JP2008162952A - Photosensitive composition, compound and resin usable therefor, and pattern-forming method using the same - Google Patents
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Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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Abstract
Description
本発明は遠紫外線に感応する半導体素子等の微細加工用ポジ型フォトレジスト組成物に関するものであり、更に詳しくは、高解像度のフォトリソグラフィーを行うための深紫外線、特に193nmおよび243nmの二層レジストシステムにおいて有用な遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成物に関する。 The present invention relates to a positive photoresist composition for microfabrication of semiconductor elements and the like which is sensitive to far ultraviolet rays, and more particularly, deep ultraviolet rays for performing high-resolution photolithography, particularly 193 nm and 243 nm bilayer resists. The present invention relates to a positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure useful in a system.
LSI(高集積回路)の高密度化、高集積化に対する要求に対し、より微細なパターンを形成できるレジストのフォトレジストの開発が必要とされる。一般に、フォトレジストの解像度、フォトスピード、焦点深度、およびその他の特性における改善が要求される。解像度の改善は、より大きい開口数(numerical aperture)を利用する露光システムによってもなされることができる。残念ながらより大きい開口数によって解像度が改善されるにつれ、最良解像度での焦点深度は光学的効果のため通常減少する。従って、レジストの焦点深度の改善もまた望ましい。 In response to the demand for higher density and higher integration of LSIs (highly integrated circuits), it is necessary to develop photoresists that can form finer patterns. In general, improvements in photoresist resolution, photospeed, depth of focus, and other properties are required. Resolution improvements can also be made by exposure systems that utilize a larger numerical aperture. Unfortunately, as the resolution is improved by a larger numerical aperture, the depth of focus at the best resolution usually decreases due to optical effects. Therefore, improving the depth of focus of the resist is also desirable.
最も一般的なレジストは、画像形成およびプラズマエッチ抵抗の機能をレジストがともに有する「単一層」と称される。第2の種類のレジストは、頂部層に画像形成の機能が割り当てられており、また下層にプラズマエッチ抵抗の機能が割り当てられている「二層レジスト」と称される。酸素エッチ段階では、画像形成されたパターンが下層に移される。二層レジストは、一般にシリコンを含有しまたより薄い画像形成フィルムを使用することから解像度についてある種の利点をもたらし、また多くの場合、二層レジスト/アンダーコートの組み合わせは、より良い基板プラズマエッチ抵抗をもたらす。二層レジストの例は、例えば特許文献1〜3の中に開示されている。 The most common resist is referred to as a “single layer” where the resist has both imaging and plasma etch resistance functions. The second type of resist is referred to as a “two-layer resist” in which the image forming function is assigned to the top layer and the plasma etch resistance function is assigned to the lower layer. In the oxygen etch stage, the imaged pattern is transferred to the lower layer. Bilayer resists provide certain advantages in resolution because they generally contain silicon and use thinner imaging films, and in many cases, bilayer resist / undercoat combinations provide better substrate plasma etch resistance. Bring. Examples of the bilayer resist are disclosed in Patent Documents 1 to 3, for example.
ポリシロキサン系ポリマーはドライエッチング耐性に優れ、既に幾つかレジスト材料に用いられる例が知られている。例えば、特許文献4にはポリ(2−カルボキシエチルシロキサン)のカルボキシル基をt−ブチル基等の酸の作用により分解してアルカリ現像液に溶解する基(酸解分解基)で保護したポリマーを用いたポジ型レジストが開示されている。しかしながら、これらのシロキサン系ポリマーを用いたレジスト材料は、活性光線又は放射線に対する透明性、解像度、現像性等のレジストとしての基本物性の点で十分とはいえず、さらなる改善が求められていた。
さらに、特許文献5には、カルボキシル基を有する非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基または有橋環式炭化水素基を側鎖に有し、かつ該カルボキシル基の少なくとも1部が酸不安定性基で置換されたシロキサン系ポリマー、例えば5−位にt−ブトキシカルボニル基を有するノルボルニル基がケイ素原子に結合したシロキサン系ポリマー等、および該ポリマーを用いたレジスト材料が開示されており、このレジスト材料は、KrFエキシマレーザー(波長248nm)あるいはArFエキシマレーザー(波長193nm)の吸収が小さく、パターン形状が良好であり、また感度、解像度、ドライエッチング耐性等にも優れているとされている。また、特許文献6には、一つのカルボキシル基を置換基として持つ特定のノルボルネン系脂環式構造を有するシロキサン系ポリマーを含有するレジストが遠紫外線、電子線、X線等の放射線を用いるパターン形成に有用であると開示されている。
Polysiloxane polymers are excellent in dry etching resistance, and some examples are already used for resist materials. For example, Patent Document 4 discloses a polymer in which a carboxyl group of poly (2-carboxyethylsiloxane) is protected by a group (acid decomposable group) that is decomposed by the action of an acid such as a t-butyl group and dissolved in an alkali developer. The positive resist used is disclosed. However, resist materials using these siloxane polymers are not sufficient in terms of basic physical properties as resists such as transparency to actinic rays or radiation, resolution, and developability, and further improvements have been demanded.
Furthermore, Patent Document 5 has a non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group or bridged cyclic hydrocarbon group having a carboxyl group in the side chain, and at least a part of the carboxyl group. Siloxane polymers substituted with an acid labile group, such as siloxane polymers in which a norbornyl group having a t-butoxycarbonyl group at the 5-position is bonded to a silicon atom, and resist materials using the polymers are disclosed. This resist material is said to have low absorption of KrF excimer laser (wavelength 248 nm) or ArF excimer laser (wavelength 193 nm), good pattern shape, and excellent sensitivity, resolution, dry etching resistance, etc. ing. In Patent Document 6, a resist containing a specific siloxane-based polymer having a norbornene-based alicyclic structure having one carboxyl group as a substituent is used to form a pattern using radiation such as far-ultraviolet rays, electron beams, and X-rays. Are disclosed as useful.
しかしながら、特許文献5、および特許文献6に記載のこれらのシロキサン系ポリマーを含めても、レジスト材料の樹脂成分として有用なシロキサン系ポリマーの種類は少なく、シロキサン系ポリマーを樹脂成分として、短波長の放射線に有効に感応し、高度のドラ
イエッチング耐性を備えつつ、レジストとしての基本物性に優れた感光性組成物の開発は、半導体素子における微細化の進行に対応しうる技術開発の観点から重要な課題となっている。
本発明の課題は、短波長の放射線に有効に感応し、高度のドライエッチング耐性を備えつつ、レジストとしての基本物性に優れた感光性組成物、特に、二層、あるいは多層レジストに好適な感光性組成物を提供することにある。また、本発明のさらなる課題は、感光性組成物に好適な樹脂、および該樹脂の製造に好適な化合物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a photosensitive composition that is effectively sensitive to short-wavelength radiation, has high dry etching resistance, and has excellent basic physical properties as a resist, and particularly suitable for a two-layer or multilayer resist. It is to provide a sex composition. Moreover, the further subject of this invention is providing the resin suitable for the photosensitive composition, and the compound suitable for manufacture of this resin.
本発明の課題は以下の<1>〜<9>によって達成された。 The object of the present invention has been achieved by the following <1> to <9>.
<1>(A)一般式(I)に示す構造単位を有する、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂、および(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、を含有することを特徴とする感光性組成物。 <1> (A) a resin having a structural unit represented by general formula (I), which increases the dissolution rate in an alkaline developer by the action of an acid, and (B) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, A photosensitive composition comprising:
一般式(I)中、
Aは多環状炭化水素基を示す。Qは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基あるいはアリール基を示す。
X1及びX2は、それぞれ独立して、酸の作用により分解して脱離する基を示す。
In general formula (I),
A represents a polycyclic hydrocarbon group. Q represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group.
X 1 and X 2 each independently represent a group that decomposes and leaves by the action of an acid.
<2> 樹脂(A)が、さらに式(II)に示す構造単位を有することを特徴とする上記<1>に記載の感光性組成物。 <2> The photosensitive composition as described in <1> above, wherein the resin (A) further has a structural unit represented by the formula (II).
<3> 一般式(I)におけるAが、一般式(III)で示される多環状炭化水素基であることを特徴とする上記<1>または<2>に記載の感光性組成物。 <3> The photosensitive composition as described in <1> or <2> above, wherein A in the general formula (I) is a polycyclic hydrocarbon group represented by the general formula (III).
一般式(III)において、
mは0〜3の整数を示す。
P1は一般式(I)におけるSi原子との結合手を表す。
P2は一般式(I)における−COOX1および−COOX2との結合手を表す。
In general formula (III):
m shows the integer of 0-3.
P 1 represents a bond with a Si atom in the general formula (I).
P 2 represents a bond with —COOX 1 and —COOX 2 in the general formula (I).
<4> 一般式(III)におけるmが、0であることを特徴とする上記<3>に記載の感光性組成物。 <4> The photosensitive composition according to <3>, wherein m in the general formula (III) is 0.
<5> 一般式(I)におけるX1、X2が、下記一般式(IV)で示される酸の作用により分解して脱離する基である上記<1>〜<4>のいずれかに記載の感光性組成物。 <5> In any one of the above items <1> to <4>, wherein X 1 and X 2 in the general formula (I) are groups capable of decomposing and leaving by the action of an acid represented by the following general formula (IV) The photosensitive composition as described.
一般式(IV)において、R1〜R3は各々独立してアルキル基又はシクロアルキル基を示す。R2とR3とが結合して環を形成してもよい。 In formula (IV), R 1 ~R 3 is an alkyl group or a cycloalkyl group each independently. R 2 and R 3 may combine to form a ring.
<6> 第1のレジスト層を設けた基板上に、上記<1>〜<5>のいずれかに記載の感光性組成物により第2のレジスト層を形成し、露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。 <6> including a step of forming a second resist layer on the substrate provided with the first resist layer with the photosensitive composition according to any one of the above <1> to <5>, exposing and developing the resist layer. The pattern formation method characterized by the above-mentioned.
<7> 一般式(V)で示される化合物。 <7> A compound represented by the general formula (V).
一般式(V)において、
Aは多環状炭化水素基を示す。
Qはアルキル基、シクロアルキル基、あるいはアリール基を示す。
X1及びX2は、それぞれ独立して、酸の作用により分解してアルカリ現像液に溶解する基を生じる有機基を示す。
R4及びR5は、各々独立して、アルコキシ基を示す。
<8> 一般式(V)におけるAが、一般式(III)で示される多環状炭化水素基であることを特徴とする一般式(V)で示される化合物。
In general formula (V):
A represents a polycyclic hydrocarbon group.
Q represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.
X 1 and X 2 each independently represents an organic group that is decomposed by the action of an acid to generate a group that dissolves in an alkaline developer.
R 4 and R 5 each independently represents an alkoxy group.
<8> A compound represented by the general formula (V), wherein A in the general formula (V) is a polycyclic hydrocarbon group represented by the general formula (III).
一般式(III)において、mは0〜3の整数を示す。
P1は一般式(I)におけるSi原子との結合手を表す。
P2は一般式(I)における−COOX1および−COOX2との結合手を表す。
<9> 一般式(V)で示される化合物を重合成分の一つとする樹脂(A)。
In general formula (III), m shows the integer of 0-3.
P 1 represents a bond to Si atoms in the general formula (I).
P 2 represents a bond with —COOX 1 and —COOX 2 in the general formula (I).
<9> Resin (A) having the compound represented by the general formula (V) as one of polymerization components.
本発明により、短波長の放射線に有効に感応し、高度のドライエッチング耐性を備えつつ、レジストとしての基本物性に優れた感光性組成物、特に、二層、あるいは多層レジストに好適な感光性組成物を提供することができる。特に、本発明の酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂の多環状炭化水素基は、活性光線又は放射線の照射により酸の作用によりカルボン酸基を発生する基を複数有しているため、感度、あるいはドライエッチング耐性を高めることができる。
また、本発明による、感光性組成物に好適な重合体(シロキサン系ポリマー)、および該シロキサン系ポリマーの製造に好適な化合物(シリルモノマー)を提供することができる。
According to the present invention, a photosensitive composition that effectively responds to short-wavelength radiation, has high dry etching resistance, and has excellent basic physical properties as a resist, particularly suitable for a two-layer or multilayer resist. Things can be provided. In particular, the polycyclic hydrocarbon group of the resin whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of the acid of the present invention has a plurality of groups that generate a carboxylic acid group by the action of an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. Therefore, sensitivity or dry etching resistance can be increased.
Moreover, the polymer (siloxane polymer) suitable for the photosensitive composition by this invention and the compound (silyl monomer) suitable for manufacture of this siloxane polymer can be provided.
