JP5581726B2 - Radiation-sensitive resin composition and resist pattern forming method - Google Patents
Radiation-sensitive resin composition and resist pattern forming method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5581726B2 JP5581726B2 JP2010036520A JP2010036520A JP5581726B2 JP 5581726 B2 JP5581726 B2 JP 5581726B2 JP 2010036520 A JP2010036520 A JP 2010036520A JP 2010036520 A JP2010036520 A JP 2010036520A JP 5581726 B2 JP5581726 B2 JP 5581726B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- general formula
- represented
- polymer
- carbon atoms
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/0046—Photosensitive materials with perfluoro compounds, e.g. for dry lithography
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/0045—Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
本発明は、感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法に関する。更に詳しくは、現像後のラインウィデュスラフネス(Line Width Roughness:LWR)が良好で、膜減りを生じ難いフォトレジスト膜を形成可能な感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition and a resist pattern forming method. More specifically, the present invention relates to a radiation-sensitive resin composition and a resist pattern forming method capable of forming a photoresist film that has good line width roughness (LWR) after development and is less likely to cause film reduction.
集積回路素子を製造す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、0.10μm以下のレベル(即ち、サブクオーターミクロンレベル)における微細加工が可能なリソグラフィ技術が切望されている。しかし、従来のリソグラフィ技術では、放射線としてi線などの近紫外線を用いており、この近紫外線では、0.10μm以下のレベルの微細加工は極めて困難である。そこで、0.10μm以下のレベルでの微細加工を可能にするために、より波長の短い放射線を使用したリソグラフィ技術の開発が行われている。そして、より波長の短い放射線としては、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーなどの遠紫外線、X線、電子線などを挙げることができる。これらの中でも、KrFエキシマレーザー(波長248nm)や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 for manufacturing integrated circuit elements, in order to obtain a higher degree of integration, a lithography technique capable of microfabrication at a level of 0.10 μm or less (that is, a sub-quarter micron level) is eagerly desired. However, in the conventional lithography technique, near ultraviolet rays such as i-line are used as radiation, and fine processing at a level of 0.10 μm or less is extremely difficult with this near ultraviolet rays. Therefore, in order to enable microfabrication at a level of 0.10 μm or less, development of a lithography technique using radiation having a shorter wavelength is being performed. Examples of radiation having a shorter wavelength include an emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays such as an excimer laser, an X-ray, and an electron beam. Among these, KrF excimer laser (wavelength 248 nm) and ArF excimer laser (wavelength 193 nm) are attracting attention.
エキシマレーザーが注目されたことに伴い、エキシマレーザー用のフォトレジスト膜の材料(エキシマレーザー用組成物)が数多く提案されており、エキシマレーザー用組成物としては、具体的には、酸解離性官能基を有する成分と、放射線の照射(以下、「露光」という)により酸を発生する成分(以下、「酸発生剤」という)と、を含有し、これらの化学増幅効果を利用した組成物(以下、「化学増幅型レジスト」という)などを挙げることができる。化学増幅型レジストとしては、具体的には、カルボン酸のt−ブチルエステル基またはフェノールのt−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組成物が報告されている。この組成物は、露光により発生する酸の作用により、樹脂中に存在するt−ブチルエステル基またはt−ブチルカーボナート基が解離することによって、上記樹脂において、カルボキシル基またはフェノール性水酸基からなる酸性基が露出する。その結果、露光された領域がアルカリ現像液に易溶性となるため、アルカリ現像液で現像することによって所望のレジストパターンを形成することができる。 With the excimer laser's attention, a lot of materials for excimer laser photoresist films (compositions for excimer lasers) have been proposed. A composition containing a group-containing component and a component (hereinafter referred to as “acid generator”) that generates an acid upon irradiation with radiation (hereinafter referred to as “exposure”), and using these chemical amplification effects ( (Hereinafter referred to as “chemically amplified resist”). Specifically, as the chemically amplified resist, a composition containing a resin having a t-butyl ester group of carboxylic acid or a t-butyl carbonate group of phenol and an acid generator has been reported. This composition has an acidic property consisting of a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group in the resin by dissociation of a t-butyl ester group or t-butyl carbonate group present in the resin by the action of an acid generated by exposure. The group is exposed. As a result, the exposed region becomes readily soluble in an alkali developer, and a desired resist pattern can be formed by developing with an alkali developer.
しかしながら、微細加工の分野においては、更に微細なレジストパターン(例えば、線幅が45nm程度の微細なレジストパターン)を形成することが切望されており、更に微細なレジストパターンを形成可能にするために、例えば、露光装置の光源波長を短波長化することや、レンズの開口数(NA)を増大させることなどが行われている。しかし、光源波長の短波長化を達成するためには、高額な新しい露光装置が必要になるという問題がある。また、レンズの開口数を増大させる場合、解像度と焦点深度がトレードオフの関係にあるため、たとえ解像度を向上させることができても、焦点深度が低下するという問題がある。 However, in the field of microfabrication, it is desired to form a finer resist pattern (for example, a fine resist pattern having a line width of about 45 nm). In order to make it possible to form a finer resist pattern. For example, the light source wavelength of the exposure apparatus is shortened, and the numerical aperture (NA) of the lens is increased. However, in order to achieve a shorter light source wavelength, there is a problem that an expensive new exposure apparatus is required. Further, when the numerical aperture of the lens is increased, the resolution and the depth of focus are in a trade-off relationship. Therefore, there is a problem that the depth of focus is lowered even if the resolution can be improved.
そこで、近年、このような問題を解決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。この方法は、露光時に、レンズとフォトレジスト膜との間(フォトレジスト膜上)に液浸露光用液体(例えば、純水、フッ素系不活性液体など)を介在させるという方法である。この方法によれば、従来、空気や窒素などの不活性ガスで満たされていた露光光路空間を、空気などよりも屈折率(n)の大きい液浸露光用液体で満たすことになるため、従来と同様の露光光源を用いた場合であっても、露光装置の光源波長を短波長化などした場合と同様の効果、即ち、高い解像性が得られる。また、焦点深度の低下が生じない。 Therefore, in recent years, a method called an immersion exposure (liquid immersion lithography) method has been reported as a lithography technique for solving such a problem. This method is a method in which a liquid for immersion exposure (for example, pure water, a fluorine-based inert liquid, or the like) is interposed between the lens and the photoresist film (on the photoresist film) during exposure. According to this method, the exposure optical path space that has been conventionally filled with an inert gas such as air or nitrogen is filled with an immersion exposure liquid having a refractive index (n) larger than that of air or the like. Even when the same exposure light source is used, the same effect as when the light source wavelength of the exposure apparatus is shortened, that is, high resolution can be obtained. In addition, the depth of focus does not decrease.
従って、このような液浸露光法によれば、既存の装置に実装されているレンズを用いて、低コストで、解像性に優れ、更には焦点深度にも優れるレジストパターンを形成することができる。 Therefore, according to such an immersion exposure method, it is possible to form a resist pattern that is low in cost, excellent in resolution, and also excellent in depth of focus, using a lens mounted on an existing apparatus. it can.
液浸露光プロセスとしては、例えば、感放射線性樹脂組成物から形成されるフォトレジスト膜を保護するため、フォトレジスト膜上に液浸上層膜を形成した上で、液浸露光する手法(例えば、特許文献1参照)や、液浸上層膜を不要とするために、フッ素原子を含む重合体を含有する感放射線性樹脂組成物を用いてフォトレジスト膜を形成する手法(例えば、特許文献2参照)が提案されており、スループットの向上(即ち、処理能力の向上)に寄与することが期待されている。 As the immersion exposure process, for example, in order to protect the photoresist film formed from the radiation-sensitive resin composition, a method of performing immersion exposure after forming an immersion upper layer film on the photoresist film (for example, Patent Document 1) and a method of forming a photoresist film using a radiation-sensitive resin composition containing a polymer containing fluorine atoms in order to eliminate the need for a liquid immersion upper layer film (see, for example, Patent Document 2) ) Has been proposed, and is expected to contribute to an improvement in throughput (that is, an improvement in processing capability).
しかしながら、上述のようなフッ素原子を含む重合体を含有する感放射線性樹脂組成物を用いた場合、現像後のレジストパターンのLWR(Line Width Roughness)が悪化したり、膜減りを生じるなどの問題があった。そのため、現像後のLWRが良好で、膜減りを生じ難いフォトレジスト膜を形成可能な感放射線性樹脂組成物の開発が切望されていた。 However, when a radiation-sensitive resin composition containing a polymer containing fluorine atoms as described above is used, the LWR (Line Width Roughness) of the resist pattern after development is deteriorated or the film is reduced. was there. Therefore, development of a radiation-sensitive resin composition capable of forming a photoresist film that has a good LWR after development and hardly causes film loss has been desired.
本発明は、上述のような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、現像後のLWRが良好で、膜減りを生じ難いフォトレジスト膜を形成可能な感放射線性樹脂組成物及びこれを用いたレジストパターン形成方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and has a radiation-sensitive resin composition capable of forming a photoresist film that has a good LWR after development and is unlikely to cause film loss. An object is to provide a resist pattern forming method using the same.
本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、(A)特定の繰り返し単位、及び、酸解離性基を有する重合体と、(B)感放射線性酸発生剤と、(C)フッ素原子を含有する重合体と、を含む感放射線性樹脂組成物を用いることによって、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 found that (A) a polymer having a specific repeating unit and an acid-dissociable group, (B) a radiation-sensitive acid generator, and (C) By using a radiation-sensitive resin composition containing a fluorine atom-containing polymer, it was found that the above-mentioned problems can be achieved, and the present invention has been completed.
本発明により、以下の感放射線性樹脂組成物、及びレジストパターン形成方法が提供される。 The present invention provides the following radiation-sensitive resin composition and resist pattern forming method.
[1](A)下記一般式(1)で表される繰り返し単位、及び、酸解離性基を有する重合体(但し、架橋基を有する重合体を除く)と、(B)感放射線性酸発生剤と、(C)フッ素原子を含有する重合体(但し、架橋基を有する重合体を除く)と、を含み、前記(A)重合体の前記酸解離性基が、一般式「−C(R) 3 」で表される基であり、前記一般式「−C(R) 3 」で表される基が、いずれか2つのRが相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基若しくはそれから誘導される基を形成し、残りの1つのRが、炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはそれから誘導される基であり、前記いずれか2つのRが相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基が、アダマンチレン基である感放射線性樹脂組成物。 [1] (A) a repeating unit represented by the following general formula (1) and a polymer having an acid dissociable group (excluding a polymer having a crosslinking group) , and (B) a radiation sensitive acid and generating agent, a polymer (excluding a polymer having a crosslinking group) and, only containing the acid-dissociable group of the polymer (a) containing (C) a fluorine atom, the formula "- C (R) 3 ”, and in the group represented by the general formula“ —C (R) 3 ”, any two Rs are bonded to each other, and each is bonded. A divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a group derived therefrom is formed together with a carbon atom, and the remaining one R is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms , A monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a group derived therefrom, and any two of the above R are mutually The radiation-sensitive resin composition in which the divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms is an adamantylene group together with the carbon atoms to which each is bonded .
[2]前記一般式(1)で表される繰り返し単位が、下記一般式(1−1)で表される繰り返し単位である前記[1]に記載の感放射線性樹脂組成物。 [2] The radiation-sensitive resin composition according to [1], wherein the repeating unit represented by the general formula (1) is a repeating unit represented by the following general formula (1-1).
[3]前記一般式(1)で表される繰り返し単位が、下記一般式(1−1a)で表される繰り返し単位である前記[1]または[2]に記載の感放射線性樹脂組成物。 [3] The radiation-sensitive resin composition according to [1] or [2], wherein the repeating unit represented by the general formula (1) is a repeating unit represented by the following general formula (1-1a). .
[4]前記(C)重合体が、下記一般式(2−1)〜(2−3)で表される各繰り返し単位からなる群より選択される少なくとも1種の繰り返し単位を有する前記[1]〜[3]のいずれかに記載の感放射線性樹脂組成物。 [4] The above [1], wherein the polymer (C) has at least one repeating unit selected from the group consisting of repeating units represented by the following general formulas (2-1) to (2-3). ] The radiation sensitive resin composition in any one of [3].
[5]前記(C)重合体が、下記一般式(2−4)で表される基と下記一般式(2−5)で表される基の少なくとも一方の基を含有する繰り返し単位(但し、前記一般式(2−3)で表される繰り返し単位を除く)を更に有する前記[4]に記載の感放射線性樹脂組成物。 [5] The polymer (C) is a repeating unit containing at least one group of the group represented by the following general formula (2-4) and the group represented by the following general formula (2-5) (provided that The radiation-sensitive resin composition according to [4], further including a repeating unit represented by the general formula (2-3).
[6]前記(C)重合体の含有量は、前記(A)重合体に100質量部に対して、0.1〜40質量部である前記[1]〜[5]いずれかに記載の感放射線性樹脂組成物。 [6] The content of the (C) polymer according to any one of the above [1] to [5], which is 0.1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) polymer. Radiation sensitive resin composition.
[7]前記[1]〜[6]のいずれかに記載の感放射線性樹脂組成物を基板上に塗工してフォトレジスト膜を形成するフォトレジスト膜形成工程と、形成した前記フォトレジスト膜上に液浸露光用液体を配置し、前記液浸露光用液体を介して前記フォトレジスト膜に放射線を照射する露光工程と、放射線が照射された前記フォトレジスト膜を現像液で現像してレジストパターンを形成する現像工程と、を備えるレジストパターン形成方法。 [7] A photoresist film forming step of forming a photoresist film by applying the radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [6] onto a substrate, and the formed photoresist film An immersion exposure liquid is disposed on the photoresist film, an exposure process for irradiating the photoresist film with radiation through the immersion exposure liquid, and the photoresist film irradiated with the radiation is developed with a developer to form a resist. And a developing step for forming a pattern.
本発明の感放射線性樹脂組成物は、現像後のLWRが良好で、膜減りを生じ難いフォトレジスト膜を形成することができるという効果を奏するものである。 The radiation-sensitive resin composition of the present invention has an effect that a LWR after development is good and a photoresist film that hardly causes film loss can be formed.
本発明のレジストパターン形成方法は、LWRが良好で、膜減りが少ないレジストパターンを形成することができるという効果を奏するものである。 The resist pattern forming method of the present invention has an effect that a resist pattern with good LWR and less film loss can be formed.
以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。即ち、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、改良などが加えられたものも本発明の範囲に属することが理解されるべきである。 Hereinafter, although the form for implementing this invention is demonstrated, this invention is not limited to the following embodiment. That is, it is understood that modifications and improvements as appropriate to the following embodiments also belong to the scope of the present invention based on the ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Should be.
[1]感放射線性樹脂組成物:
本発明の感放射線性樹脂組成物は、(A)上記一般式(1)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(I)」と記す場合がある)、及び、酸解離性基を有する重合体(以下、「(A)重合体」と記す場合がある)と、(B)感放射線性酸発生剤(以下、単に「(B)酸発生剤」と記す場合がある)と、(C)フッ素原子を含有する重合体(以下、「(C)重合体」と記す場合がある)と、を含むものである。このような組成物によれば、現像後のLWRが良好で、膜減りを生じ難いフォトレジスト膜を形成することができる。即ち、フォトレジスト膜と液浸露光用液体との間に液浸上層膜を形成しないで液浸露光を行う場合であっても、現像後のLWRが良好で、膜減りを生じ難いフォトレジスト膜を形成することができる。
[1] Radiation sensitive resin composition:
The radiation sensitive resin composition of the present invention comprises (A) a repeating unit represented by the above general formula (1) (hereinafter sometimes referred to as “repeating unit (I)”), and an acid dissociable group. A polymer (hereinafter, sometimes referred to as “(A) polymer”), (B) a radiation-sensitive acid generator (hereinafter, sometimes simply referred to as “(B) acid generator”), (C) a polymer containing a fluorine atom (hereinafter sometimes referred to as “(C) polymer”). According to such a composition, it is possible to form a photoresist film that has a good LWR after development and hardly causes film loss. That is, even when immersion exposure is performed without forming an immersion upper layer film between the photoresist film and the immersion exposure liquid, the photoresist film has a good LWR after development and hardly causes film reduction. Can be formed.
本発明の感放射線性樹脂組成物は、化学増幅型レジストとして有用である。ここで、化学増幅型レジストとは、以下のような機序によって、ポジ型のレジストパターンを形成可能な組成物のことである。まず、露光により酸発生剤から酸を発生させ、発生させた酸の作用によって、重合体中の酸解離性基を解離させて、カルボキシル基を生じさせる。次に、露光された部分をアルカリ現像液によって溶解、除去して、ポジ型のレジストパターンを形成する。このとき、露光された部分(酸解離性基が解離してカルボキシル基が生じている重合体が存在する部分)は、アルカリ現像液に対する溶解性が高くなっているため、アルカリ現像液によって容易に溶解、除去することができる。 The radiation sensitive resin composition of the present invention is useful as a chemically amplified resist. Here, the chemically amplified resist is a composition capable of forming a positive resist pattern by the following mechanism. First, an acid is generated from an acid generator by exposure, and an acid dissociable group in the polymer is dissociated by the action of the generated acid to generate a carboxyl group. Next, the exposed portion is dissolved and removed with an alkali developer to form a positive resist pattern. At this time, the exposed part (the part where the polymer in which the acid-dissociable group is dissociated and the carboxyl group is present) has a high solubility in an alkali developer, so that it can be easily absorbed by the alkali developer. Can be dissolved and removed.
なお、本明細書中、一般式中の「Rx」で示すもののうち、同様のものを示している場合には同様の番号を用いている。 In addition, in this specification, the same number is used when showing the same thing among what is shown by " Rx " in a general formula.
[1−1](A)重合体:
(A)重合体は、上記一般式(1)で表される繰り返し単位、及び、酸解離性基を有し、本発明の感放射線性樹脂組成物における基材となる成分である。ここで、「基材」とは、膜形成能を有する成分のことを意味する。このような(A)重合体は、酸の作用により酸解離性基が解離してアルカリ可溶性となるものであって、酸解離性基が解離する前においてはアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性のものである。なお、本明細書において「アルカリ不溶性またはアルカリ難溶性」とは、(A)重合体を含む感放射線性樹脂組成物を用いて形成したフォトレジスト膜からレジストパターンを形成する際に採用されるアルカリ現像条件下で、フォトレジスト膜の代わりに(A)重合体のみを用いた膜厚100nmの被膜を現像した場合に、この被膜の初期膜厚の50%以上が現像後に残存する性質をいう。
[1-1] (A) Polymer:
(A) A polymer is a component which has a repeating unit represented by the said General formula (1), and an acid dissociable group, and becomes a base material in the radiation sensitive resin composition of this invention. Here, the “base material” means a component having a film forming ability. Such a polymer (A) is one in which an acid dissociable group is dissociated by the action of an acid and becomes alkali-soluble, and before the acid dissociable group is dissociated, it is insoluble in alkali or hardly soluble in alkali. is there. In the present specification, “alkali insoluble or alkali hardly soluble” means (A) an alkali used when a resist pattern is formed from a photoresist film formed using a radiation-sensitive resin composition containing a polymer. When a film having a film thickness of 100 nm using only the polymer (A) instead of the photoresist film is developed under development conditions, 50% or more of the initial film thickness of the film remains after development.
[1−1−1a]一般式(1)で表される繰り返し単位:
一般式(1)中のR1としては、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基が好ましい。
[1-1-1a] Repeating unit represented by general formula (1):
R 1 in the general formula (1) is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
一般式(1)中のR2で示される炭素数1〜5の2価の炭化水素基としては、直鎖状または分岐状の炭素数1〜5の2価の炭化水素基をあげることができる。具体的には、メチレン基、エチレン基、1,3−プロピレン基、1,2−プロピレン基、2,2−プロピレン基、1,4−ブチレン基、1,3−ブチレン基、1,2−ブチレン基などが挙げられる。 Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms represented by R 2 in the general formula (1) include a linear or branched divalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms. it can. Specifically, methylene group, ethylene group, 1,3-propylene group, 1,2-propylene group, 2,2-propylene group, 1,4-butylene group, 1,3-butylene group, 1,2- And a butylene group.
一般式(1)中のR2で示されるアルカンジイルオキシ基としては、炭素数1〜5の2価の炭化水素基と酸素原子とが結合した基を挙げることができる。炭素数1〜5の2価の炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、1,3−プロピレン基、1,2−プロピレン基、2,2−プロピレン基、1,4−ブチレン基、1,3−ブチレン基、1,2−ブチレン基などが挙げられる。 Examples of the alkanediyloxy group represented by R 2 in the general formula (1) include a group in which a divalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms and an oxygen atom are bonded. Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, a 1,3-propylene group, a 1,2-propylene group, a 2,2-propylene group, and a 1,4-butylene group. 1,3-butylene group, 1,2-butylene group and the like.
一般式(1)中のR2で示されるアルカンジイルカルボニルオキシ基としては、炭素数1〜5の2価の炭化水素基とカルボニルオキシ基とが結合した基を挙げることができる。炭素数1〜5の2価の炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、1,3−プロピレン基、1,2−プロピレン基、2,2−プロピレン基、1,4−ブチレン基、1,3−ブチレン基、1,2−ブチレン基などが挙げられる。 Examples of the alkanediylcarbonyloxy group represented by R 2 in the general formula (1) include a group in which a divalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms and a carbonyloxy group are bonded. Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, a 1,3-propylene group, a 1,2-propylene group, a 2,2-propylene group, and a 1,4-butylene group. 1,3-butylene group, 1,2-butylene group and the like.
