JP5124326B2 - Positive resist composition and pattern forming method - Google Patents
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Description
本発明は、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さらにはその他のフォトアプリケーションのリソグラフィー工程に使用されるポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関するものである。特に波長が300nm以下の遠紫外線光を光源とする液浸式投影露光装置で露光するために好適なポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関するものである。 The present invention relates to a positive resist composition used in a semiconductor manufacturing process such as an IC, a circuit board such as a liquid crystal or a thermal head, and also in a lithography process for other photo applications, and a pattern forming method using the same. It is. In particular, the present invention relates to a positive resist composition suitable for exposure with an immersion projection exposure apparatus using far ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or less as a light source, and a pattern forming method using the same.
半導体素子の微細化に伴い露光光源の短波長化と投影レンズの高開口数(高NA)化が進み、現在では193nm波長を有するArFエキシマレーザーを光源とするNA0.84の露光機が開発されている。これらは一般によく知れている様に次式で表すことができる。
(解像力)=k1・(λ/NA)
(焦点深度)=±k2・λ/NA2
ここでλは露光光源の波長、NAは投影レンズの開口数、k1及びk2はプロセスに関係する係数である。
With the miniaturization of semiconductor elements, the exposure light source has become shorter in wavelength and the projection lens has a higher numerical aperture (high NA). ing. These can be expressed by the following equations as is generally well known.
(Resolving power) = k 1 · (λ / NA)
(Depth of focus) = ± k 2 · λ / NA 2
Where λ is the wavelength of the exposure light source, NA is the numerical aperture of the projection lens, and k 1 and k 2 are coefficients related to the process.
更なる波長の短波化による高解像力化のために157nmの波長を有するF2エキシマレーザーを光源とする露光機が検討されているが、短波長化のために露光装置に使用するレンズ素材とレジストに使用する素材が非常に限定されるため、装置や素材の製造コストや品質安定化が非常に困難であり、要求される期間内に十分な性能と安定性を有する露光装置及びレジストが間に合わない可能性が出てきている。 An exposure machine using a F2 excimer laser having a wavelength of 157 nm as a light source has been studied for higher resolution by further shortening the wavelength. Because the materials to be used are very limited, it is very difficult to stabilize the manufacturing cost and quality of the equipment and materials, and it is possible that the exposure apparatus and resist having sufficient performance and stability will not be in time within the required period. Sex has come out.
光学顕微鏡において解像力を高める技術として、従来から投影レンズと試料の間に高屈折率の液体(以下、「液浸液」ともいう)で満たす、所謂、液浸法が知られている。
この「液浸の効果」は、λ0を露光光の空気中での波長とし、nを空気に対する液浸液の屈折率、θを光線の収束半角としNA0=sinθとすると、液浸した場合、前述の解像力及び焦点深度は次式で表すことができる。
(解像力)=k1・(λ0/n)/NA0
(焦点深度)=±k2・(λ0/n)/NA0 2
すなわち、液浸の効果は波長が1/nの露光波長を使用するのと等価である。言い換えれば、同じNAの投影光学系の場合、液浸により、焦点深度をn倍にすることができる。
これは、あらゆるパターン形状に対して有効であり、更に、現在検討されている位相シフト法、変形照明法などの超解像技術と組み合わせることが可能である。
As a technique for increasing the resolving power in an optical microscope, a so-called immersion method in which a high refractive index liquid (hereinafter also referred to as “immersion liquid”) is filled between a projection lens and a sample is known.
As for the "effect of immersion", the lambda 0 is the wavelength of exposure light in air, the refractive index of the immersion liquid to air is n, the θ and convergence half of the light beam and when the NA 0 = sin [theta, and immersion In this case, the above-described resolving power and depth of focus can be expressed by the following equations.
(Resolving power) = k 1 · (λ 0 / n) / NA 0
(Depth of focus) = ± k 2 · (λ 0 / n) / NA 0 2
That is, the immersion effect is equivalent to using an exposure wavelength having a wavelength of 1 / n. In other words, in the case of a projection optical system with the same NA, the depth of focus can be increased n times by immersion.
This is effective for all pattern shapes, and can be combined with a super-resolution technique such as a phase shift method and a modified illumination method which are currently being studied.
この効果を半導体素子の微細画像パターンの転写に応用した装置例が、特許文献1(特開昭57−153433号公報)等にて紹介されている。
最近の液浸露光技術進捗が非特許文献1(SPIE Proc 4688,11(2002))、非特許文献2(J.Vac.Sci.Tecnol.B 17(1999))、非特許文献3(SPIE Proc 3999,2(2000))等で報告されている。ArFエキシマレーザーを光源とする場合は、取り扱い安全性と193nmにおける透過率と屈折率の観点で純水(193nmにおける屈折率1.44)が液浸液として最も有望であると考えられている。F2エキシマレーザーを光源とする場合は、157nmにおける透過率と屈折率のバランスからフッ素を含有する溶液が検討されているが、環境安全性の観点や屈折率の点で十分な物は未だ見出されていない。液浸の効果の度合いとレジストの完成度から液浸露光技術はArF露光機に最も早く搭載されると考えられている。
An example of an apparatus in which this effect is applied to transfer of a fine image pattern of a semiconductor element is introduced in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 57-153433) and the like.
Recent progress in immersion exposure technology is described in Non-Patent Document 1 (SPIE Proc 4688, 11 (2002)), Non-Patent Document 2 (J. Vac. Sci. Tecnol. B 17 (1999)), Non-Patent Document 3 (SPIE Proc 3999,2 (2000)). In the case of using an ArF excimer laser as a light source, pure water (refractive index of 1.44 at 193 nm) is considered to be most promising as an immersion liquid in terms of handling safety, transmittance at 193 nm, and refractive index. When an F2 excimer laser is used as a light source, a solution containing fluorine has been studied from the balance between transmittance and refractive index at 157 nm, but a sufficient product has not yet been found in terms of environmental safety and refractive index. It has not been. From the degree of immersion effect and the degree of completeness of the resist, the immersion exposure technique is considered to be installed in the ArF exposure machine earliest.
KrFエキシマレーザー(248nm)用レジスト以降、光吸収による感度低下を補うためにレジストの画像形成方法として化学増幅という画像形成方法が用いられている。ポジ型の化学増幅の画像形成方法を例に挙げ説明すると、露光で露光部の酸発生剤が分解し酸を生成させ、露光後のベーク(PEB:Post Exposure Bake)でその発生酸を反応触媒として利用してアルカリ不溶の基をアルカリ可溶基に変化させ、アルカリ現像により露光部を除去する画像形成方法である。化学増幅型レジスト組成物として、例えば、特許文献2(国際公開WO2005/003198号パンフレット)、特許文献3(特開2002−303978公報)には、2種類以上の特定構造を有する樹脂を混合したレジスト組成物が紹介されている。化学増幅機構を用いたArFエキシマレーザレジストは、現在主流になりつつあるが、微細なマスクサイズで露光するとパターンが倒れてしまうという問題があり、改善が望まれていた。 Since the resist for KrF excimer laser (248 nm), an image forming method called chemical amplification has been used as an image forming method for a resist in order to compensate for sensitivity reduction due to light absorption. Explaining by taking a positive chemical amplification image forming method as an example, the acid generator in the exposed area is decomposed by exposure to generate an acid upon exposure, and the generated acid is reacted as a reaction catalyst by post exposure baking (PEB). Is used to change an alkali-insoluble group to an alkali-soluble group, and an exposed portion is removed by alkali development. As a chemically amplified resist composition, for example, in Patent Document 2 (International Publication WO2005 / 003198 pamphlet) and Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-303978), a resist in which two or more kinds of resins having a specific structure are mixed is used. Compositions are introduced. ArF excimer laser resists using a chemical amplification mechanism are now becoming mainstream, but there is a problem that the pattern collapses when exposed with a fine mask size, and improvement has been desired.
化学増幅型レジストを液浸露光に適用すると、露光時にレジスト層が浸漬液と接触することになるため、レジスト層が変質することや、レジスト層から浸漬液に悪影響を及ぼす成分が滲出することが指摘されている。特許文献4(国際公開WO2004−068242号パンフレット)では、ArF露光用のレジストを露光前後に水に浸すことによりレジスト性能が変化する例が記載されており、液浸露光における問題と指摘している。
また、液浸露光プロセスにおいて、スキャン式の液浸露光機を用いて露光する場合には、レンズの移動に追随して液浸液も移動しないと露光スピードの低下を招き、生産性に影響を与えることが懸念される。液浸液が水である場合においては、レジスト膜は疎水的であり、水追随性が良好であることが望まれている。
When a chemically amplified resist is applied to immersion exposure, the resist layer comes into contact with the immersion liquid at the time of exposure, so that the resist layer may be altered or components that have an adverse effect on the immersion liquid may exude from the resist layer. It has been pointed out. Patent Document 4 (International Publication WO 2004-068242 Pamphlet) describes an example in which resist performance changes by immersing a resist for ArF exposure in water before and after exposure, and points to a problem in immersion exposure. .
In the immersion exposure process, when exposure is performed using a scanning immersion exposure machine, if the immersion liquid does not move following the movement of the lens, the exposure speed is reduced, which affects the productivity. Concerned about giving. In the case where the immersion liquid is water, it is desired that the resist film is hydrophobic and has good water followability.
またレジストとしての総合性能の観点から、使用される樹脂、光酸発生剤、添加剤、溶剤等の適切な組み合わせを見い出すことが極めて困難であるのが実情であり、更に線幅100nm以下のような微細なパターンを形成する際には、解像性能が優れていても、形成したラインパターンが倒れてしまい、デバイス製造時の欠陥となってしまうパターン倒れの問題や、ラインパターンのばらつきであるラインエッジラフネスの性能の改良が求められていた。
ここで、ラインエッジラフネスとは、レジストの特性に起因して、レジストのラインパターンと基板界面のエッジが、ライン方向と垂直な方向に不規則に変動した形状を呈することをいう。このパターンを真上から観察するとエッジが凸凹(±数nm〜数十nm程度)に見える。この凸凹は、エッチング工程により基板に転写されるため、凸凹が大きいと電気特性不良を引き起こし、歩留まりを低下させることになる。
In addition, from the viewpoint of overall performance as a resist, it is extremely difficult to find an appropriate combination of resins, photoacid generators, additives, solvents, etc. used, and the line width is 100 nm or less. When forming a very fine pattern, even if the resolution performance is excellent, the formed line pattern collapses, resulting in a pattern collapse problem that causes defects during device manufacturing, and variations in the line pattern. There was a need for improved line edge roughness performance.
Here, the line edge roughness means that the resist line pattern and the edge of the substrate interface exhibit irregular shapes in a direction perpendicular to the line direction due to the characteristics of the resist. When this pattern is observed from directly above, the edges appear to be uneven (± several nm to several tens of nm). Since the unevenness is transferred to the substrate by an etching process, if the unevenness is large, an electrical characteristic defect is caused and the yield is lowered.
本発明の目的は、上記の様な従来技術の問題点を鑑み、通常露光及び液浸露光によるラインエッジラフネスが改善され、液浸露光時に於ける水追随性に優れたポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することである。 In view of the above-mentioned problems of the prior art, the object of the present invention is to improve the line edge roughness due to normal exposure and immersion exposure, and to provide a positive resist composition excellent in water followability in immersion exposure and It is to provide a pattern forming method using the same.
〔1〕
(A)下記一般式(I)で表される酸分解性繰り返し単位を有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂、(B)活性光線又は放射線の照射により、酸を発生する化合物、(C)フッ素および珪素を含有せず、下記一般式(C−I)〜(C−III)から選ばれる繰り返し単位の少なくとも1つを有する樹脂、および(D)溶剤、を含有し、(C)成分の樹脂の含有量が、上記ポジ型レジスト組成物の固形分を基準にして0.1〜20質量%であることを特徴とするポジ型感光性組成物。
一般式(I)中、
Xa 1 は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ry 1 〜Ry 3 は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。Ry 1 〜Ry 3 の内の少なくとも2つが結合して環構造を形成してもよい。
Zは、2価の連結基を表す。
R 1 は、各々独立に水素原子またはメチル基を表す。
R 2 は、各々独立に1つ以上の−CH 3 部分構造を有する炭化水素基を表す。
P 1 は、単結合、またはアルキレン、エーテル、またはそれらを2つ以上有する連結基を表す。
P 2 は、−O−、−NR−(Rは水素原子またはアルキル)、−NHSO 2 −から選ばれる連結基を表す。
nは1〜4の整数を表す。
〔2〕
一般式(I)におけるZが、2価の鎖状炭化水素基又は2価の環状炭化水素基であることを特徴とする請求項1に記載のポジ型レジスト組成物。
〔3〕
一般式(I)におけるZが、2価の鎖状炭化水素基であることを特徴とする〔1〕又は〔2〕に記載のポジ型レジスト組成物。
〔4〕
(A)成分の樹脂が、更に、ラクトン基、水酸基、シアノ基及び酸基から選ばれる少なくとも1種類を有する繰り返し単位を有することを特徴とする〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
〔5〕
(B)成分として、下記一般式(BII)で表される酸を発生する化合物を含有することを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
一般式(BII)中、
Rb 1 は、電子吸引性基を有する基を表す。
Rb 2 は、電子吸引性基を有さない有機基を表す。
m、nは各々0〜5の整数を表す。但しm+n≦5である。
mが2以上の場合、複数存在するRb 1 は同一でも異なっていてもよい。
nが2以上の場合、複数存在するRb 2 は同一でも異なっていてもよい。
〔6〕
一般式(BII)において、mが1〜5であって、Rb 1 の電子吸引性基がフッ素原子、フロロアルキル基、ニトロ基、エステル基、シアノ基から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする〔5〕に記載のポジ型レジスト組成物。
〔7〕
(C)成分の樹脂が、さらに、下記一般式(C)で表される繰り返し単位を含有することを特徴とする、〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
一般式(C)に於いて、
X 1 、X 2 及びX 3 は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はハロゲン原子を表す。
Lは、単結合又は2価の連結基を表す。
Rp 1 は、酸分解性基を表す。
〔8〕
一般式(C)で表される繰り返し単位が、下記一般式(C1)で表される繰り返し単位であることを特徴とする、〔7〕に記載のポジ型レジスト組成物。
一般式(C1)に於いて、
X 1 、X 2 及びX 3 は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はハロゲン原子を表す。
R 12 、R 13 及びR 14 は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はアリール基を表す。但し、R 12 、R 13 及びR 14 の内の少なくとも1つは、アルキル基を表す。R 12 、R 13 及びR 14 の内の2つが、結合して環を形成してもよい。
〔9〕
一般式(C−I)〜(C−III)において、R 2 が、−CH 3 部分構造を2つ以上有することを特徴とする〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
〔10〕
(C)成分が、(x)アルカリ可溶性基、(y)アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基、及び(z)酸の作用により分解する基から選ばれる基を少なくとも一つ有することを特徴とする〔1〕〜〔9〕のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
〔11〕
一般式(C−I)〜(C−III)から選ばれる繰り返し単位の少なくとも1つの総含有量が、(C)成分の樹脂中の全繰り返し単位に対し、80〜100mol%であることを特徴とする〔1〕〜〔10〕のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
〔12〕
(C)成分の樹脂の含有量が、ポジ型レジスト組成物の固形分を基準にして0.1〜10質量%であることを特徴とする〔1〕〜〔11〕のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
〔13〕
波長が200nm以下の露光に用いることを特徴とする〔1〕〜〔12〕のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
〔14〕
〔1〕〜〔13〕のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物により形成されるレジスト膜。
〔15〕
〔14〕に記載のレジスト膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。
〔16〕
液浸液を介してレジスト膜に露光することを特徴とする〔15〕に記載のパターン形成方法。
本発明は上記の〔1〕〜〔16〕に関するものであるが、その他の事項についても記載した。
<1>(A)下記一般式(I)で表される酸分解性繰り返し単位を有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂、(B)活性光線又は放射線の照射により、酸を発生する化合物、(C)フッ素および珪素を含有せず、下記一般式(C−I)〜(C−III)から選ばれる繰り返し単位を少なくとも1つ有する樹脂、および(D)溶剤、を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物。
一般式(I)中、
Xa1は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ry1〜Ry3は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。Ry1〜Ry3の内の少なくとも2つが結合して環構造を形成してもよい。
Zは、2価の連結基を表す。
式(C−I)〜(C−III)中、
R1は、各々独立に水素原子またはメチル基を表す。
R2は、各々独立に2つ以上の−CH3部分構造を有する炭化水素基を表す。
P1は、単結合、またはアルキレン、エーテル、またはそれらを2つ以上有する連結基を表す。
P2は、−O−、−NR−(Rは水素原子またはアルキル)、−NHSO2−から選ばれる連結基を表す。
nは1〜4の整数を表す。
[1]
(A) a resin having an acid-decomposable repeating unit represented by the following general formula (I), which increases the dissolution rate in an alkali developer by the action of an acid; (B) an acid by irradiation with actinic rays or radiation; A generated compound, (C) a resin that does not contain fluorine and silicon and has at least one repeating unit selected from the following general formulas (CI) to (C-III), and (D) a solvent A positive photosensitive composition, wherein the content of the resin of component (C) is 0.1 to 20% by mass based on the solid content of the positive resist composition.
In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
Ry 1 to Ry 3 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group. At least two members out of Ry 1 to Ry 3 may be bonded to form a ring structure.
Z represents a divalent linking group.
R 1 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
R 2 each independently represents a hydrocarbon group having one or more —CH 3 partial structures.
P 1 represents a single bond or alkylene, ether, or a linking group having two or more thereof.
P 2 represents a linking group selected from —O—, —NR— (R is a hydrogen atom or alkyl), and —NHSO 2 —.
n represents an integer of 1 to 4.
[2]
The positive resist composition according to claim 1, wherein Z in the general formula (I) is a divalent chain hydrocarbon group or a divalent cyclic hydrocarbon group.
[3]
The positive resist composition as described in [1] or [2], wherein Z in the general formula (I) is a divalent chain hydrocarbon group.
[4]
The resin as component (A) further has a repeating unit having at least one kind selected from a lactone group, a hydroxyl group, a cyano group, and an acid group, according to any one of [1] to [3] Positive resist composition.
[5]
(B) The positive resist composition as described in any one of [1] to [4], which contains a compound capable of generating an acid represented by the following general formula (BII) as a component.
In general formula (BII),
Rb 1 represents a group having an electron-withdrawing group.
Rb 2 represents an organic group having no electron withdrawing group.
m and n each represents an integer of 0 to 5. However, m + n ≦ 5.
When m is 2 or more, a plurality of Rb 1 may be the same or different.
When n is 2 or more, a plurality of Rb 2 may be the same or different.
[6]
In general formula (BII), m is 1 to 5, and the electron-withdrawing group of Rb 1 is at least one selected from a fluorine atom, a fluoroalkyl group, a nitro group, an ester group, and a cyano group. The positive resist composition as described in [5].
[7]
The positive resist composition as described in any one of [1] to [6], wherein the resin as the component (C) further contains a repeating unit represented by the following general formula (C).
In general formula (C),
X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom.
L represents a single bond or a divalent linking group.
