JP5444668B2 - Resist pattern forming method - Google Patents
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Description
本発明は、微細なレジストパターンを形成する方法に関する。 The present invention relates to a method of forming a micro fine resist pattern.
集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野においては、より高い集積度を得るために、最近では0.10μm以下のレベルでの微細加工が可能なリソグラフィ技術が必要とされている。しかし、従来のリソグラフィプロセスでは、一般に放射線としてi線等の近紫外線が用いられているが、この近紫外線では、サブクオーターミクロンレベルの微細加工が極めて困難であると言われている。そこで、0.10μm以下のレベルでの微細加工を可能とするために、より波長の短い放射線の利用が検討されている。このような短波長の放射線としては、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線、電子線等を挙げることができるが、これらのうち、特にKrFエキシマレーザー(波長248nm)、或いはArFエキシマレーザー(波長193nm)が注目されている。 In the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements, in order to obtain a higher degree of integration, recently, lithography technology capable of microfabrication at a level of 0.10 μm or less is required. However, in the conventional lithography process, near-ultraviolet rays such as i-rays are generally used as radiation, and it is said that fine processing at a subquarter micron level is extremely difficult with this near-ultraviolet rays. Therefore, in order to enable microfabrication at a level of 0.10 μm or less, use of radiation having a shorter wavelength is being studied. Examples of such short-wavelength radiation include an emission line spectrum of a mercury lamp, far-ultraviolet rays typified by an excimer laser, an X-ray, an electron beam, and the like. Among these, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) is particularly preferable. ) Or ArF excimer laser (wavelength 193 nm) has been attracting attention.
このようなエキシマレーザーによる照射に適したレジストとして、酸解離性官能基を有する成分と、放射線の照射(以下、「露光」ともいう)により酸を発生する成分(以下、「酸発生剤」ともいう)による化学増幅効果を利用したレジスト(以下、「化学増幅型レジスト」ともいう)が数多く提案されている。化学増幅型レジストとしては、例えば、カルボン酸のtert−ブチルエステル基又はフェノールのtert−ブチルカーボナート基を有する樹脂と酸発生剤とを含有するレジストが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このレジストは、露光により発生した酸の作用により、樹脂中に存在するtert−ブチルエステル基或いはtert−ブチルカーボナート基が解離して、この樹脂がカルボキシル基或いはフェノール性水酸基からなる酸性基を有するようになり、その結果、レジスト膜の露光領域がアルカリ現像液に易溶性となる現象を利用したものである。 As a resist suitable for irradiation with such an excimer laser, a component having an acid dissociable functional group and a component that generates an acid upon irradiation with radiation (hereinafter also referred to as “exposure”) (hereinafter referred to as “acid generator”) Many resists using the chemical amplification effect (hereinafter also referred to as “chemically amplified resist”) have been proposed. As the chemically amplified resist, for example, a resist containing a resin having a tert-butyl ester group of carboxylic acid or a tert-butyl carbonate group of phenol and an acid generator has been proposed (see, for example, Patent Document 1). ). In this resist, the tert-butyl ester group or tert-butyl carbonate group present in the resin is dissociated by the action of an acid generated by exposure, and the resin has an acidic group composed of a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group. As a result, the phenomenon that the exposed region of the resist film becomes readily soluble in an alkali developer is utilized.
このようなリソグラフィプロセスにおいては、今後は更に微細なパターン形成(例えば、線幅が45nm程度の微細なレジストパターン)が要求される。このような45nmより微細なパターン形成を達成させるためには、前述のように露光装置の光源波長の短波長化や、レンズの開口数(NA)を増大させることが考えられる。しかしながら、光源波長の短波長化には新たな高額の露光装置が必要となる。また、レンズの高NA化では、解像度と焦点深度がトレードオフの関係にあるため、解像度を上げても焦点深度が低下するという問題がある。 In such a lithography process, further fine pattern formation (for example, a fine resist pattern having a line width of about 45 nm) will be required in the future. In order to achieve such fine pattern formation of less than 45 nm, it is conceivable to shorten the light source wavelength of the exposure apparatus and increase the numerical aperture (NA) of the lens as described above. However, a new expensive exposure apparatus is required to shorten the light source wavelength. Further, when the lens has a high NA, the resolution and the depth of focus are in a trade-off relationship. Therefore, there is a problem that the depth of focus decreases even if the resolution is increased.
最近、このような問題を解決可能とするリソグラフィ技術として、液浸露光(リキッドイマージョンリソグラフィ)法という方法が報告されている(例えば、特許文献2参照))。この方法は、露光時に、レンズと基板上のレジスト膜との間の少なくとも前記レジスト膜上に所定厚さの純水又はフッ素系不活性液体等の液状高屈折率媒体(液浸露光用液体)を介在させるというものである。この方法では、従来は空気や窒素等の不活性ガスであった露光光路空間を屈折率(n)のより大きい液体、例えば純水等で置換することにより、同じ露光波長の光源を用いてもより短波長の光源を用いた場合や高NAレンズを用いた場合と同様に、高解像性が達成されると同時に焦点深度の低下もない。このような液浸露光を用いれば、現存の装置に実装されているレンズを用いて、低コストで、より高解像性に優れ、且つ焦点深度にも優れるレジストパターンの形成を実現できるため、大変注目されており、実用化が進められつつある。 Recently, as a lithography technique capable of solving such a problem, a method called an immersion exposure (liquid immersion lithography) method has been reported (for example, see Patent Document 2). In this method, at the time of exposure, a liquid high refractive index medium (immersion exposure liquid) such as pure water or a fluorine-based inert liquid having a predetermined thickness on at least the resist film between the lens and the resist film on the substrate. Is to intervene. In this method, a light source having the same exposure wavelength can be used by replacing the exposure optical path space, which has conventionally been an inert gas such as air or nitrogen, with a liquid having a higher refractive index (n), such as pure water. Similar to the case of using a light source with a shorter wavelength or the case of using a high NA lens, high resolution is achieved and there is no reduction in the depth of focus. If such immersion exposure is used, it is possible to realize the formation of a resist pattern that is low in cost, excellent in high resolution, and excellent in depth of focus, using a lens mounted on an existing apparatus. It has attracted a great deal of attention and is being put to practical use.
しかしながら、前述の露光技術の延長も45nmhpまでが限界といわれており、更に微細な加工を必要とする32nmhp世代へ向けた技術開発が行われている。近年、そのようなデバイスの複雑化、高密度化要求に伴い、ダブルパターンニング、若しくはダブルエクスポージャーといった疎ラインパターン、又は孤立トレンチパターンの半周期ずらした重ね合わせによって32nmLSをパターンニングする技術が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。 However, it is said that the extension of the above-described exposure technique is limited to 45 nmhp, and technical development for the 32 nmhp generation that requires further fine processing is being carried out. In recent years, with the demand for higher complexity and higher density of such devices, a technique for patterning 32 nm LS by sparse line patterns such as double patterning or double exposure or by overlapping half-cycles of isolated trench patterns has been proposed. (For example, refer nonpatent literature 1).
非特許文献1には、1:3のピッチの32nmラインを形成した後、エッチングにより加工し、更に一層目のレジストパターンと半周期ずらした位置で、同様に1:3のピッチの32nmラインを形成し、エッチングにより再度加工し、最終的に1:1のピッチの32nmラインを形成することが開示されている。
In
しかしながら、上述のような幾つかのプロセスの提案はあるものの、更なる具体的かつ実用的な方法や材料等の提案については、未だになされていないのが現状である。 However, although there are proposals for several processes as described above, no proposals for more specific and practical methods and materials have been made yet.
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、より微細なレジストパターンを簡便かつ効率的に形成することができるレジストパターン形成方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and has as its object, the resist pattern forming how capable of forming a finer resist pattern easily and efficiently Is to provide.
本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、特定の構造を有する繰り返し単位を所定の割合で含む樹脂を含有するポジ型感放射線性樹脂組成物を使用して形成したレジストパターンを不溶化した後、更にレジストパターンを形成することによって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have developed a resist pattern formed using a positive radiation-sensitive resin composition containing a resin containing a predetermined unit of repeating units having a specific structure. After the insolubilization, it was found that the above-mentioned problems can be achieved by forming a resist pattern, and the present invention has been completed.
即ち、本発明によれば、以下に示すレジストパターン形成方法が提供される。 That is, according to the present invention, shown to Les resist pattern forming method is provided below.
[1](1)第一のポジ型感放射線性樹脂組成物を用いて基板上に形成された第一のレジスト層にマスクを介して選択的に露光した後、現像して第一のレジストパターンを形成する工程と、(2)前記第一のレジストパターン上に、水酸基を有する樹脂、及びアルコール溶媒を含有するレジストパターン不溶化樹脂組成物を塗布し、ベーク又はUVキュア後、洗浄して、前記第一のレジストパターンを、現像液及び第二のポジ型感放射線性樹脂組成物に対して不溶な不溶化レジストパターンとする工程と、(3)第二のポジ型感放射線性樹脂組成物を用いて前記不溶化レジストパターン上に第二のレジスト層を形成し、前記第二のレジスト層にマスクを介して選択的に露光する工程と、(4)現像して第二のレジストパターンを形成する工程と、を含み、前記工程(1)で用いられる前記第一のポジ型感放射線性樹脂組成物が、下記一般式(1)で表される一種以上の繰り返し単位を5〜65モル%含む酸解離性基を有する樹脂を含有するポジ型感放射線性樹脂組成物(但し、前記酸解離性基を有する樹脂は、下記一般式(i)で表される単量体から得られる繰り返し単位を含む高分子化合物、下記式(ii)で表される高分子化合物、及び下記式(iii−1)〜(iii−5)で表される高分子化合物を除く)であるレジストパターン形成方法。
[3]前記レジストパターン不溶化樹脂組成物に含まれるアルコール溶媒が、炭素数1〜8の1価アルコールである前記[1]又は[2]に記載のレジストパターン形成方法。
[4]前記レジストパターン不溶化樹脂組成物に含まれる水酸基を含有する樹脂が、下記一般式(7)で表される単量体成分を重合して得られる樹脂である前記[1]〜[3]のいずれかに記載のレジストパターン形成方法。
[5]前記レジストパターン不溶化樹脂組成物に含まれる水酸基を含有する樹脂が、さらに下記一般式(8−1)で表される単量体と下記一般式(8−2)で表される単量体の少なくともいずれかを重合して得られる樹脂である前記[4]に記載のレジストパターン形成方法。
[3] The resist pattern forming method according to [1] or [2], wherein the alcohol solvent contained in the resist pattern insolubilized resin composition is a monohydric alcohol having 1 to 8 carbon atoms.
[4] The above [1] to [3], wherein the resin containing a hydroxyl group contained in the resist pattern insolubilized resin composition is a resin obtained by polymerizing a monomer component represented by the following general formula (7). ] The resist pattern formation method in any one of.
[5] Resin containing a hydroxyl group contained in the resist pattern insolubilized resin composition is a monomer represented by the following general formula (8-1) and a single monomer represented by the following general formula (8-2). The method for forming a resist pattern according to the above [4], which is a resin obtained by polymerizing at least one of the monomers.
本発明のレジストパターン形成方法によれば、より微細なレジストパターンを簡便かつ効率的に形成することができる。 According to the resist pattern forming method of the present invention, a finer resist pattern can be easily and efficiently formed.
以下、本発明の実施の最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。以下、「第一のポジ型感放射線性樹脂組成物」及び「第二のポジ型感放射線性樹脂組成物」を、それぞれ単に「第一レジスト剤」及び「第二レジスト剤」ともいう。また、「レジストパターン不溶化樹脂組成物」を、単に「不溶化樹脂組成物」ともいう。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiment, and is based on the ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the gist of the present invention. It should be understood that modifications and improvements as appropriate to the following embodiments also fall within the scope of the present invention. Hereinafter, the “first positive radiation sensitive resin composition” and the “second positive radiation sensitive resin composition” are also simply referred to as “first resist agent” and “second resist agent”, respectively. The “resist pattern insolubilized resin composition” is also simply referred to as “insolubilized resin composition”.
1.レジストパターン形成方法:
((1)工程)
(1)工程では、シリコンウェハや、SiN又は有機反射防止膜等で被覆されたウェハ等の基板上に、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布手段によって、後述する第一レジスト剤(ポジ型感放射線性樹脂組成物)を塗布する。これにより、第一レジスト剤からなる第一レジスト層を形成することができる。なお、第一レジスト剤を塗布した後、必要に応じてプレベーク(PB)することによって塗膜中の溶剤を揮発させてもよい。このプレベークの加熱条件は、第一レジスト剤の配合組成によって適宜選択されるが、通常、30〜200℃、好ましくは50〜150℃である。
1. Resist pattern formation method:
((1) Process)
In the step (1), a first resist, which will be described later, is applied to a silicon wafer or a substrate such as a wafer coated with SiN or an organic antireflection film by an appropriate application means such as spin coating, cast coating, or roll coating. agent (Po di-tone radiation-sensitive resin composition) is applied. Thereby, the 1st resist layer which consists of a 1st resist agent can be formed. In addition, after apply | coating a 1st resist agent, you may volatilize the solvent in a coating film by prebaking (PB) as needed. Although the prebaking heating conditions are appropriately selected depending on the composition of the first resist agent, they are usually 30 to 200 ° C, preferably 50 to 150 ° C.
なお、第一レジスト剤の潜在能力を最大限に引き出すため、例えば、特公平6−12452号公報等に開示されているように、基板上に有機系又は無機系の反射防止膜を形成しておくことがこのましい。また、環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響を防止するため、例えば、特開平5−188598号公報等に開示されているように、第一レジスト層上に保護膜を設けることも好ましい。なお、前記反射防止膜の形成と、前記保護膜の形成の両方を行うことも好ましい。 In order to maximize the potential of the first resist agent, an organic or inorganic antireflection film is formed on the substrate as disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 6-12458. It ’s good to leave. In order to prevent the influence of basic impurities contained in the environmental atmosphere, it is also preferable to provide a protective film on the first resist layer as disclosed in, for example, JP-A-5-188598. . It is also preferable to perform both formation of the antireflection film and formation of the protective film.
形成された第一レジスト層の所用領域に、所定パターンのマスクを介して放射線を照射すること等によって露光し、パターン潜像部(露光によりアルカリ不溶性となった部分)を形成する。使用される放射線としては、第一レジスト剤に含有される酸発生剤の種類に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線等から適宜選定されるが、ArFエキシマレーザー(波長193nm)やKrFエキシマレーザー(波長248nm)等に代表される遠紫外線が好ましく、特にArFエキシマレーザー(波長193nm)が好ましい。なお、露光量等の露光条件は、第一レジスト剤の配合組成や添加剤の種類等に応じて適宜選定される。更に、本発明においては、露光後に加熱処理(PEB)を行うことが好ましい。このPEBにより、樹脂成分中の酸解離性基の解離反応を円滑に進行させることができる。PEBの加熱条件は、樹脂組成物の配合組成によって適宜選択されるが、通常、30〜200℃、好ましくは50〜170℃である。 The required region of the formed first resist layer is exposed by irradiating with radiation through a mask having a predetermined pattern to form a pattern latent image portion (portion that has become insoluble in alkali by exposure). The radiation used is appropriately selected from visible rays, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, charged particle beams, etc., depending on the type of acid generator contained in the first resist agent, but ArF excimer laser ( Far ultraviolet rays typified by a wavelength of 193 nm) and KrF excimer laser (wavelength 248 nm) are preferred, and an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) is particularly preferred. In addition, exposure conditions, such as exposure amount, are suitably selected according to the compounding composition of a 1st resist agent, the kind of additive, etc. Furthermore, in this invention, it is preferable to perform heat processing (PEB) after exposure. By this PEB, the dissociation reaction of the acid dissociable group in the resin component can be smoothly advanced. The heating conditions for PEB are appropriately selected depending on the composition of the resin composition, but are usually 30 to 200 ° C, preferably 50 to 170 ° C.
露光された第一レジスト層を現像することにより、パターン潜像部が露出し、図1に示すような、所定のスペース部分を有する、所定の線幅L1のポジ型の第一のレジストパターン1が基板10上に形成される。現像に使用可能な現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、けい酸ナトリウム、メタけい酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性化合物の少なくとも一種を溶解したアルカリ性水溶液が好ましい。アルカリ性水溶液の濃度は、通常、10質量%以下である。アルカリ性水溶液の濃度が10質量%を超えると、非露光部が現像液に溶解し易くなる傾向にある。なお、アルカリ性水溶液を用いて現像した後は、一般に、水で洗浄して乾燥する。
By developing the exposed first resist layer, the pattern latent image portion is exposed, and a positive first resist pattern having a predetermined line width L 1 and having a predetermined space portion as shown in FIG. 1 is formed on the
また、アルカリ性水溶液(現像液)には、有機溶媒を添加することもできる。添加することのできる有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルi−ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロペンタノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン等のケトン類;メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、1,4−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジメチロール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−アミル等のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、フェノール、アセトニルアセトン、ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。これらの有機溶媒は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。 An organic solvent can also be added to the alkaline aqueous solution (developer). Examples of the organic solvent that can be added include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl i-butyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 3-methylcyclopentanone, and 2,6-dimethylcyclohexanone; methyl alcohol, ethyl alcohol , N-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, 1,4-hexanediol, 1,4-hexanedimethylol, and the like; tetrahydrofuran, dioxane Ethers such as ethyl acetate, n-butyl acetate, i-amyl acetate, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, phenol, acetonylacetone, dimethylformamide, etc. That. These organic solvents can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
有機溶媒の添加量は、アルカリ性水溶液100体積部に対して100体積部以下とすることが好ましい。有機溶媒の添加量が、アルカリ性水溶液100体積部に対して100体積部超であると、現像性が低下し、露光部の現像残りが多くなる場合がある。なお、現像液には、界面活性剤等を適量添加することもできる。 The addition amount of the organic solvent is preferably 100 parts by volume or less with respect to 100 parts by volume of the alkaline aqueous solution. When the addition amount of the organic solvent is more than 100 parts by volume with respect to 100 parts by volume of the alkaline aqueous solution, the developability may be deteriorated and the development residue in the exposed part may increase. An appropriate amount of a surfactant or the like can be added to the developer.
((2)工程)
(2)工程では、形成された第一のレジストパターン上に、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布手段によって、後述する不溶化樹脂組成物を塗布する。この際、第一のレジストパターンが覆われるように不溶化樹脂組成物を塗布する。不溶化樹脂組成物を塗布した後、加熱処理(ベーク)又はUVキュアする。この加熱処理又はUVキュアによって、第一のレジストパターンと塗布された不溶化樹脂組成物を反応させる。加熱条件は、不溶化樹脂組成物の配合組成によって適宜選択されるが、通常、30〜200℃、好ましくは50〜170℃である。一方、UVキュアに際しては、Ar2ランプ、KrClランプ、Kr2ランプ、XeClランプ、Xe2ランプ(ウシオ電機社製)等のランプを使用することができる。適宜冷却した後、前述の(1)工程の場合と同様にして現像を行えば、図2及び図3に示すような、第一のレジストパターン1の表面が樹脂組成物からなる不溶膜5で被覆された、第一ライン部1aと第一スペース部1bを有するライン・アンド・スペースパターンである不溶化レジストパターン3を形成することができる。形成される不溶化レジストパターン3(第一ライン部1a)は、現像液、及び第二レジスト剤に対して不溶又は難溶なものである。なお、現像後、更に必要に応じて加熱処理(PEB)又はUVキュアによる不溶化レジストパターンの硬化を複数回行ってもよい。
((2) Process)
In the step (2), an insolubilized resin composition to be described later is applied onto the formed first resist pattern by an appropriate application means such as spin coating, cast coating, or roll coating. At this time, the insolubilized resin composition is applied so that the first resist pattern is covered. After applying the insolubilized resin composition, heat treatment (baking) or UV curing is performed. By this heat treatment or UV curing, the first resist pattern is reacted with the applied insolubilized resin composition. Although heating conditions are suitably selected by the compounding composition of an insolubilized resin composition, they are 30-200 degreeC normally, Preferably it is 50-170 degreeC. On the other hand, for UV curing, lamps such as Ar 2 lamp, KrCl lamp, Kr 2 lamp, XeCl lamp, Xe 2 lamp (USHIO Inc.) can be used. After appropriately cooling and developing in the same manner as in the above step (1), the surface of the first resist
不溶化した第一のレジストパターン1(不溶化レジストパターン3)は、次の(3)工程及び(4)工程において、第二レジスト剤を塗布、露光、及び現像しても、そのパターン形状が残存する。但し、塗布された不溶化樹脂組成物の厚み等に応じて、パターン幅は若干変化していてもよい。なお、この(2)工程は、必要に応じて複数回行ってもよい。 The insolubilized first resist pattern 1 (insolubilized resist pattern 3) remains in the pattern shape even when the second resist agent is applied, exposed and developed in the following steps (3) and (4). . However, the pattern width may slightly change depending on the thickness of the applied insolubilized resin composition. In addition, you may perform this (2) process in multiple times as needed.
