JP5141838B2 - Chemically amplified positive resist composition - Google Patents
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Description
本発明は、半導体の微細加工に用いられる化学増幅型のポジ型レジスト組成物に関する。 The present invention relates to a chemically amplified positive resist composition used for fine processing of semiconductors.
レジスト組成物は、リソグラフィ技術を用いた半導体の微細加工に用いられている。
リソグラフィにおいては、レイリー(Rayleigh)の回折限界の式で表されるように、原理的には露光波長が短いほど解像度を上げることが可能である。半導体の製造に用いられるリソグラフィ用露光光源は、波長436nmのg線、波長365nmのi線、波長248nmのKrFエキシマレーザー、波長193nmのArFエキシマレーザーと、年々短波長になってきており、次世代の露光光源として、波長13nm以下のEUV(極紫外線)、電子線、X線などについても精力的に研究されている。
The resist composition is used for fine processing of a semiconductor using a lithography technique.
In lithography, as represented by the Rayleigh diffraction limit equation, in principle, the shorter the exposure wavelength, the higher the resolution. The exposure light source for lithography used in the manufacture of semiconductors has become a shorter wavelength year by year: g-line with a wavelength of 436 nm, i-line with a wavelength of 365 nm, KrF excimer laser with a wavelength of 248 nm, and ArF excimer laser with a wavelength of 193 nm. As an exposure light source, EUV (extreme ultraviolet) having a wavelength of 13 nm or less, electron beams, X-rays, and the like have been energetically studied.
このような光源に適したレジストとして、酸触媒の化学増幅効果を利用した、いわゆる化学増幅型レジスト組成物が提案されている。化学増幅型レジスト組成物は、放射線の照射部で感放射線性酸発生剤から酸が発生し、その後の熱処理(post exposure bake;以下、PEBと略すことがある)によって、その酸を触媒とする反応により、照射部の高分子のアルカリ現像液に対する溶解性を変化させるものであり、これによってポジ型又はネガ型のパターンを与える。 As a resist suitable for such a light source, a so-called chemically amplified resist composition using the chemical amplification effect of an acid catalyst has been proposed. In the chemically amplified resist composition, acid is generated from the radiation-sensitive acid generator in the irradiated portion, and the acid is used as a catalyst by subsequent heat treatment (hereinafter, sometimes referred to as PEB). The reaction changes the solubility of the polymer in the irradiated part in the alkaline developer, thereby giving a positive or negative pattern.
化学増幅型のポジ型レジスト組成物には、アルカリ可溶基を酸の作用により解裂する基で保護した高分子を、酸発生剤と組み合わせて用いることが多い。化学増幅型レジスト組成物の高分子成分としては、ヒドロキシスチレンと(メタ)アクリル酸のカルボキシル基を酸の作用により解裂する基で保護した高分子が用いられている(例えば、特許文献1参照。)。 In a chemically amplified positive resist composition, a polymer in which an alkali-soluble group is protected with a group that cleaves by the action of an acid is often used in combination with an acid generator. As the polymer component of the chemically amplified resist composition, a polymer in which the carboxyl group of hydroxystyrene and (meth) acrylic acid is protected with a group that cleaves by the action of an acid is used (for example, see Patent Document 1). .)
このような化学増幅型ポジ型レジスト組成物を用いてリソグラフィにより形成されるパターンにおいて、放射線の定在波がパターンの間において発生することが原因とされる波型の形状不良が問題となってきている。また、レジスト膜厚の変化により、レジストパターンの寸法が増減する現象、いわゆるスタンディングウェーブ(以下SWと略記)の問題があり、SWによるパターン寸法の変動は、レジスト膜厚が薄膜化するほど増大する傾向がある。これらの問題はレジストパターンが微細化するほど重大な問題となってきており、波型の形状不良が少ない、SWによるパターン変動の小さい化学増幅型ポジ型レジスト組成物が求められていた。 In a pattern formed by lithography using such a chemically amplified positive resist composition, a wave-like shape defect caused by generation of a standing wave of radiation between the patterns has become a problem. ing. Also, there is a phenomenon that the resist pattern dimension increases or decreases due to a change in resist film thickness, that is, a so-called standing wave (hereinafter abbreviated as SW), and the variation in pattern dimension due to SW increases as the resist film thickness decreases. Tend. These problems have become more serious as the resist pattern becomes finer, and there has been a demand for a chemically amplified positive resist composition with less corrugated shape defects and less pattern variation due to SW.
そこで、スチレン/アセトキシスチレン/tert−ブチルアクリレート/4−(4−テトラヒドロピラノキシフェニルスルホキシ)フェニルメタクリレート共重合体、ヒドロキシスチレン/スチレン/tert−ブチルアクリレート共重合体、酸発生剤、溶解抑制剤、トリエタノールアミン、マレイン酸、界面活性剤、溶剤からなる化学増幅型ポジ型レジスト組成物が提案されているが(例えば、特許文献2参照。)、SWによるパターン変動を低減できるものとしては十分ではなかった。 Therefore, styrene / acetoxystyrene / tert-butyl acrylate / 4- (4-tetrahydropyranoxyphenylsulfoxy) phenyl methacrylate copolymer, hydroxystyrene / styrene / tert-butyl acrylate copolymer, acid generator, dissolution inhibition A chemically amplified positive resist composition comprising an agent, triethanolamine, maleic acid, a surfactant, and a solvent has been proposed (see, for example, Patent Document 2). It was not enough.
本発明の目的は、解像性に優れ、レジストパターンの波型の形状不良発生が少なく、SWによるパターン変動を低減できる化学増幅型ポジ型レジスト組成物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a chemically amplified positive resist composition that has excellent resolution, is less likely to have a waveform shape defect in a resist pattern, and can reduce pattern variations due to SW.
そこで、本発明者らは、上記課題を解決するために化学増幅型ポジ型レジスト組成物にについて鋭意検討した結果、特定の重合単位を有する樹脂を用いてなる化学増幅型ポジ型レジスト組成物を用いると、得られるパターンには、SWによるパターン変動の発生が少なくなることを見出し、本発明を完成させるに至った。 Therefore, as a result of intensive studies on the chemically amplified positive resist composition in order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have developed a chemically amplified positive resist composition using a resin having a specific polymerization unit. When it was used, it was found that pattern fluctuations caused by SW were reduced in the obtained pattern, and the present invention was completed.
すなわち本発明は、それ自身はアルカリ水溶液に不溶又は難溶であるが、酸に不安定な基が酸の作用により解裂した後はアルカリ水溶液に可溶となる樹脂と感放射線性酸発生剤とを含有する化学増幅型ポジ型レジスト組成物であって、該樹脂が、ヒドロキシスチレンから導かれる重合単位(I)と、式(II)
(式(II)中、R1は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R2は炭素数1〜8のアルキル基を表し、環Xは脂肪族炭化水素基を表す。)で示される重合単位から選ばれ、酸に不安定な基を持つ重合単位とを含有し、さらに
式(III)
(式(III)中、R3は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R4及びR5はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Eは2価の炭化水素基を表し、Gは単結合又はカルボニル基を表し、Zは単結合又はアルキレン基又はカルボニル基を表す。Lは下式(L1)〜(L4)から選ばれる基を表す。
(式(L1)〜(L4)中、R6は直鎖又は分岐の炭素数1〜6のアルキル基を表し、n1は0〜3の整数、n2は0〜7の整数、n3は0〜9の整数を表す。))で示される重合単位を含有することを特徴とする化学増幅型ポジ型レジスト組成物を提供する。
That is, the present invention is a resin and a radiation-sensitive acid generator that are insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution, but become soluble in an alkaline aqueous solution after the acid-labile group is cleaved by the action of the acid. A chemically amplified positive resist composition comprising: a polymer unit (I) derived from hydroxystyrene; and a compound of formula (II):
(In formula (II), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and ring X represents an aliphatic hydrocarbon group.) And a polymerized unit having an acid labile group, and further comprising formula (III)
(In Formula (III), R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. E represents 2 Represents a monovalent hydrocarbon group, G represents a single bond or a carbonyl group, Z represents a single bond, an alkylene group or a carbonyl group, and L represents a group selected from the following formulas (L1) to (L4).
(In the formulas (L1) to (L4), R 6 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, n 1 is an integer of 0 to 3, n 2 is an integer of 0 to 7, n 3 Represents an integer of 0 to 9.) A chemically amplified positive resist composition characterized in that it comprises a polymer unit represented by
本発明の化学増幅型ポジ型レジスト組成物は、リソグラフィによる半導体の微細加工に用いると、SWによるパターン変動(波型の形状不良)発生が少なく、さらに感度、解像力も高い化学増幅型ポジ型レジスト組成物であるので、本発明は工業的に極めて有用である。 The chemical amplification type positive resist composition of the present invention is a chemical amplification type positive resist that is less likely to cause pattern fluctuation (waveform shape defect) due to SW and has high sensitivity and resolution when used for fine processing of semiconductors by lithography. Since it is a composition, this invention is very useful industrially.
(式(II)中、R1は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R2は炭素数1〜8のアルキル基を表し、環Xは脂肪族炭化水素基を表す。)で示される重合単位から選ばれ、酸に不安定な基を持つ重合単位とを含有し、さらに
式(III)
(式(III)中、R3は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R4及びR5はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Eは2価の炭化水素基を表し、Gは単結合又はカルボニル基を表し、Zは単結合又はアルキレン基又はカルボニル基を表す。Lは下式(L1)〜(L4)から選ばれる基を表す。
(式(L1)〜(L4)中、R6は直鎖又は分岐の炭素数1〜6のアルキル基を表し、n1は0〜3の整数、n2は0〜7の整数、n3は0〜9の整数を表す。))で示される重合単位を含有することを特徴とする。
なお、「アルキル基」というときは直鎖および分岐のものを含む。
(In formula (II), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and ring X represents an aliphatic hydrocarbon group.) And a polymerized unit having an acid labile group, and further comprising formula (III)
(In Formula (III), R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. E represents 2 Represents a monovalent hydrocarbon group, G represents a single bond or a carbonyl group, Z represents a single bond, an alkylene group or a carbonyl group, and L represents a group selected from the following formulas (L1) to (L4).
(In the formulas (L1) to (L4), R 6 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, n 1 is an integer of 0 to 3, n 2 is an integer of 0 to 7, n 3 Represents an integer of 0 to 9).