Rp 1 represents an acid-decomposable group.
[8]
The positive resist composition as described in [7], wherein the repeating unit represented by the general formula (C) is a repeating unit represented by the following general formula (C1).
In general formula (C1),
X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom.
R 12 , R 13 and R 14 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group. However, at least one of R 12 , R 13 and R 14 represents an alkyl group. Two of R 12 , R 13 and R 14 may combine to form a ring.
[9]
The positive resist according to any one of [1] to [8], wherein in general formulas (CI) to (C-III), R 2 has two or more —CH 3 partial structures. Composition.
[10]
Component (C) is selected from (x) an alkali-soluble group, (y) a group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer, and (z) a group that decomposes by the action of an acid. The positive resist composition as described in any one of [1] to [9], wherein the positive resist composition has at least one group.
[11]
The total content of at least one repeating unit selected from the general formulas (CI) to (C-III) is 80 to 100 mol% with respect to all repeating units in the resin of the component (C). The positive resist composition according to any one of [1] to [10].
[12]
The content of the resin as the component (C) is 0.1 to 10% by mass based on the solid content of the positive resist composition, according to any one of [1] to [11] Positive resist composition.
[13]
The positive resist composition as described in any one of [1] to [12], which is used for exposure having a wavelength of 200 nm or less.
[14]
[1] A resist film formed from the positive resist composition according to any one of [13].
[15]
[14] A pattern forming method comprising a step of exposing and developing the resist film according to [14].
[16]
The pattern forming method according to [15], wherein the resist film is exposed through an immersion liquid.
The present invention relates to the above [1] to [16], but other matters are also described.
<1> (A) a resin having an acid-decomposable repeating unit represented by the following general formula (I), which increases the dissolution rate in an alkali developer by the action of an acid, (B) by irradiation with actinic rays or radiation A compound that generates an acid, (C) a resin that does not contain fluorine and silicon and has at least one repeating unit selected from the following general formulas (CI) to (C-III), and (D) a solvent, A positive photosensitive composition comprising:
In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
Ry 1 to Ry 3 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group. At least two members out of Ry 1 to Ry 3 may be bonded to form a ring structure.
Z represents a divalent linking group.
In formulas (CI) to (C-III),
R 1 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
R 2 independently represents a hydrocarbon group having two or more —CH 3 partial structures.
P 1 represents a single bond or alkylene, ether, or a linking group having two or more thereof.
P 2 represents a linking group selected from —O—, —NR— (R is a hydrogen atom or alkyl), and —NHSO 2 —.
n represents an integer of 1 to 4 .
<2>
一般式(I)におけるZが、2価の鎖状炭化水素基又は2価の環状炭化水素基であることを特徴とする上記<1>に記載のポジ型レジスト組成物。
<2>
The positive resist composition as described in <1> above, wherein Z in the general formula (I) is a divalent chain hydrocarbon group or a divalent cyclic hydrocarbon group.
<3>
(A)成分の樹脂が、更に、ラクトン基、水酸基、シアノ基及び酸基から選ばれる少なくとも1種類を有する繰り返し単位を有することを特徴とする上記<1>または<2>に記載のポジ型レジスト組成物。
<3>
The positive resin as described in <1> or <2> above, wherein the resin as the component (A) further has a repeating unit having at least one kind selected from a lactone group, a hydroxyl group, a cyano group, and an acid group. Resist composition.
<4>(B)成分として、下記一般式(BII)で表される酸を発生する化合物を含有することを特徴とする上記<1>〜<3>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
Rb1は、電子吸引性基を有する基を表す。
Rb2は、電子吸引性基を有さない有機基を表す。
m、nは各々0〜5の整数を表す。但しm+n≦5である。
mが2以上の場合、複数存在するRb1は同一でも異なっていてもよい。
nが2以上の場合、複数存在するRb2は同一でも異なっていてもよい。
<4> The positive resist composition as described in any one of <1> to <3> above, which contains a compound capable of generating an acid represented by the following general formula (BII) as the component (B) object.
Rb 1 represents a group having an electron-withdrawing group.
Rb 2 represents an organic group having no electron-withdrawing group.
m and n each represents an integer of 0 to 5. However, m + n ≦ 5.
When m is 2 or more, a plurality of Rb 1 may be the same or different.
When n is 2 or more, a plurality of Rb 2 may be the same or different.
<5>
一般式(BII)において、mが1〜5であって、Rb1の電子吸引性基がフッ素原子、フロロアルキル基、ニトロ基、エステル基、シアノ基から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする上記<4>に記載のポジ型レジスト組成物。
<5>
In the general formula (BII), m is 1 to 5, and the electron withdrawing group of Rb 1 is at least one selected from a fluorine atom, a fluoroalkyl group, a nitro group, an ester group, and a cyano group. The positive resist composition as described in <4> above.
<6>(C)成分の樹脂が、さらに、下記一般式(C)で表される繰り返し単位を含有することを特徴とする、上記<1>〜<5>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
X1、X2及びX3は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はハロゲン原子を表す。
Lは、単結合又は2価の連結基を表す。
Rp1は、酸分解性基を表す。
<6> The positive type resin according to any one of <1> to <5> above, wherein the resin as the component (C) further contains a repeating unit represented by the following general formula (C): Resist composition.
X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom.
L represents a single bond or a divalent linking group.
Rp 1 represents an acid-decomposable group.
<7>
一般式(C)で表される繰り返し単位が、下記一般式(C1)で表される繰り返し単位であることを特徴とする、上記<6>に記載のポジ型レジスト組成物。
X1、X2及びX3は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はハロゲン原子を表す。
R12、R13及びR14は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はアリール基を表す。但し、R12、R13及びR14の内の少なくとも1つは、アルキル基を表す。R12、R13及びR14の内の2つが、結合して環を形成してもよい。
<7>
The positive resist composition as described in <6> above, wherein the repeating unit represented by the general formula (C) is a repeating unit represented by the following general formula (C1).
X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom.
R 12 , R 13 and R 14 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group. However, at least one of R 12 , R 13 and R 14 represents an alkyl group. Two of R 12 , R 13 and R 14 may combine to form a ring.
<8>
波長が200nm以下の露光に用いることを特徴とする上記<1>〜<7>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<8>
The positive resist composition as described in any one of <1> to <7> above, which is used for exposure having a wavelength of 200 nm or less.
<9>
一般式(BII)において、Rb2の電子吸引性基を有さない有機基が、脂環基を有する基であることを特徴とする上記<4>または<5>に記載のポジ型レジスト組成物。
<9>
The positive resist composition as described in <4> or <5> above, wherein in the general formula (BII), the organic group having no electron withdrawing group of Rb 2 is a group having an alicyclic group object.
<10>
更に、塩基性化合物(E)を含有することを特徴とする上記<1>〜<9>のいずれかのいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<10>
Furthermore, basic compound (E) is contained, The positive resist composition in any one of said <1>-<9> characterized by the above-mentioned.
<11>
塩基性化合物(E)として、2,6−ジイソプロピルアニリン、テトラブチルアンモニウムヒドロキシドの少なくとも一つを含む上記<10>に記載のポジ型レジスト組成物。
<11>
The positive resist composition as described in <10> above, which contains at least one of 2,6-diisopropylaniline and tetrabutylammonium hydroxide as the basic compound (E).
<12>
溶剤(D)として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、2−ヘプタノン、γブチロラクトンのうち少なくとも一つを含む上記<1>〜<11>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<12>
The positive resist composition according to any one of <1> to <11> above, which contains at least one of propylene glycol monomethyl ether acetate, 2-heptanone, and γ-butyrolactone as the solvent (D).
<13>
更に、界面活性剤(F)を含有することを特徴とする上記<1>〜<12>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<13>
Furthermore, surfactant (F) is contained, The positive resist composition in any one of said <1>-<12> characterized by the above-mentioned.
<14>
上記<1>〜<13>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物によりレジスト膜を形成し、露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。
<14>
A pattern forming method comprising: forming a resist film from the positive resist composition as described in any one of <1> to <13> above, and exposing and developing the resist film.
<15>
液浸液を介してレジスト膜に露光することを特徴とする上記<14>に記載のパターン形成方法。
<15>
The pattern forming method as described in <14> above, wherein the resist film is exposed through an immersion liquid.
本発明により、通常露光及び液浸露光によるラインエッジラフネスが改善され、液浸露光時に於ける水追随性に優れたポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法が提供される。 The present invention provides a positive resist composition having improved line edge roughness due to normal exposure and immersion exposure, and excellent in water followability during immersion exposure, and a pattern forming method using the same.
以下、本発明について詳細に説明する。
尚、本明細書に於ける基(原子団)の表記に於いて、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In addition, in the description of the group (atomic group) in this specification, the description which does not describe substitution and non-substitution includes what does not have a substituent and what has a substituent. . For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
(A)酸の作用により、アルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂
本発明のポジ型感光性組成物に用いられる、酸の作用により、アルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂は、下記一般式(I)で表される酸分解性繰り返し単位を有する樹脂(「(A)成分の樹脂」ともいう)である。
(A) Resin whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of an acid The resin whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of an acid used in the positive photosensitive composition of the present invention is as follows. A resin having an acid-decomposable repeating unit represented by formula (I) (also referred to as “resin of component (A)”).
一般式(I)中、
Xa1は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ry1〜Ry3は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。Ry1〜Ry3の内の少なくとも2つが結合して単環又は多環の環状炭化水素構造を形成してもよい。
Zは、2価の連結基を表す。
In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
Ry 1 to Ry 3 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group. At least two members out of Ry 1 to Ry 3 may be bonded to form a monocyclic or polycyclic hydrocarbon structure.
Z represents a divalent linking group.
一般式(I)において、Xa1のアルキル基は、水酸基、ハロゲン原子等で置換されていてもよい。
Xa1は、好ましくは、水素原子、メチル基である。
Ry1〜Ry3のアルキル基は、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基のいずれでもよく、置換基を有していてもよい。有していてもよい置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、水酸基、シアノ基などが挙げられる。好ましい直鎖、分岐アルキル基としては、炭素数1〜8、より好ましくは1〜4であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基である。
Ry1〜Ry3のシクロアルキル基としては、例えば、炭素数3〜8の単環のシクロアルキル基、炭素数7〜14の多環のシクロアルキル基が挙げられ、置換基を有していてもよい。好ましい単環のシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロプロピル基が挙げられる。好ましい多環のシクロアルキル基としては、アダマンチル基、ノルボルナン基、テトラシクロドデカニル基、トリシクロデカニル基、ジアマンチル基が挙げられる。
In general formula (I), the alkyl group of Xa 1 may be substituted with a hydroxyl group, a halogen atom, or the like.
Xa 1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
The alkyl group of Ry 1 to Ry 3 may be either a linear alkyl group or a branched alkyl group, and may have a substituent. Examples of the substituent that may be included include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a hydroxyl group, and a cyano group. Preferred linear and branched alkyl groups have 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, and t-butyl groups. And preferably a methyl group or an ethyl group.
The cycloalkyl group of Ry 1 to Ry 3, for example, a monocyclic cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms may be a cycloalkyl group polycyclic 7-14 carbon atoms, optionally substituted Also good. Preferred examples of the monocyclic cycloalkyl group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclopropyl group. Preferred examples of the polycyclic cycloalkyl group include an adamantyl group, a norbornane group, a tetracyclododecanyl group, a tricyclodecanyl group, and a diamantyl group.
Ry1〜Ry3の内の少なくとも2つが結合して形成する単環の環状炭化水素構造としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が好ましい。Ry1〜Ry3の内の少なくとも2つが結合して形成する多環の環状炭化水素構造としては、アダマンチル基、ノルボルニル基、テトラシクロドデカニル基が好ましい。
Zは、2価の鎖状炭化水素基又は2価の環状炭化水素基であることが好ましい。また、置換基を有していてもよく、有していてもよい置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、水酸基、シアノ基などが挙げられる。Zは、炭素数1〜20の2価の連結基であることが好ましく、より好ましくは炭素数1〜4の鎖状アルキレン基、炭素数5〜20の環状アルキレン基またはこれらが組み合わされたものである。炭素数1〜4の鎖状アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基が挙げられ、直鎖状でも分岐状でもよい。好ましくはメチレン基である。炭素数5〜20の環状アルキレン基としては、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基などの単環の環状アルキレン基、ノルボルニレン基、アダマンチレン基などの多環の環状アルキレン基が挙げられる。好ましくはアダマンチレン基である。
As the monocyclic hydrocarbon structure formed by combining at least two members out of Ry 1 to Ry 3 , a cyclopentyl group and a cyclohexyl group are preferable. As the polycyclic hydrocarbon structure formed by bonding at least two of Ry 1 to Ry 3 , an adamantyl group, a norbornyl group, and a tetracyclododecanyl group are preferable.
Z is preferably a divalent chain hydrocarbon group or a divalent cyclic hydrocarbon group. Moreover, it may have a substituent, and examples of the substituent that may have a fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, hydroxyl group, and cyano group. Z is preferably a divalent linking group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a chain alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, a cyclic alkylene group having 5 to 20 carbon atoms, or a combination thereof. It is. Examples of the chain alkylene group having 1 to 4 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and a butylene group, which may be linear or branched. A methylene group is preferred. Examples of the cyclic alkylene group having 5 to 20 carbon atoms include monocyclic cyclic alkylene groups such as cyclopentylene group and cyclohexylene group, and polycyclic cyclic alkylene groups such as norbornylene group and adamantylene group. An adamantylene group is preferred.
一般式(I)で表される繰り返し単位を形成するための重合性化合物は、既知の方法で容易に合成できる。例えば、特開2005−331918号公報に記載の方法と同様の手法を用い、下記式に示すように、アルコールとカルボン酸ハロゲニド化合物を塩基性条件下反応させた後、これとカルボン酸化合物を塩基性条件下反応させることにより合成できる。 The polymerizable compound for forming the repeating unit represented by the general formula (I) can be easily synthesized by a known method. For example, using a method similar to the method described in JP-A-2005-331918, as shown in the following formula, an alcohol and a carboxylic acid halide compound are reacted under basic conditions, and then this and a carboxylic acid compound are converted into a base. It can be synthesized by reacting under sexual conditions.
一般式(I)で表される繰り返し単位の好ましい具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。 Preferred specific examples of the repeating unit represented by formula (I) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
一般式(I)で表される繰り返し単位は、酸の作用により分解してカルボキシル基を生じ、アルカリ現像液に対する溶解速度が増大する。 The repeating unit represented by the general formula (I) is decomposed by the action of an acid to generate a carboxyl group, and the dissolution rate in an alkaline developer increases.
(A)成分の樹脂は、一般式(I)で表される酸分解性繰り返し単位以外に、更に、他の酸分解性繰り返し単位を有していてもよい。
一般式(I)で表される酸分解性繰り返し単位以外の、他の酸分解性繰り返し単位としては下記一般式(II)で表される繰り返し単位であることが好ましい。
In addition to the acid-decomposable repeating unit represented by formula (I), the resin of component (A) may further have another acid-decomposable repeating unit.
Other acid-decomposable repeating units other than the acid-decomposable repeating unit represented by the general formula (I) are preferably repeating units represented by the following general formula (II).
一般式(II)中、
Xa1は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表し、一般式(I)に於けるXa1と同様のものである。
Rx1〜Rx3は、それぞれ独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。Rx1〜Rx3の少なくとも2つが結合して、シクロアルキル基を形成してもよい。
In general formula (II),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom, and is the same as Xa 1 in the general formula (I).
Rx 1 to Rx 3 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group. At least two of Rx 1 to Rx 3 may be bonded to form a cycloalkyl group.
Rx1〜Rx3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基などの炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状が好ましい。
Rx1〜Rx3のシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの単環のシクロアルキル基、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。
Rx1〜Rx3の少なくとも2つが結合して形成される、シクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの単環のシクロアルキル基、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。
Rx1〜Rx3のこれらの基は、さらに置換基を有していてもよく、有していてもよい置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、水酸基、シアノ基などが挙げられる。
Rx1がメチル基またはエチル基であり、Rx2とRx3が結合して上述の単環または多環のシクロアルキル基を結合している様態が好ましい。
The alkyl group of Rx 1 to Rx 3 is linear or branched having 1 to 4 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group and t-butyl group. The shape is preferred.
Examples of the cycloalkyl group represented by Rx 1 to Rx 3 include monocyclic cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group, polycyclic cycloalkyl groups such as norbornyl group, tetracyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, and adamantyl group. Groups are preferred.
The cycloalkyl group formed by bonding at least two of Rx 1 to Rx 3 includes a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, and a tetracyclododecanyl group. And a polycyclic cycloalkyl group such as an adamantyl group is preferred.
These groups of Rx 1 to Rx 3 may further have a substituent, and examples of the substituent that may be included include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a hydroxyl group, and a cyano group. Can be mentioned.
It is preferable that Rx 1 is a methyl group or an ethyl group, and Rx 2 and Rx 3 are bonded to each other to bond the above monocyclic or polycyclic cycloalkyl group.
好ましい酸分解性基を有する繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。 Although the specific example of the repeating unit which has a preferable acid-decomposable group is shown below, this invention is not limited to this.
好ましい一般式(II)で表される繰り返し単位は、上記具体例中、1,2,10,11,12,13,14の繰り返し単位である。 Preferred repeating units represented by the general formula (II) are 1, 2, 10, 11, 12, 13, and 14 repeating units in the above specific examples.
一般式(I)で表される、酸分解性基を有する繰り返し単位と、他の酸分解性基を有する繰り返し単位(好ましくは一般式(II)で表される繰り返し単位)を併用する場合、一般式(I)で表される、酸分解性基を有する繰り返し単位と、他の酸分解性基を有する繰り返し単位との比率は、モル比で90:10〜10:90、より好ましくは80:20〜20:80である。 When the repeating unit having an acid-decomposable group represented by the general formula (I) and a repeating unit having another acid-decomposable group (preferably a repeating unit represented by the general formula (II)) are used in combination, The ratio of the repeating unit having an acid-decomposable group represented by the general formula (I) and the repeating unit having another acid-decomposable group is 90:10 to 10:90, more preferably 80 in terms of molar ratio. : 20 to 20:80.
(A)成分の樹脂中の全酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、20〜50mol%が好ましく、より好ましくは25〜45mol%である。 (A) As for content of the repeating unit which has all the acid-decomposable groups in resin of a component, 20-50 mol% is preferable with respect to all the repeating units in a polymer, More preferably, it is 25-45 mol%.
(A)成分の樹脂は、更に、ラクトン基、水酸基、シアノ基及びアルカリ可溶性基から選ばれる少なくとも1種類の基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。 The resin of component (A) preferably further has a repeating unit having at least one group selected from a lactone group, a hydroxyl group, a cyano group, and an alkali-soluble group.
(A)成分の樹脂は、ラクトン構造を有する繰り返し単位を有することが好ましい。
ラクトン構造としては、ラクトン構造を有していればいずれでも用いることができるが、好ましくは5〜7員環ラクトン構造であり、5〜7員環ラクトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。下記一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかで表されるラクトン構造を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。また、ラクトン構造が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)、(LC1−14)であり、特定のラクトン構造を用いることでラインエッジラフネス、現像欠陥が良好になる。
The resin of component (A) preferably has a repeating unit having a lactone structure.
