JP2011227463A - Radiation-sensitive resin composition and pattern formation method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation-sensitive resin composition suitable for a liquid immersion exposure process in a resist pattern formation and for image development using an organic solvent.SOLUTION: A radiation-sensitive resin composition used in a resist pattern formation method in which image development is performed using an organic solvent (X) contains a polymer (A), a radiation-sensitive acid generator (B) and a solvent (C). The polymer (A) contains a specific acrylic-group repeating unit which has a lactone structure or a carbonate structure in a side chain.

Description

本発明は、感放射線性樹脂組成物およびそれを用いた有機溶剤現像パターン形成方法に関し、更に詳しくは、複数回の露光に対して先の露光後ベークや現像などを行なうことなく後の露光を連続して行なう露光方法、特に二重露光によるパターンニングに用いられ、水等の液浸媒体を用いる液浸露光プロセスにも好適に用いることが可能である感放射線性樹脂組成物およびそれを用いたレジストパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition and a method for forming an organic solvent development pattern using the same, and more specifically, subsequent exposure without performing prior post-exposure baking or development for multiple exposures. Radiation-sensitive resin composition used for continuous exposure methods, particularly patterning by double exposure, and suitable for use in an immersion exposure process using an immersion medium such as water, and the use thereof The present invention relates to a resist pattern forming method.

集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野においては、より高い集積度を得るために、最近では0.10μm以下のレベルでの微細加工が可能なリソグラフィ技術が必要とされている。今後は更に微細なパターン形成(例えば、線幅が45nm程度の微細なレジストパターン)が要求される。このような微細なパターン形成を達成させるための手段として、露光装置の光源波長の短波長化(ArFエキシマレーザー(波長193nm))や、レンズの開口数(NA)を増大させること等が考えられる。しかしながら、光源波長の短波長化には、新たに高額の露光装置が必要となる。また、レンズの開口数(NA)の増大には、解像度と焦点深度がトレードオフの関係にあるため、解像度を上げても焦点深度が低下するという問題がある。   In the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements, in order to obtain a higher degree of integration, recently, lithography technology capable of microfabrication at a level of 0.10 μm or less is required. In the future, finer pattern formation (for example, a fine resist pattern having a line width of about 45 nm) will be required. As means for achieving such fine pattern formation, it is conceivable to shorten the wavelength of the light source of the exposure apparatus (ArF excimer laser (wavelength: 193 nm)) or increase the numerical aperture (NA) of the lens. . However, in order to shorten the light source wavelength, a new expensive exposure apparatus is required. In addition, the increase in the numerical aperture (NA) of the lens has a problem that the depth of focus decreases even if the resolution is increased because the resolution and the depth of focus are in a trade-off relationship.

最近、このような問題を解決可能とするリソグラフィ技術として、液浸露光(リキッドイマージョンリソグラフィ)法という方法が報告されている。しかしながら、液浸露光法による露光技術の進歩も45nmハーフピッチ(hp)までが限界といわれており、更に微細な加工を必要とする32nmhp世代へ向けた技術開発が行なわれている。近年、そのようなデバイスの複雑化、高密度化要求に伴い、ダブルパターンニングプロセス(DP)、或いは、ダブルエクスポージャープロセス(DE)といった疎ラインパターン或いは孤立トレンチパターンの半周期ずらした重ね合わせによって32nmライン・アンド・スペース(LS)をパターンニングする技術が提案されている(非特許文献1参照)。上記DEは、レジスト塗膜一層に対して少なくとも2回の露光によりパターニングを行う。   Recently, a liquid immersion lithography (liquid immersion lithography) method has been reported as a lithography technique that can solve such problems. However, it is said that the progress of the exposure technique by the immersion exposure method is limited to 45 nm half pitch (hp), and technical development for the 32 nm hp generation that requires further fine processing is being carried out. In recent years, due to the demand for higher complexity and higher density of devices, 32 nm is obtained by superimposing sparse line patterns or isolated trench patterns shifted by a half cycle such as double patterning process (DP) or double exposure process (DE). A technique for patterning line and space (LS) has been proposed (see Non-Patent Document 1). The DE performs patterning by exposing at least two times to one resist coating layer.

具体的には、40nmのコンタクトホール(CH)をパターニングする一例として、ポジ型レジスト組成物を用い、例えば40nmの第1のLSパターンを露光し、第1のLSに対してLSパターンが直交するように2回目の露光処理を行なうことによって40nmの微細なコンタクトホールを形成することができる。   Specifically, as an example of patterning a 40 nm contact hole (CH), a positive resist composition is used, for example, a first LS pattern of 40 nm is exposed, and the LS pattern is orthogonal to the first LS. Thus, a fine contact hole of 40 nm can be formed by performing the second exposure process.

更に現像液に酸系の有機溶剤を用いる現像プロセスも提案されている(特許文献1参照)。有機溶剤を用いる現像プロセスとは、有機溶剤に対して未露光部が溶解し、露光部が難溶となってパターンが形成されるプロセスをいう。   Furthermore, a development process using an acid organic solvent as a developer has also been proposed (see Patent Document 1). The development process using an organic solvent refers to a process in which an unexposed portion is dissolved in an organic solvent and the exposed portion is hardly soluble to form a pattern.

特許第3869306号公報Japanese Patent No. 3869306

SPIE2006 Vol.6153 61531KSPIE 2006 Vol. 6153 6153K

しかしながら、いくつかの提案されたプロセスはあるものの、このような液浸露光プロセスを用い、且つ有機溶剤で現像を行うパターンニングに好適に用いられる具体的な材料の提案は、未だなされていないのが現状である。   However, although there are some proposed processes, there has not yet been proposed a specific material that can be suitably used for patterning using such an immersion exposure process and developing with an organic solvent. Is the current situation.

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、有機溶剤で現像を行うパターンニングに用いられ、液浸露光プロセスにも好適に用いることが可能な感放射線性樹脂組成物を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the object of the present invention is that it is used for patterning in which development is performed with an organic solvent, and is also suitably used for an immersion exposure process. It is in providing the radiation sensitive resin composition which can be performed.

本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、樹脂成分に所定の構成成分を含有させることによって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、有機溶剤(X)で現像を行うレジストパターン形成方法に用いられる感放射線性樹脂組成物であって、重合体(A)と、感放射線性酸発生剤(B)と、溶剤(C)とを含有し、上記重合体(A)は、下記式(1−1)ないし下記式(1−7)から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位(a2)を含むことを特徴とする感放射線性樹脂組成物である。

Figure 2011227463
(式(1−1)〜(1−7)において、Rは水素原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基である。Rは水素原子または炭素数1〜4の置換もしくは非置換のアルキル基である。Rは水素原子またはメトキシ基である。Aは単結合、メチレン基、炭素数2〜10の直鎖状もしくは分岐状の2価の炭化水素基、または酸素原子もしくは硫黄原子を有する2価の連結基である。Bは酸素原子またはメチレン基である。Rは単結合または2価の連結基である。Rは環状カーボネート構造を有する1価の有機基である。pは2〜3の整数であり、mは0または1であり、nは0または1である。但し、nが0のとき、Aが単結合、かつBがメチレン基であることはない。) As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be achieved by adding predetermined constituents to the resin component, and the present invention has been completed. It was.
That is, the present invention is a radiation sensitive resin composition used in a resist pattern forming method in which development is performed with an organic solvent (X), and the polymer (A), the radiation sensitive acid generator (B), A solvent (C), and the polymer (A) includes at least one repeating unit (a2) selected from the following formula (1-1) to the following formula (1-7). It is a radiation sensitive resin composition.
Figure 2011227463
(In the formulas (1-1) to (1-7), R 1 is a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R 2 is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl having 1 to 4 carbon atoms. R 3 represents a hydrogen atom or a methoxy group, A represents a single bond, a methylene group, a linear or branched divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, an oxygen atom or a sulfur atom. B is an oxygen atom or a methylene group, R 4 is a single bond or a divalent linking group, R 5 is a monovalent organic group having a cyclic carbonate structure, p Is an integer of 2 to 3, m is 0 or 1, and n is 0 or 1. However, when n is 0, A is not a single bond and B is not a methylene group.

上記重合体(A)が、下記式(2−1)ないし式(2−4)から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位(a3)をさらに含むことが好ましい。

Figure 2011227463

(式(2−1)〜(2−4)において、Rは水素原子、トリフルオロメチル基、または炭素数1〜3のアルキル基である。Rはそれぞれ独立に、水素原子または水酸基である。Rは炭素数1〜5の直鎖状もしくは分岐状のヒドロキシアルキル基である。Lは炭素数1〜5のアルキル基で置換されていてもよい炭素数1〜5の直鎖状もしくは分岐状の2価の炭化水素基である。Mは下記式(M1)ないし式(M4)のいずれかで示される基である。qは1〜3の整数である。)
Figure 2011227463
It is preferable that the polymer (A) further includes at least one repeating unit (a3) selected from the following formulas (2-1) to (2-4).
Figure 2011227463

(In Formulas (2-1) to (2-4), R 6 is a hydrogen atom, a trifluoromethyl group, or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. R 7 is independently a hydrogen atom or a hydroxyl group. R 8 is a linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and L is a linear chain having 1 to 5 carbon atoms that may be substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Alternatively, it is a branched divalent hydrocarbon group, M is a group represented by any of the following formulas (M1) to (M4), and q is an integer of 1 to 3.)
Figure 2011227463

上記重合体(A)が、下記式(3)で表される繰り返し単位(a1)をさらに含むことが好ましい。

Figure 2011227463

(式(3)において、Rは水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基である。Rは、相互に独立に、炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体である。但し、いずれか2つのRが相互に結合して炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基またはその誘導体を形成していてもよい。) It is preferable that the polymer (A) further includes a repeating unit (a1) represented by the following formula (3).
Figure 2011227463

(In Formula (3), R 1 is a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R 9 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a carbon atom. a monovalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof having 4 to 20. However, divalent alicyclic any two R 9 are bonded to each other having 4 to 20 carbon atoms hydrocarbon group or A derivative thereof may be formed.)

本発明は、基板上に感放射線性樹脂組成物を塗布してレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、このレジスト層にフォトマスクを介して放射線照射を行う露光工程と、有機溶剤(X)で現像する現像工程とを備えてなるレジストパターン形成方法において、上記感放射線性樹脂組成物が、当該感放射線性樹脂組成物であるレジストパターン形成方法を含む。
また、上記露光工程において、露光後、続けて露光を行うことが好ましい。
上記有機溶剤(X)が、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤および炭化水素系溶剤からなる群より選ばれる少なくとも1つの溶剤であることが好ましい。
上記露光工程において、ライン・アンド・スペースパターンを形成するフォトマスクを用いた第1の露光及び第2の露光を行い、上記第1の露光パターンと上記第2の露光パターンが互いに交差することが好ましい。
The present invention includes a resist layer forming step of forming a resist layer by applying a radiation sensitive resin composition on a substrate, an exposure step of irradiating the resist layer through a photomask, and an organic solvent (X). In the resist pattern forming method comprising the development step of developing with the above, the radiation sensitive resin composition includes a resist pattern forming method which is the radiation sensitive resin composition.
Moreover, in the said exposure process, it is preferable to perform exposure continuously after exposure.
The organic solvent (X) is preferably at least one solvent selected from the group consisting of ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents, and hydrocarbon solvents.
In the exposure step, the first exposure and the second exposure using a photomask for forming a line and space pattern are performed, and the first exposure pattern and the second exposure pattern intersect each other. preferable.

本発明の感放射線性樹脂組成物を用いたパターン形成方法では、露光により、酸を発生させた露光部が極性変化すること、及びこれにより有機溶剤(X)に対して難溶化させることが可能となり、その結果、有機溶媒現像で容易かつ確実にパターニングが可能となる。
ここで、極性変化とは樹脂成分となる重合体(A)中の酸解離性基が脱離することにより、酸解離性基の脱離前と後で極性が変化することをいう。
In the pattern forming method using the radiation-sensitive resin composition of the present invention, the polarity of an exposed portion where an acid is generated is changed by exposure, and thus, it is possible to make it slightly soluble in an organic solvent (X). As a result, patterning can be performed easily and reliably by organic solvent development.
Here, the polarity change means that the polarity changes before and after the acid-dissociable group is eliminated by the elimination of the acid-dissociable group in the polymer (A) as a resin component.

本発明の感放射線性樹脂組成物及びこれを用いたレジストパターン形成方法によれば、DEによるパターンニングにおいて、DPのような第2のレジスト組成物を用いることなく、レジスト層を複数回露光処理することによってコンタクトホールパターンを形成することができ、アライメント精度・スループットの面でDPよりも優れる。また、液浸露光プロセスにも好適に採用することができる。   According to the radiation-sensitive resin composition of the present invention and the resist pattern forming method using the same, the resist layer is subjected to exposure treatment a plurality of times without using a second resist composition such as DP in patterning by DE. By doing so, a contact hole pattern can be formed, which is superior to DP in terms of alignment accuracy and throughput. Moreover, it can employ | adopt suitably also for an immersion exposure process.