The term “alkyl group” includes straight-chain and branched ones.
ここで、前記ヒドロキシスチレンから導かれる重合単位(I)としては、式(Ia)
(式(Ia)中、R7は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R8は炭素数1〜4のアルキル基を表し、pは1〜3の整数を表し、qは0〜2の整数を表す。)で示されるものが好ましい。
Here, as the polymerized unit (I) derived from the hydroxystyrene, the formula (Ia)
(In Formula (Ia), R 7 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 8 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, p represents an integer of 1 to 3, and q represents Represents an integer of 0 to 2).
R7は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R7のアルキル基としては、直鎖又は分岐状のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基などが挙げられる。特に工業的には水素原子又はメチル基が好ましい。R8は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R8のアルキル基としては、R7と同様のものが挙げられる。qは0〜2の整数であり、これらのうちで0又は1であることが好ましく、特に工業上、0であることが好ましい。R8の置換位置は、qが1である場合、o−位、m−位、p−位のいずれでもよく、さらにqが2の場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。pは1〜3の整数であり、好ましくは1であり、pが1である場合、水酸基の置換基は、o−位、m−位、p−位のいずれでもよいが、工業的に安価で入手可能なことからp−位が好ましい。さらにpが2又は3の場合には任意の置換位置を組み合わせることができる。 R 7 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the alkyl group of R 7 is preferably a linear or branched alkyl group, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, n- A butyl group, a tert-butyl group, etc. are mentioned. In particular, a hydrogen atom or a methyl group is preferred industrially. R 8 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and examples of the alkyl group for R 8 include the same groups as those for R 7 . q is an integer of 0 to 2, and 0 or 1 is preferable among these, and 0 is particularly preferable industrially. The substitution position of R 8 may be any of the o-position, m-position and p-position when q is 1, and when q is 2, any substitution position can be combined. p is an integer of 1 to 3, preferably 1, and when p is 1, the substituent of the hydroxyl group may be o-position, m-position or p-position, but is industrially inexpensive. The p-position is preferred. Furthermore, when p is 2 or 3, arbitrary substitution positions can be combined.
本発明の化学増幅型ポジ型レジスト組成物の樹脂は、式(II)で示され酸に不安定な基を持つ重合単位および式(IV)で示され酸に不安定な基を持つ重合単位から選ばれる1種以上を含み、式(II)で示され酸に不安定な基を持つ重合単位を含む場合が好ましい。
式(II)中、R1は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。R2は炭素数1〜8のアルキル基を表し、直鎖状、分岐状、又は環状であってもよい。その中でもエチル基が好ましい。Xは炭素数3〜30の環状の脂肪族炭化水素基を表す。脂肪族炭化水素基としては、シクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカンなどから同一炭素上の2個の水素原子を除いた基などが挙げられる。これらの中でもシクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基が好ましく、特にアダマンチル基が好ましい。
The resin of the chemically amplified positive resist composition of the present invention comprises a polymerized unit represented by formula (II) having an acid labile group and a polymerized unit represented by formula (IV) having an acid labile group. It is preferable that the polymer contains a polymer unit having at least one group selected from formula (II) and having an acid labile group.
In the formula (II), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 2 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and may be linear, branched, or cyclic. Of these, an ethyl group is preferable. X represents a cyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms. Examples of the aliphatic hydrocarbon group include groups in which two hydrogen atoms on the same carbon are removed from cycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane and the like. Among these, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, and a norbornyl group are preferable, and an adamantyl group is particularly preferable.
式(IV)中、R3は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R4及びR5はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜4のアルキル基を表し、R10は炭素数1〜6のアルキル基もしくは炭素数5〜7のシクロアルキル基を表す。R4あるいはR5がR10と一緒になってトリメチレン鎖もしくはテトラメチレン鎖を形成してもよい。これらの中でも、R4が水素原子、R5がメチル基、R10がエチル基、あるいはR4がメチル基、R5が水素原子、R10がエチル基である1−エトキシエチル基が好ましい。 In formula (IV), R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 10 represents carbon. An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 7 carbon atoms is represented. R 4 or R 5 may combine with R 10 to form a trimethylene chain or a tetramethylene chain. Among these, a 1-ethoxyethyl group in which R 4 is a hydrogen atom, R 5 is a methyl group, R 10 is an ethyl group, or R 4 is a methyl group, R 5 is a hydrogen atom, and R 10 is an ethyl group is preferable.
前記酸に不安定な基を持つ重合単位(II)としては、式(IIa)
(式(IIa)中、R1は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R9は炭素数1〜8のアルキル基を表す。)で示される重合単位が好ましい。
The polymer unit (II) having an acid labile group is represented by the formula (IIa)
(In formula (IIa), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 9 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms).
R9のアルキル基としては、直鎖状、分岐状であってもよい。式(IIa)で示される重合単位を導く化合物の具体例としては、例えば、アクリル酸2−メチル−2−アダマンチル、メタクリル酸2−メチル−2−アダマンチル、アクリル酸2−エチル−2−アダマンチル、メタクリル酸2−エチル−2−アダマンチル、アクリル酸2−n−ブチル−2−アダマンチル、メタクリル酸2−n−ブチル−2−アダマンチル、アクリル酸2−イソプロピル−2−アダマンチル、メタクリル酸2−イソプロピル−2−アダマンチルなどが挙げられる。これらの中では、特に(メタ)アクリル酸2−エチル−2−アダマンチルが好ましい。 The alkyl group for R 9 may be linear or branched. Specific examples of the compound that leads to the polymerization unit represented by the formula (IIa) include, for example, 2-methyl-2-adamantyl acrylate, 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, 2-ethyl-2-adamantyl acrylate, 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate, 2-n-butyl-2-adamantyl acrylate, 2-n-butyl-2-adamantyl methacrylate, 2-isopropyl-2-adamantyl acrylate, 2-isopropyl methacrylate Examples include 2-adamantyl. Among these, 2-ethyl-2-adamantyl (meth) acrylate is particularly preferable.
式(III)で示される重合単位のうち、R3は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R3のアルキル基としては、直鎖又は分岐状のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基などが挙げられる。特に工業的には水素原子又はメチル基が好ましい。R4およびR5はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基又は水酸基を表す。炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、tert−ブトキシ基などが挙げられる。 Of the polymerized units represented by the formula (III), R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the alkyl group of R 3 is preferably a linear or branched alkyl group, a methyl group , Ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, tert-butyl group and the like. In particular, a hydrogen atom or a methyl group is preferred industrially. R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or a hydroxyl group. Specific examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and the alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, a methoxy group, an ethoxy group, and a tert-butoxy group. Is mentioned.
Eは2価の炭化水素基を表し、炭素数は1〜8が好ましい。Eとしては好ましくは2価の飽和炭化水素基である。さらに好ましくは、アルキレン基又はシクロヘキシルを含む2価の飽和炭化水素基であり、具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、シクロヘキサン−1,4−メチレン基、シクロヘキサン−1,4−エチレン基などを挙げるができる。 E represents a divalent hydrocarbon group, and the number of carbon atoms is preferably 1-8. E is preferably a divalent saturated hydrocarbon group. More preferably, it is a divalent saturated hydrocarbon group containing an alkylene group or cyclohexyl, specifically, methylene group, ethylene group, propylene group, cyclohexane-1,4-methylene group, cyclohexane-1,4-ethylene. Examples include groups.
Gは単結合あるいはカルボニル基を表し、単結合が好ましい。
Zは単結合又はアルキレン基又はカルボニル基を表し、カルボニル基が好ましい。アルキレン基の炭素数は1〜8が好ましい。
Lは前記式(L1)〜(L4)から選ばれる基を表し、その中でも(L3)および(L4)が好ましく、(L3)がさらに好ましい。
G represents a single bond or a carbonyl group, and a single bond is preferred.
Z represents a single bond, an alkylene group or a carbonyl group, and a carbonyl group is preferred. As for carbon number of an alkylene group, 1-8 are preferred.
L represents a group selected from the formulas (L1) to (L4), among which (L3) and (L4) are preferable, and (L3) is more preferable.
樹脂中の式(II)で示される重合単位の含有量は、樹脂に対して0.1〜50モル%の範囲が好ましく、樹脂中の式(III)で示される重合単位の含有量は、樹脂に対して0.1〜30モル%の範囲が好ましい。 The content of the polymerization unit represented by the formula (II) in the resin is preferably in the range of 0.1 to 50 mol% with respect to the resin, and the content of the polymerization unit represented by the formula (III) in the resin is The range of 0.1-30 mol% with respect to resin is preferable.
本発明の化学増幅型ポジ型レジスト組成物に含有される樹脂は、1種の高分子からなっても、複数の高分子からなってもよく、酸に不安定な基を持つ式(II)で示される重合単位および酸に不安定な基を持つ式(IV)で示される重合単位からなる群から選ばれる1種以上の重合単位と、重合単位(I)と、式(III)で示される重合単位は、前記3種以上の重合単位の全種が樹脂に含有されていればよい。該3種以上の重合単位の全種が1種の高分子に含有されていてもよく、また例えば、重合単位(I)と、酸に不安定な基を持つ式(II)で示される重合単位が1種の高分子に含有され、重合単位(I)と式(III)で示される重合単位は別の高分子に含有される場合のように、該3種以上の重合単位が2種以上の高分子に分かれて含有されていてもよい。中でも、全部が1種の高分子に含有される場合、すなわち、それ自身はアルカリ水溶液に不溶又は難溶であるが、酸に不安定な基が酸の作用により解裂した後はアルカリ水溶液に可溶となる樹脂が、重合単位(I)と、式(II)あるいは式(IV)で示され、酸に不安定な基を持つ重合単位の1種以上と、さらに式(III)で示される重合単位とを含有する高分子を含む樹脂である場合が好ましい。 The resin contained in the chemically amplified positive resist composition of the present invention may be composed of a single polymer or a plurality of polymers, and has a formula (II) having an acid-labile group. One or more polymer units selected from the group consisting of polymer units represented by formula (IV) having a group unstable to acid and an acid labile group, polymer units (I), and formula (III) As for the polymerized units, all of the three or more polymerized units may be contained in the resin. All of the three or more kinds of polymerized units may be contained in one polymer. For example, the polymer represented by the formula (II) having a polymerized unit (I) and an acid labile group. The unit is contained in one kind of polymer, and the polymerized units represented by the polymerized units (I) and (III) are contained in two kinds of polymerized units as in the case of being contained in another polymer. The above polymers may be contained separately. Among them, when all are contained in one kind of polymer, that is, itself is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution, but after an acid-labile group is cleaved by the action of an acid, the aqueous alkaline solution The soluble resin is represented by polymerized unit (I), one or more polymerized units represented by formula (II) or formula (IV), having an acid labile group, and further represented by formula (III). A resin containing a polymer containing a polymerized unit is preferred.
