノ加工装置NEO−500(波長405nmの半導体レーザー)が使用できる。この装置は、レンズによって集光した半導体レーザー光を対象物(レジスト積層体)に照射して描画を行う装置である。
(Exposure process)
Next, selective exposure is performed to the obtained resist laminated body using the light of the wavelength whose light absorbency per 100 nm of film thickness of the said resist film is 0.08 or more as an exposure light source.
As an exposure light source, light having a wavelength of 350 nm or more is preferable, visible light laser is more preferable, and light having a wavelength of 350 to 450 nm is particularly preferable. Components (for example, the components (A) and (B) described above) contained in a normal chemical amplification type positive resist composition are light having a wavelength of 250 nm or less, such as KrF excimer laser, ArF excimer laser, etc. Excimer lasers and lasers that absorb little or no light at shorter wavelengths are generally used. Therefore, by using light having a wavelength of 350 nm or more, the influence of the light on the resist film can be reduced, and thermal lithography can be performed satisfactorily.
For selective exposure, a commercially available exposure apparatus can be appropriately selected and used according to the light source to be used. For example, when a visible light laser is used, a nano processing apparatus NEO-500 (semiconductor laser having a wavelength of 405 nm) manufactured by Pulstec can be used. This apparatus is an apparatus that performs drawing by irradiating an object (resist laminate) with semiconductor laser light condensed by a lens.

本工程において、レジスト積層体の表面(レジスト膜側)に対して光を照射すると、該光がレジスト膜に吸収される。そして、レジスト膜の、光を吸収した部分(光吸収部)が発熱し、該熱により、光吸収部内に存在する(B)成分から酸が発生し、該酸の作用により(A)成分のアルカリ溶解性が増大する。そのため、この後の現像工程でアルカリ現像を行うと、酸が発生した部分のレジスト膜が除去され、それ以外の部分のレジスト膜が除去されずに残ってレジストパターンが形成される。
上記光の照射時において、光吸収部において発生する熱の熱分布は、吸収した光の強度分布と同様のものとなり、たとえば光のスポットの場合、中心部に近いほど光の強度が高く、発生する熱も中心部ほど高くなる。熱リソグラフィーの反応は、加熱されたレジスト膜の温度が所定の温度(感熱温度)以上になることにより生じるため、光のスポットの中心部分の、感熱温度以上の高温部(熱スポット)が熱リソグラフィー反応に寄与する。この熱スポットの径は、光のスポット径よりも小さいため、照射する光のスポット径よりも微細な径で描画を行うことができ、結果として、微細なパターンが形成できる。
なお、前記感熱温度は、使用する(A)成分や(B)成分の種類等によって異なるが、通常、140〜300℃の範囲内である。
In this step, when light is irradiated on the surface (resist film side) of the resist laminate, the light is absorbed by the resist film. And the part (light absorption part) which absorbed light of the resist film generate | occur | produced heat, an acid generate | occur | produces from the (B) component which exists in a light absorption part by this heat, and the action of this acid WHEREIN: (A) component Alkali solubility increases. Therefore, when alkali development is performed in the subsequent development step, the resist film in the portion where the acid is generated is removed, and the resist film in other portions is left without being removed to form a resist pattern.
When the light is irradiated, the heat distribution of the heat generated in the light absorption part is the same as the intensity distribution of the absorbed light. For example, in the case of a light spot, the closer to the center, the higher the light intensity. The heat that goes up becomes higher in the center. Since the reaction of thermal lithography occurs when the temperature of the heated resist film becomes equal to or higher than a predetermined temperature (heat sensitive temperature), a high temperature portion (heat spot) higher than the heat sensitive temperature at the center of the light spot is formed by thermal lithography. Contributes to the reaction. Since the diameter of the heat spot is smaller than the spot diameter of the light, drawing can be performed with a diameter smaller than the spot diameter of the irradiated light, and as a result, a fine pattern can be formed.
In addition, although the said thermosensitive temperature changes with the kind etc. of (A) component and (B) component to be used, it is in the range of 140-300 degreeC normally.