Any lactone structure can be used as long as it has a lactone structure, but a 5- to 7-membered lactone structure is preferable, and a bicyclo structure or a spiro structure is formed in the 5- to 7-membered ring lactone structure. The other ring structure is preferably condensed. It is more preferable to have a repeating unit having a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-16). The lactone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred lactone structures are (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), (LC1-14), and a specific lactone structure is used. This improves line edge roughness and development defects.
ラクトン構造部分は置換基(Rb2)を有していても有していなくてもよい。好ましい置換基(Rb2)としては、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数4〜7のシクロアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、酸分解性基などが挙げられる。より好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、シアノ基、酸分解性基である。n2は、0〜4の整数を表す。n2が2以上の時、複数存在するRb2は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在するRb2同士が結合して環を形成してもよい。 The lactone structure moiety may or may not have a substituent (Rb 2 ). Preferred substituents (Rb 2 ) include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a carboxyl group. , Halogen atom, hydroxyl group, cyano group, acid-decomposable group and the like. More preferably, they are a C1-C4 alkyl group, a cyano group, and an acid-decomposable group. n2 represents an integer of 0 to 4. When n2 is 2 or more, a plurality of Rb 2 may be the same or different, and a plurality of Rb 2 may be bonded to form a ring.
一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかで表されるラクトン構造を有する繰り返し単位としては、下記一般式(AI)で表される繰り返し単位を挙げることができる。 Examples of the repeating unit having a lactone structure represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16) include a repeating unit represented by the following general formula (AI).
一般式(AI)中、
Rb0は、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Rb0のアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。
Rb0のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。Rb0は、水素原子又はメチル基が好ましい。
Abは、単結合、アルキレン基、単環または多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、又はこれらを組み合わせた2価の連結基を表す。好ましくは、単結合、−Ab1−CO2−で表される2価の連結基である。Ab1は、直鎖、分岐アルキレン基、単環または多環のシクロアルキレン基であり、好ましくはメチレン基、エチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基、ノルボルニレン基である。
Vは、一般式(LC1−1)〜(LC1−16)の内のいずれかで示される構造を有する基を表す。
In general formula (AI),
Rb 0 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Preferred substituents that the alkyl group represented by Rb 0 may have include a hydroxyl group and a halogen atom.
Examples of the halogen atom for Rb 0 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Rb 0 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
Ab represents a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, an ether group, an ester group, a carbonyl group, or a divalent linking group obtained by combining these. Preferably a single bond, -Ab 1 -CO 2 - is a divalent linking group represented by. Ab 1 is a linear, branched alkylene group, monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexylene group, an adamantylene group or a norbornylene group.
V represents a group having a structure represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16).
ラクトン構造を有する繰り返し単位は、通常光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、1種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体混合して用いてもよい。1種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度(ee)が90以上のものが好ましく、より好ましくは95以上である。 The repeating unit having a lactone structure usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used. One optical isomer may be used alone, or a plurality of optical isomers may be mixed and used. When one kind of optical isomer is mainly used, the optical purity (ee) thereof is preferably 90 or more, more preferably 95 or more.
ラクトン構造を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、15〜60mol%が好ましく、より好ましくは20〜50mol%、更に好ましくは30〜50mol%である。 The content of the repeating unit having a lactone structure is preferably from 15 to 60 mol%, more preferably from 20 to 50 mol%, still more preferably from 30 to 50 mol%, based on all repeating units in the polymer.
ラクトン構造を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。 Specific examples of the repeating unit having a lactone structure are given below, but the present invention is not limited thereto.
特に好ましいラクトン構造を有する繰り返し単位としては、下記の繰り返し単位が挙げられる。最適なラクトン構造を選択することにより、パターンプロファイル、粗密依存性が良好となる。 Particularly preferred repeating units having a lactone structure include the following repeating units. By selecting the optimum lactone structure, the pattern profile and the density dependence become good.
(A)成分の樹脂は、水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。これにより基板密着性、現像液親和性が向上する。水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位は、水酸基又はシアノ基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位であることが好ましい。水酸基又はシアノ基で置換された脂環炭化水素構造に於ける、脂環炭化水素構造としては、アダマンチル基、ジアマンチル基、ノルボルナン基が好ましい。
好ましい水酸基又はシアノ基で置換された脂環炭化水素構造としては、下記一般式(VIIa)〜(VIId)で表される部分構造が好ましい。
The resin of component (A) preferably has a repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group. This improves the substrate adhesion and developer compatibility. The repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group is preferably a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group. The alicyclic hydrocarbon structure in the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group is preferably an adamantyl group, a diamantyl group, or a norbornane group.
As the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a preferred hydroxyl group or cyano group, partial structures represented by the following general formulas (VIIa) to (VIId) are preferred.
一般式(VIIa)〜(VIIc)中、
R2c〜R4cは、各々独立に、水素原子、水酸基又はシアノ基を表す。ただし、R2c〜R4cの内の少なくとも1つは、水酸基又はシアノ基を表す。好ましくは、R2c〜R4cの内の1つ又は2つが、水酸基で、残りが水素原子である。一般式(VIIa)中、更に好ましくは、R2c〜R4cの内の2つが、水酸基で、残りが水素原子である。
In general formulas (VIIa) to (VIIc),
R 2 c to R 4 c each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or a cyano group. However, at least one of R 2 c to R 4 c represents a hydroxyl group or a cyano group. Preferably, one or two of R 2 c to R 4 c are a hydroxyl group and the remaining is a hydrogen atom. In general formula (VIIa), it is more preferable that two members out of R 2 c to R 4 c are hydroxyl groups and the remaining are hydrogen atoms.
一般式(VIIa)〜(VIId)で表される部分構造を有する繰り返し単位としては、下記一般式(AIIa)〜(AIId)で表される繰り返し単位を挙げることができる。 Examples of the repeating unit having a partial structure represented by the general formulas (VIIa) to (VIId) include the repeating units represented by the following general formulas (AIIa) to (AIId).
一般式(AIIa)〜(AIId)中、
R1cは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。
R2c〜R4cは、一般式(VIIa)〜(VIIc)に於ける、R2c〜R4cと同義である。
In general formulas (AIIa) to (AIId),
R 1 c represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
R 2 c to R 4 c are in the general formula (VIIa) ~ (VIIc), same meanings as R 2 c~R 4 c.
水酸基又はシアノ基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、5〜40mol%が好ましく、より好ましくは5〜30mol%、更に好ましくは10〜25mol%である。 The content of the repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group is preferably 5 to 40 mol%, more preferably 5 to 30 mol%, still more preferably 10 with respect to all repeating units in the polymer. ˜25 mol%.
水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。 Specific examples of the repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group are given below, but the present invention is not limited thereto.
(A)成分の樹脂は、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。アルカリ可溶性基としてはカルボキシル基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、ビスルスルホニルイミド基、α位が電子吸引性基で置換された脂肪族アルコール(例えばヘキサフロロイソプロパノール基)が挙げられ、カルボキシル基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を含有することによりコンタクトホール用途での解像性が増す。アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に直接アルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、あるいは連結基を介して樹脂の主鎖にアルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、さらにはアルカリ可溶性基を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入、のいずれも好ましく、連結基は単環または多環の環状炭化水素構造を有していてもよい。特に好ましくはアクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位である。 The resin of component (A) preferably has a repeating unit having an alkali-soluble group. Examples of the alkali-soluble group include a carboxyl group, a sulfonamide group, a sulfonylimide group, a bisulsulfonylimide group, and an aliphatic alcohol (for example, hexafluoroisopropanol group) substituted with an electron-attracting group at the α-position. It is more preferable to have a repeating unit. By containing the repeating unit having an alkali-soluble group, the resolution in contact hole applications is increased. The repeating unit having an alkali-soluble group includes a repeating unit in which an alkali-soluble group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid, or an alkali in the main chain of the resin through a linking group. Either a repeating unit to which a soluble group is bonded, or a polymerization initiator or chain transfer agent having an alkali-soluble group is used at the time of polymerization and introduced at the end of the polymer chain, and the linking group is monocyclic or polycyclic. It may have a cyclic hydrocarbon structure. Particularly preferred are repeating units of acrylic acid or methacrylic acid.
アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、1〜20mol%が好ましく、より好ましくは3〜15mol%、更に好ましくは5〜10mol%である。 As for content of the repeating unit which has an alkali-soluble group, 1-20 mol% is preferable with respect to all the repeating units in a polymer, More preferably, it is 3-15 mol%, More preferably, it is 5-10 mol%.
アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。 Specific examples of the repeating unit having an alkali-soluble group are shown below, but the present invention is not limited thereto.
ラクトン基、水酸基、シアノ基及びアルカリ可溶性基から選ばれる少なくとも1種類の基を有する繰り返し単位として、更に好ましくは、ラクトン基、水酸基、シアノ基、アルカリ可溶性基から選ばれる少なくとも2つを有する繰り返し単位であり、好ましくはシアノ基とラクトン基を有する繰り返し単位である。特に好ましくは前記LCI−4のラクトン構造にシアノ基が置換した構造を有する繰り返し単位である。 As the repeating unit having at least one group selected from a lactone group, a hydroxyl group, a cyano group and an alkali-soluble group, more preferably, a repeating unit having at least two groups selected from a lactone group, a hydroxyl group, a cyano group and an alkali-soluble group Preferably, it is a repeating unit having a cyano group and a lactone group. Particularly preferred is a repeating unit having a structure in which a cyano group is substituted on the lactone structure of LCI-4.
(A)成分の樹脂は、更に、脂環炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位を含有してもよい。これにより液浸露光時にレジスト膜から液浸液への低分子成分の溶出が低減できる。このような繰り返し単位として、例えば1−アダマンチル(メタ)アクリレート、ジアマンチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 The resin as the component (A) may further contain a repeating unit that has an alicyclic hydrocarbon structure and does not exhibit acid decomposability. This can reduce the elution of low molecular components from the resist film to the immersion liquid during immersion exposure. Examples of such a repeating unit include 1-adamantyl (meth) acrylate, diamantyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, and the like.
(A)成分の樹脂は、上記の繰り返し構造単位以外に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにレジストの一般的な必要な特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し構造単位を有することができる。 In addition to the above repeating structural unit, the resin of component (A) includes dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and general required properties of resist, such as resolution, heat resistance, and sensitivity. Various repeating structural units can be included for the purpose of adjusting the above.
このような繰り返し構造単位としては、下記の単量体に相当する繰り返し構造単位を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 Examples of such repeating structural units include, but are not limited to, repeating structural units corresponding to the following monomers.
これにより、(A)成分の樹脂に要求される性能、特に、(1)塗布溶剤に対する溶解性、(2)製膜性(ガラス転移点)、(3)アルカリ現像性、(4)膜べり(親疎水性、アルカリ可溶性基選択)、(5)未露光部の基板への密着性、(6)ドライエッチング耐性、等の微調整が可能となる。 As a result, the performance required for the resin of component (A), in particular, (1) solubility in coating solvent, (2) film forming property (glass transition point), (3) alkali developability, (4) film slipping Fine adjustments such as (hydrophobicity and alkali-soluble group selection), (5) adhesion of the unexposed part to the substrate, and (6) dry etching resistance are possible.
このような単量体として、例えばアクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等を挙げることができる。 As such a monomer, for example, a compound having one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, etc. Etc.
その他にも、上記種々の繰り返し構造単位に相当する単量体と共重合可能である付加重合性の不飽和化合物であれば、共重合されていてもよい。 In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound that can be copolymerized with monomers corresponding to the above various repeating structural units may be copolymerized.
(A)成分の樹脂において、各繰り返し構造単位の含有モル比はレジストのドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにはレジストの一般的な必要性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。 In the resin of component (A), the molar ratio of each repeating structural unit is the resist dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and general resist performance required for resolving power and heat resistance. In order to adjust the sensitivity and the like, it is set as appropriate.
本発明のポジ型感光性組成物が、ArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から(A)成分の樹脂は芳香族基を有さないことが好ましい。 When the positive photosensitive composition of the present invention is for ArF exposure, the resin of component (A) preferably has no aromatic group from the viewpoint of transparency to ArF light.
(A)成分の樹脂として好ましくは、繰り返し単位のすべてが(メタ)アクリレート系繰り返し単位で構成されたものである。この場合、繰り返し単位のすべてがメタクリレート系繰り返し単位であるもの、繰り返し単位のすべてがアクリレート系繰り返し単位であるもの、繰り返し単位のすべてがメタクリレート系繰り返し単位とアクリレート系繰り返し単位とによるもののいずれのものでも用いることができるが、アクリレート系繰り返し単位が全繰り返し単位の50mol%以下であることが好ましい。より好ましくは、一般式(I)で表される、酸分解性基を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位20〜50モル%、ラクトン構造を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位20〜50モル%、水酸基又はシアノ基で置換された脂環炭化水素構造を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位5〜30モル%、更にその他の(メタ)アクリレート系繰り返し単位を0〜20モル%含む共重合ポリマーである。 As the resin of component (A), preferably, all of the repeating units are composed of (meth) acrylate-based repeating units. In this case, all of the repeating units are methacrylate repeating units, all of the repeating units are acrylate repeating units, or all of the repeating units are methacrylate repeating units and acrylate repeating units. Although it can be used, the acrylate-based repeating unit is preferably 50 mol% or less of the total repeating units. More preferably, the (meth) acrylate repeating unit having an acid-decomposable group represented by the general formula (I) is 20 to 50 mol%, the (meth) acrylate repeating unit having a lactone structure is 20 to 50 mol%, It is a copolymer having 5 to 30 mol% of (meth) acrylate-based repeating units having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group, and further containing 0 to 20 mol% of other (meth) acrylate-based repeating units. .
(A)成分の樹脂は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種および開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド溶剤、さらには後述の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メチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明の組成物を溶解する溶媒が挙げられる。より好ましくは本発明のポジ型感光性組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。
重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などが挙げられる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は5〜50質量%であり、好ましくは10〜30質量%である。
反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは60〜100℃である。
(A)成分の樹脂の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは1,000〜200,000であり、更に好ましくは3,000〜20,000、最も好ましくは5,000〜15,000である。重量平均分子量を、1,000〜200,000とすることにより、耐熱性やドライエッチング耐性の劣化を防ぐことができ、且つ現像性が劣化したり、粘度が高くなって製膜性が劣化することを防ぐことができる。
分散度(分子量分布)は通常1〜5であり、好ましくは1〜3、更に好ましくは1〜2の範囲のものが使用される。分子量分布の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、且つレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。
The resin of component (A) can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and the polymerization is performed by heating, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable. Examples of the reaction solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Furthermore, the solvent which melt | dissolves the composition of this invention like the below-mentioned propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone is mentioned. More preferably, the polymerization is performed using the same solvent as the solvent used in the positive photosensitive composition of the present invention. Thereby, the generation of particles during storage can be suppressed.
The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. As a polymerization initiator, a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) is used to initiate the polymerization. As the radical initiator, an azo initiator is preferable, and an azo initiator having an ester group, a cyano group, or a carboxyl group is preferable. Preferred examples of the initiator include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile,
The reaction temperature is usually 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 60-100 ° C.
The weight average molecular weight of the component (A) resin is preferably from 1,000 to 200,000, more preferably from 3,000 to 20,000, and most preferably from 5,000 to 200 in terms of polystyrene by GPC method. 15,000. By setting the weight average molecular weight to 1,000 to 200,000, deterioration of heat resistance and dry etching resistance can be prevented, developability is deteriorated, and viscosity is increased, resulting in deterioration of film forming property. Can be prevented.
The degree of dispersion (molecular weight distribution) is usually from 1 to 5, preferably from 1 to 3, more preferably from 1 to 2. The smaller the molecular weight distribution, the better the resolution and the resist shape, and the smoother the side wall of the resist pattern, the better the roughness.
(A)成分の樹脂をKrFエキシマレーザー光、電子線、X線、波長50nm以下の高エネルギー光線(EUVなど)を照射するポジ型感光性組成物に使用する場合には、(A)成分の樹脂は、一般式(I)の繰り返し単位と更にヒドロキシスチレン構造を有する繰り返し単位を有することが好ましい。ヒドロキシスチレン構造を有する繰り返し単位としては、o−,m−,p−ヒドロキシスチレン及び/又は酸分解基で保護されたヒドロキシスチレンが挙げられる。酸分解基で保護されたヒドロキシスチレン繰り返し単位としては、1−アルコキシエトキシスチレン、t−ブチルカルボニルオキシスチレンが好ましい。
一般式(I)で表される繰り返し単位、ヒドロキシスチレン構造を有する繰り返し単位に加えて、一般式(II)で表される繰り返し単位を更に有していても良い。
When the resin of component (A) is used in a positive photosensitive composition that irradiates KrF excimer laser light, electron beam, X-ray, high energy light (EUV, etc.) having a wavelength of 50 nm or less, The resin preferably has a repeating unit of the general formula (I) and further a repeating unit having a hydroxystyrene structure. Examples of the repeating unit having a hydroxystyrene structure include o-, m-, p-hydroxystyrene and / or hydroxystyrene protected with an acid-decomposable group. The hydroxystyrene repeating unit protected with an acid-decomposable group is preferably 1-alkoxyethoxystyrene or t-butylcarbonyloxystyrene.
In addition to the repeating unit represented by the general formula (I) and the repeating unit having a hydroxystyrene structure, it may further have a repeating unit represented by the general formula (II).
本発明に使用されるヒドロキシスチレン構造を有する繰り返し単位及び一般式(I)で表される繰り返し単位を有する樹脂の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。尚、具体例中、Xa1は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。 Specific examples of the resin having a repeating unit having a hydroxystyrene structure and a repeating unit represented by formula (I) used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto. In specific examples, Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
本発明のポジ型感光性組成物において、(A)成分の樹脂の組成物全体中の配合量は、全固形分中50〜99.99質量%が好ましく、より好ましくは60〜99.0質量%である。
また、本発明において、(A)成分の樹脂は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
In the positive photosensitive composition of the present invention, the blending amount of the component (A) resin in the entire composition is preferably 50 to 99.99% by mass, more preferably 60 to 99.0% by mass in the total solid content. %.
In the present invention, the resin of component (A) may be used alone or in combination.
(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
本発明のポジ型感光性組成物は、活性光線又は放射線の照射により、酸を発生する化合物(「酸発生剤」「(B)成分の化合物」ともいう)を含有する。
(B) Compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation The positive photosensitive composition of the present invention is a compound that generates an acid upon irradiation with an actinic ray or radiation (“acid generator” and “(B) component”. Also referred to as “compounds of”.
活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物としては、たとえば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。 As a compound which decomposes | disassembles by irradiation of actinic light or a radiation and generates an acid, a diazonium salt, a phosphonium salt, a sulfonium salt, an iodonium salt, an imide sulfonate, oxime sulfonate, o-nitrobenzyl sulfonate can be mentioned, for example.