以下に本発明の感光性組成物について詳しく説明する。
尚、本明細書に於ける基(原子団)の表記に於いて、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
Below, the photosensitive composition of this invention is demonstrated in detail.
In addition, in the description of the group (atomic group) in this specification, the description which does not describe substitution and non-substitution includes what does not have a substituent and what has a substituent. . For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
<(A)一般式(I)に示す構造単位を有する、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大するシロキサン樹脂>
本発明の感光性組成物は、(A)一般式(I)に示す構造単位を有する、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大するシロキサン樹脂((A)成分、樹脂(A)ともいう)を含有する。
<(A) Siloxane resin having a structural unit represented by general formula (I) and whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of an acid>
The photosensitive composition of the present invention comprises (A) a siloxane resin having a structural unit represented by the general formula (I) and having a dissolution rate in an alkali developer increased by the action of an acid (both the (A) component and the resin (A)). Contain).
一般式(I)中、
Aは多環状炭化水素基を示す。
Qは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基あるいはアリール基を示す。Qは炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基あるいは炭素数6〜12のアリール基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、あるいはフェニル基が好ましい。
X1、X2は、それぞれ独立して酸の作用により分解してアルカリ現像液に溶解する基を生じる有機基を示す。
In general formula (I),
A represents a polycyclic hydrocarbon group.
Q represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. Q is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. Specifically, a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group is preferable.
X 1 and X 2 each independently represent an organic group that decomposes by the action of an acid to generate a group that dissolves in an alkaline developer.
樹脂(A)は、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂(酸分解性樹脂)であり、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基(以下、「酸分解性基」ともいう)を有する樹脂である。
アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボン酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基を有する基等が挙げられる。
好ましいアルカリ可溶性基としては、カルボン酸基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、スルホン酸基が挙げられる。
酸で分解し得る基(酸分解性基)として好ましい基は、これらのアルカリ可溶性基の水素原子を酸で脱離する基で置換した基である。
酸で脱離する基としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(R36)(R37)(OR39)、−C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。
式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
R01〜R02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。
酸分解性基としては好ましくは、クミルエステル基、エノールエステル基、アセタールエステル基、第3級のアルキルエステル基等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル基である。
Resin (A) is a resin (acid-decomposable resin) that is decomposed by the action of an acid and has increased solubility in an alkali developer, and the main chain or side chain of the resin, or both the main chain and side chain, It is a resin having a group that decomposes under the action of an acid to generate an alkali-soluble group (hereinafter also referred to as “acid-decomposable group”).
Alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) Imido group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) methylene group A group having
Preferred alkali-soluble groups include carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol), and sulfonic acid groups.
A preferred group as an acid-decomposable group (acid-decomposable group) is a group obtained by substituting the hydrogen atom of these alkali-soluble groups with a group capable of leaving with an acid.
Examples of the group leaving with an acid include -C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ), -C (R 36 ) (R 37 ) (OR 39 ), -C (R 01 ) (R 02 ). ) (OR 39 ) and the like.
In the formula, R 36 to R 39 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.
R 01 and R 02 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group.
The acid-decomposable group is preferably a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, a tertiary alkyl ester group or the like. More preferably, it is a tertiary alkyl ester group.
一般式(I)において、X1、X2は、それぞれ独立して酸の作用により分解して脱離する基を示す。具体的には、上述した酸で脱離する基等が挙げられる。 In the general formula (I), X 1 and X 2 each independently represent a group that decomposes and leaves by the action of an acid. Specific examples include the above-described groups leaving with an acid.
X1、X2としては、下記一般式(IV)で示す有機基が特に好ましい。 As X 1 and X 2 , an organic group represented by the following general formula (IV) is particularly preferable.
一般式(IV)において、R1〜R3は各々独立してアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)又はシクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)を示し、R2とR3は結合して環を形成してもよい。
ここで、アルキル基は直鎖または分岐アルキル基のいずれでもよい。シクロアルキル基は、単環状あるいは多環状アルキル基のいずれでも良い。
R1は炭素数1〜6の直鎖アルキル基が好ましく、炭素数1〜3の直鎖アルキル基が特に好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基が特に好ましい例として挙げることができる。
R2、R3は、炭素数20以下のアルキル基またはシクロアルキル基が好ましく、炭素数1〜6の直鎖アルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基が特に好ましい例として挙げることができる。
また、R2とR3は結合して環を形成することも好ましい例であり、R2とR3は結合して炭素数5〜20の脂環を形成することが好ましく、炭素数5〜12の脂環を形成することが特に好ましい。脂環として、シクロペンタン、シクロヘキサン、アダマンタンを形成することが特に好ましい。
R1〜R3はさらに置換基を有していてもよく、好ましい置換基の例としては炭素数1〜6のアルキル基が示され、メチル基が特に好ましい。
In the general formula (IV), R 1 to R 3 each independently represents an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) or a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms), and R 2 and R 3 are They may combine to form a ring.
Here, the alkyl group may be a linear or branched alkyl group. The cycloalkyl group may be a monocyclic or polycyclic alkyl group.
R 1 is preferably a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Specifically, a methyl group, an ethyl group, and a propyl group can be given as particularly preferred examples.
R 2 and R 3 are preferably an alkyl group or cycloalkyl group having 20 or less carbon atoms, preferably a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms. Specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a cyclohexyl group, and an adamantyl group can be mentioned as particularly preferred examples.
R 2 and R 3 are also preferably bonded to form a ring, and R 2 and R 3 are preferably bonded to form an alicyclic ring having 5 to 20 carbon atoms. It is particularly preferred to form 12 alicyclic rings. It is particularly preferable to form cyclopentane, cyclohexane or adamantane as the alicyclic ring.
R 1 to R 3 may further have a substituent. Examples of preferable substituents include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, and a methyl group is particularly preferable.
一般式(I)において、Aで示される多環状炭化水素基は、炭素数7から20の多環状炭化水素基であることが好ましく、炭素数7から12の多環状炭化水素基であることが特に好ましい。Aで示される多環状炭化水素基は置換基を有していてもよく、好ましい置換基の例としては炭素数1〜6のアルキル基が示され、メチル基が特に好ましい。 In general formula (I), the polycyclic hydrocarbon group represented by A is preferably a polycyclic hydrocarbon group having 7 to 20 carbon atoms, and preferably a polycyclic hydrocarbon group having 7 to 12 carbon atoms. Particularly preferred. The polycyclic hydrocarbon group represented by A may have a substituent. Preferred examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a methyl group is particularly preferable.
より具体的には、Aで示される多環状炭化水素基は、一般式(III)で示される多環状炭化水素基であることが特に好ましい。 More specifically, the polycyclic hydrocarbon group represented by A is particularly preferably a polycyclic hydrocarbon group represented by the general formula (III).
一般式(III)において、
mは0〜3の整数を示す。mは0〜2の整数が好ましく、mは0または1がさらに好ましく、0であることが特に好ましい。
P1は一般式(I)におけるSi原子との結合手を表す。
P2は一般式(I)における−COOX1および−COOX2との結合手を表す。
尚、mが2または3のとき、P1は多環を構成する何れの炭素原子から結合していてもよい。
In general formula (III):
m shows the integer of 0-3. m is preferably an integer of 0 to 2, m is more preferably 0 or 1, and particularly preferably 0.
P 1 represents a bond with a Si atom in the general formula (I).
P 2 represents a bond with —COOX 1 and —COOX 2 in the general formula (I).
When m is 2 or 3, P 1 may be bonded from any carbon atom constituting the polycycle.
樹脂(A)は、さらに式(II)に示す構造単位を有することが好ましい。 The resin (A) preferably further has a structural unit represented by the formula (II).
樹脂(A)の具体例としては、下記のものをあげることができる。 Specific examples of the resin (A) include the following.
樹脂(A)は、一般式(I)で表される構造単位と、任意で式(II)やその他の構造
単位を含む重合体であり、重合は2次元(平面)的であっても3次元(立体)的であってもよい。即ち、たとえば籠型ポリシルセスキオキサン樹脂や、ラダー型ポリシルセスキオサン樹脂であってもよい。
The resin (A) is a polymer containing the structural unit represented by the general formula (I) and optionally the formula (II) or other structural units. It may be dimensional (three-dimensional). That is, for example, a cage-type polysilsesquioxane resin or a ladder-type polysilsesquioxane resin may be used.
本発明の樹脂(A)は、一般式(V)で示されるシリルモノマー化合物と、任意で一般式(II)で表される構造単位等その他の構造単位を形成するモノマー化合物とを重合することで得られる。
以下に本発明の一般式(V)で示される化合物に関して説明する。
The resin (A) of the present invention polymerizes a silyl monomer compound represented by the general formula (V) and a monomer compound that optionally forms other structural units such as the structural unit represented by the general formula (II). It is obtained by.
The compound represented by the general formula (V) of the present invention will be described below.
一般式(V)において、A、Q,X1、X2は、それぞれ前記、一般式(I)と同義である。R4、R5はアルコキシ基を示すが、好ましくは炭素数1〜20のアルコキシ基、より好ましくは炭素数1〜6の直鎖アルコキシ基であり、特に好ましくは炭素数1〜3の直鎖アルコキシ基である。具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基が特に好ましい例として挙げられる。 In the general formula (V), A, Q, X 1 and X 2 have the same meanings as in the general formula (I). R 4 and R 5 each represent an alkoxy group, preferably an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a linear alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably a linear chain having 1 to 3 carbon atoms. An alkoxy group; Specifically, a methyl group, an ethyl group, and a propyl group are particularly preferable examples.
一般式(V)で示される化合物は、たとえば以下の方法で合成することができる。 The compound represented by the general formula (V) can be synthesized, for example, by the following method.
<工程1>
C−1を出発物質として、塩基存在下において、X1‐OH、X2‐OHを反応させ、C−2に変換する。C−1において、Bは一般式(V)におけるAの不飽和体に相当する。L1、L2は、それぞれ脱離基を示し、塩素、臭素等のハライド、メシル基、トシル基などの置換スルホニル基を好まし例として挙げることができ、塩素、臭素等のハライドが特に好ましい例として挙げることができる。この時、用いる塩基としては無機塩基、有機塩基いずれでもよく、特に好ましい無機塩基の例としてはt−ブトキシカリウム、特に好ましい有機塩基の例としてはDBU等をあげることができる。
<Step 1>
Using C-1 as a starting material, X 1 —OH and X 2 —OH are reacted in the presence of a base to convert to C-2. In C-1, B corresponds to the unsaturated body of A in the general formula (V). L 1 and L 2 each represent a leaving group, and preferred examples include halides such as chlorine and bromine, substituted sulfonyl groups such as mesyl and tosyl groups, and halides such as chlorine and bromine are particularly preferred. As an example. At this time, the base to be used may be either an inorganic base or an organic base. An example of a particularly preferable inorganic base is t-butoxy potassium, and an example of a particularly preferable organic base is DBU.
重縮合反応に用いる溶媒としては、直鎖状もしくは分岐状のケトン類、環状のケトン類、エステル類、エーテル類、アルコール類、炭化水素類を用いることができる。具体的には、メチルエチルケトン、シクロヘキシルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、n−プロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン等を挙げることができる。これらの溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。溶媒の使用量は、前記一般式(V)で示される化合物に対して、通常、200質量部以下である。 As the solvent used for the polycondensation reaction, linear or branched ketones, cyclic ketones, esters, ethers, alcohols, and hydrocarbons can be used. Specifically, methyl ethyl ketone, cyclohexyl ketone, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, n-propyl alcohol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, tetrahydrofuran, Examples include toluene and xylene. These solvents can be used alone or in admixture of two or more. The usage-amount of a solvent is 200 mass parts or less normally with respect to the compound shown by the said general formula (V).
反応温度は、通常、−50〜+300℃、好ましくは20〜150℃であり、反応時間は、通常、1分〜100時間程度であり、好ましくは30分〜48時間である。 The reaction temperature is usually −50 to + 300 ° C., preferably 20 to 150 ° C. , and the reaction time is usually about 1 minute to 100 hours, preferably 30 minutes to 48 hours.