((3)工程)
(3)工程では、図4に示すように、基板10上に形成された不溶化レジストパターン3上に、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布手段によって第二レジスト剤を塗布し、第二レジスト剤からなる第二レジスト層12を形成する。その後、(1)工程の場合と同様、必要に応じてプレベーク(PB)してもよい。次いで、(1)工程の場合と同様にして、第二レジスト層12、及び必要に応じて第一のレジストパターン(不溶化レジストパターン3)のスペース部にマスクを介して選択的に露光する。なお、必要に応じて更に加熱処理(PEB)を行ってもよい。
((3) Process)
In the step (3), as shown in FIG. 4, a second resist agent is applied onto the insolubilized resist
((4)工程)
(4)工程では、(1)工程の場合と同様にして現像することにより、ポジ型の第二のレジストパターンを形成する。以上の工程を経ることにより、基板上に第一のレジストパターン(不溶化レジストパターン)と第二のレジストパターンが順次追加された構成のレジストパターンを形成することができる。このようにして形成されたレジストパターンを用いれば、半導体を製造することができる。
((4) Process)
In the step (4), a positive second resist pattern is formed by developing in the same manner as in the step (1). Through the above steps, a resist pattern having a configuration in which a first resist pattern (insolubilized resist pattern) and a second resist pattern are sequentially added on the substrate can be formed. If the resist pattern formed in this way is used, a semiconductor can be manufactured.
前述の(3)工程において、選択的な露光に際して用いるマスクのパターンを適宜選択することによって、特徴的なパターン配列を有する種々のレジストパターンを最終的に形成することができる。例えば図5に示すように、第一ライン部1aと第一スペース部1bを有する不溶化レジストパターン3を形成した場合に、(3)工程の露光で用いるマスクのパターンを選択することによって、第二ライン部2a及び第二スペース部2bを有する第二のレジストパターン2の第二ライン部2aを、第一ライン部1aと平行に第一スペース部1bに形成することができる。
In the above-described step (3), various resist patterns having a characteristic pattern arrangement can be finally formed by appropriately selecting a mask pattern used for selective exposure. For example, as shown in FIG. 5, when the insolubilized resist
また、例えば図6に示すように、(3)工程の露光で用いるマスクのパターンを選択することによって、第二ライン部22a及び第二スペース部22bを有する第二のレジストパターン22の第二ライン部22aを第一スペース部1bに碁盤状に形成すれば、不溶化レジストパターンの第一ライン部1aと第二ライン部22aによって区画されたコンタクトホール15を有するレジストパターン(コンタクトホールパターン)を形成することができる。
For example, as shown in FIG. 6, the second line of the second resist
更に、例えば図7及び図8に示すように、(3)工程の露光で用いるマスクのパターンを選択すれば、第二ライン部32a及び第二スペース部32bを有する第二のレジストパターン32の第二ライン部32aを、第一ライン部1aと交差させるように第一ライン部1a上に形成することができる。
Further, for example, as shown in FIGS. 7 and 8, if the mask pattern used in the exposure in the step (3) is selected, the second resist
2.ポジ型感放射線性樹脂組成物:
上述のレジストパターン形成方法において用いられる「第一のポジ型感放射線性樹脂組成物(第一レジスト剤)」及び「第二のポジ型感放射線性樹脂組成物(第二レジスト剤)」は、いずれも、露光によって酸発生剤から発生した酸の作用により、それぞれに含まれる酸解離性基が解離して、アルカリ現像液に対する溶解性が高くなったレジストの露光部がアルカリ現像液によって溶解、除去され、ポジ型のレジストパターンを得ることができるものである。また、第一レジスト剤及び第二レジスト剤は、いずれも、酸解離性基を有する樹脂を含有するものである。更に、その他の成分として、通常、感放射線性酸発生剤(以下、「酸発生剤」ともいう)、及び溶剤が含有される。以下、第一レジスト剤の詳細について説明するが、第二レジスト剤の詳細についても同様であり、第一レジスト剤と第二レジスト剤は、同一のものであっても異なるものであってもよい。以降、単に「レジスト剤」というときは、「第一レジスト剤」と「第二レジスト剤」のいずれをも意味する。
2. Positive type radiation sensitive resin composition:
The “first positive radiation-sensitive resin composition (first resist agent)” and “second positive radiation-sensitive resin composition (second resist agent)” used in the above-described resist pattern forming method are: In any case, due to the action of the acid generated from the acid generator by exposure, the acid dissociable groups contained therein are dissociated, and the exposed portion of the resist whose solubility in the alkali developer is increased is dissolved in the alkali developer. It is removed and a positive resist pattern can be obtained. The first resist agent and the second resist agent both contain a resin having an acid dissociable group. Furthermore, as other components, a radiation-sensitive acid generator (hereinafter also referred to as “acid generator”) and a solvent are usually contained. Hereinafter, details of the first resist agent will be described, but the details of the second resist agent are the same, and the first resist agent and the second resist agent may be the same or different. . Hereinafter, the term “resist agent” means both “first resist agent” and “second resist agent”.
(酸解離性基を有する樹脂)
酸解離性基を有する樹脂は、前記一般式(1)で表される一種以上の繰り返し単位を含むものである。但し、前記一般式(i)で表される単量体から得られる繰り返し単位を含む高分子化合物、前記式(ii)で表される高分子化合物、及び前記式(iii−1)〜(iii−5)で表される高分子化合物を除くものである。
(Resin having an acid dissociable group)
Resins having an acid dissociable group are those comprising repeating units of one or more kinds represented by the general formula (1). However, the polymer compound containing the repeating unit obtained from the monomer represented by the general formula (i), the polymer compound represented by the formula (ii), and the formulas (iii-1) to (iii) The polymer compound represented by -5) is excluded.
前記一般式(1)中、R2で示される炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基、及びいずれか2つのR2が相互に結合して形成された炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基の具体例としては、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等のシクロアルカン類等に由来する脂環族環からなる基;これらの脂環族環からなる基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の、炭素数1〜4の直鎖状、分岐状、若しくは環状のアルキル基の一種以上で置換した基等を挙げることができる。なかでも、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタン、シクロペンタン、又はシクロヘキサンに由来する脂環族環からなる基や、これらを上記のアルキル基で置換した基が好ましい。 In the general formula (1), a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R 2 carbon atoms and any two of R 2 is formed by bonding to each other, 4-20 Specific examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group include fatty acids derived from cycloalkanes such as norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, and cyclooctane. A group consisting of a cyclic ring; a group consisting of these alicyclic rings is, for example, a methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methyl Examples include a group substituted with one or more linear, branched, or cyclic alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as a propyl group and a t-butyl group. Of these, a group consisting of an alicyclic ring derived from norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, cyclopentane, or cyclohexane, or a group obtained by substituting these with the above alkyl group is preferable.
前記一般式(1)中、R2で示される炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基の誘導体の具体例としては、ヒドロキシル基;カルボキシル基;オキソ基(即ち、=O基);ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、1−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基、1−ヒドロキシブチル基、2−ヒドロキシブチル基、3−ヒドロキシブチル基、4−ヒドロキシブチル基等の炭素数1〜4のヒドロキシアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基等の炭素数1〜4のアルコキシル基;シアノ基;シアノメチル基、2−シアノエチル基、3−シアノプロピル基、4−シアノブチル基等の炭素数2〜5のシアノアルキル基等の置換基を一種以上有する基を挙げることができる。なかでも、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ヒドロキシメチル基、シアノ基、シアノメチル基が好ましい。 In the general formula (1), specific examples of the derivative of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R 2 include a hydroxyl group; a carboxyl group; an oxo group (that is, a ═O group). ); Hydroxymethyl group, 1-hydroxyethyl group, 2-hydroxyethyl group, 1-hydroxypropyl group, 2-hydroxypropyl group, 3-hydroxypropyl group, 1-hydroxybutyl group, 2-hydroxybutyl group, 3- A hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as hydroxybutyl group and 4-hydroxybutyl group; methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, 2-methylpropoxy group, 1- C1-C4 alkoxyl groups such as methylpropoxy group and t-butoxy group; cyano group; cyanomethyl group, 2-cyanoethyl group, 3-cyanopropyl group The group which has 1 or more types of substituents, such as C2-C5 cyanoalkyl groups, such as a propyl group and 4-cyanobutyl group, can be mentioned. Of these, a hydroxyl group, a carboxyl group, a hydroxymethyl group, a cyano group, and a cyanomethyl group are preferable.
また、前記一般式(1)中、R2で示される炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状の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、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等を挙げることができる。なかでも、メチル基、エチル基が好ましい。 In the general formula (1), specific examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and i-propyl. Group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like. Of these, a methyl group and an ethyl group are preferable.
前記一般式(1)中、「−C(R2)3」で表される基の具体例としては、前記一般式(1a)、前記一般式(1b)、前記一般式(1d)、又は前記一般式(1e)で表される基を挙げることができる。 In the general formula (1), "- C (R 2) 3" Specific examples of the group represented by the general formula (1a), the general formula (1b), the general formula (1d), or The group represented by the general formula (1e) can be exemplified .
前記一般式(1a)〜(1e)中、R3は、相互に独立して、炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、mは0又は1である。炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状の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、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等を挙げることができる。なかでも、メチル基、エチル基が好ましい。 In the general formulas (1a) to (1e), R 3 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and m is 0 or 1. Specific examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1- Examples thereof include a methylpropyl group and a t-butyl group. Of these, a methyl group and an ethyl group are preferable.
前記一般式(1)中、「−COOC(R2)3」で表される部分は、酸の作用によって解離してカルボキシル基が形成され、アルカリ可溶性部位となる部分である。この「アルカリ可溶性部位」は、アルカリの作用によりアニオンとなる(アルカリ可溶性の)基である。一方、「酸解離性基」とは、アルカリ可溶性部位が保護基で保護された状態になっている基であり、酸で保護基が脱離されるまでは「アルカリ可溶性」ではない基である。 In the general formula (1), a portion represented by “—COOC (R 2 ) 3 ” is a portion that is dissociated by the action of an acid to form a carboxyl group and becomes an alkali-soluble portion. This “alkali-soluble site” is a group that becomes an anion (alkali-soluble) by the action of an alkali. On the other hand, an “acid-dissociable group” is a group in which an alkali-soluble site is protected with a protecting group, and is a group that is not “alkali-soluble” until the protecting group is removed with an acid.
酸解離性基を有する樹脂は、それ自体はアルカリ不溶性又はアルカリ難溶性の樹脂であるが、酸の作用によってアルカリ可溶性となる樹脂である。ここで、「アルカリ不溶性又はアルカリ難溶性」とは、前記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する樹脂を含有するレジスト剤からなるレジスト層を用いてレジストパターンを形成するための現像条件で、前記一般式(1)で表される繰り返し単位を含む樹脂のみからなる膜を処理した場合(但し、露光はしない)に、膜の初期膜厚の50%以上が、前記処理後に残存する性質をいう。一方、「アルカリ可溶性」とは、同様の処理をした場合に、膜の初期膜厚の50%以上が前記処理後に失われる性質をいう。 The resin having an acid-dissociable group is a resin that is itself insoluble in alkali or hardly soluble in alkali, but becomes alkali-soluble by the action of an acid. Here, “alkali insoluble or hardly soluble in alkali” means development conditions for forming a resist pattern using a resist layer comprising a resist agent containing a resin having a repeating unit represented by the general formula (1). In the case where a film made of only the resin containing the repeating unit represented by the general formula (1) is processed (but not exposed), 50% or more of the initial film thickness remains after the processing. Refers to nature. On the other hand, “alkali-soluble” refers to a property in which 50% or more of the initial film thickness of the film is lost after the same treatment.
酸解離性基を有する樹脂に含まれる、前記一般式(1)で表される一種以上の繰り返し単位の割合は、5〜65モル%であり、好ましくは10〜60モル%、更に好ましくは15〜50モル%である。前記一般式(1)で表される一種以上の繰り返し単位の含有割合が5モル%未満、又は65モル%超であると、後述する不溶化樹脂組成物を用いても、第一のレジストパターンを十分に不溶化させることが困難となる場合がある。また、その後の露光処理や、現像液及び第二のレジスト剤に対して十分に安定な不溶化レジストパターンとすることが困難となる場合がある。 The ratio of the one or more repeating units represented by the general formula (1) contained in the resin having an acid dissociable group is 5 to 65 mol%, preferably 10 to 60 mol%, more preferably 15 ˜50 mol%. Even if it uses the insolubilized resin composition mentioned later that the content rate of the 1 or more types of repeating unit represented by the said General formula (1) is less than 5 mol% or more than 65 mol%, a 1st resist pattern is used. It may be difficult to sufficiently insolubilize. Moreover, it may be difficult to obtain a sufficiently insoluble resist pattern that is sufficiently stable with respect to the subsequent exposure processing or the developer and the second resist agent.
酸解離性基を有する樹脂の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定したポリスチレン換算重量平均分子量Mwは、通常、1,000〜500,000、好ましくは1,000〜100,000、更に好ましくは1,000〜50,000である。Mwが1,000未満であると、形成されるレジストパターンの耐熱性が低下する傾向にある。一方、Mwが500,000超であると、現像性が低下する傾向にある。また、酸解離性基を有する樹脂のMwと、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定したポリスチレン換算数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)は、1〜5であることが好ましく、1〜3であることが更に好ましい。 The polystyrene-reduced weight average molecular weight Mw measured by gel permeation chromatography (GPC) of the resin having an acid dissociable group is usually 1,000 to 500,000, preferably 1,000 to 100,000, more preferably. 1,000 to 50,000. When Mw is less than 1,000, the heat resistance of the resist pattern to be formed tends to decrease. On the other hand, if the Mw exceeds 500,000, the developability tends to be lowered. Further, the ratio (Mw / Mn) of Mw of the resin having an acid dissociable group and the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) measured by gel permeation chromatography (GPC) is preferably 1 to 5, More preferably, it is 1-3.
(酸解離性基を有する樹脂の製造方法)
酸解離性基を有する樹脂は、所望とする繰り返し単位に対応する重合性不飽和単量体を含む単量体成分を、ヒドロパーオキシド類、ジアルキルパーオキシド類、ジアシルパーオキシド類、アゾ化合物等のラジカル重合開始剤を使用し、必要に応じて連鎖移動剤の存在下、適当な溶媒中で重合することにより製造することができる。
(Method for producing resin having acid dissociable group)
Resins having an acid-dissociable group include monomer components containing a polymerizable unsaturated monomer corresponding to a desired repeating unit, hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, azo compounds, etc. The radical polymerization initiator can be used and polymerized in an appropriate solvent in the presence of a chain transfer agent as necessary.
重合に使用される溶媒としては、例えば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン類;シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類;クロロブタン類、ブロモヘキサン類、ジクロロエタン類、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル類;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエタン類等のエーテル類;メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブタノール、1−ペンタノール、3−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、o−クロロフェノール、2−(1−メチルプロピル)フェノール等のアルコール類;アセトン、2−ブタノン、3−メチル−2−ブタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン等のケトン類等を挙げることができる。これらの溶媒は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the solvent used for polymerization include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane; cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, norbornane. Cycloalkanes such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene and other aromatic hydrocarbons; chlorobutanes, bromohexanes, dichloroethanes, halogenated hydrocarbons such as hexamethylene dibromide, chlorobenzene; ethyl acetate, Saturated carboxylic acid esters such as n-butyl acetate, i-butyl acetate and methyl propionate; ethers such as tetrahydrofuran, dimethoxyethanes and diethoxyethane; methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1- Butanol, 2-pig Alcohol, isobutanol, 1-pentanol, 3-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, o-chlorophenol, 2- (1-methylpropyl) phenol, etc .; acetone, 2-butanone, Mention may be made of ketones such as 3-methyl-2-butanone, 4-methyl-2-pentanone, 2-heptanone, cyclopentanone, cyclohexanone and methylcyclohexanone. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
また、上記の重合における反応温度は、通常40〜150℃、好ましくは50〜120℃であり、反応時間は、通常1〜48時間、好ましくは1〜24時間である。なお、酸解離性基を有する樹脂は、ハロゲン、金属等の不純物等の含有量が少ないほど、感度、解像度、プロセス安定性、パターンプロファイル等を改善することができるために好ましい。酸解離性基を有する樹脂の精製法としては、例えば、水洗、液々抽出等の化学的精製法や、これらの化学的精製法と限外ろ過、遠心分離等の物理的精製法とを組み合わせた方法等を挙げることができる。酸解離性基を有する樹脂に含有される、モノマーを主成分とする低分子量成分の割合は、樹脂の全体に対して、固形分換算で0.1質量%以下であることが好ましい。この低分子量成分の含有割合は、例えば高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により測定することができる。 Moreover, the reaction temperature in said superposition | polymerization is 40-150 degreeC normally, Preferably it is 50-120 degreeC, and reaction time is 1-48 hours normally, Preferably it is 1-24 hours. In addition, the resin having an acid dissociable group is preferable as the content of impurities such as halogen and metal is small because sensitivity, resolution, process stability, pattern profile, and the like can be improved. Examples of purification methods for resins having acid-dissociable groups include chemical purification methods such as washing with water and liquid-liquid extraction, and combinations of these chemical purification methods with physical purification methods such as ultrafiltration and centrifugation. The method etc. can be mentioned. It is preferable that the ratio of the low molecular weight component which has a monomer as a main component contained in resin which has an acid dissociable group is 0.1 mass% or less in conversion of solid content with respect to the whole resin. The content ratio of the low molecular weight component can be measured, for example, by high performance liquid chromatography (HPLC).
(酸発生剤)
レジスト剤には、下記一般式(2)で表される構造を有する、露光により分解される酸発生剤が含有されていることが好ましい。レジスト剤に酸発生剤が含有されることで、露光により酸が発生し、酸解離性基が解離してレジスト層の露光領域がアルカリ可溶性となり、レジストパターンを形成することができる。
(Acid generator)
The resist agent preferably contains an acid generator having a structure represented by the following general formula (2), which is decomposed by exposure. By containing an acid generator in the resist agent, an acid is generated by exposure, the acid-dissociable group is dissociated, the exposed region of the resist layer becomes alkali-soluble, and a resist pattern can be formed.
前記一般式(2)中、R6は、水素原子、フッ素原子、水酸基、炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基、又は炭素原子数2〜11の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシカルボニル基を示す。また、R4は、炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又はアルコキシル基、或いは炭素原子数1〜10の直鎖状、分岐状、又は環状のアルカンスルホニル基を示す。 In the general formula (2), R 6 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a linear or branched group having 1 to 10 carbon atoms. Or a linear or branched alkoxycarbonyl group having 2 to 11 carbon atoms. R 4 represents a linear or branched alkyl group or alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a linear, branched or cyclic alkanesulfonyl group having 1 to 10 carbon atoms.
前記一般式(2)中、R5は、相互に独立して、炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換されていてもよいフェニル基、又は置換基されていてもよいナフチル基であるか、或いは二つのR5が互いに結合して炭素原子数2〜10の2価の基を形成していてもよい。なお、形成される2価の基は置換されていてもよい。kは0〜2の整数であり、X−は、一般式:RCnF2nSO3 −(式中、Rは、フッ素原子又は置換されていてもよい炭素原子数1〜12の炭化水素基を示し、nは1〜10の整数である)で表されるアニオンを示し、qは0〜10の整数である。 In the general formula (2), R 5 are independently of each other a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an optionally substituted phenyl group, or a substituted group. It may be a naphthyl group, or two R 5 may be bonded to each other to form a divalent group having 2 to 10 carbon atoms. In addition, the formed bivalent group may be substituted. k is an integer of 0 to 2, and X − is a general formula: RC n F 2n SO 3 − (wherein R is a fluorine atom or an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. N is an integer of 1 to 10), and q is an integer of 0 to 10.
前記一般式(2)中、R4、R5、及びR6で示される炭素原子数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基等を挙げることができる。なかでも、メチル基、エチル基、n−ブチル基、t−ブチル基等が好ましい。 In the general formula (2), examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 4 , R 5 , and R 6 include a methyl group, an ethyl group, and n-propyl. Group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl Group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group and the like. Of these, a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, and the like are preferable.
前記一般式(2)中、R4及びR5で示される炭素原子数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基等を挙げることができる。なかでも、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基等が好ましい。 In the general formula (2), examples of the linear or branched alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 4 and R 5 include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, i- Propoxy group, n-butoxy group, 2-methylpropoxy group, 1-methylpropoxy group, t-butoxy group, n-pentyloxy group, neopentyloxy group, n-hexyloxy group, n-heptyloxy group, n- An octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, n-nonyloxy group, n-decyloxy group, etc. can be mentioned. Of these, a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an n-butoxy group and the like are preferable.
前記一般式(2)中、R6で示される炭素原子数2〜11の直鎖状又は分岐状のアルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、2−メチルプロポキシカルボニル基、1−メチルプロポキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基、n−ペンチルオキシカルボニル基、ネオペンチルオキシカルボニル基、n−ヘキシルオキシカルボニル基、n−ヘプチルオキシカルボニル基、n−オクチルオキシカルボニル基、2−エチルヘキシルオキシカルボニル基、n−ノニルオキシカルボニル基、n−デシルオキシカルボニル基等を挙げることができる。なかでも、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基等が好ましい。 In the general formula (2), examples of the linear or branched alkoxycarbonyl group having 2 to 11 carbon atoms represented by R 6 include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-propoxycarbonyl group, i -Propoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl group, 2-methylpropoxycarbonyl group, 1-methylpropoxycarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, n-pentyloxycarbonyl group, neopentyloxycarbonyl group, n-hexyloxycarbonyl group N-heptyloxycarbonyl group, n-octyloxycarbonyl group, 2-ethylhexyloxycarbonyl group, n-nonyloxycarbonyl group, n-decyloxycarbonyl group and the like. Of these, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-butoxycarbonyl group, and the like are preferable.