選択的露光後、レジスト積層体に対し、PEB(露光後加熱)を、80〜150℃の温度条件下、40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施すことが好ましい。   After selective exposure, it is preferable to apply PEB (post-exposure heating) to the resist laminate at a temperature of 80 to 150 ° C. for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds.

(現像工程)
次いで、これをアルカリ現像液、例えば0.05〜10質量%、好ましくは0.05〜3質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液を用いて現像処理する。これにより、レジスト膜の露光部分が選択的に溶解除去されてレジストパターンが形成される。
(Development process)
Subsequently, this is developed using an alkali developer, for example, 0.05 to 10% by mass, preferably 0.05 to 3% by mass of an aqueous tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution. Thereby, the exposed portion of the resist film is selectively dissolved and removed to form a resist pattern.

上記のようにしてレジストパターンが形成されたレジスト積層体に対し、さらに、形成されたレジストパターンをマスクパターンとして、前記支持体をエッチングするエッチング処理を行ってもよい。
たとえば支持体として、基板上に有機膜(下層膜)が設けられたものを用いる場合、該有機膜のエッチングを行うことにより、該有機膜に、レジスト膜のレジストパターンが転写され、基板上に、高アスペクト比のパターンを形成できる。
有機膜のエッチングは、従来公知のエッチング法を用いて行うことができ、特に、ドライエッチングが好ましく、中でも酸素プラズマによるエッチングが好ましい。
Etching treatment for etching the support may be further performed on the resist laminated body on which the resist pattern is formed as described above, using the formed resist pattern as a mask pattern.
For example, when using a support provided with an organic film (lower layer film) on a substrate, the resist pattern of the resist film is transferred to the organic film by etching the organic film, High aspect ratio patterns can be formed.
Etching of the organic film can be performed using a conventionally known etching method, and dry etching is particularly preferable, and etching using oxygen plasma is particularly preferable.

[実施例1]
(ポジ型レジスト組成物1の調製)
まず、下記各成分を混合、溶解してポジ型レジスト組成物1を調製した。
・(A)成分:樹脂1(11.97質量部)および樹脂2(5.13質量部)。
・(B)成分:酸発生剤1(0.56質量部)。
・(D)成分:トリエタノールアミン(0.009質量部)。
・(E)成分:サリチル酸(0.019質量部)。
・添加剤:ジメチルアセトアミド(0.463質量部)。
・有機溶剤:PGMEA(81.8質量部)。
・有機溶剤:2−ヘプタノン(630質量部)。
・黄色染料OY−108(オリエント化学製)(1.0質量部)。
[Example 1]
(Preparation of positive resist composition 1)
First, a positive resist composition 1 was prepared by mixing and dissolving the following components.
Component (A): Resin 1 (11.97 parts by mass) and Resin 2 (5.13 parts by mass).
-(B) component: Acid generator 1 (0.56 mass part).
-(D) component: Triethanolamine (0.009 mass part).
-(E) component: Salicylic acid (0.019 mass part).
Additive: Dimethylacetamide (0.463 parts by mass).
Organic solvent: PGMEA (81.8 parts by mass).
Organic solvent: 2-heptanone (630 parts by mass).
-Yellow dye OY-108 (made by Orient Chemical) (1.0 mass part).

上記組成において、樹脂1は、下記式(1)で表される2種の構成単位からなる質量平均分子量8000の樹脂であり、式(1)中のmおよびnはそれぞれ、当該樹脂中の各構成単位の割合(単位:モル%)であり、m/n=61/39である。
樹脂2は、下記式(2)で表される2種の構成単位からなる質量平均分子量8000の樹脂であり、式(2)中のmおよびnはそれぞれ、当該樹脂中の各構成単位の割合(単位:モル%)であり、m/n=61/39である。
また、酸発生剤1は下記式(3)で表される化合物である。
In the above composition, the resin 1 is a resin having a mass average molecular weight of 8000 composed of two types of structural units represented by the following formula (1), and m 1 and n 1 in the formula (1) are respectively in the resin. The ratio of each structural unit (unit: mol%) is m 1 / n 1 = 61/39.
Resin 2 is a resin having a mass average molecular weight of 8000 composed of two types of structural units represented by the following formula (2), and m 2 and n 2 in formula (2) are the respective structural units in the resin. Ratio (unit: mol%), and m 2 / n 2 = 61/39.
Moreover, the acid generator 1 is a compound represented by following formula (3).