また、これらの活性光線又は放射線の照射により酸を発生する基、あるいは化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合物、たとえば、米国特許第3,849,137号、独国特許第3914407号、特開昭63−26653号、特開昭55−164824号、特開昭62−69263号、特開昭63−146038号、特開昭63−163452号、特開昭62−153853号、特開昭63−146029号等に記載の化合物を用いることができる。 Further, a group that generates an acid upon irradiation with these actinic rays or radiation, or a compound in which a compound is introduced into the main chain or side chain of the polymer, for example, US Pat. No. 3,849,137, German Patent No. 3914407. JP, 63-26653, JP, 55-164824, JP, 62-69263, JP, 63-146038, JP, 63-163452, JP, 62-153853, The compounds described in JP-A 63-146029 can be used.
さらに米国特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光により酸を発生する化合物も使用することができる。 Furthermore, compounds capable of generating an acid by light described in US Pat. No. 3,779,778, European Patent 126,712 and the like can also be used.
酸発生剤は、非求核性アニオンを有するものが好ましく、好ましくはスルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、ビス(アルキルスルホニル)アミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチドアニオン、BF4 -、PF6 -、SbF6 -などが挙げられ、好ましくは炭素原子を含有する有機アニオンである。 The acid generator preferably has a non-nucleophilic anion, preferably a sulfonate anion, a carboxylate anion, a bis (alkylsulfonyl) amide anion, a tris (alkylsulfonyl) methide anion, BF 4 − , PF 6 − , SbF. 6- and the like, and an organic anion containing a carbon atom is preferable.
非求核性アニオンとしては、たとえば、下式AN1〜AN4に示す有機アニオンがあげられる。 Examples of the non-nucleophilic anion include organic anions represented by the following formulas AN1 to AN4.
Rc1は有機基を表す。
Rc1における有機基として炭素数1〜30のものが上げられ好ましくは置換していてもよいアルキル基もしくは置換していてもよいアリール基、またはこれらの複数が、単結合、−O−、−CO2−、−S−、−SO3−、−SO2N(Rd1)−などの連結基で連結された基を挙げることができる。
Rd1は水素原子、アルキル基を表し、結合しているアルキル基、アリール基と環構造を形成してもよい。
Rc 1 represents an organic group.
Raised those having 1 to 30 carbon atoms as an organic group in rc 1 preferably substituted alkyl which may have or substituted with optionally be aryl group or the plurality is a single bond, -O -, - CO 2 -, - S -, - SO 3 -, - SO 2 N (Rd 1) - can be exemplified linked group a linking group such as.
Rd 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and may form a ring structure with the bonded alkyl group or aryl group.
Rc1の有機基としてより好ましくは1位がフッ素原子またはフロロアルキル基で置換されたアルキル基、フッ素原子またはフロロアルキル基で置換されたフェニル基である。フッ素原子またはフロロアルキル基を有することにより、光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上する。Rc1において炭素原子を5個以上有する時、少なくとも1つの炭素原子は水素原子で置換されていることが好ましく、水素原子の数がフッ素原子より多いことがより好ましい。炭素数5以上のパーフロロアルキル基を有さないことにより生態への毒性が軽減する。
Rc1は下記一般式で表される基であることも好ましい。
The organic group of Rc 1 is more preferably an alkyl group substituted at the 1-position with a fluorine atom or a fluoroalkyl group, or a phenyl group substituted with a fluorine atom or a fluoroalkyl group. By having a fluorine atom or a fluoroalkyl group, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased and the sensitivity is improved. When Rc1 has 5 or more carbon atoms, at least one carbon atom is preferably substituted with a hydrogen atom, and more preferably, the number of hydrogen atoms is larger than that of fluorine atoms. By not having a perfluoroalkyl group having 5 or more carbon atoms, ecotoxicity is reduced.
Rc 1 is also preferably a group represented by the following general formula.
Rc6はパーフロロアルキレン基、3〜5個のフッ素原子及び/または1〜3個のフロロアルキル基で置換されたフェニレン基を表す。
Axは連結基(好ましくは単結合、−O−、−CO2−、−S−、−SO3−、−SO2N(Rd1)−。Rd1は水素原子、アルキル基を表し、Rc7と結合して環構造を形成してもよい。)を表す。
Rc 6 represents a perfluoroalkylene group, 3-5 fluorine atoms and / or 1-3 phenylene group substituted with a fluoroalkyl group.
Ax represents a linking group (preferably a single bond, -O -, - CO 2 - , - S -, - SO 3 -, - SO 2 N (Rd1) -. Rd 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, Rc 7 And may form a ring structure.
Rc7は水素原子、フッソ原子、置換していてもよい直鎖、分岐、単環または多環環状アルキル基、置換していてもよいアリール基を表す。置換していてもよいアルキル基、アリール基は置換基としてフッソ原子を含有しないことが好ましい。
Rc3、Rc4、Rc5は有機基を表す。
Rc3、Rc4、Rc5の有機基として好ましくはRc1における好ましい有機基と同じものを挙げることができる。
Rc3とRc4が結合して環を形成していてもよい。Rc3とRc4が結合して形成される基としてはアルキレン基、アリーレン基が挙げられる。好ましくは炭素数2−4のパーフロロアルキレン基である。Rc3とRc4がが結合して環を形成することにより光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上し、好ましい。
Rc 7 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an optionally substituted straight chain, branched, monocyclic or polycyclic alkyl group, an aryl group which may be substituted. The optionally substituted alkyl group and aryl group preferably do not contain a fluorine atom as a substituent.
Rc 3 , Rc 4 and Rc 5 represent an organic group.
Preferred examples of the organic group for Rc 3 , Rc 4 and Rc 5 include the same organic groups as those for Rc 1 .
Rc 3 and Rc 4 may combine to form a ring. Examples of the group formed by combining Rc 3 and Rc 4 include an alkylene group and an arylene group. A perfluoroalkylene group having 2 to 4 carbon atoms is preferred. Rc 3 and Rc 4 are preferably bonded to form a ring, so that the acidity of the acid generated by light irradiation is increased and the sensitivity is improved, which is preferable.
本発明に用いる酸発生剤としては、一般式(BII)で表される酸を発生する化合物が好ましい。 As the acid generator used in the present invention, a compound capable of generating an acid represented by formula (BII) is preferable.
一般式(BII)中、
Rb1は、電子吸引性基を有する基を表す。
Rb2は、電子吸引性基を有さない有機基を表す。
m、nは各々0〜5の整数を表す。但しm+n≦5である。
mが2以上の場合、複数存在するRb1は同一でも異なっていてもよい。
nが2以上の場合、複数存在するRb2は同一でも異なっていてもよい。
In general formula (BII),
Rb 1 represents a group having an electron-withdrawing group.
Rb 2 represents an organic group having no electron-withdrawing group.
m and n each represents an integer of 0 to 5. However, m + n ≦ 5.
When m is 2 or more, a plurality of Rb 1 may be the same or different.
When n is 2 or more, a plurality of Rb 2 may be the same or different.
mは1〜5の整数であることが好ましく、より好ましくは2〜5の整数である。電子吸引性基を有することにより活性光線の照射により発生する酸の酸性度が上がり、感度が向上する。 m is preferably an integer of 1 to 5, more preferably an integer of 2 to 5. By having an electron-withdrawing group, the acidity of the acid generated upon irradiation with actinic rays increases, and the sensitivity is improved.
Rb1としての電子吸引性基を有する基とは、電子吸引性基を少なくとも一つ有する基であり、好ましくは炭素数10以下である。なお、電子吸引性基を有する基は、電子吸引性基自体であってもよい。
電子吸引性基としては、フッ素原子、フロロアルキル基、ニトロ基、エステル基、シアノ基が好ましく、より好ましくはフッ素原子である。
The group having an electron-withdrawing group as Rb 1 is a group having at least one electron-withdrawing group, and preferably has 10 or less carbon atoms. The group having an electron withdrawing group may be the electron withdrawing group itself.
As the electron withdrawing group, a fluorine atom, a fluoroalkyl group, a nitro group, an ester group and a cyano group are preferable, and a fluorine atom is more preferable.
Rb2における電子吸引性基を有さない有機基としては炭素数1〜20の有機基が好ましく、より好ましくは炭素数4〜20、更に好ましくは炭素数4〜15である。好ましい有機基としてはアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルキルスルホニルキシ基、アルキルスルホニルアミノ基などが挙げられる。これらのアルキル鎖中にヘテロ原子を有する連結基を有していても良い。好ましいヘテロ原子を有する連結基としては、−C(=O)O−、−C(=O)−、−SO2−、−SO3−、−SO2N(A2)−、−O−、−S−、などが挙げられ、これらの2つ以上が組み合わさっていてもよい。ここでA2は水素原子、置換していてもよいアルキル基を表す。2つ以上が組み合わさる場合、アルキレン基、アリーレン基などヘテロ原子を有さない連結基を介していることが好ましい。
これらの基は、更なる置換基を有していてもよい、更なる置換基として好ましくは、水酸基、カルボキシル基、スルホ基、ホルミル基が挙げられる。
Preferably an organic group having 1 to 20 carbon atoms as an organic group having no electron withdrawing group in rb 2, more preferably 4 to 20 carbon atoms, more preferably from 4 to 15 carbon atoms. Preferred organic groups include alkyl groups, alkoxy groups, alkylthio groups, acyl groups, acyloxy groups, acylamino groups, alkylsulfonyloxy groups, alkylsulfonylamino groups, and the like. These alkyl chains may have a linking group having a hetero atom. Preferred examples of the linking group having a hetero atom include —C (═O) O—, —C (═O) —, —SO 2 —, —SO 3 —, —SO 2 N (A2) —, —O—, -S-, etc. are mentioned, and two or more of these may be combined. Here, A2 represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group. When two or more are combined, it is preferably via a linking group having no hetero atom such as an alkylene group or an arylene group.
These groups may have a further substituent, and preferred examples of the further substituent include a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfo group, and a formyl group.
一般式(II)においてmが1〜5の整数、nが1〜5の整数、m+n≦5であり、Rb1またはRb2が炭素数4〜20のアルキル構造を含有することが好ましい。炭素数4〜20のアルキル構造を含有することにより、活性光線の照射により発生する酸の拡散性が抑制され露光ラチチュードが向上する。 In general formula (II), m is an integer of 1 to 5, n is an integer of 1 to 5, m + n ≦ 5, and Rb 1 or Rb 2 preferably contains an alkyl structure having 4 to 20 carbon atoms. By containing an alkyl structure having 4 to 20 carbon atoms, the diffusibility of the acid generated by irradiation with actinic rays is suppressed, and the exposure latitude is improved.
一般式(II)においてRb1、Rb2は脂環基を持つことか好ましい。
特に、Rb2の電子吸引性基を有さない有機基が、脂環基を有する基であることが好ましい。
In the general formula (II), Rb 1 and Rb 2 preferably have an alicyclic group.
In particular, the organic group having no electron-withdrawing group of Rb 2 is preferably a group having an alicyclic group.
一般式(II)で表される酸の具体例を以下に示す。 Specific examples of the acid represented by the general formula (II) are shown below.
活性光線又は放射線の照射により、一般式(BII)で表される酸を発生する化合物としては、たとえば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。 Examples of the compound that generates an acid represented by the general formula (BII) upon irradiation with actinic rays or radiation include, for example, diazonium salt, phosphonium salt, sulfonium salt, iodonium salt, imidosulfonate, oxime sulfonate, and o-nitrobenzyl sulfonate. Can be mentioned.
活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、下記一般式(ZIa)、(ZIIa)で表される化合物を挙げることができる。 Among the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, compounds represented by the following general formulas (ZIa) and (ZIIa) can be exemplified.
上記一般式(ZIa)において、R201、R202及びR203は、各々独立に有機基を表す。
Xd−は、一般式(BII)で表される酸のアニオンを表す。
R201、R202及びR203としての有機基の具体例としては、後述する化合物(ZI−1a)、(ZI−2a)、(ZI−3a)における対応する基を挙げることができる。
In the above general formula (ZIa), R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
Xd- represents an anion of an acid represented by the general formula (BII).
Specific examples of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 include corresponding groups in the compounds (ZI-1a), (ZI-2a) and (ZI-3a) described later.
尚、一般式(ZIa)で表される構造を複数有する化合物であってもよい。例えば、一般式(ZIa)で表される化合物のR201〜R203の少なくともひとつが、一般式(ZIa)で表されるもうひとつの化合物のR201〜R203の少なくともひとつと結合した構造を有する化合物であってもよい。 In addition, the compound which has two or more structures represented by general formula (ZIa) may be sufficient. For example, at least one of R 201 to R 203 of the compound represented by the general formula (ZIa) is, at least one bond with structure of R 201 to R 203 in formula (ZIa) another compound represented by It may be a compound.
更に好ましい(ZIa)成分として、以下に説明する化合物(ZI−1a)、(ZI−2a)、及び(ZI−3a)を挙げることができる。 More preferred (ZIa) components include compounds (ZI-1a), (ZI-2a), and (ZI-3a) described below.
化合物(ZI−1a)は、上記一般式(ZIa)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニム化合物、即ち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。
アリールスルホニウム化合物は、R201〜R203の全てがアリール基でもよいし、R201〜R203の一部がアリール基で、残りがアルキル基でもよい。
アリールスルホニウム化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物を挙げることができる。
アリールスルホニウム化合物のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基などのアリール基、インドール残基、ピロール残基、などのヘテロアリール基が好ましく、更に好ましくはフェニル基、インドール残基である。アリールスルホニム化合物が2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。
Compound (ZI-1a) is at least one of the aryl groups R 201 to R 203 in formula (ZIa), arylsulfonium compound, i.e., a compound having arylsulfonium as a cation.
Arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group or a part of R 201 to R 203 may be an aryl group with the remaining being an alkyl group.
Examples of the arylsulfonium compound include a triarylsulfonium compound, a diarylalkylsulfonium compound, and an aryldialkylsulfonium compound.
The aryl group of the arylsulfonium compound is preferably an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group, or a heteroaryl group such as an indole residue or a pyrrole residue, more preferably a phenyl group or an indole residue. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているアルキル基は、炭素数1〜15の直鎖、分岐又は環状アルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。
R201〜R203のアリール基、アルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、アリール基(例えば炭素数6−から14)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基を置換基として有してもよい。好ましい置換基としては炭素数1〜12の直鎖、分岐又は環状アルキル基、炭素数1〜12の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基であり、最も好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基である。置換基は、3つのR201〜R203のうちのいずれか1つに置換していてもよいし、3つ全てに置換していてもよい。また、R201〜R203がアリール基の場合に、置換基はアリール基のp−位に置換していることが好ましい。
アリールスルホニウムカチオンとして好ましくは置換していてもよいトリフェニルスルホニウムカチオン、置換していてもよいナフチルテトラヒドロチオフェニウムカチオン、置換していてもよいフェニルテトラヒドロチオフェニウムカチオンである。
The alkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, sec. -Butyl group, t-butyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group and the like can be mentioned.
The aryl group and alkyl group of R 201 to R 203 are an alkyl group (eg, having 1 to 15 carbon atoms), an aryl group (eg, having 6 to 14 carbon atoms), an alkoxy group (eg, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, You may have a hydroxyl group and a phenylthio group as a substituent. Preferred substituents are linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, linear, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, most preferably alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, It is a C1-C4 alkoxy group. The substituent may be substituted with any one of the three R 201 to R 203 , or may be substituted with all three. When R 201 to R 203 are an aryl group, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.
The arylsulfonium cation is preferably an optionally substituted triphenylsulfonium cation, an optionally substituted naphthyltetrahydrothiophenium cation, and an optionally substituted phenyltetrahydrothiophenium cation.
次に、化合物(ZI−2a)について説明する。
化合物(ZI−2a)は、式(ZIa)におけるR201〜R203が、各々独立に、芳香環を含有しない有機基を表す場合の化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含有する芳香族環も包含するものである。
R201〜R203としての芳香環を含有しない有機基は、一般的に炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20である。
R201〜R203は、各々独立に、好ましくはアルキル基、2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、アリル基、ビニル基であり、更に好ましくは直鎖、分岐、環状2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、最も好ましくは直鎖、分岐2−オキソアルキル基である。
Next, the compound (ZI-2a) will be described.
Compound (ZI-2a) is a compound in the case where R 201 to R 203 in formula (ZIa) each independently represents an organic group containing no aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring containing a hetero atom.
The organic group having no aromatic ring as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.
R 201 to R 203 are each independently preferably an alkyl group, a 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylmethyl group, an allyl group, or a vinyl group, more preferably a linear, branched, or cyclic 2-oxoalkyl group, An alkoxycarbonylmethyl group, most preferably a linear, branched 2-oxoalkyl group.
R201〜R203としてのアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)、炭素数3〜10の環状アルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。
R201〜R203としての2−オキソアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、好ましくは、上記のアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
R201〜R203としてのアルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基)を挙げることができる。
R201〜R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1〜5)、水酸基、シアノ基、ニトロ基によって更に置換されていてもよい。
R201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
The alkyl group as R 201 to R 203 may be linear, branched, or cyclic, preferably a linear or branched alkyl group (e.g., methyl group having 1 to 10 carbon atoms, an ethyl group, a propyl Group, butyl group, pentyl group) and cyclic alkyl groups having 3 to 10 carbon atoms (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group).
The 2-oxoalkyl group as R 201 to R 203 may be linear, branched or cyclic, and preferably includes a group having> C═O at the 2-position of the above alkyl group. it can.
The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group as R 201 to R 203, preferably may be mentioned alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms (a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentoxy group).
R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (for example, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.
Two members out of R 201 to R 203 may combine to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).
化合物(ZI−3a)とは、以下の一般式(ZI−3a)で表される化合物であり、フェナシルスルフォニウム塩構造を有する化合物である。 The compound (ZI-3a) is a compound represented by the following general formula (ZI-3a), and is a compound having a phenacylsulfonium salt structure.
R1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、又はハロゲン原子を表す。
R6c及びR7cは、水素原子又はアルキル基を表す。
Rx及びRyは、各々独立に、アルキル基、2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、アリル基、又はビニル基を表す。
R1c〜R5c中のいずれか2つ以上、及びRxとRyは、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、この環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。
Xd-は、一般式(BII)で表される酸のアニオンを表す。
R 1c to R 5c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
R 6c and R 7c represent a hydrogen atom or an alkyl group.
Rx and Ry each independently represents an alkyl group, a 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylmethyl group, an allyl group, or a vinyl group.
Any two or more of R 1c to R 5c , and R x and R y may be bonded to each other to form a ring structure, and this ring structure includes an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, and an amide bond. May be included.
Xd − represents an anion of an acid represented by the general formula (BII).
R1c〜R5cとしてのアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜20個のアルキル基、好ましくは炭素数1〜12個の直鎖及び分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、直鎖又は分岐プロピル基、直鎖又は分岐ブチル基、直鎖又は分岐ペンチル基)、炭素数3〜8個の環状アルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基)を挙げることができる。
R1c〜R5cとしてのアルコキシ基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜10のアルコキシ基、好ましくは、炭素数1〜5の直鎖及び分岐アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、直鎖又は分岐プロポキシ基、直鎖又は分岐ブトキシ基、直鎖又は分岐ペントキシ基)、炭素数3〜8の環状アルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)を挙げることができる。
好ましくはR1c〜R5cのうちいずれかが直鎖、分岐、環状アルキル基、又は直鎖、分岐、環状アルコキシ基であり、更に好ましくはR1cからR5cの炭素数の和が2〜15である。これにより、より溶剤溶解性が向上し、保存時にパーティクルの発生が抑制される。
The alkyl group as R 1c to R 5c may be linear, branched or cyclic, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. Group (for example, methyl group, ethyl group, linear or branched propyl group, linear or branched butyl group, linear or branched pentyl group), C3-C8 cyclic alkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group) ).