本発明のポジ型レジスト組成物を構成する樹脂成分は、以上説明した重合単位を含有することが必須であるが、他の重合単位、例えば、スチレン、アクリロニトリル、メチルメタクリレート、メチルアクリレートなどから導かれる各重合単位を含んでいてもよい。 The resin component constituting the positive resist composition of the present invention must contain the above-described polymerized units, but is derived from other polymerized units such as styrene, acrylonitrile, methyl methacrylate, methyl acrylate and the like. Each polymerization unit may be included.
本発明の樹脂は、各重合単位を誘導するモノマーを常法により重合させて得ることができる。 例えば、ヒドロキシスチレンから導かれる重合単位(I)を誘導するモノマーのフェノール性水酸基をアセチル基で保護したモノマー(例えば、アセトキシスチレン)と重合単位(II)を誘導するモノマーおよび重合単位(III)を誘導するモノマーとを常法により、共重合させた後、適度に加水分解してアセトキシ基の一部もしくはすべてを水酸基に変えることにより製造できる。共重合の方法としては、例えば、適当な溶媒中に原料モノマーを溶解し、そこに重合開始剤を加えて重合を開始させ、加熱下又は除熱下に反応を継続させる方法が採用できる。反応溶媒としては、メタノール、エタノール、2−プロパノール、tert−ブタノールのようなアルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレンのような芳香族炭化水素類、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンのようなエーテル類などが使用できる。また、重合開始剤としては、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)のようなアゾ化合物、過酸化ベンゾイル、過酸化tert−ブチルのような過酸化物、過酸化水素/第一鉄塩、過酸化ベンゾイル/ジメチルアニリンのようなレドックス系開始剤、ブチルリチウム、トリエチルアルミニウムのような金属アルキル化物などが使用できる。 The resin of the present invention can be obtained by polymerizing a monomer for deriving each polymerization unit by a conventional method. For example, a monomer (for example, acetoxystyrene) obtained by protecting a phenolic hydroxyl group of a monomer derived from hydroxystyrene with a acetyl group and a monomer that induces a polymerization unit (II) and a polymerization unit (III) It can be produced by copolymerizing the derived monomer with a conventional method and then appropriately hydrolyzing it to change a part or all of the acetoxy group to a hydroxyl group. As a copolymerization method, for example, a method in which a raw material monomer is dissolved in an appropriate solvent, a polymerization initiator is added thereto to initiate polymerization, and the reaction is continued under heating or heat removal can be employed. Examples of the reaction solvent include alcohols such as methanol, ethanol, 2-propanol and tert-butanol, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, ethers such as tetrahydrofuran and 1,4-dioxane, and the like. Can be used. As the polymerization initiator, 2,2′-azobis (isobutyronitrile), azo compounds such as dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate), benzoyl peroxide, tert-peroxide- Peroxides such as butyl, hydrogen peroxide / ferrous salts, redox initiators such as benzoyl peroxide / dimethylaniline, metal alkylates such as butyllithium and triethylaluminum can be used.
式(III)で示される重合単位を導くモノマーとしては、式(IIIa)または式(IIIb)で示されるヒドロキシスチレン誘導体が好ましい。
(式(IIIa)及び(IIIb)中、R3は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R4及びR5はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Eは2価の炭化水素基を表し、Gは単結合又はカルボニル基を表す。R6は直鎖又は分岐の炭素数1〜6のアルキル基を表し、n3は0〜9の整数を表す。)
As the monomer for deriving the polymerization unit represented by the formula (III), a hydroxystyrene derivative represented by the formula (IIIa) or the formula (IIIb) is preferable.
(In formulas (IIIa) and (IIIb), R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. E represents a divalent hydrocarbon group, G represents a single bond or a carbonyl group, R 6 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and n 3 represents an integer of 0 to 9. Represents.)
式(IIIa)または式(IIIb)で示されるヒドロキシスチレン誘導体同士を重合させるか、又は該ヒドロキシスチレン誘導体と他の重合性化合物とを共重合させてなる重合体が本発明の化学増幅型ポジ型レジスト組成物用として特に好ましい。 The polymer obtained by polymerizing the hydroxystyrene derivatives represented by the formula (IIIa) or the formula (IIIb) or copolymerizing the hydroxystyrene derivative and another polymerizable compound is a chemically amplified positive type of the present invention. Particularly preferred for resist compositions.
本発明において用いられる感放射線性酸発生剤としては、式(VII)で示される化合物を挙げることができる。 Examples of the radiation sensitive acid generator used in the present invention include compounds represented by the formula (VII).
(式(VII)中、R21は炭素数1〜30の置換されていてもよい炭化水素基を表す。ただし、該炭化水素基に含まれる炭素原子は、その一部が任意に、カルボニル基、酸素原子に置換されていてもよい。A+は有機対イオンを表す。Y1およびY2はそれぞれ独立にフッ素原子または炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。) (In the formula (VII), R 21 represents an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. However, a part of the carbon atoms contained in the hydrocarbon group is optionally a carbonyl group. A + represents an organic counter ion, and Y 1 and Y 2 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.)
式(VII)で示される化合物の中でも、本発明の化学増幅型ポジ型レジスト組成物に含有される酸発生剤としては、式(XI)または式(XII)で示される化合物からなる感放射線性酸発生剤は、優れた解像度及びパターン形状を示す化学増幅型ポジ型レジスト組成物を与える感放射線性酸発生剤となることからさらに好ましい。
式(XI)および式(XII)中、環Wはそれぞれ炭素数3〜30の単環式または多環式炭化水素基を表し、A+は有機対イオンを表す。Y1およびY2はそれぞれ独立にフッ素原子または炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。式(XI)および式(XII)中の環Wは炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜4のペルフルオロアルキル基、炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基、水酸基又はシアノ基を置換基として含んでいてもよい。
Among the compounds represented by the formula (VII), as the acid generator contained in the chemically amplified positive resist composition of the present invention, the radiation sensitivity comprising the compound represented by the formula (XI) or the formula (XII) The acid generator is more preferable because it becomes a radiation-sensitive acid generator that provides a chemically amplified positive resist composition exhibiting excellent resolution and pattern shape.
In formula (XI) and formula (XII), each ring W represents a monocyclic or polycyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms, and A + represents an organic counter ion. Y 1 and Y 2 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group. Ring W in Formula (XI) and Formula (XII) is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a hydroxyalkyl having 1 to 6 carbon atoms. A group, a hydroxyl group or a cyano group may be contained as a substituent.
このような環Wとしては、炭素数4〜8のシクロアルキル骨格、アダマンチル骨格、ノルボルナン骨格などが挙げられる。このいずれの骨格も炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜4のペルフルオロアルキル基、炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基、水酸基又はシアノ基を置換基として含んでいてもよい。 Examples of such a ring W include a cycloalkyl skeleton having 4 to 8 carbon atoms, an adamantyl skeleton, a norbornane skeleton, and the like. Any of these skeletons are substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyl group, or a cyano group. May be included.
さらに本発明に用いる感放射線性酸発生剤として、下式(VIII)で示される化合物が挙げられる。 Furthermore, the compound shown by the following Formula (VIII) is mentioned as a radiation sensitive acid generator used for this invention.
式(VIII)中、R23は直鎖または分岐のペルフルオロアルキル基、あるいはアリール基を表す。A+は有機対カチオンを表す。式(VIII)におけるA+は式(VII)におけるA+と同一でも異なっていてもよい。 In the formula (VIII), R 23 represents a linear or branched perfluoroalkyl group or an aryl group. A + represents an organic counter cation. A + may be the same or different and A + in formula (VII) in the formula (VIII).
式(VIII)で示されるR23の直鎖または分岐のペルフルオロアルキル基としては、炭素数1〜8が好ましく、式(VIII)で示されるアニオン部の具体例としては、トリフルオロメタンスルホネート、ペンタフルオロエタンスルホネート、ヘプタフルオロプロパンスルホネート、パーフルオロブタンスルホネート、パーフルオロオクタンスルホネートなどが挙げられる。 The linear or branched perfluoroalkyl group of R 23 represented by the formula (VIII) preferably has 1 to 8 carbon atoms. Specific examples of the anion moiety represented by the formula (VIII) include trifluoromethanesulfonate, pentafluoro Examples include ethane sulfonate, heptafluoropropane sulfonate, perfluorobutane sulfonate, and perfluorooctane sulfonate.
式(VIII)で示されるR23のアリール基としては、特に制限はなく、その水素原子の一部または全部がアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等で置換されていてもよい。
置換基を除いた基本環の構造としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基などが挙げられる。式(III)で示されるアニオン部の具体例としては、ベンゼンスルホナート、p−トルエンスルホナート、トリイソプロピルベンゼンスルホナート、2−フルオロベンゼンスルホナート、4−フルオロベンゼンスルホナート、2,4−ジフルオロベンゼンスルホナート、4−(n−ブチル)ベンゼンスルホナート、4−(n−オクチル)ベンゼンスルホナート、4−(n−ドデシル)ベンゼンスルホナートなどが挙げられる。
The aryl group for R 23 represented by formula (VIII) is not particularly limited, and part or all of the hydrogen atoms may be substituted with an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, or the like.
Examples of the basic ring structure excluding the substituent include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthracenyl group. Specific examples of the anion moiety represented by the formula (III) include benzene sulfonate, p-toluene sulfonate, triisopropyl benzene sulfonate, 2-fluorobenzene sulfonate, 4-fluorobenzene sulfonate, 2,4-difluoro. Examples include benzene sulfonate, 4- (n-butyl) benzene sulfonate, 4- (n-octyl) benzene sulfonate, 4- (n-dodecyl) benzene sulfonate, and the like.