<工程2>
C−2とC−3を溶媒に溶解した後、触媒存在下において反応させて本発明の一般式(V)の化合物を製造する。C−3において、R4、R5、およびQは前記と同義である。用いる触媒としては、例えばロジウム系触媒を用いることができる。
重縮合反応に用いる溶媒としては、直鎖状もしくは分岐状のケトン類、環状のケトン類、エステル類、エーテル類、アルコール類、炭化水素類を用いることができる。具体的には、メチルエチルケトン、シクロヘキシルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、n−プロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン等を挙げることができる。これらの溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。溶媒の使用量は、前記一般式(V)で示される化合物に対して、通常、200質量部以下である。
<Process 2>
C-2 and C-3 are dissolved in a solvent and then reacted in the presence of a catalyst to produce a compound of the general formula (V) of the present invention. In C-3, R 4 , R 5 , and Q are as defined above. As a catalyst to be used, for example, a rhodium catalyst can be used.
As the solvent used for the polycondensation reaction, linear or branched ketones, cyclic ketones, esters, ethers, alcohols, and hydrocarbons can be used. Specifically, methyl ethyl ketone, cyclohexyl ketone, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, n-propyl alcohol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, tetrahydrofuran, Examples include toluene and xylene. These solvents can be used alone or in admixture of two or more. The usage-amount of a solvent is 200 mass parts or less normally with respect to the compound shown by the said general formula (V).
反応温度は、通常、−50〜+300℃、好ましくは20〜150℃であり、反応時間は、通常、1分〜100時間程度であり、好ましくは30分〜48時間である。 The reaction temperature is usually −50 to + 300 ° C., preferably 20 to 150 ° C., and the reaction time is usually about 1 minute to 100 hours, preferably 30 minutes to 48 hours.
以下に本発明のシロキサン樹脂の製造に関して、説明する。
本発明のシロキサン樹脂は、前記一般式(V)で示される化合物を酸性触媒または塩基性触媒の存在下、無溶媒または溶媒中で、常法により重縮合させることによって製造することができる。
The production of the siloxane resin of the present invention will be described below.
The siloxane resin of the present invention can be produced by polycondensing the compound represented by the general formula (V) by a conventional method in the absence of a solvent or a solvent in the presence of an acidic catalyst or a basic catalyst.
前記酸性触媒の具体的な例として、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、ホウ酸、燐酸、四塩化チタン、塩化亜鉛、塩化アルミニウム等の無機酸類を用いることができ、例えば、ぎ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、n−プロピオン酸、酪酸、クエン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸等の有機酸類を用いることができる。これらの酸性触媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用してもよい。 Specific examples of the acidic catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, boric acid, phosphoric acid, titanium tetrachloride, zinc chloride, and aluminum chloride. Organic acids such as fluoroacetic acid, n-propionic acid, butyric acid, citric acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and methanesulfonic acid can be used. These acidic catalysts may be used alone or in admixture of two or more.
前記塩基性触媒の具体的な例として、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩基類を用いることができる。 Specific examples of the basic catalyst include inorganic bases such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate. Can be used.
また、例えば、直鎖状、分岐状もしくは環状のモノアルキルアミン類、ジアルキルアミン類、トリアルキルアミン類および芳香族アミン類を用いることができる。また、イミダゾール類、ピリジン類;ピペラジン類のほか、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、4−メチルモルホリン、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ [2.2.2] オクタン等の他の含窒素複素環化合物等を用いることができる。これらの塩基性触媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用してもよい。 Further, for example, linear, branched or cyclic monoalkylamines, dialkylamines, trialkylamines and aromatic amines can be used. In addition to imidazoles, pyridines; piperazines, pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, morpholine, 4-methylmorpholine, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [2.2 .2] Other nitrogen-containing heterocyclic compounds such as octane can be used. These basic catalysts may be used alone or in admixture of two or more.
前記酸性触媒および塩基性触媒のうち、塩酸、硫酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、無水酢酸、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ピリジン等が好ましく、トリフルオロ酢酸が特に好ましい。酸性触媒または塩基性触媒の使用量は、前記一般式(V)で示される化合物に対して、通常、0.01〜1000質量部であり、好ましくは0.1〜100質量部である。 Of the acidic catalyst and basic catalyst, hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, acetic anhydride, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, pyridine and the like are preferable, and trifluoroacetic acid is particularly preferable. The usage-amount of an acidic catalyst or a basic catalyst is 0.01-1000 mass parts normally with respect to the compound shown by the said general formula (V), Preferably it is 0.1-100 mass parts.
また、重縮合反応に用いる溶媒としては、直鎖状もしくは分岐状のケトン類、環状のケ
トン類、エステル類、エーテル類、アルコール類、炭化水素類を用いることができる。具体的には、メチルエチルケトン、シクロヘキシルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、n−プロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン等を挙げることができる。これらの溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。溶媒の使用量は、前記一般式(V)で示される化合物に対して、通常、200質量部以下である。
As the solvent used for the polycondensation reaction, linear or branched ketones, cyclic ketones, esters, ethers, alcohols, and hydrocarbons can be used. Specifically, methyl ethyl ketone, cyclohexyl ketone, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, n-propyl alcohol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, tetrahydrofuran, Examples include toluene and xylene. These solvents can be used alone or in admixture of two or more. The usage-amount of a solvent is 200 mass parts or less normally with respect to the compound shown by the said general formula (V).
重縮合反応に際しては、反応系に水を添加することもできる。この場合の水の添加量は、前記一般式(V)で示される化合物に対して、通常、1000質量部以下である。 In the polycondensation reaction, water can be added to the reaction system. The amount of water added in this case is usually 1000 parts by mass or less with respect to the compound represented by the general formula (V).
さらに、本発明のシロキサン樹脂を製造する重縮合に際しては、前記一般式(V)で示される化合物とともに、シラン化合物を混合して用いることが好ましい。シラン化合物としては、テトラアルコキシシラン化合物、アルキルトリアルコキシシラン化合物、ジアルキルジアルコキシシラン化合物、トリアルキルアルコキシシラン化合物などを好ましい例としてあげることができ、前記一般式(II)に示す構造単位を構成するシラン化合物を用いることが特に好ましい。より具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロピルシラン等のシラン化合物を特に好ましい例として挙げることができる。 Furthermore, in the polycondensation for producing the siloxane resin of the present invention, it is preferable to mix and use a silane compound together with the compound represented by the general formula (V). Preferred examples of the silane compound include a tetraalkoxysilane compound, an alkyltrialkoxysilane compound, a dialkyldialkoxysilane compound, and a trialkylalkoxysilane compound, which constitute the structural unit represented by the general formula (II). It is particularly preferable to use a silane compound. More specifically, silane compounds such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, and tetrapropylsilane can be given as particularly preferable examples.
得られる樹脂の分子量を制御し、また得られるポリマーの安定性を向上させるために、ヘキサメチルジシロキサンを添加することができる。ヘキサメチルジシロキサンの添加量は、シラン化合物の全量100質量部に対して、通常、500質量部以下、好ましくは50質量部以下である。この場合、ヘキサメチルジシロキサンの添加量が500質量部を超えると、得られるポリマーの分子量が小さくなり、ガラス転移温度(Tg)が低下する傾向がある。重縮合反応における反応温度は、通常、−50〜+300℃、好ましくは20〜150℃であり、反応時間は、通常、1分〜100時間程度であり、好ましくは30分〜48時間である。 Hexamethyldisiloxane can be added to control the molecular weight of the resulting resin and improve the stability of the resulting polymer. The addition amount of hexamethyldisiloxane is usually 500 parts by mass or less, preferably 50 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the total amount of the silane compound. In this case, when the addition amount of hexamethyldisiloxane exceeds 500 parts by mass, the molecular weight of the obtained polymer tends to be small, and the glass transition temperature (Tg) tends to decrease. The reaction temperature in the polycondensation reaction is usually −50 to + 300 ° C., preferably 20 to 150 ° C., and the reaction time is usually about 1 minute to 100 hours, preferably 30 minutes to 48 hours.
本発明のシロキサン樹脂において、構造単位(I)の合計含有率は、全構造単位に対して、通常、1〜100モル%、好ましくは10〜100モル%、特に好ましくは20〜100モル%である。
前記一般式(II)に示す構造単位の合計含有率は、全構造単位に対して、通常、0.1〜30モル%、好ましくは1〜25モル%、特に好ましくは5〜20モル%である。
In the siloxane resin of the present invention, the total content of the structural unit (I) is usually 1 to 100 mol%, preferably 10 to 100 mol%, particularly preferably 20 to 100 mol%, based on all structural units. is there.
The total content of the structural units represented by the general formula (II) is usually 0.1 to 30 mol%, preferably 1 to 25 mol%, particularly preferably 5 to 20 mol%, based on all structural units. is there.
本発明のシロキサン樹脂において、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(以下、「Mw」という。)は、500〜1,000,000、好ましくは500〜500,000、特に好ましくは1,000〜100,000である。この場合、Mwが500未満では、得られるポリマーのガラス転移温度が低下する傾向があり、一方1,000,000を超えると、得られるポリマーの溶剤への溶解性が低下する傾向がある。
また、ガラス転移温度(Tg)は、通常、−50〜+500℃、好ましくは0〜300℃である。この場合、ガラス転移温度(Tg)が−50℃未満では、レジスト材料としたときにパターンの形成が困難となる傾向があり、一方500℃を越えると、得られるポリマーの溶剤への溶解性が低下する傾向がある。
In the siloxane resin of the present invention, the polystyrene-equivalent weight average molecular weight (hereinafter referred to as “Mw”) measured by gel permeation chromatography (GPC) is 500 to 1,000,000, preferably 500 to 500,000, Especially preferably, it is 1,000-100,000. In this case, if the Mw is less than 500, the glass transition temperature of the resulting polymer tends to decrease, whereas if it exceeds 1,000,000, the solubility of the resulting polymer in the solvent tends to decrease.
Moreover, glass transition temperature (Tg) is -50- + 500 degreeC normally, Preferably it is 0-300 degreeC. In this case, if the glass transition temperature (Tg) is less than −50 ° C., pattern formation tends to be difficult when a resist material is used. On the other hand, if the glass transition temperature (Tg) exceeds 500 ° C., the solubility of the resulting polymer in a solvent is poor. There is a tendency to decrease.
本発明において、上記樹脂(A)の使用量は、組成物中の固形分を基準として、通常99.99〜70質量%の範囲で用いられ、好ましくは99.9〜75質量%、更に好ましくは99〜85質量%の範囲で使用される。
本発明において、シロキサン樹脂は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。この場合、上記樹脂(A)を含むシロキサン樹脂の総使用量が、組成物中の固形分を基準として、通常99.99〜70質量%の範囲で用いられ、好ましくは99.9〜75質量%、更に好ましくは99〜85質量%の範囲で使用される。
In the present invention, the amount of the resin (A) used is usually in the range of 99.99 to 70% by mass, preferably 99.9 to 75% by mass, more preferably, based on the solid content in the composition. Is used in the range of 99 to 85% by mass.
In this invention, a siloxane resin can be used individually or in mixture of 2 or more types. In this case, the total amount of the siloxane resin containing the resin (A) is usually used in the range of 99.99 to 70% by mass, preferably 99.9 to 75% by mass, based on the solid content in the composition. %, More preferably 99 to 85% by mass.
(B)活性光線又は放射線の照射により、酸を発生する化合物
本発明の感光性組成物は、活性光線又は放射線の照射により、酸を発生する化合物(以下、「酸発生剤」ともいう)を含有する。
本発明で使用される酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている公知の光(400〜200nmの紫外線、遠紫外線、特に好ましくは、g線、h線、i線、KrFエキシマレーザー光)、ArFエキシマレーザー光、電子線、X線、分子線又はイオンビームにより酸を発生する化合物およびそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
(B) Compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation The photosensitive composition of the present invention is a compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation (hereinafter also referred to as “acid generator”). contains.
As the acid generator used in the present invention, a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for radical photopolymerization, a photodecoloring agent for dyes, a photochromic agent, a microresist, etc. Acid (400-200 nm ultraviolet light, far ultraviolet light, particularly preferably g-line, h-line, i-line, KrF excimer laser beam), ArF excimer laser beam, electron beam, X-ray, molecular beam or ion beam. The generated compounds and mixtures thereof can be appropriately selected and used.
また、その他の本発明に用いられる酸発生剤としては、たとえばジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、セレノニウム塩、アルソニウム塩等のオニウム塩、有機ハロゲン化合物、有機金属/有機ハロゲン化物、o−ニトロベンジル型保護基を有する酸発生剤、イミノスルフォネ−ト等に代表される光分解してスルホン酸を発生する化合物、ジスルホン化合物、ジアゾケトスルホン、ジアゾジスルホン化合物等を挙げることができる。
また、これらの光により酸を発生する基、あるいは化合物をポリマーの主鎖または側鎖に導入した化合物を用いることができる。
Other acid generators used in the present invention include, for example, onium salts such as diazonium salts, ammonium salts, phosphonium salts, iodonium salts, sulfonium salts, selenonium salts, arsonium salts, organic halogen compounds, and organic metal / organic halogens. Compound, an acid generator having an o-nitrobenzyl type protecting group, a compound capable of generating a sulfonic acid by photolysis represented by iminosulfonate, a disulfone compound, a diazoketosulfone, a diazodisulfone compound, and the like. .