Figure 2008102277
Figure 2008102277

(吸光度の測定)
スピンコーター(MIKASA製)を用いて、上記で調製したポジ型レジスト組成物1を2インチの石英基板上に塗布し、230℃で15分間ベークすることにより、膜厚100nmのレジスト膜を成膜して測定用のサンプルを作製した。
このサンプルについて、(株)島津製作所製の「島津自記分光光度計 UV−3100PC」を用い、下記の測定条件で当該レジスト膜の吸光度を測定した。
[測定条件]
測定波長の範囲:600nm〜200nm。
吸光度の測定範囲:0〜2.5abs。
スキャン速度:高速。
スリット幅:2.0nm。
サンプリングピッチ:AUTO。
ベースライン:空気[バックグラウンド補正における装置側のリファレンス]、新品の石英基板[バックグラウンド補正におけるサンプル側のリファレンス]。
(Measurement of absorbance)
Using a spin coater (manufactured by MIKASA), the positive resist composition 1 prepared above is applied onto a 2-inch quartz substrate and baked at 230 ° C. for 15 minutes to form a resist film having a thickness of 100 nm. Thus, a sample for measurement was produced.
About this sample, the light absorbency of the said resist film was measured on the following measurement conditions using "Shimadzu self-recording spectrophotometer UV-3100PC" by Shimadzu Corporation.
[Measurement condition]
Measurement wavelength range: 600 nm to 200 nm.
Absorbance measurement range: 0-2.5abs.
Scan speed: fast.
Slit width: 2.0 nm.
Sampling pitch: AUTO.
Baseline: Air [device-side reference for background correction], new quartz substrate [sample-side reference for background correction].

上記測定により得られた波長405nmにおける当該レジスト膜の吸光度と、当該レジスト膜の膜厚とから、波長405nmにおける膜厚100nmあたりの吸光度を算出した。その結果、上記ポジ型レジスト組成物1を用いて形成されたレジスト膜の、波長405nmにおける吸光度は、0.08/膜厚100nmであった。   From the absorbance of the resist film at a wavelength of 405 nm obtained by the above measurement and the thickness of the resist film, the absorbance per 100 nm of the film thickness at a wavelength of 405 nm was calculated. As a result, the absorbance at a wavelength of 405 nm of the resist film formed using the positive resist composition 1 was 0.08 / 100 nm in film thickness.

(パターン形成の確認)
スピンコーター(MIKASA社製)を用いて、ヘキサメチルジシラザン(HDMS)処理済み(70℃、7分間)のガラス基板上に、上記で調製したポジ型レジスト組成物1を塗布し、ホットプレート上で、110℃にて90秒間加熱してレジスト膜(膜厚100nm)を成膜した。次に、ナノ加工装置NEO−500(パルステック工業社製)において、前記レジスト膜に対し、青色レーザー光(半導体レーザー波長405nm)を、出力10mWで照射した。該基板を110℃で90秒間加熱し、0.24質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液中に60秒間浸漬し、さらに純水で洗浄した後、ホットプレートで100℃、60秒間加熱した。その後、基板表面を、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察したところ、内径900nmのホールが等間隔(ピッチ1200nm)に配置されたレジストパターン、および内径330nmのホールが等間隔(ピッチ600nm)に配置されたレジストパターンの形成が確認できた。
(Confirmation of pattern formation)
Using a spin coater (manufactured by MIKASA), the positive resist composition 1 prepared above is applied onto a glass substrate that has been treated with hexamethyldisilazane (HDMS) (70 ° C., 7 minutes), and then on a hot plate Then, a resist film (film thickness 100 nm) was formed by heating at 110 ° C. for 90 seconds. Next, in the nano-processing apparatus NEO-500 (manufactured by Pulstec Industrial Co., Ltd.), the resist film was irradiated with blue laser light (semiconductor laser wavelength of 405 nm) at an output of 10 mW. The substrate was heated at 110 ° C. for 90 seconds, immersed in a 0.24 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds, further washed with pure water, and then heated on a hot plate at 100 ° C. for 60 seconds. Thereafter, the surface of the substrate was observed using a scanning electron microscope (SEM). As a result, a resist pattern in which holes having an inner diameter of 900 nm were arranged at equal intervals (pitch 1200 nm) and holes having an inner diameter of 330 nm were equally spaced (pitch 600 nm). It was confirmed that the resist pattern arranged in (1) was formed.