式(VII)または式(VIII)で示される酸発生剤において、A+は、有機対イオンを表し、具体的には、以下に示す式(VIIIa)、式(VIIIb)、式(VIIIc)又は式(VIIId)のいずれかで示されるカチオンからなる群から選ばれる少なくとも1種のカチオンが挙げられる。 In the acid generator represented by the formula (VII) or the formula (VIII), A + represents an organic counter ion, specifically, the following formula (VIIIa), formula (VIIIb), formula (VIIIc) or And at least one cation selected from the group consisting of cations represented by formula (VIIId).
ここで、式(VIIIa)は、下記式である。
式(VIIIa)中、P1〜P3は、互いに独立に、直鎖又は分岐の炭素数1〜30のアルキル基又は炭素数3〜30の環式炭化水素基を表す。P1〜P3がアルキル基である場合には、水酸基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数3〜12の環式炭化水素基の一つ以上を置換基として含んでいてもよく、P1〜P3が環式炭化水素基である場合には、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基の一つ以上を置換基として含んでいてもよい。該アルキル基及び該アルコキシ基は、直鎖でも分岐していてもよい。
Here, the formula (VIIIa) is the following formula.
In formula (VIIIa), P 1 to P 3 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or a cyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms. When P 1 to P 3 are alkyl groups, they may contain one or more of a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms or a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms as a substituent, When P 1 to P 3 are cyclic hydrocarbon groups, one or more of a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms may be included as a substituent. The alkyl group and the alkoxy group may be linear or branched.
該アルキル基の具体例としては、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、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基などが挙げられ、アルコキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基などが挙げられる。
該環式炭化水素基の具体例としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ビシクロヘキシル基、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル、ビフェニル基などが挙げられる。
Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, 2-ethylhexyl. Examples of the alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, hexyloxy group, octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group and the like.
Specific examples of the cyclic hydrocarbon group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, a bicyclohexyl group, a phenyl group, a naphthyl group, a fluorenyl group, and a biphenyl group.
式(VIIIb)は、下記式である。
式(VIIIb)中、P4およびP5は、互いに独立に、水素原子、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表し、該アルキル基及び該アルコキシ基は、式(VIIIa)のアルキル基及びアルコキシ基と同じ意味を表す。
Formula (VIIIb) is the following formula.
In formula (VIIIb), P 4 and P 5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, and the alkyl group and the alkoxy group are Represents the same meaning as the alkyl group and alkoxy group in formula (VIIIa).
式(VIIIc)は、下記式である。
式(VIIIc)中、P6およびP7は、互いに独立に、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数3〜12のシクロアルキル基を表し、該アルキル基は、直鎖でも分岐していてもよい。該アルキル基の具体例としては、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、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基などが挙げられる。該シクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基などが挙げられる。また、P6とP7とが結合して、アルキレン基などの炭素数3〜12の2価の炭化水素基であってもよい。P8は水素原子を表し、P9は炭素数1〜12のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、またはフェニル基、ベンジル基などの置換されていてもよい芳香環基をあらわすか、P8とP9とが結合して、アルキレン基などの炭素数3〜12の2価の炭化水素基を表す。P9がアルキル基の場合、該アルキル基の具体例としては、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、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基などが挙げられる。P9がシクロアルキル基の場合、該シクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基などが挙げられる。ここで、式(VIIIc)における2価の炭化水素基に含まれる炭素原子は、その一部が任意に、カルボニル基、酸素原子、硫黄原子に置換されていてもよい。
Formula (VIIIc) is the following formula.
In formula (VIIIc), P 6 and P 7 each independently represent an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and the alkyl group may be linear or branched. Also good. Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, 2-ethylhexyl. Group and the like. Examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclodecyl group. Further, by bonding P 6 and P 7, it may be a divalent hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms such as an alkylene group. P 8 represents a hydrogen atom, and P 9 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or an optionally substituted aromatic ring group such as a phenyl group or a benzyl group. , P 8 and P 9 are bonded to each other to represent a C 3-12 divalent hydrocarbon group such as an alkylene group. When P 9 is an alkyl group, specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group. Group, octyl group, 2-ethylhexyl group and the like. When P 9 is a cycloalkyl group, examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclodecyl group. Here, a part of carbon atoms contained in the divalent hydrocarbon group in the formula (VIIIc) may be optionally substituted with a carbonyl group, an oxygen atom, or a sulfur atom.
式(VIIId)は、下記式である。
式(VIIId)中、P10〜P21は、互いに独立に、水素原子、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。該アルキル基及び該アルコキシ基は、式(VIIIa)のアルキル基及びアルコキシ基と同じ意味を表す。Dは、硫黄原子又は酸素原子を表す。mは、0又は1を表す。
Formula (VIIId) is the following formula.
Wherein (VIIId), P 10 ~P 21 independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms having 1 to 12 carbon atoms. The alkyl group and the alkoxy group have the same meaning as the alkyl group and alkoxy group of the formula (VIIIa). D represents a sulfur atom or an oxygen atom. m represents 0 or 1.
式(VIIIa)で示されるカチオンA+の具体例としては、下記式で示されるカチオンが挙げられる。
Specific examples of the cation A + represented by the formula (VIIIa) include cations represented by the following formula.
式(VIIIb)で示されるカチオンA+の具体例としては、下記式で示されるカチオンが挙げられる。
Specific examples of the cation A + represented by the formula (VIIIb) include cations represented by the following formula.
式(VIIIc)で示されるカチオンA+の具体例としては、下記式で示されるカチオンが挙げられる。
Specific examples of the cation A + represented by the formula (VIIIc) include cations represented by the following formula.
式(VIIId)で示されるカチオンA+の具体例としては、下記式で示されるカチオンが挙げられる。
Specific examples of the cation A + represented by the formula (VIIId) include cations represented by the following formula.
A+としては、式(VIIIe)、式(VIIIf)または式(VIIIg)で示されるカチオンである場合が好ましい。
式(VIIIe)〜(VIIIg)中、P28〜P30は互いに独立に、直鎖又は分岐の炭素数1〜20のアルキル基を表すか又はフェニル基以外の炭素数3〜30の環式炭化水素基を表す。P28〜P30がアルキル基である場合には、水酸基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数3〜12の環式炭化水素基の一つ以上を置換基として含んでいてもよく、P28〜P30が環式炭化水素基の場合には、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基の一つ以上を置換基として含んでいてもよい。式中のP31〜P36は、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数3〜12の環式炭化水素基を表し、l、k、j、i、hおよびgは、互いに独立に0〜5の整数を表す。
A + is preferably a cation represented by the formula (VIIIe), the formula (VIIIf) or the formula (VIIIg).
In formulas (VIIIe) to (VIIIg), P 28 to P 30 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or cyclic carbonization having 3 to 30 carbon atoms other than a phenyl group. Represents a hydrogen group. When P 28 to P 30 are alkyl groups, they may contain one or more of a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms as a substituent, If P 28 to P 30 is a cyclic hydrocarbon group, a hydroxyl group, it may be included as one or more of the substituents for the alkyl group or alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms having 1 to 12 carbon atoms. P 31 to P 36 in the formula represent a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms or a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, and l, k, j, i, h and g each independently represent an integer of 0 to 5.
さらにA+が、式(VIIIh)で示されるカチオンである場合がさらに好ましい。
式(VIIIh)中、P25〜P27は、互いに独立に、水素原子、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表し、該アルキル基及び該アルコキシ基は、直鎖でも分岐していてもよい。
Furthermore, it is more preferable that A + is a cation represented by the formula (VIIIh).
In formula (VIIIh), P 25 to P 27 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, and the alkyl group and the alkoxy group are They may be linear or branched.
さらにA+が、式(VIIIi)で示されるカチオンである場合が好ましい。
式(VIIIi)中、P22〜P24は、互いに独立に、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基を表し、該アルキル基は、直鎖でも分岐していてもよい。
Furthermore, it is preferable that A + is a cation represented by the formula (VIIIi).
In formula (VIIIi), P 22 to P 24 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the alkyl group may be linear or branched.
また、本発明において用いる感放射線性酸発生剤としては、ハロゲン化アルキルトリアジン系化合物が挙げられる。このような感放射線性酸発生剤の具体例としては、2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−クロロフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシ−1−ナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソラン−5−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(3,4,5−トリメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(3,4−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,4−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−ブトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−ペンチルオキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 Examples of the radiation sensitive acid generator used in the present invention include halogenated alkyltriazine compounds. Specific examples of such a radiation sensitive acid generator include 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2,4,6-tris (trichloromethyl) -1. , 3,5-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-chlorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3 , 5-triazine, 2- (4-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxy-1-naphthyl) -4,6-bis ( Trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (benzo [d] [1,3] dioxolan-5-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2 -(4-methoxystyryl) -4, -Bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (3,4,5-trimethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- ( 3,4-dimethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (2,4-dimethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3 , 5-triazine, 2- (2-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-butoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-pentyloxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine and the like.