In addition, a group in which an acid is generated by light or a compound in which a compound is introduced into the main chain or side chain of a polymer can be used.
さらに、V. N. R. Pillai, Synthesis, (1), 1 (1980)、A. Abad et al., Tetrahedron
Lett., (47) 4555 (1971)、D. H. R. Barton et al., J. Chem. Soc.,(C), 329 (1970)、米国特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光により酸を発生する化合物も使用することができる。
Furthermore, VNR Pillai, Synthesis, (1), 1 (1980), A. Abad et al., Tetrahedron
Lett., (47) 4555 (1971), DHR Barton et al., J. Chem. Soc., (C), 329 (1970), US Patent 3,779,778, European Patent 126,712, etc. Compounds that generate acids can also be used.
上記酸発生剤(B)の中で、特に有効に用いられるものについて、以下の<A−1>〜<A−4>に説明する。
<A−1>: トリハロメチル基が置換した下記一般式(PAG1)で表されるオキサゾール誘導体又は下記一般式(PAG2)で表されるS−トリアジン誘導体。
Among the acid generators (B), those that are particularly effective will be described in the following <A-1> to <A-4>.
<A-1>: An oxazole derivative represented by the following general formula (PAG1) substituted with a trihalomethyl group or an S-triazine derivative represented by the following general formula (PAG2).
式中、R201は、アリール基またはアルケニル基を示し、R202はアリール基、アルケニル基、アルキル基、または−C(Y)3を示す。Yは塩素原子または臭素原子を示す。
具体的には以下の化合物を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
In the formula, R 201 represents an aryl group or an alkenyl group, and R 202 represents an aryl group, an alkenyl group, an alkyl group, or —C (Y) 3 . Y represents a chlorine atom or a bromine atom.
Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.
<A−2>: 下記の一般式(PAG3)で表されるヨードニウム塩、または一般式(PAG4)で表されるスルホニウム塩。 <A-2>: An iodonium salt represented by the following general formula (PAG3) or a sulfonium salt represented by the general formula (PAG4).
式中、Ar1およびAr2は、各々独立に、アリール基を示す。R203、R204およびR205は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を示す。
Z-は対アニオンを示し、例えば、BF4 -、AsF6 -、PF6 -、SbF6 -、SiF6 2-、ClO4 -、CF3SO3 -等のパーフルオロアルカンスルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオン等のアルキルスルホン酸アニオン、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸アニオン、ベンゼンスルホン酸アニオン、トリイソプロピルベンゼンスルホン酸アニオン等の芳香族スルホン酸アニオン、ナフタレン−1−スルホン酸アニオン等の縮合多核芳香族スルホン酸アニオン、アントラキノンスルホン酸アニオン、スルホン酸基含有染料等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、これらのアニオン種は、更に置換基を有していてもよい。
またR203、R204、R205のうちの2つおよびAr1、Ar2はそれぞれの単結合または置換基を介して結合してもよい。
具体例としては以下に示す化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
In the formula, Ar 1 and Ar 2 each independently represents an aryl group. R 203 , R 204 and R 205 each independently represents an alkyl group or an aryl group.
Z − represents a counter anion, for example, perfluoroalkanesulfonic acid anions such as BF 4 − , AsF 6 − , PF 6 − , SbF 6 − , SiF 6 2− , ClO 4 − , CF 3 SO 3 − , camphor, etc. Alkyl sulfonate anions such as sulfonate anion, aromatic sulfonate anions such as pentafluorobenzene sulfonate anion, benzene sulfonate anion, triisopropylbenzene sulfonate anion, condensed polynuclear aromatic sulfones such as naphthalene-1-sulfonate anion An acid anion, an anthraquinone sulfonic acid anion, a sulfonic acid group-containing dye, and the like can be mentioned, but are not limited thereto. These anionic species may further have a substituent.
Two of R 203 , R 204 and R 205 and Ar 1 and Ar 2 may be bonded via a single bond or a substituent.
Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.
一般式(PAG3)または(PAG4)で示される上記オニウム塩は公知であり、例えば、J. W. Knapczyk et al., J. Am. Chem. Soc., 91, 145 (1969)、A. L. Maycok et al., J. Org. Chem., 35, 2532, (1970)、E. Goethas et al., Bull.
Soc. Chem. Belg., 73, 546, (1964)、H. M. Leicester, J. Ame. Chem. Soc.,
51, 3587 (1929)、J. V. Crivello et al., J. Polym. Chem. Ed., 18, 2677 (1980)、米国特許第2,807,648号および同4,247,473号、特開昭53-101,331号等に記載の方法により合成することができる。
The above onium salts represented by the general formula (PAG3) or (PAG4) are known, for example, JW Knapczyk et al., J. Am. Chem. Soc., 91, 145 (1969), AL Maycok et al., J. Org. Chem., 35, 2532, (1970), E. Goethas et al., Bull.
Soc. Chem. Belg., 73, 546, (1964), HM Leicester, J. Ame. Chem. Soc.,
51, 3587 (1929), JV Crivello et al., J. Polym. Chem. Ed., 18, 2677 (1980), U.S. Pat.Nos. 2,807,648 and 4,247,473, JP-A-53-101,331, etc. It can be synthesized by the method.
<A−3>: 下記一般式(PAG5)で表されるジスルホン誘導体または一般式(PAG6)で表されるイミノスルホネート誘導体。 <A-3>: A disulfone derivative represented by the following general formula (PAG5) or an iminosulfonate derivative represented by the general formula (PAG6).
式中、Ar3及びAr4は、各々独立にアリール基を示す。R206はアルキル基又は、アリール基を示す。Aはアルキレン基、アルケニレン基、又はアリーレン基を示す。 Wherein, Ar 3 and Ar 4 each independently represents an aryl group. R 206 represents an alkyl group or an aryl group. A represents an alkylene group, an alkenylene group, or an arylene group.
具体例としては以下に示す化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.
<A−4>: 下記一般式(PAG7)で表されるジアゾジスルホン誘導体。 <A-4>: A diazodisulfone derivative represented by the following general formula (PAG7).
式中、Rは、アルキル基、シクロアルキル基あるいはアリール基を表す。
具体例としては以下に示す化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
In the formula, R represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.
Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.
本発明において、酸発生剤は、1種単独で用いても、2種以上併用して用いてもよい。
酸発生剤の添加量(総量)は、組成物中の固形分を基準として、通常0.001〜40質量%の範囲で用いられ、好ましくは0.01〜20質量%、更に好ましくは0.1〜10質量%の範囲で使用される。
In this invention, an acid generator may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more types.
The addition amount (total amount) of the acid generator is usually used in the range of 0.001 to 40% by mass, preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0. 0% by mass, based on the solid content in the composition. It is used in the range of 1 to 10% by mass.
本発明の感光性組成物には、必要に応じて各種添加物を添加することができる。 Various additives can be added to the photosensitive composition of the present invention as necessary.
<溶剤>
前記各成分を溶解させて感光性組成物を調製する際に使用することができる溶剤としては、例えば、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキルエステル、アルコキシプロピオン酸アルキル、炭素数4〜10の環状ラクトン、炭素数4〜10の、環を含有しても良いモノケトン化合物、アルキレンカーボネート、アルコキシ酢酸アルキル、ピルビン酸アルキル等の有機溶剤を挙げることができる。
<Solvent>
Solvents that can be used in preparing the photosensitive composition by dissolving the above components include, for example, alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate ester, alkyl alkoxypropionate, Examples thereof include organic solvents such as cyclic lactones having 4 to 10 carbon atoms, monoketone compounds having 4 to 10 carbon atoms which may contain a ring, alkylene carbonate, alkyl alkoxyacetate, and alkyl pyruvate.
アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートとしては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテートが好ましく挙げられる。
アルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルを好ましく挙げられる。
Examples of the alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, propylene glycol monoethyl Preferred examples include ether propionate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate.
Preferred examples of the alkylene glycol monoalkyl ether include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether.
乳酸アルキルエステルとしては、例えば、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチルを好ましく挙げられる。
アルコキシプロピオン酸アルキルとしては、例えば、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチルを好ましく挙げられる。
Preferred examples of the alkyl lactate include methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate and butyl lactate.
Preferable examples of the alkyl alkoxypropionate include ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, and ethyl 3-methoxypropionate.
炭素数4〜10の環状ラクトンとしては、例えば、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−オクタノイックラクトン、α−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンが好ましく挙げられる。 Examples of the cyclic lactone having 4 to 10 carbon atoms include β-propiolactone, β-butyrolactone, γ-butyrolactone, α-methyl-γ-butyrolactone, β-methyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ- Caprolactone, γ-octanoic lactone, and α-hydroxy-γ-butyrolactone are preferred.
炭素数4〜10の、環を含有しても良いモノケトン化合物としては、例えば、2−ブタノン、3−メチルブタノン、ピナコロン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−メチル−3−ペンタノン、4,4−ジメチル−2−ペンタノン、2,4−ジメチル−3−ペンタノン、2,2,4,4−テトラメチル−3−ペンタノン、2−ヘキサノン、3−ヘキサノン、5−メチル−3−ヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、2−メチル−3−ヘプタノン、5−メチル−3−ヘプタノン、2,6−ジメチル−4−ヘプタノン、2−オクタノン、3−オクタノン、2−ノナノン、3−ノナノン、5−ノナノン、2−デカノン、3−デカノン、、4−デカノン、5−ヘキセン−2−オン、3−ペンテン−2−オン、シクロペンタノン、2−メチルシクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、2,2−ジメチルシクロペンタノン、2,4,4−トリメチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロヘキサノン、4−メチルシクロヘキサノン、4−エチルシクロヘキサノン、2,2−ジメチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、2,2,6−トリメチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、2−メチルシクロヘプタノン、3−メチルシクロヘプタノンが好ましく挙げられる。 Examples of the monoketone compound having 4 to 10 carbon atoms which may contain a ring include 2-butanone, 3-methylbutanone, pinacolone, 2-pentanone, 3-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, 4- Methyl-2-pentanone, 2-methyl-3-pentanone, 4,4-dimethyl-2-pentanone, 2,4-dimethyl-3-pentanone, 2,2,4,4-tetramethyl-3-pentanone, 2 -Hexanone, 3-hexanone, 5-methyl-3-hexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, 2-methyl-3-heptanone, 5-methyl-3-heptanone, 2,6-dimethyl-4 -Heptanone, 2-octanone, 3-octanone, 2-nonanone, 3-nonanone, 5-nonanone, 2-decanone, 3-decanone, 4-decanone, 5- Xen-2-one, 3-penten-2-one, cyclopentanone, 2-methylcyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, 2,2-dimethylcyclopentanone, 2,4,4-trimethylcyclopenta Non, cyclohexanone, 3-methylcyclohexanone, 4-methylcyclohexanone, 4-ethylcyclohexanone, 2,2-dimethylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, 2,2,6-trimethylcyclohexanone, cycloheptanone, 2-methylcyclo Preferred are heptanone and 3-methylcycloheptanone.
アルキレンカーボネートとしては、例えば、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネートが好ましく挙げられる。
アルコキシ酢酸アルキルとしては、例えば、酢酸−2−メトキシエチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、酢酸−3−メトキシ−3−メチルブチル、酢酸−1−メトキシ−2−プロピルが好ましく挙げられる。
ピルビン酸アルキルとしては、例えば、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピルが好ましく挙げられる。
好ましく使用できる溶剤としては、常温常圧下で、沸点130℃以上の溶剤が挙げられる。具体的には、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、乳酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、プロピレンカーボネートが挙げられる。
本発明に於いては、上記溶剤を単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
Preferred examples of the alkylene carbonate include propylene carbonate, vinylene carbonate, ethylene carbonate, and butylene carbonate.
Examples of the alkyl alkoxyacetate include 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, 3-methoxy-3-methylbutyl acetate, and 1-methoxy-acetate. 2-propyl is preferred.
Preferred examples of the alkyl pyruvate include methyl pyruvate, ethyl pyruvate, and propyl pyruvate.
