JP2011059583A - Resin composition for forming fine pattern, method for forming fine pattern and polymer - Google Patents

Resin composition for forming fine pattern, method for forming fine pattern and polymer Download PDF

Info

Publication number
JP2011059583A
JP2011059583A JP2009211916A JP2009211916A JP2011059583A JP 2011059583 A JP2011059583 A JP 2011059583A JP 2009211916 A JP2009211916 A JP 2009211916A JP 2009211916 A JP2009211916 A JP 2009211916A JP 2011059583 A JP2011059583 A JP 2011059583A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
formula
carbon atoms
hydrogen atom
methyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009211916A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Wakamatsu
剛史 若松
Yusuke Anno
祐亮 庵野
Koichi Fujiwara
考一 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JSR Corp filed Critical JSR Corp
Priority to JP2009211916A priority Critical patent/JP2011059583A/en
Publication of JP2011059583A publication Critical patent/JP2011059583A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin composition for forming a fine pattern which can attain smooth and further stable contraction of a resist pattern by heat treatment, and easy removal thereof by a subsequent alkali aqueous solution treatment. <P>SOLUTION: The resin composition for miniaturization of a resist pattern contains resin, a cross-linking agent for cross-linking the resin and a solvent. The resin includes a repeat unit represented by formula (1-4). In the formula, R<SP>1</SP>represents hydrogen atom, methyl or trifluoromethyl, R<SP>2</SP>represents -CH(CH<SB>3</SB>)-, R<SP>3</SP>represents trifluoromethyl, and R<SP>4</SP>represents hydrogen atom. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明はフォトレジストを用いた微細加工技術に関して、パターニング後に熱処理によりパターンを収縮させる際に用いられる微細パターン形成用樹脂組成物および微細パターン形成方法、ならびに重合体に関する。さらに詳細には、特定の構造の繰り返し単位を有する重合体を樹脂として溶媒に溶解することにより、直径60nm以下のパターンを、気泡を巻き込むことなく容易に被覆でき、かつ、該微細パターン形成用樹脂組成物を塗布するに際し、新たに水系の塗布カップや廃液処理設備を導入することなく、下層膜やフォトレジストを塗布時に使用しているカップや廃液処理設備をそのまま使用できる微細パターン形成用樹脂組成物およびこの組成物を用いる微細パターン形成方法、ならびに微細パターン形成用樹脂組成物の樹脂として使用できる重合体に関する。   The present invention relates to a fine processing technique using a photoresist, and relates to a resin composition for forming a fine pattern, a method for forming a fine pattern, and a polymer used when the pattern is shrunk by heat treatment after patterning. More specifically, by dissolving a polymer having a repeating unit having a specific structure in a solvent as a resin, a pattern having a diameter of 60 nm or less can be easily covered without entraining bubbles, and the resin for forming a fine pattern Resin composition for fine pattern formation that can use the cup and waste liquid treatment equipment used when applying the lower layer film and photoresist as it is without introducing a new water-based application cup or waste liquid treatment equipment when applying the composition And a polymer that can be used as a resin for a fine pattern forming resin composition and a resin composition for forming a fine pattern.

近年、半導体素子の微細化が進むに伴い、その製造方法におけるリソグラフィ工程において、いっそうの微細化が要求されるようになってきている。すなわち、リソグラフィ工程では、現在60nm以下の微細加工が必要になってきており、ArFエキシマレーザー光、F2エキシマレーザー光などの短波長の照射光に対応したフォトレジスト材料を用いて、微細なパターンを形成させる方法が種々検討されている。
このようなリソグラフィ技術においては、露光波長の制約から、微細化に限界は生じているのを免れないので、これまで、この波長限界をこえる微細パターンの形成を可能にするための研究が行なわれてきた。
In recent years, with the progress of miniaturization of semiconductor elements, further miniaturization has been required in the lithography process in the manufacturing method. That is, in the lithography process, microfabrication of 60 nm or less is now required, and a fine pattern is formed using a photoresist material corresponding to short wavelength irradiation light such as ArF excimer laser light and F 2 excimer laser light. Various methods for forming the film have been studied.
In such a lithography technique, there is an unavoidable limitation in miniaturization due to the limitation of the exposure wavelength, and so far, research has been conducted to enable the formation of a fine pattern exceeding the wavelength limit. I came.

例えば、フォトレジストを用いて形成されたレジストパターンを熱収縮させて、微細レジストパターンを形成する際に、レジストパターン上に被覆形成剤を設け、熱処理により、レジストパターンを熱収縮させ、水洗により除去し得るレジストパターン微細化用被覆形成剤、およびこのものを用いて効率よく微細レジストパターンを形成させる方法(特許文献1)が提案されているが、この方法ではレジストパターン微細化用被覆形成剤は水系であり、直径60nm以下のコンタクトホール等の微細なパターンへの被覆性が不十分であり、かつ水系であるため塗布時に専用のカップが必要になるためコストアップとなり、さらに、輸送などで低温となる場合、凍結・析出が生じるという問題がある。   For example, when a fine resist pattern is formed by thermally shrinking a resist pattern formed using a photoresist, a coating forming agent is provided on the resist pattern, the resist pattern is thermally shrunk by heat treatment, and removed by washing with water. A resist pattern refinement coating forming agent and a method for efficiently forming a fine resist pattern using the resist coating refinement (Patent Document 1) have been proposed. Water-based, insufficient coverage of fine patterns such as contact holes with a diameter of 60 nm or less, and water-based, a dedicated cup is required at the time of coating, resulting in increased costs, and low temperature for transportation, etc. In this case, there is a problem that freezing and precipitation occur.

一方、液浸露光時の媒体に溶出することなく安定な被膜を維持し、アルカリ現像液に容易に溶解する上層膜を形成するための上層膜樹脂組成物に用いられる重合体として、−NH−SO2−Rf(Rfはフッ素原子含有1価の有機基を表す)で表される基をその側鎖に有する繰り返し単位が全体の繰り返し単位の30〜100モル%含まれており、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ法により測定される重量平均分子量が2,000〜100,000である液浸上層膜用重合体が知られている(特許文献2)。しかし、この重合体と架橋剤との反応は検討されておらず、微細パターン形成用樹脂組成物への適用は知られていない。 On the other hand, as a polymer used in the upper layer resin composition for forming an upper layer film that maintains a stable film without eluting into the medium during immersion exposure and is easily dissolved in an alkaline developer, -NH- The repeating unit having a group represented by SO 2 —Rf (Rf represents a fluorine atom-containing monovalent organic group) in its side chain is contained in an amount of 30 to 100 mol% of the entire repeating unit, and gel permeation A polymer for an immersion upper layer film having a weight average molecular weight of 2,000 to 100,000 measured by a chromatography method is known (Patent Document 2). However, the reaction between this polymer and a crosslinking agent has not been studied, and its application to a resin composition for forming a fine pattern is not known.

特開2003−195527号公報JP 2003-195527 A 特開2006−243309号公報JP 2006-243309 A

本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、フォトレジストを用いて形成されたレジストパターンを熱処理することにより微細パターンを形成するに際し、該レジストパターン上に塗布され、熱処理により、レジストパターンを円滑により安定して収縮させることができると共に、その後のアルカリ水溶液処理により容易に除去し得る樹脂組成物、およびこれを用いて効率よく微細レジストパターンを形成できる微細パターン形成方法、ならびに樹脂として使用できる重合体の提供を目的とする。   The present invention has been made to cope with such a problem. When a fine pattern is formed by heat-treating a resist pattern formed using a photoresist, the fine-pattern is applied on the resist pattern, and the heat-treatment is performed by heat treatment. The resin composition can be smoothly and stably shrunk, and can be easily removed by subsequent alkaline aqueous solution treatment, and a fine pattern forming method capable of efficiently forming a fine resist pattern using the resin composition, and It aims at providing the polymer which can be used as resin.

本発明の微細パターン形成用樹脂組成物は、樹脂と、この樹脂を架橋させる架橋剤と、溶媒とを含み、レジストパターンを微細化するための微細パターン形成用樹脂組成物であって、上記樹脂が下記式(1−1)ないし式(1−3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位と、下記式(2)ないし式(5)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位とを含有することを特徴とする。

Figure 2011059583
The resin composition for forming a fine pattern of the present invention is a resin composition for forming a fine pattern, which contains a resin, a cross-linking agent that crosslinks the resin, and a solvent, and for refining a resist pattern. Is selected from at least one repeating unit selected from repeating units represented by the following formulas (1-1) to (1-3) and repeating units represented by the following formulas (2) to (5). It contains at least one repeating unit.
Figure 2011059583

式(1−1)ないし式(1−3)において、R1は水素原子、フッ素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を表し、Xは単結合、酸素原子(−O−)、カルボニルオキシ基(−(C=O)O−)、またはメチレンオキシ基(−CH2O−)を表し、R2はメチレジン基(−CH=)、メチルメチレン基(−CH(CH3)−)、またはヒドロキシ基もしくはハロゲン原子で一部の水素原子が置換されていてもよい、シクロヘキシル基、フェニル基、アダマンタン基、ノルボルネン基、もしくは環状エーテル基を表し、R3は、相互に独立にメチル基またはトリフルオロメチル基を表し、R4は相互に独立に水素原子、または酸の作用により水素原子を生成する基を表し、該基はフッ素で置換されていてもよく、R5は脂肪族環またはフェニル環を表し、nは0、1または2、mは0または1を表す。 In Formula (1-1) to Formula (1-3), R 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, X is a single bond, an oxygen atom (—O—), or a carbonyloxy group. (— (C═O) O—) or a methyleneoxy group (—CH 2 O—), and R 2 represents a methylresin group (—CH═), a methylmethylene group (—CH (CH 3 ) —), or Represents a cyclohexyl group, a phenyl group, an adamantane group, a norbornene group, or a cyclic ether group, in which some hydrogen atoms may be substituted with a hydroxy group or a halogen atom, and R 3 independently represents a methyl group or a trivalent group. R 4 represents a fluoromethyl group, R 4 independently represents a hydrogen atom or a group that generates a hydrogen atom by the action of an acid, the group may be substituted with fluorine, and R 5 represents an aliphatic ring or phenyl group. N represents 0, 1 or 2, and m represents 0 or 1.

式(2)において、R6は水素原子、炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基を表し、
式(3)において、R7は、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基、またはフェニル基を表し、Aは、単結合、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基もしくはオキシカルボニル基、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数3〜8の2価の単環式炭化水素環基、または炭素数7〜10の2価の多環式炭化水素環基を表し、R8は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表し、
式(4)および式(5)において、R9およびR12は、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を表し、
式(4)において、R10はメチレン基、エチレン基またはプロピレン基を表し、R11は下記式(6)または下記式(7)でそれぞれ表される基であり、
式(5)において、R13はメチレン基または炭素数2〜6のアルキレン基を表し、R14は、水素原子、メチル基またはエチル基を表し、rは0または1である。

Figure 2011059583
式(6)または式(7)において、R15は相互に独立に水素原子、または炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表す。 In the formula (2), R 6 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a linear or branched alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms,
In the formula (3), R 7 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a hydroxymethyl group, a trifluoromethyl group, or a phenyl group, and A represents a single bond, an oxygen atom, a carbonyl group, a carbonyl group An oxy group or an oxycarbonyl group, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent monocyclic hydrocarbon ring group having 3 to 8 carbon atoms, or a divalent polycyclic hydrocarbon ring group having 7 to 10 carbon atoms R 8 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom,
In Formula (4) and Formula (5), R 9 and R 12 represent a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group,
In the formula (4), R 10 represents a methylene group, an ethylene group or a propylene group, R 11 is a group represented by the following formula (6) or the following formula (7),
In the formula (5), R 13 represents a methylene group or an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, R 14 represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and r is 0 or 1.
Figure 2011059583
In the formula (6) or the formula (7), R 15 each independently represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.

また、微細パターン形成用樹脂組成物に用いられる樹脂を架橋させる架橋剤は、下記式(8)で表される化合物および下記式(9)で表される化合物から選ばれる少なくとも1つの化合物を含むことを特徴とする。

Figure 2011059583
式(8)において、BおよびDは相互に独立に、単結合、メチレン基、炭素数2〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または、炭素数3〜20の2価の脂環式炭化水素基を表し、Eは炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基を表し、pは2〜4の整数、qは0または1を表し、
式(9)において、Zは炭素数3〜20の脂環式炭化水素基を表し、酸素原子、窒素原子および硫黄原子を含んでいてもよく、p’は1〜6の整数を表し、R16およびR17は、水素原子、または下記式(9−1)で表される基を表し、R16およびR17の少なくとも1つは下記式(9−1)で表される基であり、
Figure 2011059583
式(9−1)において、R18およびR19は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシアルキル基、またはR18とR19とが互いに連結した炭素数2〜10の環を表し、R20は、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。 Moreover, the crosslinking agent which bridge | crosslinks the resin used for the resin composition for fine pattern formation contains at least 1 compound chosen from the compound represented by following formula (8) and the compound represented by following formula (9). It is characterized by that.
Figure 2011059583
In Formula (8), B and D are each independently a single bond, a methylene group, a linear or branched alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, or a divalent alicyclic ring having 3 to 20 carbon atoms. Represents a hydrocarbon group, E represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and p is an integer of 2 to 4 , Q represents 0 or 1,
In the formula (9), Z represents an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, may contain an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom, p ′ represents an integer of 1 to 6, and R 16 and R 17 represent a hydrogen atom or a group represented by the following formula (9-1), and at least one of R 16 and R 17 is a group represented by the following formula (9-1);
Figure 2011059583
In Formula (9-1), R 18 and R 19 are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or the number of carbon atoms in which R 18 and R 19 are connected to each other. represents from 2 to 10 rings, R 20 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.