[実施例2]
実施例1において、黄色染料OY−108(オリエント化学社製)1.0質量部に代えて、黄色染料CH−1002(ダイトーケミックス社製)11.0質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてポジ型レジスト組成物2を調製した。
ポジ型レジスト組成物2を用いて、実施例1と同様、吸光度の測定を行ったところ、ポジ型レジスト組成物2を用いて形成されたレジスト膜の、波長405nmにおける吸光度は、0.32/膜厚100nmであった。
また、ポジ型レジスト組成物2を用いて、実施例1と同様、パターン形成の確認を行ったところ、内径900nmのホールが等間隔(ピッチ1200nm)に配置されたレジストパターン、および内径330nmのホールが等間隔(ピッチ600nm)に配置されたレジストパターンの形成が確認できた。
[Example 2]
In Example 1, it replaced with 1.0 mass part of yellow dye OY-108 (made by Orient Chemical Co., Ltd.), and it was the same as that of Example 1 except having used 11.0 mass part of yellow dye CH-1002 (made by Daito Chemix). Thus, a positive resist composition 2 was prepared.
When the absorbance was measured using the positive resist composition 2 in the same manner as in Example 1, the absorbance at a wavelength of 405 nm of the resist film formed using the positive resist composition 2 was 0.32 / The film thickness was 100 nm.
Further, pattern formation was confirmed using the positive resist composition 2 in the same manner as in Example 1. As a result, a resist pattern in which holes with an inner diameter of 900 nm were arranged at equal intervals (pitch 1200 nm), and holes with an inner diameter of 330 nm were used. Can be confirmed to be formed at a regular interval (pitch 600 nm).

[比較例1]
実施例1において、黄色染料OY−108(オリエント化学社製)1.0質量部に代えて、黄色染料OY−GG−S(オリエント化学社製)0.55質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてポジ型レジスト組成物3を調製した。
ポジ型レジスト組成物3を用いて、実施例1と同様、吸光度の測定を行ったところ、ポジ型レジスト組成物3を用いて形成されたレジスト膜の、波長405nmにおける吸光度は、0.07/膜厚100nmであった。
また、ポジ型レジスト組成物3を用いて、実施例1と同様、パターン形成の確認を行ったところ、レジストパターンは解像しなかった。
[Comparative Example 1]
In Example 1, it replaced with 1.0 mass part of yellow dye OY-108 (made by Orient Chemical Co., Ltd.), and Example was used except that 0.55 mass part of yellow dye OY-GG-S (made by Orient Chemical Co., Ltd.) was used. In the same manner as in Example 1, a positive resist composition 3 was prepared.
When the absorbance was measured using the positive resist composition 3 in the same manner as in Example 1, the absorbance at a wavelength of 405 nm of the resist film formed using the positive resist composition 3 was 0.07 / The film thickness was 100 nm.
Moreover, when the pattern formation was confirmed using the positive resist composition 3 in the same manner as in Example 1, the resist pattern was not resolved.