また、本発明において用いる感放射線性酸発生剤としては、スルホン酸エステル系化合物が挙げられる。このような感放射線性酸発生剤の具体例としては、1−ベンゾイル−1−フェニルメチル p−トルエンスルホネート(通称ベンゾイントシレート)、2−ベンゾイル−2−ヒドロキシ−2−フェニルエチル p−トルエンスルホネート(通称α−メチロールベンゾイントシレート)、1,2,3−ベンゼントリイル トリスメタンスルホネート、2,6−ジニトロベンジル p−トルエンスルホネート、2−ニトロベンジル p−トルエンスルホネート、4−ニトロベンジル p−トルエンスルホネート、N−(エチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(イソプロピルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(ブチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(ヘキシルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(クロロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(シクロヘキシルメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(ベンジルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(フェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(p−又はo−トリススルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2,5−キシリルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−エチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2,4,6−トリメチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2,4,6−トリイソプロピルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−メトキシフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−クロロフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2,4,5−トリクロロフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2−又は4−ニトロフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−メトキシ−2−ニトロフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(1−ナフチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフタルイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ナフタルイミドなどが挙げられる。 Examples of the radiation sensitive acid generator used in the present invention include sulfonic acid ester compounds. Specific examples of such a radiation sensitive acid generator include 1-benzoyl-1-phenylmethyl p-toluenesulfonate (commonly known as benzoin tosylate), 2-benzoyl-2-hydroxy-2-phenylethyl p-toluenesulfonate. (Commonly known as α-methylol benzoin tosylate), 1,2,3-benzenetriyl trismethanesulfonate, 2,6-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate, 2-nitrobenzyl p-toluenesulfonate, 4-nitrobenzyl p-toluene Sulfonate, N- (ethylsulfonyloxy) succinimide, N- (isopropylsulfonyloxy) succinimide, N- (butylsulfonyloxy) succinimide, N- (hexylsulfonyloxy) succinimide, N- (trifluoromethyl) Sulfonyloxy) succinimide, N- (chloromethylsulfonyloxy) succinimide, N- (cyclohexylmethylsulfonyloxy) succinimide, N- (benzylsulfonyloxy) succinimide, N- (phenylsulfonyloxy) succinimide, N- (p- or o) -Trissulfonyloxy) succinimide, N- (2,5-xylylsulfonyloxy) succinimide, N- (4-ethylphenylsulfonyloxy) succinimide, N- (2,4,6-trimethylphenylsulfonyloxy) succinimide, N -(2,4,6-triisopropylphenylsulfonyloxy) succinimide, N- (4-methoxyphenylsulfonyloxy) succinimide, N- (4-chlorophenylsulfonyloxy) succin Synimide, N- (2,4,5-trichlorophenylsulfonyloxy) succinimide, N- (2- or 4-nitrophenylsulfonyloxy) succinimide, N- (4-methoxy-2-nitrophenylsulfonyloxy) succinimide, N -(1-naphthylsulfonyloxy) succinimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) succinimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) phthalimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) -5-norbornene-2,3- Examples thereof include dicarboximide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) naphthalimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) naphthalimide and the like.
また、本発明において用いる感放射線性酸発生剤としては、ジアゾメタン系化合物が挙げられる。ジアゾメタン系の感放射線性酸発生剤としては、下式(IX)で示される化合物が挙げられる。
式(IX)中、R30及びR31は、それぞれ独立に炭素数3〜8の分岐状又は環状のアルキル基又はアリール基を表す。R30及びR31の具体例としては、tert−ブチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基などが挙げられる。
Moreover, a diazomethane type compound is mentioned as a radiation sensitive acid generator used in this invention. Examples of the diazomethane-based radiation-sensitive acid generator include compounds represented by the following formula (IX).
In formula (IX), R 30 and R 31 each independently represents a branched or cyclic alkyl group or aryl group having 3 to 8 carbon atoms. Specific examples of R 30 and R 31 include a tert-butyl group, a cyclohexyl group, a phenyl group, a naphthyl group, and an anthracenyl group.
式(IX)で表される化合物の具体例としては、ビス(n−プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニウム)ジアゾメタン、ビス(シクロペンチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、
ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−クロロフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トリルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−キシリルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−イソプロピルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−tert−ブチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(ナフチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(アントラセニルスルホニル)ジアゾメタンなどが挙げられる。
その中でも、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタンが特に好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種類以上組み合わせて用いてもよい。
Specific examples of the compound represented by the formula (IX) include bis (n-propylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (n-butylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonium) diazomethane, bis (Cyclopentylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane,
Bis (phenylsulfonyl) diazomethane, bis (4-chlorophenylsulfonyl) diazomethane, bis (p-tolylsulfonyl) diazomethane, bis (2,4-xylylsulfonyl) diazomethane, bis (4-isopropylphenylsulfonyl) diazomethane, bis (4 -Tert-butylphenylsulfonyl) diazomethane, bis (naphthylsulfonyl) diazomethane, bis (anthracenylsulfonyl) diazomethane and the like.
Of these, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane is particularly preferred. These may be used alone or in combination of two or more.
また、本発明の樹脂組成物を化学増幅型レジスト組成物として用いる場合、塩基性化合物、好ましくは、塩基性含窒素有機化合物、とりわけ好ましくはアミン又はアンモニウム塩を含有させる。塩基性化合物をクエンチャーとして添加することにより、露光後の引き置きに伴う酸の失活による性能劣化を改良することができる。クエンチャーに用いられる塩基性化合物の具体的な例としては、以下の各式で示されるようなものが挙げられる。 When the resin composition of the present invention is used as a chemically amplified resist composition, a basic compound, preferably a basic nitrogen-containing organic compound, particularly preferably an amine or ammonium salt is contained. By adding a basic compound as a quencher, it is possible to improve the performance degradation due to the deactivation of the acid accompanying the holding after exposure. Specific examples of the basic compound used for the quencher include those represented by the following formulas.
式中、R11、R12及びR17は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。該アルキル基は、好ましくは1〜6個程度の炭素原子を有し、該シクロアルキル基は好ましくは5〜10個程度の炭素原子を有し、該アリール基は、好ましくは6〜10個程度の炭素原子を有する。更に、該アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基上の水素原子の少なくとも1個は、それぞれ独立に、ヒドロキシル基、アミノ基、又は1〜6個の炭素数を有するアルコキシ基で置換されていてもよい。該アミノ基上の水素原子の少なくとも1個は、それぞれ独立に1〜4個の炭素数を有するアルキル基で置換されていてもよい。 In the formula, R 11 , R 12 and R 17 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. The alkyl group preferably has about 1 to 6 carbon atoms, the cycloalkyl group preferably has about 5 to 10 carbon atoms, and the aryl group preferably has about 6 to 10 carbon atoms. Of carbon atoms. Further, at least one hydrogen atom on the alkyl group, cycloalkyl group or aryl group may be independently substituted with a hydroxyl group, an amino group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. Good. At least one hydrogen atom on the amino group may be independently substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
R13又はR14は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアルコキシ基を表す。該アルキル基は、好ましくは1〜6個程度の炭素原子を有し、該シクロアルキル基は、好ましくは5〜10個程度の炭素原子を有し、該アリール基は、好ましくは6〜10個程度の炭素原子を有し、該アルコキシ基は、好ましくは1〜6個の炭素原子を有する。又は、R13とR14とが結合して芳香環を形成していてもよい。
更に、該アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はアルコキシ基上の水素原子の少なくとも1個は、それぞれ独立に、ヒドロキシル基、アミノ基、又は1〜6個程度の炭素原子を有するアルコキシ基で置換されていてもよい。該アミノ基上の水素原子の少なくとも1個は、1〜4個の炭素原子を有するアルキル基で置換されていてもよい。
R 13 or R 14 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an alkoxy group. The alkyl group preferably has about 1 to 6 carbon atoms, the cycloalkyl group preferably has about 5 to 10 carbon atoms, and the aryl group preferably has 6 to 10 carbon atoms. The alkoxy group preferably has 1 to 6 carbon atoms. Alternatively, R 13 and R 14 may be bonded to form an aromatic ring.
Further, at least one hydrogen atom on the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, or alkoxy group is independently a hydroxyl group, an amino group, or an alkoxy group having about 1 to 6 carbon atoms. May be substituted. At least one of the hydrogen atoms on the amino group may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
R15は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基又はニトロ基を表す。該アルキル基は、好ましくは1〜6個程度の炭素原子を有し、該シクロアルキル基は、好ましくは5〜10個程度の炭素原子を有し、該アリール基は、好ましくは6〜10個程度の炭素原子を有し、該アルコキシ基は、好ましくは1〜6個の炭素原子を有する。
更に、該アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はアルコキシ基上の水素原子の少なくとも1個は、それぞれ独立に、ヒドロキシル基、アミノ基、又は1〜6個程度の炭素原子を有するアルコキシ基で置換されていてもよい。該アミノ基上の水素原子の少なくとも1個は、1〜4個の炭素原子を有するアルキル基で置換されていてもよい。
R 15 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group or a nitro group. The alkyl group preferably has about 1 to 6 carbon atoms, the cycloalkyl group preferably has about 5 to 10 carbon atoms, and the aryl group preferably has 6 to 10 carbon atoms. The alkoxy group preferably has 1 to 6 carbon atoms.
Further, at least one hydrogen atom on the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, or alkoxy group is independently a hydroxyl group, an amino group, or an alkoxy group having about 1 to 6 carbon atoms. May be substituted. At least one of the hydrogen atoms on the amino group may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
R16は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。該アルキル基は、好ましくは1〜6個程度の炭素原子を有し、該シクロアルキル基は、好ましくは5〜10個程度の炭素原子を有する。更に該アルキル基又はシクロアルキル基上の水素原子の少なくとも1個は、それぞれ独立に、ヒドロキシル基、アミノ基、1〜6個の炭素原子を有するアルコキシ基、で置換されていてもよい。該アミノ基上の水素原子の少なくとも1個は、1〜4個の炭素原子を有するアルキル基で置換されていてもよい。 R 16 represents an alkyl group or a cycloalkyl group. The alkyl group preferably has about 1 to 6 carbon atoms, and the cycloalkyl group preferably has about 5 to 10 carbon atoms. Furthermore, at least one hydrogen atom on the alkyl group or cycloalkyl group may be independently substituted with a hydroxyl group, an amino group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. At least one of the hydrogen atoms on the amino group may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
R17、R18、R19及びR20は、それぞれ独立にアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。該アルキル基は、好ましくは1〜6個程度の炭素原子を有し、該シクロアルキル基は、好ましくは5〜10個程度の炭素原子を有し、該アリール基は、好ましくは6〜10個程度の炭素原子を有する。更に、該アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基上の水素原子の少なくとも1個は、それぞれ独立に、ヒドロキシル基、アミノ基、1〜6個の炭素原子を有するアルコキシ基で置換されていてもよい。該アミノ基上の水素原子の少なくとも1個は、1〜4個の炭素原子を有するアルキル基で置換されていてもよい。 R 17 , R 18 , R 19 and R 20 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. The alkyl group preferably has about 1 to 6 carbon atoms, the cycloalkyl group preferably has about 5 to 10 carbon atoms, and the aryl group preferably has 6 to 10 carbon atoms. Has about carbon atoms. Furthermore, at least one hydrogen atom on the alkyl group, cycloalkyl group or aryl group may be independently substituted with a hydroxyl group, an amino group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. . At least one of the hydrogen atoms on the amino group may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Wは、アルキレン基、カルボニル基、イミノ基、スルフィド基又はジスルフィド基を表す。該アルキレン基は、好ましくは2〜6程度の炭素原子を有する。
また、R11〜R20において、直鎖構造と分岐構造の両方をとり得るものについては、そのいずれでもよい。
W represents an alkylene group, a carbonyl group, an imino group, a sulfide group or a disulfide group. The alkylene group preferably has about 2 to 6 carbon atoms.