As a solvent which can be preferably used, a solvent having a boiling point of 130 ° C. or higher under normal temperature and normal pressure can be mentioned. Specifically, cyclopentanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, ethyl lactate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl pyruvate, 2-ethoxyethyl acetate, acetic acid -2- (2-ethoxyethoxy) ethyl and propylene carbonate are mentioned.
In the present invention, the above solvents may be used alone or in combination of two or more.
本発明においては、有機溶剤として構造中に水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤を使用してもよい。
水酸基を含有する溶剤としては、例えば、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、乳酸エチル等を挙げることができ、これらの内でプロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチルが特に好ましい。
水酸基を含有しない溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げることができ、これらの内で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルが特に好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノンが最も好ましい。
水酸基を含有する溶剤と水酸基を含有しない溶剤との混合比(質量)は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは20/80〜60/40である。水酸基を含有しない溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。
In this invention, you may use the mixed solvent which mixed the solvent which contains a hydroxyl group in a structure, and the solvent which does not contain a hydroxyl group as an organic solvent.
Examples of the solvent containing a hydroxyl group include ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethyl lactate, and the like. Particularly preferred are propylene glycol monomethyl ether and ethyl lactate.
Examples of the solvent not containing a hydroxyl group include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide and the like. Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, and butyl acetate are particularly preferred, and propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate. 2-heptanone is most preferred.
The mixing ratio (mass) of the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 60/40. . A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent not containing a hydroxyl group is particularly preferred from the viewpoint of coating uniformity.
溶剤は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有する2種類以上の混合溶剤であることが好ましい。 The solvent is preferably a mixed solvent of two or more containing propylene glycol monomethyl ether acetate.
本発明の感光性組成物の固形分は、上記溶剤に溶解し固形分濃度として、3〜40質量%溶解することが好ましい。より好ましくは5〜30質量%、更に好ましくは7〜20質量%である。 It is preferable that solid content of the photosensitive composition of this invention melt | dissolves in the said solvent, and dissolves 3-40 mass% as solid content concentration. More preferably, it is 5-30 mass%, More preferably, it is 7-20 mass%.
塩基性化合物
本発明の感光性組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、塩基性化合物を含有することが好ましい。
塩基性化合物としては、好ましくは、下記式(A)〜(E)で示される構造を有する化合物を挙げることができる。
Basic Compound The photosensitive composition of the present invention preferably contains a basic compound in order to reduce the change in performance over time from exposure to heating.
Preferred examples of the basic compound include compounds having structures represented by the following formulas (A) to (E).
一般式(A)〜(E)中、
R200 、R201及びR202 は、同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(炭素数6〜20)を表し、ここで、R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。
In general formulas (A) to (E),
R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different, and are a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group (having a carbon number). 6-20), wherein R 201 and R 202 may combine with each other to form a ring.
上記アルキル基について、置換基を有するアルキル基としては、炭素数1〜20のアミノアルキル基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基、または炭素数1〜20のシアノアルキル基が好ましい。
R203 、R204、R205及びR206 は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜20個のアルキル基を表す。
これら一般式(A)〜(E)中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。
About the said alkyl group, as an alkyl group which has a substituent, a C1-C20 aminoalkyl group, a C1-C20 hydroxyalkyl group, or a C1-C20 cyanoalkyl group is preferable.
R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
The alkyl groups in these general formulas (A) to (E) are more preferably unsubstituted.
好ましい化合物として、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルフォリン、ピペリジン等を挙げることができ、更に好ましい化合物として、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体等を挙げることができる。 Preferred compounds include guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine, piperidine and the like, and more preferred compounds include imidazole structure, diazabicyclo structure, onium hydroxide structure, onium carboxylate Examples thereof include a compound having a structure, a trialkylamine structure, an aniline structure or a pyridine structure, an alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond, and an aniline derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond.
イミダゾール構造を有する化合物としてはイミダゾール、2、4、5−トリフェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール等が挙げられる。ジアザビシクロ構造を有する化合物としては1、4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1、5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノナ−5−エン、1、8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカー7−エン等が挙げられる。オニウムヒドロキシド構造を有する化合物としてはトリアリールスルホニウムヒドロキシド、フェナシルスルホニウムヒドロキシド、2−オキソアルキル基を有するスルホニウムヒドロキシド、具体的にはトリフェニルスルホニウムヒドロキシド、トリス(t−ブチルフェニル)スルホニウムヒドロキシド、ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェニウムヒドロキシド、2−オキソプロピルチオフェニウムヒドロキシド等が挙げられる。オニウムカルボキシレート構造を有する化合物としてはオニウムヒドロキシド構造を有する化合物のアニオン部がカルボキシレートになったものであり、例えばアセテート、アダマンタンー1−カルボキシレート、パーフロロアルキルカルボキシレート等が挙げられる。トリアルキルアミン構造を有する化合物としては、トリ(n−ブチル)アミン、トリ(n−オクチル)アミン等を挙げることができる。アニリン化合物としては、2,6−ジイソプロピルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジブチルアニリン、N,N−ジヘキシルアニリン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体としては、N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アニリン等を挙げることができる。
これらの塩基性化合物は、単独であるいは2種以上一緒に用いられる。
Examples of the compound having an imidazole structure include imidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, and benzimidazole. Examples of the compound having a diazabicyclo structure include 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] non-5-ene, and 1,8-diazabicyclo [5,4,0. ] Undecar 7-ene etc. are mentioned. Examples of the compound having an onium hydroxide structure include triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, sulfonium hydroxide having a 2-oxoalkyl group, specifically triphenylsulfonium hydroxide, tris (t-butylphenyl) sulfonium. Examples thereof include hydroxide, bis (t-butylphenyl) iodonium hydroxide, phenacylthiophenium hydroxide, and 2-oxopropylthiophenium hydroxide. As the compound having an onium carboxylate structure, an anion portion of the compound having an onium hydroxide structure is converted to a carboxylate, and examples thereof include acetate, adamantane-1-carboxylate, and perfluoroalkylcarboxylate. Examples of the compound having a trialkylamine structure include tri (n-butyl) amine and tri (n-octyl) amine. Examples of the aniline compound include 2,6-diisopropylaniline, N, N-dimethylaniline, N, N-dibutylaniline, N, N-dihexylaniline and the like. Examples of the alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and tris (methoxyethoxyethyl) amine. Examples of aniline derivatives having a hydroxyl group and / or an ether bond include N, N-bis (hydroxyethyl) aniline.
These basic compounds are used alone or in combination of two or more.
塩基性化合物の使用量は、感光性組成物の固形分を基準として、通常、0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。 The usage-amount of a basic compound is 0.001-10 mass% normally on the basis of solid content of a photosensitive composition, Preferably it is 0.01-5 mass%.
酸発生剤と塩基性化合物の組成物中の使用割合は、酸発生剤/塩基性化合物(モル比)=2.5〜300であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が2.5以上が好ましく、露光後加熱処理までの経時でのレジストパターンの太りによる解像度の低下抑制の点から300以下が好ましい。酸発生剤/塩基性化合物(モル比)は、より好ましくは5.0〜200、更に好ましくは7.0〜150である。 The use ratio of the acid generator and the basic compound in the composition is preferably acid generator / basic compound (molar ratio) = 2.5 to 300. In other words, the molar ratio is preferably 2.5 or more from the viewpoint of sensitivity and resolution, and is preferably 300 or less from the viewpoint of suppressing the reduction in resolution due to the thickening of the resist pattern over time until post-exposure heat treatment. The acid generator / basic compound (molar ratio) is more preferably 5.0 to 200, still more preferably 7.0 to 150.
界面活性剤
本発明の感光性組成物は、更に界面活性剤を含有することが好ましく、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することがより好ましい。
Surfactant The photosensitive composition of the present invention preferably further contains a surfactant, and is a fluorine-based and / or silicon-based surfactant (fluorine-based surfactant, silicon-based surfactant, fluorine atom and silicon). It is more preferable to contain any one or two or more of surfactants having both atoms.
本発明の感光性組成物が上記界面活性剤を含有することにより、250nm以下、特に220nm以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ないレジストパターンを与えることが可能となる。
フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤としては、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。
使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431、4430(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、F113、F110、F177、F120、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)、GF−300、GF−150(東亜合成化学(株)製)、サーフロンS−393(セイミケミカル(株)製)、エフトップEF121、EF122A、EF122B、RF122C、EF125M、EF135M、EF351、352、EF801、EF802、EF601((株)ジェムコ製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520(OMNOVA社製)、FTX−204D、208G、218G、230G、204D、208D、212D、218、222D((株)ネオス製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
When the photosensitive composition of the present invention contains the above-mentioned surfactant, it provides a resist pattern with less sensitivity and development defects with good sensitivity and resolution when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less. Is possible.
Examples of the fluorine-based and / or silicon-based surfactant include, for example, JP-A No. 62-36663, JP-A No. 61-226746, JP-A No. 61-226745, JP-A No. 62-170950, JP 63-34540 A, JP 7-230165 A, JP 8-62834 A, JP 9-54432 A, JP 9-5988 A, JP 2002-277862 A, US Patent Nos. 5,405,720, 5,360,692, 5,529,881, 5,296,330, 5,436,098, 5,576,143, 5,294,511, 5,824,451 Surfactant can be mentioned, The following commercially available surfactant can also be used as it is.
Examples of commercially available surfactants that can be used include EFTOP EF301 and EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, 431 and 4430 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173, F176 and F189. , F113, F110, F177, F120, R08 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (Manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.), GF-300, GF-150 (manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd.), Surflon S-393 (manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.), F-top EF121, EF122A, EF122B, RF122C, EF125M , EF135M, EF351, 352, EF801, EF802, EF 01 (manufactured by Gemco), PF636, PF656, PF6320, PF6520 (manufactured by OMNOVA), FTX-204D, 208G, 218G, 230G, 204D, 208D, 212D, 218, 222D (manufactured by Neos) Fluorine type surfactant or silicon type surfactant can be mentioned. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.
また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)もしくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することが出来る。
フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート及び/又は(ポリ(オキシアルキレン))メタクリレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布しているものでも、ブロック共重合していてもよい。また、ポリ(オキシアルキレン)基としては、ポリ(オキシエチレン)基、ポリ(オキシプロピレン)基、ポリ(オキシブチレン)基などが挙げられ、また、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体)やポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体)など同じ鎖長内に異なる鎖長のアルキレンを有するようなユニットでもよい。さらに、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体は2元共重合体ばかりでなく、異なる2種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマーや、異なる2種以上の(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)などを同時に共重合した3元系以上の共重合体でもよい。
In addition to the known surfactants described above, the surfactant is derived from a fluoroaliphatic compound produced by a telomerization method (also called telomer method) or an oligomerization method (also called oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group can be used. The fluoroaliphatic compound can be synthesized by the method described in JP-A-2002-90991.
As the polymer having a fluoroaliphatic group, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate and / or (poly (oxyalkylene)) methacrylate is preferable and distributed irregularly. Or may be block copolymerized. Examples of the poly (oxyalkylene) group include a poly (oxyethylene) group, a poly (oxypropylene) group, a poly (oxybutylene) group, and the like, and a poly (oxyethylene, oxypropylene, and oxyethylene group). A unit having different chain lengths in the same chain length, such as a block link) or poly (block link of oxyethylene and oxypropylene) may be used. Furthermore, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate) is not only a binary copolymer but also a monomer having two or more different fluoroaliphatic groups, Further, it may be a ternary or higher copolymer obtained by simultaneously copolymerizing two or more different (poly (oxyalkylene)) acrylates (or methacrylates).
例えば、市販の界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(大日本インキ化学工業(株)製)を挙げることができる。さらに、C6F13基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C3F7基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体などを挙げることができる。 Examples of commercially available surfactants include Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, and F-472 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.). Further, a copolymer of an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), an acrylate (or methacrylate) having a C 3 F 7 group and (poly (oxy) And a copolymer of (ethylene)) acrylate (or methacrylate) and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate).
また、本発明では、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤を使用することもできる。具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤等を挙げることができる。 In the present invention, other surfactants other than fluorine-based and / or silicon-based surfactants can also be used. Specifically, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene nonylphenol ether, etc. Sorbitans such as polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate Fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopal Te - DOO, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, may be mentioned polyoxyethylene sorbitan tristearate nonionic surfactants of polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as such.
これらの界面活性剤は単独で使用してもよいし、また、いくつかの組み合わせで使用してもよい。 These surfactants may be used alone or in several combinations.
(F)界面活性剤の使用量は、感光性組成物全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.01〜10質量%、より好ましくは0.1〜5質量%である。 (F) The usage-amount of surfactant becomes like this. Preferably it is 0.01-10 mass% with respect to the photosensitive composition whole quantity (except a solvent), More preferably, it is 0.1-5 mass%.