[比較例2]
実施例1において、黄色染料OY−108(オリエント化学社製)1.0質量部に代えて、黄色染料OY−105(オリエント化学社製)0.90質量部に変更した以外は実施例1と同様にしてポジ型レジスト組成物4を調製した。
ポジ型レジスト組成物4を用いて、実施例1と同様、吸光度の測定を行ったところ、ポジ型レジスト組成物4を用いて形成されたレジスト膜の、波長405nmにおける吸光度は、0.07/膜厚100nmであった。
また、ポジ型レジスト組成物4を用いて、実施例1と同様、パターン形成の確認を行ったところ、レジストパターンは解像しなかった。
[Comparative Example 2]
In Example 1, it replaced with 1.0 mass part of yellow dye OY-108 (made by Orient Chemical Co., Ltd.), and changed into 0.90 mass part of yellow dye OY-105 (made by Orient Chemical Co., Ltd.) and Example 1 Similarly, a positive resist composition 4 was prepared.
When the absorbance was measured using the positive resist composition 4 in the same manner as in Example 1, the absorbance at a wavelength of 405 nm of the resist film formed using the positive resist composition 4 was 0.07 / The film thickness was 100 nm.
Moreover, when the pattern formation was confirmed using the positive resist composition 4 in the same manner as in Example 1, the resist pattern was not resolved.

[比較例3]
実施例1において、黄色染料OY−108(オリエント化学社製)1.0質量部に代えて、黄色染料OY−129(オリエント化学社製)1.25質量部を用いた以外は実施例1と同様にしてポジ型レジスト組成物5を調製した。
ポジ型レジスト組成物5を用いて、実施例1と同様、吸光度の測定を行ったところ、ポジ型レジスト組成物5を用いて形成されたレジスト膜の、波長405nmにおける吸光度は、0.06/膜厚100nmであった。
また、ポジ型レジスト組成物5を用いて、実施例1と同様、パターン形成の確認を行ったところ、レジストパターンは解像しなかった。
[Comparative Example 3]
In Example 1, it replaced with 1.0 mass part of yellow dye OY-108 (made by Orient Chemical Co., Ltd.), and Example 1 except having used 1.25 mass part of yellow dye OY-129 (made by Orient Chemical Co., Ltd.). Similarly, a positive resist composition 5 was prepared.
When the absorbance was measured using the positive resist composition 5 in the same manner as in Example 1, the absorbance at a wavelength of 405 nm of the resist film formed using the positive resist composition 5 was 0.06 / The film thickness was 100 nm.
Further, when the pattern formation was confirmed using the positive resist composition 5 in the same manner as in Example 1, the resist pattern was not resolved.

[比較例4]
実施例1において、黄色染料OY−108を添加しなかったこと以外は実施例1と同様にしてポジ型レジスト組成物6を調製した。
ポジ型レジスト組成物6を用いて、実施例1と同様、吸光度の測定を行ったところ、ポジ型レジスト組成物6を用いて形成されたレジスト膜の、波長405nmにおける吸光度は、0.06/膜厚100nmであった。
また、ポジ型レジスト組成物6を用いて、実施例1と同様、パターン形成の確認を行ったところ、レジストパターンは解像しなかった。
[Comparative Example 4]
In Example 1, a positive resist composition 6 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the yellow dye OY-108 was not added.
When the absorbance was measured using the positive resist composition 6 in the same manner as in Example 1, the absorbance at a wavelength of 405 nm of the resist film formed using the positive resist composition 6 was 0.06 / The film thickness was 100 nm.
Moreover, when the pattern formation was confirmed using the positive resist composition 6 as in Example 1, the resist pattern was not resolved.

上記結果に示すように、形成されるレジスト膜の、露光光源の波長(405nm)における吸光度が0.08/膜厚100nm以上である実施例1〜2においては、レジストパターンが形成できた。
一方、形成されるレジスト膜の、露光光源の波長(405nm)における吸光度が0.07/膜厚100nm以下の比較例1〜3においては、レジストパターン形成ができなかった。
これらの結果から、実施例1〜2におけるレジストパターンの形成が、青色レーザー光が直接レジスト膜に作用することによるもの、すなわちフォトリソグラフィーによるものではなく、熱リソグラフィーによるものであることは明らかである。
As shown in the above results, in Examples 1 and 2 in which the absorbance of the resist film to be formed at the wavelength of the exposure light source (405 nm) was 0.08 / 100 nm or more, a resist pattern could be formed.
On the other hand, resist patterns could not be formed in Comparative Examples 1 to 3 in which the absorbance of the formed resist film at the wavelength of the exposure light source (405 nm) was 0.07 / 100 nm or less.
From these results, it is clear that the formation of the resist pattern in Examples 1 and 2 is due to the fact that the blue laser light directly acts on the resist film, that is, not by photolithography but by thermal lithography. .