一般式(1)中、R3は、3価の有機機を示し、具体的には、3価の鎖状炭化水素基、環状炭化水素構造を有する3価の基、複素環構造を有する3価の基などを挙げることができる。これらの基は、水酸基、カルボキシル基、シアノ基などで置換されていてもよい。 In the general formula (1), R 3 represents a trivalent organic machine, specifically, a trivalent chain hydrocarbon group, a trivalent group having a cyclic hydrocarbon structure, or a 3 having a heterocyclic structure. Valent groups and the like. These groups may be substituted with a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, or the like.
一般式(1)で表される繰り返し単位としては、上記一般式(1−1)で表される繰り返し単位などを挙げることができ、一般式(1−1)で表される繰り返し単位の中でも、上記一般式(1−1a)で表される繰り返し単位を好ましい例として挙げることができる。上記一般式(1−1a)で表される繰り返し単位であると、現像後のLWRが更に良好で、膜減りを更に生じ難いフォトレジスト膜を形成することができる。 Examples of the repeating unit represented by the general formula (1) include the repeating unit represented by the general formula (1-1), and among the repeating units represented by the general formula (1-1). The repeating unit represented by the general formula (1-1a) can be given as a preferred example. When the repeating unit is represented by the general formula (1-1a), it is possible to form a photoresist film that has a better LWR after development and is less likely to cause film loss.
また、一般式(1−1)におけるR50及び一般式(1−1a)におけるR51は、上述したように、これらの基を構成する炭素原子の1つを酸素原子、窒素原子またはカルボニル基で置換してもよく、置換基を有してもよい。置換基としては、例えば、炭素数1〜4の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基、ヒドロキシル基、シアノ基、炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基、カルボキシル基などを挙げることができる。 In addition, as described above, R 50 in the general formula (1-1) and R 51 in the general formula (1-1a) represent one of carbon atoms constituting these groups as an oxygen atom, a nitrogen atom, or a carbonyl group. Or may have a substituent. Examples of the substituent include a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyl group, a cyano group, a hydroxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a carboxyl group.
繰り返し単位(I)としては、例えば、下記一般式(3−1)〜(3−21)で表される各繰り返し単位などを挙げることができる。これらの中でも、現像後のLWRが更に良好で、膜減りが非常に生じ難いフォトレジスト膜を形成可能な感放射線性樹脂組成物を得ることができるという観点から、下記一般式(3−1)で表される繰り返し単位、下記一般式(3−9)で表される繰り返し単位が好ましい。なお、下記一般式(3−1)〜(3−21)中のR1は、水素原子、低級アルキル基、またはハロゲン化低級アルキル基を示している。 Examples of the repeating unit (I) include the repeating units represented by the following general formulas (3-1) to (3-21). Among these, from the viewpoint of obtaining a radiation-sensitive resin composition capable of forming a photoresist film that has an even better LWR after development and is unlikely to cause film loss, the following general formula (3-1) And a repeating unit represented by the following general formula (3-9) are preferred. In the following general formulas (3-1) to (3-21), R 1 represents a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a halogenated lower alkyl group.
上記一般式(3−1)〜(3−21)で表される繰り返し単位のうち、一般式(3−1)〜(3−16)は、上記一般式(1−1)で表される繰り返し単位及び上記一般式(1−1a)で表される繰り返し単位に該当するものである。特に、上記一般式(3−4)〜(3−7)で表される繰り返し単位は、上記一般式(1−1)及び一般式(1−1a)中のR50が置換基を有する場合(即ち、一般式(a)で表される基が置換基を有している場合)に該当する繰り返し単位である。上記一般式(3−11)、(3−12)で表される繰り返し単位は、一般式(b)で表される基が置換基を有している場合に該当する繰り返し単位であり、具体的には、R50を構成する炭素原子のうちの1つを酸素原子または窒素原子で置換したものである。上記式(3−13)〜(3−16)で表される繰り返し単位は、一般式(b)で表される基が置換基を有している場合に該当する繰り返し単位であり、具体的には、R50を構成する炭素原子のうちの1つを酸素原子、窒素原子またはカルボニル基で置換し、かつ置換基を有するものである。 Of the repeating units represented by the general formulas (3-1) to (3-21), the general formulas (3-1) to (3-16) are represented by the general formula (1-1). This corresponds to the repeating unit and the repeating unit represented by the general formula (1-1a). In particular, in the repeating units represented by the general formulas (3-4) to (3-7), R 50 in the general formula (1-1) and the general formula (1-1a) has a substituent. That is, it is a repeating unit corresponding to (when the group represented by the general formula (a) has a substituent). The repeating unit represented by the general formulas (3-11) and (3-12) is a repeating unit corresponding to the case where the group represented by the general formula (b) has a substituent. Specifically, one of carbon atoms constituting R 50 is substituted with an oxygen atom or a nitrogen atom. The repeating unit represented by the above formulas (3-13) to (3-16) is a repeating unit corresponding to the case where the group represented by the general formula (b) has a substituent. In this, one of carbon atoms constituting R 50 is substituted with an oxygen atom, a nitrogen atom or a carbonyl group, and has a substituent.
なお、繰り返し単位(I)を形成するための単量体は、従来公知の方法により合成することができ、具体的には、Tetrahedron Letters,Vol.27,No.32 p.3741(1986)、Organic Letters,Vol.4,No.15 p.2561(2002)などに記載された方法で合成することができる。 In addition, the monomer for forming the repeating unit (I) can be synthesized by a conventionally known method, specifically, Tetrahedron Letters, Vol. 27, no. 32 p. 3741 (1986), Organic Letters, Vol. 4, no. 15 p. 2561 (2002) and the like.
[1−1−1b]その他の繰り返し単位(a):
(A)重合体は、上記一般式(1)で表される繰り返し単位以外に、その他の繰り返し単位(a)を有するものであってもよい。その他の繰り返し単位(a)としては、以下に示す繰り返し単位(II)〜(VI)などを挙げることができる。
[1-1-1b] Other repeating unit (a):
(A) The polymer may have another repeating unit (a) in addition to the repeating unit represented by the general formula (1). Examples of other repeating units (a) include the repeating units (II) to (VI) shown below.
[1−1−1b−1]繰り返し単位(II):
繰り返し単位(II)としては、下記一般式(4−1)〜(4−7)で表される繰り返し単位などを挙げることができる。
[1-1-1b-1] Repeating unit (II):
Examples of the repeating unit (II) include repeating units represented by the following general formulas (4-1) to (4-7).
一般式(4−2)〜(4−7)中、R1は、水素原子、低級アルキル基、またはハロゲン化低級アルキル基を示す。一般式(4−2)中、R15は、水素原子または炭素数1〜4の置換若しくは非置換のアルキル基を示し、pは、1〜3の整数を示す。前記一般式(4−5)及び(4−6)中、R16は、それぞれ独立に水素原子またはメトキシ基を示す。前記一般式(4−3)及び(4−4)中、R17は、それぞれ独立に単結合またはメチレン基を示し、mは、それぞれ独立に0または1を示す。前記一般式(4−4)及び(4−6)中、R18は、それぞれ独立に、酸素原子またはメチレン基を示す。 In General Formulas (4-2) to (4-7), R 1 represents a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a halogenated lower alkyl group. In General Formula (4-2), R 15 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and p represents an integer of 1 to 3. In the general formulas (4-5) and (4-6), R 16 independently represents a hydrogen atom or a methoxy group. In the general formulas (4-3) and (4-4), R 17 each independently represents a single bond or a methylene group, and each m independently represents 0 or 1. In the general formulas (4-4) and (4-6), R 18 each independently represents an oxygen atom or a methylene group.
一般式(4−1)中のR12〜R14で示される炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基などを挙げることができる。 Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 12 to R 14 in the general formula (4-1) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, and an n-butyl group. , 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like.
一般式(4−1)中のR12〜R14で示される、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基、及び、R13及びR14が相互に結合してそれぞれが結合している炭素原子とともに形成される炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、アダマンタン骨格、ノルボルナン骨格、トリシクロデカン骨格、テトラシクロドデカン骨格などの有橋式骨格や、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、シクロオクタンなどのシクロアルカン骨格を有する基;これらの基を、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−ブチル基などの炭素数1〜10の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基の1種または1個以上で置換した基などの脂環式骨格を有する基がある。 A monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R 12 to R 14 in the general formula (4-1), and R 13 and R 14 are bonded to each other to bond each other. Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms that are formed together with the carbon atom being used include a bridged skeleton such as an adamantane skeleton, a norbornane skeleton, a tricyclodecane skeleton, and a tetracyclododecane skeleton. Or a group having a cycloalkane skeleton such as cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane; these groups are, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group 1 or more of linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms such as 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group and t-butyl group In those groups having an alicyclic skeleton such substituted groups.
これらの脂環式炭化水素基のうち、アダマンタン骨格を有するもの、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン骨格を有するもの、シクロペンチル骨格を有するもの、シクロヘキシル骨格を有するもの、シクロヘプチル骨格を有するもの、シクロオクチル骨格を有するものが好ましい。 Among these alicyclic hydrocarbon groups, those having an adamantane skeleton, those having a bicyclo [2.2.1] heptane skeleton, those having a cyclopentyl skeleton, those having a cyclohexyl skeleton, those having a cycloheptyl skeleton, Those having a cyclooctyl skeleton are preferred.
一般式(4−1)中の「−CR12R13R14」としては、具体的には、t−ブチル基、1−n−(1−エチル−1−メチル)プロピル基、1−n−(1,1−ジメチル)プロピル基、1−n−(1,1−ジメチル)ブチル基、1−n−(1,1−ジメチル)ペンチル基、1−(1,1−ジエチル)プロピル基、1−n−(1,1−ジエチル)ブチル基、1−n−(1,1−ジエチル)ペンチル基、1−(1−メチル)シクロペンチル基、1−(1−エチル)シクロペンチル基、1−(1−n−プロピル)シクロペンチル基、1−(1−i−プロピル)シクロペンチル基、1−(1−メチル)シクロヘキシル基、1−(1−エチル)シクロヘキシル基、1−(1−n−プロピル)シクロヘキシル基、1−(1−i−プロピル)シクロヘキシル基、1−{1−メチル−1−(2−ノルボルニル)}エチル基、1−{1−メチル−1−(2−テトラシクロデカニル)}エチル基、1−{1−メチル−1−(1−アダマンチル)}エチル基、2−(2−メチル)ノルボルニル基、2−(2−エチル)ノルボルニル基、2−(2−n−プロピル)ノルボルニル基、2−(2−i−プロピル)ノルボルニル基、2−(2−メチル)テトラシクロデカニル基、2−(2−エチル)テトラシクロデカニル基、2−(2−n−プロピル)テトラシクロデカニル基、2−(2−i−プロピル)テトラシクロデカニル基、2−(2−メチル)アダマンチル基、2−(2−エチル)アダマンチル基、2−(2−n−プロピル)アダマンチル基、2−(2−i−プロピル)アダマンチル基や、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−ブチル基などの炭素数1〜4の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基などを挙げることができる。 Specific examples of “—CR 12 R 13 R 14 ” in the general formula (4-1) include a t-butyl group, a 1-n- (1-ethyl-1-methyl) propyl group, and a 1-n. -(1,1-dimethyl) propyl group, 1-n- (1,1-dimethyl) butyl group, 1-n- (1,1-dimethyl) pentyl group, 1- (1,1-diethyl) propyl group 1-n- (1,1-diethyl) butyl group, 1-n- (1,1-diethyl) pentyl group, 1- (1-methyl) cyclopentyl group, 1- (1-ethyl) cyclopentyl group, 1 -(1-n-propyl) cyclopentyl group, 1- (1-i-propyl) cyclopentyl group, 1- (1-methyl) cyclohexyl group, 1- (1-ethyl) cyclohexyl group, 1- (1-n- Propyl) cyclohexyl group, 1- (1-i-propyl) cyclohexyl Sil group, 1- {1-methyl-1- (2-norbornyl)} ethyl group, 1- {1-methyl-1- (2-tetracyclodecanyl)} ethyl group, 1- {1-methyl-1 -(1-adamantyl)} ethyl group, 2- (2-methyl) norbornyl group, 2- (2-ethyl) norbornyl group, 2- (2-n-propyl) norbornyl group, 2- (2-i-propyl) ) Norbornyl group, 2- (2-methyl) tetracyclodecanyl group, 2- (2-ethyl) tetracyclodecanyl group, 2- (2-n-propyl) tetracyclodecanyl group, 2- (2- i-propyl) tetracyclodecanyl group, 2- (2-methyl) adamantyl group, 2- (2-ethyl) adamantyl group, 2- (2-n-propyl) adamantyl group, 2- (2-i-propyl) Adamantyl groups and these A group consisting of a cyclic ring is, for example, a carbon such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a 2-methylpropyl group, a 1-methylpropyl group, or a t-butyl group. Examples thereof include a group substituted with one or more linear or branched or cyclic alkyl groups of 1 to 4 or more.
繰り返し単位(II)を形成するための単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸2−メチルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−メチル−3−ヒドロキシアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチル−3−ヒドロキシアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−n−プロピルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−イソプロピルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−8−メチルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルエステル、(メタ)アクリル酸−8−エチルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルエステル、 Examples of the monomer for forming the repeating unit (II) include (meth) acrylic acid 2-methyladamantyl-2-yl ester and (meth) acrylic acid 2-methyl-3-hydroxyadamantyl-2-yl. Ester, (meth) acrylic acid 2-ethyladamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-ethyl-3-hydroxyadamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-n-propyladamantyl-2-yl ester Yl ester, (meth) acrylic acid 2-isopropyladamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid-2-methylbicyclo [2.2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid-2- Ethylbicyclo [2.2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid-8-methyltricyclo [5. .1.0 2,6] decan-8-yl ester, (meth) ethyl-8-acrylic acid tricyclo [5.2.1.0 2,6] decan-8-yl ester,
(メタ)アクリル酸−4−メチルテトラシクロ[6.2.13,6.02,7]ドデカン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−エチルテトラシクロ[6.2.13,6.02,7]ドデカン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸1−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−(トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−(テトラシクロ[6.2.13,6.02,7]ドデカン−4−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−(アダマンタン−1−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−(3−ヒドロキシアダマンタン−1−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1,1−ジシクロヘキシルエチルエステイル、(メタ)アクリル酸1,1−ジ(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)エチルエステル、(メタ)アクリル酸1,1−ジ(トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル)エチルエステル、(メタ)アクリル酸1,1−ジ(テトラシクロ[6.2.13,6.02,7]ドデカン−4−イル)エチルエステル、(メタ)アクリル酸1,1−ジ(アダマンタン−1−イル)エチルエステル、(メタ)アクリル酸1−メチル−1−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1−エチル−1−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1−メチル−1−シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸1−エチル−1−シクロヘキシルエステルなどを挙げることができる。 (Meth) acrylic acid-4-methyltetracyclo [6.2.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecan-4-yl ester, (meth) acrylic acid-4-ethyltetracyclo [6.2.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecan-4-yl ester, (meth) acrylic acid 1- (bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -1-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 1- (tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl) -1-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 1- (tetracyclo [6.2.1 3,6.0 0.0 2,7 ] dodecane -4-yl) -1-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 1- (adamantan-1-yl) -1-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 1- (3-hydroxyadamantan-1-yl) -1-methyl ethyl ester, (meth) acrylic acid 1,1-dicyclohexylethyl ester, (meth) acrylic acid 1,1-di (bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) ethyl ester, Meth) acrylic acid 1,1-di (tricyclo [5.2.1.0 2,6] decan-8-yl) ethyl ester, (meth) acrylic acid 1,1-di (tetracyclo [6.2.1 3,6 .0 2,7] dodecane-4-yl) ethyl ester, (meth) acrylic acid 1,1-di (adamantan-1-yl) ethyl ester, (meth) acrylic acid 1-methyl-1-cyclopentyl Examples include esters, (meth) acrylic acid 1-ethyl-1-cyclopentyl ester, (meth) acrylic acid 1-methyl-1-cyclohexyl ester, (meth) acrylic acid 1-ethyl-1-cyclohexyl ester, and the like.
これらの単量体の中でも、(メタ)アクリル酸2−メチルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸1−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−(アダマンタン−1−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−メチル−1−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1−エチル−1−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1−メチル−1−シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸1−エチル−1−シクロヘキシルエステルが好ましい。 Among these monomers, (meth) acrylic acid 2-methyladamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-ethyladamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid-2-methylbicyclo [2 2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid-2-ethylbicyclo [2.2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid 1- (bicyclo [2.2. 1] hept-2-yl) -1-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 1- (adamantan-1-yl) -1-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 1-methyl-1-cyclopentyl ester, (Meth) acrylic acid 1-ethyl-1-cyclopentyl ester, (meth) acrylic acid 1-methyl-1-cyclohexyl ester, (meth) acrylic acid 1-e -1-cyclohexyl ester.
一般式(4−2)中のR15で示される炭素数1〜4の置換基を有してもよい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−ブチル基などを挙げることができる。 Examples of the alkyl group which may have a substituent having 1 to 4 carbon atoms represented by R 15 in the general formula (4-2) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an i-propyl group. , N-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like.
繰り返し単位(II)の含有割合は、(A)重合体の全繰り返し単位を100モル%とした場合、15〜85モル%であることが好ましく、25〜75モル%であることが更に好ましく、35〜60モル%であることが特に好ましい。上記含有割合が15モル%未満であると、溶解した後のコントラスト(即ち、現像液に溶解する部分と、溶解しない部分とのコントラスト)が損なわれ、パターン形状が低下する(即ち、断面が矩形のレジストパターンを得ることができない)おそれがある。一方、85モル%超であると、基板との密着性が十分に得られなくなり、得られたレジストパターンが基板から剥がれてしまうおそれがある。 The content ratio of the repeating unit (II) is preferably 15 to 85 mol%, more preferably 25 to 75 mol%, when the total repeating unit of the polymer (A) is 100 mol%, It is especially preferable that it is 35-60 mol%. When the content is less than 15 mol%, the contrast after dissolution (that is, the contrast between the portion dissolved in the developer and the portion not dissolved) is impaired, and the pattern shape is reduced (that is, the cross section is rectangular). A resist pattern cannot be obtained). On the other hand, if it exceeds 85 mol%, sufficient adhesion with the substrate cannot be obtained, and the resulting resist pattern may be peeled off from the substrate.
[1−1−1b−2]繰り返し単位(III):
その他の繰り返し単位(a)のうちの繰り返し単位(III)は、以下に示す単量体に由来する繰り返し単位である。即ち、上記単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[4.2.1.03,7]ノナ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−9−メトキシカルボニル−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[4.2.1.03,7]ノナ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[5.2.1.03,8]デカ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−10−メトキシカルボニル−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[5.2.1.03,8]ノナ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−6−オキソ−7−オキサ−ビシクロ[3.2.1]オクタ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−メトキシカルボニル−6−オキソ−7−オキサ−ビシクロ[3.2.1]オクタ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−7−オキソ−8−オキサ−ビシクロ[3.3.1]オクタ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−メトキシカルボニル−7−オキソ−8−オキサ−ビシクロ[3.3.1]オクタ−2−イルエステル、
[1-1-1b-2] Repeating unit (III):
Of the other repeating units (a), the repeating unit (III) is a repeating unit derived from the monomer shown below. That is, examples of the monomer include (meth) acrylic acid-5-oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1.0 3,7 ] non-2-yl ester, (meth) acrylic acid. -9-methoxycarbonyl-5-oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1.0 3,7 ] non-2-yl ester, (meth) acrylic acid-5-oxo-4-oxa-tricyclo [ 5.2.1.0 3,8 ] dec-2-yl ester, (meth) acrylic acid-10-methoxycarbonyl-5-oxo-4-oxa-tricyclo [5.2.1.0 3,8 ] Non-2-yl ester, (meth) acrylic acid-6-oxo-7-oxa-bicyclo [3.2.1] oct-2-yl ester, (meth) acrylic acid-4-methoxycarbonyl-6-oxo -7-oxa-bicyclo 3.2.1] Oct-2-yl ester, (meth) acrylic acid-7-oxo-8-oxa-bicyclo [3.3.1] oct-2-yl ester, (meth) acrylic acid-4- Methoxycarbonyl-7-oxo-8-oxa-bicyclo [3.3.1] oct-2-yl ester,
(メタ)アクリル酸−2−オキソテトラヒドロピラン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−メチル−2−オキソテトラヒドロピラン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−エチル−2−オキソテトラヒドロピラン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−プロピル−2−オキソテトラヒドロピラン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−5−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2,2−ジメチル−5−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4,4−ジメチル−5−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4,4−ジメチル−2−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−5,5−ジメチル−2−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−5−オキソテトラヒドロフラン−2−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸−3,3−ジメチル−5−オキソテトラヒドロフラン−2−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸−4,4−ジメチル−5−オキソテトラヒドロフラン−2−イルメチルエステルなどを挙げることができる。 (Meth) acrylic acid-2-oxotetrahydropyran-4-yl ester, (meth) acrylic acid-4-methyl-2-oxotetrahydropyran-4-yl ester, (meth) acrylic acid-4-ethyl-2- Oxotetrahydropyran-4-yl ester, (meth) acrylic acid-4-propyl-2-oxotetrahydropyran-4-yl ester, (meth) acrylic acid-5-oxotetrahydrofuran-3-yl ester, (meth) acrylic Acid-2,2-dimethyl-5-oxotetrahydrofuran-3-yl ester, (meth) acrylic acid-4,4-dimethyl-5-oxotetrahydrofuran-3-yl ester, (meth) acrylic acid-2-oxotetrahydrofuran -3-yl ester, (meth) acrylic acid-4,4-dimethyl-2-oxo Trahydrofuran-3-yl ester, (meth) acrylic acid-5,5-dimethyl-2-oxotetrahydrofuran-3-yl ester, (meth) acrylic acid-2-oxotetrahydrofuran-3-yl ester, (meth) Acrylic acid-5-oxotetrahydrofuran-2-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid-3,3-dimethyl-5-oxotetrahydrofuran-2-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid-4,4-dimethyl-5 -Oxotetrahydrofuran-2-ylmethyl ester and the like can be mentioned.