前記一般式(2)中、R4で示される炭素原子数1〜10の直鎖状、分岐状、又は環状のアルカンスルホニル基としては、例えば、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基、n−プロパンスルホニル基、n−ブタンスルホニル基、tert−ブタンスルホニル基、n−ペンタンスルホニル基、ネオペンタンスルホニル基、n−ヘキサンスルホニル基、n−ヘプタンスルホニル基、n−オクタンスルホニル基、2−エチルヘキサンスルホニル基n−ノナンスルホニル基、n−デカンスルホニル基、シクロペンタンスルホニル基、シクロヘキサンスルホニル基等を挙げることができる。なかでも、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基、n−プロパンスルホニル基、n−ブタンスルホニル基、シクロペンタンスルホニル基、シクロヘキサンスルホニル基等が好ましい。また、qは0〜2が好ましい。 In the general formula (2), examples of the linear, branched, or cyclic alkanesulfonyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 4 include a methanesulfonyl group, an ethanesulfonyl group, and n-propanesulfonyl. Group, n-butanesulfonyl group, tert-butanesulfonyl group, n-pentanesulfonyl group, neopentanesulfonyl group, n-hexanesulfonyl group, n-heptanesulfonyl group, n-octanesulfonyl group, 2-ethylhexanesulfonyl group n -Nonanesulfonyl group, n-decanesulfonyl group, cyclopentanesulfonyl group, cyclohexanesulfonyl group, etc. can be mentioned. Of these, a methanesulfonyl group, an ethanesulfonyl group, an n-propanesulfonyl group, an n-butanesulfonyl group, a cyclopentanesulfonyl group, a cyclohexanesulfonyl group, and the like are preferable. Moreover, q is preferably 0-2.
前記一般式(2)中、R5で示される置換されていてもよいフェニル基としては、例えば、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,3−ジメチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,5−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、3,4−ジメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、4−シクロヘキシルフェニル基、4−フルオロフェニル基等のフェニル基;炭素原子数1〜10の直鎖状、分岐状、又は環状のアルキル基で置換されたフェニル基;これらのフェニル基若しくはアルキル置換フェニル基を、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシル基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基等の少なくとも一種の基で一個以上置換した基等を挙げることができる。なお、フェニル基及びアルキル置換フェニル基に対する置換基のうちのアルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等の炭素原子数1〜20の直鎖状、分岐状、又は環状のアルコキシル基等を挙げることができる。 In the general formula (2), examples of the optionally substituted phenyl group represented by R 5 include a phenyl group, an o-tolyl group, an m-tolyl group, a p-tolyl group, and 2,3-dimethylphenyl. Group, 2,4-dimethylphenyl group, 2,5-dimethylphenyl group, 2,6-dimethylphenyl group, 3,4-dimethylphenyl group, 3,5-dimethylphenyl group, 2,4,6-trimethylphenyl Group, 4-ethylphenyl group, 4-t-butylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, 4-fluorophenyl group and the like; linear, branched or cyclic alkyl having 1 to 10 carbon atoms A phenyl group substituted with a group; these phenyl group or alkyl-substituted phenyl group can be converted into a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an alkoxyl group, an alkoxy group; Examples include a group substituted with at least one group such as an alkyl group, an alkoxycarbonyl group, and an alkoxycarbonyloxy group. Examples of the alkoxyl group among the substituents for the phenyl group and the alkyl-substituted phenyl group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an i-propoxy group, an n-butoxy group, a 2-methylpropoxy group, 1 Examples thereof include linear, branched, or cyclic alkoxyl groups having 1 to 20 carbon atoms such as a methylpropoxy group, a t-butoxy group, a cyclopentyloxy group, and a cyclohexyloxy group.
また、前記アルコキシアルキル基としては、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、1−メトキシエチル基、2−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基、2−エトキシエチル基等の炭素原子数2〜21の直鎖状、分岐状、又は環状のアルコキシアルキル基等を挙げることができる。また、前記アルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、2−メチルプロポキシカルボニル基、1−メチルプロポキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基、シクロペンチルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル等の炭素原子数2〜21の直鎖状、分岐状、又は環状のアルコキシカルボニル基等を挙げることができる。 Examples of the alkoxyalkyl group include 2 to 21 carbon atoms such as a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a 1-methoxyethyl group, a 2-methoxyethyl group, a 1-ethoxyethyl group, and a 2-ethoxyethyl group. And a linear, branched, or cyclic alkoxyalkyl group. Examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-propoxycarbonyl group, an i-propoxycarbonyl group, an n-butoxycarbonyl group, a 2-methylpropoxycarbonyl group, and a 1-methylpropoxycarbonyl group. , T-butoxycarbonyl group, cyclopentyloxycarbonyl group, cyclohexyloxycarbonyl, etc., having 2 to 21 carbon atoms, such as linear, branched, or cyclic alkoxycarbonyl groups.
また、前記アルコキシカルボニルオキシ基としては、例えば、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、n−プロポキシカルボニルオキシ基、i−プロポキシカルボニルオキシ基、n−ブトキシカルボニルオキシ基、t−ブトキシカルボニルオキシ基、シクロペンチルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル等の炭素原子数2〜21の直鎖状、分岐状、又は環状のアルコキシカルボニルオキシ基等を挙げることができる。前記一般式(2)中、R5で示される置換されていてもよいフェニル基としては、フェニル基、4−シクロヘキシルフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−t−ブトキシフェニル基等が好ましい。 Examples of the alkoxycarbonyloxy group include methoxycarbonyloxy group, ethoxycarbonyloxy group, n-propoxycarbonyloxy group, i-propoxycarbonyloxy group, n-butoxycarbonyloxy group, t-butoxycarbonyloxy group, Examples thereof include linear, branched, or cyclic alkoxycarbonyloxy groups having 2 to 21 carbon atoms such as cyclopentyloxycarbonyl group and cyclohexyloxycarbonyl. In the general formula (2), the optionally substituted phenyl group represented by R 5 includes a phenyl group, a 4-cyclohexylphenyl group, a 4-t-butylphenyl group, a 4-methoxyphenyl group, a 4-t -A butoxyphenyl group and the like are preferable.
前記一般式(2)中、R5で示される置換されていてもよいナフチル基としては、例えば、1−ナフチル基、2−メチル−1−ナフチル基、3−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、5−メチル−1−ナフチル基、6−メチル−1−ナフチル基、7−メチル−1−ナフチル基、8−メチル−1−ナフチル基、2,3−ジメチル−1−ナフチル基、2,4−ジメチル−1−ナフチル基、2,5−ジメチル−1−ナフチル基、2,6−ジメチル−1−ナフチル基、2,7−ジメチル−1−ナフチル基、2,8−ジメチル−1−ナフチル基、3,4−ジメチル−1−ナフチル基、3,5−ジメチル−1−ナフチル基、3,6−ジメチル−1−ナフチル基、3,7−ジメチル−1−ナフチル基、3,8−ジメチル−1−ナフチル基、4,5−ジメチル−1−ナフチル基、5,8−ジメチル−1−ナフチル基、4−エチル−1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−メチル−2−ナフチル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−2−ナフチル基等のナフチル基;炭素原子数1〜10の直鎖状、分岐状、又は環状のアルキル基で置換されたナフチル基;これらのナフチル基又はアルキル置換ナフチル基を、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシル基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基等の少なくとも一種の基で一個以上置換した基等を挙げることができる。これらの置換基のうちのアルコキシル基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、及びアルコキシカルボニルオキシ基の具体例としては、前述のフェニル基及びアルキル置換フェニル基について例示した基を挙げることができる。 In the general formula (2), examples of the optionally substituted naphthyl group represented by R 5 include 1-naphthyl group, 2-methyl-1-naphthyl group, 3-methyl-1-naphthyl group, 4 -Methyl-1-naphthyl group, 4-methyl-1-naphthyl group, 5-methyl-1-naphthyl group, 6-methyl-1-naphthyl group, 7-methyl-1-naphthyl group, 8-methyl-1- Naphthyl group, 2,3-dimethyl-1-naphthyl group, 2,4-dimethyl-1-naphthyl group, 2,5-dimethyl-1-naphthyl group, 2,6-dimethyl-1-naphthyl group, 2,7 -Dimethyl-1-naphthyl group, 2,8-dimethyl-1-naphthyl group, 3,4-dimethyl-1-naphthyl group, 3,5-dimethyl-1-naphthyl group, 3,6-dimethyl-1-naphthyl Group, 3,7-dimethyl-1-naphthyl group, 3, 8-dimethyl-1-naphthyl group, 4,5-dimethyl-1-naphthyl group, 5,8-dimethyl-1-naphthyl group, 4-ethyl-1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 1-methyl-2 A naphthyl group such as a naphthyl group, a 3-methyl-2-naphthyl group or a 4-methyl-2-naphthyl group; a naphthyl substituted with a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms Group; one or more of these naphthyl groups or alkyl-substituted naphthyl groups are substituted with at least one group such as hydroxyl group, carboxyl group, cyano group, nitro group, alkoxyl group, alkoxyalkyl group, alkoxycarbonyl group, alkoxycarbonyloxy group, etc. And the like. Specific examples of the alkoxyl group, alkoxyalkyl group, alkoxycarbonyl group, and alkoxycarbonyloxy group among these substituents include the groups exemplified for the aforementioned phenyl group and alkyl-substituted phenyl group.
前記一般式(2)中、R5で示される置換されていてもよいナフチル基としては、1−ナフチル基、1−(4−メトキシナフチル)基、1−(4−エトキシナフチル)基、1−(4−n−プロポキシナフチル)基、1−(4−n−ブトキシナフチル)基、2−(7−メトキシナフチル)基、2−(7−エトキシナフチル)基、2−(7−n−プロポキシナフチル)基、2−(7−n−ブトキシナフチル)基等を挙げることができる。 In the general formula (2), the optionally substituted naphthyl group represented by R 5 includes a 1-naphthyl group, a 1- (4-methoxynaphthyl) group, a 1- (4-ethoxynaphthyl) group, 1 -(4-n-propoxynaphthyl) group, 1- (4-n-butoxynaphthyl) group, 2- (7-methoxynaphthyl) group, 2- (7-ethoxynaphthyl) group, 2- (7-n- And propoxynaphthyl) group and 2- (7-n-butoxynaphthyl) group.
前記一般式(2)中、二つのR5が互いに結合して形成される炭素原子数2〜10の2価の基は、前記一般式(2)中の硫黄原子とともに5員環又6員環、好ましくは5員環(即ち、テトラヒドロチオフェン環)を形成する基が望ましい。また、上記2価の基に対する置換基としては、例えば、前記フェニル基及びアルキル置換フェニル基に対する置換基として例示したヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシル基、アルコキアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基等を挙げることができる。なお、前記一般式(2)におけるR5としては、メチル基、エチル基、フェニル基、4−メトキシフェニル基、1−ナフチル基、二つのR5が互いに結合して硫黄原子とともにテトラヒドロチオフェン環構造を形成する2価の基等が好ましい。 In the general formula (2), the divalent group having 2 to 10 carbon atoms formed by bonding two R 5 's together with the sulfur atom in the general formula (2) is a 5-membered or 6-membered ring. Groups that form a ring, preferably a 5-membered ring (ie, a tetrahydrothiophene ring) are desirable. Examples of the substituent for the divalent group include a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an alkoxyl group, an alkoxyalkyl group, an alkoxy group exemplified as the substituent for the phenyl group and the alkyl-substituted phenyl group. Examples thereof include a carbonyl group and an alkoxycarbonyloxy group. In addition, as R < 5 > in the said General formula (2), a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, 4-methoxyphenyl group, 1-naphthyl group, two R < 5 > couple | bond together, and a tetrahydrothiophene ring structure with a sulfur atom A divalent group or the like that forms is preferable.
前記一般式(2)におけるカチオン部位としては、トリフェニルスルホニウムカチオン、トリ−1−ナフチルスルホニウムカチオン、トリ−tert−ブチルフェニルスルホニウムカチオン、4−フルオロフェニル−ジフェニルスルホニウムカチオン、ジ−4−フルオロフェニル−フェニルスルホニウムカチオン、トリ−4−フルオロフェニルスルホニウムカチオン、4−シクロヘキシルフェニル−ジフェニルスルホニウムカチオン、4−メタンスルホニルフェニル−ジフェニルスルホニウムカチオン、4−シクロヘキサンスルホニル−ジフェニルスルホニウムカチオン、1−ナフチルジメチルスルホニウムカチオン、1−ナフチルジエチルスルホニウムカチオン、1−(4−ヒドロキシナフチル)ジメチルスルホニウムカチオン、1−(4−メチルナフチル)ジメチルスルホニウムカチオン、1−(4−メチルナフチル)ジエチルスルホニウムカチオン、1−(4−シアノナフチル)ジメチルスルホニウムカチオン、1−(4−シアノナフチル)ジエチルスルホニウムカチオン、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、1−(4−メトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、1−(4−エトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、1−(4−n−プロポキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、1−(4−n−ブトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、2−(7−メトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、2−(7−エトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、2−(7−n−プロポキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、2−(7−n−ブトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン等を挙げることができる。 Examples of the cation moiety in the general formula (2) include triphenylsulfonium cation, tri-1-naphthylsulfonium cation, tri-tert-butylphenylsulfonium cation, 4-fluorophenyl-diphenylsulfonium cation, and di-4-fluorophenyl- Phenylsulfonium cation, tri-4-fluorophenylsulfonium cation, 4-cyclohexylphenyl-diphenylsulfonium cation, 4-methanesulfonylphenyl-diphenylsulfonium cation, 4-cyclohexanesulfonyl-diphenylsulfonium cation, 1-naphthyldimethylsulfonium cation, 1- Naphthyldiethylsulfonium cation, 1- (4-hydroxynaphthyl) dimethylsulfonium cation, 1- (4 Methylnaphthyl) dimethylsulfonium cation, 1- (4-methylnaphthyl) diethylsulfonium cation, 1- (4-cyanonaphthyl) dimethylsulfonium cation, 1- (4-cyanonaphthyl) diethylsulfonium cation, 1- (3,5- Dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium cation, 1- (4-methoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium cation, 1- (4-ethoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium cation, 1- (4-n-propoxynaphthyl) ) Tetrahydrothiophenium cation, 1- (4-n-butoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium cation, 2- (7-methoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium cation, 2- (7-ethoxynaphthyl) tetrahi B thiophenium cation, 2- (7-n- propoxy-naphthyl) tetrahydrothiophenium cation, 2- (7-n- butoxynaphthyl) can be exemplified tetrahydrothiophenium cation, or the like.
前記一般式(2)中、X−で表されるアニオン(一般式:RCnF2nSO3−)中の「CnF2n−」基は、炭素原子数nのパーフルオロアルキレン基であるが、このパーフルオロアルキレン基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。なお、nは1、2、4、又は8であることが好ましい。Rで示される置換されていてもよい炭素原子数1〜12の炭化水素基としては、炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基、有橋脂環式炭化水素基が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、ノルボルニル基、ノルボニルメチル基、ヒドロキシノルボルニル基、アダマンチル基等を挙げることができる。 In the general formula (2), the “C n F 2n —” group in the anion represented by X − (general formula: RC n F 2n SO 3− ) is a perfluoroalkylene group having n carbon atoms. However, the perfluoroalkylene group may be linear or branched. Note that n is preferably 1, 2, 4, or 8. The optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms represented by R is preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group, or a bridged alicyclic hydrocarbon group. Specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group N-hexyl group, cyclohexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group, norbornyl group, norbornylmethyl group, hydroxynorbornyl group, adamantyl group Etc.
前記一般式(2)における好ましいアニオン部位としては、トリフルオロメタンスルホネートアニオン、パーフルオロ−n−ブタンスルホネートアニオン、パーフルオロ−n−オクタンスルホネートアニオン、2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネートアニオン、2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1−ジフルオロエタンスルホネートアニオン等を挙げることができる。 Preferred anion sites in the general formula (2) include trifluoromethanesulfonate anion, perfluoro-n-butanesulfonate anion, perfluoro-n-octanesulfonate anion, 2-bicyclo [2.2.1] hept-2- Yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate anion, 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1-difluoroethanesulfonate anion, and the like.
上記の酸発生剤は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。なお、上記の酸発生剤以外の「その他の酸発生剤」を用いることも可能である。「その他の酸発生剤」の具体例としては、オニウム塩化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物、スルホン化合物、スルホン酸化合物等を挙げることができる。 Said acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. It is also possible to use “other acid generators” other than the above acid generators. Specific examples of “other acid generators” include onium salt compounds, halogen-containing compounds, diazoketone compounds, sulfone compounds, and sulfonic acid compounds.
前記オニウム塩化合物としては、例えば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等を挙げることができる。オニウム塩化合物の具体例としては、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、シクロヘキシル・2−オキソシクロヘキシル・メチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジシクロヘキシル・2−オキソシクロヘキシルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、2−オキソシクロヘキシルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート等を挙げることができる。 Examples of the onium salt compounds include iodonium salts, sulfonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts, and the like. Specific examples of the onium salt compound include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 2-bicyclo [2.2.1] hepta-2. -Yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis ( 4-t-butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2- Te La tetrafluoroethane sulfonate, cyclohexyl 2-oxo-cyclohexyl methyl trifluoromethanesulfonate, dicyclohexyl-2-oxo-cyclohexyl trifluoromethane sulfonate, and 2-oxo-cyclohexyl dimethyl sulfonium trifluoromethanesulfonate, and the like.
前記ハロゲン含有化合物としては、例えば、ハロアルキル基含有炭化水素化合物、ハロアルキル基含有複素環式化合物等を挙げることができる。ハロゲン含有化合物の具体例としては、フェニルビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−メトキシフェニルビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、1−ナフチルビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等の(トリクロロメチル)−s−トリアジン誘導体や、1,1−ビス(4−クロロフェニル)−2,2,2−トリクロロエタン等を挙げることができる。 Examples of the halogen-containing compound include haloalkyl group-containing hydrocarbon compounds and haloalkyl group-containing heterocyclic compounds. Specific examples of halogen-containing compounds include (trichloromethyl such as phenylbis (trichloromethyl) -s-triazine, 4-methoxyphenylbis (trichloromethyl) -s-triazine, 1-naphthylbis (trichloromethyl) -s-triazine. ) -S-triazine derivatives and 1,1-bis (4-chlorophenyl) -2,2,2-trichloroethane.
前記ジアゾケトン化合物としては、例えば、1,3−ジケト−2−ジアゾ化合物、ジアゾベンゾキノン化合物、ジアゾナフトキノン化合物等を挙げることができる。ジアゾケトンの具体例としては、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロリド、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンの1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル又は1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル;1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンの1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル又は1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル等を挙げることができる。 Examples of the diazoketone compound include a 1,3-diketo-2-diazo compound, a diazobenzoquinone compound, a diazonaphthoquinone compound, and the like. Specific examples of the diazo ketone include 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride, 1,2, naphthoquinonediazide of 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone. -4-sulfonic acid ester or 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester; 1,1,1-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester of 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane Examples include 2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester.
前記スルホン化合物としては、例えば、β−ケトスルホン、β−スルホニルスルホン、これらの化合物のα−ジアゾ化合物等を挙げることができる。スルホン化合物の具体例としては、4−トリスフェナシルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、ビス(フェニルスルホニル)メタン等を挙げることができる。 Examples of the sulfone compound include β-ketosulfone, β-sulfonylsulfone, α-diazo compounds of these compounds, and the like. Specific examples of the sulfone compound include 4-trisphenacylsulfone, mesitylphenacylsulfone, bis (phenylsulfonyl) methane, and the like.
前記スルホン酸化合物としては、例えば、アルキルスルホン酸エステル、アルキルスルホン酸イミド、ハロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホネート等を挙げることができる。スルホン酸化合物の具体例としては、ベンゾイントシレート、ピロガロールのトリス(トリフルオロメタンスルホネート)、ニトロベンジル−9,10−ジエトキシアントラセン−2−スルホネート、トリフルオロメタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、パーフルオロ−n−オクタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドトリフルオロメタンスルホネート、1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドパーフルオロ−n−オクタンスルホネート等を挙げることができる。 Examples of the sulfonic acid compounds include alkyl sulfonic acid esters, alkyl sulfonic acid imides, haloalkyl sulfonic acid esters, aryl sulfonic acid esters, and imino sulfonates. Specific examples of the sulfonic acid compounds include benzoin tosylate, pyrogallol tris (trifluoromethanesulfonate), nitrobenzyl-9,10-diethoxyanthracene-2-sulfonate, trifluoromethanesulfonylbicyclo [2.2.1] hept- 5-ene-2,3-dicarbodiimide, nonafluoro-n-butanesulfonylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, perfluoro-n-octanesulfonylbicyclo [2.2 .1] Hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonylbicyclo [2.2. 1] Hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, N- (trifluoromethanesulfonyl Xyl) succinimide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) succinimide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) succinimide, N- (2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl- 1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy) succinimide, 1,8-naphthalenedicarboxylic imide trifluoromethanesulfonate, 1,8-naphthalenedicarboxylic imidononafluoro-n-butanesulfonate, 1,8-naphthalenedicarboxylic Examples include acid imido perfluoro-n-octane sulfonate.
これら「その他の酸発生剤」のうち、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、シクロヘキシル・2−オキソシクロヘキシル・メチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジシクロヘキシル・2−オキソシクロヘキシルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、2−オキソシクロヘキシルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフルオロメタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、パーフルオロ−n−オクタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドトリフルオロメタンスルホネート等が好ましい。これらの「その他の酸発生剤」は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。 Among these “other acid generators”, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 2-bicyclo [2.2.1] hepta. 2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, Bis (4-t-butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2, 2-te Lafluoroethanesulfonate, cyclohexyl, 2-oxocyclohexyl, methylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dicyclohexyl, 2-oxocyclohexylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 2-oxocyclohexyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonylbicyclo [2.2.1] Hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, nonafluoro-n-butanesulfonylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, perfluoro-n-octanesulfonylbicyclo [2 2.1] hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfur Nilbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, N- (trifluoromethanesulfonyloxy) succinimide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) succinimide, N- (perfluoro- n-octanesulfonyloxy) succinimide, N- (2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy) succinimide, 1,8-naphthalenedicarboxylic acid Imidotrifluoromethanesulfonate and the like are preferable. These “other acid generators” can be used singly or in combination of two or more.