Further, in R 11 to R 20 , any of those that can take both a linear structure and a branched structure may be used.
このような化合物として、具体的には、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、アニリン、2−,3−又は4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、1−又は2−ナフチルアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4′−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、4,4′−ジアミノ−3,3′−ジメチルジフェニルメタン、4,4′−ジアミノ−3,3′−ジエチルジフェニルメタン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、N−メチルアニリン、ピペリジン、ジフェニルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、メチルジブチルアミン、メチルジペンチルアミン、メチルジヘキシルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、メチルジヘプチルアミン、メチルジオクチルアミン、メチルジノニルアミン、メチルジデシルアミン、エチルジブチルアミン、エチルジペンチルアミン、エチルジヘキシルアミン、エチルジヘプチルアミン、エチルジオクチルアミン、エチルジノニルアミン、エチルジデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリス〔2−(2−メトキシエトキシ)エチル〕アミン、トリイソプロパノールアミン、N,N−ジメチルアニリン、2,6−イソプロピルアニリン、イミダゾール、ピリジン、4−メチルピリジン、4−メチルイミダゾール、ビピリジン、2,2′−ジピリジルアミン、ジ−2−ピリジルケトン、1,2−ジ(2−ピリジル)エタン、1,2−ジ(4−ピリジル)エタン、1,3−ジ(4−ピリジル)プロパン、1,2−ビス(2−ピリジル)エチレン、1,2−ビス(4−ピリジル)エチレン、1,2−ビス(4−ピリジルオキシ)エタン、4,4′−ジピリジルスルフィド、4,4′−ジピリジルジスルフィド、1,2−ビス(4−ピリジル)エチレン、2,2′−ジピコリルアミン、3,3′−ジピコリルアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−オクチルアンモニウムヒドロキシド、フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、3−トリフルオロメチルフェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド(通称:コリン)などを挙げることができる。 Specific examples of such compounds include hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, aniline, 2-, 3- or 4-methylaniline, 4-nitroaniline, 1- or 2-naphthylamine, and ethylenediamine. Tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4'-diamino-1,2-diphenylethane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3'- Diethyldiphenylmethane, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, N-methylaniline, piperidine, diphenylamine, triethylamine, trimethylamine, tripropylamine, tributylamine , Tripentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, methyldibutylamine, methyldipentylamine, methyldihexylamine, methyldicyclohexylamine, methyldiheptylamine, methyldioctylamine Methyldinonylamine, methyldidecylamine, ethyldibutylamine, ethyldipentylamine, ethyldihexylamine, ethyldiheptylamine, ethyldioctylamine, ethyldinonylamine, ethyldidecylamine, dicyclohexylmethylamine, tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine, triisopropanolamine, N, N-dimethylaniline, 2,6-isopropylaniline, imidazole, pyridine, -Methylpyridine, 4-methylimidazole, bipyridine, 2,2'-dipyridylamine, di-2-pyridyl ketone, 1,2-di (2-pyridyl) ethane, 1,2-di (4-pyridyl) ethane, 1,3-di (4-pyridyl) propane, 1,2-bis (2-pyridyl) ethylene, 1,2-bis (4-pyridyl) ethylene, 1,2-bis (4-pyridyloxy) ethane, 4 , 4'-dipyridyl sulfide, 4,4'-dipyridyl disulfide, 1,2-bis (4-pyridyl) ethylene, 2,2'-dipicolylamine, 3,3'-dipicolylamine, tetramethylammonium hydroxide Tetraisopropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetra-n-hexylammonium hydroxide, tetra-n- Examples include octylammonium hydroxide, phenyltrimethylammonium hydroxide, 3-trifluoromethylphenyltrimethylammonium hydroxide, (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (common name: choline), and the like.
さらには、特開平11−52575号公報に開示されているような、ピペリジン骨格を有するヒンダードアミン化合物をクエンチャーとすることもできる。 Furthermore, a hindered amine compound having a piperidine skeleton as disclosed in JP-A-11-52575 can be used as a quencher.
本発明の樹脂組成物は、その全固形分量を基準に、樹脂を80〜99.9重量%程度、そして酸発生剤を0.1〜20重量%程度の範囲で含有することが好ましい。
また、化学増幅型レジスト組成物としてクエンチャーである塩基性化合物を用いる場合は、レジスト組成物の全固形分量を基準に、0.01〜1重量%程度の範囲で含有するのが好ましい。
レジスト組成物としては、さらに、必要に応じて、増感剤、溶解抑止剤、他の樹脂、界面活性剤、安定剤、染料など、各種の添加物を少量含有することもできる。
The resin composition of the present invention preferably contains about 80 to 99.9% by weight of the resin and about 0.1 to 20% by weight of the acid generator based on the total solid content.
Further, when a basic compound that is a quencher is used as the chemically amplified resist composition, it is preferably contained in a range of about 0.01 to 1% by weight based on the total solid content of the resist composition.
The resist composition can further contain small amounts of various additives such as sensitizers, dissolution inhibitors, other resins, surfactants, stabilizers, and dyes as necessary.
本発明のレジスト組成物は、通常、上記の各成分が溶剤に溶解された状態でレジスト液組成物とされ、シリコンウェハーなどの基体上に、スピンコーティングなどの通常工業的に用いられている方法に従って塗布される。ここで用いる溶剤は、各成分を溶解し、適当な乾燥速度を有し、溶剤が蒸発した後に均一で平滑な塗膜を与えるものであればよく、この分野で通常工業的に用いられている溶剤が使用しうる。 The resist composition of the present invention is usually used as a resist solution composition in a state in which each of the above components is dissolved in a solvent, and is usually used in industrial processes such as spin coating on a substrate such as a silicon wafer. Applied according to The solvent used here may be any solvent that dissolves each component, has an appropriate drying rate, and gives a uniform and smooth coating film after the solvent evaporates, and is usually used industrially in this field. Solvents can be used.
例えば、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールエーテル類、乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル及びピルビン酸エチルのようなエステル類、アセトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン及びシクロヘキサノンのようなケトン類、γ−ブチロラクトンのような環状エステル類などを挙げることができる。これらの溶剤は、それぞれ単独で、又は2種以上組み合わせて用いることができる。 For example, glycol ether esters such as ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate, glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether, esters such as ethyl lactate, butyl acetate, amyl acetate and ethyl pyruvate And ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone and cyclohexanone, and cyclic esters such as γ-butyrolactone. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
基体上に塗布され、乾燥されたレジスト膜には、パターニングのための露光処理が施され、次いで脱保護基反応を促進するための加熱処理を行った後、アルカリ現像液で現像される。ここで用いるアルカリ現像液は、この分野で用いられる各種のアルカリ性水溶液であることができるが、一般には、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドや(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド(通称コリン)の水溶液が用いられることが多い。 The resist film coated and dried on the substrate is subjected to an exposure process for patterning, followed by a heat treatment for promoting a deprotecting group reaction, and then developed with an alkali developer. The alkaline developer used here may be various alkaline aqueous solutions used in this field, but generally an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide or (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (commonly called choline) is used. Often used.
以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例および比較例中、含有量ないし使用量を表す%及び部は、特記ないかぎり重量基準である。また重量平均分子量(Mw)及び分散度(Mw/Mn)は、ポリスチレンを標準品として、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーにより求めた値である。また、化合物の構造はNMRで確認した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these.
In Examples and Comparative Examples, “%” and “part” representing content or use amount are based on weight unless otherwise specified. The weight average molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) are values obtained by gel permeation chromatography using polystyrene as a standard product. The structure of the compound was confirmed by NMR.
合成例1 ビニルエーテル(D2)の合成
9−アントラセンカルボン酸5.0部をN,N’−ジメチルホルムアミド35部に溶解した。そこに炭酸カリウム3.1部とヨウ化カリウム0.9部を加えて攪拌し、50℃で1時間加熱した。50℃を保ったまま、クロロエチルビニルエーテル2.4部を1時間かけて滴下した。50℃で5.5時間、100℃で3.5時間加熱した。約20℃以下まで冷却し、イオン交換水46.4部を加えた。酢酸エチル23.2部で4回抽出した。酢酸エチル層を合わせて、イオン交換水30部で5回洗浄した。酢酸エチル層に活性炭0.8部と硫酸マグネシウム4.0部を加えて攪拌した。ろ過後ろ液を濃縮して得られた黄色固体にn−ヘプタン18.1部を加えて攪拌した。ろ過後ろ物を乾燥させて黄色固体として(D2)を5.2部得た。
Synthesis Example 1 Synthesis of vinyl ether (D2) 5.0 parts of 9-anthracenecarboxylic acid was dissolved in 35 parts of N, N′-dimethylformamide. Thereto, 3.1 parts of potassium carbonate and 0.9 part of potassium iodide were added, stirred, and heated at 50 ° C. for 1 hour. While maintaining 50 ° C., 2.4 parts of chloroethyl vinyl ether was added dropwise over 1 hour. Heated at 50 ° C. for 5.5 hours and at 100 ° C. for 3.5 hours. It cooled to about 20 degrees C or less, and 46.4 parts of ion-exchange water were added. Extracted 4 times with 23.2 parts of ethyl acetate. The ethyl acetate layers were combined and washed 5 times with 30 parts of ion exchange water. To the ethyl acetate layer, 0.8 parts of activated carbon and 4.0 parts of magnesium sulfate were added and stirred. To the yellow solid obtained by concentrating the filtrate after filtration, 18.1 parts of n-heptane was added and stirred. The filtered product was dried to obtain 5.2 parts of (D2) as a yellow solid.