本発明の微細パターン形成方法は、基板上にレジストパターンを形成するパターン形成工程と、このレジストパターン上に上記本発明の微細パターン形成用樹脂組成物を被覆する被覆工程と、この被膜工程後の基板を加熱処理する工程と、アルカリ水溶液により現像する工程とを含むことを特徴とする。   The fine pattern forming method of the present invention includes a pattern forming step of forming a resist pattern on a substrate, a coating step of covering the resist pattern with the resin composition for forming a fine pattern of the present invention, and a step after the coating step. The method includes a step of heat-treating the substrate and a step of developing with an alkaline aqueous solution.

本発明の重合体は、上記本発明の微細パターン形成用樹脂組成物の樹脂として用いられる。この重合体は、上記式(1−1)ないし式(1−3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位と、下記式(2)ないし式(5)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位とを含み、重量平均分子量が1,000〜50,000であることを特徴とする。   The polymer of this invention is used as resin of the resin composition for fine pattern formation of the said invention. This polymer includes at least one repeating unit selected from repeating units represented by the above formulas (1-1) to (1-3), and a repeating unit represented by the following formulas (2) to (5). Including at least one repeating unit selected from the units, and having a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000.

本発明の微細パターン形成用樹脂組成物は、フッ素化炭化水素アルコール基を有する樹脂、特に上記式(1−1)ないし式(1−3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位を含む重合体からなる樹脂を用いることにより、レジストパターンへの塗布特性に優れ、また硬化膜の寸法制御性にも優れている。このため、基板の表面状態の如何にかかわらず、レジストパターンのパターン間隙を実効的に、精度よく微細化することができ、波長限界をこえるパターンを良好かつ経済的に低コストでパターン欠陥の少ない状態で形成することができる。
特に、本発明の微細パターン形成用樹脂組成物は、架橋成分との組み合わせにより該樹脂の収縮量が大きく、収縮時の温度依存性が低く、収縮後の微細スペースパターン形成に優れ、ピッチ依存性が低いため、プロセス変動に対するパターン形成マージンであるプロセスウィンドウが広い。
さらに、このようにして形成された微細レジストパターンをマスクとしてドライエッチングすることにより、半導体基板上に精度よくトレンチパターンやホールを形成することができ、微細トレンチパターンやホールを有する半導体装置等を簡単にかつ歩留まりよく製造することができる。
The fine pattern forming resin composition of the present invention is a resin having a fluorinated hydrocarbon alcohol group, particularly at least one repeating unit selected from repeating units represented by the above formulas (1-1) to (1-3). By using a resin composed of a polymer containing units, the coating property to the resist pattern is excellent, and the dimensional controllability of the cured film is also excellent. Therefore, regardless of the surface state of the substrate, the pattern gap of the resist pattern can be effectively and accurately miniaturized, and the pattern exceeding the wavelength limit can be satisfactorily and economically reduced with few pattern defects. It can be formed in a state.
In particular, the resin composition for forming a fine pattern of the present invention has a large amount of shrinkage of the resin due to the combination with a crosslinking component, low temperature dependency during shrinkage, excellent formation of a fine space pattern after shrinkage, and pitch dependency. Therefore, the process window, which is a pattern formation margin against process variations, is wide.
Furthermore, by performing dry etching using the fine resist pattern thus formed as a mask, a trench pattern and a hole can be formed with high precision on a semiconductor substrate, and a semiconductor device having a fine trench pattern and a hole can be easily obtained. In addition, it can be manufactured with good yield.

ホールパターンの断面形状Cross section of hole pattern ホールパターンの断面形状Cross section of hole pattern

本発明者らは、熱処理によりレジストパターンを円滑に収縮させることができると共に、その後のアルカリ水溶液処理により容易に除去し得る樹脂組成物について、鋭意研究を重ねた結果、特に式(1−1)ないし式(1−3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位(以下、繰り返し単位(1)ともいう)を含むアルコール可溶性な樹脂と架橋剤と、溶媒とを含有する樹脂組成物を用いることにより、効率よく微細パターンを形成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
本発明の微細パターン形成用樹脂組成物は、樹脂と架橋剤と溶媒とからなる組成物である。
The inventors of the present invention have made extensive studies on a resin composition that can smoothly contract a resist pattern by heat treatment and can be easily removed by subsequent alkaline aqueous solution treatment. Thru | or the resin composition containing the alcohol soluble resin containing the at least 1 repeating unit (henceforth repeating unit (1)) chosen from the repeating unit represented by Formula (1-3), a crosslinking agent, and a solvent. It has been found that a fine pattern can be efficiently formed by using a product, and the present invention has been completed based on this finding.
The resin composition for forming a fine pattern of the present invention is a composition comprising a resin, a crosslinking agent and a solvent.

繰り返し単位(1)
本発明で使用できる樹脂は、式(1−1)ないし式(1−3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位を含む樹脂である。この樹脂は、フッ素化炭化水素アルコール基、および、酸の作用によりフッ素化炭化水素アルコール基を生成する基から選ばれる少なくとも1つの基を含む繰り返し単位である。
Repeating unit (1)
The resin that can be used in the present invention is a resin containing at least one repeating unit selected from repeating units represented by formulas (1-1) to (1-3). This resin is a repeating unit containing a fluorinated hydrocarbon alcohol group and at least one group selected from a group that generates a fluorinated hydrocarbon alcohol group by the action of an acid.

式(1−1)、式(1−2)、または式(1−3)の中で、好ましい例は、式(1−1)である。式(1−1)の中でも、特にnが0であり、Xがカルボニルオキシ基(−(C=O)O−)である下記式(1−4)で表される繰り返し単位が好ましい。式(1−4)におけるR1〜R4は、式(1−1)におけるR1〜R4とそれぞれ同一である。

Figure 2011059583
Of formula (1-1), formula (1-2), and formula (1-3), a preferred example is formula (1-1). Among the formulas (1-1), a repeating unit represented by the following formula (1-4) in which n is 0 and X is a carbonyloxy group (— (C═O) O—) is preferable. R 1 to R in the formula (1-4) 4, are respectively the same as R 1 to R 4 in formula (1-1).
Figure 2011059583

繰り返し単位(1−4)は、(メタ)アクリル酸誘導体を単量体として重合させることにより得られる。繰り返し単位(1−4)を生成する単量体(以下、「単量体(1)」ともいう)としては、1,1,1−トリフルオロ−2−ヒドロキシ−2−(トリフルオロメチル)ペント−4−イル(メタ)アクリレート、1,1,1−トリフルオロ−2−ヒドロキシ−2−(トリフルオロメチル)ヘキサ−5−イル(メタ)アクリレート、1,1,1−トリフルオロ−2−ヒドロキシ−2−(トリフルオロメチル)ヘプタ−6−イル(メタ)アクリレート、1,1,1−トリフルオロ−2−ヒドロキシ−2−(トリフルオロメチル)ヘプタ−5−イル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸2−((5−(1',1',1'−トリフルオロ−2'−トリフルオロメチル−2'−ヒドロキシ)プロピル)ビシクロ[2.2.1]ヘプチル)エステル、(メタ)アクリル酸3−((8−(1',1',1'−トリフルオロ−2'−トリフルオロメチル−2'−ヒドロキシ)プロピル)テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデシル)エステル等を挙げることができる。なかでも、1,1,1−トリフルオロ−2−ヒドロキシ−2−(トリフルオロメチル)ペント−4−イルメタクリレートが好ましい。
なお、樹脂には、繰り返し単位(1)が1種類のみ含まれていてもよく、2種類以上の繰り返し単位(1)が含まれていてもよい。
The repeating unit (1-4) can be obtained by polymerizing a (meth) acrylic acid derivative as a monomer. As a monomer for generating the repeating unit (1-4) (hereinafter, also referred to as “monomer (1)”), 1,1,1-trifluoro-2-hydroxy-2- (trifluoromethyl) Pent-4-yl (meth) acrylate, 1,1,1-trifluoro-2-hydroxy-2- (trifluoromethyl) hex-5-yl (meth) acrylate, 1,1,1-trifluoro-2 -Hydroxy-2- (trifluoromethyl) hept-6-yl (meth) acrylate, 1,1,1-trifluoro-2-hydroxy-2- (trifluoromethyl) hept-5-yl (meth) acrylate, (Meth) acrylic acid 2-((5- (1 ′, 1 ′, 1′-trifluoro-2′-trifluoromethyl-2′-hydroxy) propyl) bicyclo [2.2.1] heptyl) ester, (Meta Acrylic acid 3 - ((8- (1 ', 1', 1'-trifluoro-2'-trifluoromethyl-2'-hydroxy) propyl) tetracyclo [6.2.1.1 3,6 .0 2 , 7 ] dodecyl) ester and the like. Of these, 1,1,1-trifluoro-2-hydroxy-2- (trifluoromethyl) pent-4-yl methacrylate is preferable.
In addition, only one type of repeating unit (1) may be contained in the resin, and two or more types of repeating units (1) may be included.

本発明に使用できる樹脂は、繰り返し単位(1)と共に、上記式(2)で表される繰り返し単位(以下、繰り返し単位(2)ともいう)、上記式(3)で表される繰り返し単位(以下、繰り返し単位(3)ともいう)、上記式(4)で表される繰り返し単位(以下、繰り返し単位(4)ともいう)、および上記式(5)で表される繰り返し単位(以下、繰り返し単位(5)ともいう)から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位(以下、他の繰り返し単位ともいう)を含む共重合体であることが好ましい。
好ましい樹脂は、繰り返し単位(1)と他の繰り返し単位との共重合体である。この共重合体における単量体の配合割合は、他の繰り返し単位を生成する単量体を下記範囲内で含み、残りの単量体が繰り返し単位(1)を生成する単量体であることが好ましい。
Resins that can be used in the present invention include the repeating unit (1), the repeating unit represented by the above formula (2) (hereinafter also referred to as the repeating unit (2)), and the repeating unit represented by the above formula (3) ( Hereinafter, the repeating unit (3)), the repeating unit represented by the above formula (4) (hereinafter also referred to as the repeating unit (4)), and the repeating unit represented by the above formula (5) (hereinafter referred to as the repeating unit). A copolymer containing at least one repeating unit (hereinafter also referred to as another repeating unit) selected from the unit (5) is preferable.
A preferred resin is a copolymer of the repeating unit (1) and other repeating units. The blending ratio of the monomer in this copolymer is such that the monomer that generates another repeating unit is included within the following range, and the remaining monomer is a monomer that generates the repeating unit (1). Is preferred.

繰り返し単位(2)
式(2)におけるR6の炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基としては、t−ブチル基、アセトキシ基、1−エトキシエトキシ基、t−ブトキシル基が好ましく、最も好ましくはt−ブトキシル基である。
繰り返し単位(2)は、スチレン酸誘導体を単量体として重合させることにより得られる。繰り返し単位(2)を生成する好ましい単量体としては、p−t−ブトキシスチレンが挙げられる。
繰り返し単位(2)を生成する単量体の割合は、共重合体を構成する全単量体に対して、通常10〜60モル%、好ましくは20〜50モル%である。10モル%未満では収縮寸法が増加しない場合があり、60モル%をこえると現像液に対する溶解性が悪くなる。
Repeating unit (2)
Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or the linear or branched alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms represented by R 6 in the formula (2) include a t-butyl group and an acetoxy group. 1-ethoxyethoxy group and t-butoxyl group are preferable, and t-butoxyl group is most preferable.
The repeating unit (2) can be obtained by polymerizing a styrene acid derivative as a monomer. A preferred monomer for producing the repeating unit (2) is pt-butoxystyrene.
The ratio of the monomer which forms the repeating unit (2) is usually 10 to 60 mol%, preferably 20 to 50 mol%, based on all monomers constituting the copolymer. If it is less than 10 mol%, the shrinkage dimension may not increase, and if it exceeds 60 mol%, the solubility in the developer will deteriorate.