The alkoxy group as R 1c to R 5c may be linear, branched or cyclic, for example, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably a linear or branched alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. (For example, methoxy group, ethoxy group, linear or branched propoxy group, linear or branched butoxy group, linear or branched pentoxy group), C3-C8 cyclic alkoxy group (for example, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group) ).
Preferably either a straight chain of R 1c to R 5c, branched, cyclic alkyl group, or a linear, branched or cyclic alkoxy group, more preferably the sum of the carbon atoms of R 5c from
Rx及びRyとしてのアルキル基は、R1c〜R5cとしてのアルキル基と同様のものを挙げることができる。
2−オキソアルキル基は、R1c〜R5cとしてのアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基については、R1c〜R5cとしてのアルコキシ基と同様のものを挙げることができる。
Rx及びRyが結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げることができる。
Examples of the alkyl group as R x and R y include the same alkyl groups as R 1c to R 5c .
Examples of the 2-oxoalkyl group include a group having> C═O at the 2-position of the alkyl group as R 1c to R 5c .
Examples of the alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group include the same alkoxy groups as R 1c to R 5c .
Examples of the group formed by combining R x and R y include a butylene group and a pentylene group.
Rx、Ryは、好ましくは炭素数4個以上のアルキル基であり、より好ましくは6個以上、更に好ましくは8個以上のアルキル基である。 R x and R y are preferably an alkyl group having 4 or more carbon atoms, more preferably 6 or more, and still more preferably 8 or more.
一般式(ZIIa)中、R204〜R205は、各々独立に、置換基を有しててもよいアリール基又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
R204〜R205のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。
R204〜R205としてのアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)、炭素数3〜10の環状アルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。
R204〜R205が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜15)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基等を挙げることができる。
In the general formula (ZIIa), R 204 ~R 205 each independently represents an alkyl group which may have an optionally substituted aryl group or a substituent.
Phenyl group and a naphthyl group are preferred as the aryl group of R 204 to R 205, more preferably a phenyl group.
The alkyl group as R 204 to R 205 may be linear, branched, or cyclic, preferably a linear or branched alkyl group (e.g., methyl group having 1 to 10 carbon atoms, an ethyl group, a propyl Group, butyl group, pentyl group) and cyclic alkyl groups having 3 to 10 carbon atoms (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group).
The R 204 to R 205 are substituents which may have, for example, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), an aryl group (e.g. having 6 to 15 carbon atoms), an alkoxy group (for example, 1 to 15 carbon atoms ), Halogen atoms, hydroxyl groups, phenylthio groups, and the like.
活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、更に、下記一般式(ZIIIa)、(ZIVa)で表される化合物を挙げることができる。 Of the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, compounds represented by the following general formulas (ZIIIa) and (ZIVa) can be further exemplified.
一般式(ZIIIa)、(ZIVa)中、
Xdは、一般式(BII)で表される酸から水素原子が取れて1価の基になったものを表す。
R207及びR208は置換若しくは未置換のアルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基、電子吸引性基を表す。R207として好ましくは置換若しくは未置換のアリール基である。
R208として好ましくは電子吸引性基であり、より好ましくはシアノ基、フロロアルキル基である。
Aは、置換若しくは未置換のアルキレン基、置換若しくは未置換のアルケニレン基又は置換若しくは未置換のアリーレン基を表す。
In general formulas (ZIIIa) and (ZIVa),
Xd represents a monovalent group obtained by removing a hydrogen atom from the acid represented by formula (BII).
R207 and R208 each represents a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or an electron-withdrawing group. R 207 is preferably a substituted or unsubstituted aryl group.
R 208 is preferably an electron-withdrawing group, more preferably a cyano group or a fluoroalkyl group.
A represents a substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted alkenylene group, or a substituted or unsubstituted arylene group.
活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の内でより好ましくは、一般式(ZIa)〜(ZIIIa)で表される化合物であり、更に好ましくは(ZIa)で表される化合物であり、最も好ましくは(ZI−1a)〜(ZI−3a)で表される化合物である。 Of the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, more preferred are compounds represented by the general formulas (ZIa) to (ZIIIa), and even more preferred are compounds represented by (ZIa). And most preferably the compounds represented by (ZI-1a) to (ZI-3a).
(B)成分の中で、特に好ましいものの例を以下に挙げるが、これに限定されるものではない。 Among the (B) components, examples of particularly preferable ones are listed below, but are not limited thereto.
その他の好ましい酸発生剤として、たとえば以下のようなものが挙げられるが、これに限定されるものではない。 Other preferable acid generators include, for example, the following, but are not limited thereto.
(B)成分の化合物は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。2種以上を組み合わせて使用する際には、水素原子を除く全原子数が2以上異なる2種の有機酸を発生する化合物を組み合わせることが好ましい。 (B) The compound of a component can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. When two or more types are used in combination, it is preferable to combine two types of compounds that generate two types of organic acids that differ in the total number of atoms excluding hydrogen atoms by two or more.
(B)成分の化合物の組成物中の含量は、レジスト組成物の全固形分を基準として、0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは1〜10質量%、更に好ましくは3〜8質量%、特に好ましくは4〜7質量%である。 The content of the component (B) compound in the composition is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 1 to 10% by mass, still more preferably 3 to 8%, based on the total solid content of the resist composition. % By mass, particularly preferably 4 to 7% by mass.
(C)フッ素および珪素を含有せず、下記一般式(C−I)〜(C-III)から選ばれる繰り返し単位を有する樹脂
本発明の感光性組成物は、フッ素および珪素を含有せず、下記一般式(C−I)〜(C-III)から選ばれる繰り返し単位を有する樹脂(C)(以降、疎水性樹脂(HR)ともいう)を含有する。
(C) Resin which does not contain fluorine and silicon and has a repeating unit selected from the following general formulas (CI) to (C-III) The photosensitive composition of the present invention does not contain fluorine and silicon, A resin (C) having a repeating unit selected from the following general formulas (CI) to (C-III) (hereinafter also referred to as a hydrophobic resin (HR)) is contained.
式(C−I)〜(C-III)中、
R1は、各々独立に、水素原子またはメチル基を表す。
R2は、各々独立に、1つ以上の−CH3部分構造(すなわちメチル基)を有する炭化水素基を表す。
P1は、単結合、またはアルキレン、エーテル、またはそれらを2つ以上有する連結基を表す。
P2は、−O−、−NR−(Rは水素原子またはアルキル)、−NHSO2−から選ばれる連結基を表す。
nは1〜4の整数を表す。
これらの繰り返し単位は1つでも、複数の繰り返し単位を組み合わせてもよい。
In the formulas (CI) to (C-III),
R 1 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
Each R 2 independently represents a hydrocarbon group having one or more —CH 3 partial structures (ie, methyl groups).
P 1 represents a single bond or alkylene, ether, or a linking group having two or more thereof.
P 2 represents a linking group selected from —O—, —NR— (R is a hydrogen atom or alkyl), and —NHSO 2 —.
n represents an integer of 1 to 4.
These repeating units may be one or a plurality of repeating units may be combined.
式(C−I)〜(C−III)におけるR2の1つ以上の−CH3部分構造(すなわちメチル基)を有する炭化水素基としては、1つ以上の−CH3部分構造を有するアルキル基、アルキル置換シクロアルキル基、アルケニル基、アルキル置換アルケニル基、アルキル置換シクロアルケニル基、アルキル置換アリール基、アルキル置換アラルキル基が挙げられ、アルキル基、アルキル置換シクロアルキル基が好ましい。R2の1つ以上の−CH3部分構造を有する炭化水素基は、−CH3部分構造を2つ以上有することがより好ましい。 In the formulas (CI) to (C-III), the hydrocarbon group having one or more —CH 3 partial structures (that is, methyl groups) of R 2 is alkyl having one or more —CH 3 partial structures. group, A alkyl substituted cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkyl-substituted alkenyl group, an alkyl-substituted cycloalkenyl group, an alkyl-substituted aryl groups include alkyl-substituted aralkyl group, an alkyl group, an alkyl-substituted cycloalkyl group. Hydrocarbon group having one or more -CH 3 partial structure R 2 more preferably has a -CH 3 partial structures of two or more.
R2に於ける、−CH3の部分構造を少なくとも1つ有するアルキル基としては、炭素数3〜20の分岐のアルキル基が好ましい。好ましいアルキル基としては、具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、3−ペンチル基、2−メチル−3−ブチル基、3−ヘキシル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、イソオクチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基等が挙げられる。より好ましくは、イソブチル基、t−ブチル基、2−メチル−3−ブチル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基である。
R2に於ける、−CH3の部分構造を1つ有するアルキル基としては、炭素数1〜20の直鎖のアルキル基が好ましい。好ましいアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基等が挙げられる。
The alkyl group having at least one —CH 3 partial structure in R 2 is preferably a branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms. Specific examples of preferable alkyl groups include isopropyl group, isobutyl group, t-butyl group, 3-pentyl group, 2-methyl-3-butyl group, 3-hexyl group, 2-methyl-3-pentyl group, 3-methyl-4-hexyl group, 3,5-dimethyl-4-pentyl group, isooctyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 1,5- Examples thereof include a dimethyl-3-heptyl group and 2,3,5,7-tetramethyl-4-heptyl group. More preferably, an isobutyl group, a t-butyl group, a 2-methyl-3-butyl group, a 2-methyl-3-pentyl group, a 3-methyl-4-hexyl group, a 3,5-dimethyl-4-pentyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 1,5-dimethyl-3-heptyl group, 2,3,5,7-tetramethyl-4-heptyl group is there.
The alkyl group having one —CH 3 partial structure in R 2 is preferably a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Specific examples of preferred alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, and nonyl groups.
R2に於ける、シクロアルキル基は、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。
好ましいシクロアルキル基としては、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、アダマンチル基、ノルボルニル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、テトラシクロドデカニル基、トリシクロデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、ノルボルニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基である。
R2に於ける、アルケニル基としては、炭素数1〜20の直鎖または分岐のアルケニル基が好ましく、分岐のアルケニル基がより好ましい。
R2に於ける、アリール基は、炭素数6〜20のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基を挙げることができ、好ましくはフェニル基である。
R2に於ける、アラルキル基は、炭素数7〜12のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等を挙げることができる。
The cycloalkyl group in R 2 may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 6-30, and particularly preferably 7-25.
Preferred cycloalkyl groups include adamantyl group, noradamantyl group, decalin residue, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, A cyclodecanyl group and a cyclododecanyl group can be mentioned. More preferable examples include an adamantyl group, norbornyl group, cyclohexyl group, cyclopentyl group, tetracyclododecanyl group, and tricyclodecanyl group. More preferably, they are a norbornyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group.
The alkenyl group in R 2 is preferably a linear or branched alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms, and more preferably a branched alkenyl group.
The aryl group in R 2 is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group, and a phenyl group is preferable.
The aralkyl group in R 2 is preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group.
一般式(C−I)〜(C−II)、R2に於ける、−CH3の部分構造を少なくとも2つ有する炭化水素基としては、具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、3−ペンチル基、2−メチル−3−ブチル基、3−ヘキシル基、2,3−ジメチル−2−ブチル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、イソオクチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基、3,5−ジメチルシクロヘキシル基、4−イソプロピルシクロヘキシル基、4−tブチルシクロヘキシル基、イソボルニル基などが挙げられる。より好ましくは、イソブチル基、t−ブチル基、2−メチル−3−ブチル基、2,3−ジメチル−2−ブチル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基、3,5−ジメチルシクロヘキシル基、4−イソプロピルシクロヘキシル基、4−tブチルシクロヘキシル基、イソボルニル基である。
一般式(C−III)、R2に於ける、−CH3の部分構造を少なくとも2つ有する炭化水素基としては、具体的には、イソブチル基、t-ブチル基、3−ペンチル基、2,3−ジメチルブチル基、2−メチル−3−ブチル基、3−ヘキシル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、イソオクチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基、3,5−ジメチルシクロヘキシル基、4−イソプロピルシクロヘキシル基、4−tブチルシクロヘキシル基などが挙げられる。より好ましくは、炭素数5〜20であることがより好ましく、2−メチル−3−ブチル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基、2,6−ジメチルヘプチル基、3,5−ジメチルシクロヘキシル基、4−イソプロピルシクロヘキシル基、4−tブチルシクロヘキシル基である。
Specific examples of the hydrocarbon group having at least two —CH 3 partial structures in the general formulas (CI) to (C-II) and R 2 include an isopropyl group, an isobutyl group, t- Butyl group, 3-pentyl group, 2-methyl-3-butyl group, 3-hexyl group, 2,3-dimethyl-2-butyl group, 2-methyl-3-pentyl group, 3-methyl-4-
Specific examples of the hydrocarbon group having at least two —CH 3 partial structures in the general formula (C-III) and R 2 include an isobutyl group, a t-butyl group, a 3-pentyl group, 2 , 3-dimethylbutyl group, 2-methyl-3-butyl group, 3-hexyl group, 2-methyl-3-pentyl group, 3-methyl-4-hexyl group, 3,5-dimethyl-4-pentyl group, Isooctyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 1,5-dimethyl-3-heptyl group, 2,3,5,7-tetramethyl-4- Examples include heptyl group, 3,5-dimethylcyclohexyl group, 4-isopropylcyclohexyl group, 4-tbutylcyclohexyl group and the like. More preferably, it has more preferably 5 to 20 carbon atoms, and 2-methyl-3-butyl group, 2-methyl-3-pentyl group, 3-methyl-4-hexyl group, 3,5-dimethyl-4. -Pentyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 1,5-dimethyl-3-heptyl group, 2,3,5,7-tetramethyl-4 -Heptyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 3,5-dimethylcyclohexyl group, 4-isopropylcyclohexyl group, 4-tbutylcyclohexyl group.
一般式(C−I)〜(C-III)から選ばれる繰り返し単位の総含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、80〜100mol%が好ましく、更に好ましくは90〜100mol%である。 The total content of the repeating units selected from the general formulas (CI) to (C-III) is preferably 80 to 100 mol%, more preferably 90 to 100 mol%, based on all repeating units in the polymer.
一般式(C−I)で表される繰り返し単位の好ましい具体例を以下に挙げる。尚、本発明はこれに限定されるものではない。 Preferable specific examples of the repeating unit represented by formula (CI) are listed below. Note that the present invention is not limited to this.
一般式(C−II)で表される繰り返し単位の好ましい具体例を以下に挙げる。尚、本発明はこれに限定されるものではない。 Preferred specific examples of the repeating unit represented by formula (C-II) are shown below. Note that the present invention is not limited to this.
一般式(C−III)に於いて、P2が酸素原子の場合に、酸素原子に直結する炭素原子は2級又は3級であることが好ましい。
一般式(C−III)で表される繰り返し単位の好ましい具体例を以下に挙げる。尚、本発明はこれに限定されるものではない。具体例中、Rxは、水素原子またはメチル基を表し、Rxa、Rxbは、それぞれ炭素数1〜4のアルキル基を表す。
In general formula (C-III), when P 2 is an oxygen atom, the carbon atom directly connected to the oxygen atom is preferably secondary or tertiary.
Specific preferred examples of the repeating unit represented by formula (C-III) are shown below. Note that the present invention is not limited to this. In specific examples, Rx represents a hydrogen atom or a methyl group, and Rxa and Rxb each represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
(C)成分の樹脂は、珪素原子及びフッ素原子を有さない。
(C)成分の樹脂は、炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子以外の元素を有さないことが好ましい。
The resin of component (C) does not have a silicon atom or a fluorine atom.
The resin of component (C) preferably has no elements other than carbon atoms, hydrogen atoms, oxygen atoms, nitrogen atoms and sulfur atoms.
(C)成分の樹脂は、さらに、下記一般式(C)で表される繰り返し単位を含有することが好ましい。
一般式(C)に於いて、
X1、X2及びX3は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はハロゲン原子を表す。
Lは、単結合又は2価の連結基を表す。
Rp1は、酸分解性基を表す。
In general formula (C),
X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom.
L represents a single bond or a divalent linking group.
Rp 1 represents an acid-decomposable group.
一般式(C)で表される繰り返し単位は、下記一般式(C1)で表される繰り返し単位であることが好ましい。 The repeating unit represented by the general formula (C) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (C1).
一般式(C1)に於いて、
X1、X2及びX3は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はハロゲン原子を表す。
R12、R13及びR14は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はアリール基を表す。但し、R12、R13及びR14の内の少なくとも1つは、アルキル基を表す。R12、R13及びR14の内の2つが、結合して環を形成してもよい。
In general formula (C1),
X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom.
R 12 , R 13 and R 14 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group. However, at least one of R 12 , R 13 and R 14 represents an alkyl group. Two of R 12 , R 13 and R 14 may combine to form a ring.
疎水性樹脂(HR)を含有することにより、感光性膜表層に疎水性樹脂(HR)が偏在化し、液浸媒体が水の場合、感光性膜とした際の水に対する感光性膜表面の後退接触角を向上させ、液浸水追随性を向上させることができる。
疎水性樹脂(HR)としては、表面の後退接触角が添加することにより向上する樹脂であれば何でもよいが、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する樹脂であることが好ましい。本発明の感光性組成物をもちいて形成した感光性膜の後退接触角は60°〜90°が好ましく、更に好ましくは70°以上である。
疎水性樹脂(HR)の添加量は、感光性膜の後退接触角が前記範囲になるよう適宜調整して使用できるが、感光性組成物の全固形分を基準として、0.1〜10質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜5質量%である。
ここで定義する後退接触角とは、拡張収縮法により測定した後退接触角であり、具体的には全自動接触角計(共和界面科学製/DM700)を用いて測定可能であり、シリコンウエハー上に調製したポジ型レジスト組成物の上にシリンジで36μLの水滴を作成した後、6μL/秒の速度にて吸引し、吸引中の接触角が安定した値を示す。
By containing the hydrophobic resin (HR), the hydrophobic resin (HR) is unevenly distributed on the surface of the photosensitive film, and when the immersion medium is water, the photosensitive film surface recedes with respect to water when the photosensitive film is formed. The contact angle can be improved and the immersion water followability can be improved.
As the hydrophobic resin (HR), any resin can be used as long as the receding contact angle of the surface can be improved by addition, but a resin having at least one of fluorine atom and silicon atom is preferable. The receding contact angle of the photosensitive film formed using the photosensitive composition of the present invention is preferably 60 ° to 90 °, more preferably 70 ° or more.
The addition amount of the hydrophobic resin (HR) can be adjusted as appropriate so that the receding contact angle of the photosensitive film falls within the above range, but it is 0.1 to 10 mass based on the total solid content of the photosensitive composition. %, And more preferably 0.1 to 5% by mass.