本発明に係るレジストパターン形成方法の工程において、基板上にレジスト層を形成した後の状態の一例を断面図にて示す模式図である。In the process of the resist pattern formation method concerning this invention, it is a schematic diagram which shows an example of the state after forming a resist layer on a board | substrate with sectional drawing. 本発明に係るレジストパターン形成方法の工程において、レジスト層に1回目の露光を行う状態の一例を上部より示す模式図である。In the process of the resist pattern formation method which concerns on this invention, it is a schematic diagram which shows an example of the state which performs a 1st exposure to a resist layer from the upper part. 本発明に係るレジストパターン形成方法の工程において、レジスト層に2回目の露光を行う状態の一例を上部より示す模式図である。In the process of the resist pattern formation method which concerns on this invention, it is a schematic diagram which shows an example of the state which performs a 2nd exposure to a resist layer from the upper part.

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入る。   Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiments. The scope of the present invention includes those in which the following embodiments are appropriately modified and improved without departing from the spirit of the present invention based on the ordinary knowledge of those skilled in the art.

<レジストパターン形成方法>
本発明のレジストパターン形成方法の一実施形態について図面を用いて説明する。なお、本明細書中、「ラインパターン」とは、レジストパターンが、ライン部分とスペース部分とを有するLSであることをいう。
<Resist pattern formation method>
An embodiment of a resist pattern forming method of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification, the “line pattern” means that the resist pattern is an LS having a line portion and a space portion.

(1)基板上へのレジスト層形成工程
図1は、基板1上にレジスト層2を形成した後の状態の一例を断面図にて示す模式図である。
基板1としては、特に限定されるものではなく、例えば、シリコンウェハ、アルミニウムで被覆されたウェハ等の従来公知の基板を使用することができる。また、感放射線性樹脂組成物の潜在能力を最大限に引き出すために、例えば、特公平6−12452号公報や特開昭59−93448号公報等に開示されているように、使用される基板上に有機系或いは無機系の反射防止膜を形成しておくこともできる。
(1) Resist Layer Formation Step on Substrate FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a state after forming a resist layer 2 on a substrate 1 in a cross-sectional view.
The substrate 1 is not particularly limited, and for example, a conventionally known substrate such as a silicon wafer or a wafer coated with aluminum can be used. In order to maximize the potential of the radiation-sensitive resin composition, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-12452, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-93448, etc. An organic or inorganic antireflection film can also be formed thereon.

レジスト層2は、感放射線性樹脂組成物を基板上に塗布することで形成することができる。感放射線性樹脂組成物は、後述する本発明の感放射線性樹脂組成物である。塗布する方法は、特に限定されるものではなく、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布手段によって行なうことができる。なお、形成されるレジスト層2の厚さは特に限定されるものではないが、通常、10〜1000nmであり、10〜500nmであることが好ましい。
また、感放射線性樹脂組成物を塗布した後、必要に応じて、プレベーク(以下、「PB」ともいう)することによって塗膜中の溶剤を揮発させてもよい。PBの加熱条件は、感放射線性樹脂組成物3の配合組成によって適宜選択されるが、通常、30〜200℃程度であり、50〜150℃であることが好ましい。
更に、環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響を防止するために、例えば、特開平5−188598号公報等に開示されているように、レジスト層上に保護膜を設けることもできる。また、レジスト層からの酸発生剤等の流出を防止するために、例えば、特開2005−352384号公報等に開示されているように、レジスト層上に液浸用保護膜を設けることもできる。なお、これらの技術は併用することができる。
The resist layer 2 can be formed by applying a radiation sensitive resin composition on a substrate. The radiation sensitive resin composition is a radiation sensitive resin composition of the present invention described later. The coating method is not particularly limited, and can be performed by appropriate coating means such as spin coating, cast coating, roll coating and the like. In addition, although the thickness of the resist layer 2 to be formed is not particularly limited, it is usually 10 to 1000 nm and preferably 10 to 500 nm.
Moreover, after apply | coating a radiation sensitive resin composition, you may volatilize the solvent in a coating film by prebaking (henceforth "PB") as needed. The heating conditions for PB are appropriately selected depending on the composition of the radiation sensitive resin composition 3, but are usually about 30 to 200 ° C. and preferably 50 to 150 ° C.
Further, in order to prevent the influence of basic impurities contained in the environmental atmosphere, a protective film can be provided on the resist layer as disclosed in, for example, JP-A-5-188598. In order to prevent the acid generator and the like from flowing out of the resist layer, a liquid immersion protective film can be provided on the resist layer as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-352384. . These techniques can be used in combination.

(2)露光工程
図2に示すように、感放射線性樹脂組成物を用いて、基板1上にレジスト層2を形成した後に所用の領域に所定LSパターンのマスクを介し、任意に、水等の液浸液を介して、露光を露光部3に対して平面図の上方より行なう。
更に図3に示すように、続けて第1の露光部3に対して交差するように第2の露光部4に対して平面図の上方より露光する。第1の露光部3と第2の露光部4とは直交することが好ましい。直交することにより、露光部3と露光部4とで囲まれた未露光部5において真円状のコンタクトホールパターンが形成しやすくなる。また、ドットパターンのマスクを使用することにより1回の露光でコンタクトホールを形成してもよい。なお、露光の際に、任意に水やフッ素系不活性液体等の液浸液を介してもよい。
露光に使用される放射線としては、感放射線性樹脂組成物に含有される感放射線性酸発生剤(B)(以下、「酸発生剤(B)」ともいう)の種類に応じて、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線等から適宜選定される。これらの中でも、ArFエキシマレーザー(波長193nm)やKrFエキシマレーザー(波長248nm)で代表される遠紫外線が好ましく、ArFエキシマレーザー(波長193nm)による遠紫外線が特に好ましい。
露光量等の露光条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成や添加剤の種類等に応じて適宜選定される。
また、露光後に加熱処理であるベーク(以下、「PEB」ともいう)を行なうことが好ましい。PEBを行なうことにより、感放射線性樹脂組成物中の酸解離性基または酸不安定基の解離反応を円滑に進行させることができる。PEBの温度条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって適宜選択されるが、通常、30〜200℃であり、50〜170℃であることが好ましい。
(2) Exposure process As shown in FIG. 2, after forming the resist layer 2 on the substrate 1 using the radiation-sensitive resin composition, a desired region is passed through a mask having a predetermined LS pattern, and water, etc. The exposure is performed on the exposure unit 3 from above the plan view through the immersion liquid.
Further, as shown in FIG. 3, the second exposure unit 4 is exposed from above the plan view so as to intersect the first exposure unit 3. It is preferable that the first exposure unit 3 and the second exposure unit 4 are orthogonal to each other. By being orthogonal, it becomes easy to form a perfect circular contact hole pattern in the unexposed portion 5 surrounded by the exposed portion 3 and the exposed portion 4. Further, the contact hole may be formed by one exposure by using a dot pattern mask. In the exposure, an immersion liquid such as water or a fluorine-based inert liquid may be optionally passed.
Depending on the type of radiation-sensitive acid generator (B) contained in the radiation-sensitive resin composition (hereinafter also referred to as “acid generator (B)”), It is appropriately selected from deep ultraviolet rays, X-rays, charged particle beams and the like. Among these, far ultraviolet rays represented by ArF excimer laser (wavelength 193 nm) and KrF excimer laser (wavelength 248 nm) are preferable, and far ultraviolet rays by ArF excimer laser (wavelength 193 nm) are particularly preferable.
The exposure conditions such as the exposure amount are appropriately selected according to the blending composition of the radiation-sensitive resin composition, the type of additive, and the like.
In addition, baking (hereinafter, also referred to as “PEB”) that is heat treatment is preferably performed after exposure. By performing PEB, the dissociation reaction of the acid-dissociable group or acid-labile group in the radiation-sensitive resin composition can proceed smoothly. Although the temperature conditions of PEB are suitably selected by the composition of a radiation sensitive resin composition, they are 30-200 degreeC normally, and it is preferable that it is 50-170 degreeC.

(3)現像工程
露光工程後に有機溶剤(X)を用いた現像を行い、基板上にコンタクトホールパターンを形成する。
有機溶剤(X)の好適例としては、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、アミド系溶剤等の極性溶剤、および炭化水素系溶剤を用いることができる。
ケトン系溶剤としては、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、アセトン、4−ヘプタノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。
エステル系溶剤としては、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等が挙げられる。
アルコール系溶剤としては、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−ヘプチルアルコ;エチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤等を挙げることができる。
エーテル系溶剤としては、上記グリコールエーテル系溶剤の他、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
アミド系溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等が挙げられる。
炭化水素系溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
(3) Development Step After the exposure step, development using an organic solvent (X) is performed to form a contact hole pattern on the substrate.
Preferable examples of the organic solvent (X) include polar solvents such as ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, ether solvents, amide solvents, and hydrocarbon solvents.
Examples of ketone solvents include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone. Can be mentioned.
Examples of ester solvents include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl-3-ethoxy. Examples include propionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, and propyl lactate.
Examples of alcohol solvents include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-heptyl alcohol; ethylene glycol And glycol solvents such as triethylene glycol, and glycol ether solvents such as ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, and methoxymethylbutanol. be able to.
Examples of the ether solvent include dioxane, tetrahydrofuran and the like in addition to the glycol ether solvent.
Examples of the amide solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide and the like.
Examples of the hydrocarbon solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, and aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, octane and decane.

これら有機溶剤(X)の中でも酢酸ブチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、メチルアミルケトンが好ましい。上記の有機溶剤(X)は、複数混合してもよいし、上記以外の溶剤や水と混合し使用してもよい。   Among these organic solvents (X), butyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, and methyl amyl ketone are preferable. A plurality of the above organic solvents (X) may be mixed, or may be used by mixing with a solvent other than the above or water.

(4)リンス工程
現像後のリンス工程では、アルカン系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤およびエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄することが好ましい。より好ましくは、現像の後に、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤から選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行なうことである。更により好ましくは、ネガ型現像の後に、アルコール系溶剤またはエステル系溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行なうことである。特に好ましくは、ネガ型現像の後に、炭素数6〜8の1価アルコールを含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行なうことである。ここで、ネガ型現像後のリンス工程で用いられる炭素数6〜8の1価アルコールとしては、直鎖状、分岐状、環状の1価アルコールが挙げられ、具体的には、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、ベンジルアルコールなどを用いることができ、好ましくは、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノールである。
(4) Rinsing step In the rinsing step after development, a rinsing solution containing at least one organic solvent selected from alkane solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents. It is preferable to wash using More preferably, after the development, a step of washing with a rinsing solution containing at least one organic solvent selected from a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, and an amide solvent is performed. Even more preferably, after the negative development, a step of washing with a rinsing solution containing an alcohol solvent or an ester solvent is performed. Particularly preferably, after the negative development, a step of washing with a rinsing solution containing a monohydric alcohol having 6 to 8 carbon atoms is performed. Here, examples of the monohydric alcohol having 6 to 8 carbon atoms used in the rinsing step after the negative development include linear, branched, and cyclic monohydric alcohols, specifically, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol, benzyl alcohol, and the like can be used. Hexanol, 2-hexanol, and 2-heptanol.

上記リンス液の各成分は、複数混合してもよいし、上記以外の有機溶剤と混合し使用してもよい。リンス液中の含水率は、10質量%以下が好ましく、更により好ましくは5質量%以下、特に好ましくは3質量% 以下である。含水率を10質量%以下にすることで、良好な現像特性を得ることができる。 リンス液には、更に界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。   A plurality of the components of the rinse liquid may be mixed, or may be used by mixing with an organic solvent other than the above. The water content in the rinsing liquid is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 3% by mass or less. By setting the water content to 10% by mass or less, good development characteristics can be obtained. An appropriate amount of a surfactant can be further added to the rinse solution.

本発明のレジストパターン形成方法は、図3に示すように、レジストパターンのライン部が相互に交差するように形成することが好ましい。相互に交差する部分において、有機溶剤(X)を用いた現像により基板上にコンタクトホールパターンが形成できる。   The resist pattern forming method of the present invention is preferably formed so that the line portions of the resist pattern intersect each other as shown in FIG. A contact hole pattern can be formed on the substrate by development using an organic solvent (X) at portions that intersect each other.

<感放射線性樹脂組成物>
感放射線性樹脂組成物は、露光により感放射線性酸発生剤から発生する酸の作用によって、組成物中に存する酸解離性基または酸不安定基が解離してカルボキシル基を生じ、その結果、露光部が有機溶剤(X)に対して溶解性が低下し、未露光部が有機溶剤(X)によって溶解、除去され、パターンを形成することができるものである。特にコンタクトホールパターンを形成するために好適である。以下、本発明の感放射線性樹脂組成物について説明する。
<Radiation sensitive resin composition>
In the radiation-sensitive resin composition, an acid-dissociable group or an acid-labile group existing in the composition is dissociated by the action of an acid generated from a radiation-sensitive acid generator by exposure to generate a carboxyl group. The exposed portion is less soluble in the organic solvent (X), and the unexposed portion is dissolved and removed by the organic solvent (X) to form a pattern. It is particularly suitable for forming a contact hole pattern. Hereinafter, the radiation sensitive resin composition of this invention is demonstrated.