繰り返し単位(3)
式(3)におけるR7の炭素数1〜10のアルキル基としては、メチル基が挙げられる。好ましいR7は、水素原子またはメチル基である。
Aとして表される炭素数1〜20のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、1,3−プロピレン基もしくは1,2−プロピレン基などのプロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、ヘプタデカメチレン基、オクタデカメチレン基、ノナデカメチレン基、エイコサメチレン基、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,2−プロピレン基、1−メチル−1,4−ブチレン基、2−メチル−1,4−ブチレン基等が挙げられる。
また、炭素数3〜8の2価の単環式炭化水素環基としては、1,3−シクロブチレン基などのシクロブチレン基、1,3−シクロペンチレン基などのシクロペンチレン基、1,4−シクロヘキシレン基などのシクロヘキシレン基、1,5−シクロオクチレン基などのシクロオクチレン基等が挙げられる。
また、炭素数7〜10の2価の多環式炭化水素環基としては、1,4−ノルボルニレン基もしくは2,5−ノルボルニレン基などのノルボルニレン基、1,5−アダマンチレン基、2,6−アダマンチレン基などのアダマンチレン基等が挙げられる。
Repeating unit (3)
Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms R 7 in the formula (3) include a methyl group. Preferred R 7 is a hydrogen atom or a methyl group.
Examples of the alkylene group having 1 to 20 carbon atoms represented by A include propylene group such as methylene group, ethylene group, 1,3-propylene group or 1,2-propylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene. Group, heptamethylene group, octamethylene group, nonamethylene group, decamethylene group, undecamethylene group, dodecamethylene group, tridecamethylene group, tetradecamethylene group, pentadecamethylene group, hexadecamethylene group, heptacamethylene group, Octadecamethylene group, nonacamethylene group, eicosamethylene group, 1-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,2-propylene group, 1- Examples thereof include a methyl-1,4-butylene group and a 2-methyl-1,4-butylene group.
Examples of the divalent monocyclic hydrocarbon ring group having 3 to 8 carbon atoms include cyclobutylene groups such as 1,3-cyclobutylene groups, cyclopentylene groups such as 1,3-cyclopentylene groups, Cyclohexylene group such as 1,4-cyclohexylene group, cyclooctylene group such as 1,5-cyclooctylene group, and the like.
Examples of the divalent polycyclic hydrocarbon ring group having 7 to 10 carbon atoms include norbornylene groups such as 1,4-norbornylene group or 2,5-norbornylene group, 1,5-adamantylene group, 2,6 An adamantylene group such as an adamantylene group;

式(3)におけるR8として表される少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基としては、ジフルオロメチル基、パーフルオロメチル基、1,1−ジフルオロエチル基、2,2−ジフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、1,1,2,2−テトラフルオロプロピル基、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロピル基、パーフルオロエチルメチル基、1−(トリフルオロメチル)−1,2,2,2−テトラフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、1,1,2,2−テトラフルオロブチル基、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロブチル基、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブチル基、パーフルオロブチル基、1,1−ビス(トリフルオロ)メチル−2,2,2−トリフルオロエチル基、2−(パーフルオロプロピル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロペンチル基、パーフルオロペンチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカフルオロペンチル基、1,1−ビス(トリフルオロメチル)−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、パーフルオロペンチル基、2−(パーフルオロブチル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカフルオロヘキシル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ドデカフルオロヘキシル基、パーフルオロペンチルメチル基、パーフルオロヘキシル基、2−(パーフルオロペンチル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ドデカフルオロヘプチル基、パーフルオロヘキシルメチル基、パーフルオロヘプチル基、2−(パーフルオロヘキシル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−テトラデカフルオロオクチル基、パーフルオロヘプチルメチル基、パーフルオロオクチル基、2−(パーフルオロヘプチル)エチル基、を挙げることができる。
なかでも、フルオロアルキル基の炭素数が大きくなりすぎるとアルカリ水溶液への溶解性が低くなるため、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基が好ましい。
Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms in which at least one hydrogen atom represented by R 8 in Formula (3) is substituted with a fluorine atom include a difluoromethyl group, a perfluoromethyl group, 1,1-difluoroethyl group, 2,2-difluoroethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, perfluoroethyl group, 1,1,2,2-tetrafluoropropyl group, 1,1,2 , 2,3,3-hexafluoropropyl group, perfluoroethylmethyl group, 1- (trifluoromethyl) -1,2,2,2-tetrafluoroethyl group, perfluoropropyl group, 1,1,2, 2-tetrafluorobutyl group, 1,1,2,2,3,3-hexafluorobutyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4-octafluorobutyl group, perfluorobutyl 1,1-bis (trifluoro) methyl-2,2,2-trifluoroethyl group, 2- (perfluoropropyl) ethyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4-octa Fluoropentyl group, perfluoropentyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5-decafluoropentyl group, 1,1-bis (trifluoromethyl) -2,2,3 , 3,3-pentafluoropropyl group, perfluoropentyl group, 2- (perfluorobutyl) ethyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5-decafluorohexyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-dodecafluorohexyl group, perfluoropentylmethyl group, perfluorohexyl group, 2- (perfluoropentyl) ethyl group, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5 , 6,6-dodecafluoroheptyl group, perfluorohexylmethyl group, perfluoroheptyl group, 2- (perfluorohexyl) ethyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5 , 6,6,7,7-tetradecafluorooctyl group, perfluoroheptylmethyl group, perfluorooctyl group, and 2- (perfluoroheptyl) ethyl group.
Especially, since the solubility to alkaline aqueous solution will become low when carbon number of a fluoroalkyl group becomes large too much, a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, and a perfluoropropyl group are preferable.

式(3)で表される繰り返し単位(3)を生成する単量体の好ましい例としては、2−(((トリフルオロメチル)スルホニル)アミノ)エチル−1−メタクリレート、2−(((トリフルオロメチル)スルホニル)アミノ)エチル−1−アクリレート、ならびに下記の化合物が挙げられる。

Figure 2011059583
Preferable examples of the monomer that generates the repeating unit (3) represented by the formula (3) include 2-(((trifluoromethyl) sulfonyl) amino) ethyl-1-methacrylate, 2-(((tri Fluoromethyl) sulfonyl) amino) ethyl-1-acrylate, as well as the following compounds:
Figure 2011059583

繰り返し単位(3)を生成する単量体の割合は、共重合体を構成する全単量体に対して、3〜30モル%、好ましくは5〜12モル%含まれることが好ましい。3モル%未満であると、該樹脂の収縮後の微細スペースパターン形成が困難である場合があり、30モル%をこえると該樹脂の収縮量が減少する。   It is preferable that the ratio of the monomer which produces | generates a repeating unit (3) is 3-30 mol% with respect to all the monomers which comprise a copolymer, Preferably it is 5-12 mol%. If it is less than 3 mol%, it may be difficult to form a fine space pattern after shrinkage of the resin, and if it exceeds 30 mol%, the shrinkage amount of the resin decreases.

繰り返し単位(4)
式(4)で表される繰り返し単位(4)におけるR9としてはメチル基が、R10としてはエチレン基が、R11としては式(6)または式(7)で表される基がそれぞれ好ましい。
式(6)または式(7)において、R15として表される炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、1,3−プロピル基もしくは1,2−プロピル基などのプロピル基、テトラメチル基、ペンタメチル基、ヘキサメチル基、ヘプタメチル基、オクタメチル基、ノナメチル基、デカメチル基、1−メチル−1,3−プロピル基、2−メチル−1,3−プロピル基、2−メチル−1,2−プロピル基、1−メチル−1,4−ブチル基、2−メチル−1,4−ブチル基等が挙げられる。
繰り返し単位(4)を生成する単量体の割合は、共重合体を構成する全単量体に対して、5〜40モル%、好ましくは10〜20モル%である。5モル%未満では収縮寸法が増加しない場合があり、40モル%をこえると現像液に対する溶解性が悪くなる。
Repeating unit (4)
In the repeating unit (4) represented by the formula (4), R 9 is a methyl group, R 10 is an ethylene group, and R 11 is a group represented by the formula (6) or the formula (7). preferable.
In formula (6) or formula (7), the linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 15 includes a methyl group, an ethyl group, a 1,3-propyl group, or 1, Propyl group such as 2-propyl group, tetramethyl group, pentamethyl group, hexamethyl group, heptamethyl group, octamethyl group, nonamethyl group, decamethyl group, 1-methyl-1,3-propyl group, 2-methyl-1,3- A propyl group, 2-methyl-1,2-propyl group, 1-methyl-1,4-butyl group, 2-methyl-1,4-butyl group and the like can be mentioned.
The ratio of the monomer which forms the repeating unit (4) is 5 to 40 mol%, preferably 10 to 20 mol%, based on all monomers constituting the copolymer. If it is less than 5 mol%, the shrinkage dimension may not increase, and if it exceeds 40 mol%, the solubility in the developer will deteriorate.

繰り返し単位(5)
式(5)で表される繰り返し単位(5)におけるR12としてはメチル基が、R13としてはメチレン基が、R14としては水素原子がそれぞれ好ましい。
繰り返し単位(5)を生成する単量体の割合は、共重合体を構成する全単量体に対して、5〜40モル%、好ましくは10〜20モル%である。5モル%未満では収縮寸法が増加しない場合があり、40モル%をこえると現像液に対する溶解性が悪くなる。
Repeating unit (5)
In the repeating unit (5) represented by the formula (5), R 12 is preferably a methyl group, R 13 is preferably a methylene group, and R 14 is preferably a hydrogen atom.
The ratio of the monomer which forms the repeating unit (5) is 5 to 40 mol%, preferably 10 to 20 mol%, based on all monomers constituting the copolymer. If it is less than 5 mol%, the shrinkage dimension may not increase, and if it exceeds 40 mol%, the solubility in the developer will deteriorate.

上記共重合体は、例えば、各単量体の混合物を、ヒドロパーオキシド類、ジアルキルパーオキシド類、ジアシルパーオキシド類、アゾ化合物等のラジカル重合開始剤を使用し、必要に応じて連鎖移動剤の存在下、適当な溶媒中で重合することにより製造することができる。
上記重合に使用される溶媒としては、例えば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン類;シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類;クロロブタン類、ブロモヘキサン類、ジクロロエタン類、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の飽和カルボン酸エステル類;γ−ブチロラクトン等のアルキルラクトン類;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエタン類等のエーテル類;2−ブタノン、2−ヘプタノン、メチルイソブチルケトン等のアルキルケトン類;シクロヘキサノン等のシクロアルキルケトン類;2−プロパノール、1−ブタノール、4−メチル−2−ペンタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類等が挙げられる。これらの溶媒は、単独であるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
For example, the copolymer includes a mixture of monomers using radical polymerization initiators such as hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, azo compounds, and chain transfer agents as necessary. Can be produced by polymerization in a suitable solvent.
Examples of the solvent used for the polymerization include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, and n-decane; cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, Cycloalkanes such as norbornane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene; halogenated hydrocarbons such as chlorobutanes, bromohexanes, dichloroethanes, hexamethylene dibromide, chlorobenzene; ethyl acetate Saturated carboxylic acid esters such as n-butyl acetate, i-butyl acetate, methyl propionate, propylene glycol monomethyl ether acetate; alkyl lactones such as γ-butyrolactone; tetrahydrofuran, dimethoxyethanes, diethoxyethanes, etc. Ethers; alkyl ketones such as 2-butanone, 2-heptanone and methyl isobutyl ketone; cycloalkyl ketones such as cyclohexanone; 2-propanol, 1-butanol, 4-methyl-2-pentanol, propylene glycol monomethyl ether, etc. Alcohols and the like. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

また、上記重合における反応温度は、通常、40〜120℃、好ましくは50〜100℃であり、反応時間は、通常、1〜48時間、好ましくは1〜24時間である。   Moreover, the reaction temperature in the said superposition | polymerization is 40-120 degreeC normally, Preferably it is 50-100 degreeC, and reaction time is 1-48 hours normally, Preferably it is 1-24 hours.

共重合体は、純度が高いことが好ましく、ハロゲン、金属等の不純物の含有量が少ないだけでなく、残留する単量体やオリゴマー成分が既定値以下、例えばHPLCによる分析で0.1質量%以下等であることが好ましい。これによって、共重合体を樹脂として含有する本発明の微細パターン形成用樹脂組成物としてのプロセス安定性、パターン形状等をさらに改善することができるだけでなく、液中異物や感度等の経時変化がない微細パターン形成用樹脂組成物を提供することができる。
上記のような方法で得られた共重合体の精製方法として、以下の方法が挙げられる。金属等の不純物を除去する方法としては、ゼータ電位フィルターを用いて重合溶液中の金属を吸着させる方法、蓚酸、スルホン酸等の酸性水溶液で重合溶液を洗浄することで金属をキレート状態にして除去する方法等が挙げられる。また、残留する単量体やオリゴマー成分を規定値以下に除去する方法としては、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留する単量体やオリゴマー成分を除去する液々抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外濾過等の溶液状態での精製方法、重合溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留する単量体等を除去する再沈澱法、濾別した樹脂スラリー貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等が挙げられる。また、これらの方法を組み合わせてもよい。
The copolymer preferably has a high purity, and not only has a low content of impurities such as halogen and metal, but the residual monomer and oligomer components are not more than predetermined values, for example, 0.1% by mass by HPLC analysis. The following is preferable. This not only can further improve the process stability, pattern shape, etc. of the resin composition for forming a fine pattern of the present invention containing a copolymer as a resin, but also changes over time such as foreign matter in liquid and sensitivity. A resin composition for forming a fine pattern can be provided.
The following method is mentioned as a purification method of the copolymer obtained by the above methods. As a method for removing impurities such as metals, a method in which a metal in a polymerization solution is adsorbed using a zeta potential filter, a metal is chelated and removed by washing the polymerization solution with an acidic aqueous solution such as oxalic acid or sulfonic acid. And the like. In addition, as a method of removing residual monomers and oligomer components below the specified value, liquid-liquid extraction method that removes residual monomers and oligomer components by combining water washing and an appropriate solvent, a specific molecular weight or less Refining method to remove residual monomers by coagulating resin in poor solvent by dripping polymerization solution into poor solvent And a purification method in a solid state such as washing with a poor solvent for the resin slurry separated by filtration. Moreover, you may combine these methods.