前記一般式(2)で表される構造を有する酸発生剤と、「その他の酸発生剤」を併用することも好ましい。「その他の酸発生剤」を併用する場合、「その他の酸発生剤」の使用割合は、前記一般式(2)で表される構造を有する酸発生剤と「その他の酸発生剤」の合計に対して、通常80質量%以下、好ましくは60質量%以下である。 It is also preferred to use an acid generator having a structure represented by the general formula (2) in combination with “another acid generator”. When “other acid generator” is used in combination, the ratio of “other acid generator” used is the sum of the acid generator having the structure represented by the general formula (2) and “other acid generator”. Is usually 80% by mass or less, preferably 60% by mass or less.
レジスト剤に含有される酸発生剤の合計量は、レジスト剤としての感度及び現像性を確保する観点から、酸解離性基を有する樹脂100質量部に対して、0.1〜20質量部であることが好ましく、0.5〜10質量部であることが更に好ましい。酸発生剤の合計含有量が0.1質量部未満であると、レジスト剤の感度及び現像性が低下する傾向にある。一方、20質量部超であると、放射線に対する透明性が低下して、矩形のレジストパターンを形成し難くなる傾向にある。 The total amount of the acid generator contained in the resist agent is 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin having an acid dissociable group from the viewpoint of ensuring the sensitivity and developability as the resist agent. It is preferable that it is 0.5 to 10 parts by mass. When the total content of the acid generator is less than 0.1 parts by mass, the sensitivity and developability of the resist agent tend to be lowered. On the other hand, if it exceeds 20 parts by mass, the transparency to radiation is lowered, and it tends to be difficult to form a rectangular resist pattern.
(溶剤)
レジスト剤は、酸解離性基を有する樹脂をはじめとする各種成分を溶剤に溶解させたものであることが好ましい。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、2−ヘプタノン、及びシクロヘキサノンからなる群より選択される少なくとも一種(以下、「溶剤(1)」ともいう)が好ましい。また、溶剤(1)以外の溶剤(以下、「その他の溶剤」ともいう)を使用することもできる。更には、溶剤(1)とその他の溶剤を併用することもできる。
(solvent)
The resist agent is preferably prepared by dissolving various components including a resin having an acid dissociable group in a solvent. The solvent is preferably at least one selected from the group consisting of propylene glycol monomethyl ether acetate, 2-heptanone, and cyclohexanone (hereinafter also referred to as “solvent (1)”). In addition, a solvent other than the solvent (1) (hereinafter, also referred to as “other solvent”) can be used. Furthermore, the solvent (1) and other solvents can be used in combination.
その他の溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−i−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−i−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−sec−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;2−ブタノン、2−ペンタノン、3−メチル−2−ブタノン、2−ヘキサノン、4−メチル−2−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、3,3−ジメチル−2−ブタノン、2−オクタノン等の直鎖状又は分岐状のケトン類; Examples of other solvents include propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol mono-i-propyl ether acetate, propylene glycol mono-n-butyl ether acetate, propylene glycol mono-i- Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as butyl ether acetate, propylene glycol mono-sec-butyl ether acetate, propylene glycol mono-t-butyl ether acetate; 2-butanone, 2-pentanone, 3-methyl-2-butanone, 2-hexanone, Linear or 4-methyl-2-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, 3,3-dimethyl-2-butanone, 2-octanone, etc. Branched ketones;
シクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、2−メチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、イソホロン等の環状のケトン類;2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシプロピオン酸n−プロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−プロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸n−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸sec−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸t−ブチル等の2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類;3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等の3−アルコキシプロピオン酸アルキル類の他、 Cyclic ketones such as cyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, 2-methylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, isophorone; methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate, 2-hydroxypropionic acid n-propyl, i-propyl 2-hydroxypropionate, n-butyl 2-hydroxypropionate, i-butyl 2-hydroxypropionate, sec-butyl 2-hydroxypropionate, t-butyl 2-hydroxypropionate, etc. Alkyl 2-hydroxypropionates; in addition to alkyl 3-alkoxypropionates such as methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate,
n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、トルエン、キシレン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸メチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、3−メチル−3−メトキシブチルブチレート、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ベンジルエチルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン等を挙げることができる。 n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether , Diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol di-n-propyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether , Propylene glycol monoethyl Ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, toluene, xylene, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutyrate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl propionate, 3-methyl-3-methoxybutyl butyrate, ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, methyl acetoacetate, Ethyl acetoacetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, benzyl ethyl ether, di-n-hexyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol Cole monoethyl ether, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol, benzyl alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc. Can do.
これらの溶剤うち、直鎖状又は分岐状のケトン類、環状のケトン類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類、3−アルコキシプロピオン酸アルキル類、γ−ブチロラクトン等が好ましい。これらの溶剤は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。 Of these solvents, linear or branched ketones, cyclic ketones, propylene glycol monoalkyl ether acetates, alkyl 2-hydroxypropionate, alkyl 3-alkoxypropionate, γ-butyrolactone and the like are preferable. . These solvents can be used singly or in combination of two or more.
溶剤として、溶剤(1)とその他の溶剤を併用する場合、その他の溶剤の割合は、全溶剤に対して、通常、50質量%以下、好ましくは30質量%以下、更に好ましくは25質量%以下である。また、レジスト剤に含まれる溶剤の量は、レジスト剤に含有される全固形分の濃度が、通常、2〜70質量%、好ましくは4〜25質量%、更に好ましくは4〜10質量%となる量である。 When the solvent (1) and another solvent are used in combination as the solvent, the proportion of the other solvent is usually 50% by mass or less, preferably 30% by mass or less, more preferably 25% by mass or less, based on the total amount of the solvent. It is. The amount of the solvent contained in the resist agent is such that the concentration of the total solid contained in the resist agent is usually 2 to 70% by mass, preferably 4 to 25% by mass, and more preferably 4 to 10% by mass. Is the amount.
レジスト剤は、その全固形分濃度が前述の数値範囲となるようにそれぞれの成分を溶剤に溶解して均一溶液とした後、例えば、孔径0.02μm程度のフィルターでろ過すること等により調製することができる。 The resist agent is prepared by dissolving each component in a solvent so that the total solid content concentration is in the above-described numerical range to obtain a uniform solution, and then filtering with a filter having a pore size of about 0.02 μm, for example. be able to.
(酸拡散制御剤)
レジスト剤には、酸拡散制御剤が含有されていることが好ましい。酸拡散制御剤は、露光により酸発生剤から生じる酸のレジスト層中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を抑制する作用を有する成分である。このような酸拡散制御剤を配合することにより、レジスト剤の貯蔵安定性が向上し、レジストの解像度が更に向上するとともに、露光から露光後の加熱処理までの引き置き時間(PED)の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れた組成物とすることができる。酸拡散制御剤としては、含窒素有機化合物や光崩壊性塩基を用いることが好ましい。この光崩壊性塩基は、露光により分解して酸拡散制御性を失うオニウム塩化合物である。
(Acid diffusion control agent)
The resist agent preferably contains an acid diffusion control agent. The acid diffusion control agent is a component having an action of controlling a diffusion phenomenon of an acid generated from an acid generator by exposure in a resist layer and suppressing an undesirable chemical reaction in a non-exposed region. By blending such an acid diffusion control agent, the storage stability of the resist agent is improved, the resolution of the resist is further improved, and due to fluctuations in the holding time (PED) from exposure to heat treatment after exposure. A change in the line width of the resist pattern can be suppressed, and a composition having extremely excellent process stability can be obtained. As the acid diffusion controller, it is preferable to use a nitrogen-containing organic compound or a photodisintegratable base. This photodegradable base is an onium salt compound that is decomposed by exposure and loses acid diffusion controllability.
(含窒素有機化合物)
含窒素有機化合物としては、例えば、下記一般式(3)で表される化合物(以下、「含窒素化合物(I)」ともいう)、同一分子内に二つの窒素原子を有する化合物(以下、「含窒素化合物(II)」ともいう)、同一分子内に三つ以上の窒素原子を有するポリアミノ化合物及びその重合体(以下、まとめて「含窒素化合物(III)」ともいう)、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等を挙げることができる。
(Nitrogen-containing organic compounds)
Examples of the nitrogen-containing organic compound include a compound represented by the following general formula (3) (hereinafter, also referred to as “nitrogen-containing compound (I)”), a compound having two nitrogen atoms in the same molecule (hereinafter, “ Nitrogen-containing compound (II) ”, polyamino compounds having three or more nitrogen atoms in the same molecule and polymers thereof (hereinafter collectively referred to as“ nitrogen-containing compound (III) ”), amide group-containing compounds , Urea compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds, and the like.
前記一般式(3)中、R7は、相互に独立して、水素原子、置換若しくは非置換の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、置換若しくは非置換のアリール基、又は置換若しくは非置換のアラルキル基を示す。 In the general formula (3), R 7 independently of each other represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted linear, branched or cyclic alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or non-substituted group. A substituted aralkyl group is shown.
含窒素化合物(I)としては、例えば、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、シクロヘキシルアミン等のモノ(シクロ)アルキルアミン類;ジ−n−ブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−n−ヘキシルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジ−n−ノニルアミン、ジ−n−デシルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジ(シクロ)アルキルアミン類;トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;2,2’,2”−ニトロトリエタノール等の置換アルキルアミン;アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、ナフチルアミン、2,4,6−トリ−tert−ブチル−N−メチルアニリン、N−フェニルジエタノールアミン、2,6−ジイソプロピルアニリン等の芳香族アミン類が好ましい。 Examples of the nitrogen-containing compound (I) include mono (cyclo) alkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, cyclohexylamine; di-n- Butylamine, di-n-pentylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, di-n-nonylamine, di-n-decylamine, cyclohexylmethylamine, dicyclohexylamine, etc. Di (cyclo) alkylamines; triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine , Tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, cyclohexyl Tri (cyclo) alkylamines such as dimethylamine, methyldicyclohexylamine and tricyclohexylamine; substituted alkylamines such as 2,2 ′, 2 ″ -nitrotriethanol; aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline 2-methylaniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, diphenylamine, triphenylamine, naphthylamine, 2,4,6-tri-tert-butyl-N-methylaniline, N-phenyldiethanolamine Aromatic amines such as 2,6-diisopropylaniline are preferred.
含窒素化合物(II)としては、例えば、エチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4−ビス〔1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル〕ベンゼン、1,3−ビス〔1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル〕ベンゼン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2−ジエチルアミノエチル)エーテル、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリジノン、2−キノキサリノール、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン等が好ましい。 Examples of the nitrogen-containing compound (II) include ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, and 4,4′-diaminodiphenylether. 4,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminodiphenylamine, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2, -(4-aminophenyl) -2- (3-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (4-hydroxyphenyl) propane, 1,4-bis [1- (4-aminophenyl) ) -1-methylethyl] benzene, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methyl ester Benzene], bis (2-dimethylaminoethyl) ether, bis (2-diethylaminoethyl) ether, 1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolidinone, 2-quinoxalinol, N, N, N ′ , N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine and the like are preferable.
含窒素化合物(III)としては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、2−ジメチルアミノエチルアクリルアミドの重合体等が好ましい。 As the nitrogen-containing compound (III), for example, polyethyleneimine, polyallylamine, 2-dimethylaminoethylacrylamide polymer and the like are preferable.
アミド基含有化合物としては、例えば、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−オクチルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−ノニルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−デシルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジシクロヘキシルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−2−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、(S)−(−)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、(R)−(+)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン、N−t−ブトキシカルボニルピロリジン、N−t−ブトキシカルボニルピペラジン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N,N’N’−テトラ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,7−ジアミノヘプタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,8−ジアミノオクタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,9−ジアミノノナン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,10−ジアミノデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,12−ジアミノドデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N−t−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−メチルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニルピロリジン等のN−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物の他、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン、N−アセチル−1−アダマンチルアミン、イソシアヌル酸トリス(2−ヒドロキシエチル)等が好ましい。 Examples of the amide group-containing compound include Nt-butoxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-nonylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-decylamine, Nt- Butoxycarbonyldicyclohexylamine, Nt-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-2-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, (S)-( -)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, (R)-(+)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine Nt-butoxycarbonylpyrrolidine, Nt-butoxycarbonyl Perazine, N, N-di-t-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, N, N-di-t-butoxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-4,4′- Diaminodiphenylmethane, N, N′-di-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N, N′N′-tetra-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1 , 7-diaminoheptane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,8-diaminooctane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,9-diaminononane, N, N′-di- t-butoxycarbonyl-1,10-diaminodecane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,12-diaminododecane, N, N -Di-t-butoxycarbonyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-methylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds such as Nt-butoxycarbonylpyrrolidine, formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide Propionamide, benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, N-acetyl-1-adamantylamine, isocyanuric acid tris (2-hydroxyethyl) and the like are preferable.
ウレア化合物としては、例えば、尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラメチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、トリ−n−ブチルチオウレア等が好ましい。含窒素複素環化合物としては、例えば、イミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、2−フェニルベンズイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチル−1H−イミダゾール等のイミダゾール類;ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、2−メチル−4−フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、4−ヒドロキシキノリン、8−オキシキノリン、アクリジン、2,2’:6’,2”−ターピリジン等のピリジン類;ピペラジン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン等のピペラジン類のほか、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、ピペリジンエタノール、3−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、モルホリン、4−メチルモルホリン、1−(4−モルホリニル)エタノール、4−アセチルモルホリン、3−(N−モルホリノ)−1,2−プロパンジオール、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が好ましい。 Examples of urea compounds include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tri-n-butylthiourea. Etc. are preferred. Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include imidazole, 4-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, benzimidazole, 2-phenylbenzimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2- Imidazoles such as methyl-1H-imidazole; pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methyl-4-phenylpyridine , Nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, quinoline, 4-hydroxyquinoline, 8-oxyquinoline, acridine, pyridines such as 2,2 ′: 6 ′, 2 ″ -terpyridine; piperazine, 1- (2-hydroxyethyl ) In addition to piperazines such as piperazine, Gin, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, piperidine ethanol, 3-piperidino-1,2-propanediol, morpholine, 4-methylmorpholine, 1- (4-morpholinyl) ethanol, 4-acetylmorpholine, 3 -(N-morpholino) -1,2-propanediol, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane and the like are preferable.
(光崩壊性塩基)
光崩壊性塩基は、露光により分解して酸拡散制御性を発現する塩基を発生するオニウム塩化合物である。このようなオニウム塩化合物の具体例としては、下記一般式(4)で表されるスルホニウム塩化合物、及び下記一般式(5)で表されるヨードニウム塩化合物を挙げることができる。
(Photodegradable base)
A photodegradable base is an onium salt compound that generates a base that decomposes upon exposure and exhibits acid diffusion controllability. Specific examples of such an onium salt compound include a sulfonium salt compound represented by the following general formula (4) and an iodonium salt compound represented by the following general formula (5).
前記一般式(4)及び(5)中、R8〜R12は、相互に独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシル基、ヒドロキシル基、又はハロゲン原子を示す。また、Z−は、OH−、R−COO−、R−SO3 −(但し、Rはアルキル基、アリール基、又はアルカリール基を示す)、又は下記式(6)で表されるアニオンを示す。 In said general formula (4) and (5), R < 8 > -R < 12 > shows a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group, or a halogen atom mutually independently. Z − represents OH − , R—COO − , R—SO 3 — (wherein R represents an alkyl group, an aryl group, or an alkaryl group), or an anion represented by the following formula (6). Show.
スルホニウム塩化合物及びヨードニウム塩化合物の具体例としては、トリフェニルスルホニウムハイドロオキサイド、トリフェニルスルホニウムアセテート、トリフェニルスルホニウムサリチレート、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムハイドロオキサイド、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムアセテート、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムサリチレート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムハイドロオキサイド、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムアセテート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムハイドロオキサイド、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムアセテート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムサリチレート、4−t−ブチルフェニル−4−ヒドロキシフェニルヨードニウムハイドロオキサイド、4−t−ブチルフェニル−4−ヒドロキシフェニルヨードニウムアセテート、4−t−ブチルフェニル−4−ヒドロキシフェニルヨードニウムサリチレート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウム10−カンファースルホネート、トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート、4−t−ブトキシフェニル・ジフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート等を挙げることができる。 Specific examples of the sulfonium salt compound and the iodonium salt compound include triphenylsulfonium hydroxide, triphenylsulfonium acetate, triphenylsulfonium salicylate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium hydroxide, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium acetate, Diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium salicylate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium hydroxide, bis (4-t-butylphenyl) iodonium acetate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium hydroxide, bis (4-t-butylphenyl) iodonium acetate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium salicylate, 4-t-butyl Enyl-4-hydroxyphenyliodonium hydroxide, 4-t-butylphenyl-4-hydroxyphenyliodonium acetate, 4-t-butylphenyl-4-hydroxyphenyliodonium salicylate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium Examples thereof include 10-camphor sulfonate, diphenyliodonium 10-camphor sulfonate, triphenylsulfonium 10-camphor sulfonate, and 4-t-butoxyphenyl diphenylsulfonium 10-camphor sulfonate.
上述の酸拡散制御剤は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。酸拡散制御剤の配合量は、酸解離性基を有する樹脂100質量部に対して、通常、15質量部以下、好ましくは10質量部以下、更に好ましくは5質量部以下である。酸拡散制御剤の配合量が15質量部超であると、レジスト剤の感度が低下する傾向にある。なお、酸拡散制御剤の配合量が0.001質量部未満であると、プロセス条件によってはレジストパターンの形状や寸法忠実度が低下する場合がある。 The above acid diffusion control agents can be used singly or in combination of two or more. The compounding amount of the acid diffusion controller is usually 15 parts by mass or less, preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin having an acid dissociable group. If the compounding amount of the acid diffusion controller is more than 15 parts by mass, the sensitivity of the resist agent tends to decrease. If the amount of the acid diffusion control agent is less than 0.001 part by mass, the shape and dimensional fidelity of the resist pattern may be lowered depending on the process conditions.
(添加剤)
レジスト剤には、必要に応じて、界面活性剤、増感剤、脂肪族添加剤等の各種の添加剤を配合することができる。
(Additive)
Various additives such as a surfactant, a sensitizer, and an aliphatic additive can be blended with the resist agent as necessary.
界面活性剤は、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する作用を示す成分である。このような界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤;以下、商品名で、KP341(信越化学工業社製)、ポリフローNo.75、同No.95(以上、共栄社化学社製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(以上、トーケムプロダクツ社製)、メガファックスF171、同F173(以上、大日本インキ化学工業社製)、フロラードFC430、同FC431(以上、住友スリーエム社製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(以上、旭硝子社製)等を挙げることができる。これらの界面活性剤は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。界面活性剤の配合量は、水酸基含有樹脂100質量部に対して、通常、2質量部以下である。 A surfactant is a component that exhibits an effect of improving coating properties, striation, developability, and the like. Examples of such surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, and polyethylene glycol dilaurate. Nonionic surfactants such as polyethylene glycol distearate; hereinafter referred to as KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (above, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), F-top EF301, EF303, EF352 (above, manufactured by Tochem Products), Megafax F171, F173 (above, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Florard FC430, FC431 (above, manufactured by Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 ( As mentioned above, Asahi Glass Co., Ltd.) can be mentioned. These surfactants can be used singly or in combination of two or more. The compounding quantity of surfactant is normally 2 mass parts or less with respect to 100 mass parts of hydroxyl-containing resin.
増感剤は、放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを酸発生剤に伝達し、それにより酸の生成量を増加する作用を示すものであり、レジスト剤のみかけの感度を向上させる効果を有する。このような増感剤としては、カルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等を挙げることができる。これらの増感剤は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。また、染料又は顔料を配合することにより、露光部の潜像を可視化させて、露光時のハレーションの影響を緩和することができる。更には、接着助剤を配合することにより、基板との接着性を改善することができる。増感剤の配合量は、水酸基含有樹脂100質量部に対して、通常、50質量部以下である。 The sensitizer absorbs radiation energy and transmits the energy to the acid generator, thereby increasing the amount of acid generated, and has the effect of improving the apparent sensitivity of the resist agent. Have. Examples of such sensitizers include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines, and the like. These sensitizers can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Further, by blending a dye or a pigment, the latent image in the exposed area can be visualized, and the influence of halation during exposure can be reduced. Furthermore, adhesiveness with a board | substrate can be improved by mix | blending an adhesion aid. The compounding quantity of a sensitizer is 50 mass parts or less normally with respect to 100 mass parts of hydroxyl-containing resin.