Claims (3)

熱リソグラフィーに用いられるレジスト膜を形成するための熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物であって、
当該熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物を用いて形成されるレジスト膜が、前記熱リソグラフィーにおいて用いられる露光光源の波長において、膜厚100nmあたり0.08以上の吸光度を有することを特徴とする熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物。
A chemically amplified positive resist composition for thermal lithography for forming a resist film used in thermal lithography,
The resist film formed using the chemical amplification type positive resist composition for thermal lithography has an absorbance of 0.08 or more per 100 nm thickness at the wavelength of the exposure light source used in the thermal lithography. A chemically amplified positive resist composition for thermal lithography.
酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する基材成分(A)と、熱の作用により酸を発生する酸発生剤成分(B)と、前記露光光源の波長の光を吸収する染料(C)とを含有する請求項1に記載の熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物。   A base component (A) whose alkali solubility is increased by the action of an acid, an acid generator component (B) which generates an acid by the action of heat, and a dye (C) which absorbs light of the wavelength of the exposure light source; The chemically amplified positive resist composition for thermal lithography according to claim 1, comprising: 支持体上に、請求項1または2に記載の熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜に対し、当該レジスト膜の膜厚100nmあたりの吸光度が0.08以上である波長の光を用いて選択的露光を行う工程、および前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法。   A step of forming a resist film on the support using the chemically amplified positive resist composition for thermal lithography according to claim 1 or 2, the absorbance per 100 nm of the thickness of the resist film with respect to the resist film A resist pattern forming method including a step of performing selective exposure using light having a wavelength of 0.08 or more and a step of developing the resist film to form a resist pattern.
JP2006283967A 2006-10-18 2006-10-18 Chemically amplified positive resist composition for thermal lithography, and resist pattern forming method Withdrawn JP2008102277A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006283967A JP2008102277A (en) 2006-10-18 2006-10-18 Chemically amplified positive resist composition for thermal lithography, and resist pattern forming method
TW96137130A TW200832067A (en) 2006-10-18 2007-10-03 Chemically amplified positive resist composition for thermal lithography and method for forming resist pattern
PCT/JP2007/069617 WO2008047623A1 (en) 2006-10-18 2007-10-05 Chemically amplified positive resist composition for thermal lithography and method for formation of resist pattern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006283967A JP2008102277A (en) 2006-10-18 2006-10-18 Chemically amplified positive resist composition for thermal lithography, and resist pattern forming method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008102277A true JP2008102277A (en) 2008-05-01

Family

ID=39313862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006283967A Withdrawn JP2008102277A (en) 2006-10-18 2006-10-18 Chemically amplified positive resist composition for thermal lithography, and resist pattern forming method

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2008102277A (en)
TW (1) TW200832067A (en)
WO (1) WO2008047623A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010134240A (en) * 2008-12-05 2010-06-17 Jsr Corp Method and developing agent for forming resist pattern
JP2011109059A (en) * 2009-11-19 2011-06-02 Rohm & Haas Electronic Materials Llc Method of forming electronic device
JP2015068855A (en) * 2013-09-26 2015-04-13 東京応化工業株式会社 Resist composition and resist pattern forming method
JP2019147950A (en) * 2018-02-26 2019-09-05 住友化学株式会社 Colored resin composition
DE112012002744B4 (en) * 2011-06-28 2021-07-08 Denso Corporation CURRENT SENSOR
WO2021246449A1 (en) * 2020-06-03 2021-12-09 昭和電工株式会社 Positive photosensitive resin composition and partition wall of organic electroluminescent element