このようにして得られる共重合体の重量平均分子量Mwはゲルパーミエーションクロマト法ポリスチレン換算で通常1,000〜500,000、好ましくは1,000〜50,000、特に好ましくは1,000〜20,000である。分子量が大きすぎると、熱硬化後に現像液で除去することができなくなるおそれがあり、小さすぎると塗布後に均一な塗膜を形成できないおそれがある。   The weight average molecular weight Mw of the copolymer thus obtained is usually 1,000 to 500,000, preferably 1,000 to 50,000, particularly preferably 1,000 to 20, in terms of gel permeation chromatography polystyrene. , 000. If the molecular weight is too large, there is a possibility that it cannot be removed with a developer after thermosetting, and if it is too small, a uniform coating film may not be formed after coating.

本発明の微細パターン形成用樹脂組成物に用いられる樹脂を架橋させる架橋剤は、上記式(8)で表される2つ以上の環状エーテルを有する化合物(以下、「架橋剤I」という)および上記式(9)で表される化合物から選ばれた少なくとも1つの化合物(以下、「架橋剤II」という)を含む。
架橋剤Iの式(8)におけるBおよびDで表される炭素数2〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基としては、エチレン基、1,3−プロピレン基もしくは1,2−プロピレン基などのプロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられる。
また、炭素数3〜20の2価の脂環式炭化水素基としては、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基、シクロオクチレン基、1,4−ノルボルニレン基もしくは2,5−ノルボルニレン基などのノルボルニレン基、1,5−アダマンチレン基、2,6−アダマンチレン基などのアダマンチレン基等が挙げられる。
式(8)におけるEで表される炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、イソプロピル基、イソブチル基等が挙げられる。
pは2〜4の整数、好ましくは2であり、qは0または1、好ましくは1である。
好ましい架橋成分Iとしては、1,2−ベンゼンジカルボン酸ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メチル]エステル、1,4−ベンゼンジカルボン酸ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メチル]エステル、イソフタル酸ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メチル]エステルが挙げられる。
架橋剤Iは、単独であるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
The crosslinking agent for crosslinking the resin used in the resin composition for forming a fine pattern of the present invention is a compound having two or more cyclic ethers represented by the above formula (8) (hereinafter referred to as “crosslinking agent I”) and It contains at least one compound selected from the compound represented by the above formula (9) (hereinafter referred to as “crosslinking agent II”).
Examples of the linear or branched alkylene group having 2 to 10 carbon atoms represented by B and D in the formula (8) of the crosslinking agent I include an ethylene group, a 1,3-propylene group or a 1,2-propylene group. And propylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group and the like.
Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms include cyclopropylene group, cyclobutylene group, cyclopentylene group, cyclohexylene group, cycloheptylene group, cyclooctylene group, and 1,4-norbornylene. Group, norbornylene group such as 2,5-norbornylene group, adamantylene group such as 1,5-adamantylene group, 2,6-adamantylene group and the like.
Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by E in Formula (8) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an isopropyl group, An isobutyl group etc. are mentioned.
p is an integer of 2 to 4, preferably 2, and q is 0 or 1, preferably 1.
Preferred crosslinking component I includes 1,2-benzenedicarboxylic acid bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methyl] ester, 1,4-benzenedicarboxylic acid bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methyl] ester And bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methyl] ester of isophthalic acid.
The crosslinking agents I can be used alone or in combination of two or more.

架橋剤IIの式(9)における、Zは炭素数3〜20の脂環式炭化水素基を表し、酸素原子、窒素原子および硫黄原子を含んでいてもよく、p’は1〜6の整数を表す。炭素数3〜20の脂環式炭化水素基としては、シクロブチル環、シクロペンチル環、シクロヘキシル環、シクロオクチル環、ノルボルニル環、アダマンチル環に由来する脂環式炭化水素基が挙げられる。
また、R16およびR17は、水素原子、または上記式(9−1)で表される基を表し、R16およびR17の少なくとも1つは上記式(9−1)で表される基である。
式(9−1)において、R18およびR19は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシアルキル基、またはR18とR19とが互いに連結した炭素数2〜10の環を表し、R20は、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。
In formula (9) of crosslinking agent II, Z represents an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and may contain an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom, and p ′ is an integer of 1 to 6 Represents. Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms include alicyclic hydrocarbon groups derived from a cyclobutyl ring, a cyclopentyl ring, a cyclohexyl ring, a cyclooctyl ring, a norbornyl ring, and an adamantyl ring.
R 16 and R 17 represent a hydrogen atom or a group represented by the above formula (9-1), and at least one of R 16 and R 17 represents a group represented by the above formula (9-1). It is.
In Formula (9-1), R 18 and R 19 are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or the number of carbon atoms in which R 18 and R 19 are connected to each other. represents from 2 to 10 rings, R 20 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.

式(9)で表される化合物(架橋剤II)は、分子内に官能基としてイミノ基、メチロール基およびメトキシメチル基等を有する化合物であり、(ポリ)メチロール化メラミン、(ポリ)メチロール化グリコールウリル、(ポリ)メチロール化ベンゾグアナミン、(ポリ)メチロール化ウレアなどの活性メチロール基の全部または一部をアルキルエーテル化した含窒素化合物を挙げることができる。ここで、アルキル基としてはメチル基、エチル基、ブチル基、またはこれらを混合したものを挙げることができ、一部自己縮合してなるオリゴマー成分を含有していてもよい。具体的にはヘキサメトキシメチル化メラミン、ヘキサブトキシメチル化メラミン、テトラメトキシメチル化グリコールウリル、テトラブトキシメチル化グリコールウリルなどを例示できる。
市販されている化合物としては、サイメル300、同301、同303、同350、同232、同235、同236、同238、同266、同267、同285、同1123、同1123−10、同1170、同370、同771、同272、同1172、同325、同327、同703、同712、同254、同253、同212、同1128、同701、同202、同207(以上、日本サイテック社製)、ニカラックE−6401、ニカラックMW−30M、同30、同22、同24X、ニカラックMS−21、同11、同001、ニカラックMX−002、同730、同750、同708、同706、同042、同035、同45、同410、同302、同202、ニカラックSM−651、同652、同653、同551、同451、ニカラックSB−401、同355、同303、同301、同255、同203、同201、ニカラックBX−4000、同37、同55H、ニカラックBL−60(以上、三和ケミカル社製)などを挙げることができる。好ましくは、式4におけるR16、R17のどちらか1つが水素原子であり、すなわち、イミノ基を含有する架橋成分であるサイメル325、同327、同703、同712、同254、同253、同212、同1128、同701、同202、同207が好ましい。
The compound represented by the formula (9) (crosslinking agent II) is a compound having an imino group, a methylol group, a methoxymethyl group or the like as a functional group in the molecule, and (poly) methylol melamine, (poly) methylolation Examples thereof include nitrogen-containing compounds obtained by alkyl etherifying all or part of active methylol groups such as glycoluril, (poly) methylolated benzoguanamine, and (poly) methylolated urea. Here, examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, or a mixture thereof, and may contain an oligomer component that is partially self-condensed. Specific examples include hexamethoxymethylated melamine, hexabutoxymethylated melamine, tetramethoxymethylated glycoluril, and tetrabutoxymethylated glycoluril.
The commercially available compounds include Cymel 300, 301, 303, 350, 232, 235, 236, 238, 266, 267, 285, 1123, 1123-10, 1170, 370, 771, 272, 1172, 325, 327, 703, 712, 254, 253, 212, 1128, 701, 202, 207 (Japan) Made by Cytec Co., Ltd.), Nicarak E-6401, Nicarak MW-30M, 30, 22, 22, 24X, Nicarak MS-21, 11, 001, Nicarax MX-002, 730, 750, 708, 708, 706, 042, 035, 45, 410, 302, 202, Nikarak SM-651, 652, 653, 551, 45 Nicalack SB-401, 355, 303, 301, 255, 203, 201, Nicalack BX-4000, 37, 55H, Nicalack BL-60 (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.), etc. Can be mentioned. Preferably, any one of R 16 and R 17 in Formula 4 is a hydrogen atom, that is, Cymel 325, 327, 703, 712, 254, 253, which are crosslinking components containing an imino group. 212, 1128, 701, 202, and 207 are preferable.

本発明に用いる架橋剤は、架橋剤Iおよび架橋剤II以外に、他の架橋剤を用いることができる。他の架橋剤としては、分子末端に重合性2重結合を有する化合物が好ましく、例えば、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、等を挙げることができる。なかでもペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートが熱硬化性が良好である点から好ましい。     In addition to the crosslinking agent I and the crosslinking agent II, other crosslinking agents can be used for the crosslinking agent used in the present invention. The other crosslinking agent is preferably a compound having a polymerizable double bond at the molecular end, and examples thereof include pentaerythritol tetraacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, and pentaerythritol diacrylate. . Of these, pentaerythritol tetraacrylate and pentaerythritol triacrylate are preferred because of their good thermosetting properties.

上記架橋剤は上述した樹脂および/または架橋成分が相互に酸および熱の作用により反応する架橋成分(硬化成分)として作用するものである。
本発明における架橋剤の配合量は、樹脂100質量部に対して、1〜100質量部、好ましくは5〜70質量部である。配合量が1質量部未満では硬化が不十分になり、パターンの収縮が起こらないおそれがあり、100質量部をこえると硬化が進みすぎ、パターンが埋まってしまうおそれがある。また、全架橋剤のうち架橋剤Iが1〜100質量%、好ましくは5〜90質量%であり、架橋剤IIが1〜80質量%、好ましくは5〜60質量%であり、その他の架橋剤が1〜50質量%、好ましくは5〜40質量%である。
また、樹脂および架橋剤の合計量は、後述するアルコール溶媒を含めた樹脂組成物全体に対して、0.1〜30質量%、好ましくは1〜20質量%である。樹脂および架橋成分の合計量が、0.1質量%未満では塗膜が薄くなりすぎパターンエッチ部に膜切れを起こすおそれがあり、30質量%をこえると粘度が高くなりすぎ微細なパターンへ埋め込むことができないおそれがある。
The crosslinking agent functions as a crosslinking component (curing component) in which the above-described resin and / or crosslinking component react with each other by the action of acid and heat.
The compounding quantity of the crosslinking agent in this invention is 1-100 mass parts with respect to 100 mass parts of resin, Preferably it is 5-70 mass parts. If the blending amount is less than 1 part by mass, curing may be insufficient and the pattern may not shrink, and if it exceeds 100 parts by mass, curing may proceed excessively and the pattern may be buried. Further, among all the crosslinking agents, the crosslinking agent I is 1 to 100% by mass, preferably 5 to 90% by mass, the crosslinking agent II is 1 to 80% by mass, preferably 5 to 60% by mass, and other crosslinking agents. An agent is 1-50 mass%, Preferably it is 5-40 mass%.
The total amount of the resin and the crosslinking agent is 0.1 to 30% by mass, preferably 1 to 20% by mass, based on the entire resin composition including the alcohol solvent described later. If the total amount of the resin and the cross-linking component is less than 0.1% by mass, the coating film may become too thin and the pattern-etched portion may be broken. If it exceeds 30% by mass, the viscosity becomes too high and the pattern is embedded in a fine pattern. There is a risk that it will not be possible.