レジスト剤に添加することができる脂環族添加剤としては、酸解離性基を有する脂環族添加剤、酸解離性基を有しない脂環族添加剤等を挙げることができる。このような脂環族添加剤は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等を更に改善する作用を示す成分である。脂環族添加剤の具体例としては、1−アダマンタンカルボン酸、2−アダマンタノン、1−アダマンタンカルボン酸t−ブチル、1−アダマンタンカルボン酸t−ブトキシカルボニルメチル、1−アダマンタンカルボン酸α−ブチロラクトンエステル、1,3−アダマンタンジカルボン酸ジ−t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブトキシカルボニルメチル、1,3−アダマンタンジ酢酸ジ−t−ブチル、2,5−ジメチル−2,5−ジ(アダマンチルカルボニルオキシ)ヘキサン等のアダマンタン誘導体類;デオキシコール酸t−ブチル、デオキシコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、デオキシコール酸2−エトキシエチル、デオキシコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、デオキシコール酸3−オキソシクロヘキシル、デオキシコール酸テトラヒドロピラニル、デオキシコール酸メバロノラクトンエステル等のデオキシコール酸エステル類;リトコール酸t−ブチル、リトコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、リトコール酸2−エトキシエチル、リトコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、リトコール酸3−オキソシクロヘキシル、リトコール酸テトラヒドロピラニル、リトコール酸メバロノラクトンエステル等のリトコール酸エステル類;アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジプロピル、アジピン酸ジn−ブチル、アジピン酸ジt−ブチル等のアルキルカルボン酸エステル類;3−〔2−ヒドロキシ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)エチル〕テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン等を挙げることができる。 Examples of the alicyclic additive that can be added to the resist agent include an alicyclic additive having an acid dissociable group and an alicyclic additive having no acid dissociable group. Such an alicyclic additive is a component having an effect of further improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to a substrate, and the like. Specific examples of the alicyclic additive include 1-adamantanecarboxylic acid, 2-adamantanone, 1-adamantanecarboxylic acid t-butyl, 1-adamantanecarboxylic acid t-butoxycarbonylmethyl, 1-adamantanecarboxylic acid α-butyrolactone Ester, 1,3-adamantane dicarboxylate di-t-butyl, 1-adamantane acetate t-butyl, 1-adamantane acetate t-butoxycarbonylmethyl, 1,3-adamantane diacetate di-t-butyl, 2,5- Adamantane derivatives such as dimethyl-2,5-di (adamantylcarbonyloxy) hexane; deoxycholic acid t-butyl, deoxycholic acid t-butoxycarbonylmethyl, deoxycholic acid 2-ethoxyethyl, deoxycholic acid 2-cyclohexyloxy Ethyl, deoxycholic acid -Deoxycholic acid esters such as oxocyclohexyl, deoxycholic acid tetrahydropyranyl, deoxycholic acid mevalonolactone ester; lithocholic acid t-butyl, lithocholic acid t-butoxycarbonylmethyl, lithocholic acid 2-ethoxyethyl, lithocholic acid 2 -Lithocholic acid esters such as cyclohexyloxyethyl, lithocholic acid 3-oxocyclohexyl, lithocholic acid tetrahydropyranyl, lithocholic acid mevalonolactone ester; dimethyl adipate, diethyl adipate, dipropyl adipate, di-n-butyl adipate, Alkyl carboxylic acid esters such as di-t-butyl adipate; 3- [2-hydroxy-2,2-bis (trifluoromethyl) ethyl] tetracyclo [4.4.0.12,5.17,10] A dodecane etc. can be mentioned.
これらの脂環族添加剤は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。脂環族添加剤の配合量は、水酸基含有樹脂100質量部に対して、通常、50質量部以下、好ましくは30質量部以下である。脂環族添加剤の配合量が水酸基含有樹脂100質量部に対して50質量部超であると、レジストとしての耐熱性が低下する傾向にある。更に、上記以外の添加剤としては、アルカリ可溶性樹脂、酸解離性の保護基を有する低分子のアルカリ溶解性制御剤、ハレーション防止剤、保存安定化剤、消泡剤等を挙げることができる。 These alicyclic additives can be used singly or in combination of two or more. The compounding quantity of an alicyclic additive is 50 mass parts or less normally with respect to 100 mass parts of hydroxyl-containing resin, Preferably it is 30 mass parts or less. When the blending amount of the alicyclic additive is more than 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydroxyl group-containing resin, the heat resistance as a resist tends to decrease. Furthermore, examples of additives other than the above include alkali-soluble resins, low-molecular alkali solubility control agents having an acid-dissociable protecting group, antihalation agents, storage stabilizers, antifoaming agents, and the like.
3.レジストパターン不溶化樹脂組成物:
レジストパターン不溶化樹脂組成物は、上述のレジストパターン形成方法において、第一のレジストパターンを不溶化レジストパターンとするために用いられるものである。この不溶化樹脂組成物には、通常、水酸基を有する樹脂、及びアルコール溶媒が含有される。
3. Resist pattern insolubilized resin composition:
The resist pattern insolubilized resin composition is used for making the first resist pattern an insolubilized resist pattern in the resist pattern forming method described above. This insolubilized resin composition usually contains a resin having a hydroxyl group and an alcohol solvent.
(水酸基を有する樹脂)
水酸基を有する樹脂(以下、「水酸基含有樹脂」ともいう)は、ヒドロキシアクリルアニリドとヒドロキシメタクリルアニリド(以下、単に「ヒドロキシ(メタ)アクリルアニリド」ともいう)の少なくともいずれかを含む単量体成分を重合して得られる樹脂であることが好ましい。
(Resin having a hydroxyl group)
Resin having a hydroxyl group (hereinafter also referred to as “hydroxyl group-containing resin”) is a monomer component containing at least one of hydroxyacrylanilide and hydroxymethacrylanilide (hereinafter also simply referred to as “hydroxy (meth) acrylanilide”). A resin obtained by polymerization is preferred.
(ヒドロキシ(メタ)アクリルアニリド)
ヒドロキシ(メタ)アクリルアニリドの具体例としては、前記一般式(7)で表される化合物等を挙げることができる。
(Hydroxy (meth) acrylanilide)
Examples of the hydroxy (meth) acrylic anilide, may be mentioned compounds represented by the general formula (7).
前記一般式(7)中、R14で表される基のうち、直鎖状、分岐状又は環状の2価の炭化水素基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基(1,3−プロピレン基、1,2−プロピレン基)、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、ヘプタデカメチレン基、オクタデカメチレン基、ノナデカメチレン基、イコサレン基、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,2−プロピレン基、1−メチル−1,4−ブチレン基、2−メチル−1,4−ブチレン基、エチリデン基、1−プロピリデン基、2−プロピリデン基等の飽和鎖状炭化水素基;1,3−シクロブチレン基等のシクロブチレン基、1,3−シクロペンチレン基等のシクロペンチレン基、1,4−シクロヘキシレン基等のシクロヘキシレン基、1,5−シクロオクチレン基等のシクロオクチレン基をはじめとする炭素数3〜10のシクロアルキレン基等の単環式炭化水素環基;1,4−ノルボルニレン基や2,5−ノルボルニレン基等のノルボルニレン基、1,5−アダマンチレン基や2,6−アダマンチレン基等のアダマンチレン基をはじめとする2〜4環式の炭素数4〜30の炭化水素環基等の架橋環式炭化水素環基等を挙げることができる。なお、前記一般式(7)で表される単量体(ヒドロキシ(メタ)アクリルアニリド)としては、p−ヒドロキシメタクリルアニリドが好ましい。ヒドロキシ(メタ)アクリルアニリドの使用割合は、単量体成分100モル%に対して、通常30〜95モル%、好ましくは40〜90モル%である。 Among the groups represented by R 14 in the general formula (7), specific examples of the linear, branched or cyclic divalent hydrocarbon group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group (1, 3-propylene group, 1,2-propylene group), tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, heptamethylene group, octamethylene group, nonamethylene group, decamethylene group, undecamethylene group, dodecamethylene group, trideca Methylene group, tetradecamethylene group, pentadecamethylene group, hexadecamethylene group, heptacamethylene group, octadecamethylene group, nonacamethylene group, icosalen group, 1-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl -1,3-propylene group, 2-methyl-1,2-propylene group, 1-methyl-1,4-butylene group, 2-methyl-1,4- Saturated chain hydrocarbon groups such as butylene, ethylidene, 1-propylidene and 2-propylidene; cyclobutylene such as 1,3-cyclobutylene and cyclopentylene such as 1,3-cyclopentylene A monocyclic hydrocarbon ring such as a cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms such as a cyclohexylene group such as a 1,4-cyclohexylene group and a cyclooctylene group such as a 1,5-cyclooctylene group Groups: 2-4 cyclic groups including norbornylene groups such as 1,4-norbornylene group and 2,5-norbornylene group, adamantylene groups such as 1,5-adamantylene group and 2,6-adamantylene group Examples thereof include a bridged cyclic hydrocarbon ring group such as a hydrocarbon ring group having 4 to 30 carbon atoms. In addition, as a monomer (hydroxy (meth) acrylanilide) represented by the said General formula (7), p-hydroxymethacrylanilide is preferable. The proportion of hydroxy (meth) acrylanilide used is usually 30 to 95 mol%, preferably 40 to 90 mol%, based on 100 mol% of the monomer component.
(単量体(1))
水酸基含有樹脂を製造するために用いられる単量体成分には、前記一般式(8−1)で表される単量体と前記一般式(8−2)で表される単量体の少なくともいずれか(以下、「単量体(1)」ともいう)が更に含まれることが好ましい。
(Monomer (1))
The monomer component used for producing a hydroxyl group-containing resin, at least a monomer represented by the monomer in the general formula represented by the general formula (8-1) (8-2) Any one (hereinafter also referred to as “monomer (1)”) is preferably further included.
単量体(1)の具体例としては、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、(1−エチル−1−オキセタニル)メチルメタクリレート(宇部興産社製、商品名「OXMA」)、2−[(3,5−ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチルメタクリレート(昭和電工社製、商品名「MOI−BP」)、2−[0−(1−メチルプロピリデンアミノ)カルボニルアミノ]エチルメタクリレート(昭和電工社製、商品名「MOI−BM」)等を挙げることができる。 Specific examples of the monomer (1) include glycidyl methacrylate, glycidyl acrylate, (1-ethyl-1-oxetanyl) methyl methacrylate (manufactured by Ube Industries, trade name “OXMA”), 2-[(3,5- Dimethylpyrazolyl) carbonylamino] ethyl methacrylate (Showa Denko, trade name “MOI-BP”), 2- [0- (1-methylpropylideneamino) carbonylamino] ethyl methacrylate (Showa Denko, trade name “ MOI-BM ") and the like.
単量体(1)の使用割合は、単量体成分100モル%に対して、通常、5〜60モル%、好ましくは5〜50モル%、更に好ましくは5〜40モル%である。 The proportion of the monomer (1) used is usually 5 to 60 mol%, preferably 5 to 50 mol%, more preferably 5 to 40 mol% with respect to 100 mol% of the monomer component.
(単量体(2))
水酸基含有樹脂を製造するために用いられる単量体成分には、下記一般式(10)で表される単量体(単量体(2))が更に含まれることが好ましい。
(Monomer (2))
It is preferable that the monomer component used for producing the hydroxyl group-containing resin further includes a monomer (monomer (2)) represented by the following general formula (10).
前記一般式(10)中、R19は水素原子、炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基を示す。なお、前記一般式(10)中のR19は、tert−ブチル基、アセトキシ基、1−エトキシエトキシ基が好ましく、tert−ブチル基が更に好ましい。 In the general formula (10), R 19 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a linear or branched alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms. R 19 in the general formula (10) is preferably a tert-butyl group, an acetoxy group, or a 1-ethoxyethoxy group, and more preferably a tert-butyl group.
単量体(2)は、いわゆるスチレン誘導体である。この単量体(2)は、共重合後にフェノール性水酸基に変換可能な特定の官能基を有する単量体であることが好ましく、具体例としては、p−アセトキシスチレン、α−メチル−p−アセトキシスチレン、p−ベンジロキシスチレン、p−tert−ブトキシスチレン、p−tert−ブトキシカルボニロキシスチレン、p−tert−ブチルジメチルシロキシスチレン等を挙げることができる。なお、このような特定の官能基を有する単量体を共重合させた後、塩酸等を用いた加水分解等の適当な処理を行えば、特定の官能基をフェノール性水酸基へと容易に変換することができる。 The monomer (2) is a so-called styrene derivative. This monomer (2) is preferably a monomer having a specific functional group that can be converted into a phenolic hydroxyl group after copolymerization. Specific examples thereof include p-acetoxystyrene, α-methyl-p- Acetoxystyrene, p-benzyloxystyrene, p-tert-butoxystyrene, p-tert-butoxycarbonyloxystyrene, p-tert-butyldimethylsiloxystyrene and the like can be mentioned. In addition, if a monomer having such a specific functional group is copolymerized and then subjected to an appropriate treatment such as hydrolysis using hydrochloric acid or the like, the specific functional group can be easily converted into a phenolic hydroxyl group. can do.
単量体(2)の使用割合は、単量体成分100モル%に対して、通常、5〜65モル%、好ましくは10〜50モル%である。 The proportion of the monomer (2) used is usually 5 to 65 mol%, preferably 10 to 50 mol%, relative to 100 mol% of the monomer component.
(他の単量体)
水酸基含有樹脂を製造するために用いられる単量体成分には、アルコール性水酸基を有する単量体(単量体(3))、カルボン酸等の有機酸由来の水酸基を有する単量体(単量体(4))、及びフェノール性水酸基を有する単量体(単量体(5))からなる群より選択される少なくとも一種の単量体(他の単量体)が更に含まれることが好ましい。但し、単量体(5)には、ヒドロキシ(メタ)アクリルアニリドは含まれない。
(Other monomers)
The monomer component used for producing the hydroxyl group-containing resin includes a monomer having an alcoholic hydroxyl group (monomer (3)), a monomer having a hydroxyl group derived from an organic acid such as a carboxylic acid (single monomer). A monomer (4)) and at least one monomer selected from the group consisting of monomers having a phenolic hydroxyl group (monomer (5)) (other monomers) may be further included. preferable. However, the monomer (5) does not include hydroxy (meth) acrylanilide.
単量体(3)の具体例としては、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、グリセロールモノメタクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。なかでも、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレートが好ましい。なお、これらの単量体(4)は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。 Specific examples of the monomer (3) include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, glycerol mono Examples thereof include hydroxyalkyl (meth) acrylates such as methacrylate. Of these, 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate are preferable. In addition, these monomers (4) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
単量体(3)の使用割合は、単量体成分100モル%に対して、通常、5〜65モル%、好ましくは10〜60モル%である。 The proportion of the monomer (3) used is usually 5 to 65 mol%, preferably 10 to 60 mol%, relative to 100 mol% of the monomer component.
単量体(4)の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、2−サクシノロイルエチル(メタ)アクリレート、2−マレイノロイルエチル(メタ)アクリレート、2−ヘキサヒドロフタロイルエチル(メタ)アクリレート、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノアクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチルアクリレート、アクリル酸ダイマー、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、t−ブトキシメタクリレート、t−ブチルアクリレート等のモノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸等のジカルボン酸をはじめとする、カルボキシル基を有する(メタ)アクリル酸誘導体等を挙げることができる。なかでも、アクリル酸、メタクリル酸、2−ヘキサヒドロフタロイルエチルメタクリレートが好ましい。なお、これらの単量体(4)は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。 Specific examples of the monomer (4) include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, 2-succinoloylethyl (meth) acrylate, 2-malenoylethyl (meth) acrylate, and 2-hexahydrophthaloylethyl. Monocarboxylic acids such as (meth) acrylate, ω-carboxy-polycaprolactone monoacrylate, monohydroxyethyl phthalate, acrylic acid dimer, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, t-butoxy methacrylate, t-butyl acrylate; Examples thereof include (meth) acrylic acid derivatives having a carboxyl group, including dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid and itaconic acid. Of these, acrylic acid, methacrylic acid, and 2-hexahydrophthaloylethyl methacrylate are preferable. In addition, these monomers (4) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
単量体(4)の使用割合は、単量体成分100モル%に対して、通常、5〜65モル%、好ましくは10〜60モル%である。なお、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノアクリレートの市販品としては、例えば東亞合成社製の商品名「アロニックスM−5300」がある。また、アクリル酸ダイマーの市販品としては、例えば東亞合成社製の商品名「アロニックスM−5600」がある。更に、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレートの市販品としては、例えば東亞合成社製の商品名「アロニックスM−5700」がある。 The proportion of the monomer (4) used is usually 5 to 65 mol%, preferably 10 to 60 mol%, relative to 100 mol% of the monomer component. An example of a commercial product of ω-carboxy-polycaprolactone monoacrylate is “Aronix M-5300” manufactured by Toagosei Co., Ltd. Moreover, as a commercial item of an acrylic acid dimer, there exists a brand name "Aronix M-5600" by Toagosei Co., Ltd., for example. Furthermore, as a commercial item of 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, there is a trade name “Aronix M-5700” manufactured by Toagosei Co., Ltd., for example.
単量体(5)の具体例としては、p−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、o−ヒドロキシスチレン、α−メチル−p−ヒドロキシスチレン、α−メチル−m−ヒドロキシスチレン、α−メチル−o−ヒドロキシスチレン、2−アリルフェノール、4−アリルフェノール、2−アリル−6−メチルフェノール、2−アリル−6−メトキシフェノール、4−アリル−2−メトキシフェノール、4−アリル−2,6−ジメトキシフェノール、4−アリルオキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン等を挙げることができる。なかでも、p−ヒドロキシスチレン、α−メチル−p−ヒドロキシスチレンが好ましい。 Specific examples of the monomer (5) include p-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, o-hydroxystyrene, α-methyl-p-hydroxystyrene, α-methyl-m-hydroxystyrene, α-methyl-o. -Hydroxystyrene, 2-allylphenol, 4-allylphenol, 2-allyl-6-methylphenol, 2-allyl-6-methoxyphenol, 4-allyl-2-methoxyphenol, 4-allyl-2,6-dimethoxy Phenol, 4-allyloxy-2-hydroxybenzophenone, etc. can be mentioned. Of these, p-hydroxystyrene and α-methyl-p-hydroxystyrene are preferable.
単量体(5)の使用割合は、単量体成分100モル%に対して、通常、5〜65モル%、好ましくは5〜50モル%、更に好ましくは5〜45モル%である。 The proportion of the monomer (5) used is usually 5 to 65 mol%, preferably 5 to 50 mol%, more preferably 5 to 45 mol% with respect to 100 mol% of the monomer component.
上述の「他の単量体」の使用割合は、通常、それぞれ上述した範囲内である。「他の単量体」の使用割合が少な過ぎると、後述する架橋成分と反応する反応部位が少な過ぎるため、レジストパターンの収縮が起こり難くなる傾向にある。一方、「他の単量体」の使用割合が多過ぎると、現像時に膨潤を起こしてレジストパターンが埋められてしまう場合がある。即ち、「他の単量体」の使用割合がそれぞれ上述した範囲外であると、不溶化樹脂組成物を用いて形成した不溶化レジストパターンの線幅変動を制御することが困難になる場合がある。 The use ratio of the above-mentioned “other monomers” is usually in the above-mentioned range. If the ratio of the “other monomer” used is too small, there are too few reactive sites that react with the crosslinking component described later, so that there is a tendency that the resist pattern is less likely to shrink. On the other hand, if the ratio of the “other monomer” used is too large, the resist pattern may be buried due to swelling during development. That is, if the usage ratio of “other monomer” is outside the above-described range, it may be difficult to control the line width variation of the insolubilized resist pattern formed using the insolubilized resin composition.
(更に他の単量体)
水酸基含有樹脂を製造するために用いられる単量体成分には、得られる水酸基含有樹脂の親水性や溶解性を制御する目的で、「更に他の単量体」が更に含まれることが好ましい。「更に他の単量体」の具体例としては、(メタ)アクリル酸アリールエステル類、ジカルボン酸ジエステル類、ニトリル基含有重合性化合物、アミド結合含有重合性化合物、ビニル類、アリル類、塩素含有重合性化合物、共役ジオレフィン等を挙げることができる。更なる具体例としては、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチル等のジカルボン酸ジエステル;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アリールエステル;t−ブチル(メタ)アクリレート、4,4,4−トリフルオロ−3−ヒドロキシ−1−メチル−3−トリフルオロメチル−1−ブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル基含有重合性化合物;アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド結合含有重合性化合物;酢酸ビニル等の脂肪酸ビニル類;塩化ビニル、塩化ビニリデン等の塩素含有重合性化合物;1,3−ブタジエン、イソプレン、1,4−ジメチルブタジエン等の共役ジオレフィン類を挙げることができる。これらの「更に他の単量体」は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
(And other monomers)
It is preferable that the monomer component used for producing the hydroxyl group-containing resin further includes “another monomer” for the purpose of controlling the hydrophilicity and solubility of the resulting hydroxyl group-containing resin. Specific examples of “further monomers” include (meth) acrylic acid aryl esters, dicarboxylic acid diesters, nitrile group-containing polymerizable compounds, amide bond-containing polymerizable compounds, vinyls, allyls, and chlorine-containing compounds. Examples thereof include a polymerizable compound and a conjugated diolefin. Further specific examples include dicarboxylic acid diesters such as diethyl maleate, diethyl fumarate and diethyl itaconate; (meth) acrylic acid aryl esters such as phenyl (meth) acrylate and benzyl (meth) acrylate; t-butyl (meta ) (Meth) acrylic esters such as acrylate, 4,4,4-trifluoro-3-hydroxy-1-methyl-3-trifluoromethyl-1-butyl (meth) acrylate; nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile Group-containing polymerizable compounds; amide bond-containing polymerizable compounds such as acrylamide and methacrylamide; fatty acid vinyls such as vinyl acetate; chlorine-containing polymerizable compounds such as vinyl chloride and vinylidene chloride; 1,3-butadiene, isoprene, 1, Conjugated geology such as 4-dimethylbutadiene Mention may be made of a kind. These “further monomers” can be used singly or in combination of two or more.