繰り返し単位(III)の含有割合は、(A)重合体の全繰り返し単位を100モル%とした場合、10〜50モル%であることが好ましく、20〜40モル%であることが更に好ましい。上記含有割合が10モル%未満であると、基板との密着性が不十分となりパターンが剥がれてしまう場合がある。一方、50モル%超であると、アルカリ現像液への溶解性が不十分となり現像欠陥が増加してしまう場合がある。 The content ratio of the repeating unit (III) is preferably 10 to 50 mol%, more preferably 20 to 40 mol%, when the total repeating unit of the polymer (A) is 100 mol%. If the content is less than 10 mol%, the adhesion to the substrate may be insufficient and the pattern may be peeled off. On the other hand, if it exceeds 50 mol%, the solubility in an alkali developer may be insufficient and development defects may increase.
[1−1−1b−3]繰り返し単位(IV):
その他の繰り返し単位(a)のうちの繰り返し単位(IV)としては、脂環式炭化水素基を有する繰り返し単位を挙げることができる。
[1-1-1b-3] Repeating unit (IV):
Examples of the repeating unit (IV) among the other repeating units (a) include a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon group.
脂環式炭化水素基を有する繰り返し単位としては、例えば、下記一般式(5)で表される繰り返し単位などを挙げることができる。 Examples of the repeating unit having an alicyclic hydrocarbon group include a repeating unit represented by the following general formula (5).
一般式(5)中のR19で示される炭素数4〜20の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、テトラシクロ[6.173,6.02,7]ドデカン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカンなどのシクロアルカン類に由来する脂環族環からなる炭化水素基を挙げることができる。 Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R 19 in the general formula (5) include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, bicyclo [2.2.1] heptane, and bicyclo [2. 2.2] octane, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, tetracyclo [6.17 3,6 . And hydrocarbon groups composed of alicyclic rings derived from cycloalkanes such as 0 2,7 ] dodecane and tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane.
これらのシクロアルカン由来の脂環族環は、置換基を有していてもよく、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−ブチル基などの炭素数1〜4の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換してもよい。これらは、上記アルキル基によって置換されたものに限定されず、ヒドロキシル基、シアノ基、炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基、カルボキシル基、酸素で置換されたものであってもよい。 These cycloalkane-derived alicyclic rings may have a substituent, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group. , 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like, may be substituted with one or more of linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. These are not limited to those substituted with the above alkyl group, but may be those substituted with a hydroxyl group, a cyano group, a hydroxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a carboxyl group, or oxygen.
繰り返し単位(IV)を形成するための単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−ビシクロ[2.2.2]オクタ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−7−イルエステル、(メタ)アクリル酸−テトラシクロ[6.173,6.02,7]ドデカ−9−イルエステル、(メタ)アクリル酸−トリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸−トリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−2−イルエステルなどを挙げることができる。 Examples of the monomer for forming the repeating unit (IV) include (meth) acrylic acid-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl ester and (meth) acrylic acid-bicyclo [2.2. .2] Oct-2-yl ester, (meth) acrylic acid-tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] dec-7-yl ester, (meth) acrylic acid-tetracyclo [6.17 3,6 . 0 2,7 ] dodec-9-yl ester, (meth) acrylic acid-tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] dec-1-yl ester, (meth) acrylic acid-tricyclo [3.3. 1.1,7 ] dec-2-yl ester and the like.
繰り返し単位(IV)の含有割合は、(A)重合体の全繰り返し単位を100モル%とした場合に、30モル%以下であることが好ましく、25モル%以下であることが更に好ましい。上記含有割合が30モル%超であると、レジストパターン形状が悪化したり、解像度が低下するおそれがある。 The content of the repeating unit (IV) is preferably 30 mol% or less, and more preferably 25 mol% or less when the total repeating unit of the (A) polymer is 100 mol%. If the content is more than 30 mol%, the resist pattern shape may be deteriorated or the resolution may be lowered.
[1−1−1b−4]繰り返し単位(V):
その他の繰り返し単位(a)のうちの繰り返し単位(V)としては、下記一般式(6)で表される繰り返し単位を挙げることができる。
[1-1-1b-4] Repeating unit (V):
Among the other repeating units (a), examples of the repeating unit (V) include repeating units represented by the following general formula (6).
一般式(6)中のR20で示される2価の有機基は、2価の炭化水素基であることが好ましく、鎖状または環状の炭化水素基が更に好ましく、アルキレングリコール基であってもよいし、アルキレンエステル基であってもよい。 The divalent organic group represented by R 20 in the general formula (6) is preferably a divalent hydrocarbon group, more preferably a chain or cyclic hydrocarbon group, and even an alkylene glycol group. It may be an alkylene ester group.
R20で示される2価の有機基としては、具体的には、メチレン基、エチレン基、1,3−プロピレン基若しくは1,2−プロピレン基などのプロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、ヘプタデカメチレン基、オクタデカメチレン基、ノナデカメチレン基、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、プロピリデン基、または、2−プロピリデン基などの飽和鎖状炭化水素基、1,3−シクロブチレン基などのシクロブチレン基、1,3−シクロペンチレン基などのシクロペンチレン基、1,4−シクロヘキシレン基などのシクロヘキシレン基、1,5−シクロオクチレン基などのシクロオクチレン基などの炭素数3〜10のシクロアルキレン基などの単環式炭化水素環基、1,4−ノルボルニレン基若しくは2,5−ノルボルニレン基などのノルボルニレン基、1,5−アダマンチレン基、2,6−アダマンチレン基などのアダマンチレン基などの2〜4環式炭素数4〜30の炭化水素環基などの架橋環式炭化水素環基などを挙げることができる。 Specific examples of the divalent organic group represented by R 20 include a methylene group, an ethylene group, a 1,3-propylene group or a propylene group such as a 1,2-propylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, Hexamethylene group, heptamethylene group, octamethylene group, nonamethylene group, decamethylene group, undecamethylene group, dodecamethylene group, tridecamethylene group, tetradecamethylene group, pentadecamethylene group, hexadecamethylene group, heptacamethylene group Group, octadecamethylene group, nonacamethylene group, insalene 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, methylidene group, ethylidene group, propylidene group Or a saturated chain hydrocarbon group such as a 2-propylidene group, a cyclobutylene group such as a 1,3-cyclobutylene group, a cyclopentylene group such as a 1,3-cyclopentylene group, 1,4- Monocyclic hydrocarbon ring groups such as cycloalkylene groups having 3 to 10 carbon atoms such as cyclohexylene groups such as cyclohexylene groups, cyclooctylene groups such as 1,5-cyclooctylene groups, 1,4-norbornylene groups Or a hydrocarbon ring group having 2 to 4 cyclic carbon atoms such as a norbornylene group such as 2,5-norbornylene group, an adamantylene group such as 1,5-adamantylene group, 2,6-adamantylene group, etc. And a crosslinked cyclic hydrocarbon ring group.
なお、R20として2価の脂肪族環状炭化水素基を含む場合には、ビストリフルオロメチル−ヒドロキシ−メチル基と、上記2価の脂肪族環状炭化水素基との間にスペーサーとして炭素数1〜4のアルキレン基を配置することが好ましい。また、R20で示される2価の有機基としては、2,5−ノルボルニレン基を含む炭化水素基、1,2−エチレン基、プロピレン基も好ましい。 In the case where R 20 contains a divalent aliphatic cyclic hydrocarbon group, a C 1 -C 1 as a spacer between the bistrifluoromethyl-hydroxy-methyl group and the divalent aliphatic cyclic hydrocarbon group. It is preferable to arrange 4 alkylene groups. The divalent organic group represented by R 20, a hydrocarbon group containing 2,5-norbornylene group, 1,2-ethylene group, a propylene group is preferable.
繰り返し単位(V)を形成するための単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−3−プロピル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ブチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−5−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸2−{[5−(1’,1’,1’−トリフルオロ−2’−トリフルオロメチル−2’−ヒドロキシ)プロピル]ビシクロ[2.2.1]ヘプチル}エステル、(メタ)アクリル酸3−{[8−(1’,1’,1’−トリフルオロ−2’−トリフルオロメチル−2’−ヒドロキシ)プロピル]テトラシクロ[6.173,6.02,7]ドデシル}エステルなどを挙げることができる。 Examples of the monomer for forming the repeating unit (V) include (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-3-propyl) ester, ( (Meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-butyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl) -2-hydroxy-5-pentyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester, (meth) acrylic acid 2- { [5- (1 ′, 1 ′, 1′-trifluoro-2′-trifluoromethyl-2′-hydroxy) propyl] bicyclo [2.2.1] heptyl} ester, (meth) acrylic 3 - {[8- (1 ', 1', 1'-trifluoro-2'-trifluoromethyl-2'-hydroxy) propyl] tetracyclo [6.17 3,6. 0 2,7 ] dodecyl} ester and the like.
繰り返し単位(V)の含有割合は、(A)重合体の全繰り返し単位を100モル%とした場合に、30モル%以下であることが好ましく、25モル%以下であることが更に好ましい。上記含有割合が30モル%超であると、形成されたフォトレジスト膜がアルカリ現像液により膨潤し易くなるおそれがある。 The content ratio of the repeating unit (V) is preferably 30 mol% or less, and more preferably 25 mol% or less, when the total repeating unit of the polymer (A) is 100 mol%. When the content is more than 30 mol%, the formed photoresist film may be easily swollen by an alkali developer.
[1−1−1b−5]繰り返し単位(VI):
その他の繰り返し単位(a)のうちの繰り返し単位(VI)としては、芳香族化合物に由来する繰り返し単位を挙げることができる。
[1-1-1b-5] Repeating unit (VI):
Among the other repeating units (a), examples of the repeating unit (VI) include repeating units derived from aromatic compounds.
芳香族化合物に由来する繰り返し単位を形成するための単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−メトキシスチレン、3−メトキシスチレン、4−メトキシスチレン、4−(2−t−ブトキシカルボニルエチルオキシ)スチレン2−ヒドロキシスチレン、3−ヒドロキシスチレン、4−ヒドロキシスチレン、2−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、3−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、4−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、2−メチル−3−ヒドロキシスチレン、4−メチル−3−ヒドロキシスチレン、5−メチル−3−ヒドロキシスチレン、2−メチル−4−ヒドロキシスチレン、3−メチル−4−ヒドロキシスチレン、3,4−ジヒドロキシスチレン、2,4,6−トリヒドロキシスチレン、4−t−ブトキシスチレン、4−t−ブトキシ−α−メチルスチレン、4−(2−エチル−2−プロポキシ)スチレン、4−(2−エチル−2−プロポキシ)−α−メチルスチレン、4−(1−エトキシエトキシ)スチレン、4−(1−エトキシエトキシ)−α−メチルスチレン、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、アセナフチレン、5−ヒドロキシアセナフチレン、1−ビニルナフタレン、2−ビニルナフタレン、2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレン、1−ナフチル(メタ)アクリレート、2−ナフチル(メタ)アクリレート、1−ナフチルメチル(メタ)アクリレート、1−アントリル(メタ)アクリレート、2−アントリル(メタ)アクリレート、9−アントリル(メタ)アクリレート、9−アントリルメチル(メタ)アクリレート、1−ビニルピレンなどを挙げることができる。 Examples of the monomer for forming a repeating unit derived from an aromatic compound include styrene, α-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methoxystyrene, 3- Methoxystyrene, 4-methoxystyrene, 4- (2-t-butoxycarbonylethyloxy) styrene 2-hydroxystyrene, 3-hydroxystyrene, 4-hydroxystyrene, 2-hydroxy-α-methylstyrene, 3-hydroxy-α -Methylstyrene, 4-hydroxy-α-methylstyrene, 2-methyl-3-hydroxystyrene, 4-methyl-3-hydroxystyrene, 5-methyl-3-hydroxystyrene, 2-methyl-4-hydroxystyrene, 3 -Methyl-4-hydroxystyrene, 3,4-dihydroxystyrene 2,4,6-trihydroxystyrene, 4-t-butoxystyrene, 4-t-butoxy-α-methylstyrene, 4- (2-ethyl-2-propoxy) styrene, 4- (2-ethyl- 2-propoxy) -α-methylstyrene, 4- (1-ethoxyethoxy) styrene, 4- (1-ethoxyethoxy) -α-methylstyrene, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, acenaphthylene, 5-hydroxyacenaphthylene, 1-vinylnaphthalene, 2-vinylnaphthalene, 2-hydroxy-6-vinylnaphthalene, 1-naphthyl (meth) acrylate, 2-naphthyl (meth) acrylate, 1-naphthylmethyl (meth) acrylate 1-anthryl (meth) acrylate, 2-anthryl (meth) acrylate, 9-anthryl Examples include ru (meth) acrylate, 9-anthrylmethyl (meth) acrylate, and 1-vinylpyrene.
繰り返し単位(VI)の含有割合は、(A)重合体の全繰り返し単位を100モル%とした場合に、40モル%以下であることが好ましく、30モル%以下であることが更に好ましい。上記含有割合が40モル%超であると、形成したフォトレジスト膜における、放射線の透過率が低くなるため、パターンプロファイルが悪化する(現像後のパターン形状が矩形にならない)おそれがある。 The content of the repeating unit (VI) is preferably 40 mol% or less, and more preferably 30 mol% or less when the total repeating unit (A) is 100 mol%. When the content ratio is more than 40 mol%, the transmittance of the radiation in the formed photoresist film is lowered, so that the pattern profile may be deteriorated (the pattern shape after development does not become rectangular).
なお、上記各繰り返し単位(II)〜(VI)は、それぞれ、1種単独で含有されていてもよいし、2種以上含有されていてもよい。 In addition, each said repeating unit (II)-(VI) may be contained individually by 1 type, respectively, and may be contained 2 or more types.
[1−1−2]酸解離性基:
酸解離性基とは、ヒドロキシル基、カルボキシル基などの極性官能基中の水素原子を置換して得られる基であって、酸の存在下で解離する基を意味する。このような酸解離性基としては、具体的には、t−ブトキシカルボニル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、(チオテトラヒドロピラニルスルファニル)メチル基、(チオテトラヒドロフラニルスルファニル)メチル基や、アルコキシ置換メチル基、アルキルスルファニル置換メチル基などを挙げることができる。なお、アルコキシ置換メチル基におけるアルコキシル基(置換基)としては、例えば、炭素数1〜4のアルコキシル基がある。また、アルキルスルファニル置換メチル基におけるアルキル基(置換基)としては、例えば、炭素数1〜4のアルキル基がある。
[1-1-2] Acid-dissociable group:
The acid dissociable group means a group obtained by substituting a hydrogen atom in a polar functional group such as a hydroxyl group or a carboxyl group, and dissociates in the presence of an acid. As such an acid dissociable group, specifically, t-butoxycarbonyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, (thiotetrahydropyranylsulfanyl) methyl group, (thiotetrahydrofuranylsulfanyl) methyl group, Examples include an alkoxy-substituted methyl group and an alkylsulfanyl-substituted methyl group. In addition, as an alkoxyl group (substituent) in an alkoxy substituted methyl group, there exists a C1-C4 alkoxyl group, for example. Examples of the alkyl group (substituent) in the alkylsulfanyl-substituted methyl group include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
更に、酸解離性基としては、一般式「−C(R)3」で表される基を挙げることができる。なお、3つのRは、相互に独立に、炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはそれから誘導される基を示すか、または、いずれか2つのRが相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基若しくはそれから誘導される基を形成し、残りの1つのRが、炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはそれから誘導される基を示す。 Furthermore, examples of the acid dissociable group include a group represented by the general formula “—C (R) 3 ”. Note that three R's are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or a group derived therefrom. Or any two R are bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a group derived therefrom with the carbon atom to which each R is bonded. The remaining one R represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or a group derived therefrom.
一般式「−C(R)3」で表される基中のRで示される炭素数1〜4の直鎖状また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−ブチル基などを挙げることができる。 Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R in the group represented by the general formula “—C (R) 3 ” 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 and the like.
一般式「−C(R)3」で表される基中のRで示される炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタンや、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、シクロオクタンなどのシクロアルカン類などに由来する脂環族環からなる基などを挙げることができる。そして、上記脂環式炭化水素基から誘導される基としては、上述の1価の脂環式炭化水素基を、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−ブチル基などの炭素数1〜4の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基などを挙げることができる。 Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R in the group represented by the general formula “—C (R) 3 ” include norbornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. And a group consisting of an alicyclic ring derived from cycloalkanes such as adamantane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, and cyclooctane. And as a group induced | guided | derived from the said alicyclic hydrocarbon group, the above-mentioned monovalent alicyclic hydrocarbon group is a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-, for example. A group substituted with one or more of linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group and t-butyl group. And so on.
これらの中でも、Rで示される炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基は、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタン、シクロペンタンまたはシクロヘキサンに由来する脂環族環からなる脂環式炭化水素基、この脂環式炭化水素基をアルキル基で置換した基が好ましい。 Among these, the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R is composed of an alicyclic ring derived from norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, cyclopentane or cyclohexane. An alicyclic hydrocarbon group and a group obtained by substituting this alicyclic hydrocarbon group with an alkyl group are preferred.
一般式「−C(R)3」で表される基中のRで示される、いずれか2つのRが相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子(酸素原子に結合している炭素原子)とともに形成する炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロオクチレン基などのような単環式炭化水素基、ノルボルニレン基、トリシクロデカニレン基、テトラシクロデカニレン基のような多環式炭化水素基、アダマンチレン基のような架橋多環式炭化水素基を挙げることができる。 Any two Rs represented by R in the group represented by the general formula “—C (R) 3 ” are bonded to each other and bonded to each other (bonded to an oxygen atom). Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms formed with a carbon atom) are monocyclic such as a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a cyclooctylene group, and the like. Examples thereof include a hydrocarbon group, a norbornylene group, a tricyclodecanylene group, a polycyclic hydrocarbon group such as a tetracyclodecanylene group, and a bridged polycyclic hydrocarbon group such as an adamantylene group.
そして、一般式「−C(R)3」で表される基中のRで示される、いずれか2つのRが相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基から誘導される基としては、上述の2価の脂環式炭化水素基を、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−ブチル基などの炭素数1〜4の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基などを挙げることができる。 And any two R shown by R in group represented by general formula "-C (R) 3 " mutually couple | bonds, and C4-C20 with each carbon atom which each has couple | bonded. As the group derived from the divalent alicyclic hydrocarbon group, for example, the above-mentioned divalent alicyclic hydrocarbon group includes, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n -Substituted with one or more of linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as -butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group and t-butyl group Examples include groups.
これらの中でも、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基などのような単環式炭化水素基や、この2価の脂環式炭化水素基(単環式炭化水素基)をアルキル基で置換した基が好ましい。 Among these, a monocyclic hydrocarbon group such as a cyclopentylene group or a cyclohexylene group, or a group obtained by substituting this divalent alicyclic hydrocarbon group (monocyclic hydrocarbon group) with an alkyl group. preferable.
ここで、一般式「−C(R)3」で表される基としては、具体的には、t−ブチル基、1−n−(1−エチル−1−メチル)プロピル基、1−n−(1,1−ジメチル)プロピル基、1−n−(1,1−ジメチル)ブチル基、1−n−(1,1−ジメチル)ペンチル基、1−(1,1−ジエチル)プロピル基、1−n−(1,1−ジエチル)ブチル基、1−n−(1,1−ジエチル)ペンチル基、1−(1−メチル)シクロペンチル基、1−(1−エチル)シクロペンチル基、1−(1−n−プロピル)シクロペンチル基、1−(1−i−プロピル)シクロペンチル基、1−(1−メチル)シクロヘキシル基、1−(1−エチル)シクロヘキシル基、1−(1−n−プロピル)シクロヘキシル基、1−(1−i−プロピル)シクロヘキシル基、1−{1−メチル−1−(2−ノルボニル)}エチル基、1−{1−メチル−1−(2−テトラシクロデカニル)}エチル基、1−{1−メチル−1−(1−アダマンチル)}エチル基、2−(2−メチル)ノルボニル基、2−(2−エチル)ノルボニル基、2−(2−n−プロピル)ノルボニル基、2−(2−i−プロピル)ノルボニル基、2−(2−メチル)テトラシクロデカニル基、2−(2−エチル)テトラシクロデカニル基、2−(2−n−プロピル)テトラシクロデカニル基、2−(2−i−プロピル)テトラシクロデカニル基、1−(1−メチル)アダマンチル基、1−(1−エチル)アダマンチル基、1−(1−n−プロピル)アダマンチル基、1−(1−i−プロピル)アダマンチル基や、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−ブチル基などの炭素数1〜4の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基などを挙げることができる。 Here, specific examples of the group represented by the general formula “—C (R) 3 ” include a t-butyl group, a 1-n- (1-ethyl-1-methyl) propyl group, and a 1-n. -(1,1-dimethyl) propyl group, 1-n- (1,1-dimethyl) butyl group, 1-n- (1,1-dimethyl) pentyl group, 1- (1,1-diethyl) propyl group 1-n- (1,1-diethyl) butyl group, 1-n- (1,1-diethyl) pentyl group, 1- (1-methyl) cyclopentyl group, 1- (1-ethyl) cyclopentyl group, 1 -(1-n-propyl) cyclopentyl group, 1- (1-i-propyl) cyclopentyl group, 1- (1-methyl) cyclohexyl group, 1- (1-ethyl) cyclohexyl group, 1- (1-n- Propyl) cyclohexyl group, 1- (1-i-propyl) cyclohexyl 1- {1-methyl-1- (2-norbornyl)} ethyl group, 1- {1-methyl-1- (2-tetracyclodecanyl)} ethyl group, 1- {1-methyl-1- ( 1-adamantyl)} ethyl group, 2- (2-methyl) norbornyl group, 2- (2-ethyl) norbornyl group, 2- (2-n-propyl) norbornyl group, 2- (2-i-propyl) norbornyl Group, 2- (2-methyl) tetracyclodecanyl group, 2- (2-ethyl) tetracyclodecanyl group, 2- (2-n-propyl) tetracyclodecanyl group, 2- (2-i- Propyl) tetracyclodecanyl group, 1- (1-methyl) adamantyl group, 1- (1-ethyl) adamantyl group, 1- (1-n-propyl) adamantyl group, 1- (1-i-propyl) adamantyl group Groups and groups consisting of these alicyclic rings For example, a methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, etc. Examples thereof include a group substituted with one or more chain, branched or cyclic alkyl groups.