本発明に使用できる溶媒はアルコール溶媒が好ましく、特にアルコール溶媒は、樹脂および架橋剤を十分に溶解し、かつフォトレジスト膜上に塗布するに際し、フォトレジスト膜とインターミキシングを起こさない溶媒であれば使用できる。
そのような溶媒としては、炭素数1〜8の1価アルコールであることが好ましい。例えば、1−プロパノール、イソプロバノール、1−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、3−メチル−2−ブタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、2−メチル−1−ペンタノール、2−メチル−2−ペンタノール、2−メチル−3−ペンタノール、3−メチル−1−ペンタノール、3−メチル−2−ペンタノール、3−メチル−3−ペンタノール、4−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、2−メチル−2−ヘプタノール、2−メチル−3−ヘプタノールなどが挙げられ、1−ブタノール、2−ブタノール、4−メチル−2−ペンタノールが好ましい。これらのアルコール溶媒は、単独であるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
また、アルコール溶媒は、全溶媒に対して10質量%以下、好ましくは1質量%以下の水を含むことができる。10質量%をこえると樹脂の溶解性が低下する。より好ましくは、水を含有しない無水アルコール溶媒である。
The solvent that can be used in the present invention is preferably an alcohol solvent. In particular, the alcohol solvent is a solvent that sufficiently dissolves the resin and the cross-linking agent and does not cause intermixing with the photoresist film when applied onto the photoresist film. Can be used.
Such a solvent is preferably a monohydric alcohol having 1 to 8 carbon atoms. For example, 1-propanol, isopropanol, 1-butanol, 2-butanol, t-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1- Butanol, 3-methyl-2-butanol, 1-hexanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 2-methyl-1-pentanol, 2-methyl-2-pentanol, 2-methyl-3-pentanol, 3 -Methyl-1-pentanol, 3-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 4-methyl-1-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 1-heptanol, 2- Heptanol, 2-methyl-2-heptanol, 2-methyl-3-heptanol, and the like, such as 1-butanol, 2-butanol, - methyl-2-pentanol are preferred. These alcohol solvents can be used alone or in combination of two or more.
The alcohol solvent can contain 10% by mass or less, preferably 1% by mass or less of water based on the total solvent. If it exceeds 10% by mass, the solubility of the resin decreases. More preferably, it is an anhydrous alcohol solvent containing no water.

本発明の微細パターン形成用樹脂組成物は、フォトレジスト膜上に塗布するに際し、塗布性を調整する目的で、他の溶媒を混合することもできる。他の溶媒は、フォトレジスト膜を浸食せずに、かつ微細パターン形成用樹脂組成物を均一に塗布する作用がある。
他の溶媒としては、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどの多価アルコールのアルキルエーテル類;エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコール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などの多価アルコールのアルキルエーテルアセテート類;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、ジアセトンアルコールなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、水が挙げられる。これらのうち、環状エーテル類、多価アルコールのアルキルエーテル類、多価アルコールのアルキルエーテルアセテート類、ケトン類、エステル類、水が好ましい。
The resin composition for forming a fine pattern of the present invention can be mixed with another solvent for the purpose of adjusting applicability when applied on a photoresist film. Other solvents have the effect of uniformly applying the resin composition for forming a fine pattern without eroding the photoresist film.
Other solvents include cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether Alkyl ethers of polyhydric alcohols such as diethylene glycol ethyl methyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether; ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate And alkyl ether acetates of polyhydric alcohols such as propylene glycol monomethyl ether acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone , Ketones such as diacetone alcohol; ethyl acetate, butyl acetate, ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, hydroxyacetic acid Ethyl, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, acetic acid Chill, esters such as butyl acetate, and water. Among these, cyclic ethers, polyhydric alcohol alkyl ethers, polyhydric alcohol alkyl ether acetates, ketones, esters, and water are preferable.

上記、他の溶媒の配合割合は、全溶媒中の30質量%以下であり、好ましくは20質量%以下である。30質量%をこえると、フォトレジスト膜を浸食し、微細パターン形成用樹脂組成物との間にインターミキシングを起こすなどの不具合を発生し、レジストパターンを埋めてしまうおそれがある。なお、水が混合される場合、10質量%以下である。   The blending ratio of the other solvent is 30% by mass or less, preferably 20% by mass or less, based on the total solvent. If it exceeds 30% by mass, the photoresist film may be eroded, causing problems such as intermixing with the resin composition for forming a fine pattern, and the resist pattern may be buried. In addition, when water is mixed, it is 10 mass% or less.

本発明の微細パターン形成用樹脂組成物には、塗布性、消泡性、レベリング性などを向上させる目的で界面活性剤を配合することもできる。
そのような界面活性剤としては、例えばBM−1000、BM−1100(以上、BMケミー社製)、メガファックF142D、同F172、同F173、同F183(以上、大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC−135、同FC−170C、同FC−430、同FC−431(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS−112、同S−113、同S−131、同S−141、同S−145(以上、旭硝子(株)製)、SH−28PA、同−190、同−193、SZ−6032、SF−8428(以上、東レダウコーニングシリコーン(株)製)などの商品名で市販されているフッ素系界面活性剤を使用することができる。
これらの界面活性剤の配合量は、樹脂100質量部に対して好ましくは5質量%以下である。
A surfactant may be added to the resin composition for forming a fine pattern of the present invention for the purpose of improving coating properties, antifoaming properties, leveling properties and the like.
Examples of such surfactants include BM-1000, BM-1100 (above, manufactured by BM Chemie), MegaFuck F142D, F172, F173, F183 (above, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.). ), FLORARD FC-135, FC-170C, FC-430, FC-431 (above, manufactured by Sumitomo 3M), Surflon S-112, S-113, S-131, S- 141, S-145 (made by Asahi Glass Co., Ltd.), SH-28PA, -190, -193, SZ-6032, SF-8428 (above, made by Toray Dow Corning Silicone) Fluorosurfactants marketed by name can be used.
The blending amount of these surfactants is preferably 5% by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin.

上記微細パターン形成用樹脂組成物を用いて、次の方法で微細パターンが形成される。
(1)レジストパターンの形成
スピンコートなどの従来公知の方法により8インチあるいは12インチのシリコンウエハ基板上に反射防止膜(有機膜あるいは無機膜)を形成する。次いで、スピンコートなどの従来公知の方法によりフォトレジストを塗布し、例えば、80℃〜140℃程度、60〜120秒程度の条件でプリベーク(PB)を行なう。その後、g線、i線などの紫外線、KrFエキシマレーザー光、ArFエキシマレーザー光、X線、電子線などで露光をし、例えば、80℃〜140℃程度の条件でポストイクスポージャーベーク(PEB)を行なった後、現像し、レジストパターンを形成する。
(2)微細パターンの形成
上記レジストパターンが形成された基板に、スピンコートなどの従来公知の方法により上記本発明の微細パターン形成用樹脂組成物を塗布する。スピンコートのみで溶剤が揮散し被覆膜を形成する場合がある。また、必要に応じて、例えば、80℃〜110℃程度、60〜120秒程度のプリベーク(PB)し、微細パターン形成用樹脂組成物の被覆膜を形成する。
次いで、このレジストパターンを微細パターン形成用樹脂組成物により被覆した基板を熱処理する。熱処理により、フォトレジスト由来の酸がフォトレジストとの界面から微細パターン形成用樹脂組成物層中に拡散し、微細パターン形成用樹脂組成物は架橋反応を起こす。フォトレジスト界面からの架橋反応状態は、微細パターン形成用樹脂組成物の材料、使用されるフォトレジスト、ベーク処理温度およびベーク処理時間により決定される。熱処理温度および熱処理時間は、通常90℃〜160℃程度の温度で、60〜120秒程度で行なわれる。
次いで、微細パターン形成用樹脂組成物の被覆膜を、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)などのアルカリ水溶液などにより現像処理(例えば、60〜120秒程度)して、未架橋の微細パターン形成用樹脂組成物の被覆膜を溶解させて除去する。最後に水で洗浄処理することにより、ホールパターンや楕円パターン、トレンチパターンなどを微細化することができる。
(3)エッチング処理によるレジストパターンの除去
レジストパターンの側壁として形成された微細パターン形成用樹脂組成物に対してエッチング処理を施すことにより、レジストパターンを先行して除去し、側壁の微細パターン形成用樹脂組成物を残存させることにより、微細な回路パターンを転写する。
A fine pattern is formed by the following method using the resin composition for forming a fine pattern.
(1) Formation of resist pattern An antireflection film (organic film or inorganic film) is formed on an 8-inch or 12-inch silicon wafer substrate by a conventionally known method such as spin coating. Next, a photoresist is applied by a conventionally known method such as spin coating, and prebaking (PB) is performed under conditions of, for example, about 80 ° C. to 140 ° C. and about 60 to 120 seconds. Then, exposure with ultraviolet rays such as g-line and i-line, KrF excimer laser beam, ArF excimer laser beam, X-ray, electron beam, etc., for example, post-exposure baking (PEB) under conditions of about 80 ° C to 140 ° C Then, development is performed to form a resist pattern.
(2) Formation of a fine pattern The resin composition for forming a fine pattern of the present invention is applied to a substrate on which the resist pattern is formed by a conventionally known method such as spin coating. The solvent may be volatilized only by spin coating to form a coating film. Moreover, if necessary, for example, prebaking (PB) is performed at about 80 ° C. to 110 ° C. for about 60 to 120 seconds to form a coating film of the resin composition for forming a fine pattern.
Next, the substrate on which the resist pattern is coated with the fine pattern forming resin composition is heat-treated. By the heat treatment, the acid derived from the photoresist diffuses from the interface with the photoresist into the resin composition layer for forming a fine pattern, and the resin composition for forming a fine pattern causes a crosslinking reaction. The cross-linking reaction state from the photoresist interface is determined by the material of the resin composition for fine pattern formation, the photoresist used, the baking temperature and the baking time. The heat treatment temperature and heat treatment time are usually about 90 ° C. to 160 ° C. and about 60 to 120 seconds.
Next, the coating film of the resin composition for forming a fine pattern is developed (for example, about 60 to 120 seconds) with an alkaline aqueous solution such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH) to form an uncrosslinked fine pattern. The coating film of the resin composition is dissolved and removed. Finally, a hole pattern, an elliptical pattern, a trench pattern, etc. can be made finer by washing with water.
(3) Removal of resist pattern by etching treatment By applying an etching treatment to the resin composition for forming a fine pattern formed as a sidewall of the resist pattern, the resist pattern is removed in advance to form a fine pattern on the sidewall. By leaving the resin composition, a fine circuit pattern is transferred.

以下に本発明をその実施例をもって説明するが、本発明の態様はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
実施例1

Figure 2011059583
上記式(m−1)で表される1,1,1−トリフルオロ−2−ヒドロキシ−2−(トリフルオロメチル)ペント−4−イルメタクリレート(以下、「単量体(m−1)」ともいう)39.78g(70モル%)およびp−t−ブトキシスチレン(以下、「単量体(m−2)」ともいう)10.22g(30モル%)、およびアゾビスイソブチロニトリル1.27gを67gのメチルエチルケトン(MEK)に溶解して溶液を調製した。調製した溶液を33gのMEKが入った反応容器内へ還流条件下(82℃)1時間かけて滴下した後、3時間重合反応を行なった。反応容器を流水で冷却した後、メタノール150gとヘキサン375gを加えて洗浄し、メタノール層を回収した。回収したメタノール層にMEKを30g加えると共に、メタノール150gとヘキサン375gを更に加えて洗浄した。メタノール層を4−メチル−2−ペンタノール(MIBC)で溶剤置換し、得られたMIBC溶液から重合体を得た(収率70%)。この重合体のMwは10,000であり、Mw/Mnは1.52であった。重合体のMwおよびMnの測定は、東ソー(株)社製GPCカラム(G2000HXL2本、G3000HXL1本、G4000HXL1本)を用い、流量1.0ミリリットル/分、溶出溶剤テトラヒドロフラン、カラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とする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。
実施例1で得られた重合体を樹脂(B−1)とする。 The present invention will be described below with reference to examples, but the embodiments of the present invention are not limited to these examples.
Example 1
Figure 2011059583
1,1,1-trifluoro-2-hydroxy-2- (trifluoromethyl) pent-4-yl methacrylate represented by the above formula (m-1) (hereinafter referred to as “monomer (m-1)”) 39.78 g (70 mol%) and pt-butoxystyrene (hereinafter also referred to as “monomer (m-2)”) 10.22 g (30 mol%), and azobisisobutyronitrile A solution was prepared by dissolving 1.27 g in 67 g of methyl ethyl ketone (MEK). The prepared solution was dropped into a reaction vessel containing 33 g of MEK over 1 hour under reflux conditions (82 ° C.), followed by carrying out a polymerization reaction for 3 hours. After cooling the reaction vessel with running water, 150 g of methanol and 375 g of hexane were added and washed, and the methanol layer was recovered. 30 g of MEK was added to the recovered methanol layer, and 150 g of methanol and 375 g of hexane were further added for washing. The methanol layer was solvent-substituted with 4-methyl-2-pentanol (MIBC), and a polymer was obtained from the obtained MIBC solution (yield 70%). This polymer had Mw of 10,000 and Mw / Mn of 1.52. The measurement of Mw and Mn of the polymer was carried out using GPC columns (2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL) manufactured by Tosoh Corporation, analysis conditions of flow rate 1.0 ml / min, elution solvent tetrahydrofuran, column temperature 40 ° C. And measured by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard.
Let the polymer obtained in Example 1 be resin (B-1).