当該感放射線性樹脂組成物は、酸不安定基を有する繰り返し単位を含む重合体(A)と、酸発生剤(B)と、溶剤(C)とを含有する。
なお、本明細書にいう「酸不安定基」と「酸解離性基」とは、酸によって解離する基をいい、特別異なる基をいうのではない。酸不安定基または酸解離性基を有し、有機溶剤(X)に可溶な重合体が、酸の作用によりその酸不安定基または酸解離性基が解離してカルボキシル基となることにより、有機溶剤(X)に不溶または難溶な重合体となる。
The radiation sensitive resin composition contains a polymer (A) containing a repeating unit having an acid labile group, an acid generator (B), and a solvent (C).
In addition, the “acid labile group” and the “acid dissociable group” in the present specification refer to a group dissociated by an acid, and do not refer to a particularly different group. A polymer having an acid labile group or an acid dissociable group and soluble in an organic solvent (X) is converted into a carboxyl group by dissociation of the acid labile group or acid dissociable group by the action of an acid. The polymer is insoluble or hardly soluble in the organic solvent (X).

<重合体(A)>
重合体(A)は、上記式(1−1)ないし下記式(1−7)から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位(a2)を含む。
(i)繰り返し単位(a2)
繰り返し単位(a2)は、それぞれ対応する下記式(1a−1)〜下記式(1a−7)で表される単量体を重合させることにより得られる。
<Polymer (A)>
The polymer (A) contains at least one repeating unit (a2) selected from the above formula (1-1) to the following formula (1-7).
(I) Repeating unit (a2)
The repeating unit (a2) is obtained by polymerizing the monomers represented by the following formula (1a-1) to the following formula (1a-7), respectively.

Figure 2011227463

(式(1a−1)〜式(1a−7)において、R1、R2、R3、R4、R5、A、B、p、m、nは、式(1−1)〜式(1−7)におけるそれらと同義である。)
Figure 2011227463

In (formula (1a-1) to Formula (1a-7), R 1 , R 2, R 3, R 4, R 5, A, B, p, m, n in Formula (1-1) to Formula (It is synonymous with those in (1-7).)

上記式(1−1)におけるR2として表される炭素数1〜4の置換もしくは非置換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、またはこれらの構造異性体が挙げられる。 Examples of the substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 2 in the above formula (1-1) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and structural isomers thereof. It is done.

上記式(1−2)及び式(1−3)におけるAとして表される酸素原子もしくは硫黄原子を有する2価の連結基としては、−Ra−O−Rb−、−Ra−CO−Rb−、−Ra−COO−Rb−、または−Ra−S−Rb−で表される2価の基等を挙げることができる。RaおよびRbは、それぞれ独立して単結合または炭素数1〜10の炭化水素基を示す。上記2価の連結基としては、下記式(A−1)〜式(A−6)で表される基が挙げられる。   Examples of the divalent linking group having an oxygen atom or sulfur atom represented by A in the above formulas (1-2) and (1-3) include -Ra-O-Rb- and -Ra-CO-Rb-. , -Ra-COO-Rb-, or -Ra-S-Rb-, and the like. Ra and Rb each independently represent a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. Examples of the divalent linking group include groups represented by the following formulas (A-1) to (A-6).

Figure 2011227463
Figure 2011227463

上記式(A−1)〜式(A−6)中、Ra1及びRb1は、相互に独立に水素原子、メチル基、エチル基又はプロピル基を表す。また、q、rは相互に独立に0〜5の整数を表す。但し、1つの連結基中においてqおよびrが同時に0となることはない。 In the above formulas (A-1) to (A-6), R a1 and R b1 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a propyl group. Q and r each independently represent an integer of 0 to 5. However, q and r are not 0 simultaneously in one linking group.

上記式(1−7)におけるRとして表される2価の連結基としては、炭素数1〜10の炭化水素基、−Rc−O−Rd−、−Rc−CO−Rd−、−Rc−COO−Rd−、で表される2価の基等を挙げることができる。RcおよびRdはそれぞれ独立して炭素数1〜10の炭化水素基を示す。なおRcおよびRdは、主鎖側の酸素原子、もしくはRのどちらに結合してもよい。 Examples of the divalent linking group represented by R 4 in the above formula (1-7) include a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, —Rc—O—Rd—, —Rc—CO—Rd—, and —Rc. And a divalent group represented by —COO—Rd—. Rc and Rd each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. Rc and Rd may be bonded to either the oxygen atom on the main chain side or R 5 .

上記式(1−7)におけるRとしては、下記式(1−7a)、(1−7b)で表される基等を挙げることができる。 Examples of R 5 in the above formula (1-7) include groups represented by the following formulas (1-7a) and (1-7b).

Figure 2011227463

(式(1−7a)において、nは0〜2の整数を表す。式(1−7b)において、n〜nは、それぞれ独立に、0〜2の整数を表す。式(1−7a)および式(1−7b)において、「*」は式(1−7)におけるRに結合する結合手を示す。また、式(1−7a)および式(1−7b)で表される基は置換基を有していてもよい。)
Figure 2011227463

(In Formula (1-7a), n 1 represents an integer of 0 to 2. In Formula (1-7b), n 2 to n 5 each independently represents an integer of 0 to 2. Formula (1 −7a) and formula (1-7b), “*” represents a bond bonded to R 4 in formula (1-7), and is represented by formula (1-7a) and formula (1-7b). The group to be substituted may have a substituent.)

上記式(1−7a)または式(1−7b)で表される好ましい基としては、下記式(1−7aa)または(1−7bb)で表されるものを挙げることができる。   Preferable groups represented by the above formula (1-7a) or formula (1-7b) include those represented by the following formula (1-7aa) or (1-7bb).

Figure 2011227463

(式(1−7aa)および式(1−7bb)において、「*」は、一般式(1−7)におけるRに結合する結合手を表す。)
Figure 2011227463

(In formulas (1-7aa) and (1-7bb), “*” represents a bond bonded to R 4 in formula (1-7).)

繰り返し単位(1−7)の具体例としては、下記式で表されるものを挙げることができる。なお、式(1−7−1)〜(1−7−22)中のRは、式(1−7)中のRと同義である。 Specific examples of the repeating unit (1-7) include those represented by the following formula. Incidentally, R 1 in the formula (1-7-1) - (1-7-22) has the same meaning as R 1 in the formula (1-7).

Figure 2011227463
Figure 2011227463

Figure 2011227463
Figure 2011227463

Figure 2011227463
Figure 2011227463

式(1−7)で表される繰り返し単位を与える単量体は、例えば、Tetrahedron Letters,Vol.27,No.32 p.3741(1986)、Organic Letters,Vol.4,No.15 p.2561(2002)等に記載された、従来公知の方法により合成することができる。   Monomers that give repeating units represented by the formula (1-7) are described in, for example, Tetrahedron Letters, Vol. 27, no. 32 p. 3741 (1986), Organic Letters, Vol. 4, no. 15 p. 2561 (2002), etc., and can be synthesized by a conventionally known method.

繰り返し単位(a2)を与える単量体として、好ましい単量体を以下に例示する。   Preferred monomers for giving the repeating unit (a2) are exemplified below.

Figure 2011227463
Figure 2011227463

Figure 2011227463
Figure 2011227463

重合体(A)は、繰り返し単位(a2)を1種のみ含むものであってもよく、2種以上含むものであってもよい。繰り返し単位(a2)の含有割合は、重合体(A)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、通常、80mol%以下であり、好ましくは20〜80mol%であり、更に好ましくは30〜70mol%である。繰り返し単位(a2)の含有割合がこの範囲内である場合、フォトリソグラフィ後のスカム発生の抑制効果及び著しいパターントップロス抑制効果という観点から特に有効である。   A polymer (A) may contain only 1 type of repeating units (a2), and may contain 2 or more types. The content ratio of the repeating unit (a2) is usually 80 mol% or less, preferably 20 to 80 mol%, and more preferably 30 to 100 mol% of the total repeating units contained in the polymer (A). 70 mol%. When the content ratio of the repeating unit (a2) is within this range, it is particularly effective from the viewpoint of the effect of suppressing the occurrence of scum after photolithography and the effect of suppressing the significant pattern top loss.

(ii)繰り返し単位(a3)
重合体(A)は上記式(2−1)ないし式(2−4)から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位(a3)を含むことが好ましい。重合体(A)は、繰り返し単位(a3)を含有することで、露光部のエッチング耐性を向上させることができる。
(Ii) Repeating unit (a3)
The polymer (A) preferably contains at least one repeating unit (a3) selected from the above formulas (2-1) to (2-4). A polymer (A) can improve the etching tolerance of an exposure part by containing a repeating unit (a3).

上記式(2−1)〜(2−4)におけるRとして表される炭素数1〜3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基が挙げられる。
また、Rとして表される炭素数1〜5の直鎖状もしくは分岐状のヒドロキシ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、またはこれらの構造異性体の水素原子が水酸基で置換された基が挙げられる。
また、Lとして表される炭素数1〜5のアルキル基で置換されていてもよい炭素数1〜5の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が挙げられる。
また、Mは上記式(M1)〜式(M4)のいずれかで示される基を表す。また、上記式(M1)、式(M2)の結合の向きは問わない。例えば、式(M1)において、酸素原子がアダマンタンの橋頭位に結合していても、−CH2−と結合していてもよい。
qは1〜3の整数を表し、特にq=1であることが好ましい。
Examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms represented by R 6 in the above formulas (2-1) to (2-4) include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.
In addition, examples of the linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms represented by R 8 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, or hydrogen of these structural isomers. Examples include groups in which an atom is substituted with a hydroxyl group.
Moreover, as a C1-C5 linear or branched hydrocarbon group which may be substituted by the C1-C5 alkyl group represented as L, a methylene group, ethylene group, propylene group, And a butylene group.
M represents a group represented by any of the above formulas (M1) to (M4). Moreover, the direction of the coupling | bonding of said Formula (M1) and Formula (M2) is not ask | required. For example, in the formula (M1), the oxygen atom may be bonded to the bridge head position of adamantane or may be bonded to —CH 2 —.
q represents an integer of 1 to 3, and q = 1 is particularly preferable.

繰り返し単位(a3)を与える重合性単量体としては、下記式(2−a)〜(2−t)で表される化合物を挙げることができる。なお、本発明において、繰り返し単位(a3)を与える重合性単量体としては、これらに限定されるものではない。   Examples of the polymerizable monomer that gives the repeating unit (a3) include compounds represented by the following formulas (2-a) to (2-t). In the present invention, the polymerizable monomer that gives the repeating unit (a3) is not limited thereto.

Figure 2011227463
Figure 2011227463

Figure 2011227463
Figure 2011227463

Figure 2011227463
Figure 2011227463

Figure 2011227463
Figure 2011227463

重合体(A)は、繰り返し単位(a3)を1種のみ含むものであってもよく、2種以上含むものであってもよい。繰り返し単位(a3)の含有割合は、重合体(A)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、通常、60mol%以下であり、好ましくは60〜5mol%であり、更に好ましくは50〜5mol%である。繰り返し単位(a3)の含有割合がこの範囲内である場合、露光部のエッチング耐性が向上する。   A polymer (A) may contain only 1 type of repeating units (a3), and may contain 2 or more types. The content ratio of the repeating unit (a3) is usually 60 mol% or less, preferably 60 to 5 mol%, more preferably 50 to 50 mol% based on 100 mol% of the total repeating units contained in the polymer (A). 5 mol%. When the content ratio of the repeating unit (a3) is within this range, the etching resistance of the exposed portion is improved.

(iii)繰り返し単位(a1)
重合体(A)は、上記式(3)で表される酸不安定基を含む繰り返し単位(a1)を含有することが好ましい。
上記式(3)におけるRとして表される炭素数1〜4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、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等が挙げられる。
また、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体としては、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等のシクロアルカン類等に由来する脂環族環からなる基;これらの脂環族環からなる基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数1〜4の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基で置換した基等が挙げられる。
更に、いずれか2つのRが相互に結合して形成される炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基またはその誘導体としては、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタン、シクロペンタン、シクロヘキサン等に由来する脂環族環からなる基;これらの脂環族環からなる基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または炭素数3〜10の脂環式炭化水素基で置換した基等が挙げられる。
(Iii) Repeating unit (a1)
It is preferable that a polymer (A) contains the repeating unit (a1) containing the acid labile group represented by the said Formula (3).
Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 9 in the above formula (3) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, and an n-butyl group. , 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like.
Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or derivatives thereof include cyclohexane such as norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, and cyclooctane. Groups composed of alicyclic rings derived from alkanes and the like; groups composed of these alicyclic rings are, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2- And a group substituted with a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as methylpropyl group, 1-methylpropyl group and t-butyl group.
Furthermore, as the divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms formed by bonding any two R 9 to each other or a derivative thereof, norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, A group consisting of an alicyclic ring derived from cyclopentane, cyclohexane, etc .; a group consisting of these alicyclic rings is, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, Substituted with a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group or t-butyl group, or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms Groups and the like.