The receding contact angle defined here is the receding contact angle measured by the expansion and contraction method. Specifically, it can be measured using a fully automatic contact angle meter (manufactured by Kyowa Interface Science / DM700) on a silicon wafer. After 36 μL of water droplets were prepared with a syringe on the positive resist composition prepared in (1), the water was sucked at a speed of 6 μL / sec, and the contact angle during suction showed a stable value.
疎水性樹脂(HR)は前述のように界面に遍在するものであるが、界面活性剤(E)とは異なり、必ずしも分子内に親水基を有する必要はなく、極性/非極性物質を均一に混合することに寄与しなくても良い。 Hydrophobic resin (HR) is ubiquitous at the interface as described above, but unlike surfactant (E), it does not necessarily have a hydrophilic group in the molecule, and polar / nonpolar substances are homogeneous. It is not necessary to contribute to mixing.
更に、樹脂(HR)は、下記(x)〜(z)の群から選ばれる基を少なくとも1つ含有していてもよい。
(x)アルカリ可溶性基、
(y)アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基、
(z)酸の作用により分解する基
Furthermore, the resin (HR) may contain at least one group selected from the following groups (x) to (z).
(X) an alkali-soluble group,
(Y) a group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer;
(Z) a group decomposable by the action of an acid
(x)アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボン酸基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基を有する基等が挙げられる。
好ましいアルカリ可溶性基としては、スルホンイミド基、ビス(カルボニル)メチレン基が挙げられる。
(X) Alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) imide groups Bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) methylene group Groups and the like.
Preferable alkali-soluble groups include a sulfonimide group and a bis (carbonyl) methylene group.
アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に直接アルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、あるいは連結基を介して樹脂の主鎖にアルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、さらにはアルカリ可溶性基を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入、のいずれも好ましい。
アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、0〜20mol%が好ましく、より好ましくは0〜10mol%である。
Examples of the repeating unit having an alkali-soluble group (x) include a repeating unit in which an alkali-soluble group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid, or a main group of the resin via a linking group. It is preferable to use a repeating unit in which an alkali-soluble group is bonded to the chain, and further introduce a polymerization initiator or chain transfer agent having an alkali-soluble group at the end of the polymer chain at the time of polymerization.
The content of the repeating unit having an alkali-soluble group (x) is preferably from 0 to 20 mol%, more preferably from 0 to 10 mol%, based on all repeating units in the polymer.
アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位の具体例を以下に示す。 Specific examples of the repeating unit having an alkali-soluble group (x) are shown below.
(y)アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基としては、例えば、ラクトン構造を有する基、酸無水物、酸イミド基などが挙げられ、好ましくはラクトン構造を有する基である。
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する繰り返し単位としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルによる繰り返し単位のように、連結基を介して樹脂の主鎖にアルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、あるいはアルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入、のいずれも好ましい。
アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、0〜20mol%が好ましく、より好ましくは0〜10mol%である。
(Y) Examples of the group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer include a group having a lactone structure, an acid anhydride, an acid imide group, and the like, and preferably a lactone structure It is group which has.
The repeating unit having a group (y) that is decomposed by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer includes a resin via a linking group such as a repeating unit of an acrylate ester or a methacrylate ester. A polymerization initiator or chain transfer agent having a repeating unit in which an alkali-soluble group is bonded to the main chain or a group (y) that increases solubility in an alkaline developer is introduced at the end of the polymer chain during polymerization. Both are preferable.
The content of the repeating unit having a group (y) whose solubility in an alkali developer increases is preferably 0 to 20 mol%, more preferably 0 to 10 mol%, based on all repeating units in the polymer.
アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する繰り返し単位の具体例を以下に示す。 Specific examples of the repeating unit having a group (y) that increases the solubility in an alkali developer are shown below.
(z)酸の作用により分解する基としては、樹脂(A)で挙げた酸分解性基と同様のものを挙げることができる。酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、0〜100mol%が好ましく、より好ましくは0〜80mol%、更に好ましくは0〜50mol%である。 (Z) Examples of the group capable of decomposing by the action of an acid include the same acid-decomposable groups as mentioned for the resin (A). The content of the repeating unit having a group (z) that decomposes by the action of an acid is preferably 0 to 100 mol%, more preferably 0 to 80 mol%, still more preferably 0 to 50 mol%, based on all repeating units in the polymer. It is.
(C)成分の樹脂の含有量は、ポジ型レジスト組成物の固形分(レジスト膜を構成する全固形分)を基準にして0.1〜20質量%であり、より好ましくは0.1〜10質量%、更に好ましくは0.1〜5質量%である。 The content of the component (C) resin is 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass, based on the solid content of the positive resist composition (total solid content constituting the resist film). It is 10 mass%, More preferably, it is 0.1-5 mass%.
樹脂(HR)の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは1,000〜100,000で、より好ましくは2,000〜50,000、更により好ましくは3,000〜15,000である。(C)成分の樹脂は、分散度(Mw/Mn)が、1.0〜3.0であることが好ましく、より好ましくは1.2〜2.5、更により好ましくは1.2〜2.0である。 The weight average molecular weight of the resin (HR) in terms of standard polystyrene is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 2,000 to 50,000, and even more preferably 3,000 to 15,000. The resin of component (C) preferably has a dispersity (Mw / Mn) of 1.0 to 3.0, more preferably 1.2 to 2.5, and even more preferably 1.2 to 2. .0.
樹脂(HR)は、酸分解性樹脂(A)同様、金属等の不純物が少ないのは当然のことながら、残留単量体やオリゴマー成分が0〜10質量%であることが好ましく、より好ましくは0〜5質量%、0〜1質量%が更に好ましい。それにより、液中異物や感度等の経時変化のないレジストが得られる。また、解像度、レジスト形状、レジストパターンの側壁、ラフネスなどの点から、分子量分布(Mw/Mn、分散度ともいう)は、1〜5が好ましく、より好ましくは1〜3の範囲である。 As with the acid-decomposable resin (A), the resin (HR) preferably has 0 to 10% by mass of residual monomer and oligomer components, and more preferably has few impurities such as metals. 0-5 mass% and 0-1 mass% are still more preferable. Thereby, a resist having no change over time such as foreign matter in liquid or sensitivity can be obtained. The molecular weight distribution (Mw / Mn, also referred to as dispersity) is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, in terms of resolution, resist shape, resist pattern side wall, roughness, and the like.
樹脂(HR)は、各種市販品を利用することもできるし、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種および開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド溶剤、さらには後述の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メチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明の組成物を溶解する溶媒が挙げられる。より好ましくは本発明のレジスト組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。 As the resin (HR), various commercially available products can be used, or they can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and the polymerization is performed by heating, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable. Examples of the reaction solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Furthermore, the solvent which melt | dissolves the composition of this invention like the below-mentioned propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone is mentioned. More preferably, the polymerization is performed using the same solvent as that used in the resist composition of the present invention. Thereby, generation | occurrence | production of the particle at the time of a preservation | save can be suppressed.
重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させ、必要に応じて連鎖移動剤を使用することもできる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などが挙げられる。反応の濃度は5〜50質量%であり、好ましくは30〜50質量%である。反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは60〜100℃である。
The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. As the polymerization initiator, a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) can be used to start the polymerization, and a chain transfer agent can be used if necessary. As the radical initiator, an azo initiator is preferable, and an azo initiator having an ester group, a cyano group, or a carboxyl group is preferable. Preferred examples of the initiator include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile,
反応終了後、室温まで放冷し、精製する。精製は、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液々抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、樹脂溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈澱法やろ別した樹脂スラリーを貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等の通常の方法を適用できる。たとえば、上記樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒(貧溶媒)を、該反応溶液の10倍以下の体積量、好ましくは10〜5倍の体積量で、接触させることにより樹脂を固体として析出させる。 After completion of the reaction, the mixture is allowed to cool to room temperature and purified. Purification can be accomplished by a liquid-liquid extraction method that removes residual monomers and oligomer components by combining water and an appropriate solvent, and a purification method in a solution state such as ultrafiltration that extracts and removes only those having a specific molecular weight or less. , Reprecipitation method that removes residual monomer by coagulating resin in poor solvent by dripping resin solution into poor solvent and purification in solid state such as washing filtered resin slurry with poor solvent A normal method such as a method can be applied. For example, the resin is precipitated as a solid by contacting a solvent (poor solvent) in which the resin is hardly soluble or insoluble in a volume amount of 10 times or less, preferably 10 to 5 times that of the reaction solution.
ポリマー溶液からの沈殿又は再沈殿操作の際に用いる溶媒(沈殿又は再沈殿溶媒)としては、該ポリマーの貧溶媒であればよく、ポリマーの種類に応じて、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、ニトロ化合物、エーテル、ケトン、エステル、カーボネート、アルコール、カルボン酸、水、これらの溶媒を含む混合溶媒等の中から適宜選択して使用できる。これらの中でも、沈殿又は再沈殿溶媒として、少なくともアルコール(特に、メタノールなど)または水を含む溶媒が好ましい。 The solvent (precipitation or reprecipitation solvent) used in the precipitation or reprecipitation operation from the polymer solution may be a poor solvent for the polymer, and may be a hydrocarbon, halogenated hydrocarbon, nitro, depending on the type of polymer. A compound, ether, ketone, ester, carbonate, alcohol, carboxylic acid, water, a mixed solvent containing these solvents, and the like can be appropriately selected for use. Among these, as a precipitation or reprecipitation solvent, a solvent containing at least an alcohol (particularly methanol or the like) or water is preferable.
沈殿又は再沈殿溶媒の使用量は、効率や収率等を考慮して適宜選択できるが、一般には、ポリマー溶液100質量部に対して、100〜10000質量部、好ましくは200〜2000質量部、さらに好ましくは300〜1000質量部である。 The amount of the precipitation or reprecipitation solvent used can be appropriately selected in consideration of efficiency, yield, and the like. More preferably, it is 300-1000 mass parts.
沈殿又は再沈殿する際の温度としては、効率や操作性を考慮して適宜選択できるが、通常0〜50℃程度、好ましくは室温付近(例えば20〜35℃程度)である。沈殿又は再沈殿操作は、攪拌槽などの慣用の混合容器を用い、バッチ式、連続式等の公知の方法により行うことができる。 The temperature for precipitation or reprecipitation can be appropriately selected in consideration of efficiency and operability, but is usually about 0 to 50 ° C., preferably around room temperature (for example, about 20 to 35 ° C.). The precipitation or reprecipitation operation can be performed by a known method such as a batch method or a continuous method using a conventional mixing vessel such as a stirring tank.
沈殿又は再沈殿したポリマーは、通常、濾過、遠心分離等の慣用の固液分離に付し、乾燥して使用に供される。濾過は、耐溶剤性の濾材を用い、好ましくは加圧下で行われる。
乾燥は、常圧又は減圧下(好ましくは減圧下)、30〜100℃程度、好ましくは30〜50℃程度の温度で行われる。
The precipitated or re-precipitated polymer is usually subjected to conventional solid-liquid separation such as filtration and centrifugation, and dried before use. Filtration is performed using a solvent-resistant filter medium, preferably under pressure.
Drying is performed at a temperature of about 30 to 100 ° C., preferably about 30 to 50 ° C. under normal pressure or reduced pressure (preferably under reduced pressure).
尚、一度、樹脂を析出させて、分離した後に、再び溶媒に溶解させ、該樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒と接触させてもよい。即ち、上記ラジカル重合反応終了後、該ポリマーが難溶あるいは不溶の溶媒を接触させ、樹脂を析出させ(工程a)、樹脂を溶液から分離し(工程b)、改めて溶媒に溶解させ樹脂溶液Aを調製(工程c)、その後、該樹脂溶液Aに、該樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒を、樹脂溶液Aの10倍未満の体積量(好ましくは5倍以下の体積量)で、接触させることにより樹脂固体を析出させ(工程d)、析出した樹脂を分離する(工程e)ことを含む方法でもよい。
以下に樹脂の具体例を示す。また、下記表に、各樹脂における繰り返し単位のモル比(各繰り返し単位と左から順に対応)、重量平均分子量、分散度を示す。
The resin may be once deposited and separated, and then dissolved again in a solvent, and the resin may be brought into contact with a hardly soluble or insoluble solvent. That is, after completion of the radical polymerization reaction, a solvent in which the polymer is hardly soluble or insoluble is brought into contact, the resin is precipitated (step a), the resin is separated from the solution (step b), and dissolved again in the solvent. (Step c), and then contact the resin solution A with a solvent in which the resin is hardly soluble or insoluble in a volume amount less than 10 times that of the resin solution A (preferably 5 times or less volume). This may be a method including precipitating a resin solid (step d) and separating the precipitated resin (step e).
Specific examples of the resin are shown below. The following table shows the molar ratio of repeating units in each resin (corresponding to each repeating unit in order from the left), the weight average molecular weight, and the degree of dispersion.
本発明のレジスト組成物によるレジスト膜と液浸液との間には、レジスト膜を直接、液浸液に接触させないために、液浸液難溶性膜(以下、「トップコート」ともいう)を設けてもよい。トップコートに必要な機能としては、レジスト上層部への塗布適性、放射線、特に193nmに対する透明性、液浸液難溶性である。トップコートは、レジストと混合せず、さらにレジスト上層に均一に塗布できることが好ましい。
トップコートは、193nm透明性という観点からは、芳香族を豊富に含有しないポリマーが好ましく、具体的には、炭化水素ポリマー、アクリル酸エステルポリマー、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリビニルエーテル、シリコン含有ポリマー、フッ素含有ポリマーなどが挙げられる。前述の疎水性樹脂(HR)はトップコートとしても好適なものである。トップコートから液浸液へ不純物が溶出すると光学レンズを汚染するという観点からは、トップコートに含まれるポリマーの残留モノマー成分は少ない方が好ましい。
In order to prevent the resist film from coming into direct contact with the immersion liquid between the resist film made of the resist composition of the present invention and the immersion liquid, an immersion liquid hardly soluble film (hereinafter also referred to as “top coat”) is provided. It may be provided. The functions necessary for the top coat are suitability for application to the upper layer of the resist, transparency to radiation, particularly 193 nm, and poor immersion liquid solubility. It is preferable that the top coat is not mixed with the resist and can be uniformly applied to the resist upper layer.
From the viewpoint of 193 nm transparency, the top coat is preferably a polymer that does not contain abundant aromatics. Specifically, the polymer contains a hydrocarbon polymer, an acrylate polymer, polymethacrylic acid, polyacrylic acid, polyvinyl ether, and silicon. Examples thereof include a polymer and a fluorine-containing polymer. The aforementioned hydrophobic resin (HR) is also suitable as a top coat. From the viewpoint of contaminating the optical lens when impurities are eluted from the top coat into the immersion liquid, it is preferable that the residual monomer component of the polymer contained in the top coat is small.
トップコートを剥離する際は、現像液を使用してもよいし、別途剥離剤を使用してもよい。剥離剤としては、感光性膜への浸透が小さい溶剤が好ましい。剥離工程が感光性膜の現像処理工程と同時にできるという点では、アルカリ現像液により剥離できることが好ましい。アルカリ現像液で剥離するという観点からは、トップコートは酸性が好ましいが、感光性膜との非インターミクス性の観点から、中性であってもアルカリ性であってもよい。
トップコートと液浸液との間には屈折率の差がない方が、解像力が向上する。ArFエキシマレーザー(波長:193nm)において、液浸液として水を用いる場合には、ArF液浸露光用トップコートは、液浸液の屈折率に近いことが好ましい。屈折率を液浸液に近くするという観点からは、トップコート中にフッ素原子を有することが好ましい。また、透明性・屈折率の観点から薄膜の方が好ましい。
When peeling the top coat, a developer may be used, or a separate release agent may be used. As the release agent, a solvent having a small penetration into the photosensitive film is preferable. In terms that the peeling step can be performed simultaneously with the development processing step of the photosensitive film, it is preferable that the peeling step can be performed with an alkali developer. The top coat is preferably acidic from the viewpoint of peeling with an alkali developer, but may be neutral or alkaline from the viewpoint of non-intermixability with the photosensitive film.
The resolution is improved when there is no difference in refractive index between the top coat and the immersion liquid. In the case of using water as the immersion liquid in an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), the top coat for ArF immersion exposure is preferably close to the refractive index of the immersion liquid. From the viewpoint of making the refractive index close to the immersion liquid, it is preferable to have fluorine atoms in the topcoat. A thin film is more preferable from the viewpoint of transparency and refractive index.
トップコートは、感光性膜と混合せず、さらに液浸液とも混合しないことが好ましい。
この観点から、液浸液が水の場合には、トップコートに使用される溶剤は、感光性組成物に使用される溶媒に難溶で、かつ非水溶性の媒体であることが好ましい。さらに、液浸液が有機溶剤である場合には、トップコートは水溶性であっても非水溶性であってもよい。
The top coat is preferably not mixed with the photosensitive film and further not mixed with the immersion liquid.
From this viewpoint, when the immersion liquid is water, the solvent used for the topcoat is preferably a non-water-soluble medium that is hardly soluble in the solvent used for the photosensitive composition. Furthermore, when the immersion liquid is an organic solvent, the topcoat may be water-soluble or water-insoluble.
(D)溶剤
本発明の感光性組成物は、上記の成分を所定の溶剤に溶解して用いる。
(D) Solvent The photosensitive composition of the present invention is used by dissolving the above components in a predetermined solvent.
使用し得る溶剤は、通常有機溶剤であり、溶剤としては、例えば、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等を挙げることができる。 The solvent that can be used is usually an organic solvent. Examples of the solvent include ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2- Methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate Propylpyruvate, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran And the like can be given.
本発明において、有機溶剤としては、単独で用いても混合して用いても良いが、異なる官能基を有する2種以上の溶剤を含有する混合溶剤を用いることが好ましい。これにより素材の溶解性が高まり、経時におけるパーティクルの発生が抑制できるだけでなく、良好なパターンプロファイルが得られる。溶剤が含有する好ましい官能基としては、エステル基、ラクトン基、水酸基、ケトン基、カーボネート基が挙げられる。異なる官能基を有する混合溶剤としては以下の(S1)〜(S5)の混合溶剤が好ましい。
(S1)水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤、
(S2)エステル構造を有する溶剤とケトン構造を有する溶剤とを混合した混合溶剤
(S3)エステル構造を有する溶剤とラクトン構造を有する溶剤とを混合した混合溶剤
(S4)エステル構造を有する溶剤とラクトン構造を有する溶剤と水酸基を含有する溶剤とを混合した混合溶剤
(S5)エステル構造を有する溶剤とカーボネート構造を有する溶剤と水酸基を含有する溶剤とを混合した混合溶剤
これによりレジスト液保存時のパーティクル発生を軽減でき、また、塗布時の欠陥の発生を抑制することができる。
In the present invention, the organic solvent may be used alone or in combination, but it is preferable to use a mixed solvent containing two or more solvents having different functional groups. As a result, the solubility of the material is increased, and not only the generation of particles over time can be suppressed, but also a good pattern profile can be obtained. Preferable functional groups contained in the solvent include ester groups, lactone groups, hydroxyl groups, ketone groups, and carbonate groups. As the mixed solvent having different functional groups, the following mixed solvents (S1) to (S5) are preferable.