実施例2

Figure 2011059583
単量体(m−1)を35.13g(60モル%)、単量体(m−2)を12.28g(35モル%)および上記式(m−3)で表される単量体を2.60g(5モル%)、およびアゾビスイソブチロニトリル1.31gを67gのメチルエチルケトン(MEK)に溶解して溶液を調製した。調製した溶液を33gのMEKが入った反応容器内へ還流条件下(82℃)1時間かけて滴下した後、3時間重合反応を行なった。反応容器を流水で冷却した後、メタノール150gとヘキサン375gを加えて洗浄し、メタノール層を回収した。回収したメタノール層にMEKを30g加えると共に、メタノール150gとヘキサン375gを更に加えて洗浄した。メタノール層を4−メチル−2−ペンタノール(MIBC)で溶剤置換し、得られたMIBC溶液から重合体を得た(収率65%)。得られた重合体を実施例1と同一の方法で測定したMwは11,000であり、Mw/Mnは1.52であった。
実施例2で得られた重合体を樹脂(B−2)とする。 Example 2
Figure 2011059583
Monomer (m-1) 35.13 g (60 mol%), monomer (m-2) 12.28 g (35 mol%) and the monomer represented by the above formula (m-3) Was dissolved in 2.60 g (5 mol%) of azobisisobutyronitrile and 1.31 g of azobisisobutyronitrile in 67 g of methyl ethyl ketone (MEK). The prepared solution was dropped into a reaction vessel containing 33 g of MEK over 1 hour under reflux conditions (82 ° C.), followed by carrying out a polymerization reaction for 3 hours. After cooling the reaction vessel with running water, 150 g of methanol and 375 g of hexane were added and washed, and the methanol layer was recovered. 30 g of MEK was added to the recovered methanol layer, and 150 g of methanol and 375 g of hexane were further added for washing. The methanol layer was solvent-substituted with 4-methyl-2-pentanol (MIBC), and a polymer was obtained from the obtained MIBC solution (yield 65%). Mw of the obtained polymer measured by the same method as in Example 1 was 11,000, and Mw / Mn was 1.52.
Let the polymer obtained in Example 2 be resin (B-2).

実施例3

Figure 2011059583
単量体(m−1)を41.42g(70モル%)および上記式(m−4)で表される単量体を8.58g(30モル%)、およびアゾビスイソブチロニトリル0.66gを67gのメチルエチルケトン(MEK)に溶解して溶液を調製した。調製した溶液を33gのMEKが入った反応容器内へ還流条件下(82℃)1時間かけて滴下した後、3時間重合反応を行なった。反応容器を流水で冷却した後、メタノール150gとヘキサン375gを加えて洗浄し、メタノール層を回収した。回収したメタノール層にMEKを30g加えると共に、メタノール150gとヘキサン375gを更に加えて洗浄した。メタノール層を4−メチル−2−ペンタノール(MIBC)で溶剤置換し、得られたMIBC溶液から重合体を得た(収率71%)。実施例1と同一の方法で測定した重合体のMwは19,000であり、Mw/Mnは1.51であった。
実施例3で得られた重合体を樹脂(B−3)とする。 Example 3
Figure 2011059583
41.42 g (70 mol%) of the monomer (m-1), 8.58 g (30 mol%) of the monomer represented by the formula (m-4), and azobisisobutyronitrile 0 A solution was prepared by dissolving .66 g in 67 g of methyl ethyl ketone (MEK). The prepared solution was dropped into a reaction vessel containing 33 g of MEK over 1 hour under reflux conditions (82 ° C.), followed by carrying out a polymerization reaction for 3 hours. After cooling the reaction vessel with running water, 150 g of methanol and 375 g of hexane were added and washed, and the methanol layer was recovered. 30 g of MEK was added to the recovered methanol layer, and 150 g of methanol and 375 g of hexane were further added for washing. The methanol layer was solvent-substituted with 4-methyl-2-pentanol (MIBC), and a polymer was obtained from the obtained MIBC solution (yield 71%). The Mw of the polymer measured by the same method as in Example 1 was 19,000, and Mw / Mn was 1.51.
Let the polymer obtained in Example 3 be resin (B-3).

実施例4

Figure 2011059583
単量体(m−1)を45.67g(90モル%)および上記式(m−5)で表される単量体を4.33g(10モル%)、およびアゾビスイソブチロニトリル1.13gを67gのメチルエチルケトン(MEK)に溶解して溶液を調製した。調製した溶液を33gのMEKが入った反応容器内へ還流条件下(82℃)1時間かけて滴下した後、3時間重合反応を行なった。反応容器を流水で冷却した後、メタノール150gとヘキサン375gを加えて洗浄し、メタノール層を回収した。回収したメタノール層にMEKを30g加えると共に、メタノール150gとヘキサン375gを更に加えて洗浄した。メタノール層を4−メチル−2−ペンタノール(MIBC)で溶剤置換し、得られたMIBC溶液から重合体を得た(収率65%)。実施例1と同一の方法で測定した重合体のMwは18,000であり、Mw/Mnは1.50であった。
実施例4で得られた重合体を樹脂(B−4)とする。 Example 4
Figure 2011059583
45.67 g (90 mol%) of the monomer (m-1), 4.33 g (10 mol%) of the monomer represented by the above formula (m-5), and azobisisobutyronitrile 1 A solution was prepared by dissolving .13 g in 67 g methyl ethyl ketone (MEK). The prepared solution was dropped into a reaction vessel containing 33 g of MEK over 1 hour under reflux conditions (82 ° C.), followed by carrying out a polymerization reaction for 3 hours. After cooling the reaction vessel with running water, 150 g of methanol and 375 g of hexane were added and washed, and the methanol layer was recovered. 30 g of MEK was added to the recovered methanol layer, and 150 g of methanol and 375 g of hexane were further added for washing. The methanol layer was solvent-substituted with 4-methyl-2-pentanol (MIBC), and a polymer was obtained from the obtained MIBC solution (yield 65%). The Mw of the polymer measured by the same method as in Example 1 was 18,000, and Mw / Mn was 1.50.
Let the polymer obtained in Example 4 be resin (B-4).

実施例5

Figure 2011059583
単量体(m−1)を39.42g(66.5モル%)および上記式(m−6)で表される単量体を10.58g(33.5モル%)、およびアゾビスイソブチロニトリル1.26gを67gのメチルエチルケトン(MEK)に溶解して溶液を調製した。調製した溶液を33gのMEKが入った反応容器内へ還流条件下(82℃)1時間かけて滴下した後、3時間重合反応を行なった。反応容器を流水で冷却した後、メタノール150gとヘキサン375gを加えて洗浄し、メタノール層を回収した。回収したメタノール層にMEKを30g加えると共に、メタノール150gとヘキサン375gを更に加えて洗浄した。メタノール層を4−メチル−2−ペンタノール(MIBC)で溶剤置換し、得られたMIBC溶液から重合体を得た(収率70%)。実施例1と同一の方法で測定した重合体のMwは17,000であり、Mw/Mnは1.50であった。
実施例5で得られた重合体を樹脂(B−5)とする。 Example 5
Figure 2011059583
39.42 g (66.5 mol%) of the monomer (m-1), 10.58 g (33.5 mol%) of the monomer represented by the above formula (m-6), and azobisiso A solution was prepared by dissolving 1.26 g of butyronitrile in 67 g of methyl ethyl ketone (MEK). The prepared solution was dropped into a reaction vessel containing 33 g of MEK over 1 hour under reflux conditions (82 ° C.), followed by carrying out a polymerization reaction for 3 hours. After cooling the reaction vessel with running water, 150 g of methanol and 375 g of hexane were added and washed, and the methanol layer was recovered. 30 g of MEK was added to the recovered methanol layer, and 150 g of methanol and 375 g of hexane were further added for washing. The methanol layer was solvent-substituted with 4-methyl-2-pentanol (MIBC), and a polymer was obtained from the obtained MIBC solution (yield 70%). The Mw of the polymer measured by the same method as in Example 1 was 17,000, and Mw / Mn was 1.50.
Let the polymer obtained in Example 5 be resin (B-5).

実施例6

Figure 2011059583
単量体(m−1)を45.81g(90モル%)および上記式(m−7)で表される単量体を4.19g(10モル%)、およびアゾビスイソブチロニトリル1.14gを67gのメチルエチルケトン(MEK)に溶解して溶液を調製した。調製した溶液を33gのMEKが入った反応容器内へ還流条件下(82℃)1時間かけて滴下した後、3時間重合反応を行なった。反応容器を流水で冷却した後、メタノール150gとヘキサン375gを加えて洗浄し、メタノール層を回収した。回収したメタノール層にMEKを30g加えると共に、メタノール150gとヘキサン375gを更に加えて洗浄した。メタノール層を4−メチル−2−ペンタノール(MIBC)で溶剤置換し、得られたMIBC溶液から重合体を得た(収率72%)。実施例1と同一の方法で測定した重合体のMwは16,500であり、Mw/Mnは1.51であった。
実施例6で得られた重合体を樹脂(B−6)とする。 Example 6
Figure 2011059583
45.81 g (90 mol%) of the monomer (m-1), 4.19 g (10 mol%) of the monomer represented by the above formula (m-7), and azobisisobutyronitrile 1 A solution was prepared by dissolving .14 g in 67 g methyl ethyl ketone (MEK). The prepared solution was dropped into a reaction vessel containing 33 g of MEK over 1 hour under reflux conditions (82 ° C.), followed by carrying out a polymerization reaction for 3 hours. After cooling the reaction vessel with running water, 150 g of methanol and 375 g of hexane were added and washed, and the methanol layer was recovered. 30 g of MEK was added to the recovered methanol layer, and 150 g of methanol and 375 g of hexane were further added for washing. The methanol layer was solvent-substituted with 4-methyl-2-pentanol (MIBC), and a polymer was obtained from the obtained MIBC solution (yield 72%). The Mw of the polymer measured by the same method as in Example 1 was 16,500, and Mw / Mn was 1.51.
Let the polymer obtained in Example 6 be resin (B-6).

実施例7〜実施例18および比較例1〜2
表1に示す割合で、容器内に、樹脂、架橋剤、アルコール溶剤を加え、3時間攪拌した後、孔径0.03μmのフィルターを使用して濾過して、微細パターン形成用樹脂組成物を得た。
各実施例および比較例に用いた架橋剤およびアルコール溶剤を以下に示す。
架橋剤
C−1:1,3−ベンゼンジカルボン酸ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メチル]エステル
C−2:ニカラックE−6401[メラミン樹脂](日本カーバイド社製、商品名)
C−3:ペンタエリスリトールテトラアクリレート
アルコール溶剤
S−1:1−ブタノール
S−2:4−メチル−2−ペンタノール
Examples 7 to 18 and Comparative Examples 1 and 2
In the ratio shown in Table 1, a resin, a cross-linking agent and an alcohol solvent were added to the container and stirred for 3 hours, followed by filtration using a filter having a pore size of 0.03 μm to obtain a resin composition for forming a fine pattern. It was.
The crosslinking agent and alcohol solvent used in each example and comparative example are shown below.
Crosslinking agent C-1: 1,3-benzenedicarboxylic acid bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methyl] ester C-2: Nicalac E-6401 [melamine resin] (trade name, manufactured by Nippon Carbide)
C-3: Pentaerythritol tetraacrylate alcohol solvent S-1: 1-butanol S-2: 4-methyl-2-pentanol

得られた微細パターン形成用樹脂組成物を評価するために、レジストパターン付きの評価用基板を以下の方法で作製した。
8インチシリコンウェハ上に下層反射防止膜ARC29A(ブルワーサイエンス社製)をCLEAN TRACK ACT8(東京エレクトロン(株))でスピンコートにより膜厚77nm(PB205℃、60秒)で塗膜を形成した後、JSR ArF AR2676J(JSR株式会社製、脂環族系感放射線性樹脂組成物)のパターニングを実施する。AR2676Jは、同CLEAN TRACK ACT8にてスピンコート、PB(115℃、60秒)、冷却(23℃、30秒)により膜厚150nmの塗布膜を形成し、ArF投影露光装置S306C(ニコン(株))で、NA:0.78、シグマ:0.85、Quadrupoleの光学条件にて露光(露光量30mJ/cm2)を行ない、同CLEAN TRACK ACT8ホットプレートにてPEB(115℃、60秒)、冷却(23℃、30秒)後、現像カップのLDノズルにて2.38質量%TMAH水溶液を現像液としてパドル現像(60秒間)、超純水にてリンス、次いで4000rpmで15秒間振り切りによりスピンドライし、評価用基板を得た。この工程で得られた基板を評価用基板Aとする。同一条件で作製した評価用基板Aを複数枚準備した。
得られた評価用基板を走査型電子顕微鏡(日立計測器(株)製S−9380)で90nm径ホールパターン、90nmスペースのマスクパターン(バイアス+30nm/マスク上は120nm径パターン/60nmスペース)に該当するパターンを観察し、レジストパターンのホール径を測定した。
In order to evaluate the obtained resin composition for forming a fine pattern, an evaluation substrate with a resist pattern was prepared by the following method.
After forming a coating film with a film thickness of 77 nm (PB205 ° C., 60 seconds) on a 8-inch silicon wafer by spin coating a lower antireflection film ARC29A (Brewer Science Co., Ltd.) with CLEAN TRACK ACT8 (Tokyo Electron Ltd.), Patterning of JSR ArF AR2676J (manufactured by JSR Corporation, alicyclic radiation-sensitive resin composition) is performed. The AR2676J uses the CLEAN TRACK ACT8 to form a coating film having a thickness of 150 nm by spin coating, PB (115 ° C., 60 seconds), and cooling (23 ° C., 30 seconds). ArF projection exposure apparatus S306C (Nikon Corporation) ), NA: 0.78, Sigma: 0.85, Quadrupole optical exposure (exposure 30 mJ / cm 2 ), PEB (115 ° C., 60 seconds) on the CLEAN TRACK ACT8 hot plate, After cooling (23 ° C., 30 seconds), a paddle development using a 2.38 mass% TMAH aqueous solution as a developer at the LD nozzle of the developing cup (60 seconds), rinsing with ultrapure water, and then spinning by spinning at 4000 rpm for 15 seconds. It dried and obtained the board | substrate for evaluation. The substrate obtained in this step is referred to as an evaluation substrate A. A plurality of evaluation substrates A prepared under the same conditions were prepared.
The obtained evaluation substrate corresponds to a 90 nm diameter hole pattern and a 90 nm space mask pattern (bias +30 nm / 120 nm diameter pattern / 60 nm space on the mask) with a scanning electron microscope (S-9380 manufactured by Hitachi Keiki Co., Ltd.). The hole diameter of the resist pattern was measured.