カルボン酸オニウム塩
本発明における感光性組成物は、カルボン酸オニウム塩を含有しても良い。カルボン酸オニウム塩としては、カルボン酸スルホニウム塩、カルボン酸ヨードニウム塩、カルボン酸アンモニウム塩などを挙げることができる。特に、カルボン酸オニウム塩としては、ヨードニウム塩、スルホニウム塩が好ましい。更に、本発明のカルボン酸オニウム塩のカルボキシレート残基が芳香族基、炭素−炭素2重結合を含有しないことが好ましい。特に好ましいアニオン部としては、炭素数1〜30の直鎖、分岐、単環または多環環状アルキルカルボン酸アニオンが好ましい。さらに好ましくはこれらのアルキル基の一部または全てがフッ素置換されたカルボン酸のアニオンが好ましい。アルキル鎖中に酸素原子を含んでいても良い。これにより220nm以下の光に対する透明性が確保され、感度、解像力が向上し、疎密依存性、露光マージンが改良される。
Carboxylic acid onium salt The photosensitive composition in this invention may contain carboxylic acid onium salt. Examples of the carboxylic acid onium salt include a carboxylic acid sulfonium salt, a carboxylic acid iodonium salt, and a carboxylic acid ammonium salt. In particular, as the carboxylic acid onium salt, an iodonium salt and a sulfonium salt are preferable. Furthermore, it is preferable that the carboxylate residue of the carboxylic acid onium salt of the present invention does not contain an aromatic group or a carbon-carbon double bond. As a particularly preferable anion moiety, a linear, branched, monocyclic or polycyclic alkylcarboxylic acid anion having 1 to 30 carbon atoms is preferable. More preferably, an anion of a carboxylic acid in which some or all of these alkyl groups are fluorine-substituted is preferable. The alkyl chain may contain an oxygen atom. This ensures transparency with respect to light of 220 nm or less, improves sensitivity and resolution, and improves density dependency and exposure margin.
フッ素置換されたカルボン酸のアニオンとしては、フロロ酢酸、ジフロロ酢酸、トリフロロ酢酸、ペンタフロロプロピオン酸、ヘプタフロロ酪酸、ノナフロロペンタン酸、パーフロロドデカン酸、パーフロロトリデカン酸、パーフロロシクロヘキサンカルボン酸、2,2−ビストリフロロメチルプロピオン酸のアニオン等が挙げられる。 Fluoro-substituted carboxylic acid anions include fluoroacetic acid, difluoroacetic acid, trifluoroacetic acid, pentafluoropropionic acid, heptafluorobutyric acid, nonafluoropentanoic acid, perfluorododecanoic acid, perfluorotridecanoic acid, perfluorocyclohexanecarboxylic acid, 2 , 2-bistrifluoromethylpropionic acid anion and the like.
これらのカルボン酸オニウム塩は、スルホニウムヒドロキシド、ヨードニウムヒドロキシド、アンモニウムヒドロキシドとカルボン酸を適当な溶剤中酸化銀と反応させることによって合成できる。 These carboxylic acid onium salts can be synthesized by reacting sulfonium hydroxide, iodonium hydroxide, ammonium hydroxide and carboxylic acid with silver oxide in a suitable solvent.
カルボン酸オニウム塩の組成物中の含量は、組成物の全固形分に対し、一般的には0.1〜20質量%、好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。 The content of the carboxylic acid onium salt in the composition is generally 0.1 to 20% by mass, preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 1 to 7% by mass, based on the total solid content of the composition. %.
パターン形成方法 本発明の基板上にパターン化された画像をつくる方法は、例えば下記の方法により得ることができる。 Pattern Forming Method The method for producing a patterned image on the substrate of the present invention can be obtained, for example, by the following method.
また、本発明の感光性組成物は異物等を除去する目的で、溶剤で溶液として調製した後、通常たとえば口径0.05〜0.2μm程度のフィルターでろ過することによって用いることが好ましい。 The photosensitive composition of the present invention is preferably prepared by preparing a solution with a solvent for the purpose of removing foreign substances and the like, and then usually filtering it with a filter having a diameter of about 0.05 to 0.2 μm.
本発明の感光性組成物には、必要に応じて更に、酸分解性溶解阻止化合物、可塑剤、光増感剤、架橋剤、光塩基発生剤、熱塩基発生剤、分光増感剤、光吸収剤、アルカリ可溶性樹脂、及び現像液に対する溶解性を促進させる化合物(例えば、分子量1000以下のフェノール化合物、カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物)、露光により塩基性が低下する化合物(フォトべース)、等を含有させることができる。 If necessary, the photosensitive composition of the present invention may further include an acid-decomposable dissolution inhibiting compound, a plasticizer, a photosensitizer, a crosslinking agent, a photobase generator, a thermal base generator, a spectral sensitizer, a light. Absorbent, alkali-soluble resin, and a compound that promotes solubility in a developer (for example, a phenol compound having a molecular weight of 1000 or less, an alicyclic or aliphatic compound having a carboxyl group), a compound whose basicity is reduced by exposure ( Photobase), and the like.
このような分子量1000以下のフェノール化合物は、例えば、特開平4−122938号、特開平2−28531号、米国特許第4916210号、欧州特許第219294号等に記載の方法を参考にして、当業者において容易に合成することができる。 Such phenolic compounds having a molecular weight of 1000 or less can be obtained by referring to methods described in, for example, JP-A-4-1222938, JP-A-2-28531, U.S. Pat. No. 4,916,210, European Patent 219294, and the like. Can be easily synthesized.
カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物の具体例としてはコール酸、デオキシコール酸、リトコール酸などのステロイド構造を有するカルボン酸誘導体、アダマンタンカルボン酸誘導体、アダマンタンジカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。 Specific examples of alicyclic or aliphatic compounds having a carboxyl group include carboxylic acid derivatives having a steroid structure such as cholic acid, deoxycholic acid, lithocholic acid, adamantane carboxylic acid derivatives, adamantane dicarboxylic acid, cyclohexane carboxylic acid, cyclohexane Examples thereof include, but are not limited to, dicarboxylic acids.
本発明の感光性組成物に使用できる酸分解性溶解阻止化合物としては、例えば、特開平5−134415号、特開平6−51519号などに記載の低分子酸分解性溶解阻止化合物を用いることができる。 As the acid-decomposable dissolution inhibiting compound that can be used in the photosensitive composition of the present invention, for example, low-molecular acid-decomposable dissolution inhibiting compounds described in JP-A Nos. 5-134415 and 6-51519 can be used. it can.
本発明の感光性組成物は、好ましくは精密集積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆)、ガラス、セラミックス、金属等の基板上に予め塗設されたの第1層レジスト上に塗布する第2層レジストとして用いられる。本発明の感光性組成物の層形成は、各成分を溶剤に溶解させ、得られた溶液をスピンコート法、スプレー法等により塗布することにより行なわれる。 The photosensitive composition of the present invention is preferably pre-coated on a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating), glass, ceramics, metal, or the like used in the manufacture of precision integrated circuit elements. Used as a second layer resist to be coated on the first layer resist. The layer formation of the photosensitive composition of the present invention is performed by dissolving each component in a solvent and applying the obtained solution by a spin coat method, a spray method or the like.
本発明に用いられる第2レジスト層の現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第4級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン類等のアルカリ類の水溶液を使用することができる。
更に、上記アルカリ類の水溶液にアルコール類、界面活性剤、芳香族水酸基含有化合物等を適当量添加して使用することもできる。中では、特にテトラメチルアンモニウムヒドロキシドを用いることが最も好ましい。
The developer for the second resist layer used in the present invention includes inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine and the like. Primary amines, secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethyl An aqueous solution of an alkali such as a quaternary ammonium salt such as ammonium hydroxide, or a cyclic amine such as pyrrole or piperidine can be used.
Furthermore, an appropriate amount of alcohol, surfactant, aromatic hydroxyl group-containing compound or the like can be added to the alkaline aqueous solution. Of these, tetramethylammonium hydroxide is most preferably used.
上記の第1層レジストとしては、適当な有機高分子膜が用いられるが、各種公知のフォトレジストを使用してもよい。たとえば、富士フイルム エレクトロニクスマテリアルズ株式会社製FHシリーズ、FHiシリーズ或いは住友化学社製PFIシリーズの各シリーズを例示することができる。 As the first layer resist, an appropriate organic polymer film is used, but various known photoresists may be used. For example, the FH series, FHi series, or Sumitomo Chemical PFI series manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Corporation can be exemplified.
本発明の感光性組成物を使用するには、先ず、基板上に第1レジスト層を形成する。この層の形成は、第1レジスト層に含有される化合物を、適当な溶剤に溶解させ、得られる溶液をスピンコー卜法、スプレー法等により塗布することにより行われる。第1レジスト層の膜厚は、0.1〜2.0μmであることが好ましく、より好ましくは0.2〜1.5μmであり、特に好ましくは0.25〜1.2μmである。 In order to use the photosensitive composition of the present invention, first, a first resist layer is formed on a substrate. This layer is formed by dissolving the compound contained in the first resist layer in an appropriate solvent and applying the resulting solution by a spin coating method, a spray method or the like. The film thickness of the first resist layer is preferably 0.1 to 2.0 μm, more preferably 0.2 to 1.5 μm, and particularly preferably 0.25 to 1.2 μm.
次いで、本発明のレジスト組成物を使用して第2レジスト層の形成を行うが、その前に
、第1レジスト層を熱処理することが好ましい。熱処理の温度としては、150〜250℃が好ましく、さらには170〜240℃が好ましく、180〜230℃が特に好ましい。この熱処理は、ホットプレートや熱オーブン等の装置を用いて行うことが出来る。
また、熱処理の時間は、上記熱処理温度によって異なるが、10秒〜1000秒の範囲に設定されることが好ましく、さらには20〜600秒が好ましい。
Next, the second resist layer is formed using the resist composition of the present invention, but before that, the first resist layer is preferably heat-treated. As temperature of heat processing, 150-250 degreeC is preferable, Furthermore, 170-240 degreeC is preferable, and 180-230 degreeC is especially preferable. This heat treatment can be performed using an apparatus such as a hot plate or a heat oven.
Moreover, although the time of heat processing changes with the said heat processing temperature, it is preferable to set to the range of 10 second-1000 second, and also 20-600 second is more preferable.
次いで、本発明の感光性組成物を使用して第2レジスト層を第1レジスト層の上に形成させるが、上記の第1レジスト層の形成と同様に行うことができる。
塗布後のベーク温度は通常60〜150℃、好ましくは、90〜130℃である。
第2レジスト層の膜厚は、0.03〜0.6μmであることが好ましく、より好ましくは0.04〜0.5μmであり、特に好ましくは0.05〜0.45μmである。
Next, the second resist layer is formed on the first resist layer using the photosensitive composition of the present invention, and can be performed in the same manner as the formation of the first resist layer.
The baking temperature after coating is usually 60 to 150 ° C, preferably 90 to 130 ° C.
The film thickness of the second resist layer is preferably 0.03 to 0.6 μm, more preferably 0.04 to 0.5 μm, and particularly preferably 0.05 to 0.45 μm.
得られた2層レジストは次にパターン形成工程に付されるが、その第1段階として、まず第2層のレジスト組成物の膜にパターン形成処理を行う。必要に応じてマスク合わせを行い、このマスクを通して高エネルギー線を照射することにより、照射部分のレジスト組成物をアルカリ水溶液に可溶とし、アルカリ水溶液で現像してパターンを形成する。高エネルギー線の照射には、KrFエキシマレーザー(波長248nm)あるいはArFエキシマレーザー(波長193nm)等の遠紫外線のほか、極端紫外線(EUV)、電子線、X線等の放射線を用いることができる。
第2層(上層)の現像時間は通常10〜100秒、好ましくは、20〜60秒である。
The obtained two-layer resist is then subjected to a pattern formation step. As a first step, the second layer resist composition is first subjected to pattern formation processing. Mask alignment is performed as necessary, and high energy rays are irradiated through the mask to make the irradiated resist composition soluble in an alkaline aqueous solution and developed with the alkaline aqueous solution to form a pattern. For irradiation with high energy rays, in addition to far ultraviolet rays such as KrF excimer laser (wavelength 248 nm) or ArF excimer laser (wavelength 193 nm), radiation such as extreme ultraviolet rays (EUV), electron beams, and X-rays can be used.
The development time of the second layer (upper layer) is usually 10 to 100 seconds, preferably 20 to 60 seconds.