(S1) a mixed solvent obtained by mixing a solvent containing a hydroxyl group and a solvent not containing a hydroxyl group,
(S2) Mixed solvent in which a solvent having an ester structure and a solvent having a ketone structure are mixed (S3) A mixed solvent in which a solvent having an ester structure and a solvent having a lactone structure are mixed (S4) A solvent having an ester structure and a lactone Mixed solvent in which solvent having structure and solvent containing hydroxyl group are mixed (S5) Mixed solvent in which solvent having ester structure, solvent having carbonate structure and solvent containing hydroxyl group are mixed. Generation | occurrence | production can be reduced and generation | occurrence | production of the defect at the time of application | coating can be suppressed.
水酸基を含有する溶剤としては、例えば、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、乳酸エチル等を挙げることができ、これらの内でプロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチルが特に好ましい。 Examples of the solvent containing a hydroxyl group include ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethyl lactate, and the like. Particularly preferred are propylene glycol monomethyl ether and ethyl lactate.
水酸基を含有しない溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げることができ、これらの内で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルが特に好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、シクロヘキサノンが最も好ましい。 Examples of the solvent not containing a hydroxyl group include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide and the like. Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, and butyl acetate are particularly preferred, and propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate. 2-heptanone and cyclohexanone are most preferred.
ケトン構造を有する溶剤としてはシクロヘキサノン、2−ヘプタノンなどが挙げられ、好ましくはシクロヘキサノンである。
エステル構造を有する溶剤としてはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、酢酸ブチルなどが挙げられ、好ましくはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートである。
ラクトン構造を有する溶剤としてはγ−ブチロラクトンが挙げられる。
カーボネート構造を有する溶剤としてはプロピレンカーボネート、エチレンカーボネートが挙げられ、好ましくはプロピレンカーボネートである。
Examples of the solvent having a ketone structure include cyclohexanone and 2-heptanone, and cyclohexanone is preferable.
Examples of the solvent having an ester structure include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, and butyl acetate, and propylene glycol monomethyl ether acetate is preferable.
Examples of the solvent having a lactone structure include γ-butyrolactone.
Examples of the solvent having a carbonate structure include propylene carbonate and ethylene carbonate, with propylene carbonate being preferred.
本発明のレジスト組成物においては、特に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、2−ヘプタノン、γブチロラクトンのうち少なくとも一つを含むことが好ましい。 The resist composition of the present invention preferably contains at least one of propylene glycol monomethyl ether acetate, 2-heptanone, and γ-butyrolactone.
水酸基を含有する溶剤と水酸基を含有しない溶剤との混合比(質量)は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは20/80〜60/40である。水酸基を含有しない溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。
エステル構造を有する溶剤とケトン構造を有する溶剤との混合比(質量)は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは40/60〜80/20である。エステル構造を有する溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。
エステル構造を有する溶剤とラクトン構造を有する溶剤との混合比(質量)は、70/30〜99/1、好ましくは80/20〜99/1、更に好ましくは90/10〜99/1である。エステル構造を有する溶剤を70質量%以上含有する混合溶剤が経時安定性の点で特に好ましい。
エステル構造を有する溶剤とラクトン構造を有する溶剤と水酸基を含有する溶剤を混合する際は、エステル構造を有する溶剤を30〜80重量%、ラクトン構造を有する溶剤を1〜20重量%、水酸基を含有する溶剤を10〜60重量%含有することが好ましい。
エステル構造を有する溶剤とカーボネート構造を有する溶剤と水酸基を含有する溶剤を混合する際は、エステル構造を有する溶剤を30〜80重量%、カーボネート構造を有する溶剤を1〜20重量%、水酸基を含有する溶剤を10〜60重量%含有することが好ましい。
The mixing ratio (mass) of the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 60/40. . A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent not containing a hydroxyl group is particularly preferred from the viewpoint of coating uniformity.
The mixing ratio (mass) of the solvent having an ester structure and the solvent having a ketone structure is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, and more preferably 40/60 to 80/20. . A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent having an ester structure is particularly preferable from the viewpoint of coating uniformity.
The mixing ratio (mass) of the solvent having an ester structure and the solvent having a lactone structure is 70/30 to 99/1, preferably 80/20 to 99/1, and more preferably 90/10 to 99/1. . A mixed solvent containing 70% by mass or more of a solvent having an ester structure is particularly preferable from the viewpoint of stability over time.
When mixing a solvent having an ester structure, a solvent having a lactone structure, and a solvent containing a hydroxyl group, the solvent having an ester structure is 30 to 80% by weight, the solvent having a lactone structure is 1 to 20% by weight, and the hydroxyl group is contained. It is preferable to contain 10 to 60% by weight of the solvent.
When mixing a solvent having an ester structure, a solvent having a carbonate structure and a solvent containing a hydroxyl group, the solvent having an ester structure is 30 to 80% by weight, the solvent having a carbonate structure is 1 to 20% by weight, and the hydroxyl group is contained. It is preferable to contain 10 to 60% by weight of the solvent.
(E)塩基性化合物
本発明のポジ型感光性組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減あるいは、露光によって発生した酸の膜中拡散性を制御するために、(E)塩基性化合物を含有することが好ましい。
(E) Basic compound The positive photosensitive composition of the present invention comprises (E) a base in order to reduce the change in performance over time from exposure to heating, or to control the diffusibility of the acid generated by exposure in the film. It is preferable to contain a functional compound.
塩基性化合物としては含窒素塩基性化合物、オニウム塩化合物を挙げることができる。
好ましい含窒素塩基性化合物構造として、下記式(A)〜(E)で示される部分構造を有する化合物を挙げることができる。
Examples of basic compounds include nitrogen-containing basic compounds and onium salt compounds.
Preferable nitrogen-containing basic compound structures include compounds having partial structures represented by the following formulas (A) to (E).
ここでR250、R251及びR252は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル、炭素数3〜20のシクロアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基であり、ここでR250とR251は互いに結合して環を形成してもよい。これらは置換基を有していてもよく、置換基を有するアルキル基及びシクロアルキル基としては、炭素数1〜20のアミノアルキル基又は炭素数3〜20のアミノシクロアルキル基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基又は炭素数3〜20のヒドロキシシクロアルキル基が好ましい。
また、これらはアルキル鎖中に酸素原子、硫黄原子、窒素原子を含んでも良い。
Here, R 250 , R 251 and R 252 are each independently a hydrogen atom, an alkyl having 1 to 20 carbons, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbons or an aryl group having 6 to 20 carbons, R 250 and R 251 may combine with each other to form a ring. These may have a substituent. Examples of the alkyl group and cycloalkyl group having a substituent include an aminoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aminocycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and 1 to 1 carbon atoms. A 20 hydroxyalkyl group or a C 3-20 hydroxycycloalkyl group is preferred.
These may contain an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom in the alkyl chain.
式中、R253、R254、R255及びR256は、各々独立に、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数3〜6のシクロアルキル基を示す。 In the formula, R 253 , R 254 , R 255 and R 256 each independently represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms.
好ましい化合物として、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルフォリン、ピペリジンを挙げることができ、置換基を有していてもよい。更に好ましい化合物として、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体等を挙げることができる。 Preferable compounds include guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine, and piperidine, and may have a substituent. More preferable compounds include compounds having an imidazole structure, a diazabicyclo structure, an onium hydroxide structure, an onium carboxylate structure, a trialkylamine structure, an aniline structure or a pyridine structure, an alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond, a hydroxyl group and / or Or the aniline derivative which has an ether bond etc. can be mentioned.
イミダゾール構造を有する化合物としてはイミダゾール、2、4、5−トリフェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール等があげられる。ジアザビシクロ構造を有する化合物としては1、4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1、5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノナ−5−エン、1、8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカ−7−エンなどがあげられる。オニウムヒドロキシド構造を有する化合物としてはトリアリールスルホニウムヒドロキシド、フェナシルスルホニウムヒドロキシド、2−オキソアルキル基を有するスルホニウムヒドロキシド、具体的にはトリフェニルスルホニウムヒドロキシド、トリス(t−ブチルフェニル)スルホニウムヒドロキシド、ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェニウムヒドロキシド、2−オキソプロピルチオフェニウムヒドロキシドなどがあげられる。オニウムカルボキシレート構造を有する化合物としてはオニウムヒドロキシド構造を有する化合物のアニオン部がカルボキシレートになったものであり、例えばアセテート、アダマンタン−1−カルボキシレート、パーフロロアルキルカルボキシレート等があげられる。トリアルキルアミン構造を有する化合物としては、トリ(n−ブチル)アミン、トリ(n−オクチル)アミン等を挙げることができる。アニリン化合物としては、2,6−ジイソプロピルアニリン、N,N−ジメチルアニリン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体としては、N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アニリン等を挙げることができる。
本発明のレジスト組成物においては、特に、2,6−ジイソプロピルアニリン、テトラブチルアンモニウムヒドロキシドの少なくとも一つを含むことが好ましい。
Examples of the compound having an imidazole structure include imidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, benzimidazole, and the like. Examples of the compound having a diazabicyclo structure include 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] non-5-ene, and 1,8-diazabicyclo [5,4,0. ] Undec-7-ene. Examples of the compound having an onium hydroxide structure include triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, sulfonium hydroxide having a 2-oxoalkyl group, specifically triphenylsulfonium hydroxide, tris (t-butylphenyl) sulfonium. Examples thereof include hydroxide, bis (t-butylphenyl) iodonium hydroxide, phenacylthiophenium hydroxide, and 2-oxopropylthiophenium hydroxide. The compound having an onium carboxylate structure is a compound having an onium hydroxide structure in which the anion moiety is converted to a carboxylate, and examples thereof include acetate, adamantane-1-carboxylate, and perfluoroalkylcarboxylate. Examples of the compound having a trialkylamine structure include tri (n-butyl) amine and tri (n-octyl) amine. Examples of aniline compounds include 2,6-diisopropylaniline and N, N-dimethylaniline. Examples of the alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and tris (methoxyethoxyethyl) amine. Examples of aniline derivatives having a hydroxyl group and / or an ether bond include N, N-bis (hydroxyethyl) aniline.
The resist composition of the present invention preferably contains at least one of 2,6-diisopropylaniline and tetrabutylammonium hydroxide.
これらの塩基性化合物は、単独であるいは2種以上で用いられる。塩基性化合物の使用量は、ポジ型感光性組成物の固形分を基準として、通常0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。十分な添加効果を得る上で0.001質量%以上が好ましく、感度や非露光部の現像性の点で10質量%以下が好ましい。 These basic compounds are used alone or in combination of two or more. The usage-amount of a basic compound is 0.001-10 mass% normally based on solid content of a positive photosensitive composition, Preferably it is 0.01-5 mass%. In order to obtain a sufficient addition effect, 0.001% by mass or more is preferable, and 10% by mass or less is preferable in terms of sensitivity and developability of the non-exposed area.
(F)界面活性剤
本発明のポジ型感光性組成物は、界面活性剤を含有することが好ましい。界面活性剤としては、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を含有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することが好ましい。
(F) Surfactant The positive photosensitive composition of the present invention preferably contains a surfactant. As the surfactant, any one of fluorine-based and / or silicon-based surfactants (fluorine-based surfactant and silicon-based surfactant, surfactant containing both fluorine atom and silicon atom), or two kinds of surfactants It is preferable to contain the above.
本発明のポジ型感光性組成物がフッ素及び/又はシリコン系界面活性剤とを含有することにより、250nm以下、特に220nm以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ないレジストパターンを与えることが可能となる。 When the positive photosensitive composition of the present invention contains fluorine and / or a silicon-based surfactant, adhesion and development with good sensitivity and resolution when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less. A resist pattern with few defects can be provided.
これらのフッ素及び/又はシリコン系界面活性剤として、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。 Examples of these fluorine and / or silicon surfactants include, for example, JP-A No. 62-36663, JP-A No. 61-226746, JP-A No. 61-226745, JP-A No. 62-170950, JP 63-34540 A, JP 7-230165 A, JP 8-62834 A, JP 9-54432 A, JP 9-5988 A, JP 2002-277862 A, US Patent Nos. 5,405,720, 5,360,692, 5,529,881, 5,296,330, 5,436,098, 5,576,143, 5,294,511, 5,824,451 Surfactant can be mentioned, The following commercially available surfactant can also be used as it is.
使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。 Examples of commercially available surfactants that can be used include F-top EF301, EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, 431 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173, F176, F189, R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (Troy Chemical Co., Ltd.), etc. Fluorine type surfactant or silicon type surfactant can be mentioned. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.
また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)もしくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することが出来る。 In addition to the known surfactants described above, the surfactant is derived from a fluoroaliphatic compound produced by a telomerization method (also called telomer method) or an oligomerization method (also called oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group can be used. The fluoroaliphatic compound can be synthesized by the method described in JP-A-2002-90991.
フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート及び/又は(ポリ(オキシアルキレン))メタクリレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布していても、ブロック共重合していてもよい。また、ポリ(オキシアルキレン)基としては、ポリ(オキシエチレン)基、ポリ(オキシプロピレン)基、ポリ(オキシブチレン)基などが挙げられ、また、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体)やポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体)など同じ鎖長内に異なる鎖長のアルキレンを有するようなユニットでもよい。さらに、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体は2元共重合体ばかりでなく、異なる2種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマーや、異なる2種以上の(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)などを同時に共重合した3元系以上の共重合体でもよい。 As the polymer having a fluoroaliphatic group, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate and / or (poly (oxyalkylene)) methacrylate is preferable and distributed irregularly. It may be block copolymerized. Examples of the poly (oxyalkylene) group include a poly (oxyethylene) group, a poly (oxypropylene) group, a poly (oxybutylene) group, and the like, and a poly (oxyethylene, oxypropylene, and oxyethylene group). A unit having different chain lengths in the same chain length, such as a block link) or poly (block link of oxyethylene and oxypropylene) may be used. Furthermore, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate) is not only a binary copolymer but also a monomer having two or more different fluoroaliphatic groups, Further, it may be a ternary or higher copolymer obtained by simultaneously copolymerizing two or more different (poly (oxyalkylene)) acrylates (or methacrylates).
例えば、市販の界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(大日本インキ化学工業(株)製)を挙げることができる。さらに、C6F13基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C6F13基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C8F17基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C8F17基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、などを挙げることができる。 Examples of commercially available surfactants include Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, and F-472 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.). Further, a copolymer of an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxy) (Ethylene)) acrylate (or methacrylate) and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate) copolymer, acrylate (or methacrylate) and (poly (oxyalkylene)) acrylate having C 8 F 17 groups (or Copolymer of acrylate (or methacrylate), (poly (oxyethylene)) acrylate (or methacrylate), and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate) having a C 8 F 17 group Coalesce, etc. Can.
フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタン脂肪族エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪族エステル類等のノニオン系界面活性剤を挙げることができる。 Other surfactants other than fluorine and / or silicon surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan aliphatic esters And nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan aliphatic esters.
これらの界面活性剤は単独で添加してもよいし、また、いくつかの組み合わせで添加することもできる。 These surfactants may be added alone or in some combination.
界面活性剤の使用量は、ポジ型感光性組成物の全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.0001〜2質量%、より好ましくは0.001〜1質量%である。 The amount of the surfactant used is preferably 0.0001 to 2% by mass, more preferably 0.001 to 1% by mass, based on the total amount of the positive photosensitive composition (excluding the solvent).
(G)アルカリ可溶性基、親水基、酸分解性基から選ばれるすくなくとも1つを有する、分子量3000以下の溶解制御化合物(以下、「溶解制御化合物」ともいう)を加えてもよい
(G)溶解制御化合物としては、カルボキシル基、スルホニルイミド基、α位がフロロアルキル基で置換された水酸基などのようなアルカリ可溶性基を有する化合物、水酸基やラクトン基、シアノ基、アミド基、ピロリドン基、スルホンアミド基、などの親水性基を有する化合物、または酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基または親水性基を放出する基を含有する化合物が好ましい。酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基または親水性基を放出する基としてはカルボキシル基あるいは水酸基を酸分解性基で保護した基が好ましい。溶解制御化合物としては220nm以下の透過性を低下させないため、芳香環を含有しない化合物を用いるか、芳香環を有する化合物を組成物の固形分に対し20wt%以下の添加量で用いることが好ましい。
好ましい溶解制御化合物としてはアダマンタン(ジ)カルボン酸、ノルボルナンカルボン酸、コール酸などの脂環炭化水素構造を有するカルボン酸化合物、またはそのカルボン酸を酸分解性基で保護した化合物、糖類などのポリオール、またはその水酸基を酸分解性基で保護した化合物が好ましい。
(G) A dissolution control compound having a molecular weight of 3000 or less (hereinafter also referred to as a “solubility control compound”) having at least one selected from an alkali-soluble group, a hydrophilic group, and an acid-decomposable group may be added. Control compounds include carboxyl groups, sulfonylimide groups, compounds having an alkali-soluble group such as a hydroxyl group substituted at the α-position with a fluoroalkyl group, hydroxyl groups, lactone groups, cyano groups, amide groups, pyrrolidone groups, sulfonamide A compound having a hydrophilic group such as a group or a compound containing a group capable of decomposing by the action of an acid to release an alkali-soluble group or a hydrophilic group is preferable. The group capable of decomposing by the action of an acid to release an alkali-soluble group or a hydrophilic group is preferably a group in which a carboxyl group or a hydroxyl group is protected with an acid-decomposable group. In order not to lower the permeability of 220 nm or less as the dissolution control compound, it is preferable to use a compound that does not contain an aromatic ring, or to use a compound having an aromatic ring in an amount of 20 wt% or less based on the solid content of the composition.
Preferred dissolution control compounds include carboxylic acid compounds having an alicyclic hydrocarbon structure such as adamantane (di) carboxylic acid, norbornane carboxylic acid, and cholic acid, or compounds in which the carboxylic acid is protected with an acid-decomposable group, and polyols such as saccharides. Or a compound having its hydroxyl group protected with an acid-decomposable group is preferred.
本発明における溶解制御化合物の分子量は、3000以下であり、好ましくは300〜3000、更に好ましくは500〜2500である。 The molecular weight of the dissolution controlling compound in the present invention is 3000 or less, preferably 300 to 3000, and more preferably 500 to 2500.
溶解制御化合物の添加量は、感光性組成物の固形分に対し、好ましくは3〜40質量%であり、より好ましくは5〜20質量%である。 The addition amount of the dissolution control compound is preferably 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, based on the solid content of the photosensitive composition.
以下に溶解制御化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。 Specific examples of the dissolution control compound are shown below, but the present invention is not limited thereto.
<その他の添加剤>
本発明のポジ型感光性組成物には、必要に応じてさらに染料、可塑剤、光増感剤、及び現像液に対する溶解性を促進させる化合物等を含有させることができる。
<Other additives>
If necessary, the positive photosensitive composition of the present invention may further contain a dye, a plasticizer, a photosensitizer, a compound that promotes solubility in a developer, and the like.