1H−NMR(ジメチルスルホキシド−d6、内部標準物質テトラメチルシラン):δ(ppm)4.04(dd,1H,J=1.8Hz,6.6Hz);4.08−4.11(m,2H);4.30(dd,1H,J=1.8Hz,14.2Hz);4.80−4.83(m,2H);6.61(dd,1H,J=6.8Hz,14.2Hz);7.54−7.65(m,4H);8.02(d,2H,J=9.7Hz);8.17(d,2H,J=9.7Hz);8.78(s,1H)
MS(ESI(+)Spectrum):[M+Na]+ 315.1(C19H16Na03 +=315.10)
1 H-NMR (dimethyl sulfoxide-d 6 , internal standard substance tetramethylsilane): δ (ppm) 4.04 (dd, 1H, J = 1.8 Hz, 6.6 Hz); 4.08-4.11 ( m, 2H); 4.30 (dd, 1H, J = 1.8 Hz, 14.2 Hz); 4.80-4.83 (m, 2H); 6.61 (dd, 1H, J = 6.8 Hz) 7.54-7.65 (m, 4H); 8.02 (d, 2H, J = 9.7 Hz); 8.17 (d, 2H, J = 9.7 Hz); 8 .78 (s, 1H)
MS (ESI (+) Spectrum): [M + Na] + 315.1 (C 19 H 16 Na 0 3 + = 315.10)
合成例2 樹脂(A1)の合成
フラスコに、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)(重量平均分子量は約15200、分散度は1.20(GPC法:ポリスチレン換算))のメチルイソブチルケトン溶液22.3g(ポリ(p−ヒドロキシスチレン)として7.5g)、p−トルエンスルホン酸1水和物0.0012g、及びメチルイソブチルケトン30.2gを仕込んで攪拌した。この樹脂溶液に(D2)9.4gをメチルイソブチルケトン6gで洗いこみながら加え25℃で3。5時間攪拌した。その後イオン交換水18gを加えて分液した。さらに得られた有機層を、イオン交換水18gで4回水洗分液した。この有機層から溶媒を留去して濃縮した後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを56g加えてさらに溶媒を留去することにより溶媒置換し、樹脂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溶液58.8gを得た。この樹脂溶液の固形分濃度を加熱質量減量法により求めたところ、35.4%であった。また、核磁気共鳴(13C−NMR)分光計により、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)中の水酸基のうち(D2)で保護化されたものの割合を求めたところ、19.7%であった。この樹脂を樹脂(A1)(式(III)で示される重合単位と重合単位(I)とを含む高分子である。)とする。
Synthesis Example 2 Synthesis of Resin (A1) Into a flask, 22.3 g of a methyl isobutyl ketone solution of poly (p-hydroxystyrene) (weight average molecular weight is about 15200, dispersity is 1.20 (GPC method: polystyrene conversion)) ( 7.5 g) as poly (p-hydroxystyrene), 0.0012 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate, and 30.2 g of methyl isobutyl ketone were charged and stirred. To this resin solution, 9.4 g of (D2) was added while washing with 6 g of methyl isobutyl ketone, followed by stirring at 25 ° C. for 3.5 hours. Thereafter, 18 g of ion-exchanged water was added for liquid separation. Further, the obtained organic layer was washed and separated four times with 18 g of ion-exchanged water. After the solvent was distilled off from the organic layer and concentrated, 56 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and the solvent was further distilled off to obtain 58.8 g of a propylene glycol monomethyl ether acetate solution of resin. It was 35.4% when solid content concentration of this resin solution was calculated | required by the heating mass loss method. Moreover, it was 19.7% when the ratio of what was protected by (D2) among the hydroxyl groups in poly (p-hydroxy styrene) was calculated | required with the nuclear magnetic resonance ( 13C -NMR) spectrometer. This resin is referred to as a resin (A1) (a polymer containing a polymer unit represented by formula (III) and a polymer unit (I)).
合成例3 樹脂(A2)の合成
合成例5で得られる樹脂(A3)20.0gをメチルイソブチルケトン120gに溶解し全体が80gになるまで濃縮した。そこにp−トルエンスルホン酸1水和物0.003g、及びメチルイソブチルケトン57gを仕込んで攪拌した。この樹脂溶液に、(D2)5.9gを加え25℃で3時間攪拌した。その後イオン交換水36gを加えて分液した。
さらに得られた有機層を、イオン交換水36gで4回水洗分液した。この有機層から溶媒を留去して濃縮した後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを150g加えてさらに溶媒を留去することにより溶媒置換し、樹脂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溶液64.9gを得た。この樹脂溶液の固形分濃度を加熱質量減量法により求めたところ、39.6%であった。また、核磁気共鳴(13C−NMR)分光計により、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)中の水酸基のうち、(D2)で保護化されたものの割合を求めたところ、7.3%であった。この樹脂を樹脂(A2)(式(II)で示される重合単位と式(III)で示される重合単位と重合単位(I)とを含む高分子である。)とする。
Synthesis Example 3 Synthesis of Resin (A2) 20.0 g of the resin (A3) obtained in Synthesis Example 5 was dissolved in 120 g of methyl isobutyl ketone and concentrated to a total of 80 g. Thereto, 0.003 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate and 57 g of methyl isobutyl ketone were charged and stirred. To this resin solution, 5.9 g of (D2) was added and stirred at 25 ° C. for 3 hours. Thereafter, 36 g of ion-exchanged water was added for liquid separation.
Further, the obtained organic layer was washed and separated four times with 36 g of ion-exchanged water. After the solvent was distilled off from the organic layer and concentrated, 150 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added and the solvent was further distilled off to replace the solvent, thereby obtaining 64.9 g of a propylene glycol monomethyl ether acetate solution of resin. When the solid content concentration of this resin solution was determined by the heating mass loss method, it was 39.6%. Moreover, it was 7.3% when the ratio of what was protected by (D2) among the hydroxyl groups in poly (p-hydroxystyrene) was calculated | required with the nuclear magnetic resonance ( 13C -NMR) spectrometer. . This resin is referred to as a resin (A2) (a polymer containing a polymerized unit represented by the formula (II), a polymerized unit represented by the formula (III), and a polymerized unit (I)).
合成例4 メタクリル酸2−エチル−2−アダマンチル/p−アセトキシスチレン共重合体(20:80)の合成
フラスコに、メタクリル酸2−エチル−2−アダマンチル39.7g(0.16モル)とp−アセトキシスチレン103.8g(0.64モル)とイソプロパノール265gを入れ、窒素雰囲気下にて75℃まで昇温した。その溶液に、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)11.05g(0.048モル)をイソプロパノール22.11gに溶かした溶液を滴下した。75℃で約0.3時間、還流下で約12時間熟成した後アセトンで希釈し、反応液を大量のメタノールに注いで重合物を沈殿させ、濾別した。得られたメタクリル酸2−エチル−2−アダマンチルとp−アセトキシスチレンとの共重合体は250g(ただし、メタノールを含んだウェットケーキの重量)であった。
Synthesis Example 4 Synthesis of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate / p-acetoxystyrene copolymer (20:80) In a flask, 39.7 g (0.16 mol) of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate and p -Acetoxystyrene 103.8g (0.64mol) and 265g of isopropanol were put, and it heated up to 75 degreeC in nitrogen atmosphere. A solution prepared by dissolving 11.05 g (0.048 mol) of dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) in 22.11 g of isopropanol was added dropwise to the solution. The mixture was aged at 75 ° C. for about 0.3 hours and under reflux for about 12 hours, diluted with acetone, and the reaction solution was poured into a large amount of methanol to precipitate a polymer, which was filtered off. The obtained copolymer of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate and p-acetoxystyrene was 250 g (however, the weight of the wet cake containing methanol).
合成例5 メタクリル酸2−エチル−2−アダマンチル/p−ヒドロキシスチレン共重合体(20:80)の合成(樹脂(A3))
フラスコに、合成例4で得られたメタクリル酸2−エチル−2−アダマンチルとp−アセトキシスチレンとの共重合体(20:80)250g、4−ジメチルアミノピリジン10.3g(0.084 モル)およびメタノール202gを入れ、還流下にて20時間熟成した。冷却後、反応液を氷酢酸7.6g(0.126モル)で中和し、大量の水に注ぐことにより沈殿させた。析出した重合物を濾別し、アセトンに溶解させた後、大量の水に注いで沈殿させる操作を計3回繰り返して精製した。得られたメタクリル酸2−エチル−2−アダマンチルとp−ヒドロキシスチレンとの共重合体は95.9gであった。また、重量平均分子量は約8600、分散度は1.65(GPC法:ポリスチレン換算)であり、共重合比は核磁気共鳴(13C−NMR)分光計により、約20:80と求められた。この樹脂を樹脂(A3)(式(II)で示される重合単位と重合単位(I)とを含む高分子である。)とする。
Synthesis Example 5 Synthesis of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate / p-hydroxystyrene copolymer (20:80) (resin (A3))
In a flask, 250 g of a copolymer of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate and p-acetoxystyrene obtained in Synthesis Example 4 (20:80), 10.3 g (0.084 mol) of 4-dimethylaminopyridine. And 202 g of methanol were added and aged for 20 hours under reflux. After cooling, the reaction solution was neutralized with 7.6 g (0.126 mol) of glacial acetic acid and precipitated by pouring into a large amount of water. The precipitated polymer was separated by filtration, dissolved in acetone, and then poured into a large amount of water for precipitation to be purified three times in total. The obtained copolymer of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate and p-hydroxystyrene was 95.9 g. The weight average molecular weight was about 8600, the degree of dispersion was 1.65 (GPC method: polystyrene conversion), and the copolymerization ratio was determined to be about 20:80 by a nuclear magnetic resonance ( 13 C-NMR) spectrometer. . This resin is referred to as a resin (A3) (a polymer containing a polymer unit represented by formula (II) and a polymer unit (I)).
合成例6 メタクリル酸2−エチル−2−アダマンチルとp−アセトキシスチレン共重合体(30:70)の合成
フラスコに、メタクリル酸2−エチル−2−アダマンチル59.6g(0.24モル)とp−アセトキシスチレン90.8g(0.56モル)とイソプロパノール279gを入れ、窒素雰囲気下にて75℃まで昇温した。その溶液に、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)11.05g(0.048モル)をイソプロパノール22.11gに溶かした溶液を滴下した。75℃で約0.3時間、還流下で約12時間熟成した後アセトンで希釈し、反応液を大量のメタノールに注いで重合物を沈殿させ、濾別した。
得られたメタクリル酸2−エチル−2−アダマンチルとp−アセトキシスチレンとの共重合体の重量はメタノールを含んだウェットケーキの重量として250gであった。
Synthesis Example 6 Synthesis of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate and p-acetoxystyrene copolymer (30:70) Into a flask, 59.6 g (0.24 mol) of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate and p -Acetoxystyrene 90.8g (0.56mol) and 279g of isopropanol were put, and it heated up to 75 degreeC in nitrogen atmosphere. A solution prepared by dissolving 11.05 g (0.048 mol) of dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) in 22.11 g of isopropanol was added dropwise to the solution. The mixture was aged at 75 ° C. for about 0.3 hours and under reflux for about 12 hours, diluted with acetone, and the reaction solution was poured into a large amount of methanol to precipitate a polymer, which was filtered off.