これらの酸解離性基の中でも、一般式「−C(R)3」で表される基、t−ブトキシカルボニル基、アルコキシ置換メチル基が好ましい。 Among these acid dissociable groups, a group represented by the general formula “—C (R) 3 ”, a t-butoxycarbonyl group, and an alkoxy-substituted methyl group are preferable.
[1−1−3]フッ素原子含有割合:
(A)重合体は、フッ素原子を含有していてもよいし、含有していなくてもよいが、フッ素原子を含有する場合、(C)重合体中のフッ素原子の含有割合よりもフッ素原子の含有割合が小さいものである。(A)重合体中のフッ素原子の含有割合は、(A)重合体の総量を100質量%とした場合に、通常5質量%未満であり、0〜4.9質量%であることが好ましく、0〜4.0質量%であることが更に好ましい。(A)重合体中のフッ素原子の含有割合が(C)重合体よりも小さいことにより、(C)重合体がフォトレジスト膜表層に偏在し易くなる。従って、形成するフォトレジスト膜の表層部分の撥水性を高めることができ、液浸露光時に液浸上層膜を別途形成しなくても良好な撥水性を有するフォトレジスト膜を形成することができるという利点がある。なお、(A)重合体と(C)重合体とのフッ素原子含有割合の差は1質量%以上であることが好ましい。上記差が1質量%以上であると、(C)重合体がフォトレジスト膜表層に偏在し易くなる。
[1-1-3] Fluorine atom content ratio:
(A) The polymer may or may not contain a fluorine atom, but when it contains a fluorine atom, (C) a fluorine atom rather than the content of fluorine atoms in the polymer. The content ratio of is low. (A) The content ratio of fluorine atoms in the polymer is usually less than 5% by mass, preferably 0 to 4.9% by mass, when the total amount of (A) polymer is 100% by mass. 0 to 4.0% by mass is even more preferable. (A) When the content rate of the fluorine atom in a polymer is smaller than (C) polymer, (C) polymer tends to be unevenly distributed in the photoresist film surface layer. Accordingly, it is possible to increase the water repellency of the surface layer portion of the photoresist film to be formed, and it is possible to form a photoresist film having good water repellency without separately forming an immersion upper layer film during immersion exposure. There are advantages. In addition, it is preferable that the difference of the fluorine atom content rate of (A) polymer and (C) polymer is 1 mass% or more. When the difference is 1% by mass or more, the polymer (C) is likely to be unevenly distributed on the surface of the photoresist film.
このような(A)重合体に加えて、後述する(C)重合体を含むことによって、液浸露光に特に適したフォトレジスト膜を形成可能な感放射線性樹脂組成物を得ることができる。具体的には、(A)重合体がフッ素原子を含有する場合、上述したように、(A)重合体中のフッ素原子の含有割合は、(C)重合体中のフッ素原子の含有割合よりも小さい。フッ素原子の含有割合が、(C)重合体よりも(A)重合体の方が小さいと、フォトレジスト膜を形成したときに、(C)重合体の撥油性に起因して、フォトレジスト膜の表面において(C)重合体の分布が高くなる傾向がある。即ち、(C)重合体が、フォトレジスト膜表層(液浸露光用液体を配置する側)に偏在する。従って、フォトレジスト膜と液浸媒体を遮断することを目的とした上層膜を別途形成する必要がなく、液浸露光法に好適に用いることができる。ここで、本明細書においてフッ素原子の含有割合は、13C−NMRにより測定した値である。 In addition to the (A) polymer, a radiation-sensitive resin composition capable of forming a photoresist film particularly suitable for immersion exposure can be obtained by including the polymer (C) described later. Specifically, when the polymer (A) contains a fluorine atom, as described above, the content ratio of the fluorine atom in the polymer (A) is more than the content ratio of the fluorine atom in the polymer (C). Is also small. When the content ratio of fluorine atoms is smaller in the polymer (A) than in the polymer (C), the photoresist film is formed due to the oil repellency of the polymer (C) when the photoresist film is formed. There is a tendency for the distribution of the polymer (C) to increase on the surface. That is, (C) the polymer is unevenly distributed on the surface of the photoresist film (side on which the immersion exposure liquid is disposed). Therefore, it is not necessary to separately form an upper layer film for the purpose of blocking the photoresist film from the immersion medium, and can be suitably used for the immersion exposure method. Here, in this specification, the content rate of a fluorine atom is the value measured by < 13 > C-NMR.
(A)重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法による重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、1,000〜100,000であることが好ましく、1,000〜30,000であることが更に好ましく、1,000〜20,000であることが特に好ましい。上記Mwが1,000未満であると、形成したフォトレジスト膜の耐熱性が低下するおそれがある。一方、100,000超であると、形成したフォトレジスト膜の現像性が低下するおそれがある。また、MwとGPC法による数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)は、通常1〜5であり、1〜3であることが好ましい。 (A) Although the weight average molecular weight (Mw) by the gel permeation chromatography (GPC) method of a polymer is not specifically limited, It is preferable that it is 1,000-100,000, and is 1,000-30,000. Is more preferable, and it is especially preferable that it is 1,000-20,000. If the Mw is less than 1,000, the heat resistance of the formed photoresist film may be reduced. On the other hand, if it exceeds 100,000, the developability of the formed photoresist film may be lowered. Moreover, ratio (Mw / Mn) of Mw and the number average molecular weight (Mn) by GPC method is 1-5 normally, and it is preferable that it is 1-3.
また、(A)重合体中の、(A)重合体を調製する際に用いられる単量体由来の低分子量成分の固形分換算における含有割合は、(A)重合体の総量を100質量%とした場合に、0.1質量%以下であることが好ましく、0.07質量%以下であることが更に好ましく、0.05質量%以下であることが特に好ましい。上記含有割合が0.1質量%以下であると、液浸露光時において液浸露光用液体に溶出してしまう溶出物の量を少なくすることができる。更に、保管時における異物の発生を防止することができ、塗布時における塗布ムラの発生を防止することができるため、レジストパターン形成時における欠陥の発生を十分に抑制することができる。 In addition, the content ratio in terms of solid content of the low molecular weight component derived from the monomer used in preparing the polymer (A) in the polymer (A) is 100% by mass of the total amount of the polymer (A). In this case, it is preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.07% by mass or less, and particularly preferably 0.05% by mass or less. When the content is 0.1% by mass or less, it is possible to reduce the amount of eluate that is eluted into the liquid for immersion exposure during the immersion exposure. Furthermore, the generation of foreign matters during storage can be prevented, and the occurrence of coating unevenness during coating can be prevented, so that the occurrence of defects during formation of a resist pattern can be sufficiently suppressed.
上記単量体由来の低分子量成分とは、Mw500以下の成分のことであり、例えば、モノマー、ダイマー、トリマー、オリゴマーなどを挙げることができる。このMw500以下の成分の除去方法(即ち、(A)重合体の精製方法)としては、例えば、水洗、液々抽出などの化学的精製法や、これらの化学的精製法と限外ろ過、遠心分離などの物理的精製法とを組み合わせた方法などを挙げることができる。なお、(A)重合体中の上記単量体由来の低分子量成分は、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)により検出することができる。 The monomer-derived low molecular weight component is a component having an Mw of 500 or less, and examples thereof include a monomer, a dimer, a trimer, and an oligomer. Examples of a method for removing the component having an Mw of 500 or less (that is, (A) polymer purification method) include, for example, chemical purification methods such as water washing and liquid-liquid extraction, and these chemical purification methods, ultrafiltration, and centrifugation. Examples thereof include a method in combination with a physical purification method such as separation. In addition, the low molecular weight component derived from the said monomer in (A) polymer can be detected by a high performance liquid chromatography (HPLC).
更に、(A)重合体は、ハロゲン、金属などの不純物の含有量が少ないほど好ましい。上記不純物の含有量が少ないと、形成されるフォトレジスト膜の感度、解像度、プロセス安定性を更に改善することができ、良好なレジストパターン形状を得ることができる。 Furthermore, (A) a polymer is so preferable that there is little content of impurities, such as a halogen and a metal. When the content of the impurities is small, the sensitivity, resolution, and process stability of the formed photoresist film can be further improved, and a good resist pattern shape can be obtained.
(A)重合体は、例えば、上述した各繰り返し単位を形成するための単量体(重合性不飽和単量体)を、ヒドロパーオキシド類、ジアルキルパーオキシド類、ジアシルパーオキシド類、アゾ化合物など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。 (A) The polymer is, for example, a monomer (polymerizable unsaturated monomer) for forming each repeating unit described above, hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, azo compounds. It can manufacture by superposing | polymerizing in a suitable solvent in presence of a chain transfer agent as needed using radical polymerization initiators.
上記重合に使用される溶媒としては、例えば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカンなどのアルカン類;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、ノルボルナンなど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、クメンなど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、クロロベンゼンなど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などの飽和カルボン酸エステル類;アセトン、2−ブタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノンなどのケトン類;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などのエーテル類;メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、4−メチル−2−ペンタノールなど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、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of the solvent used for the polymerization include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, and n-decane; cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, Cycloalkanes such as norbornane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene; halogenated hydrocarbons such as chlorobutanes, bromohexanes, dichloroethanes, hexamethylene dibromide, chlorobenzene; ethyl acetate Saturated carboxylic acid esters such as n-butyl acetate, i-butyl acetate and methyl propionate; ketones such as acetone, 2-butanone, 4-methyl-2-pentanone and 2-heptanone; tetrahydrofuran, dimethoxyethanes, Diethoxyethanes, etc. Ethers; methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, it may be mentioned alcohols such as such as 4-methyl-2-pentanol. 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、40〜150℃であり、50〜120℃であることが好ましい。反応時間は、通常、1〜48時間であり、1〜24時間であることが好ましい。 The reaction temperature in the polymerization is usually 40 to 150 ° C, preferably 50 to 120 ° C. The reaction time is usually 1 to 48 hours, preferably 1 to 24 hours.
[1−2](B)感放射線性酸発生剤:
(B)感放射線性酸発生剤は、放射線などの光の照射(以下、「露光」と記す場合がある)により酸を発生するものである。そして、露光により(B)酸発生剤から発生した酸の作用によって、(A)重合体中に存在する酸解離性基を(A)重合体から解離させる。そして、酸解離性基が解離した(A)重合体は、アルカリ可溶性になる。即ち、フォトレジスト膜の露光部がアルカリ現像液に易溶性となる。そのため、アルカリ現像液によって現像することで、ポジ型のレジストパターンを形成することができる。このような(B)酸発生剤としては、例えば、特開2009−134088号公報の段落[0080]〜[0113]に記載されている化合物などを挙げることができる。
[1-2] (B) Radiation sensitive acid generator:
(B) The radiation-sensitive acid generator generates acid upon irradiation with light such as radiation (hereinafter sometimes referred to as “exposure”). And the acid dissociable group which exists in (A) polymer is dissociated from (A) polymer by the effect | action of the acid generated from (B) acid generator by exposure. The polymer (A) from which the acid dissociable group has been dissociated becomes alkali-soluble. That is, the exposed portion of the photoresist film becomes readily soluble in the alkaline developer. Therefore, a positive resist pattern can be formed by developing with an alkaline developer. Examples of the acid generator (B) include compounds described in paragraphs [0080] to [0113] of JP2009-134088A.
(B)酸発生剤としては、具体的には、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、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、トリフェニ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、トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、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、4−ヒドロキシ−1−ナフチ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、 (B) Specific examples of the acid generator include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, and bis (4-t-butylphenyl) iodonium. Trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium Nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, cyclohexyl 2-oxocyclohexyl Le methyl trifluoromethanesulfonate, dicyclohexyl-2-oxo-cyclohexyl trifluoromethane sulfonate, 2-oxo-cyclohexyl dimethyl sulfonium trifluoromethane sulfonate, 4-hydroxy-1-naphthyl dimethyl sulfonium trifluoromethane sulfonate,
4−ヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(1−ナフチルアセトメチル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(1−ナフチルアセトメチル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(1−ナフチルアセトメチル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、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トリフルオロメタンスルホネート、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ノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、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パーフルオロ−n−オクタンスルホネート、 4-hydroxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 4-hydroxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-hydroxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium perfluoro-n- Octanesulfonate, 1- (1-naphthylacetomethyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (1-naphthylacetomethyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (1-naphthylacetomethyl) Tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- 3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro -n- butane sulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium perfluoro -n- octane sulfonate,
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、N−ヒドロキシスクシイミドトリフルオロメタンスルホネート、N−ヒドロキシスクシイミドノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、N−ヒドロキシスクシイミドパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、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が好ましい。なお、(B)酸発生剤は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。 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, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonate, N-hydroxysuccinimide nonafluoro-n- Butanesulfonate, N-hydroxysuccinimide perfluoro-n-octanesulfonate, and 1,8-naphthalenedicarboxylic acid imide trifluoromethanesulfonate are preferred. In addition, (B) acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
(B)酸発生剤の含有量は、(A)重合体100質量部に対して、0.1〜30質量部であることが好ましく、2〜27質量部であることが更に好ましく、5〜25質量部であることが特に好ましい。上記含有量が0.1質量部未満であると、形成したフォトレジスト膜の感度及び解像度が低下するおそれがある。一方、30質量部超であると、形成したフォトレジスト膜の塗布性及びパターン形状が低下するおそれがある。 The content of the (B) acid generator is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 2 to 27 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the (A) polymer. Particularly preferred is 25 parts by mass. There exists a possibility that the sensitivity and resolution of the formed photoresist film may fall that the said content is less than 0.1 mass part. On the other hand, if it exceeds 30 parts by mass, the applicability and pattern shape of the formed photoresist film may be deteriorated.
[1−3](C)重合体:
(C)重合体は、本発明の感放射線性樹脂組成物における高分子添加剤として含まれる成分であり、フッ素原子を含有する重合体である。このような重合体を含むことによって、形成されるフォトレジスト膜の撥水性が良好になり、液浸露光工程において液浸上層膜を形成しなくてもよいという利点がある。また、(A)重合体と(C)重合体とを含むことによって、(C)重合体がフォトレジスト膜表層に偏在し、良好な撥水性が得られる。
[1-3] (C) Polymer:
(C) A polymer is a component contained as a polymer additive in the radiation-sensitive resin composition of the present invention, and is a polymer containing a fluorine atom. By including such a polymer, the water repellency of the formed photoresist film is improved, and there is an advantage that it is not necessary to form an immersion upper film in the immersion exposure process. Moreover, by including (A) polymer and (C) polymer, (C) polymer is unevenly distributed in the photoresist film surface layer, and favorable water repellency is obtained.
(C)重合体は、上述したように、分子中にフッ素原子を含む限り特に制限はないが、下記一般式(2−1)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(2−1)」と記す場合がある)、下記一般式(2−2)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(2−2)」と記す場合がある)、及び、下記一般式(2−3)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(2−3)」と記す場合がある)からなる群より選択される少なくとも1種の繰り返し単位を有していることが好ましい。これらの繰り返し単位を有することによって、フォトレジスト膜中の(B)酸発生剤や酸拡散制御剤などが、液浸露光用液体中に溶出してしまうことを抑制することができる。更に、フォトレジスト膜と液浸露光用液体との後退接触角が向上する(大きくなる)ため、フォトレジスト膜上に、液浸露光用液体に由来する水滴が残り難く、液浸露光を行うことに起因する欠陥の発生を抑制することができる。 The polymer (C) is not particularly limited as long as it contains a fluorine atom in the molecule, as described above, but the repeating unit represented by the following general formula (2-1) (hereinafter referred to as “repeating unit (2-1)”. ) "), A repeating unit represented by the following general formula (2-2) (hereinafter may be referred to as" repeating unit (2-2) "), and a general formula (2- It is preferable to have at least one repeating unit selected from the group consisting of the repeating units represented by 3) (hereinafter sometimes referred to as “repeating units (2-3)”). By having these repeating units, it is possible to suppress the (B) acid generator, acid diffusion control agent, and the like in the photoresist film from being eluted into the immersion exposure liquid. Furthermore, since the receding contact angle between the photoresist film and the immersion exposure liquid is improved (increased), water droplets derived from the immersion exposure liquid hardly remain on the photoresist film, and immersion exposure is performed. It is possible to suppress the occurrence of defects due to.
[1−3−1]一般式(2−1)で表される繰り返し単位:
一般式(2−1)中のR1で示される低級アルキル基としては、例えば、メチル基などを挙げることができる。一般式(2−1)中のR1で示されるハロゲン化低級アルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基などを挙げることができる。
[1-3-1] Repeating unit represented by formula (2-1):
Examples of the lower alkyl group represented by R 1 in the general formula (2-1) include a methyl group. Examples of the halogenated lower alkyl group represented by R 1 in the general formula (2-1) include a trifluoromethyl group.
一般式(2−1)中のR9で示される炭素数1〜30のフッ素化アルキル基としては、少なくとも1つ以上のフッ素原子で置換された炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、少なくとも1つ以上のフッ素原子で置換された炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはそれから誘導される基を挙げることができる。 The fluorinated alkyl group having 1 to 30 carbon atoms represented by R 9 in the general formula (2-1) is a linear or branched chain having 1 to 6 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom. Or a group derived therefrom, or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom.
そして、少なくとも1つ以上のフッ素原子で置換された炭素数1〜6の直鎖状若しく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、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、2−(2−メチルプロピル)基、1−ペンチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、1−(2−メチルブチル)基、1−(3−メチルブチル)基、2−(2−メチルブチル)基、2−(3−メチルブチル)基、ネオペンチル基、1−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、1−(2−メチルペンチル)基、1−(3−メチルペンチル)基、1−(4−メチルペンチル)基、2−(2−メチルペンチル)基、2−(3−メチルペンチル)基、2−(4−メチルペンチル)基、3−(2−メチルペンチル)基、3−(3−メチルペンチル)基などの直鎖状若しくは分岐状のアルキル基の部分フッ素化或いはパーフルオロアルキル基などを挙げることができる。 Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom include a methyl group, an ethyl group, a 1-propyl group, a 2-propyl group, 1 -Butyl group, 2-butyl group, 2- (2-methylpropyl) group, 1-pentyl group, 2-pentyl group, 3-pentyl group, 1- (2-methylbutyl) group, 1- (3-methylbutyl) Group, 2- (2-methylbutyl) group, 2- (3-methylbutyl) group, neopentyl group, 1-hexyl group, 2-hexyl group, 3-hexyl group, 1- (2-methylpentyl) group, 1- (3-methylpentyl) group, 1- (4-methylpentyl) group, 2- (2-methylpentyl) group, 2- (3-methylpentyl) group, 2- (4-methylpentyl) group, 3- (2-methylpentyl) group, 3- (3 Such as linear or branched partially fluorinated or perfluoroalkyl group of the alkyl group, such as methylpentyl) group and the like.
また、少なくとも1つ以上のフッ素原子で置換された炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはそれから誘導される基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロペンチルメチル基、1−(1−シクロペンチルエチル)基、1−(2−シクロペンチルエチル)基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、1−(1−シクロヘキシルエチル)基、1−(2−シクロヘキシルエチル基)、シクロヘプチル基、シクロヘプチルメチル基、1−(1−シクロヘプチルエチル)基、1−(2−シクロヘプチルエチル)基、2−ノルボルニル基などの脂環式アルキル基の部分フッ素化或いはパーフルオロアルキル基などを挙げることができる。 Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom or a group derived therefrom include a cyclopentyl group, a cyclopentylmethyl group, 1- (1 -Cyclopentylethyl) group, 1- (2-cyclopentylethyl) group, cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, 1- (1-cyclohexylethyl) group, 1- (2-cyclohexylethyl group), cycloheptyl group, cycloheptylmethyl A partially fluorinated or perfluoroalkyl group of an alicyclic alkyl group such as a group, 1- (1-cycloheptylethyl) group, 1- (2-cycloheptylethyl) group, and 2-norbornyl group. .
一般式(2−1)で表される繰り返し単位を形成するための単量体としては、例えば、トリフルオロメチル(メタ)アクリル酸エステル、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロエチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロn−プロピル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロi−プロピル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロn−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロi−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロt−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)(メタ)アクリル酸エステル、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル)(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリル酸エステル、1−(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル)(メタ)アクリル酸エステル、1−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシル)(メタ)アクリル酸エステル、1−(5−トリフルオロメチル−3,3,4,4,5,6,6,6−オクタフルオロヘキシル)(メタ)アクリル酸エステルなどを挙げることができる。 Examples of the monomer for forming the repeating unit represented by the general formula (2-1) include trifluoromethyl (meth) acrylic acid ester and 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylic acid. Ester, perfluoroethyl (meth) acrylic acid ester, perfluoro n-propyl (meth) acrylic acid ester, perfluoro i-propyl (meth) acrylic acid ester, perfluoro n-butyl (meth) acrylic acid ester, perfluoro i-butyl (meth) acrylic acid ester, perfluoro t-butyl (meth) acrylic acid ester, 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl) (meth) acrylic acid ester, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl) (meth) acrylic acid ester, perfluoro Chlohexylmethyl (meth) acrylic acid ester, 1- (2,2,3,3,3-pentafluoropropyl) (meth) acrylic acid ester, 1- (3,3,4,4,5,5,6 , 6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyl) (meth) acrylic acid ester, 1- (5-trifluoromethyl-3,3,4,4, 5,6,6,6-octafluorohexyl) (meth) acrylic acid ester and the like.