次いで、第2段階としてドライエッチングを行うが、この操作は上記レジスト組成物の膜のパターンをマスクとして酸素プラズマエッチングにより実施し、アスペクト比の高い微細なパターンが形成される。この酸素プラズマエッチングによる有機高分子膜のエッチングは、従来のフォトエッチング操作による基板のエッチング加工の終了後に行われるレジスト膜の剥離の際に利用されるプラズマエッチングとまったく同一の技術である。この操作は、例えば円筒形プラズマエッチング装置により、反応性ガス、すなわちエッチングガスとして酸素を使用して実施することができる。酸素ガスに亜硫酸ガス等のガスを混合して用いることもできる。
尚、本発明のレジストは、液浸リソグラフィーにも好適に用いることができる。
Next, dry etching is performed as a second stage, and this operation is performed by oxygen plasma etching using the resist composition film pattern as a mask to form a fine pattern having a high aspect ratio. The etching of the organic polymer film by the oxygen plasma etching is exactly the same technique as the plasma etching used when the resist film is peeled off after completion of the etching process of the substrate by the conventional photoetching operation. This operation can be performed, for example, by a cylindrical plasma etching apparatus using oxygen as a reactive gas, that is, an etching gas. A gas such as sulfurous acid gas may be mixed with oxygen gas.
The resist of the present invention can also be suitably used for immersion lithography.
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these.
〔合成例1〕
5−(メチルジエトキシシリル)ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸 ジt−ブチルエステルの合成例
28gのt−ブトキシカリウムに300mLのTHFを加え、氷冷下にて25gの5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸クロリドを滴下した。滴下終了後、還流下にて4時間攪拌した後、氷水を加えた。反応液を酢酸エチルで抽出し、食塩水で洗浄した後、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧留去した後、シリカゲルクロマトグラフィー(溶離液:酢酸エチル/ヘキサン=1/9)で精製し、23gの5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸 ジt−ブチルエステルを得た。
[Synthesis Example 1]
Synthesis example of 5- (methyldiethoxysilyl) norbornane-2,3-dicarboxylic acid di-t-butyl ester 300 g of THF was added to 28 g of t-butoxypotassium, and 25 g of 5-norbornene-2, 3-dicarboxylic acid chloride was added dropwise. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred for 4 hours under reflux, and ice water was added. The reaction solution was extracted with ethyl acetate, washed with brine, and the organic layer was dried over sodium sulfate. After evaporating the solvent under reduced pressure, the residue was purified by silica gel chromatography (eluent: ethyl acetate / hexane = 1/9) to obtain 23 g of 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid di-t-butyl ester.
得られた5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸 t−ブチルエステル(14.7g)を70mLのトルエンに溶解し、攪拌下にて50mgのロジウム錯体を加えた後、外温100℃にて13mLのメチルジエトキシシランを滴下した。4時間反応させた後、反応液をろ過し、ろ液を減圧下にて留去した。残留物を中性シリカゲルクロマトグラフィー(溶離液:酢酸エチル/ヘキサン=1/10)で精製し、18gの5−(メチルジエトキシ
シリル)ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸 ジt−ブチルエステルを得た。
FABMS:m/z=429
The obtained 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid t-butyl ester (14.7 g) was dissolved in 70 mL of toluene, 50 mg of rhodium complex was added with stirring, and then 13 mL at an external temperature of 100 ° C. Of methyldiethoxysilane was added dropwise. After reacting for 4 hours, the reaction solution was filtered, and the filtrate was distilled off under reduced pressure. The residue was purified by neutral silica gel chromatography (eluent: ethyl acetate / hexane = 1/10) to obtain 18 g of 5- (methyldiethoxysilyl) norbornane-2,3-dicarboxylic acid di-t-butyl ester. It was.
FABMS: m / z = 429
〔合成例2〕
5−(フェニルジエトキシシリル)ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸 ジt−ブチルエステルの合成例
合成例1において、メチルジエトキシシランをフェニルジエトキシシランに替え、あとは同様に合成して5−(フェニルジエトキシシリル)ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸 ジt−ブチルエステルを得た。
FABMS:m/z=491
[Synthesis Example 2]
Synthesis example of 5- (phenyldiethoxysilyl) norbornane-2,3-dicarboxylic acid di-t-butyl ester In Synthesis Example 1, methyldiethoxysilane was replaced with phenyldiethoxysilane, and the rest was synthesized in the same manner. (Phenyldiethoxysilyl) norbornane-2,3-dicarboxylic acid di-t-butyl ester was obtained.
FABMS: m / z = 491
〔合成例3〕
3−(メチルエトキシシリル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン−8,9−ジカルボン酸 ジt−ブチルエステルの合成例
合成例1において、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸クロリドをテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン−8,9−ジカルボン酸クロリドに替え、あとは同様に合成して3−(メチルエトキシシリル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン−8,9−ジカルボン酸 ジt−ブチルエステルを得た。
FABMS:m/z=495
[Synthesis Example 3]
3- (Methylethoxysilyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10] dodecane-8,9 Synthesis Example Synthesis Example 1 of dicarboxylic acid t- butyl ester, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid chloride tetracyclo [4.4.0.1 2, 5 . 1 7, 10 ] dodec-3-ene-8,9-dicarboxylic acid chloride and then synthesized in the same manner to produce 3- (methylethoxysilyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane-8,9-dicarboxylic acid di-t-butyl ester was obtained.
FABMS: m / z = 495
〔合成例4〕
5−(メチルジエトキシシリル)ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸 ジ(1−メチルシクロヘキシル)エステルの合成例
23gの1−メチルシクロヘキサノール、に300mLのTHFを加え、20gのトリエチルアミンを加えて氷冷下にて24gの5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸クロリドを滴下した。滴下終了後、還流下にて4時間攪拌した後、氷水を加えた。反応液を酢酸エチルで抽出し、食塩水で洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去した後、シリカゲルクロマトグラフィー(溶離液:酢酸エチル/ヘキサン=2/8)で精製し、20gの5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸 ジ(1−メチルシクロヘキシル)エステルを得た。
[Synthesis Example 4]
Synthesis example of 5- (methyldiethoxysilyl) norbornane-2,3-dicarboxylic acid di (1-methylcyclohexyl) ester To 23 g of 1-methylcyclohexanol, 300 mL of THF was added, and 20 g of triethylamine was added. Below, 24 g of 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid chloride was added dropwise. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred for 4 hours under reflux, and ice water was added. The reaction solution was extracted with ethyl acetate and washed with brine, and then the organic layer was dried over magnesium sulfate. After distilling off the solvent under reduced pressure, the residue was purified by silica gel chromatography (eluent: ethyl acetate / hexane = 2/8) to obtain 20 g of 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid di (1-methylcyclohexyl) ester. It was.
得られた5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸 ジ(1−メチルシクロヘキシル)エステル(19g)を70mLのトルエンに溶解し、攪拌下にて50mgのロジウム錯体を加えた後、外温100℃にて13mLのメチルジエトキシシランを滴下した。4時間反応させた後、反応液をろ過し、ろ液を減圧下にて留去した。残留物を中性シリカゲルクロマトグラフィー(溶離液:酢酸エチル/ヘキサン=1/10)で精製し、12gの5−(メチルジエトキシシリル)ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸 ジ(1−メチルシクロヘキシル)エステルを得た。
FABMS:m/z=509
The obtained 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid di (1-methylcyclohexyl) ester (19 g) was dissolved in 70 mL of toluene, 50 mg of rhodium complex was added with stirring, and then the external temperature was raised to 100 ° C. 13 mL of methyldiethoxysilane was added dropwise. After reacting for 4 hours, the reaction solution was filtered, and the filtrate was distilled off under reduced pressure. The residue was purified by neutral silica gel chromatography (eluent: ethyl acetate / hexane = 1/10) and 12 g of 5- (methyldiethoxysilyl) norbornane-2,3-dicarboxylic acid di (1-methylcyclohexyl). An ester was obtained.
FABMS: m / z = 509
〔合成例5〕
5−(メチルジエトキシシリル)ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸 ジ(1−メチルシクロペンチル)エステルの合成例
合成例4において、1−メチルシクロヘキサノールを1−メチルシクロペンタノールに替え、あとは同様に合成して5−(メチルジエトキシシリル)ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸 ジ(1−メチルシクロペンチル)エステルを合成した。
FABMS:m/z=481
[Synthesis Example 5]
Synthesis example of 5- (methyldiethoxysilyl) norbornane-2,3-dicarboxylic acid di (1-methylcyclopentyl) ester In Synthesis Example 4, 1-methylcyclohexanol was replaced with 1-methylcyclopentanol, and the same 5- (methyldiethoxysilyl) norbornane-2,3-dicarboxylic acid di (1-methylcyclopentyl) ester was synthesized.
FABMS: m / z = 481
〔合成例6〕
5−(メチルジエトキシシリル)ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸 ジ(1、1-ジ
メチル−1−(4−メチルシクロヘキシル)メチル)エステルの合成例
合成例4において、1−メチルシクロヘキサノールを1、1-ジメチル−1−(4−メチルシクロヘキシル)メタノール、トリエチルアミンをDBUに替え、あとは合成例4に準じて、5−(メチルジエトキシシリル)ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸 ジ(1、1-ジメチル−1−(4−メチルシクロヘキシル)メチル)エステルを合成した。
FABMS:m/z=593
[Synthesis Example 6]
Synthesis example of 5- (methyldiethoxysilyl) norbornane-2,3-dicarboxylic acid di (1,1-dimethyl-1- (4-methylcyclohexyl) methyl) ester In Synthesis Example 4, 1-methylcyclohexanol was changed to 1 , 1-dimethyl-1- (4-methylcyclohexyl) methanol and triethylamine are replaced with DBU, and according to Synthesis Example 4, 5- (methyldiethoxysilyl) norbornane-2,3-dicarboxylic acid di (1, 1-dimethyl-1- (4-methylcyclohexyl) methyl) ester was synthesized.
FABMS: m / z = 593
〔合成例7〕
3−(メチルエトキシシリル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン−8,9−ジカルボン酸 (1,1-ジメチル−1−(4−メチルシクロヘキシル)メチル)エステルの合成例
合成例4において、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸クロリドをテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン−8,9−ジカルボン酸クロリド、1−メチルシクロヘキサノールを1、1-ジメチル−1−(4−メチルシクロヘキシル)メタノール、トリエチルアミンをDBUに替え、あとは合成例4に準じて合成して3−(メチルエトキシシリル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン−8,9−ジカルボン酸 (1、1-ジメチル−1−(4−メチルシクロヘキシル)メチル)エステルを得た。
FABMS:m/z=660
[Synthesis Example 7]
3- (Methylethoxysilyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . Synthesis example of 1 7,10 ] dodecane-8,9-dicarboxylic acid (1,1-dimethyl-1- (4-methylcyclohexyl) methyl) ester In synthesis example 4, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid chloride Tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene-8,9-dicarboxylic acid chloride, 1-methylcyclohexanol is replaced with 1,1-dimethyl-1- (4-methylcyclohexyl) methanol, triethylamine is replaced with DBU, and the rest is synthesized Synthesized according to Example 4, 3- (methylethoxysilyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane-8,9-dicarboxylic acid (1,1-dimethyl-1- (4-methylcyclohexyl) methyl) ester was obtained.
FABMS: m / z = 660
〔合成例8〕
シロキサン樹脂 P−2の合成例
0.46gの5−(メチルジエトキシシリル)ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸 ジt−ブチルエステル、0.67μLのトリフルオロ酢酸に3.85μLのエタノールを加え、密栓下にて5時間還流させた。反応液の溶媒を減圧下にて留去した後、60℃で1日間乾燥し、目的とするシロキサン樹脂 P−2を合成した。Tg:80℃
[Synthesis Example 8]
Synthesis Example of Siloxane Resin P-2 0.46 g of 5- (methyldiethoxysilyl) norbornane-2,3-dicarboxylic acid di-t-butyl ester, 0.67 μL of trifluoroacetic acid was added with 3.85 μL of ethanol, The mixture was refluxed for 5 hours under a sealed stopper. The solvent of the reaction solution was distilled off under reduced pressure and then dried at 60 ° C. for 1 day to synthesize the target siloxane resin P-2. Tg: 80 ° C
〔合成例9〕
シロキサン樹脂 P−9の合成例
0.46gの5−(メチルジエトキシシリル)ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸 ジt−ブチルエステル、0.31gのTEOS、0.67μLのトリフルオロ酢酸に3.85μLのエタノールを加え、密栓下にて5時間還流させた。反応液の溶媒を減圧下にて留去した後、60℃で1日間乾燥し、目的とするシロキサン樹脂 P−2を合成した。
Tg:100℃
[Synthesis Example 9]
Synthesis Example of Siloxane Resin P-9 In 0.46 g of 5- (methyldiethoxysilyl) norbornane-2,3-dicarboxylic acid di-t-butyl ester, 0.31 g of TEOS, 0.67 μL of trifluoroacetic acid, and 3. 85 μL of ethanol was added and refluxed for 5 hours under a tight stopper. The solvent of the reaction solution was distilled off under reduced pressure and then dried at 60 ° C. for 1 day to synthesize the target siloxane resin P-2.