The weight of the obtained copolymer of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate and p-acetoxystyrene was 250 g as the weight of the wet cake containing methanol.
合成例7 メタクリル酸2−エチル−2−アダマンチルとp−ヒドロキシスチレン共重合体(30:70)(樹脂(A4))の合成
フラスコに、合成例6で得られたメタクリル酸2−エチル−2−アダマンチルとp−アセトキシスチレンとの共重合体(30:70)250g、4−ジメチルアミノピリジン10.8g(0.088 モル)およびメタノール239gを入れ、還流下にて20時間熟成した。冷却後、反応液を氷酢酸8.0g(0.133モル)で中和し、大量の水に注ぐことにより沈殿させた。析出した重合物をアセトンに溶解させた後、水に注いで沈殿させる操作を計3回繰り返して精製した。得られたメタクリル酸2−エチル−2−アダマンチルとp−ヒドロキシスチレンとの共重合体の結晶は102.8gであった。また、重量平均分子量は約8200、分散度1.68(GPC法:ポリスチレン換算)であり、共重合比は核磁気共鳴(13C−NMR)分光計により、約30:70と求められた。この樹脂を樹脂(A4)(式(II)で示される重合単位と重合単位(I)とを含む高分子である。)とする。
Synthesis Example 7 Synthesis of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate and p-hydroxystyrene copolymer (30:70) (resin (A4)) 2-Ethyl-2 methacrylate obtained in Synthesis Example 6 was added to a flask. A copolymer of adamantyl and p-acetoxystyrene (30:70) (250 g), 4-dimethylaminopyridine (10.8 g (0.088 mol)) and methanol (239 g) were added, followed by aging under reflux for 20 hours. After cooling, the reaction solution was neutralized with 8.0 g (0.133 mol) of glacial acetic acid and precipitated by pouring into a large amount of water. After the precipitated polymer was dissolved in acetone, the operation of pouring into water and precipitating was repeated 3 times in total for purification. The crystal of the obtained copolymer of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate and p-hydroxystyrene was 102.8 g. The weight average molecular weight was about 8200, and the degree of dispersion was 1.68 (GPC method: polystyrene conversion), and the copolymerization ratio was determined to be about 30:70 by a nuclear magnetic resonance ( 13 C-NMR) spectrometer. This resin is referred to as a resin (A4) (a polymer containing a polymer unit represented by formula (II) and a polymer unit (I)).
実施例1、参考例1および比較例1
以下の表1に示す各成分を混合して溶解し、さらに孔径0.2μmのフッ素樹脂製フィルタで濾過して、レジスト液を調製した。尚、( )内の数値は配合量(重量部)を示す。
Example 1, Reference Example 1 and Comparative Example 1
The components shown in Table 1 below were mixed and dissolved, and further filtered through a fluororesin filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a resist solution. In addition, the numerical value in () shows a compounding quantity (part by weight).
表1に示す組成において、樹脂(A1)〜(A4)以外の成分は下記のものを用いた。 In the composition shown in Table 1, components other than the resins (A1) to (A4) were as follows.
酸発生剤
(B1):トリフェニルスルホニウム 2,4,6−トリイソプロピルベンゼンスルホネート
(B2):ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン
Acid generator (B1): Triphenylsulfonium 2,4,6-triisopropylbenzenesulfonate (B2): Bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane
クエンチャー(C1):2,6−ジイソプロピルアニリン Quencher (C1): 2,6-diisopropylaniline
溶剤
(S1):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)/プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)=8/2(重量比)
Solvent (S1): Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) / propylene glycol monomethyl ether (PGME) = 8/2 (weight ratio)
常法により、シリコンウェハー上に各レジスト液をスピンコートし、次に90℃、60秒の条件で、プロキシミティーホットプレート上にてプリベークを行って、厚さ0.24μmのレジスト膜を形成させた。こうしてレジスト膜を形成したウェハーに、KrFエキシマ露光装置〔(株)ニコン製の“NSR−2205EX12B”、NA=0.55、σ=0.80〕を用い、種々の形状及び寸法のマスクを介して露光した。次に、ホットプレート上にて、110℃、60秒の条件でPEBを行い、さらに、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間パドル現像を行った。現像後のパターン断面を走査型電子顕微鏡で観察し、以下のようにして、解像度、形状を調べ、結果を表2に示した。 Each resist solution is spin-coated on a silicon wafer by a conventional method, and then prebaked on a proximity hot plate at 90 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 0.24 μm. It was. Using a KrF excimer exposure apparatus (“NSR-2205EX12B” manufactured by Nikon Corporation, NA = 0.55, σ = 0.80) on the wafer on which the resist film was formed in this way, through various shapes and sizes of masks. And exposed. Next, PEB was performed on a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds, and paddle development was further performed with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds. The pattern cross section after development was observed with a scanning electron microscope, the resolution and shape were examined as follows, and the results are shown in Table 2.
解像度:0.25μmのラインアンドスペースパターンが1:1となる露光量で分離するラインアンドスペースパターンの最小寸法(μm)で示した。 Resolution: The minimum dimension (μm) of the line and space pattern that separates the 0.25 μm line and space pattern with an exposure amount of 1: 1.
形状:パターン断面の形状、平滑性を観察し、パターン側壁の波状形状が認められT−トップ形状になっているものを×、緩和されているものを△、抑制されているものを○として示した。 Shape: Observe the cross-sectional shape and smoothness of the pattern cross section, show the wave shape of the pattern side wall and T-top shape is shown as x, relaxed is shown as △, suppressed is shown as ○ It was.
常法により、シリコンウェハー上に各レジスト液をスピンコートし、次に90℃、60秒の条件で、プロキシミティーホットプレート上にてプリベークを行って、厚さが0.20μmから0.30μmの間のレジスト膜を形成したウェハー数枚を作成した。こうしてレジスト膜を形成したウェハーに、KrFエキシマ露光装置〔(株)ニコン製の“NSR−2205EX12B”、NA=0.55、σ=0.80〕を用いて露光し、次に、ホットプレート上にて、110℃、60秒の条件でPEBを行い、さらに、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間パドル現像を行った。露光量一定下での0.25μmラインアンドスペースパターンを観察し、形成されたレジストパターンのライン幅(以下CDと略記)を測定した。 Each resist solution is spin-coated on a silicon wafer by a conventional method, and then pre-baked on a proximity hot plate at 90 ° C. for 60 seconds, so that the thickness is 0.20 μm to 0.30 μm. Several wafers with a resist film in between were prepared. The wafer thus formed with the resist film is exposed using a KrF excimer exposure apparatus (“NSR-2205EX12B” manufactured by Nikon Corporation, NA = 0.55, σ = 0.80), and then on a hot plate. Then, PEB was performed at 110 ° C. for 60 seconds, and paddle development was further performed with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds. A 0.25 μm line and space pattern with a constant exposure amount was observed, and the line width (hereinafter abbreviated as CD) of the formed resist pattern was measured.
得られたCDについて、最大のCDと最小のCDとの差をCD−SW(nm)として求め、表2に示した。CD−SW(nm)が小さいほど、膜厚変化に対するパターン変動が小さく良好である。 For the obtained CD, the difference between the largest CD and the smallest CD was determined as CD-SW (nm) and shown in Table 2. The smaller the CD-SW (nm), the better the pattern variation with respect to the film thickness change.
Claims (6)
(式(II)中、R1は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R2は炭素数1〜8のアルキル基を表し、環Xは脂肪族炭化水素基を表す。)で示され、酸に不安定な基を持つ重合単位とを含有し、さらに
式(III)
(式(III)中、R3は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R4及びR5はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Eは2価の炭化水素基を表し、Gは単結合又はカルボニル基を表し、Zはカルボニル基を表す。Lは下式(L1)〜(L4)から選ばれる基を表す。
(式(L1)〜(L4)中、R6は直鎖又は分岐の炭素数1〜6のアルキル基を表し、n1は0〜3の整数、n2は0〜7の整数、n3は0〜9の整数を表す。))で示される重合単位を含有することを特徴とする化学増幅型ポジ型レジスト組成物。 A chemistry containing a resin and a radiation-sensitive acid generator that is insoluble or sparingly soluble in an alkaline aqueous solution, but becomes soluble in an alkaline aqueous solution after the acid-labile group is cleaved by the action of the acid. Amplified positive resist composition, wherein the resin comprises polymerized units (I) derived from hydroxystyrene and formula (II)
(In formula (II), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and ring X represents an aliphatic hydrocarbon group.) And a polymerized unit having an acid labile group, and further comprising formula (III)
(In Formula (III), R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. E represents 2 -valent hydrocarbon radical, G represents a single bond or a carbonyl group, Z is .L representing the mosquito carbonyl group represents a group selected from the following formulas (L1) ~ (L4).
(In the formulas (L1) to (L4), R 6 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, n 1 is an integer of 0 to 3, n 2 is an integer of 0 to 7, and n 3 is 0 to 0. It represents an integer of 9. A chemically amplified positive resist composition comprising a polymer unit represented by the following formula:
(式(Ia)中、R7は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R8は炭素数1〜4のアルキル基を表し、pは1〜3の整数を表し、qは0〜2の整数を表す。)で示される重合単位である請求項1記載の組成物。 The polymerized unit (I) derived from the hydroxystyrene has the formula (Ia)
(In Formula (Ia), R 7 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 8 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, p represents an integer of 1 to 3, and q represents The composition according to claim 1, which is a polymerized unit represented by an integer of 0 to 2.
(式(IIa)中、R1は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R9は炭素数1〜8のアルキル基を表す。)で示される重合単位である請求項1又は2記載の組成物。 A polymer unit represented by the formula (II) having an acid labile group is represented by the formula (IIa)
(In formula (IIa), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 9 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.) 2. The composition according to 2.
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