レジストパターン付き評価基板を用いて、表1記載の各実施例における微細パターン形成用樹脂組成物を以下の方法で評価した。各評価結果をそれぞれ表2に示す。
(1)収縮寸法およびベーク温度依存性の評価
上記評価用基板A上に、表1記載の微細パターン形成用樹脂組成物をCLEAN TRACK ACT8にてスピンコートにて膜厚150nmで塗布した後、レジストパターンと微細パターン形成用樹脂組成物を反応させるため、表1記載の収縮評価ベーク条件でベークを行なった。ついで同CLEAN TRACK ACT8で23℃、30秒の冷却プレートで冷却後、現像カップでLDノズルにて2.38質量%TMAH水溶液を現像液としてパドル現像(60秒間)、超純水にてリンス、次いで4000rpmで15秒間振り切りによりスピンドライした。この工程で得られた基板を評価用基板Bとする。パターン寸法の収縮測定は、走査型電子顕微鏡(日立計測器(株)製S−9380)で約60〜90nm径ホールパターン、90〜120nmスペースのマスクパターン(バイアス+30nm/マスク上は120nm径パターン/60nmスペース)に該当するパターンを観察し、パターンのホール径を測定した。
収縮寸法(nm)=φ1−φ2
φ1:評価用基板Aのレジストパターンホール径(nm)
φ2:評価用基板Bのレジストパターンホール径(nm)
収縮の判定として、収縮が確認され、収縮寸法が10nm以上のときを「〇」、収縮が確認されないもしくはパターンがつぶれてしまっているとき、もしくは収縮寸法が10nm未満のものを「×」とした。
Using the evaluation substrate with a resist pattern, the resin composition for forming a fine pattern in each Example shown in Table 1 was evaluated by the following method. Each evaluation result is shown in Table 2.
(1) Evaluation of shrinkage dimension and baking temperature dependency On the above-mentioned evaluation substrate A, a resin composition for forming a fine pattern described in Table 1 was applied by CLEAN TRACK ACT8 to a film thickness of 150 nm by spin coating. In order to react the pattern and the resin composition for forming a fine pattern, baking was performed under the shrinkage evaluation baking conditions described in Table 1. Then, after cooling with a CLEAN TRACK ACT8 at 23 ° C. for 30 seconds with a cooling plate for 30 seconds, using a development cup with a 2.38 wt% TMAH aqueous solution as a developer, paddle development (60 seconds), rinsing with ultra pure water, Subsequently, it spin-dried by shaking off at 4000 rpm for 15 seconds. The substrate obtained in this step is referred to as an evaluation substrate B. Shrinkage measurement of pattern dimensions was performed with a scanning electron microscope (S-9380, manufactured by Hitachi Sokki Co., Ltd.) with a hole pattern of about 60 to 90 nm diameter, a mask pattern of 90 to 120 nm space (bias +30 nm / 120 nm diameter pattern on the mask / The pattern corresponding to (60 nm space) was observed, and the hole diameter of the pattern was measured.
Shrinkage dimension (nm) = φ1-φ2
φ1: Resist pattern hole diameter of evaluation substrate A (nm)
φ2: resist pattern hole diameter of evaluation substrate B (nm)
As a judgment of shrinkage, “◯” is given when shrinkage is confirmed and the shrinkage dimension is 10 nm or more, and “X” is given when shrinkage is not confirmed or the pattern is collapsed or when the shrinkage dimension is less than 10 nm. .

(2)不溶物の確認評価
評価用基板Bを走査型電子顕微鏡(日立計測器(株)製S−4800)で60〜90m径ホールパターン、90〜120nmスペースのマスクパターン(バイアス+30nm/マスク上は120nm径パターン/60nmスペース)に該当するパターンの断面を観察し、開口部底部に不溶物がないとき「〇」、不溶物が観察されたとき「×」とした。
(3)パターン収縮後形状評価
評価用基板Aにおいて、走査型電子顕微鏡(日立計測器(株)製S−4800)で60〜90nm径ホールパターン、90〜120nmスペースのマスクパターン(バイアス+30nm/マスク上は120nmパターン/60nmスペース)に該当し、かつ同位置に存在するパターンの断面をそれぞれ観察する。断面形状を図1および図2に示す。
基板1に対するホールパターン2の側壁2aの角度がパターン収縮前の角度θ(図1(a))とパターン収縮後の角度θ'(図1(b))で3度以下の差であること(図1参照)、かつ評価用基板A(図2(a))におけるレジストの膜厚tを100として、基板1からレジストの膜厚t−t'が80をこえる部分でのみ評価用基板B上のパターンに劣化部分t'が認められるものを良好とし(図2(b))、その他は不良とした(図2参照)。
(2) Confirmation and evaluation of insoluble matter The substrate B for evaluation was scanned with a scanning electron microscope (S-4800, manufactured by Hitachi Sokki Co., Ltd.) with a 60 to 90 m diameter hole pattern and a 90 to 120 nm space mask pattern (bias +30 nm / on mask) Is a cross section of a pattern corresponding to (120 nm diameter pattern / 60 nm space). When there is no insoluble matter at the bottom of the opening, “◯” is indicated, and when an insoluble matter is observed, “X” is indicated.
(3) Shape Evaluation after Pattern Shrinkage In the evaluation substrate A, a 60-90 nm diameter hole pattern, a 90-120 nm space mask pattern (bias + 30 nm / mask) with a scanning electron microscope (S-4800, manufactured by Hitachi Keiki Co., Ltd.) The top corresponds to 120 nm pattern / 60 nm space) and the cross section of the pattern existing at the same position is observed. The cross-sectional shape is shown in FIGS.
The angle of the side wall 2a of the hole pattern 2 with respect to the substrate 1 is a difference of 3 degrees or less between the angle θ before pattern shrinkage (FIG. 1 (a)) and the angle θ ′ after pattern shrinkage (FIG. 1 (b)) ( 1), and the resist film thickness t in the evaluation substrate A (FIG. 2 (a)) is 100, the resist film thickness t−t ′ from the substrate 1 exceeds 80 only on the evaluation substrate B. The pattern in which the deteriorated portion t ′ was recognized was regarded as good (FIG. 2B), and the others were regarded as defective (see FIG. 2).

Figure 2011059583
Figure 2011059583
Figure 2011059583
Figure 2011059583

本発明の微細パターン形成用樹脂組成物は、レジストパターンのパターン間隙を実効的に、精度よく微細化することができ、波長限界をこえるパターンを良好かつ経済的に形成できるので、今後ますます微細化が進行するとみられる集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野で極めて好適に使用することができる。   The resin composition for forming a fine pattern according to the present invention can effectively and accurately miniaturize the pattern gap between resist patterns, and can form a pattern that exceeds the wavelength limit in a favorable and economical manner. It can be used very suitably in the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements, which are expected to progress.

1 基板
2 ホールパターン
1 Substrate 2 Hole pattern

Claims (4)