Tg: 100 ° C
〔合成例10〕
シロキサン樹脂 P−10の合成例
0.49gの5−(フェニルジエトキシシリル)ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸
ジt−ブチルエステル、0.31gのTEOS、0.67μLのトリフルオロ酢酸に3.85μLのエタノールを加え、密栓下にて5時間還流させた。反応液の溶媒を減圧下にて留去した後、60℃で1日間乾燥し、目的とするシロキサン樹脂 P−10を合成した。
Tg:110℃
[Synthesis Example 10]
Synthesis Example of Siloxane Resin P-10 2.49 g of 5- (phenyldiethoxysilyl) norbornane-2,3-dicarboxylic acid di-t-butyl ester, 0.31 g of TEOS, 0.67 μL of trifluoroacetic acid. 85 μL of ethanol was added and refluxed for 5 hours under a tight stopper. The solvent of the reaction solution was distilled off under reduced pressure and then dried at 60 ° C. for 1 day to synthesize the target siloxane resin P-10.
Tg: 110 ° C.
シロキサン樹脂P−11、シロキサン樹脂P―12、シロキサン樹脂P―18およびシロキサン樹脂P―19は合成例1から合成例7によって合成されるジエステル化合物を用いて上記合成例9に準じて合成できる。 Siloxane resin P-11, siloxane resin P-12, siloxane resin P-18, and siloxane resin P-19 can be synthesized according to Synthesis Example 9 using the diester compounds synthesized in Synthesis Examples 1 to 7.
〔合成例11〕
シロキサン樹脂 P−13の合成例
合成例1で得られた0.43gの5−(フェニルジエトキシシリル)ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸 ジt−ブチルエステル、0.31gのTEOS、0.35gのメチルトリエトキシシラン、0.67μLのトリフルオロ酢酸に3.85μLのエタノールを加え、密栓下にて5時間還流させた。反応液の溶媒を減圧下にて留去した後、60℃で1日間乾燥し、目的とするシロキサン樹脂 P−13を合成した。
Tg:105℃
[Synthesis Example 11]
Synthesis Example of Siloxane Resin P-13 0.43 g of 5- (phenyldiethoxysilyl) norbornane-2,3-dicarboxylic acid di-t-butyl ester obtained in Synthesis Example 1, 0.31 g of TEOS, 0.35 g 3.85 μL of ethanol was added to 0.67 μL of trifluoroacetic acid of methyltriethoxysilane and refluxed for 5 hours under a sealed stopper. After the solvent of the reaction solution was distilled off under reduced pressure, it was dried at 60 ° C. for 1 day to synthesize the target siloxane resin P-13.
Tg: 105 ° C
シロキサン樹脂 P−14〜シロキサン樹脂P−17、およびシロキサン樹脂P−20は合成例1から合成例7によって合成されるジエステル化合物を用いて上記合成例11に準じて合成できる。 Siloxane resin P-14 to siloxane resin P-17 and siloxane resin P-20 can be synthesized according to Synthesis Example 11 using the diester compounds synthesized according to Synthesis Examples 1 to 7.
〔実施例1〜12及び比較例1〕
<レジスト調製>
(上層レジスト層組成物の形成)
表1に示す実施例1〜12として示す、上記で合成したシロキサン樹脂の各々について、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)/シクロヘキサノン(8/2質量比)混合溶媒に溶解させ固形分濃度7質量%の溶液を調製し、酸発生剤(PAG4−38:トリt-ブチルフェニルスルホニウムノナフレート)組成物中の固形分を基準として5質量%と塩基性化合物(2−フェニルベンズイミダゾール)組成物中の固形分を基準として0.5質量%と界面活性剤(メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製))組成物中の固形分を基準として0.01質量%を添加し、得られた溶液を0.1μm口径のメンブレンフィルターで精密ろ過して、上層レジスト組成物1〜12を得た。
[Examples 1 to 12 and Comparative Example 1]
<Resist preparation>
(Formation of upper resist layer composition)
Each of the siloxane resins synthesized as shown above as Examples 1 to 12 shown in Table 1 was dissolved in a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) / cyclohexanone (8/2 mass ratio) and the solid content concentration was 7 mass%. Of the acid generator (PAG4-38: tri-t-butylphenylsulfonium nonaflate) in an amount of 5% by mass and the basic compound (2-phenylbenzimidazole) in the composition based on the solid content in the composition. 0.5% by mass based on the solid content and 0.01% by mass based on the solid content in the surfactant (Megafac F176 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals)) composition are obtained. The resulting solution was microfiltered with a 0.1 μm aperture membrane filter to obtain upper resist compositions 1-12.
(下層レジスト層の形成)
6インチシリコンウェハにFHi−028DDレジスト(富士フイルム エレクトロニクスマテリアルズ株式会社製i線用レジスト)を東京エレクトロン製スピンコーターMark8を用い塗布し、90℃、90秒ベークして膜厚0.55μmの均一膜を得た。
これをさらに200℃、3分加熱し、膜厚0.40μmの下層レジスト層を得た。
(Formation of lower resist layer)
A 6-inch silicon wafer was coated with FHi-028DD resist (resist for i-line manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) using a spin coater Mark8 manufactured by Tokyo Electron, and baked at 90 ° C. for 90 seconds to obtain a uniform film thickness of 0.55 μm. A membrane was obtained.
This was further heated at 200 ° C. for 3 minutes to obtain a lower resist layer having a thickness of 0.40 μm.
(上層レジスト層の形成)
上記の第1レジスト層の上に、固形分濃度6%の上層レジスト組成物を前記下層レジスト層の形成と同様に塗布し、130℃、90秒加熱して、膜厚0.15μmの上層レジスト層を得た。
(Formation of upper resist layer)
On the first resist layer, an upper resist composition having a solid content concentration of 6% is applied in the same manner as the formation of the lower resist layer and heated at 130 ° C. for 90 seconds to form an upper resist having a thickness of 0.15 μm. A layer was obtained.
〔比較例1〕
シロキサン樹脂を特開2002−278073号公報の合成例8に記載の方法に従って合成した下記構造を有する樹脂(比較樹脂)に代える以外は実施例1〜12と同様にして上層レジスト組成物の調製を行い、下層レジスト、上層レジストの塗設を行った。
[Comparative Example 1]
The upper resist composition was prepared in the same manner as in Examples 1 to 12 except that the siloxane resin was replaced with a resin having the following structure (comparative resin) synthesized according to the method described in Synthesis Example 8 of JP-A-2002-278073. The lower layer resist and the upper layer resist were applied.
<レジスト評価>
こうして得られた各ウェハをASML社製ArFエキシマステッパーに解像力マスクを装填して露光量を変化させながら露光した。
その後、クリーンルーム内で100℃、90秒加熱した後、テトラヒドロアンモニウムヒドロキシド現像液(2.38質量%)で60秒間現像し、蒸留水でリンス、乾燥してパターンを得た(上層パターン)。さらにプラズマシステム製平行平板型リアクティブイオンエッチング装置DES−245Rを用い、上記上層パターンを有するウェハをエッチング(ドライ現像)し、下層にパターン形成した。エッチングガスは酸素、圧力は20ミリトール、印加パワー100mW/cm2とした。形成されたレジストパターンを走査型電子顕微鏡で観察した。
<Resist evaluation>
Each wafer thus obtained was exposed to an ArF excimer stepper manufactured by ASML with a resolving power mask while changing the exposure amount.
Then, after heating at 100 ° C. for 90 seconds in a clean room, the film was developed with a tetrahydroammonium hydroxide developer (2.38 mass%) for 60 seconds, rinsed with distilled water and dried to obtain a pattern (upper layer pattern). Further, the wafer having the upper layer pattern was etched (dry development) using a parallel plate type reactive ion etching apparatus DES-245R manufactured by Plasma System, and a pattern was formed on the lower layer. The etching gas was oxygen, the pressure was 20 mTorr, and the applied power was 100 mW / cm 2 . The formed resist pattern was observed with a scanning electron microscope.
下記の方法により、感度、解像力、エッチング耐性を評価した。
(1)感度:感度は、0.1μmのマスクパターンを再現する露光量で示した。
(2)解像力:解像力は、0.1μmのマスクパターンを再現する露光量における限界解像力で示した。
(3)エッチング耐性:エッチング耐性は、ポリヒドロキシスチレンとのエッチング速度の相対比で示した。1.0以上1.2未満のものを良好(○)、1.2以上1.5未満のものを許容(△)、1.5以上のものを不可(×)とした。
The sensitivity, resolution, and etching resistance were evaluated by the following methods.
(1) Sensitivity: Sensitivity is shown as an exposure amount for reproducing a mask pattern of 0.1 μm.
(2) Resolving power: The resolving power is indicated by the limiting resolving power at an exposure amount for reproducing a mask pattern of 0.1 μm.
(3) Etching resistance: Etching resistance was expressed as a relative ratio of etching rate to polyhydroxystyrene. A value of 1.0 or more and less than 1.2 was evaluated as good (◯), a value of 1.2 or more and less than 1.5 was allowed (Δ), and a value of 1.5 or more was determined as impossible (×).
本発明の感光性組成物は、ArFエキシマレーザーに対して高い解像性能を示すことが明らかとなった。また、比較レジストと比べ、感度、エッチング耐性に優れていることが明らかとなった。 It was revealed that the photosensitive composition of the present invention exhibits high resolution performance with respect to an ArF excimer laser. Moreover, it became clear that it was excellent in sensitivity and etching resistance compared with the comparison resist.
Claims (9)
Aは多環状炭化水素基を示す。Qは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基あるいはアリール基を示す。
X1及びX2は、それぞれ独立して、酸の作用により分解して脱離する基を示す。 (A) a resin having a structural unit represented by the general formula (I) that increases the dissolution rate in an alkaline developer by the action of an acid, and (B) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. The photosensitive composition characterized by the above-mentioned.
A represents a polycyclic hydrocarbon group. Q represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group.
X 1 and X 2 each independently represent a group that decomposes and leaves by the action of an acid.
mは0〜3の整数を示す。
P1は式(I)におけるSi原子との結合手を表す。
P2は式(I)における−COOX1および−COOX2との結合手を表す。 The photosensitive composition according to claim 1 or 2, wherein A in the general formula (I) is a polycyclic hydrocarbon group represented by the general formula (III).
m shows the integer of 0-3.
P 1 represents a bond with a Si atom in formula (I).
P 2 represents a bond with —COOX 1 and —COOX 2 in formula (I).
Aは多環状炭化水素基を示す。
Qはアルキル基、シクロアルキル基、あるいはアリール基を示す。
X1及びX2は、それぞれ独立して、酸の作用により分解してアルカリ現像液に溶解する基を生じる有機基を示す。
R4及びR5は、各々独立して、アルコキシ基を示す。 A compound represented by formula (V).
A represents a polycyclic hydrocarbon group.
Q represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.
X 1 and X 2 each independently represents an organic group that is decomposed by the action of an acid to generate a group that dissolves in an alkaline developer.
R 4 and R 5 each independently represents an alkoxy group.
P1は式(I)におけるSi原子との結合手を表す。
P2は式(I)における−COOX1および−COOX2との結合手を表す。 The compound according to claim 7, wherein A in the general formula (V) is a polycyclic hydrocarbon group represented by the general formula (III).
P 1 represents a bond with a Si atom in formula (I).
P 2 represents a bond with —COOX 1 and —COOX 2 in formula (I).
Aは多環状炭化水素基を示す。
Qはアルキル基、シクロアルキル基、あるいはアリール基を示す。
X1及びX2は、それぞれ独立して、酸の作用により分解してアルカリ現像液に溶解する基を生じる有機基を示す。
R4及びR5は、各々独立して、アルコキシ基を示す。 Resin (A) having general formula (V) as one of polymerization components.
A represents a polycyclic hydrocarbon group.
Q represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.
X 1 and X 2, respectively independently, an organic group to produce a group that is soluble in an alkaline developing solution is decomposed by the action of an acid.
R 4 and R 5 each independently represents an alkoxy group.
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