式(3)において、−C(Rとして表される基の好適例としては、t−ブチル基、1−n−(1−エチル−1−メチル)プロピル基、1−n−(1,1−ジメチル)プロピル基、1−n−(1,1−ジメチル)ブチル基、1−n−(1,1−ジメチル)ペンチル基、1−(1,1−ジエチル)プロピル基、1−n−(1,1−ジエチル)ブチル基、1−n−(1,1−ジエチル)ペンチル基等の脂環族環を有しない基;1−(1−メチル)シクロペンチル基、1−(1−エチル)シクロペンチル基、1−(1−n−プロピル)シクロペンチル基、1−(1−i−プロピル)シクロペンチル基、1−(1−メチル)シクロヘキシル基、1−(1−エチル)シクロヘキシル基、1−(1−n−プロピル)シクロヘキシル基、1−(1−i−プロピル)シクロヘキシル基、1−(1−メチル−1−(2−ノルボルニル))エチル基、1−(1−メチル−1−(2−テトラシクロデカニル))エチル基、1−(1−メチル−1−(1−アダマンチル))エチル基、2−(2−メチル)ノルボルニル基、2−(2−エチル)ノルボルニル基、2−(2−n−プロピル)ノルボルニル基、2−(2−i−プロピル)ノルボルニル基、2−(2−メチル)テトラシクロドデカニル基、2−(2−エチル)テトラシクロドデカニル基、2−(2−n−プロピル)テトラシクロドデカニル基、2−(2−i−プロピル)テトラシクロドデカニル基、2−メチル−2−アダマンチル基、2−エチル−2−アダマンチル基、2−プロピル−2−アダマンチル基等の脂環族環を有する基;これらの脂環族環を有する基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数1〜10の直鎖状または分岐状のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等の炭素数4〜20の環状のアルキル基で置換した基等が挙げられる。 In the formula (3), preferable examples of the group represented by —C (R 9 ) 3 include t-butyl group, 1-n- (1-ethyl-1-methyl) propyl group, 1-n- ( 1,1-dimethyl) propyl group, 1-n- (1,1-dimethyl) butyl group, 1-n- (1,1-dimethyl) pentyl group, 1- (1,1-diethyl) propyl group, 1 Groups having no alicyclic ring such as -n- (1,1-diethyl) butyl group and 1-n- (1,1-diethyl) pentyl group; 1- (1-methyl) cyclopentyl group, 1- ( 1-ethyl) cyclopentyl group, 1- (1-n-propyl) cyclopentyl group, 1- (1-i-propyl) cyclopentyl group, 1- (1-methyl) cyclohexyl group, 1- (1-ethyl) cyclohexyl group , 1- (1-n-propyl) cyclohexyl group, 1- (1-i Propyl) cyclohexyl group, 1- (1-methyl-1- (2-norbornyl)) ethyl group, 1- (1-methyl-1- (2-tetracyclodecanyl)) ethyl group, 1- (1-methyl -1- (1-adamantyl)) ethyl group, 2- (2-methyl) norbornyl group, 2- (2-ethyl) norbornyl group, 2- (2-n-propyl) norbornyl group, 2- (2-i -Propyl) norbornyl group, 2- (2-methyl) tetracyclododecanyl group, 2- (2-ethyl) tetracyclododecanyl group, 2- (2-n-propyl) tetracyclododecanyl group, 2- ( 2-i-propyl) tetracyclododecanyl group, 2-methyl-2-adamantyl group, 2-ethyl-2-adamantyl group, 2-propyl-2-adamantyl group and other groups having an alicyclic ring; Fat A group having an aromatic ring, for example, a carbon number such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a 2-methylpropyl group, a 1-methylpropyl group, or a t-butyl group; And a group substituted with a cyclic alkyl group having 4 to 20 carbon atoms such as a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group.

繰り返し単位(a1)を与える単量体の中でも、(メタ)アクリル酸2−メチルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸1−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−(アダマンタン−1−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−メチル−1−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1−エチル−1−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1−メチル−1−シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸1−エチル−1−シクロヘキシルエステル等が特に好ましい。   Among the monomers that give the repeating unit (a1), (meth) acrylic acid 2-methyladamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-ethyladamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid-2 -Methylbicyclo [2.2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid-2-ethylbicyclo [2.2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid 1- (bicyclo [2.2.1] Hept-2-yl) -1-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 1- (adamantan-1-yl) -1-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 1-methyl- 1-cyclopentyl ester, 1-ethyl-1-cyclopentyl ester of (meth) acrylic acid, 1-methyl-1-cyclohexyl ester of (meth) acrylic acid, (meth ) Acrylic acid ethyl-1-cyclohexyl ester, and the like are particularly preferable.

繰り返し単位(a1)を与える単量体として、好ましい単量体を以下に例示する。   Preferred monomers for giving the repeating unit (a1) are exemplified below.

Figure 2011227463
Figure 2011227463

重合体(A)は、繰り返し単位(a1)を1種のみ含むものであってもよく、2種以上含むものであってもよい。繰り返し単位(a1)の含有割合は、重合体(A)に含まれる繰り返し単位の合計100mol%に対して、好ましくは20〜90mol%であり、より好ましくは20〜80mol%であり、更に好ましくは20〜70mol%である。繰り返し単位(a1)の含有割合がこの範囲内である場合、塗布後の撥水性確保と、PEB後の現像液に対する接触角の上昇との両立という観点から特に有効である。   A polymer (A) may contain only 1 type of repeating units (a1), and may contain 2 or more types. The content ratio of the repeating unit (a1) is preferably 20 to 90 mol%, more preferably 20 to 80 mol%, still more preferably with respect to 100 mol% of the total repeating units contained in the polymer (A). 20-70 mol%. When the content ratio of the repeating unit (a1) is within this range, it is particularly effective from the viewpoint of achieving both water repellency after coating and an increase in contact angle with the developer after PEB.

(iV)他の繰り返し単位
重合体(A)は、繰り返し単位(a1)、繰り返し単位(a2)および繰り返し単位(a3)以外の繰り返し単位(以下、「他の繰り返し単位」ともいう)を1種以上含むものであってもよい。
他の繰り返し単位としては、例えば、式(4)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(a4)」ともいう)、式(5)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(a5)」ともいう)、式(b−2−1)で表される繰り返し単位(b−2−1)、式(b−2−2)で表される繰り返し単位(b−2−2)、これら以外の他の繰り返し単位(a6)等がある。
(IV) Other Repeating Units The polymer (A) is one type of repeating unit other than the repeating unit (a1), the repeating unit (a2) and the repeating unit (a3) (hereinafter also referred to as “other repeating unit”). The above may be included.
Examples of other repeating units include a repeating unit represented by the formula (4) (hereinafter also referred to as “repeating unit (a4)”) and a repeating unit represented by the formula (5) (hereinafter referred to as “repeating unit ( a5) "), the repeating unit (b-2-1) represented by the formula (b-2-1), and the repeating unit (b-2-2) represented by the formula (b-2-2). And other repeating units (a6).

Figure 2011227463

(式(4)において、R10は、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基である。Yは、単結合または炭素数1〜3の2価の有機基である。Wは、炭素数7〜20の置換または非置換の多環型脂環式炭化水素基である。但し、上記多環型脂環式炭化水素基が置換基を有する場合、置換基は炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数4〜20の環状のアルキル基、ヒドロキシル基、シアノ基、炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基、カルボキシル基、またはオキソ基である。)
Figure 2011227463

(In Formula (4), R 10 is a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. Y is a single bond or a divalent organic group having 1 to 3 carbon atoms. W is 7 carbon atoms. A substituted or unsubstituted polycyclic alicyclic hydrocarbon group of -20, provided that when the polycyclic alicyclic hydrocarbon group has a substituent, the substituent is a straight chain having 1 to 10 carbon atoms. Or a branched alkyl group, a cyclic alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, a cyano group, a hydroxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a carboxyl group, or an oxo group.)

Figure 2011227463

(式(5)において、R11は、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、トリフルオロメチル基またはヒドロキシメチル基である。R12は、2価の有機基である。)
Figure 2011227463

(In Formula (5), R 11 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group. R 12 is a divalent organic group.)

式(4)中、Wとして表される炭素数7〜20の置換または非置換の多環型脂環式炭化水素基としては、例えば、下記式に示す、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン(4a)、ビシクロ[2.2.2]オクタン(4b)、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン(4c)、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン(4d)、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン(4e)等のシクロアルカン類に由来する炭化水素基等が挙げられる。 In the formula (4), examples of the substituted or unsubstituted polycyclic alicyclic hydrocarbon group having 7 to 20 carbon atoms represented as W include bicyclo [2.2.1] heptane represented by the following formula: (4a), bicyclo [2.2.2] octane (4b), tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane (4c), tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . Hydrocarbon groups derived from cycloalkanes such as 0 2,7 ] dodecane (4d) and tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane (4e).

Figure 2011227463
Figure 2011227463

上記シクロアルカン類に由来する炭化水素基が置換基を有している場合、置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数1〜10の直鎖状または分岐状のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等の炭素数4〜20の環状のアルキル基等が挙げられる。なお、置換基はこれらのアルキル基に限定されるものではなく、ヒドロキシル基、シアノ基、炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基、カルボキシル基、オキソ基であってもよい。   When the hydrocarbon group derived from the cycloalkane has a substituent, examples of the substituent include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, 2- C1-C10 linear or branched alkyl groups such as methylpropyl group, 1-methylpropyl group and t-butyl group, cyclic groups having 4 to 20 carbon atoms such as cyclopentyl group, cyclohexyl group and cyclooctyl group And the like. In addition, a substituent is not limited to these alkyl groups, A hydroxyl group, a cyano group, a C1-C10 hydroxyalkyl group, a carboxyl group, and an oxo group may be sufficient.

式(5)において、R11として表される炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等が挙げられる。 In the formula (5), examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 11 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, and 2-methylpropyl. Group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like.

式(5)において、R12として表される2価の有機基としては、2価の炭化水素基が好ましい。なお、アルキレングリコール基、アルキレンエステル基等であってもよい。2価の有機基として、具体的には、メチレン基、エチレン基、1,3−プロピレン基もしくは1,2−プロピレン基等のプロピレン基、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、イコサレン基、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、エチリデン基、プロピリデン基、2−プロピリデン基等の鎖状炭化水素基;1,3−シクロブチレン基等のシクロブチレン基、1,3−シクロペンチレン基等のシクロペンチレン基、1,4−シクロヘキシレン基等のシクロヘキシレン基、1,5−シクロオクチレン基等のシクロオクチレン基等の炭素数3〜10のシクロアルキレン基等の単環式炭化水素環基;1,4−ノルボルニレン基または2,5−ノルボルニレン基等のノルボルニレン基、1,5−アダマンチレン基または2,6−アダマンチレン基等のアダマンチレン基等の2〜4環式の炭素数4〜30の炭化水素環基等の架橋環式炭化水素環基等を挙げることができる。これらの中でも、2,5−ノルボルニレン基を含む炭化水素基、1,2−エチレン基、プロピレン基が好ましい。 In the formula (5), the divalent organic group represented by R 12 is preferably a divalent hydrocarbon group. It may be an alkylene glycol group, an alkylene ester group or the like. Specific examples of the divalent organic group include propylene groups such as methylene group, ethylene group, 1,3-propylene group, and 1,2-propylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, and heptamethylene. Group, octamethylene group, nonamethylene group, decamethylene group, undecamethylene group, dodecamethylene group, tridecamethylene group, tetradecamethylene group, pentadecamethylene group, hexadecamethylene group, heptadecamethylene group, octadecamethylene group , Nonadecamethylene group, icosalen group, 1-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,2-propylene group, 1-methyl-1,4- Chains such as butylene group, 2-methyl-1,4-butylene group, ethylidene group, propylidene group, 2-propylidene group Hydrocarbon group; cyclobutylene group such as 1,3-cyclobutylene group; cyclopentylene group such as 1,3-cyclopentylene group; cyclohexylene group such as 1,4-cyclohexylene group; A monocyclic hydrocarbon ring group such as a cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms such as a cyclooctylene group such as an octylene group; a norbornylene group such as a 1,4-norbornylene group or a 2,5-norbornylene group; Examples thereof include a bridged cyclic hydrocarbon ring group such as a 2- to 4-cyclic hydrocarbon ring group having 4 to 30 carbon atoms such as an adamantylene group such as a 5-adamantylene group or a 2,6-adamantylene group. it can. Among these, a hydrocarbon group containing a 2,5-norbornylene group, a 1,2-ethylene group, and a propylene group are preferable.