樹脂と、この樹脂を架橋させる架橋剤と、溶媒とを含み、レジストパターンを微細化するための微細パターン形成用樹脂組成物であって、
前記樹脂が下記式(1−1)ないし式(1−3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位と、下記式(2)ないし式(5)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位とを含有することを特徴とする微細パターン形成用樹脂組成物。
Figure 2011059583
(式(1−1)ないし式(1−3)において、R1は水素原子、フッ素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を表し、Xは単結合、酸素原子、カルボニルオキシ基、またはメチレンオキシ基を表し、R2はメチレジン基、メチルメチレン基、またはヒドロキシ基もしくはハロゲン原子で一部の水素原子が置換されていてもよい、シクロヘキシル基、フェニル基、アダマンタン基、ノルボルネン基、もしくは環状エーテル基を表し、R3は、相互に独立にメチル基またはトリフルオロメチル基を表し、R4は相互に独立に水素原子、または酸の作用により水素原子を生成する基を表し、該基はフッ素で置換されていてもよく、R5は脂肪族環またはフェニル環を表し、nは0、1または2、mは0または1を表し、
式(2)において、R6は水素原子、炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基を表し、
式(3)において、R7は、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基、またはフェニル基を表し、Aは、単結合、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基もしくはオキシカルボニル基、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数3〜8の2価の単環式炭化水素環基、または炭素数7〜10の2価の多環式炭化水素環基を表し、R8は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表し、
式(4)および式(5)において、R9およびR12は、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を表し、
式(4)において、R10はメチレン基、エチレン基またはプロピレン基を表し、R11は下記式(6)または下記式(7)でそれぞれ表される基であり、
式(5)において、R13はメチレン基または炭素数2〜6のアルキレン基を表し、R14は、水素原子、メチル基またはエチル基を表し、rは0または1である。
Figure 2011059583
式(6)または式(7)において、R15は相互に独立に水素原子、または炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表す。)
A resin composition for forming a fine pattern, which contains a resin, a crosslinking agent that crosslinks the resin, and a solvent,
The resin is composed of at least one repeating unit selected from repeating units represented by the following formulas (1-1) to (1-3) and repeating units represented by the following formulas (2) to (5). A resin composition for forming a fine pattern, comprising at least one repeating unit selected.
Figure 2011059583
(In Formula (1-1) to Formula (1-3), R 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, and X represents a single bond, an oxygen atom, a carbonyloxy group, or methyleneoxy. R 2 represents a methyl resin group, a methylmethylene group, or a hydroxy group or a halogen atom, and a part of hydrogen atoms may be substituted, a cyclohexyl group, a phenyl group, an adamantane group, a norbornene group, or a cyclic ether group R 3 represents a methyl group or a trifluoromethyl group independently of each other, R 4 independently represents a hydrogen atom or a group capable of generating a hydrogen atom by the action of an acid, and the group is fluorine. Optionally substituted, R 5 represents an aliphatic ring or a phenyl ring, n represents 0, 1 or 2, m represents 0 or 1,
In the formula (2), R 6 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a linear or branched alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms,
In the formula (3), R 7 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a hydroxymethyl group, a trifluoromethyl group, or a phenyl group, and A represents a single bond, an oxygen atom, a carbonyl group, a carbonyl group An oxy group or an oxycarbonyl group, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent monocyclic hydrocarbon ring group having 3 to 8 carbon atoms, or a divalent polycyclic hydrocarbon ring group having 7 to 10 carbon atoms R 8 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom,
In Formula (4) and Formula (5), R 9 and R 12 represent a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group,
In the formula (4), R 10 represents a methylene group, an ethylene group or a propylene group, R 11 is a group represented by the following formula (6) or the following formula (7),
In the formula (5), R 13 represents a methylene group or an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, R 14 represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and r is 0 or 1.
Figure 2011059583
In the formula (6) or the formula (7), R 15 each independently represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. )
前記架橋剤は、下記式(8)で表される化合物および下記式(9)で表される化合物から選ばれる少なくとも1つの化合物を含むことを特徴とする請求項1記載の微細パターン形成用樹脂組成物。
Figure 2011059583
(式(8)において、BおよびDは相互に独立に、単結合、メチレン基、炭素数2〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または、炭素数3〜20の2価の脂環式炭化水素基を表し、Eは炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基を表し、pは2〜4の整数、qは0または1を表し、
式(9)において、Zは炭素数3〜20の脂環式炭化水素基を表し、酸素原子、窒素原子および硫黄原子を含んでいてもよく、p’は1〜6の整数を表し、R16およびR17は、水素原子、または下記式(9−1)で表される基を表し、R16およびR17の少なくとも1つは下記式(9−1)で表される基であり、
Figure 2011059583
式(9−1)において、R18およびR19は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシアルキル基、またはR18とR19とが互いに連結した炭素数2〜10の環を表し、R20は、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。)
The resin for forming a fine pattern according to claim 1, wherein the crosslinking agent contains at least one compound selected from a compound represented by the following formula (8) and a compound represented by the following formula (9). Composition.
Figure 2011059583
(In Formula (8), B and D are each independently a single bond, a methylene group, a linear or branched alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, or a divalent fat having 3 to 20 carbon atoms. Represents a cyclic hydrocarbon group, E represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and p represents 2 to 4 An integer, q represents 0 or 1,
In the formula (9), Z represents an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, may contain an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom, p ′ represents an integer of 1 to 6, and R 16 and R 17 represent a hydrogen atom or a group represented by the following formula (9-1), and at least one of R 16 and R 17 is a group represented by the following formula (9-1);
Figure 2011059583
In Formula (9-1), R 18 and R 19 are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or the number of carbon atoms in which R 18 and R 19 are connected to each other. represents from 2 to 10 rings, R 20 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. )
基板上にレジストパターンを形成するパターン形成工程と、このレジストパターン上に請求項1または請求項2記載の微細パターン形成用樹脂組成物を被覆する被覆工程と、前記被膜工程後の基板を加熱処理する工程と、アルカリ水溶液により現像する工程とを含む微細パターン形成方法。   A pattern forming step for forming a resist pattern on the substrate; a coating step for coating the resist pattern with the resin composition for forming a fine pattern according to claim 1; and a heat treatment for the substrate after the coating step. And a fine pattern forming method including a step of developing with an aqueous alkali solution. 下記式(1−1)ないし式(1−3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位と、下記式(2)ないし式(5)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位とを含み、重量平均分子量が1,000〜50,000であることを特徴とする重合体。
Figure 2011059583
(式(1−1)ないし式(1−3)において、R1は水素原子、フッ素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を表し、Xは単結合、酸素原子、カルボニルオキシ基、またはメチレンオキシ基を表し、R2はメチレジン基、メチルメチレン基、またはヒドロキシ基もしくはハロゲン原子で一部の水素原子が置換されていてもよい、シクロヘキシル基、フェニル基、アダマンタン基、ノルボルネン基、もしくは環状エーテル基を表し、R3は、相互に独立にメチル基またはトリフルオロメチル基を表し、R4は相互に独立に水素原子、または酸の作用により水素原子を生成する基を表し、該基はフッ素で置換されていてもよく、R5は脂肪族環またはフェニル環を表し、nは0、1または2、mは0または1を表し、
式(2)において、R6は水素原子、炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基を表し、
式(3)において、R7は、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基、またはフェニル基を表し、Aは、単結合、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基もしくはオキシカルボニル基、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数3〜8の2価の単環式炭化水素環基、または炭素数7〜10の2価の多環式炭化水素環基を表し、R8は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表し、
式(4)および式(5)において、R9およびR12は、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を表し、
式(4)において、R10はメチレン基、エチレン基またはプロピレン基を表し、R11は下記式(6)または下記式(7)でそれぞれ表される基であり、
式(5)において、R13はメチレン基または炭素数2〜6のアルキレン基を表し、R14は、水素原子、メチル基またはエチル基を表し、rは0または1である。
Figure 2011059583
式(6)または式(7)において、R15は相互に独立に水素原子、または炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表す。)
At least one repeating unit selected from the repeating units represented by the following formulas (1-1) to (1-3) and at least selected from the repeating units represented by the following formulas (2) to (5). A polymer comprising one repeating unit and having a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000.
Figure 2011059583
(In Formula (1-1) to Formula (1-3), R 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, and X represents a single bond, an oxygen atom, a carbonyloxy group, or methyleneoxy. R 2 represents a methyl resin group, a methylmethylene group, or a hydroxy group or a halogen atom, and a part of hydrogen atoms may be substituted, a cyclohexyl group, a phenyl group, an adamantane group, a norbornene group, or a cyclic ether group R 3 represents a methyl group or a trifluoromethyl group independently of each other, R 4 independently represents a hydrogen atom or a group capable of generating a hydrogen atom by the action of an acid, and the group is fluorine. Optionally substituted, R 5 represents an aliphatic ring or a phenyl ring, n represents 0, 1 or 2, m represents 0 or 1,
In the formula (2), R 6 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a linear or branched alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms,
In the formula (3), R 7 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a hydroxymethyl group, a trifluoromethyl group, or a phenyl group, and A represents a single bond, an oxygen atom, a carbonyl group, a carbonyl group An oxy group or an oxycarbonyl group, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent monocyclic hydrocarbon ring group having 3 to 8 carbon atoms, or a divalent polycyclic hydrocarbon ring group having 7 to 10 carbon atoms R 8 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom,
In Formula (4) and Formula (5), R 9 and R 12 represent a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group,
In the formula (4), R 10 represents a methylene group, an ethylene group or a propylene group, R 11 is a group represented by the following formula (6) or the following formula (7),
In the formula (5), R 13 represents a methylene group or an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, R 14 represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and r is 0 or 1.
Figure 2011059583
In the formula (6) or the formula (7), R 15 each independently represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. )
JP2009211916A 2009-09-14 2009-09-14 Resin composition for forming fine pattern, method for forming fine pattern and polymer Pending JP2011059583A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009211916A JP2011059583A (en) 2009-09-14 2009-09-14 Resin composition for forming fine pattern, method for forming fine pattern and polymer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009211916A JP2011059583A (en) 2009-09-14 2009-09-14 Resin composition for forming fine pattern, method for forming fine pattern and polymer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011059583A true JP2011059583A (en) 2011-03-24

Family

ID=43947238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009211916A Pending JP2011059583A (en) 2009-09-14 2009-09-14 Resin composition for forming fine pattern, method for forming fine pattern and polymer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011059583A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130074831A (en) * 2011-12-23 2013-07-05 금호석유화학 주식회사 Water-soluble resin composition for forming fine patterns and mothod of forming fine patterns by using the same
CN103923426A (en) * 2013-01-16 2014-07-16 Jsr株式会社 Resin Composition, Cured Film, Forming Method Thereof, Semiconductor Element And Display Element
JP2015087749A (en) * 2013-09-26 2015-05-07 信越化学工業株式会社 Pattern forming method
JP2016091033A (en) * 2014-11-04 2016-05-23 信越化学工業株式会社 Pattern forming method and shrink agent
JP2016177071A (en) * 2015-03-19 2016-10-06 東京応化工業株式会社 Method for repairing resist pattern
KR20160140442A (en) 2015-05-29 2016-12-07 도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤 Method of forming resist pattern
JP2017044992A (en) * 2015-08-28 2017-03-02 東京応化工業株式会社 Method for forming resist pattern, shrinking agent composition, and production method of shrinking agent composition
JPWO2015190294A1 (en) * 2014-06-09 2017-05-25 旭硝子株式会社 Ink-repellent agent, negative photosensitive resin composition, partition and optical element
WO2018008734A1 (en) * 2016-07-06 2018-01-11 Jsr株式会社 Film-forming composition, film formation method, and directed self-assembly lithography process

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006307179A (en) * 2005-03-29 2006-11-09 Jsr Corp Polymer
WO2008105293A1 (en) * 2007-02-26 2008-09-04 Jsr Corporation Resin composition for micropattern formation and method of micropattern formation
WO2008114644A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-25 Jsr Corporation Resist pattern formation method, and resin composition capable of insolubilizing resist pattern
WO2009041407A1 (en) * 2007-09-27 2009-04-02 Jsr Corporation Resin composition for formation of fine pattern, and method for formation of fine pattern
JP2009069817A (en) * 2007-08-22 2009-04-02 Shin Etsu Chem Co Ltd Patterning process and pattern surface coating material for use in same
WO2009093686A1 (en) * 2008-01-24 2009-07-30 Jsr Corporation Method for forming resist pattern and resist pattern miniaturizing resin composition

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006307179A (en) * 2005-03-29 2006-11-09 Jsr Corp Polymer
WO2008105293A1 (en) * 2007-02-26 2008-09-04 Jsr Corporation Resin composition for micropattern formation and method of micropattern formation
WO2008114644A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-25 Jsr Corporation Resist pattern formation method, and resin composition capable of insolubilizing resist pattern
JP2009069817A (en) * 2007-08-22 2009-04-02 Shin Etsu Chem Co Ltd Patterning process and pattern surface coating material for use in same
WO2009041407A1 (en) * 2007-09-27 2009-04-02 Jsr Corporation Resin composition for formation of fine pattern, and method for formation of fine pattern
WO2009093686A1 (en) * 2008-01-24 2009-07-30 Jsr Corporation Method for forming resist pattern and resist pattern miniaturizing resin composition

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130074831A (en) * 2011-12-23 2013-07-05 금호석유화학 주식회사 Water-soluble resin composition for forming fine patterns and mothod of forming fine patterns by using the same
KR102028109B1 (en) * 2011-12-23 2019-11-15 금호석유화학 주식회사 Water-soluble resin composition for forming fine patterns and mothod of forming fine patterns by using the same
CN103923426A (en) * 2013-01-16 2014-07-16 Jsr株式会社 Resin Composition, Cured Film, Forming Method Thereof, Semiconductor Element And Display Element
CN103923426B (en) * 2013-01-16 2019-06-07 Jsr株式会社 Resin combination, cured film, its forming method, semiconductor element and display element
JP2015087749A (en) * 2013-09-26 2015-05-07 信越化学工業株式会社 Pattern forming method
JPWO2015190294A1 (en) * 2014-06-09 2017-05-25 旭硝子株式会社 Ink-repellent agent, negative photosensitive resin composition, partition and optical element
JP2016091033A (en) * 2014-11-04 2016-05-23 信越化学工業株式会社 Pattern forming method and shrink agent
JP2016177071A (en) * 2015-03-19 2016-10-06 東京応化工業株式会社 Method for repairing resist pattern
US10429740B2 (en) 2015-03-19 2019-10-01 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Method of recovering resist pattern
TWI681264B (en) * 2015-03-19 2020-01-01 日商東京應化工業股份有限公司 Method of forming resist pattern
JP2016224282A (en) * 2015-05-29 2016-12-28 東京応化工業株式会社 Method for forming resist pattern
KR20160140442A (en) 2015-05-29 2016-12-07 도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤 Method of forming resist pattern
US9846364B2 (en) 2015-05-29 2017-12-19 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Method of forming resist pattern
JP2017044992A (en) * 2015-08-28 2017-03-02 東京応化工業株式会社 Method for forming resist pattern, shrinking agent composition, and production method of shrinking agent composition
WO2018008734A1 (en) * 2016-07-06 2018-01-11 Jsr株式会社 Film-forming composition, film formation method, and directed self-assembly lithography process
JPWO2018008734A1 (en) * 2016-07-06 2019-04-25 Jsr株式会社 Composition for film formation, film formation method and self-assembled lithography process
US11460767B2 (en) 2016-07-06 2022-10-04 Jsr Corporation Composition for film formation, film-forming method and directed self-assembly lithography process

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4952012B2 (en) Resin composition for forming fine pattern and method for forming fine pattern
JP4687651B2 (en) Resin composition for forming fine pattern and method for forming fine pattern
JP4893402B2 (en) Fine pattern forming method
JP2011059583A (en) Resin composition for forming fine pattern, method for forming fine pattern and polymer
JP4826840B2 (en) Pattern formation method
JP5392095B2 (en) Resist pattern forming method and resist pattern refined resin composition
JP5494489B2 (en) Resist pattern coating agent and resist pattern forming method using the same
TWI531857B (en) Patterning process and resist composition
US8192921B2 (en) Patterning process
JPWO2009041270A1 (en) Immersion upper layer film forming composition, immersion upper layer film, and photoresist pattern forming method
JP5375412B2 (en) Resin composition for forming fine pattern and method for forming fine pattern
JP5515584B2 (en) Resist pattern coating agent and resist pattern forming method
JP5233985B2 (en) Resin composition for forming fine pattern and method for forming fine pattern
JP5045759B2 (en) Resin composition for forming fine pattern and method for forming fine pattern
TWI471698B (en) Patterning process and resist composition
JP4650375B2 (en) Resin composition for forming fine pattern and method for forming fine pattern
JP2009085989A (en) Resin composition for forming fine pattern, and method of forming fine pattern
WO2010061833A1 (en) Resist pattern coating agent and method for forming resist pattern
JP4844439B2 (en) Resin composition for forming fine pattern and method for forming fine pattern
JP5029390B2 (en) Polymer purification method
JP2009265505A (en) Pattern formation method and resin composition for fine pattern formation
JP2009235188A (en) Polymer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120406

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130418

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130813

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140311