繰り返し単位(2−1)の含有割合は、(C)重合体の全繰り返し単位を100モル%とした場合に、20〜90モル%であることが好ましく、20〜80モル%であることが更に好ましく、20〜70モル%であることが特に好ましい。上記含有割合が上記範囲内であると、形成したフォトレジスト膜における撥水性と現像液に対する親和性とのバランスが良好になるという利点がある。 The content ratio of the repeating unit (2-1) is preferably 20 to 90 mol%, preferably 20 to 80 mol%, when the total repeating unit of the polymer (C) is 100 mol%. Further preferred is 20 to 70 mol%. When the content ratio is within the above range, there is an advantage that the balance between water repellency and affinity for the developer in the formed photoresist film becomes good.
[1−3−2]一般式(2−2)で表される繰り返し単位:
一般式(2−2)中のR6で示される(g+1)価の連結基としては、具体的には、炭素数が1〜30で(g+1)価の炭化水素基や、これらの炭化水素基と、酸素原子、硫黄原子、イミノ基、カルボニル基、−CO−O−または−CO−NH−との組み合わせた構造などを挙げることができる。そして、gは、1〜3の整数であり、gが2または3の場合、一般式(2−2)中の下記一般式(2−2a)で表される構造は互いに独立である。
[1-3-2] Repeating unit represented by formula (2-2):
Specific examples of the (g + 1) -valent linking group represented by R 6 in the general formula (2-2) include (g + 1) -valent hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms, and hydrocarbons thereof. And a structure in which a group is combined with an oxygen atom, a sulfur atom, an imino group, a carbonyl group, —CO—O—, or —CO—NH—. And g is an integer of 1-3, and when g is 2 or 3, the structure represented by the following general formula (2-2a) in General formula (2-2) is mutually independent.
炭素数が1〜30で(g+1)価の炭化水素基のうち、鎖状構造のR6としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、2−メチルプロパン、ペンタン、2−メチルブタン、2,2−ジメチルプロパン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカンなどの炭素数1〜10の鎖状炭化水素から水素原子を(g+1)個取り除いて得られる構造を挙げることができる。 Of the hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms and a (g + 1) valence, R 6 having a chain structure includes, for example, methane, ethane, propane, butane, 2-methylpropane, pentane, 2-methylbutane, 2, A structure obtained by removing (g + 1) hydrogen atoms from a chain hydrocarbon having 1 to 10 carbon atoms such as 2-dimethylpropane, hexane, heptane, octane, nonane and decane can be given.
また、環状構造のR6としては、例えば、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカンなどの炭素数4〜20の脂環式炭化水素から水素原子を(g+1)個取り除いて得られる構造;ベンゼン、ナフタレンなどの炭素数6〜30の芳香族炭化水素から水素原子を(g+1)個取り除いて得られる構造を挙げることができる。 Examples of the cyclic structure R 6 include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, bicyclo [2.2.1] heptane, bicyclo [2.2.2] octane, tricyclo [5.2.1.0 2, 6 ] a structure obtained by removing (g + 1) hydrogen atoms from an alicyclic hydrocarbon having 4 to 20 carbon atoms such as decane and tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane; such as benzene and naphthalene A structure obtained by removing (g + 1) hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon having 6 to 30 carbon atoms can be given.
R6について、炭化水素基と、酸素原子、硫黄原子、イミノ基、カルボニル基、−CO−O−または−CO−NH−との組み合わせた構造としては、例えば、下記一般式で表される構造などを挙げることができる。なお、下記一般式中、R21は、それぞれ独立に、単結合、炭素数1〜10で2価の鎖状炭化水素基、炭素数4〜20で2価の環状炭化水素基または炭素数6〜30で2価の芳香族炭化水素基を示す。gは1〜3の整数である。 As for the structure of R 6, a combination of a hydrocarbon group and an oxygen atom, sulfur atom, imino group, carbonyl group, —CO—O— or —CO—NH— is, for example, a structure represented by the following general formula: And so on. In the following general formula, each R 21 independently represents a single bond, a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a divalent cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or 6 carbon atoms. ~ 30 represents a divalent aromatic hydrocarbon group. g is an integer of 1-3.
上記一般式中のR21で示される、炭素数1〜10で2価の鎖状炭化水素基としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、2−メチルプロパン、ペンタン、2−メチルブタン、2,2−ジメチルプロパン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカンなどに由来する基などを挙げることができる。炭素数4〜20で2価の環状炭化水素基としては、例えば、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカンなどに由来する基などを挙げることができる。炭素数6〜30で2価の芳香族炭化水素基としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメンなどに由来する基などを挙げることができる。また、R61は置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基などの炭素数1〜4の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基を挙げることができる。 Examples of the divalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and represented by R 21 in the above general formula include methane, ethane, propane, butane, 2-methylpropane, pentane, 2-methylbutane, 2 , 2-dimethylpropane, hexane, heptane, octane, nonane, decane and the like. Examples of the divalent cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, bicyclo [2.2.1] heptane, bicyclo [2.2.2] octane, and tricyclo [5.2. And a group derived from .1.0 2,6 ] decane, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane, and the like. Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms include groups derived from benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene and the like. R 61 may have a substituent, and examples of the substituent include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1 Examples thereof include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as -methylpropyl group and t-butyl group.
一般式(2−2)中のR8で示される酸解離性基としては、上述した(A)重合体中の酸解離性基と同様のものを例示することができる。このような酸解離性基を有すると、露光された部分に存在する(C)重合体の溶解性を向上させることができる。これは、後述のレジストパターン形成方法における露光工程において発生した酸と(C)重合体の酸解離性基が反応して極性基を生じるためであると考えられる。 Examples of the acid dissociable group represented by R 8 in the general formula (2-2) include the same acid dissociable groups in the above-described (A) polymer. When having such an acid dissociable group, the solubility of the polymer (C) present in the exposed portion can be improved. This is considered to be because the acid generated in the exposure step in the resist pattern forming method described later reacts with the acid dissociable group of the (C) polymer to produce a polar group.
一般式(2−2)中のR8で示されるアルカリ解離性基は、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基などの極性官能基中の水素原子を置換することで得られる基であって、アルカリの存在下で解離する基のことである。このようなアルカリ解離性基としては、上記性質を示すものであれば特に限定されないが、下記一般式(2−2a1)で表される基などを挙げることができる。 The alkali dissociable group represented by R 8 in the general formula (2-2) is a group obtained by substituting a hydrogen atom in a polar functional group such as a hydroxyl group or a carboxyl group, A group that dissociates in the presence. Such an alkali dissociable group is not particularly limited as long as it exhibits the above properties, and examples thereof include a group represented by the following general formula (2-2a1).
一般式(2−2a1)中のR22としては、炭化水素基の水素原子の全部がフッ素原子に置換された直鎖状または分岐状で炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基が好ましく、トリフルオロメチル基が更に好ましい。 R 22 in the general formula (2-2a1) is preferably a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms in which all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group are substituted with fluorine atoms. More preferred is a fluoromethyl group.
繰り返し単位(2−2)としては、具体的には、下記一般式(7−1)で表される繰り返し単位、下記一般式(7−2)で表される繰り返し単位などを挙げることができる。 Specific examples of the repeating unit (2-2) include a repeating unit represented by the following general formula (7-1), a repeating unit represented by the following general formula (7-2), and the like. .
上記一般式(7−1)で表される繰り返し単位、及び、下記一般式(7−2)で表される繰り返し単位を形成するための化合物としては、具体的には、下記一般式で表される化合物などを挙げることができる。なお、下記一般式中、R1は、水素原子、低級アルキル基、またはハロゲン化低級アルキル基を示し、R24は、水素原子、酸解離性基、またはアルカリ解離性基を示す。 Specifically, the compound for forming the repeating unit represented by the general formula (7-1) and the repeating unit represented by the following general formula (7-2) is represented by the following general formula. And the like. In the following general formula, R 1 represents a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a halogenated lower alkyl group, and R 24 represents a hydrogen atom, an acid dissociable group, or an alkali dissociable group.
例えば、上記一般式中のR24が酸解離性基やアルカリ解離性基である化合物は、上記各一般式においてR24が水素原子である化合物を原料として得ることができる。具体的には、R24が上記一般式(2−2a1)で表される化合物を合成する場合、上記各一般式においてR24が水素原子である化合物を、酸の存在下、フルオロカルボン酸と縮合させてエステル化する方法や、塩基の存在下、フルオロカルボン酸ハロゲン化物と縮合させてエステル化する方法などの従来公知の方法により得ることができる。 For example, a compound in which R 24 in the above general formula is an acid-dissociable group or an alkali-dissociable group can be obtained from a compound in which R 24 is a hydrogen atom in each general formula. Specifically, when synthesizing a compound in which R 24 is represented by the above general formula (2-2a1), a compound in which R 24 is a hydrogen atom in each of the above general formulas is combined with a fluorocarboxylic acid in the presence of an acid. It can be obtained by a conventionally known method such as a method of esterification by condensation or a method of esterification by condensation with a fluorocarboxylic acid halide in the presence of a base.
また、一般式(2−2)中のR10で示される炭素数1〜10のフッ素化アルキル基としては、少なくとも1つ以上のフッ素原子で置換された炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、少なくとも1つ以上のフッ素原子で置換された炭素数4〜10の1価の脂環式炭化水素基若しくはそれから誘導される基を挙げることができる。 As the fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 10 in the general formula (2-2) wherein at least one of 1 to 6 carbons substituted with a fluorine atom linear or Examples thereof include a branched alkyl group, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 10 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom, or a group derived therefrom.
一般式(2−2)中の下記一般式(2−2b)で表される構造としては、具体的には、下記式(8−1)〜(8−5)で表される構造などを挙げることができる。これらの中でも、下記式(8−5)で表される構造が好ましい。 Specifically, the structure represented by the following general formula (2-2b) in the general formula (2-2) includes the structures represented by the following formulas (8-1) to (8-5). Can be mentioned. Among these, the structure represented by the following formula (8-5) is preferable.
繰り返し単位(2−2)の含有割合は、(C)重合体の全繰り返し単位を100モル%とした場合に、80モル%以下であることが好ましく、20〜80モル%であることが更に好ましく、30〜70モル%であることが特に好ましい。上記含有割合が上記範囲内であると、形成するフォトレジスト膜における、液浸露光用液体の前進接触角と後退接触角との差を小さくすることができるという利点がある。 The content ratio of the repeating unit (2-2) is preferably 80 mol% or less, more preferably 20 to 80 mol%, when the total repeating unit of the (C) polymer is 100 mol%. Preferably, it is 30 to 70 mol%. When the content ratio is within the above range, there is an advantage that the difference between the advancing contact angle and the receding contact angle of the immersion exposure liquid in the formed photoresist film can be reduced.
[1−3−3]一般式(2−3)で表される繰り返し単位:
一般式(2−3)中のR7で示される2価の連結基としては、炭素数が1〜30で2価の炭化水素基を挙げることができる。また、これらの炭化水素基と、硫黄原子、イミノ基、カルボニル基、−CO−O−または−CO−NH−との組み合わせた構造などを挙げることができる。
[1-3-3] Repeating unit represented by formula (2-3):
Examples of the divalent linking group represented by R 7 in the general formula (2-3) include a divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. Moreover, the structure etc. which combined these hydrocarbon groups, a sulfur atom, an imino group, a carbonyl group, -CO-O-, or -CO-NH- can be mentioned.
鎖状構造のR7としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、2−メチルプロパン、ペンタン、2−メチルブタン、2,2−ジメチルプロパン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカンなどの炭素数1〜10の鎖状炭化水素から水素原子を2個取り除いて得られる構造の2価の炭化水素基などを挙げることができる。 Examples of R 7 having a chain structure include carbon numbers such as methane, ethane, propane, butane, 2-methylpropane, pentane, 2-methylbutane, 2,2-dimethylpropane, hexane, heptane, octane, nonane, and decane. Examples thereof include a divalent hydrocarbon group having a structure obtained by removing two hydrogen atoms from 1 to 10 chain hydrocarbons.
また、環状構造のR7としては、例えば、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカンなどの炭素数4〜20の脂環式炭化水素から水素原子を2個取り除いて得られる構造の2価の炭化水素基;ベンゼン、ナフタレンなどの炭素数6〜30の芳香族炭化水素から水素原子を2個取り除いて得られる構造の2価の炭化水素基などを挙げることができる。 Examples of the cyclic structure R 7 include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, bicyclo [2.2.1] heptane, bicyclo [2.2.2] octane, tricyclo [5.2.1.0 2, 6 ] a divalent hydrocarbon group having a structure obtained by removing two hydrogen atoms from an alicyclic hydrocarbon having 4 to 20 carbon atoms, such as decane, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane; Examples thereof include a divalent hydrocarbon group having a structure obtained by removing two hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon having 6 to 30 carbon atoms such as benzene and naphthalene.
一般式(2−3)中のR10で示される炭素数1〜10のフッ素化アルキル基としては、少なくとも1つ以上のフッ素原子で置換された炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、少なくとも1つ以上のフッ素原子で置換された炭素数4〜10の1価の脂環式炭化水素基若しくはそれから誘導される基を挙げることができる。 The fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 10 in the general formula (2-3) is a linear or branched chain having 1 to 6 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom. An alkyl group, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 10 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom, or a group derived therefrom.
一般式(2−3)中のR8としては、具体的には、下記一般式(2−3a1)〜(2−3a3)で表される基などを挙げることができる。なお、一般式(2−3a1)及び(2−3a2)中、R25は、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、アルコキシル基、アシル基、またはアシロキシ基を示し、複数のR25が存在する場合、各R25は同一でも異なっていてもよい。m1は0〜5の整数を示し、m2は0〜4の整数を示す。一般式(2−3a3)中、R26及びR27はそれぞれ独立に水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を示し、R26及びR27が互いに結合して炭素数4〜20の脂環式構造を形成してもよい。 Specific examples of R 8 in the general formula (2-3) include groups represented by the following general formulas (2-3a1) to (2-3a3). Incidentally, in the general formula (2-3a1) and (2-3a2), R 25 represents a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxyl group, an acyl group or an acyloxy group, a plurality of R 25 is When present, each R 25 may be the same or different. m 1 represents an integer of 0 to 5, and m 2 represents an integer of 0 to 4. In general formula (2-3a3), R 26 and R 27 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 26 and R 27 are bonded to each other to form an alicyclic ring having 4 to 20 carbon atoms. A formula structure may be formed.
一般式(2−3a2)中のR25で示されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などを挙げることができる。これらのうち、フッ素原子が好ましい。 Examples of the halogen atom represented by R 25 in the general formula (2-3a2) include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Of these, fluorine atoms are preferred.
一般式(2−3a2)中のR25で示される炭素数1〜10のアルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシロキシ基としては、具体的には、メチル基、メトキシ基、アセチル基などを挙げることができる。 Specific examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, the alkoxy group, the acyl group, and the acyloxy group represented by R 25 in the general formula (2-3a2) include a methyl group, a methoxy group, and an acetyl group. be able to.
一般式(2−3a3)中のR26またはR27で示される炭素数1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基などを挙げることができる。 As a C1-C10 alkyl group shown by R < 26 > or R < 27 > in General formula (2-3a3), a methyl group, an ethyl group, n-propyl group etc. can be mentioned, for example.
また、一般式(2−3a3)中のR26及びR27が互いに結合してそれぞれが結合する炭素原子とともに形成する脂環式構造としては、例えば、シクロペンチル基、シクロペンチルメチル基、1−(1−シクロペンチルエチル)基、1−(2−シクロペンチルエチル)基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、1−(1−シクロヘキシルエチル)基、1−(2−シクロヘキシルエチル基)、シクロヘプチル基、シクロヘプチルメチル基、1−(1−シクロヘプチルエチル)基、1−(2−シクロヘプチルエチル)基、2−ノルボルニル基などを挙げることができる。 Examples of the alicyclic structure formed together with the carbon atoms to which R 26 and R 27 in General Formula (2-3a3) are bonded to each other include a cyclopentyl group, a cyclopentylmethyl group, and 1- (1 -Cyclopentylethyl) group, 1- (2-cyclopentylethyl) group, cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, 1- (1-cyclohexylethyl) group, 1- (2-cyclohexylethyl group), cycloheptyl group, cycloheptylmethyl Group, 1- (1-cycloheptylethyl) group, 1- (2-cycloheptylethyl) group, 2-norbornyl group and the like.
一般式(2−3a3)で表される基としては、具体的には、メチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、1−ペンチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、1−(2−メチルブチル)基、1−(3−メチルブチル)基、2−(3−メチルブチル)基、ネオペンチル基、1−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、1−(2−メチルペンチル)基、1−(3−メチルペンチル)基、1−(4−メチルペンチル)基、2−(3−メチルペンチル)基、2−(4−メチルペンチル)基、3−(2−メチルペンチル)基などを挙げることができる。これらの中でも、メチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基が好ましい。 Specific examples of the group represented by the general formula (2-3a3) include a methyl group, an ethyl group, a 1-propyl group, a 2-propyl group, a 1-butyl group, a 2-butyl group, and a 1-pentyl group. 2-pentyl group, 3-pentyl group, 1- (2-methylbutyl) group, 1- (3-methylbutyl) group, 2- (3-methylbutyl) group, neopentyl group, 1-hexyl group, 2-hexyl group , 3-hexyl group, 1- (2-methylpentyl) group, 1- (3-methylpentyl) group, 1- (4-methylpentyl) group, 2- (3-methylpentyl) group, 2- (4 -Methylpentyl) group, 3- (2-methylpentyl) group and the like. Among these, a methyl group, an ethyl group, a 1-propyl group, a 2-propyl group, a 1-butyl group, and a 2-butyl group are preferable.
繰り返し単位(2−3)としては、具体的には、下記一般式(2−3−1)で表されるものなどを挙げることができる。 Specific examples of the repeating unit (2-3) include those represented by the following general formula (2-3-1).
一般式(2−3−1)で表される繰り返し単位を形成するための化合物としては、例えば、下記一般式(2−3−1a)〜(2−3−1d)で表される化合物などを挙げることができる。なお、一般式(2−3−1a)〜(2−3−1d)中、R1は、水素原子、低級アルキル基、またはハロゲン化低級アルキル基を示す。R8は、水素原子、酸解離性基、またはアルカリ解離性基を示す。 Examples of the compound for forming the repeating unit represented by the general formula (2-3-1) include compounds represented by the following general formulas (2-3-1a) to (2-3-1d). Can be mentioned. In general formulas (2-3-1a) to (2-3-1d), R 1 represents a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a halogenated lower alkyl group. R 8 represents a hydrogen atom, an acid dissociable group, or an alkali dissociable group.
上記一般式(2−3−1a)〜(2−3−1d)中のR8が酸解離性基やアルカリ解離性基である化合物は、例えば上記各一般式においてR8が水素原子である化合物やその誘導体を原料として合成することができる。例えば、R8が上記一般式(2−3a1)〜(2−3a3)で表される基である場合、これらの化合物は、例えば、下記一般式(9−1)で表される化合物と下記式(9−2)〜(9−4)で表される化合物のいずれかとを反応させることによって得ることができる。 The compound in which R 8 in the general formulas (2-3-1a) to (2-3-1d) is an acid-dissociable group or an alkali-dissociable group is, for example, R 8 in the above general formulas is a hydrogen atom. A compound or a derivative thereof can be synthesized as a raw material. For example, when R 8 is a group represented by the above general formulas (2-3a1) to (2-3a3), these compounds include, for example, a compound represented by the following general formula (9-1) and It can be obtained by reacting with any of the compounds represented by formulas (9-2) to (9-4).
一般式(9−2)中のR29で示されるハロゲン原子としては、塩素原子が好ましい。 As the halogen atom represented by R 29 in formula (9-2), a chlorine atom is preferable.
一般式(9−3)中のR30で示されるハロゲン原子としては、ホウ素原子が好ましい。 As the halogen atom represented by R 30 in formula (9-3), a boron atom is preferable.
一般式(9−4)中のR26またはR27で示される炭素数1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基などを挙げることができる。 As a C1-C10 alkyl group shown by R < 26 > or R < 27 > in General formula (9-4), a methyl group, an ethyl group, n-propyl group etc. can be mentioned, for example.
また、一般式(2−3)中のR8が上記一般式(2−3a1)〜(2−3a3)で表される基である場合、このような基を有する化合物は、例えば、下記一般式(10−1)で表される化合物と下記一般式(10−2)で表される化合物とを反応させることによっても得ることができる。 In addition, when R 8 in the general formula (2-3) is a group represented by the above general formulas (2-3a1) to (2-3a3), the compound having such a group includes, for example, the following general formula It can also be obtained by reacting a compound represented by the formula (10-1) with a compound represented by the following general formula (10-2).