「更に他の単量体」の好適例としては、下記一般式(11)で表される化合物を挙げることができる。 Preferable examples of “further monomers” include compounds represented by the following general formula (11).
前記一般式(11)中、R20〜R22は、相互に独立に、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基、又はフェニル基を示し、R23は、1価の有機基を示し、R24は、単結合、又は炭素数1〜20の2価の有機基を示し、Bは、単結合、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基、又はオキシカルボニル基を示す。 In the general formula (11), R 20 to R 22 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a hydroxymethyl group, a trifluoromethyl group, or a phenyl group, and R 23 represents Represents a monovalent organic group, R 24 represents a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, and B represents a single bond, an oxygen atom, a carbonyl group, a carbonyloxy group, or an oxycarbonyl. Indicates a group.
前記一般式(11)中、R20〜R22で表される基のうち、炭素数1〜10のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等を挙げることができる。なお、前記一般式(11)中、R20及びR21が水素原子であるとともに、R22が水素原子又はメチル基であることが好ましい。 In the general formula (11), among the groups represented by R 20 to R 22 , specific examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, A hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, etc. can be mentioned. In the general formula (11), R 20 and R 21 are preferably hydrogen atoms, and R 22 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
前記一般式(11)中、R23で表される一価の有機基は、フッ素原子を含む一価の有機基であることが好ましく、炭素数1〜20のフルオロアルキル基であることが更に好ましく、炭素数1〜4のフルオロアルキル基であることが特に好ましい。 In the general formula (11), the monovalent organic group represented by R 23 is preferably a monovalent organic group containing a fluorine atom, and more preferably a fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms. A fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms is particularly preferable.
炭素数1〜20のフルオロアルキル基の具体例としては、ジフルオロメチル基、パーフルオロメチル基、1,1−ジフルオロエチル基、2,2−ジフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、1,1,2,2−テトラフルオロプロピル基、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロピル基、パーフルオロエチルメチル基、1−(トリフルオロメチル)−1,2,2,2−テトラフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、1,1,2,2−テトラフルオロブチル基、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロブチル基、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブチル基、パーフルオロブチル基、1,1−ビス(トリフルオロ)メチル−2,2,2−トリフルオロエチル基、2−(パーフルオロプロピル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロペンチル基、パーフルオロペンチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカフルオロペンチル基、1,1−ビス(トリフルオロメチル)−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、パーフルオロペンチル基、2−(パーフルオロブチル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカフルオロヘキシル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ドデカフルオロヘキシル基、パーフルオロペンチルメチル基、パーフルオロヘキシル基、2−(パーフルオロペンチル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ドデカフルオロヘプチル基、パーフルオロヘキシルメチル基、パーフルオロヘプチル基、2−(パーフルオロヘキシル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−テトラデカフルオロオクチル基、パーフルオロヘプチルメチル基、パーフルオロオクチル基、2−(パーフルオロヘプチル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8−ヘキサデカフルオロノニル基、パーフルオロオクチルメチル基、パーフルオロノニル基、2−(パーフルオロオクチル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9−オクタデカフルオロデシル基、パーフルオロノニルメチル基、パーフルオロデシル基等を挙げることができる。 Specific examples of the fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms include a difluoromethyl group, a perfluoromethyl group, a 1,1-difluoroethyl group, a 2,2-difluoroethyl group, and a 2,2,2-trifluoroethyl group. Perfluoroethyl group, 1,1,2,2-tetrafluoropropyl group, 1,1,2,2,3,3-hexafluoropropyl group, perfluoroethylmethyl group, 1- (trifluoromethyl)- 1,2,2,2-tetrafluoroethyl group, perfluoropropyl group, 1,1,2,2-tetrafluorobutyl group, 1,1,2,2,3,3-hexafluorobutyl group, 1, 1,2,2,3,3,4,4-octafluorobutyl group, perfluorobutyl group, 1,1-bis (trifluoro) methyl-2,2,2-trifluoroethyl group, 2- (perf) Olopropyl) ethyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4-octafluoropentyl group, perfluoropentyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5 -Decafluoropentyl group, 1,1-bis (trifluoromethyl) -2,2,3,3,3-pentafluoropropyl group, perfluoropentyl group, 2- (perfluorobutyl) ethyl group, 1,1 , 2,2,3,3,4,4,5,5-decafluorohexyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-dodecafluorohexyl group Perfluoropentylmethyl group, perfluorohexyl group, 2- (perfluoropentyl) ethyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-dodecafluoroheptyl group , Perfluorohexylmethyl group, perfluoroheptyl Group, 2- (perfluorohexyl) ethyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-tetradecafluorooctyl group, perfluoroheptylmethyl Group, perfluorooctyl group, 2- (perfluoroheptyl) ethyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8-hexa Decafluorononyl group, perfluorooctylmethyl group, perfluorononyl group, 2- (perfluorooctyl) ethyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6 7,7,8,8,9,9-octadecafluorodecyl group, perfluorononylmethyl group, perfluorodecyl group and the like can be mentioned.
フルオロアルキル基の炭素数が大き過ぎると、得られる水酸基含有樹脂のアルカリ水溶液への溶解性が低くなる傾向にあるため、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基が好ましい。 When the number of carbon atoms of the fluoroalkyl group is too large, the solubility of the resulting hydroxyl group-containing resin in an alkaline aqueous solution tends to be low. Therefore, a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, or a perfluoropropyl group is preferable.
前記一般式(11)中、R24で表される基のうち、炭素数1〜20の2価の有機基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基(1,3−プロピレン基、1,2−プロピレン基)、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、ヘプタデカメチレン基、オクタデカメチレン基、ノナデカメチレン基、インサレン基、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,2−プロピレン基、1−メチル−1,4−ブチレン基、2−メチル−1,4−ブチレン基、メチリデン基、エチリデン基、1−プロピリデン基、2−プロピリデン基等の飽和鎖状炭化水素基;1,3−シクロブチレン基等のシクロブチレン基、1,3−シクロペンチレン基等のシクロペンチレン基、1,4−シクロヘキシレン基等のシクロヘキシレン基、1,5−シクロオクチレン基等のシクロオクチレン基をはじめとする、炭素数3〜10のシクロアルキレン基等の単環式炭化水素環基;1,4−ノルボルニレン基、2,5−ノルボルニレン基等のノルボルニレン基、1,5−アダマンチレン基、2,6−アダマンチレン基等のアダマンチレン基をはじめとする、2〜4環式炭素数4〜20の炭化水素環基等の架橋環式炭化水素環基等を挙げることができる。 Specific examples of the divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms among the groups represented by R 24 in the general formula (11) include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group (1,3-propylene group). 1,2-propylene group), tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, heptamethylene group, octamethylene group, nonamethylene group, decamethylene group, undecamethylene group, dodecamethylene group, tridecamethylene group, tetra Decamethylene group, pentadecamethylene group, hexadecamethylene group, heptacamethylene group, octadecamethylene group, nonadecamethylene group, insalen group, 1-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,3 -Propylene group, 2-methyl-1,2-propylene group, 1-methyl-1,4-butylene group, 2-methyl-1,4-butylene group Saturated chain hydrocarbon groups such as methylidene group, ethylidene group, 1-propylidene group and 2-propylidene group; cyclobutylene groups such as 1,3-cyclobutylene group and cyclopentylene groups such as 1,3-cyclopentylene group Monocyclic carbonization of cycloalkylene groups having 3 to 10 carbon atoms, including cyclohexylene groups such as lenylene groups, 1,4-cyclohexylene groups, and cyclooctylene groups such as 1,5-cyclooctylene groups A hydrogen ring group; a norbornylene group such as a 1,4-norbornylene group or a 2,5-norbornylene group; an adamantylene group such as a 1,5-adamantylene group or a 2,6-adamantylene group; Examples thereof include a bridged cyclic hydrocarbon ring group such as a hydrocarbon ring group having 4 to 20 cyclic carbon atoms.
前記一般式(11)で表される「更に他の単量体」の好適例としては、2−(((トリフルオロメチル)スルホニル)アミノ)エチル−1−メタクリレート、2−(((トリフルオロメチル)スルホニル)アミノ)エチル−1−アクリレート、式(11−1)〜(11−6)で表される化合物等を挙げることができる。 Preferable examples of the “further monomer” represented by the general formula (11) include 2-(((trifluoromethyl) sulfonyl) amino) ethyl-1-methacrylate, 2-(((trifluoro Examples include methyl) sulfonyl) amino) ethyl-1-acrylate, compounds represented by formulas (11-1) to (11-6), and the like.
「更に他の単量体」の使用割合は、単量体成分100モル%に対して、通常、1〜50モル%、好ましくは2〜30モル%、更に好ましくは2〜20モル%である。 The usage ratio of “further monomer” is usually 1 to 50 mol%, preferably 2 to 30 mol%, more preferably 2 to 20 mol%, relative to 100 mol% of the monomer component. .
(水酸基含有樹脂の製造方法)
水酸基含有樹脂は、例えば、単量体成分を、ヒドロパーオキシド類、ジアルキルパーオキシド類、ジアシルパーオキシド類、アゾ化合物等のラジカル重合開始剤を使用し、必要に応じて連鎖移動剤の存在下、適当な溶媒中で重合することにより製造することができる。重合に使用される溶媒としては、例えば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン類;シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類;クロロブタン類、ブロモヘキサン類、ジクロロエタン類、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の飽和カルボン酸エステル類;γ−ブチロラクトン等のアルキルラクトン類;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエタン類等のエーテル類;2−ブタノン、2−ヘプタノン、メチルイソブチルケトン等のアルキルケトン類;シクロヘキサノン等のシクロアルキルケトン類;2−プロパノール、1−ブタノール、4−メチル−2−ペンタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類等を挙げることができる。これらの溶媒は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
(Method for producing hydroxyl group-containing resin)
Hydroxyl group-containing resins, for example, use monomer components, radical polymerization initiators such as hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, azo compounds, etc., if necessary in the presence of a chain transfer agent. Can be produced by polymerization in an appropriate solvent. Examples of the solvent used for polymerization include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane; cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, norbornane. Cycloalkanes such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene and other aromatic hydrocarbons; chlorobutanes, bromohexanes, dichloroethanes, halogenated hydrocarbons such as hexamethylene dibromide, chlorobenzene; ethyl acetate, Saturated carboxylic acid esters such as n-butyl acetate, i-butyl acetate, methyl propionate, and propylene glycol monomethyl ether acetate; alkyl lactones such as γ-butyrolactone; and amines such as tetrahydrofuran, dimethoxyethanes, diethoxyethanes, etc. Alkyls such as 2-butanone, 2-heptanone and methyl isobutyl ketone; cycloalkyl ketones such as cyclohexanone; 2-propanol, 1-butanol, 4-methyl-2-pentanol, propylene glycol monomethyl ether, etc. And the like. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
重合における反応温度は、通常、40〜120℃、好ましくは50〜100℃であり、反応時間は、通常、1〜48時間、好ましくは1〜24時間である。 The reaction temperature in the polymerization is usually 40 to 120 ° C., preferably 50 to 100 ° C., and the reaction time is usually 1 to 48 hours, preferably 1 to 24 hours.
水酸基含有樹脂の純度は高いことが好ましく、ハロゲン、金属等の不純物の含有量が少ないだけでなく、残留する単量体やオリゴマー成分が既定値以下、例えばHPLCによる分析で0.1質量%以下であることが好ましい。純度の高い水酸基含有樹脂を含む不溶化樹脂組成物を用いると、プロセス安定性の向上や、レジストパターン形状の更なる精密化が可能となる。水酸基含有樹脂の精製方法としては、以下に示す方法を挙げることができる。金属等の不純物を除去する方法としては、ゼータ電位フィルターを用いて重合溶液中の金属を吸着させる方法、蓚酸、スルホン酸等の酸性水溶液で重合溶液を洗浄することで金属をキレート状態にして除去する方法等を挙げることができる。また、単量体やオリゴマー成分の残留割合を規定値以下にする方法としては、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留する単量体やオリゴマー成分を除去する液々抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外濾過等の溶液状態での精製方法、重合溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留する単量体等を除去する再沈澱法、濾別した樹脂スラリー貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等を挙げることができる。なお、これらの方法を組み合わせてもよい。 The purity of the hydroxyl group-containing resin is preferably high, and not only the content of impurities such as halogen and metal is low, but the residual monomer and oligomer components are not more than predetermined values, for example, 0.1% by mass or less by HPLC analysis. It is preferable that When an insolubilized resin composition containing a high-purity hydroxyl group-containing resin is used, process stability can be improved and the resist pattern shape can be further refined. Examples of the method for purifying the hydroxyl group-containing resin include the following methods. As a method for removing impurities such as metals, a method in which a metal in a polymerization solution is adsorbed using a zeta potential filter, a metal is chelated and removed by washing the polymerization solution with an acidic aqueous solution such as oxalic acid or sulfonic acid. And the like. In addition, as a method of making the residual ratio of the monomer and oligomer components below the specified value, a liquid-liquid extraction method that removes residual monomers and oligomer components by combining water washing and an appropriate solvent, a specific molecular weight or less Refining method to remove residual monomers by coagulating resin in poor solvent by dripping polymerization solution into poor solvent And a purification method in a solid state such as washing with a poor solvent for the resin slurry separated by filtration. Note that these methods may be combined.
このようにして得られる水酸基含有樹脂の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、通常、1,000〜500,000、好ましくは1,000〜50,000、更に好ましくは1,000〜20,000である。重量平均分子量(Mw)が500,000超であると、熱硬化後に現像液で除去することが困難となる傾向にある。一方、重量平均分子量(Mw)が1,000未満であると、塗布後に均一な塗膜を形成し難くなる傾向にある。 The weight-average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) of the hydroxyl group-containing resin thus obtained is usually 1,000 to 500,000, preferably 1,000 to 50, 000, more preferably 1,000 to 20,000. If the weight average molecular weight (Mw) is more than 500,000, it tends to be difficult to remove with a developer after heat curing. On the other hand, when the weight average molecular weight (Mw) is less than 1,000, it tends to be difficult to form a uniform coating film after coating.
(アルコール溶媒)
アルコール溶媒には、アルコールが含まれている。このアルコール溶媒は、水酸基含有樹脂及び必要に応じて含有される架橋成分を十分に溶解可能であり、かつ、第一レジスト剤で形成した第一のレジストパターンを溶解しない溶媒であれば使用することができる。このような性質を有するアルコール溶媒に含まれるアルコールとしては、炭素数1〜8の1価アルコールが好ましい。より具体的には、1−プロパノール、イソプロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、tert−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、3−メチル−2−ブタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、2−メチル−1−ペンタノール、2−メチル−2−ペンタノール、2−メチル−3−ペンタノール、3−メチル−1−ペンタノール、3−メチル−2−ペンタノール、3−メチル−3−ペンタノール、4−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、2−メチル−2−ヘプタノール、2−メチル−3−ヘプタノール等を挙げることができる。なかでも、1−ブタノール、2−ブタノール、4−メチル−2−ペンタノールが好ましい。これらのアルコールは、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
(Alcohol solvent)
The alcohol solvent contains alcohol. This alcohol solvent should be used as long as it can sufficiently dissolve the hydroxyl group-containing resin and the crosslinking component contained as necessary and does not dissolve the first resist pattern formed with the first resist agent. Can do. As the alcohol contained in the alcohol solvent having such properties, a monohydric alcohol having 1 to 8 carbon atoms is preferable. More specifically, 1-propanol, isopropanol, 1-butanol, 2-butanol, tert-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl -1-butanol, 3-methyl-2-butanol, 1-hexanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 2-methyl-1-pentanol, 2-methyl-2-pentanol, 2-methyl-3-pen Tanol, 3-methyl-1-pentanol, 3-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 4-methyl-1-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 1-heptanol 2-heptanol, 2-methyl-2-heptanol, 2-methyl-3-heptanol and the like. Of these, 1-butanol, 2-butanol, and 4-methyl-2-pentanol are preferable. These alcohols can be used singly or in combination of two or more.
アルコール溶媒の含水率(全溶媒に対する水分の含有割合)は10質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることが更に好ましい。アルコール溶媒の含水率が10質量%超であると、水酸基含有樹脂の溶解性が低下する傾向にある。なお、アルコール溶媒は、アルコールを含む非水系溶媒(実質的に水を含有しない無水アルコール溶媒)であることが特に好ましい。 The water content of the alcohol solvent (water content relative to the total solvent) is preferably 10% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less. When the water content of the alcohol solvent exceeds 10% by mass, the solubility of the hydroxyl group-containing resin tends to decrease. The alcohol solvent is particularly preferably a non-aqueous solvent containing alcohol (an anhydrous alcohol solvent substantially free of water).
(その他の溶媒)
不溶化樹脂組成物には、第一のレジストパターン上に塗布するに際しての塗布性を調整する目的で、前述のアルコール溶媒以外の「その他の溶媒」を含有させることもできる。「その他の溶媒」としては、第一のレジストパターンを浸食せず、かつ、不溶化樹脂組成物を均一に塗布する作用を示すものを用いることができる。
(Other solvents)
The insolubilized resin composition may contain “other solvents” other than the alcohol solvent described above for the purpose of adjusting the coating property when applied onto the first resist pattern. As the “other solvent”, a solvent that does not erode the first resist pattern and that uniformly applies the insolubilized resin composition can be used.
「その他の溶媒」の具体例としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールのアルキルエーテル類;エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の多価アルコールのアルキルエーテルアセテート類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、ジアセトンアルコール等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、水等を挙げることができる。なかでも、環状エーテル類、多価アルコールのアルキルエーテル類、多価アルコールのアルキルエーテルアセテート類ケトン類、エステル類、水が好ましい。 Specific examples of “other solvents” include cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol Alkyl ethers of polyhydric alcohols such as dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether; ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether Alkyl ether acetates of polyhydric alcohols such as teracetate and propylene glycol monomethyl ether acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, 4-hydroxy-4-methyl-2- Ketones such as pentanone and diacetone alcohol; ethyl acetate, butyl acetate, ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, hydroxy Ethyl acetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate An ester such as ethyl acetate or butyl acetate, and water or the like. Of these, cyclic ethers, polyhydric alcohol alkyl ethers, polyhydric alcohol alkyl ether acetates ketones, esters, and water are preferred.
「その他の溶媒」の配合割合は、全溶媒に対して、通常、30質量%以下、好ましくは20質量%以下である。「その他の溶媒」の配合有割合が30質量%超であると、第一のレジストパターンが浸食されて不溶化樹脂組成物との間でインターミキシングが起こる等の不具合が生ずる可能性があり、第一のレジストパターンが埋められてしまう場合がある。なお、「その他の溶媒」として水を配合する場合、その配合割合は10質量%以下であることが好ましい。 The blending ratio of “other solvent” is usually 30% by mass or less, preferably 20% by mass or less, with respect to the total solvent. If the blending ratio of “other solvent” exceeds 30% by mass, the first resist pattern may be eroded and problems such as intermixing with the insolubilized resin composition may occur. One resist pattern may be buried. In addition, when mix | blending water as "another solvent", it is preferable that the mixture ratio is 10 mass% or less.
(架橋成分)
不溶化樹脂組成物には、任意成分として架橋成分を含有させることが好ましい。架橋成分は、酸の作用により、水酸基含有樹脂と、或いは架橋成分どうしで反応して、水酸基含有樹脂を硬化させる作用を示す成分である。
(Crosslinking component)
The insolubilized resin composition preferably contains a crosslinking component as an optional component. The crosslinking component is a component that exhibits an action of curing the hydroxyl group-containing resin by reacting with the hydroxyl group-containing resin or the crosslinking components by the action of an acid.
架橋成分は、下記一般式(12)で表される基を有する化合物(以下、「架橋成分I」ともいう)、又は二以上の環状エーテルを反応性基として有する化合物(以下、「架橋成分II」ともいう)であることが好ましい。なお、架橋成分には、架橋成分Iと架橋成分IIの両方が含まれることも好ましい。 The crosslinking component is a compound having a group represented by the following general formula (12) (hereinafter also referred to as “crosslinking component I”) or a compound having two or more cyclic ethers as a reactive group (hereinafter referred to as “crosslinking component II”). "). The crosslinking component preferably includes both the crosslinking component I and the crosslinking component II.
前記一般式(12)中、R25及びR26は、水素原子、又は下記一般式(13)で表される基を示す。但し、R25とR26の少なくともいずれかは下記式(13)で表される基である。 In the general formula (12), R 25 and R 26 represent a hydrogen atom or a group represented by the following general formula (13). However, at least one of R 25 and R 26 is a group represented by the following formula (13).