なお、R12が2価の脂肪族環式炭化水素環基を含む場合には、ビストリフルオロメチル−ヒドロキシ−メチル基(−C(CFOH)と、2価の脂肪族環式炭化水素基との間にスペーサーとして炭素数1〜4のアルキレン基を配置することが好ましい。 When R 12 contains a divalent aliphatic cyclic hydrocarbon ring group, a bistrifluoromethyl-hydroxy-methyl group (—C (CF 3 ) 2 OH) and a divalent aliphatic cyclic carbonization group It is preferable to arrange an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms as a spacer between the hydrogen group.

Figure 2011227463
Figure 2011227463

繰り返し単位(a6)としては、不飽和カルボン酸の有橋式炭化水素骨格を有するカルボキシル基含有エステル類;有橋式炭化水素骨格をもたない(メタ)アクリル酸エステル類;不飽和カルボン酸の有橋式炭化水素骨格をもたないカルボキシル基含有エステル類;有橋式炭化水素骨格を有する多官能性単量体;有橋式炭化水素骨格をもたない多官能性単量体等の重合性不飽和結合が開裂した単位等がある。これらの中でも、有橋式炭化水素骨格を有する(メタ)アクリル酸エステル類の重合性不飽和結合が開裂した繰り返し単位等が好ましい。なお、重合体(A)は、繰り返し単位(a4)〜(a6)、(b−2−1)または(b−2−2)を1種のみ含むものであってもよく、2種以上含むものであってもよい。   As the repeating unit (a6), a carboxyl group-containing ester having a bridged hydrocarbon skeleton of an unsaturated carboxylic acid; a (meth) acrylic acid ester having no bridged hydrocarbon skeleton; an unsaturated carboxylic acid Carboxyl group-containing esters that do not have a bridged hydrocarbon skeleton; polyfunctional monomers that have a bridged hydrocarbon skeleton; polymerization of polyfunctional monomers that do not have a bridged hydrocarbon skeleton There are units in which the unsaturated bond is cleaved. Among these, a repeating unit in which a polymerizable unsaturated bond of (meth) acrylic acid ester having a bridged hydrocarbon skeleton is cleaved is preferable. The polymer (A) may contain only one type of repeating units (a4) to (a6), (b-2-1) or (b-2-2), and contains two or more types. It may be a thing.

上記他の繰り返し単位を与える単量体として、好ましい単量体を以下に例示する。   Preferred examples of the monomer giving the other repeating unit are shown below.

Figure 2011227463
Figure 2011227463

Figure 2011227463
Figure 2011227463

[重合体(A)の調製方法]
重合体(A)は、例えば、前述した各繰り返し単位を与える重合性不飽和単量体を、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調製することができる。
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、ブロモヘキサン、ジクロロエタン、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル類;アセトン、2−ブタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン等のエーテル類等がある。なお、これらの溶媒は1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
[Method for Preparing Polymer (A)]
For the polymer (A), for example, the polymerizable unsaturated monomer that gives each repeating unit described above is used with a radical polymerization initiator such as a hydroperoxide, a dialkyl peroxide, a diacyl peroxide, or an azo compound. If necessary, it can be prepared by polymerization in an appropriate solvent in the presence of a chain transfer agent.
Examples of the solvent used for polymerization include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane; cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, norbornane. Cycloalkanes such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene and other aromatic hydrocarbons; chlorobutane, bromohexane, dichloroethane, hexamethylene dibromide, chlorobenzene and other halogenated hydrocarbons; ethyl acetate, acetic acid n- Saturated carboxylic acid esters such as butyl, i-butyl acetate and methyl propionate; ketones such as acetone, 2-butanone, 4-methyl-2-pentanone and 2-heptanone; tetrahydrofuran, dimethoxyethane, diethoxyethane and the like There are ethers. In addition, these solvents may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

[重合体(A)の物性値]
重合体(A)のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算の重量平均分子量(以下、「Mw」ともいう)は特に限定されるものではないが、それぞれ、1,000〜100,000であることが好ましく、1,000〜30,000であることがより好ましく、1,000〜20,000であることが更に好ましい。Mwが1,000未満であると、レジスト層の耐熱性が低下するおそれがある。一方、100,000超であると、アルカリ現像部の現像性が低下するおそれがある。
また、各重合体のMwと、各重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算の数平均分子量(以下、「Mn」ともいう)との比(Mw/Mn)は、それぞれ、通常、1〜5であり、1〜3であることが好ましい。
[Physical properties of polymer (A)]
The weight average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mw”) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer (A) is not particularly limited, but is 1,000 to 100,000, respectively. It is preferably 1,000 to 30,000, more preferably 1,000 to 20,000. If the Mw is less than 1,000, the heat resistance of the resist layer may be reduced. On the other hand, if it exceeds 100,000, the developability of the alkali developing portion may be lowered.
In addition, the ratio (Mw / Mn) between the Mw of each polymer and the polystyrene-equivalent number average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mn”) by gel permeation chromatography (GPC) of each polymer is usually: It is 1-5, and it is preferable that it is 1-3.

重合体(A)には、調製する際に用いられる単量体に由来する低分子量成分が含まれる場合がある。この低分子量成分の含有割合は、各重合体100質量%(固形分換算)に対して、好ましくは0.1質量%以下であり、より好ましくは0.07質量%以下であり、更に好ましくは0.05質量%以下である。低分子量成分の含有割合が0.1質量%以下であると、液浸露光時に接触した水等の液浸液への溶出物の量を少なくすることができる。また、レジスト保管時にレジスト中に異物が発生することが少なく、レジスト塗布時においても塗布ムラが発生することが少なく、レジストパターン形成時における欠陥の発生を十分に抑制することができる。
なお、本明細書中、「低分子量成分」とは、Mwが500以下の成分をいい、具体的には、モノマー、ダイマー、トリマー、オリゴマーを挙げることができる。低分子量成分は、例えば、水洗、液々抽出等の化学的精製法や、これらの化学的精製法と限外ろ過、遠心分離等の物理的精製法との組合せ等により除去することができる。また、分析は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により行うことができる。
The polymer (A) may contain a low molecular weight component derived from a monomer used for preparation. The content of this low molecular weight component is preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.07% by mass or less, and still more preferably 100% by mass (in terms of solid content) of each polymer. It is 0.05 mass% or less. When the content ratio of the low molecular weight component is 0.1% by mass or less, it is possible to reduce the amount of the eluate in the immersion liquid such as water that is in contact during the immersion exposure. In addition, foreign matters are less likely to occur in the resist during resist storage, and coating unevenness is less likely to occur during resist application, so that the occurrence of defects during resist pattern formation can be sufficiently suppressed.
In the present specification, the “low molecular weight component” means a component having an Mw of 500 or less, and specifically includes a monomer, a dimer, a trimer, and an oligomer. The low molecular weight component can be removed by, for example, chemical purification methods such as washing with water and liquid-liquid extraction, or a combination of these chemical purification methods and physical purification methods such as ultrafiltration and centrifugation. The analysis can be performed by high performance liquid chromatography (HPLC).

更に、重合体(A)は、ハロゲン、金属等の不純物が少ないものであることが好ましい。不純物を少なくすることにより、形成するレジスト層の感度、解像度、プロセス安定性、パターン形状等を更に改善することができるからである。
重合体(A)の精製法としては、例えば、水洗、液々抽出等の化学的精製法や、これらの化学的精製法と限外ろ過、遠心分離等の物理的精製法との組合せ等がある。
Furthermore, it is preferable that the polymer (A) has few impurities such as halogen and metal. This is because the sensitivity, resolution, process stability, pattern shape, and the like of the resist layer to be formed can be further improved by reducing the impurities.
Examples of the purification method of the polymer (A) include chemical purification methods such as washing with water and liquid-liquid extraction, and combinations of these chemical purification methods with physical purification methods such as ultrafiltration and centrifugation. is there.

<酸発生剤(B)>
酸発生剤(B)としては、オニウム塩化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物、スルホン化合物、スルホン酸化合物等が挙げられる。
酸発生剤(B)は、下記式(6)で表される化合物であることが好ましい。
<Acid generator (B)>
Examples of the acid generator (B) include onium salt compounds, halogen-containing compounds, diazoketone compounds, sulfone compounds, and sulfonic acid compounds.
The acid generator (B) is preferably a compound represented by the following formula (6).

Figure 2011227463
Figure 2011227463

上記式(6)において、R13は、水素原子、フッ素原子、水酸基、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1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基、または炭素数2〜11の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシカルボニル基を表す。また、R14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1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基、または炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルカンスルホニル基を表す。更に、R15は、相互に独立に、炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、フェニル基、またはナフチル基を表す。2つのR15が相互に結合してイオウカチオンを含む炭素数2〜10の2価の基を形成していてもよい。但し、上記フェニル基、ナフチル基、および炭素数2〜10の2価の基は置換基を有してもよい。kは、0〜2の整数を表し、rは、0〜10の整数(好ましくは0〜2の整数)を表す。Xは、下記式(7−1)〜(7−4)で表されるアニオンを表す。 In the above formula (6), R 13 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a linear or branched alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms. Or a linear or branched alkoxycarbonyl group having 2 to 11 carbon atoms. R 14 is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a linear or branched alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a linear or branched group having 1 to 10 carbon atoms. Represents a cyclic or cyclic alkanesulfonyl group. Furthermore, R 15 are independently of each other, represent a linear or branched alkyl group, a phenyl group or a naphthyl group, having 1 to 10 carbon atoms. Two R 15 may be bonded to each other to form a C 2-10 divalent group containing a sulfur cation. However, the phenyl group, naphthyl group, and divalent group having 2 to 10 carbon atoms may have a substituent. k represents an integer of 0 to 2, and r represents an integer of 0 to 10 (preferably an integer of 0 to 2). X represents an anion represented by the following formulas (7-1) to (7-4).

Figure 2011227463
Figure 2011227463

式(7−1)および(7−2)において、R16は、フッ素原子または置換されていてもよい炭素数1〜12の炭化水素基を表す。式(7−1)において、tは、1〜10の整数を示す。式(7−3)および(7−4)において、R17は、相互に独立に、フッ素原子で置換された炭素数1〜10の直鎖状または分岐状のアルキル基を表す。また、2つのR17が相互に結合してフッ素原子で置換された炭素数2〜10の2価の有機基を形成していてもよい。但し、フッ素原子で置換された炭素数2〜10の2価の有機基はフッ素原子以外の置換基を有してもよい。 In the formulas (7-1) and (7-2), R 16 represents a fluorine atom or an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. In Formula (7-1), t represents an integer of 1 to 10. In formulas (7-3) and (7-4), R 17 independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms substituted with a fluorine atom. Moreover, two R < 17 > may couple | bond together and may form the C2-C10 bivalent organic group substituted by the fluorine atom. However, the C2-C10 divalent organic group substituted with a fluorine atom may have a substituent other than a fluorine atom.

酸発生剤(B)は、上記式(6)で表される酸発生剤、または上記例示した酸発生剤を1種単独で含んでもよく、2種以上を含んでもよい。   The acid generator (B) may contain the acid generator represented by the above formula (6) or the above-exemplified acid generator alone, or may contain two or more kinds.

酸発生剤(B)の使用割合は、感放射線性樹脂組成物100質量%に対して、20質量%以下であり、好ましくは1〜15質量%である。
また、他の酸発生剤を使用する場合、その使用割合は、酸発生剤(B)100質量%に対して、通常、80質量%以下であり、好ましくは60質量%以下である。
The usage-amount of an acid generator (B) is 20 mass% or less with respect to 100 mass% of radiation sensitive resin compositions, Preferably it is 1-15 mass%.
Moreover, when using another acid generator, the use ratio is 80 mass% or less normally with respect to 100 mass% of acid generators (B), Preferably it is 60 mass% or less.