本発明で使用できる現像液に対する溶解促進性化合物は、フェノール性OH基を2個以上、又はカルボキシ基を1個以上有する分子量1,000以下の低分子化合物である。カルボキシ基を有する場合は脂環族又は脂肪族化合物が好ましい。 The dissolution accelerating compound for the developer that can be used in the present invention is a low molecular weight compound having a molecular weight of 1,000 or less and having two or more phenolic OH groups or one or more carboxy groups. When it has a carboxy group, an alicyclic or aliphatic compound is preferable.
これら溶解促進性化合物の好ましい添加量は、酸分解性樹脂に対して2〜50質量%であり、さらに好ましくは5〜30質量%である。現像残渣抑制、現像時パターン変形防止の点で50質量%以下が好ましい。 A preferable addition amount of these dissolution promoting compounds is 2 to 50% by mass, and more preferably 5 to 30% by mass with respect to the acid-decomposable resin. 50 mass% or less is preferable at the point of development residue suppression and the pattern deformation prevention at the time of image development.
このような分子量1000以下のフェノール化合物は、例えば、特開平4−122938号、特開平2−28531号、米国特許第4916210号、欧州特許第219294号等に記載の方法を参考にして、当業者において容易に合成することができる。 Such phenolic compounds having a molecular weight of 1000 or less can be obtained by referring to methods described in, for example, JP-A-4-1222938, JP-A-2-28531, U.S. Pat. No. 4,916,210, European Patent 219294, and the like. Can be easily synthesized.
カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物の具体例としてはコール酸、デオキシコール酸、リトコール酸などのステロイド構造を有するカルボン酸誘導体、アダマンタンカルボン酸誘導体、アダマンタンジカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。 Specific examples of alicyclic or aliphatic compounds having a carboxyl group include carboxylic acid derivatives having a steroid structure such as cholic acid, deoxycholic acid, lithocholic acid, adamantane carboxylic acid derivatives, adamantane dicarboxylic acid, cyclohexane carboxylic acid, cyclohexane Examples thereof include, but are not limited to, dicarboxylic acids.
(パターン形成方法)
本発明のポジ型感光性組成物は、上記の成分を所定の有機溶剤、好ましくは前記混合溶剤に溶解し、フィルター濾過した後、次のように所定の支持体上に塗布して用いる。フィルター濾過に用いるフィルターはポアサイズ0.1ミクロン以下、より好ましくは0.05ミクロン以下、更に好ましくは0.03ミクロン以下のポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のものが好ましい。
(Pattern formation method)
The positive photosensitive composition of the present invention is used by dissolving the above components in a predetermined organic solvent, preferably the mixed solvent, filtering the solution, and applying the solution on a predetermined support as follows. The filter used for filter filtration is preferably made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon having a pore size of 0.1 microns or less, more preferably 0.05 microns or less, and still more preferably 0.03 microns or less.
例えば、ポジ型感光性組成物を精密集積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆)上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法により塗布、乾燥し、感光性膜を形成する。
当該感光性膜に、所定のマスクを通して活性光線又は放射線を照射し、好ましくはベーク(加熱)を行い、現像、リンスする。これにより良好なパターンを得ることができる。
活性光線又は放射線の照射時に感光性膜とレンズの間に空気よりも屈折率の高い液体(液浸媒体)を満たして露光(液浸露光)を行うことが好ましい。これにより解像性を高めることができる。用いる液浸媒体としては空気よりも屈折率の高い液体であればいずれのものでも用いることができるが好ましくは純水である。また、液浸露光を行なう際に液浸媒体と感光性膜が直接触れ合わないようにするために感光性膜の上にさらにオーバーコート層を設けても良い。これにより感光性膜から液浸媒体への組成物の溶出が抑えられ、現像欠陥が低減する。
For example, a positive photosensitive composition is coated on a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) used in the manufacture of precision integrated circuit elements by a suitable coating method such as a spinner or coater, dried, and photosensitive. A film is formed.
The photosensitive film is irradiated with actinic rays or radiation through a predetermined mask, preferably baked (heated), developed and rinsed. Thereby, a good pattern can be obtained.
It is preferable to perform exposure (immersion exposure) by filling a liquid (immersion medium) having a refractive index higher than air between the photosensitive film and the lens during irradiation with actinic rays or radiation. Thereby, resolution can be improved. As the immersion medium to be used, any liquid can be used as long as it has a higher refractive index than air, but pure water is preferred. Further, an overcoat layer may be further provided on the photosensitive film so that the immersion medium and the photosensitive film do not come into direct contact with each other during the immersion exposure. Thereby, the elution of the composition from the photosensitive film to the immersion medium is suppressed, and development defects are reduced.
感光性膜を形成する前に、基板上に予め反射防止膜を塗設してもよい。
反射防止膜としては、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、アモルファスシリコン等の無機膜型と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型のいずれも用いることができる。また、有機反射防止膜として、ブリューワーサイエンス社製のDUV30シリーズや、DUV−40シリーズ、シプレー社製のAR−2、AR−3、AR−5等の市販の有機反射防止膜を使用することもできる。
Before forming the photosensitive film, an antireflection film may be coated on the substrate in advance.
As the antireflection film, any of an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, and amorphous silicon, and an organic film type made of a light absorber and a polymer material can be used. In addition, as the organic antireflection film, commercially available organic antireflection films such as DUV30 series, DUV-40 series manufactured by Brewer Science, AR-2, AR-3, AR-5 manufactured by Shipley, etc. may be used. it can.
活性光線又は放射線としては、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、X線、電子線等を挙げることができるが、好ましくは250nm以下、より好ましくは220nm以下の波長の遠紫外光、具体的には、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、F2エキシマレーザー(157nm)、X線、電子ビーム等であり、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、EUV(13nm)、電子ビームが好ましい。 Examples of the actinic ray or radiation include infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-ray, electron beam, etc., but preferably far ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less, more preferably 220 nm or less. Specifically, KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (157 nm), X-ray, electron beam, etc. ArF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (13 nm) An electron beam is preferred.
現像工程では、アルカリ現像液を次のように用いる。レジスト組成物のアルカリ現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用することができる。
さらに、上記アルカリ現像液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常0.1〜20質量%である。
アルカリ現像液のpHは、通常10.0〜15.0である。
In the development step, an alkaline developer is used as follows. As an alkaline developer of the resist composition, inorganic hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, Secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide and the like Alkaline aqueous solutions such as quaternary ammonium salts, cyclic amines such as pyrrole and pihelidine can be used.
Furthermore, alcohols and surfactants can be added in appropriate amounts to the alkaline developer.
The alkali concentration of the alkali developer is usually from 0.1 to 20% by mass.
The pH of the alkali developer is usually from 10.0 to 15.0.
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明の内容がこれにより限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, the content of this invention is not limited by this.
合成例 樹脂(C)の合成
tert−butyl acrylate 25.63gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解し、固形分濃度20%の溶液117.92gを調製した。この溶液に和光純薬工業(株)製重合開始剤V−601を2.0mol%(0.921g)加え、これを窒素雰囲気下、4時間かけて80℃に加熱したプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート10.25gに滴下した。滴下終了後、反応液を2時間80℃で攪拌した。反応液を室温まで冷却し、20倍量のメタノールに滴下した。析出固体をろ過し、目的物である樹脂HR‐1を22.1gを得た。
GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は12000、分散度は2.0であった。
同様にして他の樹脂(C)も作成した。
Synthesis Example Synthesis of Resin (C) 25.63 g of tert-butyl acrylate was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate to prepare 117.92 g of a solution having a solid content concentration of 20%. To this solution, 2.0 mol% (0.921 g) of a polymerization initiator V-601 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added, and this was heated to 80 ° C. for 4 hours under a nitrogen atmosphere. To 25 g. After completion of dropping, the reaction solution was stirred at 80 ° C. for 2 hours. The reaction solution was cooled to room temperature and added dropwise to 20 times the amount of methanol. The precipitated solid was filtered to obtain 22.1 g of the target resin HR-1.
The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 12000, and the degree of dispersion was 2.0.
Similarly, another resin (C) was prepared.
<レジスト調整>
下記表2に示す成分を溶剤に溶解させ、それぞれについて固形分濃度7質量%の溶液を調整し、これをポアサイズ0.1μmのポリエチレンフィルターで濾過してポジ型レジスト溶液を調整した。調製したポジ型レジスト組成物を下記の方法で評価し、結果を下記表に示した。
尚、表における各成分について、複数使用した場合の比は質量比である。
<Registration adjustment>
The components shown in Table 2 below were dissolved in a solvent, and a solution having a solid content of 7% by mass was prepared for each, and this was filtered through a polyethylene filter having a pore size of 0.1 μm to prepare a positive resist solution. The prepared positive resist composition was evaluated by the following method, and the results are shown in the following table.
In addition, about each component in a table | surface, ratio when using two or more is a mass ratio.
〔画像性能試験〕
(条件1)
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物を塗布し、120℃で、60秒間ベークを行い、250nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザースキャナー(ASML社製 PAS5500/1100、NA0.75、σo/σi=0.85/0.55)を用いてパターン露光した。その後120℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間現像し、純水でリンスした後、スピン乾燥してレジストパターンを得た。
[Image performance test]
(Condition 1)
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition prepared thereon was applied, and baked at 120 ° C. for 60 seconds to form a 250 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (PAS5500 / 1100, NA0.75, σo / σi = 0.85 / 0.55, manufactured by ASML). Thereafter, heating was performed at 120 ° C. for 60 seconds, followed by development with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38 mass%) for 30 seconds, rinsing with pure water, and spin drying to obtain a resist pattern.
(条件2)
本条件は、純水を用いた液浸露光法によりレジストパターンを形成するものである。
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物を塗布し、120℃で、60秒間ベークを行い、250nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザー液浸スキャナー(NA0.75)を用い、パターン露光した。液浸液としては不純物5ppb以下の超純水を使用した。その後120℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間現像し、純水でリンスした後、スピン乾燥してレジストパターンを得た。
(Condition 2)
This condition is to form a resist pattern by an immersion exposure method using pure water.
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition prepared thereon was applied, and baked at 120 ° C. for 60 seconds to form a 250 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser immersion scanner (NA 0.75). As the immersion liquid, ultrapure water having impurities of 5 ppb or less was used. Thereafter, heating was performed at 120 ° C. for 60 seconds, followed by development with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38 mass%) for 30 seconds, rinsing with pure water, and spin drying to obtain a resist pattern.
〔ラインエッジラフネス評価〕
ラインエッジエッジラフネス(LER)の測定は測長走査型電子顕微鏡(SEM)を使用して120nmの孤立パターンを観察し、ラインパターンの長手方向のエッジが5μmの範囲についてエッジのあるべき基準線からの距離を測長SEM((株)日立製作所S−8840)により50ポイント測定し、標準偏差を求め、3σを算出した。単位はnmであり、値が小さいほど良好な性能であることを示す。
[Line edge roughness evaluation]
The line edge edge roughness (LER) is measured by using a length-measuring scanning electron microscope (SEM) to observe an isolated pattern of 120 nm and from the reference line where the edge in the longitudinal direction of the line pattern should be 5 μm. The distance was measured by 50 points with a length measuring SEM (Hitachi, Ltd. S-8840), the standard deviation was obtained, and 3σ was calculated. The unit is nm, and a smaller value indicates better performance.
〔水追随性〕
シリコンウエハー上に調製したポジ型レジスト組成物を塗布し、115℃で、60秒間ベークを行い、200nmのレジスト膜を形成した。次に、図1に示すように、得られたレジスト膜を形成したウェハー1の中心部に蒸留水15mlをピペットで垂らした。その蒸留水パドル上へ凧糸2付きの10cm角石英板3を乗せてウェハー1と石英板3のすき間全面を蒸留水4で満たす状態にした。
次に、ウェハー1を固定した状態で石英板3に付いた凧糸2を速度30cm/秒で回転するモーター5の回転部に巻きつけ、0.5秒間モーター5のスイッチを入れて石英板3を移動させた。石英板3の移動後、石英板3の下に残った蒸留水の量を次のような基準で判断し、水追従性の指標とした。
図2中、(a)〜(d)は、石英板移動後、石英板3を上から観察した様々なパターンを模式的に示したものであり、斜線部6は石英板3の下に残った蒸留水の領域を、空白部7は石英板3の移動に蒸留水が追従できず空気が入ってしまった領域である。
(a)に示すように、石英板移動後も基板全面に水が残っているものを追従性◎、(b)に示すように空気の入る面積が全基板面積に対して1割程度に留まるものを追従性○、(c)に示すように空気の入る面積が全基板面積に対して2割以上5割未満のものを追従性△、(d)に示すように空気の入る面積が全基板面積に対して5割以上のものを追従性×とした。
[Water followability]
The prepared positive resist composition was applied on a silicon wafer and baked at 115 ° C. for 60 seconds to form a 200 nm resist film. Next, as shown in FIG. 1, 15 ml of distilled water was pipetted on the center of the wafer 1 on which the obtained resist film was formed. A 10 cm
Next, the
2, (a) to (d) schematically show various patterns obtained by observing the
As shown in (a), the water remains on the entire surface of the substrate even after moving the quartz plate, and the followability is excellent. As shown in (b), the area where air enters is about 10% of the total substrate area. Followability ○, as shown in (c), the area where the air enters is 20% or more and less than 50% of the total board area △, the area where the air enters as shown in (d) The thing of 50% or more with respect to the board | substrate area was made into followable | trackability x.
表2における記号は次の通りである。 The symbols in Table 2 are as follows.
実施例で用いた酸分解性樹脂(A)の構造等を以下に示す。 The structure of the acid-decomposable resin (A) used in the examples is shown below.
実施例で用いた化合物(B)の構造を以下に示す。 The structure of the compound (B) used in the examples is shown below.
N−1:N,N−ジブチルアニリン
N−2:テトラブチルアンモニウムヒドロキシド
N−3:2,6−ジイソプロピルアニリン
N−4:トリ−n−オクチルアミン
N−5:N,N−ジヒドロキシエチルアニリン
N−6:N,N−ジヘキシルアニリン
N-1: N, N-dibutylaniline N-2: Tetrabutylammonium hydroxide N-3: 2,6-diisopropylaniline N-4: Tri-n-octylamine N-5: N, N-dihydroxyethylaniline N-6: N, N-dihexylaniline
W−1:メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製)
(フッ素系)
W−2:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)
(フッ素及びシリコン系)
W−3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)
(シリコン系)
W−4:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)
W−5:PF656(OMNOVA社製、フッ素系)
W−6:PF6320(OMNOVA社製、フッ素系)
W-1: Megafuck F176 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)
(Fluorine)
W-2: Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.)
(Fluorine and silicon)
W-3: Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
(Silicon)
W-4: Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.)
W-5: PF656 (manufactured by OMNOVA, fluorine-based)
W-6: PF6320 (manufactured by OMNOVA, fluorine-based)
SL−1: シクロヘキサノン
SL−2: プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
SL−3: 2−ヘプタノン
SL−4: プロピレングリコールモノメチルエーテル
SL−5: γ−ブチロラクトン
SL−6: プロピレンカーボネート
SL-1: cyclohexanone SL-2: propylene glycol monomethyl ether acetate SL-3: 2-heptanone SL-4: propylene glycol monomethyl ether SL-5: γ-butyrolactone SL-6: propylene carbonate
表2の結果より本発明の感光性組成物は液浸露光時において、水追随性に優れ、且つラインエッジラフネスが良好であることは明らかである。 From the results shown in Table 2, it is clear that the photosensitive composition of the present invention has excellent water followability and good line edge roughness during immersion exposure.
1 レジスト膜を形成したウェハー
2 凧糸
3 石英板
4 蒸留水
5 モーター
6 蒸留水のある領域
7 空気の入った領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wafer which formed resist
Claims (16)
一般式(I)中、
Xa1は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ry1〜Ry3は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。Ry1〜Ry3の内の少なくとも2つが結合して環構造を形成してもよい。
Zは、2価の連結基を表す。
R1は、各々独立に水素原子またはメチル基を表す。
R2は、各々独立に1つ以上の−CH3部分構造を有する炭化水素基を表す。
P1は、単結合、またはアルキレン、エーテル、またはそれらを2つ以上有する連結基を表す。
P2は、−O−、−NR−(Rは水素原子またはアルキル)、−NHSO2−から選ばれる連結基を表す。
nは1〜4の整数を表す。 (A) a resin having an acid-decomposable repeating unit represented by the following general formula (I), which increases the dissolution rate in an alkali developer by the action of an acid; (B) an acid by irradiation with actinic rays or radiation; A generated compound, (C) a resin that does not contain fluorine and silicon and has at least one repeating unit selected from the following general formulas (CI) to (C-III), and (D) a solvent A positive photosensitive composition, wherein the content of the resin of component (C) is 0.1 to 20% by mass based on the solid content of the positive resist composition .
In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
Ry 1 to Ry 3 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group. At least two members out of Ry 1 to Ry 3 may be bonded to form a ring structure.
Z represents a divalent linking group .
R 1 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
R 2 each independently represents a hydrocarbon group having one or more —CH 3 partial structures.
P 1 represents a single bond or alkylene, ether, or a linking group having two or more thereof.
P 2 represents a linking group selected from —O—, —NR— (R is a hydrogen atom or alkyl), and —NHSO 2 —.
n represents an integer of 1 to 4 .
一般式(BII)中、
Rb1は、電子吸引性基を有する基を表す。
Rb2は、電子吸引性基を有さない有機基を表す。
m、nは各々0〜5の整数を表す。但しm+n≦5である。
mが2以上の場合、複数存在するRb1は同一でも異なっていてもよい。
nが2以上の場合、複数存在するRb2は同一でも異なっていてもよい。 As the component (B), the positive resist composition according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a compound capable of generating an acid represented by the following general formula (BII).
In general formula (BII),
Rb 1 represents a group having an electron-withdrawing group.
Rb 2 represents an organic group having no electron withdrawing group.
m and n each represents an integer of 0 to 5. However, m + n ≦ 5.
When m is 2 or more, a plurality of Rb 1 may be the same or different.
When n is 2 or more, a plurality of Rb 2 may be the same or different.
一般式(C)に於いて、
X1、X2及びX3は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はハロゲン原子を表す。
Lは、単結合又は2価の連結基を表す。
Rp1は、酸分解性基を表す。 The resin of component (C), further characterized by containing a repeating unit represented by the following general formula (C), the positive resist composition according to any one of claims 1-6.
In general formula (C),
X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom.
L represents a single bond or a divalent linking group.
Rp 1 represents an acid-decomposable group.
一般式(C1)に於いて、
X1、X2及びX3は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はハロゲン原子を表す。
R12、R13及びR14は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はアリール基を表す。但し、R12、R13及びR14の内の少なくとも1つは、アルキル基を表す。R12、R13及びR14の内の2つが、結合して環を形成してもよい。 The positive resist composition according to claim 7 , wherein the repeating unit represented by the general formula (C) is a repeating unit represented by the following general formula (C1).
In general formula (C1),
X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom.
R 12 , R 13 and R 14 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group. However, at least one of R 12 , R 13 and R 14 represents an alkyl group. Two of R 12 , R 13 and R 14 may combine to form a ring.
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