繰り返し単位(2−3)の含有割合は、(C)重合体の全繰り返し単位を100モル%とした場合に、50モル%以下であることが好ましく、5〜30モル%であることが更に好ましく、5〜20モル%であることが特に好ましい。上記含有割合が上記範囲内であると、形成したフォトレジスト膜における撥水性と現像液に対する親和性とのバランスが良好になるという利点がある。 The content ratio of the repeating unit (2-3) is preferably 50 mol% or less, more preferably 5 to 30 mol%, when the total repeating unit of the (C) polymer is 100 mol%. Preferably, it is 5-20 mol%, and it is especially preferable. When the content ratio is within the above range, there is an advantage that the balance between water repellency and affinity for the developer in the formed photoresist film becomes good.
なお、(C)重合体は、上述したように、繰り返し単位(2−1)、繰り返し単位(2−2)、及び、繰り返し単位(2−3)からなる群より選択される少なくとも1種の繰り返し単位を有していることが好ましいので、繰り返し単位(2−1)〜(2−3)のいずれか1種を有していてもよいし、2種以上有していてもよいが、2種以上有することが好ましく、繰り返し単位(2−2)と繰り返し単位(2−3)とを有するものであることが更に好ましい。 In addition, as described above, the polymer (C) is at least one selected from the group consisting of the repeating unit (2-1), the repeating unit (2-2), and the repeating unit (2-3). Since it preferably has a repeating unit, it may have any one of repeating units (2-1) to (2-3), or may have two or more, It is preferable to have 2 or more types, and it is more preferable to have a repeating unit (2-2) and a repeating unit (2-3).
(C)重合体が、繰り返し単位(2−2)及び繰り返し単位(2−3)の少なくとも一方にアルカリ解離性基を有するものであると、(C)重合体の、現像液に対する親和性を向上させることができる。これは、後述するレジストパターン形成方法の現像工程において、(C)重合体が現像液と反応し、極性基を生じるためであると考えられる。また、一般式(2−2)及び(2−3)中のR8が水素原子である場合、繰り返し単位(2−2)及び(2−3)は、極性基であるヒドロキシル基またはカルボキシル基を有することになる。そして、(C)重合体が、このような繰り返し単位を含むと、後述するレジストパターン形成方法の現像工程において、(C)重合体の、現像液に対する親和性を向上させることができる。 When the polymer (C) has an alkali dissociable group in at least one of the repeating unit (2-2) and the repeating unit (2-3), the (C) polymer has an affinity for the developer. Can be improved. This is considered to be because (C) the polymer reacts with the developer to generate a polar group in the development step of the resist pattern forming method described later. Further, when R 8 in the general formulas (2-2) and (2-3) is a hydrogen atom, the repeating units (2-2) and (2-3) are a hydroxyl group or a carboxyl group which is a polar group. Will have. And when (C) polymer contains such a repeating unit, the affinity with respect to a developing solution of (C) polymer can be improved in the image development process of the resist pattern formation method mentioned later.
[1−3−4]繰り返し単位(i):
(C)重合体は、下記一般式(2−4)で表される基と下記一般式(2−5)で表される基の少なくともいずれかの基を含有する繰り返し単位(但し、上記一般式(2−3)で表される繰り返し単位を除く)(以下、「繰り返し単位(i)」と記す場合がある)を更に有することが好ましい。このような繰り返し単位(i)を更に有することによって、形成したフォトレジスト膜の、現像液に対する溶解性が向上する。
[1-3-4] Repeating unit (i):
(C) The polymer is a repeating unit containing at least one of the group represented by the following general formula (2-4) and the group represented by the following general formula (2-5) (however, the above general formula It is preferable to further include a repeating unit represented by formula (2-3) (hereinafter may be referred to as “repeating unit (i)”). By further including such a repeating unit (i), the solubility of the formed photoresist film in the developer is improved.
一般式(2−4)中のR11で示されるフッ素原子で置換された炭素数1〜10の炭化水素基は、炭素数1〜10の炭化水素基における1または2以上の水素原子がフッ素原子に置換されたものであれば特に限定されないが、例えば、トリフルオロメチル基などが好ましい。 In the general formula (2-4), the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms substituted by the fluorine atom represented by R 11 is such that one or more hydrogen atoms in the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms are fluorine. Although it will not specifically limit if it is substituted by the atom, For example, a trifluoromethyl group etc. are preferable.
繰り返し単位(i)の主鎖骨格は、特に限定されないが、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、α−トリフルオロアクリル酸エステルなどであることが好ましい。 The main chain skeleton of the repeating unit (i) is not particularly limited, but is preferably a methacrylic acid ester, an acrylic acid ester, an α-trifluoroacrylic acid ester, or the like.
繰り返し単位(i)としては、例えば、下記一般式(11−1)で表される化合物に由来する繰り返し単位、下記一般式(11−2)で表される化合物に由来する繰り返し単位などを挙げることができる。 Examples of the repeating unit (i) include a repeating unit derived from a compound represented by the following general formula (11-1), a repeating unit derived from a compound represented by the following general formula (11-2), and the like. be able to.
一般式(11−1)及び(11−2)中のR32で示される、炭素数1〜20の2価の直鎖状、分岐状若しくは環状の、飽和若しくは不飽和の炭化水素基としては、一般式(6)中のR20で示される2価の有機基と同様のものを例示することができる。また、一般式(11−1)中のR31で示されるフッ素原子で置換された炭素数1〜10の炭化水素基としては、炭素数1〜10の炭化水素基における1または2以上の水素原子がフッ素原子に置換されたものであれば特に限定されないが、例えば、トリフルオロメチル基などが好ましい。 As the divalent linear, branched or cyclic, saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, represented by R 32 in the general formulas (11-1) and (11-2), Examples thereof include the same divalent organic groups represented by R 20 in the general formula (6). As the general formula (11-1) hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which is substituted with a fluorine atom represented by R 31 in one or more of hydrogen in a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms Although it will not specifically limit if an atom is substituted by the fluorine atom, For example, a trifluoromethyl group etc. are preferable.
なお、繰り返し単位(i)を、1種単独でまたは2種以上用いてもよい。 In addition, you may use repeating unit (i) individually by 1 type or 2 or more types.
繰り返し単位(i)の含有割合は、(C)重合体の全繰り返し単位を100モル%とした場合に、50モル%以下であることが好ましく、5〜30モル%であることが更に好ましく、5〜20モル%であることが特に好ましい。上記含有割合が上記範囲内であると、形成したフォトレジスト膜における撥水性と現像液に対する親和性とのバランスが良好になるという利点がある。 The content ratio of the repeating unit (i) is preferably 50 mol% or less, more preferably 5 to 30 mol%, when the total repeating unit of the polymer (C) is 100 mol%, It is particularly preferably 5 to 20 mol%. When the content ratio is within the above range, there is an advantage that the balance between water repellency and affinity for the developer in the formed photoresist film becomes good.
[1−3−5]その他の繰り返し単位(b):
(C)重合体は、上記繰り返し単位(2−1)〜(2−3)及び繰り返し単位(i)以外に、その他の繰り返し単位(b)を含んでいてもよい。
[1-3-5] Other repeating unit (b):
(C) The polymer may contain other repeating units (b) in addition to the repeating units (2-1) to (2-3) and the repeating unit (i).
その他の繰り返し単位(b)としては、例えば、上記一般式(2−1)〜(2−5)で表される各繰り返し単位などを挙げることができる。 Examples of the other repeating unit (b) include each repeating unit represented by the general formulas (2-1) to (2-5).
更に、一般式(2−1)で表される繰り返し単位の中でも、下記一般式(12)で表される繰り返し単位が好ましい。下記一般式(12)で表される繰り返し単位を含むことによって、フォトレジスト膜の前進接触角と後退接触角との差を小さくすることができるため、液浸露光時のスキャン速度を向上させることができる。 Furthermore, the repeating unit represented by the following general formula (12) is preferable among the repeating units represented by the general formula (2-1). By including the repeating unit represented by the following general formula (12), the difference between the advancing contact angle and the receding contact angle of the photoresist film can be reduced, so that the scanning speed during immersion exposure is improved. Can do.
一般式(12)中のR33で示される炭素数1〜4の直鎖状また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−ブチル基などがある。 Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 33 in the general formula (12) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n- There are a butyl group, a 2-methylpropyl group, a 1-methylpropyl group, a t-butyl group, and the like.
(C)重合体は、フッ素原子を含み、(A)重合体がフッ素原子を含有している場合であっても(A)重合体よりもフッ素原子の含有割合が大きいものである。フッ素原子の含有割合は、(C)重合体の総量を100質量%とした場合に、通常5質量%以上であり、5〜50質量%であることが好ましく、5〜40質量%であることが更に好ましい。(C)重合体中のフッ素原子の含有割合を上記範囲内にすることによって、形成するフォトレジスト膜の撥水性を高めることができ、液浸露光時に液浸上層膜を別途形成しなくても良好な撥水性を有するフォトレジスト膜を形成することができるという利点がある。また、上記含有割合が(A)重合体よりも小さくなってしまうと、(A)重合体と(C)重合体との撥油性の程度が逆転してしまうおそれがあり、撥油性の程度が逆転してしまう場合には、(C)重合体がフォトレジスト膜表層に偏在し難くなるため、本発明の効果が得られない。 (C) A polymer contains a fluorine atom, and even if it is a case where (A) polymer contains a fluorine atom, the content rate of a fluorine atom is larger than (A) polymer. The content ratio of the fluorine atom is usually 5% by mass or more, preferably 5 to 50% by mass, and preferably 5 to 40% by mass when the total amount of the polymer (C) is 100% by mass. Is more preferable. (C) By making the content ratio of fluorine atoms in the polymer within the above range, the water repellency of the formed photoresist film can be increased, and it is not necessary to separately form a liquid immersion upper layer film during liquid immersion exposure. There is an advantage that a photoresist film having good water repellency can be formed. Moreover, when the said content rate becomes smaller than (A) polymer, there exists a possibility that the grade of oil repellency of (A) polymer and (C) polymer may be reversed, and the grade of oil repellency is In the case of reverse rotation, the (C) polymer is less likely to be unevenly distributed on the surface of the photoresist film, so that the effect of the present invention cannot be obtained.
(C)重合体の含有量は、(A)重合体に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く、1〜5質量部であることが特に好ましい。上記含有量が上記範囲であると、(C)重合体がフォトレジスト膜の表層に偏在するため良好な撥水性が得られるという効果がある。 (C) The content of the polymer is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) polymer, It is particularly preferably 1 to 5 parts by mass. When the content is within the above range, the (C) polymer is unevenly distributed in the surface layer of the photoresist film, so that there is an effect that good water repellency is obtained.
(C)重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、1,000〜50,000であることが好ましく、1,000〜40,000であることが更に好ましく、1,000〜30,000であることが特に好ましい。上記Mwが1,000未満であると、十分な後退接触角を有するフォトレジスト膜を得ることができずに、液浸露光用液体を使用したことに起因する欠陥が発生するおそれがある。一方、50,000超であると、フォトレジスト膜の現像性が低下するおそれがある。また、(C)重合体のMwとGPC法によるポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)は、1〜5であることが好ましく、1〜4であることが更に好ましい。 (C) The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer is preferably 1,000 to 50,000, and preferably 1,000 to 40,000. More preferred is 1,000 to 30,000. If the Mw is less than 1,000, a photoresist film having a sufficient receding contact angle cannot be obtained, and defects due to the use of the immersion exposure liquid may occur. On the other hand, if it exceeds 50,000, the developability of the photoresist film may be lowered. The ratio (Mw / Mn) of (C) the polymer Mw to the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) by the GPC method is preferably 1 to 5, and more preferably 1 to 4. .
なお、(C)重合体は、(A)重合体と同様に、ハロゲン、金属などの不純物の含有量が少ないほど好ましい。このような不純物の含有量が少ないと、フォトレジスト膜の感度、解像度、プロセス安定性、パターン形状などを更に向上させることができる。 In addition, like (A) polymer, (C) polymer is so preferable that there is little content of impurities, such as a halogen and a metal. When the content of such impurities is small, the sensitivity, resolution, process stability, pattern shape, etc. of the photoresist film can be further improved.
(C)重合体は、例えば、上述した各繰り返し単位を形成するための単量体(重合性不飽和単量体)を、ヒドロパーオキシド類、ジアルキルパーオキシド類、ジアシルパーオキシド類、アゾ化合物など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。 (C) The polymer is, for example, a monomer (polymerizable unsaturated monomer) for forming each repeating unit described above, hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, azo compounds. It can manufacture by superposing | polymerizing in a suitable solvent in presence of a chain transfer agent as needed using radical polymerization initiators.
上記重合に使用される溶媒としては、(A)重合体の重合に使用される溶媒と同様のものを例示することができる。また、重合における反応温度は、通常、40〜150℃であり、50〜120℃であることが好ましい。反応時間は、通常、1〜48時間であり、1〜24時間であることが好ましい。 Examples of the solvent used for the polymerization include the same solvents as those used for the polymerization of the polymer (A). Moreover, the reaction temperature in superposition | polymerization is 40-150 degreeC normally, and it is preferable that it is 50-120 degreeC. The reaction time is usually 1 to 48 hours, preferably 1 to 24 hours.
[1−4]その他の成分:
本発明の感放射線性樹脂組成物は、(A)重合体、(B)感放射線性酸発生剤、及び(C)重合体以外に、その他の成分を更に含むものであってもよい。その他の成分としては、例えば、酸拡散制御剤、溶剤、ラクトン化合物、その他の添加剤(例えば、脂環族添加剤、界面活性剤、増感剤、ハレーション防止剤、接着助剤、保存安定化剤、消泡剤など)などを挙げることができる。
[1-4] Other components:
The radiation-sensitive resin composition of the present invention may further contain other components in addition to (A) the polymer, (B) the radiation-sensitive acid generator, and (C) the polymer. Other components include, for example, acid diffusion control agents, solvents, lactone compounds, and other additives (for example, alicyclic additives, surfactants, sensitizers, antihalation agents, adhesion assistants, storage stabilizers) Agents, antifoaming agents, etc.).
[1−4−1]酸拡散制御剤:
酸拡散制御剤としては、例えば、下記一般式(13)で表される化合物(以下、「含窒素化合物(I)」と記す場合がある)、同一分子内に窒素原子を2個有する化合物(以下、「含窒素化合物(II)」と記す場合がある)、窒素原子を3個以上有する化合物(以下、「含窒素化合物(III)」と記す場合がある)、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物などを挙げることができる。このような酸拡散制御剤を更に含むと、パターン形状や寸法忠実度を向上させることができる。
[1-4-1] Acid diffusion controller:
Examples of the acid diffusion controller include a compound represented by the following general formula (13) (hereinafter sometimes referred to as “nitrogen-containing compound (I)”), a compound having two nitrogen atoms in the same molecule ( Hereinafter, sometimes referred to as “nitrogen-containing compound (II)”, compounds having 3 or more nitrogen atoms (hereinafter sometimes referred to as “nitrogen-containing compound (III)”), amide group-containing compounds, urea compounds And nitrogen-containing heterocyclic compounds. When such an acid diffusion controller is further included, the pattern shape and dimensional fidelity can be improved.
上記一般式(13)で表される化合物中の酸解離性基としては、具体的には、一般式(13−1)で表される基などを挙げることができる。 Specific examples of the acid dissociable group in the compound represented by the general formula (13) include a group represented by the general formula (13-1).
一般式(13−1)中のR37〜R39で示される炭素数1〜4の直鎖状また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−ブチル基などを挙げることができる。 Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 37 to R 39 in the general formula (13-1) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, i- A propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like can be mentioned.
一般式(13−1)中のR37〜R39で示される炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタンや、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、シクロオクタンなどのシクロアルカン類などに由来する脂環族環からなる基などを挙げることができる。そして、上記脂環式炭化水素基から誘導される基としては、上述の1価の脂環式炭化水素基を、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−ブチル基などの炭素数1〜4の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基などを挙げることができる。 Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R 37 to R 39 in the general formula (13-1) include norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, Examples thereof include groups consisting of alicyclic rings derived from cycloalkanes such as cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, and cyclooctane. And as a group induced | guided | derived from the said alicyclic hydrocarbon group, the above-mentioned monovalent alicyclic hydrocarbon group is a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-, for example. A group substituted with one or more of linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group and t-butyl group. And so on.
これらの中でも、R37〜R39で示される炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基は、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタン、シクロペンタンまたはシクロヘキサンに由来する脂環族環からなる脂環式炭化水素基、この脂環式炭化水素基をアルキル基で置換した基が好ましい。 Among these, the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R 37 to R 39 is an alicyclic ring derived from norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, cyclopentane, or cyclohexane. An alicyclic hydrocarbon group composed of an aromatic ring and a group in which this alicyclic hydrocarbon group is substituted with an alkyl group are preferred.
一般式(13−1)中のR38及びR39が相互に結合してそれぞれが結合している炭素原子とともに炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基若しくはそれから誘導される基としては、上述の2価の脂環式炭化水素基を、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−ブチル基などの炭素数1〜4の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基などを挙げることができる。 A divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a group derived therefrom, together with the carbon atoms to which R 38 and R 39 in general formula (13-1) are bonded to each other As the above-mentioned divalent alicyclic hydrocarbon group, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group And a group substituted with one or more of linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as t-butyl group.
含窒素化合物(I)のうち酸解離性基を有さないものとしては、具体的には、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミンなどのトリアルキルアミン類を挙げることができる。 Specific examples of the nitrogen-containing compound (I) having no acid dissociable group include trialkylamines such as tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, and tri-n-octylamine. There can be mentioned.
含窒素化合物(I)のうち酸解離性基を有するものとしては、具体的には、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−N’,N”−ジシクロヘキシルアミンなどを挙げることができる。 Specific examples of the nitrogen-containing compound (I) having an acid-dissociable group include Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, Nt-butoxycarbonylpyrrolidine, Nt-butoxycarbonyl- N ′, N ″ -dicyclohexylamine and the like can be mentioned.
含窒素化合物(II)としては、具体的には、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、を挙げることができる。 Specific examples of the nitrogen-containing compound (II) include N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine.
含窒素化合物(III)としては、具体的には、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ジメチルアミノエチルアクリルアミドの重合体などを挙げることができる。 Specific examples of the nitrogen-containing compound (III) include polymers of polyethyleneimine, polyallylamine, dimethylaminoethylacrylamide, and the like.
含窒素複素環化合物としては、例えば、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−2−フェニルベンズイミダゾールなどを挙げることができる。 Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include 2-phenylbenzimidazole and Nt-butoxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole.
また、酸拡散制御剤としては、下記一般式(14)で表される化合物を用いることもできる。
X+Z−・・・(14)
(但し、前記一般式(14)中、X+は、下記一般式(14−1)または(14−2)で表されるカチオンである。Z−は、OH−、一般式(14−3)R41−COO−で表されるアニオン、一般式(14−4)R40−SO3 −で表されるアニオン、または一般式(14−5)R40−N−−SO2−R41で表されるアニオンである。但し、前記一般式(14−3)〜(14−5)中、R40は、置換されていてもよいアルキル基、脂環式炭化水素基またはアリール基である。R41は、置換されていてもよいフッ素化アルキル基、脂環式フッ素化炭化水素基またはフッ素化アリール基である。)
In addition, as the acid diffusion controller, a compound represented by the following general formula (14) can also be used.
X + Z - ··· (14)
(In the general formula (14), X + is a cation represented by the following general formula (14-1) or (14-2) .Z - is OH -, the formula (14-3 ) R 41 -COO - an anion represented by the general formula (14-4) R 40 -SO 3 - anionic represented by or the formula, (14-5) R 40 -N - -SO 2 -R 41 Provided that in the general formulas (14-3) to (14-5), R 40 represents an optionally substituted alkyl group, alicyclic hydrocarbon group, or aryl group. R 41 is an optionally substituted fluorinated alkyl group, alicyclic fluorinated hydrocarbon group or fluorinated aryl group.
前記一般式(14−1)中、R42〜R44は、相互に独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシル基、水酸基、またはハロゲン原子であり、前記一般式(14−2)中、R45及びR46は、相互に独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシル基、水酸基、またはハロゲン原子である。 In the general formula (14-1), R 42 to R 44 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group, or a halogen atom, and in the general formula (14-2), R 42 45 and R 46 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group, or a halogen atom.
上記式(14)で表される化合物は、露光により分解して酸拡散制御性を失う酸拡散制御剤(以下、「光分解性酸拡散制御剤」ともいう。)として用いられるものである。そして、式(14)で表される化合物を含有することによって、露光部では酸が拡散し、未露光部では酸の拡散が制御されることにより露光部と未露光部のコントラストが優れる(即ち、露光部と未露光部の境界部分が明確になる)ため、特に本発明の感放射線性樹脂組成物のLWR、MEEF(Mask Error Enhancement Factor(マスク幅のずれによるライン幅のずれの増幅因子))の改善に有効である。 The compound represented by the above formula (14) is used as an acid diffusion control agent that is decomposed by exposure and loses acid diffusion controllability (hereinafter also referred to as “photodegradable acid diffusion control agent”). By containing the compound represented by the formula (14), the acid diffuses in the exposed area, and the acid diffusion is controlled in the unexposed area, so that the contrast between the exposed area and the unexposed area is excellent (that is, In particular, the boundary portion between the exposed portion and the unexposed portion becomes clear), and in particular, LWR and MEEF (Mask Error Enhancement Factor (amplification factor of line width shift due to mask width shift)) of the radiation-sensitive resin composition of the present invention. ) Is effective for improvement.
一般式(14)中のX+は、上述したように上記一般式(14−1)または(14−2)で表されるカチオンである。そして、一般式(14−1)中のR42〜R44は、相互に独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシル基、水酸基、またはハロゲン原子であり、これらの中でも、上記式(14)で表される化合物の、現像液に対する溶解性を低下させる効果があるため、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子であることが好ましい。また、一般式(14−2)中のR45及びR46は、相互に独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシル基、水酸基、またはハロゲン原子であり、これらの中でも、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子であることが好ましい。 X + in the general formula (14) is a cation represented by the general formula (14-1) or (14-2) as described above. R 42 to R 44 in the general formula (14-1) are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group, or a halogen atom, and among these, in the above formula (14) In view of the effect of reducing the solubility of the represented compound in a developer, a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom is preferable. R 45 and R 46 in the general formula (14-2) are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group, or a halogen atom. Among these, a hydrogen atom, an alkyl group, A halogen atom is preferred.