<溶剤(C)>
溶剤(C)としては、例えば、2−ブタノン、2−ペンタノン、3−メチル−2−ブタノン、2−ヘキサノン、4−メチル−2−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、3,3−ジメチル−2−ブタノン、2−ヘプタノン、2−オクタノン等の直鎖状または分岐状のケトン類;シクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−メチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、イソホロン等の環状のケトン類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−i−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−i−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−sec−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシプロピオン酸n−プロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−プロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸n−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸sec−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸t−ブチル等の2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類;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メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等の3−アルコキシプロピオン酸アルキル類の他、
<Solvent (C)>
Examples of the solvent (C) include 2-butanone, 2-pentanone, 3-methyl-2-butanone, 2-hexanone, 4-methyl-2-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, and 3,3-dimethyl. Linear or branched ketones such as 2-butanone, 2-heptanone, 2-octanone; cyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, cyclohexanone, 2-methylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, isophorone Cyclic ketones such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol mono-i-propyl ether acetate, propylene glycol mono-n-butyl ether Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as acetate, propylene glycol mono-i-butyl ether acetate, propylene glycol mono-sec-butyl ether acetate, propylene glycol mono-t-butyl ether acetate; methyl 2-hydroxypropionate, 2-hydroxypropionic acid Ethyl, 2-hydroxypropionate n-propyl, 2-hydroxypropionate i-propyl, 2-hydroxypropionate n-butyl, 2-hydroxypropionate i-butyl, 2-hydroxypropionate sec-butyl, 2-hydroxy Alkyl 2-hydroxypropionates such as t-butyl propionate; methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropionate Methyl propionic acid, other 3-alkoxy propionic acid alkyl such as ethyl 3-ethoxypropionate,

n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、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ジ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、トルエン、キシレン、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−メチル酪酸メチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、3−メチル−3−メトキシブチルブチレート、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ベンジルエチルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、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、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン等が挙げられる。   n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether , Diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol di-n-propyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether , Propylene glycol monoethyl Ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, toluene, xylene, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutyrate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl propionate, 3-methyl-3-methoxybutyl butyrate, ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, methyl acetoacetate, Ethyl acetoacetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, benzyl ethyl ether, di-n-hexyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol Cole monoethyl ether, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol, benzyl alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc. .

これらの中でも、直鎖状または分岐状のケトン類、環状のケトン類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類、3−アルコキシプロピオン酸アルキル類、γ−ブチロラクトン等が好ましい。   Among these, linear or branched ketones, cyclic ketones, propylene glycol monoalkyl ether acetates, alkyl 2-hydroxypropionate, alkyl 3-alkoxypropionate, γ-butyrolactone and the like are preferable.

感放射線性樹脂組成物は、溶剤(C)を1種単独で含有していてもよく、2種以上含有していてもよい。
溶剤(C)の使用量は、感放射線性樹脂組成物の全固形分濃度が、通常、1〜50質量%となる量であり、好ましくは1〜25質量%となる量である。
The radiation sensitive resin composition may contain 1 type of solvent (C) individually, and may contain 2 or more types.
The amount of the solvent (C) used is such that the total solid concentration of the radiation-sensitive resin composition is usually 1 to 50% by mass, and preferably 1 to 25% by mass.

<添加剤>
感放射線性樹脂組成物は、必要に応じて、酸拡散制御剤(D)、脂環族添加剤、界面活性剤、増感剤、フッ素原子含有重合体(以下、重合体(F)ともいう)等の各種の添加剤を含有してもよい。
(i)酸拡散制御剤(D):
酸拡散制御剤は、露光により酸発生剤(B)から生じる酸のレジスト層中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を抑制する作用を有する成分である。このような酸拡散制御剤を含有することにより、感放射線性樹脂組成物の貯蔵安定性が向上する。また、レジストとしての解像度が更に向上するとともに、露光から露光後の加熱処理までの引き置き時間(PED)の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れた組成物が得られる。
<Additives>
The radiation-sensitive resin composition is, if necessary, an acid diffusion controller (D), an alicyclic additive, a surfactant, a sensitizer, a fluorine atom-containing polymer (hereinafter also referred to as polymer (F). ) And other various additives.
(I) Acid diffusion controller (D):
The acid diffusion control agent is a component having an action of controlling a diffusion phenomenon of an acid generated from the acid generator (B) by exposure in the resist layer and suppressing an undesirable chemical reaction in a non-exposed region. By containing such an acid diffusion controller, the storage stability of the radiation sensitive resin composition is improved. In addition, the resolution as a resist is further improved, and it is possible to suppress changes in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the holding time (PED) from exposure to post-exposure heat treatment, and an extremely excellent process stability. A thing is obtained.

酸拡散制御剤としては、例えば、アミン化合物、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等がある。
(アミン化合物)
モノ(シクロ)アルキルアミン類;ジ(シクロ)アルキルアミン類;トリ(シクロ)アルキルアミン類;置換アルキルアニリンまたはその誘導体; エチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノベンゾフェノン、4,4'−ジアミノジフェニルアミン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4−ビス(1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル)ベンゼン、1,3−ビス(1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル)ベンゼン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2−ジエチルアミノエチル)エーテル、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリジノン、2−キノキサリノール、N,N,N',N'−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、N,N,N',N’’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン等がある。
Examples of the acid diffusion controller include an amine compound, an amide group-containing compound, a urea compound, and a nitrogen-containing heterocyclic compound.
(Amine compound)
Mono (cyclo) alkylamines; di (cyclo) alkylamines; tri (cyclo) alkylamines; substituted alkylanilines or derivatives thereof; ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, tetramethylenediamine Hexamethylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminodiphenylamine, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (3-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- ( 4-hydroxyphenyl) propane, 1,4-bis (1- (4-aminophenyl) ) -1-methylethyl) benzene, 1,3-bis (1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl) benzene, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, bis (2-diethylaminoethyl) ether, 1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolidinone, 2-quinoxalinol, N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, N, N, N ′, N ″ , N ″ -pentamethyldiethylenetriamine and the like.

(アミド基含有化合物)
アミド基含有化合物の好適例としては、N−t−ブトキシカルボニルピロリジン等のN−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物の他、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン、N−アセチル−1−アダマンチルアミン、イソシアヌル酸トリス(2−ヒドロキシエチル)等がある。
(Amido group-containing compound)
Preferred examples of the amide group-containing compound include Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds such as Nt-butoxycarbonylpyrrolidine, formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N- Examples include methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, N-acetyl-1-adamantylamine, and isocyanuric acid tris (2-hydroxyethyl).

(ウレア化合物)
ウレア化合物の好適例としては、尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラメチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、トリ−n−ブチルチオウレア等がある。
(含窒素複素環化合物)
含窒素複素環化合物の好適例としては、イミダゾール類;ピリジン類;ピペラジン類の他、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、ピペリジンエタノール、3−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、モルホリン、4−メチルモルホリン、1−(4−モルホリニル)エタノール、4−アセチルモルホリン、3−(N−モルホリノ)−1,2−プロパンジオール、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等がある。
(Urea compound)
Preferred examples of urea compounds include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tri-n-butyl. There is thiourea.
(Nitrogen-containing heterocyclic compounds)
Preferable examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include imidazoles; pyridines; piperazines, pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, piperidineethanol, 3-piperidino-1,2-propanediol, Morpholine, 4-methylmorpholine, 1- (4-morpholinyl) ethanol, 4-acetylmorpholine, 3- (N-morpholino) -1,2-propanediol, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [2 2.2.2] Octane and the like.

また、酸拡散制御剤として、前述した酸拡散制御剤の他に、露光により感光し、塩基を発生する光崩壊性塩基を用いることもできる。光崩壊性塩基の一例として、露光により分解して酸拡散制御性を失うオニウム塩化合物がある。このようなオニウム塩化合物の具体例としては、式(8)で表されるスルホニウム塩化合物や、式(9)で表されるヨードニウム塩化合物を挙げることができる。   Further, as the acid diffusion control agent, in addition to the above-described acid diffusion control agent, a photodegradable base that is exposed to light and generates a base can be used. As an example of the photodegradable base, there is an onium salt compound that is decomposed by exposure and loses acid diffusion controllability. Specific examples of such an onium salt compound include a sulfonium salt compound represented by the formula (8) and an iodonium salt compound represented by the formula (9).

Figure 2011227463

(式(8)におけるR18〜R20、および式(9)におけるR21〜R22は、相互に独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシル基、ヒドロキシル基、またはハロゲン原子を表す。また、式(8)および式(9)において、Zは、OH、R23−COO、R23−SO (但し、R23は、アルキル基、アリール基、またはアルカリール基を表す)、または式(10)で表されるアニオンである。)
Figure 2011227463

(R 18 to R 20 in formula (8) and R 21 to R 22 in formula (9) each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group, or a halogen atom. In Formula (8) and Formula (9), Z represents OH , R 23 —COO , R 23 —SO 3 (wherein R 23 represents an alkyl group, an aryl group, or an alkaryl group). Or an anion represented by formula (10).)

Figure 2011227463

(式(10)において、R24は、フッ素原子で置換もしくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または炭素数1〜12の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基を表し、nは0〜2の整数を表す。)
Figure 2011227463

(In the formula (10), R 24 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms substituted or unsubstituted with a fluorine atom, or a linear or branched alkoxyl having 1 to 12 carbon atoms. Represents a group, and n represents an integer of 0 to 2.)

酸拡散制御剤の含有量は、重合体(A)100質量部に対して、0.001〜15質量部であることが好ましく、0.01〜10質量部であることがより好ましく、0.05〜5質量部であることが更に好ましい。含有量が15質量部超であると、レジストとしての感度が低下する場合がある。一方、0.001質量部未満であると、プロセス条件によっては、レジストとしてのパターン形状や寸法忠実度が低下する場合がある。なお、これらの酸拡散制御剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。   The content of the acid diffusion controller is preferably 0.001 to 15 parts by mass, more preferably 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer (A). More preferably, it is 05-5 mass parts. If the content is more than 15 parts by mass, the sensitivity as a resist may decrease. On the other hand, if it is less than 0.001 part by mass, the pattern shape and dimensional fidelity as a resist may be lowered depending on the process conditions. In addition, these acid diffusion control agents may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

(ii)脂環族添加剤:
脂環族添加剤は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等を更に改善する作用を示す成分である。
脂環族添加剤としては、例えば、1−アダマンタンカルボン酸、2−アダマンタノン、1−アダマンタンカルボン酸t−ブチル、1−アダマンタンカルボン酸t−ブトキシカルボニルメチル、1−アダマンタンカルボン酸α−ブチロラクトンエステル、1,3−アダマンタンジカルボン酸ジ−t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブトキシカルボニルメチル、1,3−アダマンタンジ酢酸ジ−t−ブチル、2,5−ジメチル−2,5−ジ(アダマンチルカルボニルオキシ)ヘキサン等のアダマンタン誘導体類;デオキシコール酸t−ブチル、デオキシコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、デオキシコール酸2−エトキシエチル、デオキシコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、デオキシコール酸3−オキソシクロヘキシル、デオキシコール酸テトラヒドロピラニル、デオキシコール酸メバロノラクトンエステル等のデオキシコール酸エステル類;リトコール酸t−ブチル、リトコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、リトコール酸2−エトキシエチル、リトコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、リトコール酸3−オキソシクロヘキシル、リトコール酸テトラヒドロピラニル、リトコール酸メバロノラクトンエステル等のリトコール酸エステル類;3−(2−ヒドロキシ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)エチル)テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン等がある。なお、これらの脂環族添加剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
(Ii) Alicyclic additives:
An alicyclic additive is a component that exhibits an action of further improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to a substrate, and the like.
Examples of the alicyclic additive include 1-adamantanecarboxylic acid, 2-adamantanone, 1-adamantanecarboxylic acid t-butyl, 1-adamantanecarboxylic acid t-butoxycarbonylmethyl, 1-adamantanecarboxylic acid α-butyrolactone ester. 1,3-adamantane dicarboxylic acid di-t-butyl, 1-adamantane acetate t-butyl, 1-adamantane acetate t-butoxycarbonylmethyl, 1,3-adamantane diacetate di-t-butyl, 2,5-dimethyl Adamantane derivatives such as -2,5-di (adamantylcarbonyloxy) hexane; t-butyl deoxycholate, t-butoxycarbonylmethyl deoxycholic acid, 2-ethoxyethyl deoxycholic acid, 2-cyclohexyloxyethyl deoxycholic acid , Deoxycholic acid -Deoxycholic acid esters such as oxocyclohexyl, deoxycholic acid tetrahydropyranyl, deoxycholic acid mevalonolactone ester; lithocholic acid t-butyl, lithocholic acid t-butoxycarbonylmethyl, lithocholic acid 2-ethoxyethyl, lithocholic acid 2 -Lithocholic acid esters such as cyclohexyloxyethyl, lithocholic acid 3-oxocyclohexyl, lithocholic acid tetrahydropyranyl, lithocholic acid mevalonolactone ester; 3- (2-hydroxy-2,2-bis (trifluoromethyl) ethyl) Tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecane and the like. In addition, these alicyclic additives may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

(iii)界面活性剤:
界面活性剤は、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する作用を示す成分である。
界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤の他、以下商品名で、KP341(信越化学工業社製)、ポリフローNo.75、同No.95(以上、共栄社化学社製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(以上、トーケムプロダクツ社製)、メガファックスF171、同F173(以上、大日本インキ化学工業社製)、フロラードFC430、同FC431(以上、住友スリーエム社製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(以上、旭硝子社製)等がある。なお、これらの界面活性剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
(Iii) Surfactant:
A surfactant is a component that exhibits an effect of improving coating properties, striation, developability, and the like.
Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol In addition to nonionic surfactants such as distearate, KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (above, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), Ftop EF301, EF303, EF352 (above, manufactured by Tochem Products), Megafax F171, F173 (above, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Florad FC430, FC431 (above, manufactured by Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 ( As mentioned above, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. In addition, these surfactants may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

(iv)増感剤:
増感剤は、放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを酸発生剤(B)に伝達し、それにより酸の生成量を増加させる作用を示すもので、感放射線性樹脂組成物のみかけの感度を向上させる効果を有する。
増感剤としては、カルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等がある。なお、これらの増感剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
(Iv) Sensitizer:
The sensitizer absorbs radiation energy and transmits the energy to the acid generator (B), thereby increasing the amount of acid produced. The apparent sensitivity of the radiation-sensitive resin composition It has the effect of improving sensitivity.
Examples of the sensitizer include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines, and the like. In addition, these sensitizers may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

(v)フッ素原子含有重合体(F)
感放射線性樹脂組成物が、フッ素原子含有重合体(F)を含有することで、レジスト膜を形成した際に、膜中のフッ素原子含有重合体の撥油性的特徴により、その分布がレジスト膜表面近傍で偏在化する傾向があるので、液浸露光時における酸発生剤や酸拡散制御剤等が液浸媒体に溶出することを抑制することができる。
(V) Fluorine atom-containing polymer (F)
When the radiation-sensitive resin composition contains the fluorine atom-containing polymer (F), when the resist film is formed, the distribution of the resist film depends on the oil repellency characteristics of the fluorine atom-containing polymer in the film. Since there is a tendency to be unevenly distributed in the vicinity of the surface, it is possible to prevent the acid generator, the acid diffusion controller, and the like from being eluted into the immersion medium during the immersion exposure.