前記一般式(13)中、R27及びR28は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシアルキル基、又はR27とR27が互いに連結した炭素数2〜10の環を示し、R29は、水素原子、又は炭素数1〜6のアルキル基を示す。この架橋成分は、酸の作用によって、水酸基含有樹脂と、或いは架橋成分どうしで反応して、水酸基含有樹脂を硬化させる作用を示すものである。
In the general formula (13), R 27 and R 28 are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a
架橋成分Iの具体例としては、イミノ基、メチロール基、メトキシメチル基等の官能基をその分子中に有する化合物を挙げることができる。より具体的には、(ポリ)メチロール化メラミン、(ポリ)メチロール化グリコールウリル、(ポリ)メチロール化ベンゾグアナミン、(ポリ)メチロール化ウレア等の、活性メチロール基の全部又は一部をアルキル化してアルキルエーテルとした含窒素化合物を挙げることができる。アルキル基としては、メチル基、エチル基、ブチル基、又はこれらを混合したものを挙げることができる。なお、含窒素化合物には、その一部が自己縮合したオリゴマー成分が含有されていてもよい。含窒素化合物の具体例としては、ヘキサメトキシメチル化メラミン、ヘキサブトキシメチル化メラミン、テトラメトキシメチル化グリコールウリル、テトラブトキシメチル化グリコールウリル等を挙げることができる。 Specific examples of the crosslinking component I include compounds having a functional group such as an imino group, a methylol group, or a methoxymethyl group in the molecule. More specifically, alkylation is performed by alkylating all or part of active methylol groups such as (poly) methylolated melamine, (poly) methylolated glycoluril, (poly) methylolated benzoguanamine, (poly) methylolated urea, etc. A nitrogen-containing compound as ether can be mentioned. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, or a mixture thereof. The nitrogen-containing compound may contain an oligomer component partially self-condensed. Specific examples of the nitrogen-containing compound include hexamethoxymethylated melamine, hexabutoxymethylated melamine, tetramethoxymethylated glycoluril, tetrabutoxymethylated glycoluril and the like.
架橋成分Iの具体例のうち、市販されている化合物としては、以下、商品名で、サイメル300、同301、同303、同350、同232、同235、同236、同238、同266、同267、同285、同1123、同1123−10、同1170、同370、同771、同272、同1172、同325、同327、同703、同712、同254、同253、同212、同1128、同701、同202、同207(以上、日本サイテック社製)、ニカラックMW−30M、同30、同22、同24X、ニカラックMS−21、同11、同001、ニカラックMX−002、同730、同750、同708、同706、同042、同035、同45、同410、同302、同202、ニカラックSM−651、同652、同653、同551、同451、ニカラックSB−401、同355、同303、同301、同255、同203、同201、ニカラックBX−4000、同37、同55H、ニカラックBL−60(以上、三和ケミカル社製)等を挙げることができる。なかでも、前記一般式(1)中のR1とR2のいずれかが水素原子、即ち、イミノ基を含有する化合物に該当する、サイメル325、同327、同703、同712、同254、同253、同212、同1128、同701、同202、同207が好ましい。 Of the specific examples of the crosslinking component I, commercially available compounds include the following trade names: Cymel 300, 301, 303, 350, 232, 235, 236, 238, 266, 267, 285, 1123, 1123-10, 1170, 370, 771, 772, 172, 1172, 325, 327, 703, 712, 254, 253, 212, 1128, 701, 202, 207 (Nippon Cytec Co., Ltd.), Nicarak MW-30M, 30, 22, 24X, Nicarak MS-21, 11, 001, Nicarax MX-002, 730, 750, 708, 708, 706, 042, 035, 45, 410, 302, 202, Nicarak SM-651, 652, 653 551, 451, Nicarak SB-401, 355, 303, 301, 255, 203, 201, Nicarax BX-4000, 37, 55H, Nicarac BL-60 (Sanwa Chemical) For example). Among them, Cymel 325, 327, 703, 712, 254, R 1 and R 2 in the general formula (1) correspond to a compound containing a hydrogen atom, that is, an imino group. 253, 212, 1128, 701, 202, and 207 are preferable.
架橋成分IIの具体例としては、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピロ−3,4−エポキシ)シクロヘキサン−メタ−ジオキサン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシル−3’,4’−エポキシ−6’−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、メチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサン)、エチレングリコールのジ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル、エチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、ε−カプロラクトン変性3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、トリメチルカプロラクトン変性3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、β−メチル−δ−バレロラクトン変性3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート等のエポキシシクロヘキシル基含有化合物; Specific examples of the crosslinking component II include 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexanecarboxylate, 2- (3,4-epoxycyclohexyl-5,5-spiro-3,4-epoxy). Cyclohexane-meta-dioxane, bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate, bis (3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl) adipate, 3,4-epoxy-6-methylcyclohexyl-3 ′, 4 ′ -Epoxy-6'-methylcyclohexanecarboxylate, methylene bis (3,4-epoxycyclohexane), di (3,4-epoxycyclohexylmethyl) ether of ethylene glycol, ethylene bis (3,4-epoxycyclohexanecarboxylate), epsilon -Caprolactone modification , 4-epoxycyclohexylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexanecarboxylate, trimethylcaprolactone modified 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexanecarboxylate, β-methyl-δ-valerolactone modified 3 An epoxycyclohexyl group-containing compound such as 1,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexanecarboxylate;
ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールFジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールSジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールSジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル類、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等の脂肪族多価アルコールに一種以上のアルキレンオキサイドを付加することにより得られるポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテル類;脂肪族長鎖二塩基酸のジグリシジルエステル類; Bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, bisphenol S diglycidyl ether, brominated bisphenol A diglycidyl ether, brominated bisphenol F diglycidyl ether, brominated bisphenol S diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, Hydrogenated bisphenol F diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol S diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, polyethylene glycol Diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ethers, ethylene glycol, propylene group Call, polyglycidyl ethers of polyether polyols obtained by adding an aliphatic polyhydric one or more alkylene oxides to an alcohol such as glycerin; diglycidyl esters of aliphatic long chain dibasic acid;
脂肪族高級アルコールのモノグリシジルエーテル類;フェノール、クレゾール、ブチルフェノール、又はこれらにアルキレンオキサイドを付加して得られるポリエーテルアルコールのモノグリシジルエーテル類;高級脂肪酸のグリシジルエステル類; Monoglycidyl ethers of aliphatic higher alcohols; monoglycidyl ethers of polyether alcohols obtained by adding phenol, cresol, butylphenol, or alkylene oxide thereto; glycidyl esters of higher fatty acids;
3,7−ビス(3−オキセタニル)−5−オキサ−ノナン、3,3’−(1,3−(2−メチレニル)プロパンジイルビス(オキシメチレン))ビス−(3−エチルオキセタン)、1,4−ビス〔(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル〕ベンゼン、1,2−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エタン、1,3−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]プロパン、エチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニルビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、テトラエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリシクロデカンジイルジメチレン(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリメチロールプロパントリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、1,4−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ブタン、1,6−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ヘキサン、ペンタエリスリトールトリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ポリエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールペンタキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジトリメチロールプロパンテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、エチレンオキシド(EO)変性ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、プロピレンオキシド(PO)変性ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、EO変性水添ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、PO変性水添ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、EO変性ビスフェノールF(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル等の分子中にオキセタン環を2個以上有するオキセタン化合物を挙げることができる。 3,7-bis (3-oxetanyl) -5-oxa-nonane, 3,3 ′-(1,3- (2-methylenyl) propanediylbis (oxymethylene)) bis- (3-ethyloxetane), 1 , 4-bis [(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) methyl] benzene, 1,2-bis [(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) methyl] ethane, 1,3-bis [(3-ethyl- 3-oxetanylmethoxy) methyl] propane, ethylene glycol bis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, dicyclopentenylbis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, triethyleneglycolbis (3-ethyl-3 -Oxetanylmethyl) ether, tetraethylene glycol bis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, Licyclodecanediyldimethylene (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, trimethylolpropane tris (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, 1,4-bis (3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) butane 1,6-bis (3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) hexane, pentaerythritol tris (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, pentaerythritol tetrakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, polyethylene glycol Bis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, dipentaerythritol hexakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, dipentaerythritol pentakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, di Ntaerythritol tetrakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, caprolactone-modified dipentaerythritol hexakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, caprolactone-modified dipentaerythritol pentakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ) Ether, ditrimethylolpropane tetrakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, ethylene oxide (EO) modified bisphenol A bis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, propylene oxide (PO) modified bisphenol A bis (3 -Ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, EO-modified hydrogenated bisphenol A bis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, PO-modified hydrogenated bisphenol A bis (3- Examples thereof include oxetane compounds having two or more oxetane rings in the molecule, such as ethyl-3-oxetanylmethyl) ether and EO-modified bisphenol F (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether.
なかでも、架橋成分IIとしては、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテルが好ましい。これらの架橋成分は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。なお、架橋成分IIの具体例のうち、市販されている化合物としては、以下、商品名で、アロンオキセタンOXT−101、同121、同221(以上、東亞合成社製)、OXTP、OXBP(以上、宇部興産社製)等を挙げることができる。 Among these, 1,6-hexanediol diglycidyl ether and dipentaerythritol hexakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether are preferable as the crosslinking component II. These crosslinking components can be used singly or in combination of two or more. In addition, among the specific examples of the crosslinking component II, the commercially available compounds are the following trade names: Aron Oxetane OXT-101, 121, 221 (above, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), OXTP, OXBP (above. And Ube Industries, Ltd.).
不溶化樹脂組成物に含有される架橋成分の量は、水酸基含有樹脂100質量部に対して、1〜100質量部であることが好ましく、5〜70質量部であることが更に好ましい。1質量部未満であると硬化が不十分となり、レジストパターンの収縮が起こり難くなる傾向にある。一方、100質量部超であると硬化が進み過ぎてしまい、レジストパターンが埋められてしまう場合がある。 The amount of the crosslinking component contained in the insolubilized resin composition is preferably 1 to 100 parts by mass and more preferably 5 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydroxyl group-containing resin. If it is less than 1 part by mass, curing will be insufficient and the resist pattern will tend not to shrink. On the other hand, if it exceeds 100 parts by mass, curing may proceed excessively and the resist pattern may be buried.
また、水酸基含有樹脂と架橋成分の合計の含有割合は、非水系溶媒及びアルコール溶媒を含めた不溶化樹脂組成物の全体に対して、0.1〜30質量%であることが好ましく、1〜20質量%であることが更に好ましい。水酸基含有樹脂と架橋成分の合計の含有割合が0.1質量%未満であると、塗膜が薄くなり過ぎてしまい、パターンエッジ部に膜切れを生ずる場合がある。一方、30質量%超であると粘度が高くなり過ぎてしまい、微細なパターンへ埋め込むことが困難となる場合がある。 Moreover, it is preferable that the total content rate of hydroxyl-containing resin and a crosslinking component is 0.1-30 mass% with respect to the whole insolubilization resin composition containing a non-aqueous solvent and alcohol solvent, and 1-20. More preferably, it is mass%. When the total content ratio of the hydroxyl group-containing resin and the crosslinking component is less than 0.1% by mass, the coating film becomes too thin, and the pattern edge portion may be cut off. On the other hand, if it exceeds 30% by mass, the viscosity becomes too high, and it may be difficult to embed in a fine pattern.
(界面活性剤)
不溶化樹脂組成物には、不溶化樹脂組成物の塗布性、消泡性、及びレベリング性等を向上させる目的で界面活性剤を配合することもできる。配合可能な界面活性剤の具体例としては、以下、商品名で、BM−1000、BM−1100(以上、BMケミー社製);メガファックF142D、同F172、同F173、同F183(以上、大日本インキ化学工業社);フロラードFC−135、同FC−170C、同FC−430、同FC−431(以上、住友スリーエム社製);サーフロンS−112、同S−113、同S−131、同S−141、同S−145(以上、旭硝子社製);SH−28PA、同−190、同−193、SZ−6032、SF−8428(以上、東レダウコーニングシリコーン社製)等のフッ素系界面活性剤を挙げることができる。なお、これらの界面活性剤の配合量は、水酸基含有樹脂100質量部に対して、好ましくは5質量部以下である。
(Surfactant)
A surfactant may be added to the insolubilized resin composition for the purpose of improving the coating property, antifoaming property, leveling property and the like of the insolubilized resin composition. Specific examples of surfactants that can be blended are as follows: BM-1000, BM-1100 (above, manufactured by BM Chemie); MegaFuck F142D, F172, F173, F183 (above, large) Nippon Ink Chemical Co., Ltd.); Fluorad FC-135, FC-170C, FC-430, FC-431 (above, manufactured by Sumitomo 3M); Surflon S-112, S-113, S-131, Fluorine series such as S-141, S-145 (made by Asahi Glass Co., Ltd.); SH-28PA, -190, -193, SZ-6032, SF-8428 (made by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) Mention may be made of surfactants. In addition, the compounding quantity of these surfactants becomes like this. Preferably it is 5 mass parts or less with respect to 100 mass parts of hydroxyl-containing resin.
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。また、各種物性値の測定方法、及び諸特性の評価方法を以下に示す。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. In the examples and comparative examples, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified. Moreover, the measuring method of various physical-property values and the evaluation method of various characteristics are shown below.
[Mw及びMn]:東ソー社製のGPCカラム(商品名「G2000HXL」2本、商品名「G3000HXL」1本、商品名「G4000HXL」1本)を使用し、流量:1.0mL/分、溶出溶媒:テトラヒドロフラン、カラム温度:40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定した。また、分散度「Mw/Mn」は、Mw及びMnの測定結果より算出した。 [Mw and Mn]: Using a GPC column manufactured by Tosoh Corporation (trade name “G2000HXL”, trade name “G3000HXL”, trade name “G4000HXL”), flow rate: 1.0 mL / min, elution Measurement was performed by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard under the analysis conditions of solvent: tetrahydrofuran, column temperature: 40 ° C. Further, the degree of dispersion “Mw / Mn” was calculated from the measurement results of Mw and Mn.
[低分子量成分の残存割合]:ジーエルサイエンス社製の商品名「Inertsil ODS−25μmカラム」(4.6mmφ×250mm)を使用し、流量:1.0mL/分、溶出溶媒:アクリロニトリル/0.1%リン酸水溶液の分析条件で、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により測定した。なお、低分子量成分はモノマーを主成分とする成分であり、より具体的には分子量1,000未満の成分、好ましくはトリマーの分子量以下の成分である。 [Remaining ratio of low molecular weight components]: Using a trade name “Inertsil ODS-25 μm column” (4.6 mmφ × 250 mm) manufactured by GL Sciences, flow rate: 1.0 mL / min, elution solvent: acrylonitrile / 0.1 It was measured by high performance liquid chromatography (HPLC) under the analysis conditions of a% phosphoric acid aqueous solution. The low molecular weight component is a component having a monomer as a main component, more specifically, a component having a molecular weight of less than 1,000, preferably a component having a molecular weight of or less than that of the trimer.
[13C−NMR分析]:日本電子社製の商品名「JNM−EX270」を使用し、測定溶媒としてCDCl3を使用して行った。 [ 13 C-NMR analysis]: The product name “JNM-EX270” manufactured by JEOL Ltd. was used, and CDCl 3 was used as a measurement solvent.
[パターンの評価]:走査型電子顕微鏡(商品名「S−9380」、日立計測器社製)を使用し、評価用基板B及びCに形成されたレジストパターンを以下の基準に従って評価した。 [Evaluation of Pattern]: Using a scanning electron microscope (trade name “S-9380”, manufactured by Hitachi Keiki Co., Ltd.), the resist patterns formed on the evaluation substrates B and C were evaluated according to the following criteria.
<評価用基板B>
第一のレジストパターンが残存している場合を「○」と評価し、第一のレジストパターンが消失した場合を「×」と評価した。
<Evaluation board B>
The case where the first resist pattern remained was evaluated as “◯”, and the case where the first resist pattern disappeared was evaluated as “x”.
<評価用基板C>
評価用基板Bに形成された不溶化レジストパターン間に、50nmライン/200nmピッチのライン・アンド・スペースパターンが追加形成された場合を「○」と評価し、不溶化レジストパターンが消失した場合を「×」と評価した。
<Evaluation substrate C>
A case where a 50 nm line / 200 nm pitch line and space pattern is additionally formed between the insolubilized resist patterns formed on the evaluation substrate B is evaluated as “◯”, and the case where the insolubilized resist pattern disappears is indicated as “×”. ".
(合成例1:樹脂(A−1))
下記式(L−1)で表される化合物50.16g(50モル%)、下記式(L−2)で表される化合物39.14g(37モル%)、及び下記式(L−3)で表される化合物10.70g(13モル%)を200gの2−ブタノンに溶解し、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)5.58gを更に投入して単量体溶液を調製した。100gの2−ブタノンを投入した1000mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、撹拌しながら80℃に加熱し、調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷することにより、30℃以下に冷却した後、2000gのメタノールへ投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を400gのメタノールでスラリー上で2回洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末の樹脂(A−1)を得た(78g、収率78%)。得られた樹脂(A−1)のMwは5,200であり、Mw/Mnは1.62であり、低分子量成分の残存割合は0.03%であった。また、13C−NMR分析の結果、下記式(A−1)で表される繰り返し単位を有し、それぞれの繰り返し単位の含有率(モル%)は、a/b/c=50.0/37.0/13.0であった。
(Synthesis Example 1: Resin (A-1))
50.16 g (50 mol%) of the compound represented by the following formula (L-1), 39.14 g (37 mol%) of the compound represented by the following formula (L-2), and the following formula (L-3) 10.70 g (13 mol%) of the compound represented by formula (1) is dissolved in 200 g of 2-butanone, and 5.58 g of
(合成例2:樹脂(A−2))
前記式(L−3)で表される化合物に代えて、下記式(L−4)で表される化合物を19.86g(25モル%)使用したこと、前記式(L−1)で表される化合物を52.47g(50モル%)使用したこと、及び前記式(L−2)で表される化合物を27.66g(25モル%)使用したこと以外は、前述の合成例1と同様にして樹脂(A−2)を得た(78g、収率78%)。得られた樹脂(A−2)のMwは5,490であり、Mw/Mnは1.52であり、低分子量成分の残存割合は0.03%であった。また、13C−NMR分析の結果、下記式(A−2)で表される繰り返し単位を有し、それぞれの繰り返し単位の含有率(モル%)は、a/b/c=50.3/24.7/25.0であった。
(Synthesis Example 2: Resin (A-2))
In place of the compound represented by the formula (L-3), 19.86 g (25 mol%) of a compound represented by the following formula (L-4) was used, and represented by the formula (L-1). Except that 52.47 g (50 mol%) of the compound to be used and 27.66 g (25 mol%) of the compound represented by the formula (L-2) were used, Similarly, resin (A-2) was obtained (78 g, yield 78%). Mw of the obtained resin (A-2) was 5,490, Mw / Mn was 1.52, and the residual ratio of the low molecular weight component was 0.03%. Moreover, it has a repeating unit represented by a following formula (A-2) as a result of < 13 > C-NMR analysis, The content rate (mol%) of each repeating unit is a / b / c = 50.3 / It was 24.7 / 25.0.
(合成例3:樹脂(A−3))
前記式(L−1)で表される化合物38.74g(40モル%)、前記式(L−2)で表される化合物61.26g(60モル%)を200gの2−ブタノンに溶解し、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)3.58gを更に投入して単量体溶液を調製した。100gの2−ブタノンを投入した1000mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、撹拌しながら80℃に加熱し、調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷することにより、30℃以下に冷却した後、2000gのメタノールへ投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を400gのメタノールでスラリー上で2回洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末の樹脂(A−3)を得た(78g、収率78%)。得られた樹脂(A−3)のMwは5,400であり、Mw/Mnは1.60であり、低分子量成分の残存割合は0.03%であった。また、13C−NMR分析の結果、下記式(A−3)で表される繰り返し単位を有し、それぞれの繰り返し単位の含有率(mol%)は、a/b=41.0/59.0であった。
(Synthesis Example 3: Resin (A-3))
38.74 g (40 mol%) of the compound represented by the formula (L-1) and 61.26 g (60 mol%) of the compound represented by the formula (L-2) were dissolved in 200 g of 2-butanone. Further, 3.58 g of
(合成例4:樹脂(A−4))
前記式(L−1)で表される化合物53.93g(50モル%)、下記式(L−5)で表される化合物10.69g(10モル%)、及び下記式(L−6)で表される化合物35.38g(40モル%)を200gの2−ブタノンに溶解し、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)3.58gを更に投入して単量体溶液を調製した。100gの2−ブタノンを投入した1000mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、撹拌しながら80℃に加熱し、調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷することにより、30℃以下に冷却した後、2000gのメタノールへ投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を400gのメタノールでスラリー上で2回洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末の樹脂(A−4)を得た(82g、収率82%)。得られた樹脂(A−4)のMwは5,800であり、Mw/Mnは1.61であり、低分子量成分の残存割合は0.03%であった。また、13C−NMR分析の結果、下記式(A−4)で表される繰り返し単位を有し、それぞれの繰り返し単位の含有率(モル%)は、53.0/9.8/37.2であった。
(Synthesis Example 4: Resin (A-4))
53.93 g (50 mol%) of the compound represented by the formula (L-1), 10.69 g (10 mol%) of the compound represented by the following formula (L-5), and the following formula (L-6) 35.38 g (40 mol%) of the compound represented by formula (1) is dissolved in 200 g of 2-butanone, and 3.58 g of
(合成例5:樹脂(A−5))
前記式(L−2)で表される化合物に代えて、下記式(L−7)で表される化合物を24.42g(15モル%)使用したこと、前記式(L−3)で表される化合物に代えて、下記式(L−8)で表される化合物を30.40g(40モル%)使用したこと、及び前記式(L−1)で表される化合物を45.18g(45モル%)使用したこと以外は、前述の合成例1と同様にして樹脂(A−5)を得た(75g、収率75%)。得られた樹脂(A−5)のMwは6,100であり、Mw/Mnは1.73であり、低分子量成分の残存割合は0.04%であった。また、13C−NMR分析の結果、下記式(A−5)で表される繰り返し単位を有し、それぞれの繰り返し単位の含有率(モル%)は、a/b/c=44.1/15.5/40.4であった。
(Synthesis Example 5: Resin (A-5))
In place of the compound represented by the formula (L-2), 24.42 g (15 mol%) of a compound represented by the following formula (L-7) was used, and represented by the formula (L-3). In place of the compound, 30.40 g (40 mol%) of the compound represented by the following formula (L-8) was used, and 45.18 g of the compound represented by the formula (L-1) ( (45 mol%) A resin (A-5) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that it was used (75 g, yield 75%). Mw of the obtained resin (A-5) was 6,100, Mw / Mn was 1.73, and the residual ratio of the low molecular weight component was 0.04%. Moreover, as a result of 13 C-NMR analysis, it has a repeating unit represented by the following formula (A-5), and the content (mol%) of each repeating unit is a / b / c = 44.1 / It was 15.5 / 40.4.
(実施例1〜4及び参考例1:レジスト剤の調製)
合成例1〜5で合成した樹脂、酸発生剤、酸拡散制御剤、及び溶剤を使用し、表1に示す配合処方に従って第一レジスト剤(1)〜(4)、及び第二レジスト剤(5)を調製した。
(Examples 1 to 4 and Reference Example 1: Preparation of resist agent)
Using the resin synthesized in Synthesis Examples 1 to 5, the acid generator, the acid diffusion control agent, and the solvent, the first resist agents (1) to (4) and the second resist agent ( 5) was prepared.
なお、表1で略記した酸発生剤、酸拡散制御剤、及び溶剤の種類を以下に示す。 In addition, the types of the acid generator, the acid diffusion controller, and the solvent that are abbreviated in Table 1 are shown below.
<酸発生剤(D)>
(D−1):1−(4−n−ブトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート
(D−2):トリフェニルスルホニウム・ノナフルオロ−n−ブタンスルホネート
<Acid generator (D)>
(D-1): 1- (4-n-butoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-butanesulfonate (D-2): triphenylsulfonium / nonafluoro-n-butanesulfonate
<酸拡散制御剤(E)>
(E−1):tert−ブチル−4−ヒドロキシ−1−ピペリジンカルボキシレート
(E−2):トリフェニルスルホニウムサリチレート
<Acid diffusion control agent (E)>
(E-1): tert-butyl-4-hydroxy-1-piperidinecarboxylate (E-2): triphenylsulfonium salicylate
<溶剤(F)>
(F−1):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
(F−2):γ−ブチロラクトン
<Solvent (F)>
(F-1): Propylene glycol monomethyl ether acetate (F-2): γ-butyrolactone
(合成例6:水酸基含有樹脂(B−1))
p−ヒドロキシメタクリルアニリド(m−1)62.13g、p−t−ブトキシスチレン(m−2)37.87g、及びアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)10.21gをイソプロパノール(IPA)300gに溶解し、還流条件(82℃)にて6時間重合反応を行なった。反応容器を流水にて冷却した後、酢酸エチル200g、IPA140g、及びメタノール140gを加えて均一化し、更に水を600g加えて1時間静置した。下層に沈降した粘性のポリマーを回収し、50℃で真空乾燥して水酸基含有樹脂(B−1)を得た(収率70%)。得られた水酸基含有樹脂(B−1)のMwは8500、及びMw/Mnは2.08であった。また、13C−NMR分析の結果、得られた水酸基含有樹脂(B−1)に含まれる繰り返し単位の比(モル比)は、(m−1)/(m−2)=55.4/44.6であった。なお、p−ヒドロキシメタクリルアニリド(m−1)、及びp−t−ブトキシスチレン(m−2)の構造を以下に示す。
(Synthesis Example 6: hydroxyl group-containing resin (B-1))
62.13 g of p-hydroxymethacrylanilide (m-1), 37.87 g of pt-butoxystyrene (m-2), and 10.21 g of azobisisobutyronitrile (AIBN) are dissolved in 300 g of isopropanol (IPA). Then, the polymerization reaction was performed for 6 hours under reflux conditions (82 ° C.). After cooling the reaction vessel with running water, 200 g of ethyl acetate, 140 g of IPA, and 140 g of methanol were added to homogenize, and 600 g of water was further added and left to stand for 1 hour. The viscous polymer that settled in the lower layer was collected and dried under vacuum at 50 ° C. to obtain a hydroxyl group-containing resin (B-1) (yield 70%). Mw of the obtained hydroxyl group-containing resin (B-1) was 8500, and Mw / Mn was 2.08. Moreover, as a result of 13 C-NMR analysis, the ratio (molar ratio) of repeating units contained in the obtained hydroxyl group-containing resin (B-1) was (m−1) / (m−2) = 55.4 /. 44.6. The structures of p-hydroxymethacrylanilide (m-1) and pt-butoxystyrene (m-2) are shown below.
(合成例7:水酸基含有樹脂(B−2))
p−ヒドロキシメタクリルアニリド(m−1)17.62g、p−t−ブトキシスチレン(m−2)10.22g、2−(((トリフルオロメチル)スルホニル)アミノ)エチル−1−メタクリレート(m−3)2.16g、及びAIBN2.18gをIPA90gに溶解し、還流条件(82℃)にて6時間重合反応を行なった。反応容器を流水にて冷却した後、酢酸エチル60g、IPA42g、及びメタノール42gを加えて均一化し、更に水を180g加えて1時間静置した。下層に沈降した粘性のポリマーを回収し、50℃で真空乾燥して水酸基含有樹脂(B−2)を得た(収率77%)。得られた水酸基含有樹脂(B−2)のMwは7800、及びMw/Mnは1.50であった。また、13C−NMR分析の結果、得られた水酸基含有樹脂(B−2)に含まれる繰り返し単位の比(モル比)は、(m−1)/(m−2)/(m−3)=54.2/41.3/4.5であった。なお、2−(((トリフルオロメチル)スルホニル)アミノ)エチル−1−メタクリレート(m−3)の構造を以下に示す。
(Synthesis Example 7: hydroxyl group-containing resin (B-2))
17.62 g of p-hydroxymethacrylanilide (m-1), 10.22 g of pt-butoxystyrene (m-2), 2-(((trifluoromethyl) sulfonyl) amino) ethyl-1-methacrylate (m- 3) 2.16 g and 2.18 g of AIBN were dissolved in 90 g of IPA, and a polymerization reaction was performed for 6 hours under reflux conditions (82 ° C.). After cooling the reaction vessel with running water, 60 g of ethyl acetate, 42 g of IPA, and 42 g of methanol were added and homogenized, and 180 g of water was further added and left to stand for 1 hour. The viscous polymer that settled in the lower layer was collected and dried under vacuum at 50 ° C. to obtain a hydroxyl group-containing resin (B-2) (yield 77%). Mw of the obtained hydroxyl group-containing resin (B-2) was 7800, and Mw / Mn was 1.50. As a result of 13 C-NMR analysis, the ratio (molar ratio) of repeating units contained in the obtained hydroxyl group-containing resin (B-2) was (m−1) / (m−2) / (m−3). ) = 54.2 / 41.3 / 4.5. The structure of 2-(((trifluoromethyl) sulfonyl) amino) ethyl-1-methacrylate (m-3) is shown below.
(合成例8:水酸基含有樹脂(B−3))
p−ヒドロキシメタクリルアニリド(m−1)30.66g、p−t−ブトキシスチレン(m−2)15.25g、グリシジルメタクリレート(m−4)4.10g、及びAIBN3.70gを150gのIPAに溶解し、還流条件(82℃)にて6時間重合反応を行なった。反応容器を流水にて冷却した後、重合溶液に対して酢酸エチル100g、IPA70g、メタノール70gを加えて均一な溶液とし、更に水を300g加えて1時間静置した。下層に沈降した粘性のポリマーを回収し、50℃にて真空乾燥させて水酸基含有重合体(B−3)を得た(収率68%)。得られた水酸基含有樹脂(B−3)のMwは8,200であり、Mw/Mnは1.50であった。また、13C−NMR分析の結果、それぞれの繰り返し単位の含有率(モル%)は、(m−1)/(m−2)/(m−4)=55.2/35.5/9.3であった。なお、グリシジルメタクリレート(m−4)の構造を以下に示す。
(Synthesis Example 8: hydroxyl group-containing resin (B-3))
30.66 g of p-hydroxymethacrylanilide (m-1), 15.25 g of pt-butoxystyrene (m-2), 4.10 g of glycidyl methacrylate (m-4), and 3.70 g of AIBN are dissolved in 150 g of IPA. Then, the polymerization reaction was performed for 6 hours under reflux conditions (82 ° C.). After cooling the reaction vessel with running water, 100 g of ethyl acetate, 70 g of IPA and 70 g of methanol were added to the polymerization solution to make a uniform solution, and 300 g of water was further added and left for 1 hour. The viscous polymer that settled in the lower layer was recovered and vacuum dried at 50 ° C. to obtain a hydroxyl group-containing polymer (B-3) (yield 68%). Mw of the obtained hydroxyl group-containing resin (B-3) was 8,200, and Mw / Mn was 1.50. As a result of 13 C-NMR analysis, the content (mol%) of each repeating unit was (m−1) / (m−2) / (m−4) = 55.2 / 35.5 / 9. .3. The structure of glycidyl methacrylate (m-4) is shown below.
(不溶化樹脂組成物(A)の調製)
水酸基含有樹脂(B−1)100部、架橋成分(C−1)5部、架橋成分(C−2)30部、溶剤(F−3)524部、及び溶剤(F−4)2096部を混合して3時間撹拌した後、孔径0.03μmのフィルターを使用して濾過することにより不溶化樹脂組成物(A)を調製した。
(Preparation of insolubilized resin composition (A))
Hydroxyl-containing resin (B-1) 100 parts, crosslinking component (C-1) 5 parts, crosslinking component (C-2) 30 parts, solvent (F-3) 524 parts, and solvent (F-4) 2096 parts. After mixing and stirring for 3 hours, an insolubilized resin composition (A) was prepared by filtering using a filter having a pore size of 0.03 μm.
(不溶化樹脂組成物(B)及び(C)の調製)
表2に示す配合処方としたこと以外は、前述の「不溶化樹脂組成物(A)」の場合と同様にして、不溶化樹脂組成物(B)及び(C)を調製した。
(Preparation of insolubilized resin compositions (B) and (C))
Insolubilized resin compositions (B) and (C) were prepared in the same manner as in the above-mentioned “insolubilized resin composition (A)” except that the formulation shown in Table 2 was used.
なお、表2で略記した架橋成分及び溶剤の種類を以下に示す。 The types of crosslinking components and solvents abbreviated in Table 2 are shown below.
<架橋成分(C)>
(C−1):商品名「ニカラックMX−750」(日本カーバイド社製)
(C−2):商品名「OXIPA」(宇部興産社製)
(C−3):ペンタエリスリトールトリアクリレート
<Crosslinking component (C)>
(C-1): Product name “Nicalak MX-750” (manufactured by Nippon Carbide)
(C-2): Product name “OXIPA” (manufactured by Ube Industries)
(C-3): Pentaerythritol triacrylate
<溶剤(F)>
(F−3):1−ブタノール
(F−4):4−メチル−2−ペンタノール
<Solvent (F)>
(F-3): 1-butanol (F-4): 4-methyl-2-pentanol
(参考例2)
12インチシリコンウェハ上に、下層反射防止膜(商品名「ARC29A」、ブルワーサイエンス社製)を、商品名「CLEAN TRACK ACT12」(東京エレクトロン社製)を使用してスピンコートした後、PB(205℃、60秒)を行うことにより膜厚77nmの塗膜を形成した。商品名「CLEAN TRACK ACT12」を使用して第一レジスト剤(1)をスピンコートし、PB(115℃、60秒)した後、冷却(23℃、30秒)することにより膜厚150nmの塗布膜を形成した。次いで、ArF液浸露光装置(商品名「XT1250i」、ASML社製)を使用し、NA:0.85、Outer/Inner=0.89/0.59Annularの光学条件にて、50nmライン/200nmピッチのマスクサイズのマスクを介して露光した。商品名「CLEAN TRACK ACT12」のホットプレート上でPEB(115℃、60秒)した後、冷却(23℃、30秒)し、現像カップのLDノズルにて、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を現像液としてパドル現像(30秒間)し、超純水でリンスした。2000rpm、15秒間振り切りでスピンドライすることにより、第一のレジストパターンが形成された評価用基板Aを得た。
(Reference Example 2)
A 12-inch silicon wafer was spin-coated with a lower antireflection film (trade name “ARC29A”, manufactured by Brewer Science) using a trade name “CLEAN TRACK ACT12” (manufactured by Tokyo Electron), and then PB (205 (C, 60 seconds) to form a 77 nm-thickness coating film. Using the trade name “CLEAN TRACK ACT12”, spin coat the first resist agent (1), PB (115 ° C., 60 seconds), and then cool (23 ° C., 30 seconds) to coat 150 nm thick. A film was formed. Next, using an ArF immersion exposure apparatus (trade name “XT1250i”, manufactured by ASML), NA: 0.85, Outer / Inner = 0.89 / 0.59 Annular optical conditions, 50 nm line / 200 nm pitch The exposure was carried out through a mask having a mask size of. After PEB (115 ° C., 60 seconds) on a hot plate of the trade name “CLEAN TRACK ACT12”, it was cooled (23 ° C., 30 seconds), and 2.38% tetramethylammonium hydroxide was used with the LD nozzle of the developing cup. Paddle development (30 seconds) was performed using the aqueous solution as a developer, and rinsed with ultrapure water. The substrate A for evaluation on which the first resist pattern was formed was obtained by spin-drying by shaking off at 2000 rpm for 15 seconds.
得られた評価用基板Aの第一のレジストパターン上に、不溶化樹脂組成物(A)を商品名「CLEAN TRACK ACT12」を使用してスピンコートし、膜厚150nmとなるように塗布した後、洗浄前PB(130℃、60秒)を行った。商品名「CLEAN TRACK ACT12」を使用し、23℃の冷却プレートで30秒冷却した後、現像カップのLDノズルにて、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を現像液としてパドル現像(60秒間)し、超純水でリンスした。2000rpm、15秒間振り切りでスピンドライし、洗浄後PB(165℃、90秒)を行い、不溶化レジストパターンが形成された評価用基板Bを得た。 On the first resist pattern of the obtained substrate for evaluation A, the insolubilized resin composition (A) was spin-coated using the trade name “CLEAN TRACK ACT12” and applied to a film thickness of 150 nm. PB before washing (130 ° C., 60 seconds) was performed. Using the product name “CLEAN TRACK ACT12”, cooling with a cooling plate at 23 ° C. for 30 seconds, and then using a LD nozzle of the developing cup with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution as a developer for paddle development (60 seconds) And rinsed with ultrapure water. Spin-drying was performed by shaking off at 2000 rpm for 15 seconds. After cleaning, PB (165 ° C., 90 seconds) was performed to obtain an evaluation substrate B on which an insolubilized resist pattern was formed.
(参考例3〜13)
表3に示す第一レジスト剤及び不溶化樹脂組成物をそれぞれ使用し、表3に示す条件としたこと以外は、前述の参考例2と同様にして、不溶化レジストパターンが形成された各評価用基板Bを得た。
(Reference Examples 3 to 13)
Each evaluation substrate on which an insolubilized resist pattern was formed in the same manner as in Reference Example 2 except that the first resist agent and the insolubilized resin composition shown in Table 3 were used and the conditions shown in Table 3 were used. B was obtained.
(実施例5)
参考例2で得た評価用基板Bの不溶化レジストパターン上に、第二レジスト剤(5)を商品名「CLEAN TRACK ACT12」を使用してスピンコートし、PB(100℃、60秒)した後、冷却(23℃、30秒)して、膜厚150nmの塗布膜を形成した。ArF液浸露光装置を使用し、NA:0.85、Outer/Inner=0.89/0.59Annularの光学条件にて、50nmライン/200nmピッチのマスクサイズのマスクを介して不溶化レジストパターンのスペース部分を露光した。商品名「CLEAN TRACK ACT12」のホットプレート上でPEB(95℃、60秒)した後、冷却(23℃、30秒)し、現像カップのLDノズルにて、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を現像液としてパドル現像(30秒間)し、超純水でリンスした。2000rpm、15秒間振り切りでスピンドライすることにより、第二のレジストパターンが形成された評価用基板Cを得た。得られた評価用基板Cのパターンの評価結果は「○」であった。
(Example 5)
After spin-coating the second resist agent (5) on the insolubilized resist pattern of the evaluation substrate B obtained in Reference Example 2 using the trade name “CLEAN TRACK ACT12” and PB (100 ° C., 60 seconds) Then, it was cooled (23 ° C., 30 seconds) to form a coating film having a thickness of 150 nm. Using an ArF immersion exposure apparatus, the space of the insolubilized resist pattern through a mask having a mask size of 50 nm line / 200 nm pitch under the optical conditions of NA: 0.85 and Outer / Inner = 0.89 / 0.59 Annular The part was exposed. After PEB (95 ° C., 60 seconds) on a hot plate of the trade name “CLEAN TRACK ACT12”, it was cooled (23 ° C., 30 seconds), and 2.38% tetramethylammonium hydroxide was used in the LD nozzle of the developing cup. Paddle development (30 seconds) was performed using the aqueous solution as a developer, and rinsed with ultrapure water. The substrate for evaluation C on which the second resist pattern was formed was obtained by spin-drying by shaking off at 2000 rpm for 15 seconds. The evaluation result of the pattern of the obtained evaluation substrate C was “◯”.
(実施例6〜16)
表4に示す各評価用基板B、及び第二レジスト剤をそれぞれ使用し、表4に示す条件としたこと以外は、前述の実施例5と同様にして、第二のレジストパターンが形成された評価用基板Cを得た。得られた評価用基板Cのパターンの評価結果を表4に示す。
(Examples 6 to 16)
A second resist pattern was formed in the same manner as in Example 5 except that each evaluation substrate B shown in Table 4 and the second resist agent were used and the conditions shown in Table 4 were used. An evaluation substrate C was obtained. Table 4 shows the evaluation results of the pattern of the obtained evaluation substrate C.
表4に示す結果から明らかなように、実施例1〜4の第一レジスト剤を使用すると、第一のレジストパターンを、現像液や第二レジスト剤に対して十分に不溶な不溶化レジストパターンとすることが可能である。 As is apparent from the results shown in Table 4, when the first resist agent of Examples 1 to 4 is used, the first resist pattern is made into an insolubilized resist pattern that is sufficiently insoluble in the developer and the second resist agent. Is possible.
本発明のレジストパターン形成方法によれば、レジストパターンのパターン間隙を、実効的に精度よく微細化することができ、波長限界を超えるパターンを良好かつ経済的に形成することができる。このため、本発明のレジストパターン形成方法は、今後ますます微細化が進行するとみられる集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野で極めて好適に採用することができる。 According to the resist pattern forming method of the present invention, the pattern gap of the resist pattern can be effectively miniaturized and a pattern exceeding the wavelength limit can be formed favorably and economically. For this reason, the resist pattern forming method of the present invention can be very suitably employed in the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements that are expected to become increasingly finer in the future.
1:第一のレジストパターン、1a:第一ライン部、1b:第一スペース部、2,22,32:第二のレジストパターン、2a,22a,32a:第二ライン部、2b,22b,32b:第二スペース部、3:不溶化レジストパターン、5:不溶膜、10:基板、12:第二のレジスト層、15:コンタクトホール 1: first resist pattern, 1a: first line portion, 1b: first space portion, 2, 22, 32: second resist pattern, 2a, 22a, 32a: second line portion, 2b, 22b, 32b : Second space part, 3: insolubilized resist pattern, 5: insoluble film, 10: substrate, 12: second resist layer, 15: contact hole
Claims (5)
(2)前記第一のレジストパターン上に、水酸基を有する樹脂、及びアルコール溶媒を含有するレジストパターン不溶化樹脂組成物を塗布し、ベーク又はUVキュア後、洗浄して、前記第一のレジストパターンを、現像液及び第二のポジ型感放射線性樹脂組成物に対して不溶な不溶化レジストパターンとする工程と、
(3)第二のポジ型感放射線性樹脂組成物を用いて前記不溶化レジストパターン上に第二のレジスト層を形成し、前記第二のレジスト層にマスクを介して選択的に露光する工程と、
(4)現像して第二のレジストパターンを形成する工程と、を含み、
前記工程(1)で用いられる前記第一のポジ型感放射線性樹脂組成物が、下記一般式(1)で表される一種以上の繰り返し単位を5〜65モル%含む酸解離性基を有する樹脂を含有するポジ型感放射線性樹脂組成物(但し、前記酸解離性基を有する樹脂は、下記一般式(i)で表される単量体から得られる繰り返し単位を含む高分子化合物、下記式(ii)で表される高分子化合物、及び下記式(iii−1)〜(iii−5)で表される高分子化合物を除く)であるレジストパターン形成方法。
(2) A resist pattern insolubilizing resin composition containing a hydroxyl group-containing resin and an alcohol solvent is applied onto the first resist pattern, and after baking or UV curing, the substrate is washed to form the first resist pattern. A step of making an insolubilized resist pattern insoluble in the developer and the second positive radiation-sensitive resin composition;
(3) forming a second resist layer on the insolubilized resist pattern using a second positive radiation-sensitive resin composition, and selectively exposing the second resist layer through a mask; ,
(4) developing to form a second resist pattern,
The first positive radiation sensitive resin composition used in the step (1) has an acid dissociable group containing 5 to 65 mol% of one or more repeating units represented by the following general formula (1). the positive type radiation-sensitive resin composition containing the resin (provided that the resin having an acid-dissociable group, a polymer compound containing a repeating unit derived from a monomer represented by the following general formula (i), the following A resist pattern forming method which is a polymer compound represented by formula (ii) and polymer compounds represented by formulas (iii-1) to (iii-5) below .
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