一般式(14)中のZ−は、OH−、一般式(14−3)R40−COO−で表されるアニオン、一般式(14−4)R40−SO3 −で表されるアニオン、または一般式(14−5)R40−N−−SO2−R41で表されるアニオンである(但し、前記一般式(14−3)〜(14−5)中、R40は、置換されていてもよいアルキル基、脂環式炭化水素基またはアリール基である。R41は、置換されていてもよいフッ素化アルキル基、脂環式フッ素化炭化水素基またはフッ素化アリール基である)。 Z − in the general formula (14) is OH − , an anion represented by the general formula (14-3) R 40 —COO — , an anion represented by the general formula (14-4) R 40 —SO 3 —. Or an anion represented by general formula (14-5) R 40 —N − —SO 2 —R 41 (wherein, in general formulas (14-3) to (14-5), R 40 represents An optionally substituted alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, or an aryl group, and R 41 is an optionally substituted fluorinated alkyl group, an alicyclic fluorinated hydrocarbon group, or a fluorinated aryl group; is there).
なお、一般式(14)中のZ−は、下記式(15−1)で表されるアニオン(即ち、R40がフェニル基である、一般式(14−3)で表されるアニオン)、下記式(15−1)で表されるアニオン(即ち、R40が1,7,7−トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−オン由来の基である、一般式(14−4)で表されるアニオン)、または下記式(15−3)で表されるアニオン(即ち、R40がブチル基、R41がトリフルオロメチル基である、一般式(14−5)で表されるアニオン)であることが好ましい。 Z − in the general formula (14) is an anion represented by the following formula (15-1) (that is, an anion represented by the general formula (14-3) in which R 40 is a phenyl group), An anion represented by the following formula (15-1) (that is, R 40 is a group derived from 1,7,7-trimethylbicyclo [2.2.1] heptan-2-one, ), Or an anion represented by the following formula (15-3) (that is, R 40 is a butyl group and R 41 is a trifluoromethyl group, represented by the general formula (14-5)). An anion).
上記光分解性酸拡散制御剤は、上記一般式(14)で表されるものであり、具体的には、上記条件を満たすスルホニウム塩化合物またはヨードニウム塩化合物である。 The photodegradable acid diffusion controller is represented by the general formula (14), and specifically, is a sulfonium salt compound or an iodonium salt compound that satisfies the above conditions.
上記スルホニウム塩化合物としては、例えば、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、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などを挙げることができる。なお、これらのスルホニウム塩化合物は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the sulfonium salt compound include triphenylsulfonium hydroxide, triphenylsulfonium acetate, triphenylsulfonium salicylate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium hydroxide, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium acetate, diphenyl-4- Examples thereof include hydroxyphenylsulfonium salicylate, triphenylsulfonium 10-camphor sulfonate, 4-t-butoxyphenyl diphenylsulfonium 10-camphor sulfonate, and the like. In addition, these sulfonium salt compounds can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
また、上記ヨードニウム塩化合物としては、例えば、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などを挙げることができる。なお、これらのヨードニウム塩化合物は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。上記光分解性酸拡散制御剤は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of the iodonium salt compound include 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-butylphenyl-4-hydroxyphenyliodonium hydroxide, 4-t-butylphenyl-4-hydroxy Phenyliodonium acetate, 4-t-butylphenyl-4-hydroxyphenyliodonium salicylate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 10-camphorsulfonate, diphenyliodonium 10-camphor Or the like can be mentioned sulfonates. In addition, these iodonium salt compounds can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. The said photodegradable acid diffusion control agent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
これらの酸拡散制御剤の中でも、含窒素化合物(I)、含窒素化合物(II)、含窒素複素環化合物、光分解性酸拡散制御剤が好ましい。なお、酸拡散制御剤は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。 Among these acid diffusion control agents, nitrogen-containing compounds (I), nitrogen-containing compounds (II), nitrogen-containing heterocyclic compounds, and photodegradable acid diffusion control agents are preferred. In addition, an acid diffusion control agent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
酸拡散制御剤の含有量は、(A)重合体100質量部に対して、10質量部以下が好ましく、5質量部以下が更に好ましい。酸拡散制御剤の含有量が10質量部超であると、形成したフォトレジスト膜の感度が著しく低下するおそれがある。 The content of the acid diffusion controller is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the polymer (A). If the content of the acid diffusion controller is more than 10 parts by mass, the sensitivity of the formed photoresist film may be significantly reduced.
[1−4−2]溶剤:
溶剤としては、例えば、直鎖状または分岐状のケトン類;環状のケトン類;プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類;3−アルコキシプロピオン酸アルキル類、などを挙げることができる。
[1-4-2] Solvent:
Examples of the solvent include linear or branched ketones; cyclic ketones; propylene glycol monoalkyl ether acetates; alkyl 2-hydroxypropionates; alkyl 3-alkoxypropionates. it can.
これらの溶剤は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができるが、これらの中でも、直鎖状または分岐状のケトン類、環状のケトン類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類、3−アルコキシプロピオン酸アルキル類が好ましい。 These solvents can be used singly or in combination of two or more. Among these solvents, linear or branched ketones, cyclic ketones, propylene glycol monoalkyl ether acetates, Alkyl 2-hydroxypropionates and alkyl 3-alkoxypropionates are preferred.
[1−4−3]ラクトン化合物:
ラクトン化合物は、(C)重合体を、効果的にフォトレジスト膜表層に偏析させるものである。即ち、このようなラクトン化合物を含有させることで、液浸露光においてフォトレジスト膜表層に撥水性を発現させる(C)重合体の添加量を従来よりも少なくしてもフォトレジスト膜表層の撥水性を維持することができる。そして、LWR、現像欠陥、パターン倒れ耐性などの基本的な特性を損なうことがないことに加え、フォトレジスト膜中の成分((B)酸発生剤など)が液浸露光用液体に溶出することを抑制したり、高速に液浸露光を行ったとしてもフォトレジスト膜上に液滴を残し難くなるため、ウォーターマーク欠陥などの液浸露光用液体に由来する欠陥を抑制したりすることが可能なフォトレジスト膜を形成することができる。
[1-4-3] Lactone compound:
The lactone compound effectively segregates the (C) polymer on the surface of the photoresist film. That is, by containing such a lactone compound, the surface of the photoresist film can be made to exhibit water repellency in immersion exposure. (C) The water repellency of the surface of the photoresist film can be reduced even if the amount of the polymer added is smaller than the conventional amount. Can be maintained. In addition to not impairing basic characteristics such as LWR, development defects, and pattern collapse resistance, components ((B) acid generator, etc.) in the photoresist film are eluted into the immersion exposure liquid. Even when high-speed immersion exposure is performed, it is difficult to leave droplets on the photoresist film, so it is possible to suppress defects derived from immersion exposure liquids such as watermark defects. A simple photoresist film can be formed.
ラクトン化合物としては、例えば、γ−ブチロラクトン、バレロラクトン、メバロニックラクトン、ノルボルナンラクトンなどを挙げることができる。なお、ラクトン化合物は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of the lactone compound include γ-butyrolactone, valerolactone, mevalonic lactone, and norbornane lactone. In addition, a lactone compound can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
ラクトン化合物の使用量は、(A)重合体100質量部に対して、30〜200質量部であることが好ましく、50〜150質量部であることが更に好ましい。上記使用量が上記範囲であると、(C)重合体の使用量が少ない場合であっても、(C)重合体を、フォトレジスト膜表層に偏析させることができる。上記使用量が30質量部未満であると、(C)重合体の使用量が少量である場合にフォトレジスト膜表層の撥水性を十分に得ることができないおそれがある。一方、200質量部超であると、形成したフォトレジスト膜の基本性能及び形状が著しく劣化するおそれがある。 The amount of the lactone compound used is preferably 30 to 200 parts by mass, and more preferably 50 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) polymer. When the amount used is within the above range, the polymer (C) can be segregated on the surface of the photoresist film even when the amount of the polymer (C) used is small. If the amount used is less than 30 parts by mass, the water repellency of the surface layer of the photoresist film may not be sufficiently obtained when the amount of the polymer (C) used is small. On the other hand, if it exceeds 200 parts by mass, the basic performance and shape of the formed photoresist film may be significantly deteriorated.
本発明の感放射線性樹脂組成物は、例えば、(A)重合体、(B)感放射線性酸発生剤、(C)重合体、及び、その他の成分(溶剤を除く)を混合した後、全固形分濃度が、1〜50質量%(好ましくは1〜25質量%)となるように、溶剤に溶解し、その後、例えば孔径0.2μm程度のフィルターでろ過することによって、組成物溶液として調製することができる。 The radiation sensitive resin composition of the present invention, for example, after mixing (A) polymer, (B) radiation sensitive acid generator, (C) polymer, and other components (excluding solvent), As a composition solution, it is dissolved in a solvent so that the total solid content is 1 to 50% by mass (preferably 1 to 25% by mass), and then filtered with a filter having a pore size of about 0.2 μm, for example. Can be prepared.
[2]レジストパターン形成方法:
本発明のレジストパターン形成方法は、本発明の感放射線性樹脂組成物を基板上に塗工してフォトレジスト膜を形成するフォトレジスト膜形成工程と、形成した前記フォトレジスト膜上に液浸露光用液体を配置し、前記液浸露光用液体を介して前記フォトレジスト膜に放射線を照射する露光工程と、放射線が照射された前記フォトレジスト膜を現像液で現像してレジストパターンを形成する現像工程と、を備える方法である。このような方法によれば、LWRが良好で、膜減りが少ないレジストパターンを形成することができる。
[2] Resist pattern forming method:
The resist pattern forming method of the present invention includes a photoresist film forming step of forming a photoresist film by coating the radiation-sensitive resin composition of the present invention on a substrate, and immersion exposure on the formed photoresist film. An exposure step of irradiating the photoresist film with radiation through the immersion exposure liquid, and developing the photoresist film irradiated with radiation with a developer to form a resist pattern And a process. According to such a method, it is possible to form a resist pattern with good LWR and little film loss.
[2−1]フォトレジスト膜形成工程:
フォトレジスト膜形成工程は、本発明の感放射線性樹脂組成物を基板上に塗工してフォトレジスト膜を形成する工程である。
[2-1] Photoresist film forming step:
The photoresist film forming step is a step of forming a photoresist film by coating the radiation sensitive resin composition of the present invention on a substrate.
基板としては、例えば、シリコンウエハ、アルミニウムで被覆されたウエハなどを挙げることができる。 Examples of the substrate include a silicon wafer and a wafer coated with aluminum.
基板上にフォトレジスト膜を形成する方法としては、例えば、本発明の感放射線性樹脂組成物を溶剤に溶解させて得られる組成物溶液を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布などの従来公知の方法で基板上に塗布する方法などを挙げることができる。 As a method for forming a photoresist film on a substrate, for example, a composition solution obtained by dissolving the radiation-sensitive resin composition of the present invention in a solvent is conventionally known, such as spin coating, cast coating, roll coating, etc. The method of apply | coating on a board | substrate by this method can be mentioned.
フォトレジスト膜の厚さは、特に制限はなく、従来公知のフォトレジスト膜と同様の厚さとすることができる。 The thickness of the photoresist film is not particularly limited, and can be the same thickness as a conventionally known photoresist film.
なお、フォトレジスト膜を形成した後、このフォトレジスト膜に対して加熱処理(以下、「PB」と記す場合がある)を行ってもよい。 Note that after the photoresist film is formed, the photoresist film may be subjected to heat treatment (hereinafter may be referred to as “PB”).
[2−2]露光工程:
露光工程は、形成したフォトレジスト膜上に液浸露光用液体を配置し、液浸露光用液体を介してフォトレジスト膜に放射線を照射する工程である。
[2-2] Exposure process:
The exposure step is a step of disposing an immersion exposure liquid on the formed photoresist film and irradiating the photoresist film with radiation through the immersion exposure liquid.
液浸露光用液体としては、例えば、純水、フッ素系不活性液体などを挙げることができる。 Examples of the liquid for immersion exposure include pure water and a fluorine-based inert liquid.
露光に使用する放射線などの光としては、使用される酸発生剤の種類に応じて適宜選定して使用することができるが、例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線などを挙げることができ、これらの中でも、ArFエキシマレーザー(波長193nm)やKrFエキシマレーザー(波長248nm)で代表される遠紫外線が好ましく、特にArFエキシマレーザー(波長193nm)が好ましい。 The light such as radiation used for exposure can be appropriately selected and used according to the type of the acid generator used. For example, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-rays, charged particle beams, etc. Among these, far ultraviolet rays represented by ArF excimer laser (wavelength 193 nm) and KrF excimer laser (wavelength 248 nm) are preferable, and ArF excimer laser (wavelength 193 nm) is particularly preferable.
また、露光量などの露光条件は、フォトレジスト組成物の配合組成や添加剤の種類などに応じて適宜選定することができる。そして、露光後には、加熱処理(露光後の加熱処理を以下「PEB」と記す場合がある)を行うことが好ましい。PEBにより、(A)重合体中の酸解離性基の解離反応が円滑に進行するためである。PEBの加熱条件は、フォトレジスト組成物の配合組成によって変わるが、通常、30〜200℃であり、50〜170℃であることが好ましい。 Further, the exposure conditions such as the exposure amount can be appropriately selected according to the composition of the photoresist composition and the kind of the additive. And after exposure, it is preferable to perform heat processing (the heat processing after exposure may be described as "PEB" below). This is because the dissociation reaction of the acid dissociable group in the polymer (A) proceeds smoothly by PEB. The heating condition of PEB varies depending on the composition of the photoresist composition, but is usually 30 to 200 ° C, preferably 50 to 170 ° C.
なお、感放射線性樹脂組成物の潜在能力を最大限に引き出すため、フォトレジスト膜を形成する前に、予め基板上に有機系または無機系の反射防止膜を形成しておくこともできる(例えば、特公平6−12452号公報(特開昭59−93448号公報)など参照)。環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物などの影響を防止するため、フォトレジスト膜上に保護膜(例えば、特開平5−188598号公報など参照)を形成してもよい。また、本発明の感放射線性樹脂組成物は、液浸上層膜を形成しなくてもよいもの、即ち、現像後のLWRが良好で、膜減りを生じ難いフォトレジスト膜を形成可能なものであるが、例えば特開2005−352384号公報などに開示されているような液浸上層膜を形成してもよい。なお、これらの技術は併用することができる。 In order to maximize the potential of the radiation sensitive resin composition, an organic or inorganic antireflection film can be formed on the substrate in advance before forming the photoresist film (for example, Japanese Patent Publication No. 6-12458 (Japanese Patent Laid-Open No. 59-93448). In order to prevent the influence of basic impurities contained in the environmental atmosphere, a protective film (see, for example, JP-A-5-188598) may be formed on the photoresist film. The radiation-sensitive resin composition of the present invention does not require the formation of a liquid immersion upper layer film, that is, can form a photoresist film that has a good LWR after development and is less likely to cause film loss. However, for example, a liquid immersion upper layer film as disclosed in JP-A-2005-352384 may be formed. These techniques can be used in combination.
[2−3]現像工程:
現像工程は、放射線が照射されたフォトレジスト膜を現像液で現像してレジストパターンを形成する工程である。
[2-3] Development step:
The development step is a step of developing a photoresist film irradiated with radiation with a developer to form a resist pattern.
現像に使用される現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、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−ノネンなどのアルカリ性化合物の少なくとも1種を溶解したアルカリ性水溶液が好ましい。このアルカリ性水溶液の濃度は、通常、10質量%以下である。上記アルカリ性水溶液の濃度が10質量%を超えると、非露光部も現像液に溶解してしまうおそれがある。 Developers used for development include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine , Methyldiethylamine, ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [4 .3.0] An alkaline aqueous solution in which at least one of alkaline compounds such as 5-nonene is dissolved is preferable. The concentration of the alkaline aqueous solution is usually 10% by mass or less. When the concentration of the alkaline aqueous solution exceeds 10% by mass, the unexposed area may be dissolved in the developer.
上記アルカリ性水溶液からなる現像液には、有機溶媒を更に添加することができる。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などのケトン類;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などのアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−アミルなどのエステル類;トルエン、キシレンなど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などを挙げることができる。これらの有機溶媒は、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。有機溶媒の添加量は、アルカリ性水溶液に対して、100容量%以下が好ましい。有機溶媒の添加量が100容量%を超えると、現像性が低下して、露光部の現像残りが多くなるおそれがある。また、アルカリ性水溶液からなる現像液には、界面活性剤などを適量添加することもできる。なお、アルカリ性水溶液からなる現像液で現像した後、通常、水で洗浄して乾燥する。 An organic solvent can be further added to the developer composed of the alkaline aqueous solution. Examples of the organic solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl i-butyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 3-methylcyclopentanone, and 2,6-dimethylcyclohexanone; methyl alcohol, ethyl alcohol, and n-propyl alcohol. , Alcohols such as i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, 1,4-hexanediol and 1,4-hexanedimethylol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Examples thereof include esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate and i-amyl acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; phenol, acetonylacetone and dimethylformamide. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more. The addition amount of the organic solvent is preferably 100% by volume or less with respect to the alkaline aqueous solution. If the addition amount of the organic solvent exceeds 100% by volume, the developability is lowered, and there is a possibility that the development residue in the exposed area increases. In addition, an appropriate amount of a surfactant or the like can be added to the developer composed of an alkaline aqueous solution. In addition, after developing with the developing solution which consists of alkaline aqueous solution, it usually wash | cleans with water and dries.
以下、本発明を実施例及び比較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及び比較例に限定されるものではない。なお、単に「部」及び「%」と記載した場合は、特記し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 and a comparative example, this invention is not limited to these Examples and a comparative example. In addition, when only described as “parts” and “%”, it is 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.
[溶出量]:
CLEAN TRACK ACT8(東京エレクトロン社製)により、感放射線性樹脂組成物(組成物溶液)をシリコンウエハ上にスピンコートし、100℃で60秒ベークすることにより膜厚150nmのレジスト被膜を形成したシリコンウエハを作成した。このシリコンウエハ上に、直径1cm、厚さ1mmのテフロン製リングを置き、そこに超純水1mLを満たすことにより、超純水とレジスト被膜が接するようにした。超純水とレジスト被膜を、それぞれ3秒、5秒、10秒、30秒、60秒、120秒、及び300秒接触させた後、満たした超純水をガラス注射器にて回収して、これを分析用サンプルとした。なお、実験終了後の超純水の回収率は95%以上であった。
[Elution volume]:
A silicon film in which a resist film having a thickness of 150 nm is formed by spin-coating a radiation-sensitive resin composition (composition solution) on a silicon wafer by CLEAN TRACK ACT8 (manufactured by Tokyo Electron) and baking at 100 ° C. for 60 seconds. A wafer was created. A Teflon ring having a diameter of 1 cm and a thickness of 1 mm was placed on the silicon wafer and filled with 1 mL of ultrapure water so that the ultrapure water and the resist film were in contact with each other. After contacting the ultrapure water and the resist film for 3 seconds, 5 seconds, 10 seconds, 30 seconds, 60 seconds, 120 seconds, and 300 seconds, respectively, the filled ultrapure water was recovered with a glass syringe. Was used as a sample for analysis. Note that the recovery rate of ultrapure water after the experiment was 95% or more.
次いで、得られた超純水中の光酸発生剤のアニオン部のピーク強度を、使用カラムとして資生堂社製の「CAPCELL PAK MG」を1本用い、流量0.2ml/分、測定温度35℃で、流出溶剤として、水/メタノール(3/7)に0.1質量%のギ酸を添加したものを用いる測定条件で、LC−MS(液体クロマトグラフ質量分析計、LC部:AGILENT社製 SERIES1100、MS部:Perseptive Biosystems,Inc.社製 Mariner)を用いて測定を行った。 Subsequently, the peak intensity of the anion part of the photoacid generator in the obtained ultrapure water was measured using a single “CAPCELL PAK MG” manufactured by Shiseido Co., Ltd., a flow rate of 0.2 ml / min, and a measurement temperature of 35 ° C. Then, LC-MS (liquid chromatograph mass spectrometer, LC part: SERIES1100 manufactured by AGILENT) under measurement conditions using water / methanol (3/7) added with 0.1% by mass of formic acid as an effluent solvent. MS part: Perseptive Biosystems, Inc., Mariner).
このとき、光酸発生剤の1ppb、10ppb、100ppb水溶液の各ピーク強度を、上記測定条件で測定して検量線を作成し、この検量線を用いて上記ピーク強度から溶出量を算出した。評価基準は、溶出量が、2.0×10−12モル/cm2/秒以上であった場合は「不良」とし、2.0×10−12モル/cm2/秒未満であった場合は「良好」とした。 At this time, the respective peak intensities of the 1 ppb, 10 ppb, and 100 ppb aqueous solutions of the photoacid generator were measured under the above measurement conditions to create a calibration curve, and the elution amount was calculated from the peak intensity using this calibration curve. The evaluation criteria are “bad” when the elution amount is 2.0 × 10 −12 mol / cm 2 / sec or more, and when the elution amount is less than 2.0 × 10 −12 mol / cm 2 / sec. Was “good”.