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3796967B2 (en) * 1998-06-23 2006-07-12 コニカミノルタホールディングス株式会社 Image forming material and image forming method
JP2004272182A (en) * 2002-04-24 2004-09-30 Mitsubishi Chemicals Corp Method for forming image
JP2004295058A (en) * 2003-02-14 2004-10-21 Mitsubishi Chemicals Corp Photosensitive composition
JP4825130B2 (en) * 2004-07-22 2011-11-30 関西ペイント株式会社 Near-infrared active positive resin composition
JP2006243464A (en) * 2005-03-04 2006-09-14 Konica Minolta Medical & Graphic Inc Lithographic printing plate material and image forming method

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010134240A (en) * 2008-12-05 2010-06-17 Jsr Corp Method and developing agent for forming resist pattern
JP2011109059A (en) * 2009-11-19 2011-06-02 Rohm & Haas Electronic Materials Llc Method of forming electronic device
DE112012002744B4 (en) * 2011-06-28 2021-07-08 Denso Corporation CURRENT SENSOR
JP2015068855A (en) * 2013-09-26 2015-04-13 東京応化工業株式会社 Resist composition and resist pattern forming method
JP2019147950A (en) * 2018-02-26 2019-09-05 住友化学株式会社 Colored resin composition
JP7292897B2 (en) 2018-02-26 2023-06-19 住友化学株式会社 colored resin composition
WO2021246449A1 (en) * 2020-06-03 2021-12-09 昭和電工株式会社 Positive photosensitive resin composition and partition wall of organic electroluminescent element
WO2021246444A1 (en) * 2020-06-03 2021-12-09 昭和電工株式会社 Positive photosensitive resin composition and partition wall of organic electroluminescent element
TWI775466B (en) * 2020-06-03 2022-08-21 日商昭和電工股份有限公司 Positive photosensitive resin composition and organic EL element separator
TWI789776B (en) * 2020-06-03 2023-01-11 日商昭和電工股份有限公司 Positive photosensitive resin composition, and organic EL element separator

Also Published As

Publication number Publication date
TW200832067A (en) 2008-08-01
WO2008047623A1 (en) 2008-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5430821B2 (en) Resist pattern forming method
JP4485922B2 (en) Negative resist composition
US7923192B2 (en) Base material for pattern-forming material, positive resist composition and method of resist pattern formation
JP2007329276A (en) Method for forming resist pattern by nanoimprint lithography
JP4184348B2 (en) Positive resist composition and resist pattern forming method
JP2007206425A (en) Positive resist composition for thick film resist film formation, thick film resist laminate, and resist pattern forming method
JP2008102429A (en) Resist pattern forming method and negative resist composition
JP2009002999A (en) Resist pattern forming method and surface modifying material
WO2006027997A1 (en) Electron-beam or euv (extreme ultraviolet) resist composition and process for the formation of resist patterns
JP2008102277A (en) Chemically amplified positive resist composition for thermal lithography, and resist pattern forming method
JP4249096B2 (en) Substrate for pattern forming material, positive resist composition, and resist pattern forming method
JP4152810B2 (en) Positive resist composition and resist pattern forming method
JP4954576B2 (en) Thick film resist laminate, manufacturing method thereof, and resist pattern forming method
JP2006243474A (en) Positive resist composition and resist pattern forming method
JP2008159874A (en) Method for forming resist pattern
JP2008233781A (en) Resist composition for thermal lithography, resist laminate, method for forming resist pattern
JP4347110B2 (en) Positive resist composition for electron beam or EUV
JPWO2004104703A1 (en) Chemically amplified positive photoresist composition and resist pattern forming method
JP4347130B2 (en) Positive resist composition, resist pattern forming method, and ion implantation method
US7629105B2 (en) Positive photoresist composition and method of forming resist pattern
JP4308125B2 (en) Method for forming resist pattern
JP2009088135A (en) Resist pattern forming method
JP4184209B2 (en) Positive resist composition and resist pattern forming method
JP2006003781A (en) Positive resist composition and method for forming resist pattern
JP2008051967A (en) Resist composition for liquid immersion lithography and resist pattern forming method

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20100105