上記フッ素含有重合体(F)としては、フッ素原子を有している限り、特に限定されないが、[A]重合体よりフッ素原子含有率(質量%)が高いことが好ましい。[A]重合体よりフッ素原子含有率が高いことで、上述の偏在化の度合いがより高くなり、得られるレジスト被膜の撥水性及び溶出抑制性等の特性が向上する。   The fluorine-containing polymer (F) is not particularly limited as long as it has a fluorine atom, but the fluorine atom content (mass%) is preferably higher than that of the [A] polymer. [A] When the fluorine atom content is higher than that of the polymer, the degree of uneven distribution described above becomes higher, and characteristics such as water repellency and elution suppression of the resulting resist film are improved.

(vi)他の添加剤:
感放射線性樹脂組成物は、前述した添加剤以外の添加剤(以下、「他の添加剤」ともいう)を含有してもよい。他の添加剤としては、アルカリ可溶性樹脂、酸解離性の保護基を有する低分子のアルカリ溶解性制御剤、ハレーション防止剤、保存安定化剤、消泡剤等がある。また、染料或いは顔料を含有させることにより、露光部の潜像を可視化させて、露光時のハレーションの影響を緩和することができる。更に、接着助剤を含有させることにより、基板との接着性を改善することができる。
(Vi) Other additives:
The radiation-sensitive resin composition may contain additives other than the additives described above (hereinafter also referred to as “other additives”). Other additives include alkali-soluble resins, low-molecular alkali-solubility control agents having acid-dissociable protecting groups, antihalation agents, storage stabilizers, antifoaming agents, and the like. In addition, by including a dye or a pigment, the latent image of the exposed portion can be visualized, and the influence of halation during exposure can be reduced. Furthermore, the adhesiveness with a board | substrate can be improved by containing an adhesion assistant.

感放射線性樹脂組成物は、上述の各構成成分を溶剤(C)に溶解した後、例えば孔径0.2μm程度のフィルターでろ過することによって塗工液として調製し、基板上に塗布することができる。   The radiation-sensitive resin composition can be prepared as a coating liquid by dissolving the above-described constituent components in the solvent (C) and then filtering with a filter having a pore size of about 0.2 μm, and can be applied onto a substrate. it can.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準である。また、各種物性値の測定方法、および諸特性の評価方法を以下に示す。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. In the examples and comparative examples, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified. In addition, a method for measuring various physical property values and a method for evaluating various properties are shown below.

[重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)]:
東ソー社製GPCカラム(G2000HXL2本、G3000HXL1本、G4000HXL1本)を用い、流量:1.0mL/min、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、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により、単分散ポリスチレンを標準として測定した。
[Weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn)]:
Using GPC columns (2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL) manufactured by Tosoh Corporation, flow rate: 1.0 mL / min, elution solvent: tetrahydrofuran, column temperature: 40 ° C. under gel permeation chromatography (GPC), Monodispersed polystyrene was measured as a standard.

13C−NMR分析]:
各重合体の13C−NMR分析は、日本電子社製「JNM−EX270」を用いて測定した。
[ 13 C-NMR analysis]:
The 13 C-NMR analysis of each polymer was measured using “JNM-EX270” manufactured by JEOL Ltd.

[パターン評価]:
シングルパターニング(以下、SEともいう)およびDEで形成したコンタクトホールパターン形成後の評価用基板を、走査型電子顕微鏡(日立計測器社製、CG−4000)を用いて観察し、レジストパターンが損失または不溶物の付着がある場合を「不良」と評価し、穴埋まり・スカムなく底部まで解像し、コンタクトホールパターンが形成されている場合を「良好」と評価した。
[Pattern evaluation]:
The substrate for evaluation after contact hole pattern formation formed by single patterning (hereinafter also referred to as SE) and DE was observed using a scanning electron microscope (CG-4000, manufactured by Hitachi Keiki Co., Ltd.), and the resist pattern was lost. In addition, the case where there was adhesion of insoluble matter was evaluated as “bad”, and it was resolved to the bottom without hole filling / scum, and the case where a contact hole pattern was formed was evaluated as “good”.

[エッチングレート評価]:
コンタクトホールパターンを形成後の評価用基板を簡易エッチング装置を用いて観察し、エッチング後の残膜率が当初膜厚に対して60%以下のものを「不良」と評価し、60%より良い場合を「良好」と評価した。
[Etching rate evaluation]:
The substrate for evaluation after forming the contact hole pattern is observed using a simple etching apparatus, and a film with a residual film ratio after etching of 60% or less of the initial film thickness is evaluated as “defective”, which is better than 60%. The case was rated as “good”.

以下、重合体(A)の調製方法について記載する。なお、重合体(A)の調製に用いた単量体(M−1)〜単量体(M−26)を以下に示す。単量体(M−1)〜単量体(M−26)において、繰り返し単位(a1)を与える単量体が単量体(M−1)〜単量体(M−5)であり、繰り返し単位(a2)を与える単量体が単量体(M−7)〜単量体(M−13)であり、繰り返し単位(a3)を与える単量体が単量体(M−14)〜単量体(M−23)であり、その他の繰り返し単位を与える単量体が単量体(M−6)および単量体(M−24)〜単量体(M−26)である。   Hereinafter, a method for preparing the polymer (A) will be described. In addition, the monomer (M-1)-monomer (M-26) used for preparation of a polymer (A) are shown below. In the monomer (M-1) to the monomer (M-26), the monomer that gives the repeating unit (a1) is the monomer (M-1) to the monomer (M-5), The monomer that gives the repeating unit (a2) is monomer (M-7) to monomer (M-13), and the monomer that gives the repeating unit (a3) is monomer (M-14). To the monomer (M-23), and other monomers giving the repeating unit are the monomer (M-6) and the monomer (M-24) to the monomer (M-26). .

Figure 2011227463
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Figure 2011227463
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Figure 2011227463
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[重合例1]重合体(A−1)の調製
まず、単量体(M−11)50mol%、単量体(M−3)15mol%、単量体(M−2)35mol%、および重合開始剤(ジメチル−2,2'−アゾビスイソブチレート(MAIB))を100gのメチルエチルケトンに溶解した単量体溶液を準備した。仕込み時の単量体の合計量を50gに調製した。尚、各単量体のmol%は単量体全量に対するmol%を表し、重合開始剤の使用割合は、単量体と重合開始剤の合計量に対して、5mol%とした。
[Polymerization Example 1] Preparation of Polymer (A-1) First, monomer (M-11) 50 mol%, monomer (M-3) 15 mol%, monomer (M-2) 35 mol%, and A monomer solution in which a polymerization initiator (dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (MAIB)) was dissolved in 100 g of methyl ethyl ketone was prepared. The total amount of monomers at the time of preparation was adjusted to 50 g. In addition, mol% of each monomer represents mol% with respect to the total amount of monomers, and the use ratio of the polymerization initiator was 5 mol% with respect to the total amount of the monomer and the polymerization initiator.

一方、温度計および滴下漏斗を備えた500mLの三つ口フラスコにメチルエチルケトン50gを加え、30分間窒素パージを行なった。その後、フラスコ内をマグネティックスターラーで攪拌しながら、80℃になるように加熱した。次いで、準備した単量体溶液をフラスコ内に、滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下終了後、3時間熟成させた後、30℃以下になるまで冷却して重合体溶液を得た。その後、重合体溶液を1000gのメタノールに投入して混合した。次いで、吸引濾過を実施した。その後、粉体を回収し、200gのメタノールに再度投入し、洗浄し、濾過した。本洗浄を再度行ない、回収した粉体を60℃にて減圧乾燥させた。得られた重合体を重合体(A−1)とする。この重合体(A−1)は、Mwが6,200であり、Mw/Mnが1.5であり、13C−NMR分析の結果、各単量体に由来する各繰り返し単位の含有率(M−3)/(M−2)/(M−11)=14.6/35.9/49.5(mol%)の共重合体であった。 On the other hand, 50 g of methyl ethyl ketone was added to a 500 mL three-necked flask equipped with a thermometer and a dropping funnel, and purged with nitrogen for 30 minutes. Then, it heated so that it might become 80 degreeC, stirring the inside of a flask with a magnetic stirrer. Subsequently, the prepared monomer solution was dripped in the flask over 3 hours using the dropping funnel. After completion of dropping, the mixture was aged for 3 hours and then cooled to 30 ° C. or lower to obtain a polymer solution. Thereafter, the polymer solution was added to 1000 g of methanol and mixed. Then suction filtration was performed. Thereafter, the powder was recovered, re-introduced into 200 g of methanol, washed and filtered. This cleaning was performed again, and the recovered powder was dried at 60 ° C. under reduced pressure. Let the obtained polymer be a polymer (A-1). This polymer (A-1) has Mw of 6,200, Mw / Mn of 1.5, and as a result of 13 C-NMR analysis, the content of each repeating unit derived from each monomer ( M-3) / (M-2) / (M-11) = 14.6 / 35.9 / 49.5 (mol%).

[重合例2〜21]重合体(A−2)〜(A−16)、重合体(F−1)〜(F−5)の調製
重合体(A−2)〜(A−16)および重合体(F−1)〜(F−5)について、表1に示す種類および仕込み量の単量体を用いること以外は重合例1と同様の手法にて調製した。なお、表2に、各重合体の13C−NMRによる各単量体に由来する各繰り返し単位の含有率、Mw、およびMw/Mnを記載した。
[Polymerization Examples 2 to 21] Preparation of polymers (A-2) to (A-16) and polymers (F-1) to (F-5) Polymers (A-2) to (A-16) and Polymers (F-1) to (F-5) were prepared in the same manner as in Polymerization Example 1 except that the types and amounts of monomers shown in Table 1 were used. In Table 2, the content of each repeating unit derived from each monomer by 13 C-NMR of each polymer, Mw, and Mw / Mn are shown.

Figure 2011227463
Figure 2011227463

Figure 2011227463
Figure 2011227463

[実施例1]感放射線性樹脂組成物の調製
重合体(A)として重合体(A−1)100部、酸発生剤(B)として酸発生剤(B−1)(トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート)7.5部、含窒素化合物(D)として酸拡散抑制剤(D−1)(N−t−ブトキシカルボニルピロリジン)0.94部、重合体(F)として重合体(F−2)5部、並びに溶剤(C)として溶剤(C−1)(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)1287部および溶剤(C−2)(シクロヘキサノン)551部を添加し、各成分を混合して均一溶液とした。その後、孔径200nmのメンブランフィルターを用いてろ過することにより、感放射線性樹脂組成物を調製した。
[Example 1] Preparation of radiation-sensitive resin composition 100 parts of polymer (A-1) as polymer (A), acid generator (B-1) (triphenylsulfonium nonafluoro as acid generator (B) -N-butanesulfonate) 7.5 parts, acid diffusion inhibitor (D-1) (Nt-butoxycarbonylpyrrolidine) 0.94 parts as nitrogen-containing compound (D), polymer (F) as polymer ( F-2) 5 parts, and as solvent (C), 1287 parts of solvent (C-1) (propylene glycol monomethyl ether acetate) and 551 parts of solvent (C-2) (cyclohexanone) were added and the components were mixed. A homogeneous solution was obtained. Then, the radiation sensitive resin composition was prepared by filtering using a membrane filter with a hole diameter of 200 nm.

[実施例2〜16および比較例1]
表3に記載した配合処方にしたこと以外は、実施例1と同様にして各感放射線性樹脂組成物を調製した。
[Examples 2 to 16 and Comparative Example 1]
Each radiation-sensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulation described in Table 3 was used.

Figure 2011227463
Figure 2011227463

尚、表1で用いた酸発生剤、溶剤、および酸拡散制御剤の種類を以下に記す。   The types of acid generator, solvent, and acid diffusion controller used in Table 1 are described below.

酸発生剤(B−1):トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート
溶剤(C−1):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
溶剤(C−2):シクロヘキサノン
酸拡散制御剤(D−1):N−t−ブトキシカルボニルピロリジン
Acid generator (B-1): Triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate Solvent (C-1): Propylene glycol monomethyl ether acetate Solvent (C-2): Cyclohexanone Acid diffusion controller (D-1): N -T-Butoxycarbonylpyrrolidine

[実施例17]レジストパターンの形成
12インチシリコンウェハ上に、下層反射防止膜(商品名「ARC66」、ブルワーサイエンス社製)を、商品名「Lithius Pro−i」(東京エレクトロン社製)を使用してスピンコートした後、PB(205℃、60秒)を行なうことにより膜厚77nmの塗膜を形成した。
商品名「CLEAN TRACK ACT12」を使用して実施例1で調製した感放射線性組成物(1)をスピンコートし、PB(130℃、60秒)した後、冷却(23℃、30秒)することにより膜厚90nmのレジスト層を形成した。形成されたレジスト層を用いて、以下のDEパターン、SEパターンを形成し、各評価を行った。
[Example 17] Formation of resist pattern On a 12-inch silicon wafer, an underlayer antireflection film (trade name “ARC66”, manufactured by Brewer Science Co., Ltd.) and a trade name “Lithius Pro-i” (manufactured by Tokyo Electron Ltd.) are used. After spin coating, PB (205 ° C., 60 seconds) was performed to form a 77 nm-thick coating film.
Using the trade name “CLEAN TRACK ACT12”, the radiation-sensitive composition (1) prepared in Example 1 was spin-coated, PB (130 ° C., 60 seconds), and then cooled (23 ° C., 30 seconds). Thereby, a resist layer having a thickness of 90 nm was formed. Using the formed resist layer, the following DE pattern and SE pattern were formed and evaluated.

[DEパターン]:
ArF液浸露光装置(商品名「S610C」、NIKON社製)を使用し、NA:1.30、Dipoleの光学条件にて、48nmライン/96nmピッチ(48nm1L/1S)のパターン形成用のマスクを介して露光した。その後続けて先の露光に対して直交するように、48nmライン/96nmピッチ(48nm1L/1S)のパターン形成用のマスクを介して露光した。
商品名「Lithius Pro−i」のホットプレート上でPEB(125℃、60秒)をし、冷却(23℃、30秒)した後、現像カップのGPノズルにて、酢酸ブチルを現像液としてパドル現像(10秒間)し、4−メチル−2−ペンタノールでリンスした。
2000rpm、15秒間振り切りでスピンドライすることにより、48nmホール/96nmピッチのコンタクトホールパターンが形成された評価用基板を得た。
この評価用基板のDEパターンの評価およびエッチングレートの評価は「良好」であった。
[DE pattern]:
Using an ArF immersion exposure apparatus (trade name “S610C”, manufactured by NIKON), a mask for pattern formation with a pattern of 48 nm line / 96 nm pitch (48 nm 1 L / 1 S) under the optical conditions of NA: 1.30 and Dipole Exposed through. Subsequently, exposure was performed through a mask for pattern formation of 48 nm line / 96 nm pitch (48 nm 1 L / 1 S) so as to be orthogonal to the previous exposure.
PEB (125 ° C., 60 seconds) on a hot plate of the product name “Lithius Pro-i”, cooled (23 ° C., 30 seconds), then paddled with butyl acetate as a developer at the GP nozzle of the developing cup. Development (10 seconds) and rinsing with 4-methyl-2-pentanol.
The substrate for evaluation on which the contact hole pattern of 48 nm hole / 96 nm pitch was formed was obtained by spin-drying by shaking off at 2000 rpm for 15 seconds.
The evaluation of the DE pattern and the etching rate of this evaluation substrate were “good”.

[SEパターン]:
ArF液浸露光装置(商品名「S610C」、NIKON社製)を使用し、NA:1.30、クロスポールの光学条件にて、48nmドット/96nmピッチ(マスクバイアスは+15nmで、実際にマスク上では252nmドット/384nmピッチになっている)のパターン形成用のマスクを介して露光した。
商品名「Lithius Pro−i」のホットプレート上でPEB(125℃、60秒)をし、冷却(23℃、30秒)した後、現像カップのGPノズルにて、酢酸ブチルを現像液としてパドル現像(30秒間)し、4−メチル−2−ペンタノールでリンスした。
2000rpm、15秒間振り切りでスピンドライすることにより、48nmホール/96nmピッチのコンタクトホールパターンが形成された評価用基板を得た。
この評価用基板のSEパターンの評価およびエッチングレートの評価は「良好」であった。
[SE pattern]:
Using an ArF immersion exposure apparatus (trade name “S610C”, manufactured by NIKON), NA: 1.30, cross pole optical conditions, 48 nm dot / 96 nm pitch (mask bias is +15 nm, actually on the mask) In this case, the exposure is performed through a pattern forming mask of 252 nm dots / 384 nm pitch.
PEB (125 ° C., 60 seconds) on a hot plate of the product name “Lithius Pro-i”, cooled (23 ° C., 30 seconds), then paddled with butyl acetate as a developer at the GP nozzle of the developing cup. Development (30 seconds) and rinsing with 4-methyl-2-pentanol.
The substrate for evaluation on which the contact hole pattern of 48 nm hole / 96 nm pitch was formed was obtained by spin-drying by shaking off at 2000 rpm for 15 seconds.
The evaluation of the SE pattern and the etching rate of this evaluation substrate were “good”.

[実施例18〜32、比較例2]
表4に記載したこと以外は実施例17と同様にして各評価用基板を得た。得られた各評価用基板の評価結果を併せて表4に記載する。

Figure 2011227463
[Examples 18 to 32, Comparative Example 2]
Except as described in Table 4, each evaluation substrate was obtained in the same manner as in Example 17. The evaluation results of the obtained substrates for evaluation are also shown in Table 4.
Figure 2011227463

表4からわかるように、本発明の感放射線組成物を用いたレジストパターン形成方法によれば、SE、DE共にパターンが良好であり、良好なエッチング耐性も示すことから、波長限界を超えるパターンを形成することができる。一方、比較例1の感放射線性組成物を用いた比較例2においては、SE、DPパターンの評価は「不良」であった。。   As can be seen from Table 4, according to the resist pattern forming method using the radiation-sensitive composition of the present invention, both SE and DE have good patterns and good etching resistance. Can be formed. On the other hand, in Comparative Example 2 using the radiation-sensitive composition of Comparative Example 1, the evaluation of the SE and DP patterns was “Poor”. .

本発明の感放射線組成物を用いたレジストパターン形成方法によれば、波長限界を超えるパターンを良好かつ経済的に形成することができるので、本発明の感放射線性組成物及びパターン形成方法は、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。   According to the resist pattern forming method using the radiation-sensitive composition of the present invention, since a pattern exceeding the wavelength limit can be formed favorably and economically, the radiation-sensitive composition and the pattern forming method of the present invention are: It can be used very favorably in the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements that are expected to become increasingly finer in the future.

1 基板
2 レジスト層
3 第1の露光部
4 第2の露光部
5 未露光部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Resist layer 3 1st exposure part 4 2nd exposure part 5 Unexposed part

Claims (7)

有機溶剤(X)で現像を行うレジストパターン形成方法に用いられる感放射線性樹脂組成物であって、
重合体(A)と、感放射線性酸発生剤(B)と、溶剤(C)とを含有し、上記重合体(A)は、下記式(1−1)ないし下記式(1−7)から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位(a2)を含むことを特徴とする感放射線性樹脂組成物。
Figure 2011227463

(式(1−1)〜(1−7)において、Rは水素原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基である。Rは水素原子または炭素数1〜4の置換もしくは非置換のアルキル基である。Rは水素原子またはメトキシ基である。Aは単結合、メチレン基、炭素数2〜10の直鎖状もしくは分岐状の2価の炭化水素基、または酸素原子もしくは硫黄原子を有する2価の連結基である。Bは酸素原子またはメチレン基である。Rは単結合または2価の連結基である。Rは環状カーボネート構造を有する1価の有機基である。pは2〜3の整数であり、mは0または1であり、nは0または1である。但し、nが0のとき、Aが単結合かつBがメチレン基であることはない。)
A radiation-sensitive resin composition used in a resist pattern forming method in which development is performed with an organic solvent (X),
A polymer (A), a radiation sensitive acid generator (B), and a solvent (C) are contained, and the polymer (A) is represented by the following formula (1-1) to the following formula (1-7). A radiation-sensitive resin composition comprising at least one repeating unit (a2) selected from:
Figure 2011227463

(In the formulas (1-1) to (1-7), R 1 is a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R 2 is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl having 1 to 4 carbon atoms. R 3 represents a hydrogen atom or a methoxy group, A represents a single bond, a methylene group, a linear or branched divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, an oxygen atom or a sulfur atom. B is an oxygen atom or a methylene group, R 4 is a single bond or a divalent linking group, R 5 is a monovalent organic group having a cyclic carbonate structure, p Is an integer of 2 to 3, m is 0 or 1, and n is 0 or 1. However, when n is 0, A is not a single bond and B is not a methylene group.
上記重合体(A)が、下記式(2−1)ないし式(2−4)から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位(a3)をさらに含む請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 2011227463

(式(2−1)〜(2−4)において、Rは水素原子、トリフルオロメチル基、または炭素数1〜3のアルキル基である。Rはそれぞれ独立に、水素原子または水酸基である。Rは炭素数1〜5の直鎖状もしくは分岐状のヒドロキシアルキル基である。Lは炭素数1〜5のアルキル基で置換されていてもよい炭素数1〜5の直鎖状もしくは分岐状の2価の炭化水素基である。Mは下記式(M1)ないし式(M4)のいずれかで示される基である。qは1〜3の整数である。)
Figure 2011227463
The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein the polymer (A) further contains at least one repeating unit (a3) selected from the following formulas (2-1) to (2-4).
Figure 2011227463

(In Formulas (2-1) to (2-4), R 6 is a hydrogen atom, a trifluoromethyl group, or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. R 7 is independently a hydrogen atom or a hydroxyl group. R 8 is a linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and L is a linear chain having 1 to 5 carbon atoms that may be substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Alternatively, it is a branched divalent hydrocarbon group, M is a group represented by any of the following formulas (M1) to (M4), and q is an integer of 1 to 3.)
Figure 2011227463
上記重合体(A)が、下記式(3)で表される繰り返し単位(a1)をさらに含む請求項1または請求項2に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 2011227463

(式(3)において、Rは水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基である。Rは、相互に独立に、炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体である。但し、いずれか2つのRが相互に結合して炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基またはその誘導体を形成していてもよい。)
The radiation sensitive resin composition of Claim 1 or Claim 2 in which the said polymer (A) further contains the repeating unit (a1) represented by following formula (3).
Figure 2011227463

(In Formula (3), R 1 is a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R 9 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a carbon atom. a monovalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof having 4 to 20. However, divalent alicyclic any two R 9 are bonded to each other having 4 to 20 carbon atoms hydrocarbon group or A derivative thereof may be formed.)
基板上に感放射線性樹脂組成物を塗布してレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、このレジスト層にフォトマスクを介して放射線照射を行う露光工程と、有機溶剤(X)で現像する現像工程とを備えてなるレジストパターン形成方法において、上記感放射線性樹脂組成物が、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物であるレジストパターン形成方法。   A resist layer forming step of forming a resist layer by applying a radiation sensitive resin composition on a substrate, an exposure step of irradiating the resist layer with a photomask through a photomask, and a development developing with an organic solvent (X) A resist pattern forming method comprising the steps of: a resist pattern forming method, wherein the radiation sensitive resin composition is the radiation sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 3. 上記露光工程において、露光後、続けて露光を行う請求項4に記載のレジストパターン形成方法。   The resist pattern forming method according to claim 4, wherein in the exposure step, the exposure is continued after the exposure. 上記有機溶剤(X)が、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤および炭化水素系溶剤からなる群より選ばれる少なくとも1つの溶剤である請求項4または請求項5に記載のレジストパターン形成方法。   The organic solvent (X) is at least one solvent selected from the group consisting of ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents and hydrocarbon solvents. 5. The resist pattern forming method according to 5. 上記露光工程において、ライン・アンド・スペースパターンを形成するフォトマスクを用いた第1の露光及び第2の露光を行い、上記第1の露光パターンと上記第2の露光パターンが互いに交差する請求項5または請求項6に記載のレジストパターン形成方法。   The first exposure and the second exposure using a photomask for forming a line and space pattern are performed in the exposure step, and the first exposure pattern and the second exposure pattern intersect each other. The resist pattern forming method according to claim 5 or 6.
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