[感度]:
105nmの下層反射防止膜(「ARC66」、日産化学社製)を形成した12インチシリコンウエハを用意し、このシリコンウエハ表面に、組成物溶液を基板の薄膜上にスピンコートにより塗布し、ホットプレート上にて、表5に示す温度(100℃)で60秒間ソフトベーク(SB)(表5中、「SB」と示す)を行って膜厚90nmのレジスト被膜を形成した。形成した膜厚90nmのレジスト被膜に、ニコン社製のフルフィールド縮小投影液浸露光装置「S610C」(開口数1.30)を用い、マスクパターンを介して露光した。その後、表5に示す温度で60秒間PEB(PEB)を行った後、2.38質量%のTMAH水溶液により、25℃で30秒間現像し、水洗し、乾燥して、ポジ型レジストパターンを形成した。このとき、寸法45nmの1対1ラインアンドスペースのマスクを介して形成した線幅が、線幅45nmの1対1ラインアンドスペースに形成される露光量(mJ/cm2)を最適露光量とし、この最適露光量(mJ/cm2)を「感度」とした。
[sensitivity]:
A 12-inch silicon wafer on which a 105 nm lower antireflection film (“ARC66”, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was formed was prepared, and the composition solution was applied onto the thin film of the substrate by spin coating on the surface of the silicon wafer. Above, soft baking (SB) (shown as “SB” in Table 5) was performed for 60 seconds at a temperature (100 ° C.) shown in Table 5 to form a resist film having a thickness of 90 nm. The formed resist film having a thickness of 90 nm was exposed through a mask pattern using a full-field reduced projection immersion exposure apparatus “S610C” (numerical aperture 1.30) manufactured by Nikon Corporation. Thereafter, PEB (PEB) was performed at the temperature shown in Table 5 for 60 seconds, and then developed with a 2.38 mass% TMAH aqueous solution at 25 ° C. for 30 seconds, washed with water, and dried to form a positive resist pattern. did. At this time, the exposure amount (mJ / cm 2 ) formed in a one-to-one line and space having a line width of 45 nm and a line width formed through a one-to-one line and space mask having a dimension of 45 nm is defined as an optimum exposure amount. The optimum exposure amount (mJ / cm 2 ) was defined as “sensitivity”.
[LWR(Line Width Roughness)]:
上記[感度]の評価の最適露光量にて、レジスト被膜に45nm(1L/1S)パターンを形成し、形成された45nm(1L/1S)パターンを、測長SEM(日立ハイテクノロジーズ社製、型番「CG4000」)を用いて、パターン上部から観察し、ライン幅を任意のポイントで測定した。このライン幅についての測定ばらつきを、3シグマで表し、この値によってLWRを評価した。
[LWR (Line Width Roughness)]:
A 45 nm (1L / 1S) pattern is formed on the resist film at the optimum exposure dose for the evaluation of the above [sensitivity], and the formed 45 nm (1L / 1S) pattern is measured with a length measurement SEM (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, model number). Using “CG4000”), the line width was measured at an arbitrary point from the top of the pattern. The measurement variation for the line width is expressed by 3 sigma, and the LWR was evaluated based on this value.
[トップロス]:
最適露光量にて解像した45nm1L/1Sパターンの観測において、日立ハイテクノロジーズ社製の走査型電子顕微鏡(SEM)「S−4800」にてパターン断面を観察し、その高さ(パターン高さ)を測定した。そして、パターン高さの値を初期膜厚(90nm)から差し引くことによりトップロス量を算出した。このトップロス量によってトップロスを評価した。
[Top loss]:
In observing the 45 nm 1L / 1S pattern resolved at the optimum exposure dose, the pattern cross section was observed with a scanning electron microscope (SEM) “S-4800” manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, and its height (pattern height). Was measured. Then, the amount of top loss was calculated by subtracting the pattern height value from the initial film thickness (90 nm). The top loss was evaluated based on the amount of top loss.
なお、下記合成例1〜12において下記式(M−1)〜(M−15)で表される化合物を用いて各重合体(A−1)〜(A−8)((A)重合体)を調製した。 In addition, each polymer (A-1)-(A-8) ((A) polymer using the compound represented by the following formula (M-1)-(M-15) in the following synthesis examples 1-12. ) Was prepared.
(合成例1)
(重合体(A−1)の調製)
式(M−1)で表される化合物(M−1)24.61g(30モル%)、式(M−8)で表される化合物(M−8)54.19g(50モル%)、及び、下記式(M−9)で表される化合物(M−9)9.08g(10モル%)を、2−ブタノン200gに溶解し、更にジメチル2,2’−アゾビスイソブチロニトリル4.00gを投入して単量体溶液を調製した。
(Synthesis Example 1)
(Preparation of polymer (A-1))
24.61 g (30 mol%) of the compound (M-1) represented by the formula (M-1), 54.19 g (50 mol%) of the compound (M-8) represented by the formula (M-8), Further, 9.08 g (10 mol%) of the compound (M-9) represented by the following formula (M-9) is dissolved in 200 g of 2-butanone, and further dimethyl 2,2′-azobisisobutyronitrile. 4.00 g was added to prepare a monomer solution.
一方、式(M−5)で表される化合物(M−5)12.11g及び100gの2−ブタノンを投入した1000mLの三口フラスコを30分間窒素パージし、その後、反応釜を攪拌しながら80℃に加熱し、事前に調製した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて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時間行った。重合終了後、重合溶液を水冷により30℃以下に冷却した。その後、2000gのメタノールに投入して白色粉末を析出させ、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を、400gのメタノールにてスラリー状で2度洗浄した。その後、ろ別し、50℃にて17時間乾燥し、白色粉末の共重合体を得た(収量79g、収率79%)。 On the other hand, a 1000 mL three-necked flask charged with 12.11 g of the compound (M-5) represented by the formula (M-5) and 100 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, and then stirred while the reaction kettle was stirred. The monomer solution prepared in advance was heated and dropped at 3 ° C. using a dropping funnel over 3 hours. The polymerization start was carried out for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling. Thereafter, the mixture was added to 2000 g of methanol to precipitate a white powder, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtered white powder was washed twice with 400 g of methanol as a slurry. Then, it was filtered and dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powder copolymer (yield 79 g, yield 79%).
この共重合体は、Mwが5500であり、Mw/Mn=1.41であり、13C−NMR分析の結果、表3に示すように、式(M−1)で表される化合物(M−1)、式(M−5)で表される化合物(M−5)、式(M−8)で表される化合物(M−8)、式(M−9)で表される化合物(M−9)に由来する各繰り返し単位の含有率(モル%)がそれぞれ30.2:9.9:10.2:49.7であった。この共重合体を重合体(A−1)とする。なお、重合体(A−1)の物性値を表3に示す。 This copolymer has Mw of 5500, Mw / Mn = 1.41, and as a result of 13 C-NMR analysis, as shown in Table 3, the compound represented by formula (M-1) (M -1), compound (M-5) represented by formula (M-5), compound (M-8) represented by formula (M-8), compound represented by formula (M-9) ( The content (mol%) of each repeating unit derived from M-9) was 30.2: 9.9: 10.2: 49.7, respectively. This copolymer is referred to as “polymer (A-1)”. In addition, Table 3 shows the physical property values of the polymer (A-1).
(合成例2〜8)
(重合体(A−2)〜(A−8)の調製)
表1に示す化合物(モノマー種)及び配合率としたこと以外は、合成例1と同様にして重合体(A−2)〜(A−8)を調製した。なお、重合体(A−2)〜(A−8)の物性値を表3に示す。
(Synthesis Examples 2 to 8)
(Preparation of polymers (A-2) to (A-8))
Polymers (A-2) to (A-8) were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the compounds (monomer types) and the blending ratios shown in Table 1 were used. In addition, Table 3 shows physical property values of the polymers (A-2) to (A-8).
(合成例9)
(重合体(C−1)の調製)
式(M−3)で表される化合物(M−3)50.88g(60モル%)、式(m−13)で表される化合物(M−13)30.06g(15モル%)、及び、式(M−14)で表される化合物(M−14)19.06g(25モル%)を、2−ブタノン100gに溶解し、更に、ジメチル2,2’−アゾビスイソブチロニトリル3.55gを投入して単量体溶液を調製した。一方、1000mLの三口フラスコに100gの2−ブタノンを投入し、30分間窒素パージした後、反応釜を攪拌しながら80℃に加熱した。
(Synthesis Example 9)
(Preparation of polymer (C-1))
50.88 g (60 mol%) of the compound (M-3) represented by the formula (M-3), 30.06 g (15 mol%) of the compound (M-13) represented by the formula (m-13), Further, 19.06 g (25 mol%) of the compound (M-14) represented by the formula (M-14) is dissolved in 100 g of 2-butanone, and further dimethyl 2,2′-azobisisobutyronitrile. 3.55 g was added to prepare a monomer solution. On the other hand, 100 g of 2-butanone was charged into a 1000 mL three-necked flask and purged with nitrogen for 30 minutes, and then the reaction kettle was heated to 80 ° C. with stirring.
次いで、滴下漏斗を用い、事前に調製した上記単量体溶液を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時間行った。重合終了後、水冷により重合溶液を30℃以下に冷却し、その重合溶液を2Lの分液漏斗に移した。その後、300gのn−ヘキサンで重合溶液を希釈し、1200gのメタノールを投入して混合した後、30分静置し、下層を回収して、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液とした。 Subsequently, the monomer solution prepared in advance was dropped over 3 hours using a dropping funnel. The polymerization start was carried out for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling, and the polymerization solution was transferred to a 2 L separatory funnel. Thereafter, the polymerization solution was diluted with 300 g of n-hexane, and 1200 g of methanol was added and mixed, and then allowed to stand for 30 minutes. The lower layer was recovered to obtain a propylene glycol monomethyl ether acetate solution.
このプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液の固形分(重合体)の収率は65%であり、Mwは6400であり、Mw/Mnは1.41であり、13C−NMR分析の結果、フッ素含有割合が9.14質量%、式(M−3)で表される化合物、(M−3)で表される化合物(M−13)、式(M−13)で表される化合物(M−13)、及び式(M−14)化合物(M−14)で表される化合物に由来する各繰り返し単位の含有率(モル%)がそれぞれ、60.3:24.9:14.8であった。この共重合体を重合体(C−1)とする。 The solid content (polymer) of this propylene glycol monomethyl ether acetate solution was 65%, Mw was 6400, Mw / Mn was 1.41, and as a result of 13 C-NMR analysis, the fluorine content was Is 9.14 mass%, a compound represented by formula (M-3), a compound (M-13) represented by (M-3), a compound represented by formula (M-13) (M-13) ) And the content (mol%) of each repeating unit derived from the compound represented by formula (M-14) compound (M-14) was 60.3: 24.9: 14.8, respectively. . This copolymer is referred to as “polymer (C-1)”.
(合成例10〜12)
表2に示す化合物(モノマー種)及び配合率としたこと以外は、合成例9と同様にして重合体(C−2)〜(C−4)を調製した。なお、重合体(C−2)〜(C−4)の物性値を表3に示す。
(Synthesis Examples 10-12)
Polymers (C-2) to (C-4) were prepared in the same manner as in Synthesis Example 9 except that the compounds (monomer types) and the blending ratios shown in Table 2 were used. In addition, Table 3 shows physical property values of the polymers (C-2) to (C-4).
次に、実施例及び比較例で用いた「酸発生剤」と「酸拡散制御剤」を以下に示す。 Next, the “acid generator” and “acid diffusion controller” used in Examples and Comparative Examples are shown below.
また、実施例及び比較例で用いた「溶媒」と「添加剤」を以下に示す。
溶媒(E−1):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、
溶媒(E−2):シクロヘキサノン、
添加剤(F−1):γ−ブチロラクトン。
The “solvent” and “additive” used in Examples and Comparative Examples are shown below.
Solvent (E-1): Propylene glycol monomethyl ether acetate
Solvent (E-2): cyclohexanone,
Additive (F-1): γ-butyrolactone.
(実施例1)
(A)重合体として合成例1で調製した重合体(A−1)100部、(B)酸発生剤として上記式(B−1)で表される化合物(B−1)10部、(C)重合体として合成例9で調製した重合体(C−1)2部、酸拡散制御剤として上記式(D−1)で表される化合物(D−1)1.2部、溶媒として溶媒(E−1)1800部、溶媒(E−2)750部、及び、添加剤として添加剤(F−1)30部を混合して感放射線性樹脂組成物からなる組成物溶液を調製した。そして、調製した組成物溶液を用いて上記各種評価を行った。
Example 1
(A) 100 parts of the polymer (A-1) prepared in Synthesis Example 1 as the polymer, (B) 10 parts of the compound (B-1) represented by the above formula (B-1) as the acid generator, ( C) 2 parts of the polymer (C-1) prepared in Synthesis Example 9 as the polymer, 1.2 parts of the compound (D-1) represented by the above formula (D-1) as the acid diffusion controller, and the solvent 1800 parts of solvent (E-1), 750 parts of solvent (E-2), and 30 parts of additive (F-1) as an additive were mixed to prepare a composition solution comprising a radiation-sensitive resin composition. . And the said various evaluation was performed using the prepared composition solution.
本実施例の感放射線性樹脂組成物は、溶出量の評価が「良好」であり、感度の評価における値が20.0mJ/cm2であり、LWRの評価における値が3.5nmであり、トップロスの評価における値が15nmであった。 The radiation sensitive resin composition of this example has an elution evaluation of “good”, a sensitivity evaluation value of 20.0 mJ / cm 2 , an LWR evaluation value of 3.5 nm, The value in the top loss evaluation was 15 nm.
(実施例2〜15、参考例16〜18、比較例1〜4)
表4に示す化合物及び配合量としたこと以外は、実施例1と同様にして各感放射線性樹脂組成物からなる組成物溶液を調製した。調製した各組成物溶液を用いて上記各種評価を行った。評価結果を表5に示す。
(Examples 2 to 15, Reference Examples 16 to 18 , Comparative Examples 1 to 4)
Except having set it as the compound shown in Table 4, and the compounding quantity, it carried out similarly to Example 1, and prepared the composition solution which consists of each radiation sensitive resin composition. The various evaluations described above were performed using the prepared composition solutions. The evaluation results are shown in Table 5.
表5から明らかなように、実施例1〜15の感放射線性樹脂組成物は、比較例1〜4の感放射線性樹脂組成物に比べて、現像後のLWRが良好で、膜減りを生じ難いことが確認できた。 As is clear from Table 5, the radiation sensitive resin compositions of Examples 1 to 15 have better LWR after development and film loss compared to the radiation sensitive resin compositions of Comparative Examples 1 to 4. It was confirmed that it was difficult.
本発明の感放射線性樹脂組成物は、半導体の製造分野におけるリソグラフィ技術に使用されるレジストとして好適である。本発明のレジストパターン形成方法は、半導体の製造分野におけるリソグラフィ技術において微細パターンを形成する方法として好適である。 The radiation sensitive resin composition of the present invention is suitable as a resist used in lithography technology in the field of semiconductor production. The resist pattern forming method of the present invention is suitable as a method for forming a fine pattern in lithography technology in the field of semiconductor manufacturing.
Claims (7)
(B)感放射線性酸発生剤と、
(C)フッ素原子を含有する重合体(但し、架橋基を有する重合体を除く)と、
を含み、
前記(A)重合体の前記酸解離性基が、一般式「−C(R) 3 」で表される基であり、
前記一般式「−C(R) 3 」で表される基が、いずれか2つのRが相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基若しくはそれから誘導される基を形成し、残りの1つのRが、炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはそれから誘導される基であり、
前記いずれか2つのRが相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基が、アダマンチレン基である感放射線性樹脂組成物。
(B) a radiation sensitive acid generator;
(C) a polymer containing a fluorine atom (excluding a polymer having a crosslinking group) ;
Only including,
The acid dissociable group of the polymer (A) is a group represented by the general formula “—C (R) 3 ”,
In the group represented by the general formula “—C (R) 3 ”, any two Rs are bonded to each other, and the divalent alicyclic ring having 4 to 20 carbon atoms together with the carbon atom to which each group is bonded A hydrocarbon group or a group derived therefrom, and the remaining one R is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, monovalent alicyclic carbonization having 4 to 20 carbon atoms A hydrogen group or a group derived therefrom;
The radiation-sensitive resin composition in which any two Rs are bonded to each other, and the divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms is an adamantylene group together with the carbon atoms to which they are bonded . .
形成した前記フォトレジスト膜上に液浸露光用液体を配置し、前記液浸露光用液体を介して前記フォトレジスト膜に放射線を照射する露光工程と、
放射線が照射された前記フォトレジスト膜を現像液で現像してレジストパターンを形成する現像工程と、
を備えるレジストパターン形成方法。 A photoresist film forming step of coating the radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 6 on a substrate to form a photoresist film;
An exposure step of disposing an immersion exposure liquid on the formed photoresist film and irradiating the photoresist film with radiation through the immersion exposure liquid;
A development step of developing the photoresist film irradiated with radiation with a developer to form a resist pattern;
A resist pattern forming method comprising:
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010036520A JP5581726B2 (en) | 2010-02-22 | 2010-02-22 | Radiation-sensitive resin composition and resist pattern forming method |
TW100105089A TWI527832B (en) | 2010-02-22 | 2011-02-16 | Sensitive radiation linear resin composition and photoresist pattern formation method |
KR1020110015025A KR101760141B1 (en) | 2010-02-22 | 2011-02-21 | Radiation-sensitive resin composition and process for forming resist pattern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010036520A JP5581726B2 (en) | 2010-02-22 | 2010-02-22 | Radiation-sensitive resin composition and resist pattern forming method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011170284A JP2011170284A (en) | 2011-09-01 |
JP5581726B2 true JP5581726B2 (en) | 2014-09-03 |
Family
ID=44684443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010036520A Active JP5581726B2 (en) | 2010-02-22 | 2010-02-22 | Radiation-sensitive resin composition and resist pattern forming method |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5581726B2 (en) |
KR (1) | KR101760141B1 (en) |
TW (1) | TWI527832B (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5802385B2 (en) * | 2010-12-08 | 2015-10-28 | 東京応化工業株式会社 | Resist composition and resist pattern forming method |
JP5677127B2 (en) | 2011-02-18 | 2015-02-25 | 東京応化工業株式会社 | Resist composition and resist pattern forming method |
JP2013225094A (en) * | 2011-10-07 | 2013-10-31 | Jsr Corp | Photoresist composition and method for forming resist pattern |
JP5851224B2 (en) * | 2011-12-13 | 2016-02-03 | 東京応化工業株式会社 | Resist composition and resist pattern forming method |
JP5846888B2 (en) | 2011-12-14 | 2016-01-20 | 東京応化工業株式会社 | Resist composition and resist pattern forming method |
JP6079217B2 (en) * | 2011-12-28 | 2017-02-15 | Jsr株式会社 | Photoresist composition, resist pattern forming method, and acid generator |
JP6164211B2 (en) * | 2012-03-30 | 2017-07-19 | Jsr株式会社 | Photoresist composition for immersion exposure |
JP6883954B2 (en) | 2015-06-26 | 2021-06-09 | 住友化学株式会社 | Resist composition |
JP6864994B2 (en) | 2015-06-26 | 2021-04-28 | 住友化学株式会社 | Resist composition |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI416253B (en) | 2006-11-10 | 2013-11-21 | Jsr Corp | Radiation-sensitive resin compositions |
WO2008117693A1 (en) * | 2007-03-28 | 2008-10-02 | Jsr Corporation | Positive-working radiation-sensitive composition and method for resist pattern formation using the composition |
JP5206972B2 (en) * | 2008-02-20 | 2013-06-12 | 信越化学工業株式会社 | Method for forming resist pattern and positive resist material used therefor |
JP5445454B2 (en) * | 2008-07-15 | 2014-03-19 | Jsr株式会社 | Positive radiation sensitive composition and resist pattern forming method |
-
2010
- 2010-02-22 JP JP2010036520A patent/JP5581726B2/en active Active
-
2011
- 2011-02-16 TW TW100105089A patent/TWI527832B/en active
- 2011-02-21 KR KR1020110015025A patent/KR101760141B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011170284A (en) | 2011-09-01 |
KR20110096501A (en) | 2011-08-30 |
KR101760141B1 (en) | 2017-07-20 |
TWI527832B (en) | 2016-04-01 |
TW201132655A (en) | 2011-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5581726B2 (en) | Radiation-sensitive resin composition and resist pattern forming method | |
JP6269766B2 (en) | Radiation-sensitive resin composition and polymer | |
TWI516859B (en) | Sensitive radiation linear resin composition, resist pattern formation method, polymer and compound | |
JP6064990B2 (en) | Photoresist composition and resist pattern forming method | |
JP6048532B2 (en) | Radiation-sensitive resin composition and resist pattern forming method | |
JP5835319B2 (en) | Resist pattern forming method, radiation-sensitive resin composition, and resist film | |
WO2011122336A1 (en) | Radiation-sensitive resin composition and pattern forming method | |
JP5724791B2 (en) | Radiation-sensitive resin composition and method for forming resist pattern | |
KR20140007854A (en) | Negative-pattern-forming method and photoresist composition | |
JP5487921B2 (en) | Photoresist composition, photoresist composition and polymer for immersion exposure, and method for forming resist pattern | |
JP5765340B2 (en) | Radiation-sensitive resin composition and resist pattern forming method | |
JP6060967B2 (en) | Photoresist composition and resist pattern forming method | |
JP5655579B2 (en) | Radiation sensitive resin composition, pattern forming method, polymer and compound | |
WO2011108665A1 (en) | Radiation-sensitive resin composition and resist pattern formation method | |
JP6079771B2 (en) | Radiation sensitive resin composition, polymer and compound | |
WO2011122590A1 (en) | Photoresist composition and resist pattern forming method | |
WO2013047117A1 (en) | Photoresist composition, method for forming resist pattern, and polymer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120816 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130917 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130924 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140617 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140630 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5581726 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |