JP5965971B2 - Pattern formation method - Google Patents

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    • G03F7/32Liquid compositions therefor, e.g. developers

Description

本発明は、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さらにはその他のフォトファブリケーションのリソグラフィー工程に使用される、パターン形成方法、該パターン形成方法に用いられる多重現像用ポジ型レジスト組成物、該パターン形成方法に用いられるネガ現像用現像液及び該パターン形成方法に用いられるネガ現像用リンス液に関するものである。特に波長が300nm以下の遠紫外線光を光源とするArF露光装置および液浸式投影露光装置で露光するために好適な、パターン形成方法、該パターン形成方法に用いられる多重現像用ポジ型レジスト組成物、該パターン形成方法に用いられるネガ現像用現像液及び該パターン形成方法に用いられるネガ現像用リンス液に関するものである。   The present invention relates to a pattern forming method used in a semiconductor manufacturing process such as an IC, a circuit board such as a liquid crystal or a thermal head, and other photofabrication lithography processes, and multiple development used in the pattern forming method. The present invention relates to a positive resist composition, a negative developing developer used in the pattern forming method, and a negative developing rinse used in the pattern forming method. Particularly, a pattern forming method suitable for exposure with an ArF exposure apparatus and an immersion projection exposure apparatus using far ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or less as a light source, and a positive resist composition for multiple development used in the pattern forming method The present invention relates to a negative developing solution used in the pattern forming method and a negative developing rinse solution used in the pattern forming method.

KrFエキシマレーザー(248nm)用レジスト以降、光吸収による感度低下を補うためにレジストの画像形成方法として化学増幅という画像形成方法が用いられている。ポジ型の化学増幅の画像形成方法を例に挙げ説明すると、露光で露光部の酸発生剤が分解し酸を生成させ、露光後のベーク(PEB:Post Exposure Bake)でその発生酸を反応触媒として利用してアルカリ不溶の基をアルカリ可溶基に変化させ、アルカリ現像により露光部を除去する画像形成方法である。   Since the resist for KrF excimer laser (248 nm), an image forming method called chemical amplification has been used as an image forming method for a resist in order to compensate for sensitivity reduction due to light absorption. An example of a positive-type chemical amplification image forming method will be described. When exposed, the acid generator in the exposed area decomposes to generate an acid, and the acid generated in the exposure bake (PEB) is a reaction catalyst. Is used to change an alkali-insoluble group to an alkali-soluble group, and an exposed portion is removed by alkali development.

半導体素子の微細化に伴い露光光源の短波長化と投影レンズの高開口数(高NA)化が進み、現在では193nm波長を有するArFエキシマレーザーを光源とする露光機が開発されている。これらは一般によく知れている様に次式で表すことができる。
(解像力)=k1・(λ/NA)
(焦点深度)=±k2・λ/NA2
ここでλは露光光源の波長、NAは投影レンズの開口数、k1及びk2はプロセスに関係する係数である。
With the miniaturization of semiconductor elements, the wavelength of an exposure light source has been shortened and the projection lens has a high numerical aperture (high NA). Currently, an exposure machine using an ArF excimer laser having a 193 nm wavelength as a light source has been developed. These can be expressed by the following equations as is generally well known.
(Resolving power) = k 1 · (λ / NA)
(Depth of focus) = ± k 2 · λ / NA 2
Where λ is the wavelength of the exposure light source, NA is the numerical aperture of the projection lens, and k 1 and k 2 are coefficients related to the process.

解像力を高める技術として、従来から投影レンズと試料の間に高屈折率の液体(以下、「液浸液」ともいう)で満たす、所謂、液浸法が提唱されている。
この「液浸の効果」はλ0を露光光の空気中での波長とし、nを空気に対する液浸液の屈折率、θを光線の収束半角としNA0=sinθとすると、液浸した場合、前述の解像力及び焦点深度は次式で表すことができる。
(解像力)=k1・(λ0/n)/NA0
(焦点深度)=±k2・(λ0/n)/NA0 2
すなわち、液浸の効果は波長が1/nの露光波長を使用するのと等価である。言い換えれば、同じNAの投影光学系の場合、液浸により、焦点深度をn倍にすることができる。これは、あらゆるパターン形状に対して有効であり、更に、現在検討されている位相シフト法、変形照明法などの超解像技術と組み合わせることが可能である。
As a technique for increasing the resolving power, a so-called immersion method in which a high refractive index liquid (hereinafter also referred to as “immersion liquid”) is filled between the projection lens and the sample has been proposed.
This “immersion effect” means that when λ 0 is the wavelength of the exposure light in the air, n is the refractive index of the immersion liquid with respect to air, θ is the convergence angle of the light beam, and NA 0 = sin θ. The above-described resolving power and depth of focus can be expressed by the following equations.
(Resolving power) = k 1 · (λ 0 / n) / NA 0
(Depth of focus) = ± k 2 · (λ 0 / n) / NA 0 2
That is, the immersion effect is equivalent to using an exposure wavelength having a wavelength of 1 / n. In other words, in the case of a projection optical system with the same NA, the depth of focus can be increased n times by immersion. This is effective for all pattern shapes, and can be combined with a super-resolution technique such as a phase shift method and a modified illumination method which are currently being studied.

更に解像力を高める技術として、2重露光技術(Double Exposure Technogy)や2重パターニング技術(Double Patterning Technogy)が提唱されている。これは、前述の解像力の式において、k1を小さくすることであり、解像力を高める技術として位置付けられている。 Further, as a technique for further increasing the resolution, a double exposure technology and a double patterning technology have been proposed. This is to reduce k 1 in the above-described resolving power formula, and is positioned as a technique for increasing the resolving power.

従来、半導体素子等の電子デバイスのパターン形成は、形成したいパターンサイズを4−5倍に拡大したマスク又はレチクルのパターンを、縮小投影露光装置を用いて、ウエハ等の被露光物体に縮小転写していた。
ところが、寸法の微細化に伴い、従来の露光方式では、近接するパターンに照射された光が相互に干渉し光学コントラストが減じてしまう、という問題点が生じるので、これらの技術では、露光マスクのデザインを2つ以上に分割し、それぞれのマスクを独立に露光し、イメージを合成する、という工夫を行っている。これらの2重露光方式では、露光マスクのデザインを分割し、そのデザインを被露光物体(ウエハー)上、再度イメージの合成をする必要があり、レチクル上のパターンが、被露光物体上に忠実に再現するようにマスクのデザインの分割を工夫する必要がある。
これらの2重露光方式の効果を半導体素子の微細画像パターンの転写に検討した例が、特許文献1等にて紹介されている。
最近の2重露光技術進捗が、非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3等で報告されている。
Conventionally, pattern formation of an electronic device such as a semiconductor element is performed by reducing and transferring a mask or reticle pattern, which is 4-5 times the size of the pattern to be formed, to an object to be exposed such as a wafer using a reduction projection exposure apparatus. It was.
However, with the miniaturization of dimensions, the conventional exposure method has a problem in that the light irradiated to adjacent patterns interferes with each other and the optical contrast is reduced. The design is divided into two or more, each mask is exposed independently, and an image is synthesized. In these double exposure methods, it is necessary to divide the design of the exposure mask, re-synthesize the image on the object to be exposed (wafer), and the pattern on the reticle faithfully adheres to the object to be exposed. It is necessary to devise the division of the mask design so that it can be reproduced.
An example in which the effect of these double exposure methods is studied for transferring a fine image pattern of a semiconductor element is introduced in Patent Document 1 and the like.
Recent double exposure technology progress is reported in Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, Non-Patent Document 3, and the like.

しかしながら、従来のレジスト組成物を、単純に従来のレジストプロセスに適用しパターン形成を行うのでは、これらの2重露光方式においてはレジストの解像限界付近でパターン形成を行う必要があるため、十分な露光マージンや焦点深度が得られない、という点が問題になる。
すなわち、特許文献2等で紹介されているような、ポジ型レジスト組成物を基板に塗布、露光、アルカリ現像液で現像するパターン形成プロセスや、特許文献3等で紹介されているような、ネガ型レジスト組成物を基板に塗布、露光、アルカリ現像液で現像するパターン形成プロセスを、2重露光のプロセスに適用するのでは、十分な解像性能を得ることができない。
However, if the conventional resist composition is simply applied to the conventional resist process for pattern formation, these double exposure methods require pattern formation near the resolution limit of the resist. The problem is that a large exposure margin and depth of focus cannot be obtained.
That is, a pattern forming process in which a positive resist composition is applied to a substrate, exposure, and development with an alkaline developer as introduced in Patent Document 2 or the like, or a negative as in Patent Document 3 or the like is introduced. If the pattern formation process in which the resist composition is applied to a substrate, exposed, and developed with an alkaline developer is applied to the double exposure process, sufficient resolution performance cannot be obtained.

現在、g線、I線、KrF、ArF、EB、EUVリソグラフィー用の現像液としては、2.38質量%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)の水系アルカリ現像液が、ポジ型レジスト用現像液およびネガ型レジスト用現像液として用いられている。
上記以外の現像液としては、例えば、特許文献4には、スチレン系単量体とアクリル系単量体との共重合体を含有するレジスト材料を現像するための、脂肪族直鎖状エーテル系溶剤または芳香族エーテル系溶剤と、炭素数5以上のケトン系溶剤とを含有するポジ型レジスト現像液が記載されている。又、特許文献5には、放射線の照射により、ポリマー鎖が切断されて低分子化することにより、溶剤に対して溶解するレジスト材料の為の、酢酸基またはケトン基、エーテル基、フェニル基を少なくとも2つ以上有し、かつ分子量が150以上であることを特徴とするポジ型レジスト現像液が記載されている。又、特許文献6には、ポリヒドロキシエーテル樹脂とグリシジル(メタ)アクリレートとの反応により得られた感光性ポリヒドロキシエーテル樹脂を主成分とするネガ型フォトレジストを現像するための、炭素数6〜12の芳香族化合物もしくは炭素数6〜12の芳香族化合物を50質量%以上含む混合溶剤を現像液とすることを特徴とするネガ型フォトレジスト用現像液が記載されている。
また、特許文献7には、フッ素を含有する特定の樹脂を含有するレジスト組成物を現像する為の、有機溶剤、特にはハロゲン化有機溶剤、を含有するポジ型レジスト用現像液が記載されている。又、特許文献8には、特定の多環式オレフィンポリマーを含有するネガ型フォトレジスト組成物を現像する為の、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、ブチロラクテート、およびエチルラクテートからなる群より選択される1種以上の溶媒を含有するネガ型レジスト用現像液が記載されている。
また、特許文献9には、通常のポジ型レジストを用いて解像度を2倍に向上させる方法が、開示されている。
しかしながら、上述のレジスト組成物および、現像液の組み合わせでは、特定のレジスト組成物を、ポジ型現像液もしくは、ネガ型現像液の何れかの現像液と組み合わせ、パターン形成を実施するシステムを供しているにすぎない。
即ち、図1に示すように、ポジ型システム(レジスト組成物とポジ型現像液の組み合わせ)においては、光学空間像(光強度分布)のうち、光照射強度の強い領域を選択的に溶解・除去し、パターン形成を行う材料が提供されているにすぎない。反対に、ネガ型システム(レジスト組成物とネガ型現像液)の組み合わせにおいては、光照射強度の弱い領域を選択的に溶解・除去し、パターン形成を行う材料システムが提供されているにすぎない。
Currently, as a developer for g-line, I-line, KrF, ArF, EB, EUV lithography, 2.38 mass% TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous alkaline developer is used as a positive resist developer and a negative type developer. Used as a resist developer.
As a developer other than the above, for example, Patent Document 4 discloses an aliphatic linear ether series for developing a resist material containing a copolymer of a styrene monomer and an acrylic monomer. A positive resist developer containing a solvent or an aromatic ether solvent and a ketone solvent having 5 or more carbon atoms is described. Patent Document 5 discloses an acetic acid group, a ketone group, an ether group, and a phenyl group for a resist material that dissolves in a solvent by cutting a polymer chain and reducing the molecular weight by irradiation with radiation. A positive resist developer characterized by having at least two and having a molecular weight of 150 or more is described. Patent Document 6 discloses that a negative photoresist mainly composed of a photosensitive polyhydroxy ether resin obtained by a reaction between a polyhydroxy ether resin and glycidyl (meth) acrylate is used to develop a negative photoresist having 6 to 6 carbon atoms. A negative photoresist developer characterized by using as a developer a mixed solvent containing 12 aromatic compounds or 50 mass% or more of an aromatic compound having 6 to 12 carbon atoms is described.
Patent Document 7 describes a positive resist developer containing an organic solvent, particularly a halogenated organic solvent, for developing a resist composition containing a specific resin containing fluorine. Yes. Further, Patent Document 8 is selected from the group consisting of propylene glycol methyl ether acetate, cyclohexanone, butyrolactate, and ethyl lactate for developing a negative photoresist composition containing a specific polycyclic olefin polymer. Negative resist developers containing one or more solvents are described.
Patent Document 9 discloses a method of improving the resolution by a factor of 2 using a normal positive resist.
However, in the combination of the resist composition and the developer described above, a specific resist composition is combined with either a positive developer or a negative developer to provide a system for pattern formation. I'm just there.
That is, as shown in FIG. 1, in a positive system (combination of a resist composition and a positive developer), a region having a high light irradiation intensity in an optical aerial image (light intensity distribution) is selectively dissolved and dissolved. Only the material to be removed and patterned is provided. On the other hand, the negative system (resist composition and negative developer) only provides a material system that selectively dissolves and removes areas with low light irradiation intensity to form a pattern. .

特開2006-156422号公報JP 2006-156422 A 特開2001-109154号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-109154 特開2003-76019号公報JP 2003-76019 A 特開2001-215731号公報JP 2001-215731 A 特開2006-227174号公報JP 2006-227174 A 特開平6-194847号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-194847 特表2002-525683号公報Special Table 2002-525683 特表2006-518779号公報Special Table 2006-518779 特開2000-199953号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-199953

SPIE Proc 5754,1508(2005)SPIE Proc 5754,1508 (2005) SPIE Proc 5377,1315(2004)SPIE Proc 5377,1315 (2004) SPIE Proc 61531K-1(2006)SPIE Proc 61531K-1 (2006)

本発明は、上記課題を解決し、高集積かつ高精度な電子デバイスを製造するために、高精度な微細パターンを安定的に形成する方法を提供することを目的としている。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for stably forming a highly accurate fine pattern in order to solve the above-described problems and to manufacture a highly integrated and highly accurate electronic device.

本発明は、下記の構成であり、これにより本発明の上記目的が達成される。
<1>
酸の作用によりアルカリ現像液であるポジ型現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤を含有するネガ型現像液に対する溶解度が減少する樹脂を含有し、活性光線又は放射線の照射により、前記ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、前記ネガ型現像液に対する溶解度が減少するレジスト膜を形成する樹脂組成物(但し、含有する水酸基の10%、15%〜25%、又は、30%を、下記式Iのターシャルブチルオキシカルボニルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレンから成る樹脂成分100重量部および露光により酸を発生する酸発生剤1〜30重量部を含んでなるレジスト組成物を除く)を、基板上に塗布することで、レジスト膜を形成し、
前記レジスト膜をEUV光により露光し、
露光後のレジスト膜を現像する工程を
含むパターン形成方法であって、
前記現像する工程が、有機溶剤を含有するネガ型現像液を用いてネガ型現像する工程を含み、
前記現像する工程が、前記有機溶剤を含有するネガ型現像液を用いてネガ型現像する工程のみからなり、
前記パターン形成方法が、前記ネガ型現像液を用いて現像する工程の後に、有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程を含み、
前記リンス液における有機溶剤が炭化水素系溶剤(但し、n−ヘキサンを除く)である、パターン形成方法。
式I:

Figure 0005965971

<2>
上記<1>に記載のパターン形成方法(但し、主鎖の少なくとも一部にビニルアルコール系化合物を重合して得られる骨格を含み、該骨格の水酸基の少なくとも一部が酸脱離性保護基で保護されている物質と、光酸発生剤とを含有することを特徴とする感光性組成物を用いて被露光材上にネガ・パターン形成を行う際に、アルコール又はケトン類で現像を行うことを特徴とするパターン形成方法を除く)。
<3>
前記樹脂組成物が、前記活性光線又は放射線の照射、及び、前記活性光線又は放射線の照射後の加熱により、前記ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、前記ネガ型現像液に対する溶解度が減少するレジスト膜を形成する樹脂組成物であり、
露光後に前記レジスト膜を加熱し、
前記現像する工程において、加熱後の前記レジスト膜を現像する、上記<1>又は<2>に記載のパターン形成方法。
<4>
前記ネガ型現像液における有機溶剤が、エステル系溶剤である、上記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
<5>
酸の作用によりアルカリ現像液であるポジ型現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤を含有するネガ型現像液に対する溶解度が減少する樹脂(但し、下記一般式(I)の三元重合体を除く)を含有し、活性光線又は放射線の照射により、前記ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、前記ネガ型現像液に対する溶解度が減少するレジスト膜を形成する樹脂組成物(但し、含有する水酸基の10%、15%〜25%、又は、30%を、下記式Iのターシャルブチルオキシカルボニルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレンから成る樹脂成分100重量部および露光により酸を発生する酸発生剤1〜30重量部を含んでなるレジスト組成物を除く)を、基板上に塗布することで、レジスト膜を形成し、
前記レジスト膜をEUV光により露光し、
露光後のレジスト膜を現像する工程を
含むパターン形成方法であって、
前記現像する工程が、有機溶剤を含有するネガ型現像液を用いてネガ型現像する工程を含み、
前記現像する工程が、前記有機溶剤を含有するネガ型現像液を用いてネガ型現像する工程のみからなり、
前記パターン形成方法が、前記ネガ型現像液を用いて現像する工程の後に、有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程を含み、
前記リンス液における有機溶剤が炭化水素系溶剤である、パターン形成方法。
Figure 0005965971

[上式において、nは5ないし1000の正の整数、R,RおよびRは夫々独立して水素原子またはメチル基を表わし、Rはトリシクロデカニル基、ジシクロペンテニル基、ジシクロペンテニルオキシエチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基、ノルボルナンエポキシ基、ノルボルナンエポキシメチル基、あるいはアダマンチル基、Rはテトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、メチル基、エチル基、プロピル基、tert−ブチル基、あるいは3−オキソシクロヘキシル基、x+y+z=1、xは0.1ないし0.9、yは0.1ないし0.7、zは0.01ないし0.7を表す。]
式I:
Figure 0005965971

<6>
<5>に記載のパターン形成方法(但し、主鎖の少なくとも一部にビニルアルコール系化合物を重合して得られる骨格を含み、該骨格の水酸基の少なくとも一部が酸脱離性保護基で保護されている物質と、光酸発生剤とを含有することを特徴とする感光性組成物を用いて被露光材上にネガ・パターン形成を行う際に、アルコール又はケトン類で現像を行うことを特徴とするパターン形成方法を除く)。
<7>
前記樹脂組成物が、前記活性光線又は放射線の照射、及び、前記活性光線又は放射線の照射後の加熱により、前記ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、前記ネガ型現像液に対する溶解度が減少するレジスト膜を形成する樹脂組成物であり、
露光後に前記レジスト膜を加熱し、
前記現像する工程において、加熱後の前記レジスト膜を現像する、上記<5>又は<6>に記載のパターン形成方法。
<8>
前記ネガ型現像液における有機溶剤が、エステル系溶剤である、上記<5>〜<7>のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
<9>
酸の作用によりアルカリ現像液であるポジ型現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤を含有するネガ型現像液に対する溶解度が減少する樹脂を含有し、活性光線又は放射線の照射により、前記ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、前記ネガ型現像液に対する溶解度が減少するレジスト膜を形成する樹脂組成物(但し、含有する水酸基の10%、15%〜25%、又は、30%を、下記式Iのターシャルブチルオキシカルボニルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレンから成る樹脂成分100重量部および露光により酸を発生する酸発生剤1〜30重量部を含んでなるレジスト組成物を除く)を、基板上に塗布することで、レジスト膜を形成し、
前記レジスト膜をEUV光により露光し、
露光後のレジスト膜を現像する工程を
含むパターン形成方法であって、
前記現像する工程が、有機溶剤を含有するネガ型現像液を用いてネガ型現像する工程を含み、
前記現像する工程が、前記有機溶剤を含有するネガ型現像液を用いてネガ型現像する工程のみからなり、
前記パターン形成方法が、前記ネガ型現像液を用いて現像する工程の後に、有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程を含み、
前記リンス液における有機溶剤が炭化水素系溶剤であり、
前記樹脂組成物が、下記一般式(ZI)で表される化合物(ZI−1)を含有する、パターン形成方法。
式I:
Figure 0005965971

Figure 0005965971


上記一般式(ZI)において、R201、R202及びR203は、各々独立に有機基を表す。R201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。但し、R201〜R203の少なくとも1つがアリール基である。
は、非求核性アニオンを表す。
<10>
<9>に記載のパターン形成方法(但し、主鎖の少なくとも一部にビニルアルコール系化合物を重合して得られる骨格を含み、該骨格の水酸基の少なくとも一部が酸脱離性保護基で保護されている物質と、光酸発生剤とを含有することを特徴とする感光性組成物を用いて被露光材上にネガ・パターン形成を行う際に、アルコール又はケトン類で現像を行うことを特徴とするパターン形成方法を除く)。
<11>
前記樹脂組成物が、前記活性光線又は放射線の照射、及び、前記活性光線又は放射線の照射後の加熱により、前記ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、前記ネガ型現像液に対する溶解度が減少するレジスト膜を形成する樹脂組成物であり、
露光後に前記レジスト膜を加熱し、
前記現像する工程において、加熱後の前記レジスト膜を現像する、上記<9>又は<10>に記載のパターン形成方法。
<12>
前記ネガ型現像液における有機溶剤が、エステル系溶剤である、上記<9>〜<11>のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
<13>
酸の作用によりアルカリ現像液であるポジ型現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤を含有するネガ型現像液に対する溶解度が減少する樹脂を含有し、活性光線又は放射線の照射により、前記ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、前記ネガ型現像液に対する溶解度が減少するレジスト膜を形成する樹脂組成物(但し、含有する水酸基の10%、15%〜25%、又は、30%を、下記式Iのターシャルブチルオキシカルボニルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレンから成る樹脂成分100重量部および露光により酸を発生する酸発生剤1〜30重量部を含んでなるレジスト組成物を除く)を、基板上に塗布することで、レジスト膜を形成し、
前記レジスト膜をEUV光により露光し、
露光後のレジスト膜を現像する工程を
含むパターン形成方法であって、
前記現像する工程が、有機溶剤を含有するネガ型現像液を用いてネガ型現像する工程を含み、
前記現像する工程が、前記有機溶剤を含有するネガ型現像液を用いてネガ型現像する工程のみからなり、
前記パターン形成方法が、前記ネガ型現像液を用いて現像する工程の後に、有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程を含み、
前記リンス液における有機溶剤が炭化水素系溶剤であり、
前記樹脂組成物が、下記式(A)〜(E)のいずれかで示される構造を有する化合物を含有する、パターン形成方法。
式I:
Figure 0005965971

Figure 0005965971

一般式(A)及び(E)中、
200、R201及びR202は、同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、ここで、R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。
203、R204、R205及びR206は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜20個のアルキル基を表す。
<14>
上記<13>に記載のパターン形成方法(但し、主鎖の少なくとも一部にビニルアルコール系化合物を重合して得られる骨格を含み、該骨格の水酸基の少なくとも一部が酸脱離性保護基で保護されている物質と、光酸発生剤とを含有することを特徴とする感光性組成物を用いて被露光材上にネガ・パターン形成を行う際に、アルコール又はケトン類で現像を行うことを特徴とするパターン形成方法を除く)。
<15>
前記樹脂組成物が、前記活性光線又は放射線の照射、及び、前記活性光線又は放射線の照射後の加熱により、前記ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、前記ネガ型現像液に対する溶解度が減少するレジスト膜を形成する樹脂組成物であり、
露光後に前記レジスト膜を加熱し、
前記現像する工程において、加熱後の前記レジスト膜を現像する、上記<13>又は<14>に記載のパターン形成方法。
<16>
前記ネガ型現像液における有機溶剤が、エステル系溶剤である、上記<13>〜<15>のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
尚、本発明は、上記<1>〜<16>に係る発明であるが、以下、その他についても参考のため記載した。
The present invention has the following configuration, whereby the above object of the present invention is achieved.
<1>
It contains a resin whose solubility in a positive developer, which is an alkaline developer, is increased by the action of an acid, and which decreases in solubility in a negative developer containing an organic solvent. A resin composition that forms a resist film with increased solubility in the solution and decreased solubility in the negative developer (however, 10%, 15% to 25%, or 30% of the hydroxyl group contained is represented by the following formula I: Except for a resist composition comprising 100 parts by weight of a resin component composed of polyhydroxystyrene substituted with a tertiary butyloxycarbonyloxy group of 1 and 30 parts by weight of an acid generator that generates an acid upon exposure) . By applying on top, form a resist film,
Exposing the resist film with EUV light;
A pattern forming method including a step of developing a resist film after exposure,
The step of developing includes a step of negative development using a negative developer containing an organic solvent,
The developing step consists only of a negative developing process using a negative developing solution containing the organic solvent,
The pattern forming method includes a step of washing with a rinsing solution containing an organic solvent after the step of developing with the negative developer,
The pattern formation method whose organic solvent in the said rinse liquid is a hydrocarbon type solvent (however, except n-hexane).
Formula I:
Figure 0005965971

<2>
The pattern forming method according to <1> above (provided that at least a part of the main chain includes a skeleton obtained by polymerizing a vinyl alcohol compound, and at least a part of the hydroxyl groups of the skeleton is an acid-eliminating protecting group. When a negative pattern is formed on an exposed material using a photosensitive composition containing a protected substance and a photoacid generator, development is performed with an alcohol or a ketone. Except for a pattern forming method characterized by
<3>
Resist in which the resin composition increases in solubility in the positive developer and decreases in solubility in the negative developer by irradiation with the actinic ray or radiation and heating after irradiation with the actinic ray or radiation. A resin composition for forming a film;
Heating the resist film after exposure,
The pattern forming method according to <1> or <2>, wherein the resist film after heating is developed in the developing step.
<4>
The pattern forming method according to any one of <1> to <3>, wherein the organic solvent in the negative developer is an ester solvent.
<5>
Resin (excluding terpolymers represented by the following general formula (I) below) whose solubility in a positive developer, which is an alkaline developer, increases due to the action of an acid, and which decreases in solubility in a negative developer containing an organic solvent. ), And increases the solubility in the positive developer by irradiation with actinic rays or radiation, and forms a resist film in which the solubility in the negative developer decreases (however, 10 of the hydroxyl groups contained) %, 15% to 25%, or 30% of a resin component composed of polyhydroxystyrene substituted with a tertiary butyloxycarbonyloxy group of the following formula I and an acid generator 1 that generates an acid upon exposure: A resist film is formed by applying on a substrate except a resist composition comprising ˜30 parts by weight ,
Exposing the resist film with EUV light;
A pattern forming method including a step of developing a resist film after exposure,
The step of developing includes a step of negative development using a negative developer containing an organic solvent,
The developing step consists only of a negative developing process using a negative developing solution containing the organic solvent,
The pattern forming method includes a step of washing with a rinsing solution containing an organic solvent after the step of developing with the negative developer,
The pattern formation method whose organic solvent in the said rinse liquid is a hydrocarbon type solvent.
Figure 0005965971

[In the above formula, n is a positive integer of 5 to 1000, R 1 , R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, R 4 represents a tricyclodecanyl group, a dicyclopentenyl group, dicyclopentenyl oxyethyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, norbornane epoxy group, norbornane epoxy methyl group or an adamantyl group,, R 5 is a tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, tert- butyl Group, or 3-oxocyclohexyl group, x + y + z = 1, x is 0.1 to 0.9, y is 0.1 to 0.7, and z is 0.01 to 0.7. ]
Formula I:
Figure 0005965971

<6>
<5> The pattern formation method according to the above (provided that at least a part of the main chain contains a skeleton obtained by polymerizing a vinyl alcohol compound, and at least a part of the hydroxyl groups of the skeleton is protected with an acid-eliminating protecting group. When a negative pattern is formed on a material to be exposed using a photosensitive composition characterized by containing a photosensitive material and a photoacid generator, development with alcohol or ketones is performed. Except for the characteristic pattern formation method).
<7>
Resist in which the resin composition increases in solubility in the positive developer and decreases in solubility in the negative developer by irradiation with the actinic ray or radiation and heating after irradiation with the actinic ray or radiation. A resin composition for forming a film;
Heating the resist film after exposure,
The pattern forming method according to <5> or <6>, wherein the resist film after heating is developed in the developing step.
<8>
The pattern forming method according to any one of <5> to <7>, wherein the organic solvent in the negative developer is an ester solvent.
<9>
It contains a resin whose solubility in a positive developer, which is an alkaline developer, is increased by the action of an acid, and which decreases in solubility in a negative developer containing an organic solvent. A resin composition that forms a resist film with increased solubility in the solution and decreased solubility in the negative developer (however, 10%, 15% to 25%, or 30% of the hydroxyl group contained is represented by the following formula I: Except for a resist composition comprising 100 parts by weight of a resin component composed of polyhydroxystyrene substituted with a tertiary butyloxycarbonyloxy group of 1 and 30 parts by weight of an acid generator that generates an acid upon exposure) . By applying on top, form a resist film,
Exposing the resist film with EUV light;
A pattern forming method including a step of developing a resist film after exposure,
The step of developing includes a step of negative development using a negative developer containing an organic solvent,
The developing step consists only of a negative developing process using a negative developing solution containing the organic solvent,
The pattern forming method includes a step of washing with a rinsing solution containing an organic solvent after the step of developing with the negative developer,
The organic solvent in the rinse liquid is a hydrocarbon solvent,
The pattern formation method in which the said resin composition contains the compound (ZI-1) represented by the following general formula (ZI).
Formula I:
Figure 0005965971

Figure 0005965971


In the general formula (ZI), R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group. Two members out of R 201 to R 203 may combine to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. However, at least one of R 201 to R 203 is an aryl group.
X represents a non-nucleophilic anion.
<10>
<9> The pattern forming method according to the above (however, at least a part of the main chain contains a skeleton obtained by polymerizing a vinyl alcohol compound, and at least a part of the hydroxyl groups of the skeleton is protected with an acid-eliminating protecting group. When a negative pattern is formed on a material to be exposed using a photosensitive composition characterized by containing a photosensitive material and a photoacid generator, development with alcohol or ketones is performed. Except for the characteristic pattern formation method).
<11>
Resist in which the resin composition increases in solubility in the positive developer and decreases in solubility in the negative developer by irradiation with the actinic ray or radiation and heating after irradiation with the actinic ray or radiation. A resin composition for forming a film;
Heating the resist film after exposure,
The pattern forming method according to <9> or <10>, wherein the resist film after heating is developed in the developing step.
<12>
The pattern forming method according to any one of <9> to <11>, wherein the organic solvent in the negative developer is an ester solvent.
<13>
It contains a resin whose solubility in a positive developer, which is an alkaline developer, is increased by the action of an acid, and which decreases in solubility in a negative developer containing an organic solvent. A resin composition that forms a resist film with increased solubility in the solution and decreased solubility in the negative developer (however, 10%, 15% to 25%, or 30% of the hydroxyl group contained is represented by the following formula I: Except for a resist composition comprising 100 parts by weight of a resin component composed of polyhydroxystyrene substituted with a tertiary butyloxycarbonyloxy group of 1 and 30 parts by weight of an acid generator that generates an acid upon exposure) . By applying on top, form a resist film,
Exposing the resist film with EUV light;
A pattern forming method including a step of developing a resist film after exposure,
The step of developing includes a step of negative development using a negative developer containing an organic solvent,
The developing step consists only of a negative developing process using a negative developing solution containing the organic solvent,
The pattern forming method includes a step of washing with a rinsing solution containing an organic solvent after the step of developing with the negative developer,
The organic solvent in the rinse liquid is a hydrocarbon solvent,
The pattern formation method in which the said resin composition contains the compound which has a structure shown by either of following formula (A)-(E).
Formula I:
Figure 0005965971

Figure 0005965971

In general formulas (A) and (E),
R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, wherein R 201 and R 202 are bonded to each other to form a ring. May be.
R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
<14>
The pattern forming method according to <13> above (provided that at least a part of the main chain includes a skeleton obtained by polymerizing a vinyl alcohol compound, and at least a part of the hydroxyl groups of the skeleton is an acid-eliminating protecting group. When a negative pattern is formed on an exposed material using a photosensitive composition containing a protected substance and a photoacid generator, development is performed with an alcohol or a ketone. Except for a pattern forming method characterized by
<15>
Resist in which the resin composition increases in solubility in the positive developer and decreases in solubility in the negative developer by irradiation with the actinic ray or radiation and heating after irradiation with the actinic ray or radiation. A resin composition for forming a film;
Heating the resist film after exposure,
The pattern forming method according to <13> or <14>, wherein the resist film after heating is developed in the developing step.
<16>
The pattern forming method according to any one of <13> to <15>, wherein the organic solvent in the negative developer is an ester solvent.
In addition, although this invention is invention which concerns on said <1>-<16>, below, it described for reference also.

(1) (ア)基板上に、活性光線又は放射線の照射により、ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、ネガ型現像液に対する溶解度が減少する、ポジ型レジスト組成物を塗布する工程、
(イ)露光工程、及び
(エ)ネガ型現像液を用いて現像する工程
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
(1) (a) A step of applying a positive resist composition on a substrate, which increases the solubility in a positive developer and decreases the solubility in a negative developer by irradiation with actinic rays or radiation;
(A) An exposure step, and (d) a pattern forming method comprising a step of developing using a negative developer.

(2) さらに、(ウ)ポジ型現像液を用いて現像する工程
を含むことを特徴とする(1)に記載のパターン形成方法。
(2) The pattern forming method as described in (1), further comprising (c) a step of developing using a positive developer.

(3) (ア)基板上に、活性光線又は放射線の照射により、ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、ネガ型現像液に対する溶解度が減少する、ポジ型レジスト組成物を塗布する工程、
(イ)露光工程、
(エ)ネガ型現像液を用いて現像する工程、及び
(ウ)ポジ型現像液を用いて現像する工程
をこの順序で含むことを特徴とするパターン形成方法。
(3) (a) A step of applying a positive resist composition on a substrate, which increases the solubility in a positive developer and decreases the solubility in a negative developer by irradiation with actinic rays or radiation.
(A) exposure process,
(D) A pattern forming method comprising: developing with a negative developer; and (c) developing with a positive developer in this order.

(4) さらに、(イ)露光工程の後に、(オ)加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程を含むことを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のパターン形成方法。   (4) Further, (b) After the exposure step, (e) a heating (also referred to as a bake or PEB (post exposure bake)) step is included, according to any one of (1) to (3) Pattern forming method.

(5) (イ)露光工程を、複数回有することを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載のパターン形成方法。   (5) (a) The pattern forming method according to any one of (1) to (4), wherein the exposure step is performed a plurality of times.

(6) (オ)加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程を、複数回有することを特徴とする(4)又は(5)に記載のパターン形成方法。   (6) The pattern forming method as described in (4) or (5), wherein (e) the step of heating (also referred to as baking or PEB (post exposure bake)) is performed a plurality of times.

(7) (ア)基板上に、活性光線又は放射線の照射により、ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、ネガ型現像液に対する溶解度が減少する、多重現像用ポジ型レジスト組成物を塗布する工程、
(イ−1)第1の露光工程、
(オ−1)第1の加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程、
(ウ)ポジ型現像液を用いて現像する工程、
(イ−2)第2の露光工程、
(オ−2)第2の加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程、及び
(エ)ネガ型現像液を用いて現像する工程
をこの順序で含むことを特徴とするパターン形成方法。
(7) (a) A step of applying a positive resist composition for multiple development on a substrate, which increases the solubility in a positive developer and decreases the solubility in a negative developer by irradiation with actinic rays or radiation. ,
(A-1) First exposure step,
(E-1) a first heating (also called bake, PEB (post exposure bake)) step,
(C) developing with a positive developer,
(I-2) Second exposure step,
(E-2) a pattern forming method comprising a second heating (also referred to as PEB (post exposure bake)) step, and (d) a step of developing with a negative developer in this order. .

(8) (ア)基板上に、活性光線又は放射線の照射により、ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、ネガ型現像液に対する溶解度が減少する、多重現像用ポジ型レジスト組成物を塗布する工程、
(イ−1)第1の露光工程、
(オ−1)第1の加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程、
(エ)ネガ型現像液を用いて現像する工程、
(イ−2)第2の露光工程、
(オ−2)第2の加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程、及び
(ウ)ポジ型現像液を用いて現像する工程、
をこの順序で含むことを特徴とするパターン形成方法。
(8) (a) A step of applying a positive resist composition for multiple development on a substrate, which increases the solubility in a positive developer and decreases the solubility in a negative developer by irradiation with actinic rays or radiation. ,
(A-1) First exposure step,
(E-1) a first heating (also called bake, PEB (post exposure bake)) step,
(D) developing with a negative developer,
(I-2) Second exposure step,
(E-2) a second heating (also called bake, PEB (post exposure bake)) step, and (c) a step of developing using a positive developer,
The pattern formation method characterized by including these in this order.

(9) 活性光線又は放射線の照射により、ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、ネガ型現像液に対する溶解度が減少する、多重現像用ポジ型レジスト組成物が、脂環式炭化水素構造を有し、酸の作用により、アルカリ現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤に対する溶解度が減少する樹脂を含有することを特徴とする(7)又は(8)に記載のパターン形成方法。   (9) A positive resist composition for multiple development that has an alicyclic hydrocarbon structure in which the solubility in a positive developer increases and the solubility in a negative developer decreases by irradiation with actinic rays or radiation. The pattern forming method as described in (7) or (8) above, which contains a resin whose solubility in an alkali developing solution is increased by the action of an acid and whose solubility in an organic solvent is reduced.

(10) (エ)ネガ型現像液を用いて現像する工程が、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の溶剤を含有する現像液を用いて行う工程であることを特徴とする(1)〜(9)のいずれかに記載のパターン形成方法。   (10) (D) Development in which the step of developing with a negative developer contains at least one solvent selected from ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents The pattern forming method according to any one of (1) to (9), which is a step performed using a liquid.

(11) (エ)ネガ型現像液を用いて現像する工程が、下記一般式(1)で表される溶剤を含有する現像液を用いて現像を行う工程であることを特徴とする(1)〜(10)のいずれかに記載のパターン形成方法。   (11) (d) The step of developing using a negative developer is a step of developing using a developer containing a solvent represented by the following general formula (1) (1 ) To (10).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(1)に於いて、
R及びR’は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。R及びR’は、互いに結合して環を形成してもよい。
In general formula (1),
R and R ′ each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a cyano group or a halogen atom. R and R ′ may be bonded to each other to form a ring.

(12) (エ)ネガ型現像液を用いて現像する工程が、下記一般式(2)で表される溶剤を含有する現像液を用いて現像を行う工程であることを特徴とする(1)〜(11)のいずれかに記載のパターン形成方法。   (12) (D) The step of developing using a negative developer is a step of developing using a developer containing a solvent represented by the following general formula (2) (1) ) To (11).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(2)に於いて、
R’’及びR’’’’は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。R’’及びR’’’’は、互いに結合して環を形成してもよい。
R’’’は、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。
In general formula (2),
R ″ and R ″ ″ each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a cyano group or a halogen atom. R ″ and R ″ ″ may be bonded to each other to form a ring.
R ′ ″ represents an alkylene group or a cycloalkylene group.

(13) ネガ型現像液を用いて現像を行う工程が、酢酸ブチルを含有する現像液を用いて行う工程であることを特徴とする(1)〜(11)のいずれかに記載のパターン形成方法。   (13) The pattern formation according to any one of (1) to (11), wherein the step of developing using a negative developer is a step of using a developer containing butyl acetate. Method.

(14) (ウ)ポジ型現像を用いて現像する工程が、露光量が所定の閾値(a)以上の膜を選択的に溶解・除去する工程であり、(エ)ネガ型現像液を用いて現像する工程が、露光量が所定の閾値(b)以下の膜を選択的に溶解・除去する工程であることを特徴とする(2)〜(13)のいずれかに記載のパターン形成方法。   (14) (c) The step of developing using positive development is a step of selectively dissolving and removing a film having an exposure amount equal to or greater than a predetermined threshold (a), and (d) using a negative developer. The pattern forming method according to any one of (2) to (13), wherein the developing step is a step of selectively dissolving and removing a film having an exposure amount equal to or less than a predetermined threshold (b) .

(15) さらに、(エ)ネガ型現像液を用いて現像する工程の後に、(カ)有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程を含むことを特徴とする(1)〜(14)のいずれかに記載のパターン形成方法。   (15) Further, (d) after the step of developing with a negative developer, (f) a step of washing with a rinsing solution containing an organic solvent is included (1) to (14) The pattern formation method in any one of.

(16) (a)側鎖が分解することにより、アルカリ現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤に対する溶解度が減少する樹脂、(b)光酸発生剤及び(c)溶剤を含有することを特徴とする多重現像用ポジ型レジスト組成物。   (16) A resin containing (a) a side chain that decomposes to increase solubility in an alkali developer and decrease solubility in an organic solvent, (b) a photoacid generator, and (c) a solvent. And a positive resist composition for multiple development.

(17) ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の溶剤を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物に用いるネガ現像用現像液。   (17) Negative development for use in a positive resist composition comprising at least one solvent selected from ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents liquid.

(18) 炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有することを特徴とする、ポジ型レジスト組成物に用いるネガ現像用リンス液。   (18) A positive resist composition comprising at least one organic solvent selected from hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents. Rinse solution for negative development used in products.

以下、更に、本発明の好ましい実施の態様を挙げる。   The preferred embodiments of the present invention will be further described below.

(19) 閾値(a)>閾値(b)であることを特徴とする(14)に記載のパターン形成方法。   (19) The pattern forming method as described in (14), wherein threshold value (a)> threshold value (b).

(20) (イ−1)第1の露光工程に於ける露光量(Eo1[mJ/cm2])と、(イ−2)第2の露光工程に於ける露光量(Eo2[mJ/cm2])が、次式を満たすことを特徴とする(7)又は(8)に記載のパターン形成方法。
Eo1 < Eo2 - 5
(20) (A-1) Exposure amount in the first exposure step (Eo1 [mJ / cm 2 ]) and (A-2) Exposure amount in the second exposure step (Eo2 [mJ / cm 2 ]. 2 ]) satisfies the following equation: (7) or (8).
Eo1 <Eo2-5

(21) 有機溶剤を含むリンス液が、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有することを特徴とする(15)に記載のパターン形成方法。   (21) The rinsing liquid containing an organic solvent contains at least one organic solvent selected from hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents. The pattern forming method as described in (15), which is characterized in that

(22) ポジ型レジスト組成物が、下記成分を含有することを特徴とする(1)〜(15)及び(19)〜(21)のいずれかに記載のパターン形成方法。
(A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂、
(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物及び
(C)溶剤。
(22) The pattern forming method as described in any one of (1) to (15) and (19) to (21), wherein the positive resist composition contains the following components.
(A) a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid;
(B) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and (C) a solvent.

(23) ポジ型レジスト組成物の(A)成分が、脂環式炭化水素構造を有することを特徴とする(22)に記載のパターン形成方法。   (23) The pattern forming method as described in (22), wherein the component (A) of the positive resist composition has an alicyclic hydrocarbon structure.

(24) ポジ型レジスト組成物の(A)成分の重量平均分子量が、1,000〜100,000であることを特徴とする(22)又は(23)に記載のパターン形成方法。   (24) The pattern forming method as described in (22) or (23), wherein the weight average molecular weight of the component (A) of the positive resist composition is 1,000 to 100,000.

(25) ポジ型レジスト組成物の(A)成分が、ラクトン構造を有する(メタ)アクリル系樹脂であることを特徴とする(22)〜(24)のいずれかに記載のパターン形成方法。   (25) The pattern forming method as described in any one of (22) to (24), wherein the (A) component of the positive resist composition is a (meth) acrylic resin having a lactone structure.

(26) ポジ型レジスト組成物が、さらに、塩基性化合物を含有することを特徴とする、(22)〜(25)のいずれかに記載のパターン形成方法。   (26) The pattern forming method according to any one of (22) to (25), wherein the positive resist composition further contains a basic compound.

(27) ポジ型レジスト組成物が、さらに、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤を含有することを特徴とする(22)〜(26)のいずれかに記載のパターン形成方法。   (27) The pattern forming method as described in any one of (22) to (26) above, wherein the positive resist composition further contains a fluorine-based and / or silicon-based surfactant.

(28) ポジ型レジスト組成物が、さらに、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する樹脂を含有することを特徴とする(22)〜(27)のいずれかに記載のパターン形成方法。   (28) The pattern forming method as described in any one of (22) to (27), wherein the positive resist composition further contains a resin having at least one of a fluorine atom and a silicon atom.

(29) 有機溶剤を含むリンス液が、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤及びアミド系溶剤から選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有することを特徴とする(15)又は(21)に記載のパターン形成方法。   (29) The rinse liquid containing an organic solvent contains at least one organic solvent selected from hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents and amide solvents ( The pattern formation method as described in 15) or (21).

(30) 有機溶剤を含むリンス液が、アルコール系溶剤及びエステル系溶剤から選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有することを特徴とする(15)、(21)又は(29)に記載のパターン形成方法。   (30) The rinsing liquid containing an organic solvent contains at least one organic solvent selected from alcohol solvents and ester solvents, (15), (21) or (29) Pattern forming method.

(31) 有機溶剤を含むリンス液が、炭素数1〜8の1価アルコールを含有することを特徴とする(15)、(21)、(29)及び(30)のいずれかに記載のパターン形成方法。   (31) The pattern according to any one of (15), (21), (29) and (30), wherein the rinse liquid containing an organic solvent contains a monohydric alcohol having 1 to 8 carbon atoms. Forming method.

(32) (ア)基板上に、活性光線又は放射線の照射により、ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、ネガ型現像液に対する溶解度が減少する、多重現像用ポジ型レジスト組成物を塗布する工程、
(イ−1)第1の露光工程、
(オ−1)第1の加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程、
(ウ)ポジ型現像液を用いて現像する工程、
(イ−2)第2の露光工程、
(オ−2)第2の加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程、
(エ)ネガ型現像液を用いて現像する工程及び
(カ)有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程、
をこの順序で含むことを特徴とするパターン形成方法。
(32) (a) A step of applying a positive resist composition for multiple development on a substrate, which increases the solubility in a positive developer and decreases the solubility in a negative developer by irradiation with actinic rays or radiation. ,
(A-1) First exposure step,
(E-1) a first heating (also called bake, PEB (post exposure bake)) step,
(C) developing with a positive developer,
(I-2) Second exposure step,
(E-2) Second heating (also called bake, PEB (post exposure bake)) step,
(D) a step of developing with a negative developer, and (f) a step of washing with a rinse solution containing an organic solvent,
The pattern formation method characterized by including these in this order.

(33) (ア)基板上に、活性光線又は放射線の照射により、ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、ネガ型現像液に対する溶解度が減少する、多重現像用ポジ型レジスト組成物を塗布する工程、
(イ−1)第1の露光工程、
(オ−1)第1の加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程、
(エ)ネガ型現像液を用いて現像する工程、
(カ)有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程、
(イ−2)第2の露光工程、
(オ−2)第2の加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程及び
(ウ)ポジ型現像液を用いて現像する工程、
をこの順序で含むことを特徴とするパターン形成方法。
(33) (a) A step of applying a positive resist composition for multiple development on a substrate, which increases the solubility in a positive developer and decreases the solubility in a negative developer by irradiation with actinic rays or radiation. ,
(A-1) First exposure step,
(E-1) a first heating (also called bake, PEB (post exposure bake)) step,
(D) developing with a negative developer,
(F) a step of washing with a rinse solution containing an organic solvent,
(I-2) Second exposure step,
(E-2) a second heating (also called bake, PEB (post exposure bake)) step and (c) a step of developing using a positive developer,
The pattern formation method characterized by including these in this order.

(34) 200nm以下の波長を用いて露光を行うことを特徴とする(1)〜(15)及び(19)〜(33)のいずれかに記載のパターン形成方法。   (34) The pattern forming method as described in any one of (1) to (15) and (19) to (33), wherein exposure is performed using a wavelength of 200 nm or less.

(35) 波長193nmにて露光を行うことを特徴とする(1)〜(15)及び(19)〜(34)のいずれかに記載のパターン形成方法。   (35) The pattern forming method as described in any one of (1) to (15) and (19) to (34), wherein exposure is performed at a wavelength of 193 nm.

(36) 波長193nmにて液浸露光を行うことを特徴とする(1)〜(15)及び(19)〜(35)のいずれかに記載のパターン形成方法。   (36) The pattern forming method as described in any one of (1) to (15) and (19) to (35), wherein immersion exposure is performed at a wavelength of 193 nm.

(37) ポジ型現像液を用いて現像を行う工程が、アルカリ現像液を用いて行う工程であることを特徴とする(2)〜(15)及び(19)〜(36)のいずれかに記載のパターン形成方法。   (37) In any one of (2) to (15) and (19) to (36), the step of developing using a positive developer is a step of using an alkali developer. The pattern formation method as described.

(38) 第1の加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程(オ−1)に於ける温度が、第2の加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程(オ−2)に於ける温度より高いことを特徴とする(7)又は(8)に記載のパターン形成方法。   (38) The temperature in the first heating (bake, also referred to as PEB (post exposure bake)) step (e-1) is the same as that in the second heating (also referred to as bake, PEB (post exposure bake)) step ( -The method for forming a pattern according to (7) or (8), wherein the temperature is higher than that in (2).

(39) (a)成分が、脂環式炭化水素構造を有する樹脂であることを特徴とする(16)に記載の多重現像用ポジ型レジスト組成物。   (39) The multiple development positive resist composition as described in (16), wherein the component (a) is a resin having an alicyclic hydrocarbon structure.

(40) (a)成分が、脂環式炭化水素構造を有するアクリル系樹脂及び/又はメタクリル系樹脂であることを特徴とする(16)又は(39)に記載の多重現像用ポジ型レジスト組成物。   (40) The positive resist composition for multiple development according to (16) or (39), wherein the component (a) is an acrylic resin and / or a methacrylic resin having an alicyclic hydrocarbon structure object.

(41) (a)成分の重量平均分子量が、1,000〜100,000であることを特徴とする(16)、(39)及び(40)のいずれかに記載の多重現像用ポジ型レジスト組成物。   (41) The multiple development positive resist according to any one of (16), (39) and (40), wherein the weight average molecular weight of the component (a) is 1,000 to 100,000 Composition.

(42) (a)成分が、ラクトン構造を有する(メタ)アクリル系樹脂であることを特徴とする(16)及び(39)〜(41)のいずれかに記載の多重現像用ポジ型レジスト組成物。   (42) The positive resist composition for multiple development according to any one of (16) and (39) to (41), wherein the component (a) is a (meth) acrylic resin having a lactone structure object.

(43) さらに、塩基性化合物を含有することを特徴とする(16)及び(39)〜(42)のいずれかに記載の多重現像用ポジ型レジスト組成物。   (43) The positive resist composition for multiple development according to any one of (16) and (39) to (42), further comprising a basic compound.

(44) さらに、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤を含有することを特徴とする(16)及び(39)〜(43)のいずれかに記載の多重現像用ポジ型レジスト組成物。   (44) The positive resist composition for multiple development according to any one of (16) and (39) to (43), further comprising a fluorine-based and / or silicon-based surfactant.

(45) さらに、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する樹脂を含有することを特徴とする(16)及び(39)〜(44)のいずれかに記載の多重現像用ポジ型レジスト組成物。   (45) The positive resist composition for multiple development according to any one of (16) and (39) to (44), further comprising a resin having at least one of a fluorine atom and a silicon atom .

(46) 下記一般式(1)で表される溶剤を含有することを特徴とする(17)に記載のポジ型レジスト組成物に用いるネガ現像用現像液。   (46) A negative developing solution for use in a positive resist composition as described in (17), which contains a solvent represented by the following general formula (1).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(1)に於いて、
R及びR’は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。R及びR’は、互いに結合して環を形成してもよい。
In general formula (1),
R and R ′ each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a cyano group or a halogen atom. R and R ′ may be bonded to each other to form a ring.

(47) 下記一般式(2)で表される溶剤を含有することを特徴とする(17)又は(46)に記載のポジ型レジスト組成物に用いるネガ現像用現像液。   (47) A negative developing solution used for a positive resist composition as described in (17) or (46), which contains a solvent represented by the following general formula (2).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(2)に於いて、
R’’及びR’’’’は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。R’’及びR’’’’は、互いに結合して環を形成してもよい。
R’’’は、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。
In general formula (2),
R ″ and R ″ ″ each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a cyano group or a halogen atom. R ″ and R ″ ″ may be bonded to each other to form a ring.
R ′ ″ represents an alkylene group or a cycloalkylene group.

(48) 酢酸ブチルを含有することを特徴とする、(17)及び(46)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物に用いるネガ現像用現像液。   (48) A negative developing solution for use in a positive resist composition as described in any of (17) and (46), which contains butyl acetate.

(49) 2種類以上の溶剤を含有することを特徴とする(17)及び(46)〜(48)のいずれかに記載のネガ現像用現像液。   (49) The negative developing developer as described in any one of (17) and (46) to (48), which comprises two or more kinds of solvents.

(50) 炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤及びアミド系溶剤から選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有することを特徴とする、(18)に記載のポジ型レジスト組成物に用いるネガ現像用リンス液。   (50) The positive type according to (18), which contains at least one organic solvent selected from hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents and amide solvents. A rinsing solution for negative development used in a resist composition.

(51) アルコール系溶剤又はエステル系溶剤を含有することを特徴とする、(17)又は(50)に記載のポジ型レジスト組成物に用いるネガ現像用リンス液。   (51) A negative developing rinse for use in a positive resist composition as described in (17) or (50), which comprises an alcohol solvent or an ester solvent.

(52) 炭素数6〜8の1価アルコールを含有することを特徴とする(17)、(50)及び(51)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物に用いるネガ現像用リンス液。   (52) A negative developing rinse solution for use in the positive resist composition as described in any one of (17), (50) and (51), which contains a monohydric alcohol having 6 to 8 carbon atoms.

(53) 2種類以上の溶剤を含有することを特徴とする(17)及び(50)〜(52)のいずれかに記載のネガ現像用リンス液。   (53) The rinsing solution for negative development according to any one of (17) and (50) to (52), comprising two or more kinds of solvents.

(54) ネガ現像を行う工程に用いられる現像液成分の少なくとも1種を含有することを特徴とする(17)及び(50)〜(53)のいずれかに記載のネガ現像用リンス液。   (54) The rinsing solution for negative development according to any one of (17) and (50) to (53), comprising at least one developer component used in the step of performing negative development.

本発明により、高精度な微細パターンを安定的に形成する方法、該方法に用いられる多重現像用ポジ型レジスト組成物、該方法に用いられるネガ現像用現像液及び該方法に用いられるネガ現像用リンス液を提供することができる。   According to the present invention, a method for stably forming a high-precision fine pattern, a positive resist composition for multiple development used in the method, a developer for negative development used in the method, and a negative development used in the method A rinse solution can be provided.

従来の方法に於ける、ポジ型現像、ネガ型現像と、露光量との関連を示す模式図である。It is a schematic diagram showing the relationship between the positive development, the negative development and the exposure amount in the conventional method. 本発明の方法に於ける、ポジ型現像、ネガ型現像と、露光量との関連を示す模式図である。It is a schematic diagram showing the relationship between the positive development, the negative development and the exposure amount in the method of the present invention. ポジ型現像液又はネガ型現像液を用いた場合の露光量と残膜曲線の関連を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the exposure amount at the time of using a positive developing solution or a negative developing solution, and a residual film curve. 本発明の方法に於ける、ポジ型現像、ネガ型現像と、露光量との関連を示す模式図である。It is a schematic diagram showing the relationship between the positive development, the negative development and the exposure amount in the method of the present invention. 本発明の方法に於ける、ポジ型現像、ネガ型現像と、露光量との関連を示す模式図である。It is a schematic diagram showing the relationship between the positive development, the negative development and the exposure amount in the method of the present invention. 本発明の方法に於ける、ポジ型現像、ネガ型現像と、露光量との関連を示す模式図である。It is a schematic diagram showing the relationship between the positive development, the negative development and the exposure amount in the method of the present invention. 光学像の空間強度分布を示す図面である。It is drawing which shows the spatial intensity distribution of an optical image. ポジ型現像、閾値(a)、光強度の関連を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between positive image development, threshold value (a), and light intensity. 光学像の空間強度分布を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the spatial intensity distribution of an optical image. ネガ型現像、閾値(b)、光強度の関連を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between negative image development, a threshold value (b), and light intensity. 2回の露光によりパターンを形成する状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which forms a pattern by twice exposure.

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
尚、本明細書に於ける基(原子団)の表記に於いて、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
In addition, in the description of the group (atomic group) in this specification, the description which does not describe substitution and non-substitution includes what does not have a substituent and what has a substituent. . For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).

本発明では、解像力を高める技術として、所定の閾値(b)以下の露光部を選択的に溶解・除去させる現像液(ネガ型現像液)と、活性光線又は放射線の照射により、ネガ型現像液(好ましくは有機系現像液)に対する溶解度が減少する膜を形成するポジ型レジスト組成物とを組合わせた、新しいパターン形成方法を提示する。
本発明では、解像力を高める技術として、より好ましくは、所定の閾値(a)以上の露光部を選択的に溶解・除去させる現像液(ポジ型現像液)と、所定の閾値(b)以下の露光部を選択的に溶解・除去させる現像液(ネガ型現像液)と、活性光線又は放射線の照射により、ポジ型現像液(好ましくはアルカリ現像液)に対する溶解度が増大し、ネガ型現像液(好ましくは有機系現像液)に対する溶解度が減少する膜を形成するポジ型レジスト組成物とを組合わせた、新しいパターン形成方法を提示する。
即ち、図2に示すように、露光マスク上のパターン要素を、光照射によって、ウエハー上に投影したときに、光照射強度の強い領域(所定の閾値(a)以上の露光部)を、ポジ型現像液を用いて溶解・除去し、光照射強度の弱い領域(所定の閾値(b)以下の露光部)を、ネガ型現像液を用いて溶解・除去することにより、光学空間像(光強度分布)の周波数の2倍の解像度のパターンを得ることができる。また、本発明の方法では、露光マスクのデザインを分割する必要がない。
In the present invention, as a technique for increasing the resolving power, a negative developing solution can be obtained by irradiating an actinic ray or radiation with a developing solution (negative developing solution) that selectively dissolves and removes an exposed portion having a predetermined threshold value (b) or less. A new pattern formation method is presented that combines a positive resist composition that forms a film with reduced solubility in (preferably an organic developer).
In the present invention, as a technique for increasing the resolving power, more preferably, a developer (positive developer) that selectively dissolves and removes an exposed portion having a predetermined threshold value (a) or higher, and a predetermined threshold value (b) or lower. A developer (negative developer) that selectively dissolves and removes the exposed area and irradiation with actinic rays or radiation increase the solubility in a positive developer (preferably an alkali developer). A new pattern forming method is proposed, which is combined with a positive resist composition which forms a film having a reduced solubility in an organic developer).
That is, as shown in FIG. 2, when a pattern element on an exposure mask is projected onto a wafer by light irradiation, a region having a high light irradiation intensity (an exposed portion having a predetermined threshold (a) or more) is positively positioned. An optical aerial image (light) is obtained by dissolving / removing with a mold developer and dissolving / removing an area with a low light irradiation intensity (exposed portion below a predetermined threshold (b)) with a negative developer. A pattern having a resolution twice the frequency of the intensity distribution can be obtained. Further, in the method of the present invention, it is not necessary to divide the design of the exposure mask.

本発明を実施するのに、必要なパターン形成プロセスは、以下の工程を含む。
(ア)基板上に、活性光線又は放射線の照射により、ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、ネガ型現像液に対する溶解度が減少する、ポジ型レジスト組成物を塗布する工程、
(イ)露光工程、及び
(エ)ネガ型現像液を用いて現像する工程。
A pattern forming process necessary for carrying out the present invention includes the following steps.
(A) a step of applying a positive resist composition on a substrate, which increases the solubility in a positive developer and decreases the solubility in a negative developer by irradiation with actinic rays or radiation;
(A) an exposure step; and (d) a step of developing using a negative developer.

本発明のパターン形成方法は、さらに、(ウ)ポジ型現像液を用いて現像する工程を含むことが好ましい。   The pattern forming method of the present invention preferably further includes (c) a step of developing using a positive developer.

本発明のパターン形成方法は、さらに、(エ)ネガ型現像液を用いて現像する工程の後に、(カ)有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程を含むことが好ましい。   The pattern forming method of the present invention preferably further includes (f) a step of washing with a rinsing solution containing an organic solvent after the step of (e) developing with a negative developer.

本発明のパターン形成方法は、(イ)露光工程の後に、(オ)加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程を有することが好ましい。   The pattern forming method of the present invention preferably has (i) a heating (also called post exposure bake (PEB)) step after the exposure step.

本発明のパターン形成方法は、(イ)露光工程を、複数回有することができる。   The pattern formation method of this invention can have (b) exposure process in multiple times.

本発明のパターン形成方法は、(オ)加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程を、複数回有することができる。   The pattern forming method of the present invention can include (e) a heating (also referred to as baking, PEB (post exposure bake)) process a plurality of times.

本発明を実施するには、(a)活性光線又は放射線の照射により、ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、ネガ型現像液に対する溶解度が減少する、ポジ型レジスト組成物及び(b)ネガ型現像液(好ましくは有機系現像液)が必要である。
本発明を実施するには、更に、(c)ポジ型現像液(好ましくはアルカリ現像液)を使用することが好ましい。
本発明を実施するには、更に、(d)有機溶剤を含むリンス液を使用することが好ましい。
In carrying out the present invention, (a) a positive resist composition in which the solubility in a positive developer increases and the solubility in a negative developer decreases by irradiation with actinic rays or radiation, and (b) a negative resist. A developer (preferably an organic developer) is required.
In order to carry out the present invention, it is further preferable to use (c) a positive developer (preferably an alkali developer).
In order to carry out the present invention, it is preferable to further use (d) a rinsing liquid containing an organic solvent.

パターンを形成する方式としては、ポジ型とネガ型があり、何れも、光照射を契機とした化学反応によって、レジスト膜の現像液に対する溶解性が変化することを利用しているが、光照射部が現像液に溶解する場合をポジ型方式、非照射部が現像液に溶解する場合をネガ型方式と呼ばれる。ポジ型レジストは、現像液に対する溶解性を高めるために、極性変換等の化学反応を利用しており、ネガ型レジストでは、架橋反応や重合反応等の分子間の結合生成を利用している。   There are two types of pattern formation methods: positive and negative. Both use the fact that the solubility of the resist film in the developer changes due to a chemical reaction triggered by light irradiation. The case where the part is dissolved in the developer is called a positive type, and the case where the non-irradiated part is dissolved in the developer is called a negative type. A positive resist uses a chemical reaction such as polarity conversion in order to improve solubility in a developer, and a negative resist uses a bond formation between molecules such as a crosslinking reaction or a polymerization reaction.

KrFエキシマレーザー(248nm)用レジスト以降、光吸収による感度低下を補うためにレジストの画像形成方法として化学増幅という画像形成方法が用いられている。ポジ型の化学増幅の画像形成方法を例に挙げ説明すると、露光で露光部の酸発生剤が分解し酸を生成させ、露光後のベーク(PEB:Post Exposure Bake)でその発生酸を反応触媒として利用してアルカリ不溶の基をアルカリ可溶基に変化させ、アルカリ現像により露光部を除去する画像形成方法である。   Since the resist for KrF excimer laser (248 nm), an image forming method called chemical amplification has been used as an image forming method for a resist in order to compensate for sensitivity reduction due to light absorption. An example of a positive-type chemical amplification image forming method will be described. When exposed, the acid generator in the exposed area decomposes to generate an acid, and the acid generated in the exposure bake (PEB) is a reaction catalyst. Is used to change an alkali-insoluble group to an alkali-soluble group, and an exposed portion is removed by alkali development.

本発明では、ひとつのポジ型レジスト組成物(a)が、同時に、ポジ型現像液に対してはポジ型として作用し、また、ネガ型現像液に対してはネガ型として作用する。
本発明では、ポジ型現像液として、アルカリ現像液(水系)を、ネガ型現像液として、有機溶剤を含む有機系現像液を用いることができる。
また、ポジ型レジスト組成物(a)は、「露光照射を契機とした化学反応の結果、アルカリ現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤を含む現像液に対する溶解度が減少する膜を形成する樹脂組成物」である。
従来用いられてきたネガ型画像形成系(ネガ型レジスト+ネガ型現像液)では、専ら、分子間の結合により、分子量が増大し、現像液に対する溶解性が低減する機構を利用した材料系が提案されてきた。しかし、分子量の変化を利用した画像形成機構では、一つのレジスト材料系が、ある現像液に対してはポジ型に、また、別の現像液に対してはネガ型に作用する様な系を構築するのが難しかった。
本発明に於いて、ポジ型レジスト組成物(a)は、ポリマー側鎖の極性変換反応により、ネガ型現像液に対する溶解性が低減するだけではなく、特に、特定の化学反応(ポリマー側鎖の極性変換反応)により、アルカリ現像液に対する溶解度の増大と、有機系現像液に対する溶解度の減少を同時にもたらすものである。
In the present invention, one positive resist composition (a) simultaneously acts as a positive type for a positive developer, and acts as a negative type for a negative developer.
In the present invention, an alkaline developer (aqueous) can be used as the positive developer, and an organic developer containing an organic solvent can be used as the negative developer.
Further, the positive resist composition (a) is “a resin composition that forms a film in which the solubility in an alkali developer increases as a result of a chemical reaction triggered by exposure irradiation and the solubility in a developer containing an organic solvent decreases. Things ".
In the negative type image forming system (negative type resist + negative type developer) that has been used in the past, there is a material system that utilizes a mechanism that increases the molecular weight due to intermolecular bonding and reduces the solubility in the developer. Has been proposed. However, in the image forming mechanism using the change in molecular weight, a system in which one resist material system acts positively for one developer and negatively for another developer. It was difficult to build.
In the present invention, the positive resist composition (a) not only reduces the solubility in the negative developer by the polarity conversion reaction of the polymer side chain, but also has a specific chemical reaction (of the polymer side chain). The polarity conversion reaction) simultaneously increases the solubility in an alkali developer and decreases the solubility in an organic developer.

本発明に於いては、ポジ型レジスト組成物とネガ型現像液の組み合わせ、又はポジ型レジスト組成物とネガ型現像液及びポジ型現像液の組み合わせにより、レジスト残渣が発生することなく、微細パターンを形成できる。   In the present invention, a combination of a positive resist composition and a negative developer, or a combination of a positive resist composition, a negative developer and a positive developer does not generate a resist residue and generates a fine pattern. Can be formed.

本発明の好ましい別の態様は、先ずネガ型現像液(好ましくは、有機系現像液)を用いた第一の現像を行い、その後にポジ型現像液(好ましくは、アルカリ現像液)を用いた第二の現像を行うことである。これにより、さらに、レジストパターンの欠けを抑制できる。レジストパターンの欠けを抑制することで、基板上に転写される回路パターンの不良を抑制できる。   In another preferred embodiment of the present invention, first development is performed using a negative developer (preferably an organic developer), and then a positive developer (preferably an alkali developer) is used. The second development is performed. Thereby, the chipping of the resist pattern can be further suppressed. By suppressing the chipping of the resist pattern, it is possible to suppress a defect in the circuit pattern transferred onto the substrate.

Macromolecules, vol38, 1882-1898 (2005)、J. Photopolymer Science and Technology, vol12, 545-551 (1999)等に開示されている様に、良好な解像性能のパターンを得るためには、現像工程に於いて、レジスト膜への現像液の浸透をよりスムーズにすることが重要である。現像工程に於いて、まずネガ型現像液を用いた第一の現像を行い、次いでポジ型現像液を用いた第二の現像を行うことで、レジストパターンの欠けを抑制できる理由については明らかではないが、本発明のポジ型レジスト組成物、ポジ型現像液及びネガ型現像液の組み合わせが重要であると考えられる。すなわち、ネガ型現像液及びポジ型現像液を併用した2回の現像を行い、かつその2回の現像順序を前記順序とすることで、第二の現像工程に於いて、現像液(ポジ型現像液)がレジスト膜へよりスムーズに浸透し、その結果、現像の均一性が向上し、レジストパターンの欠けを生じることなくパターン形成できたと考えられる。   Macromolecules, vol38, 1882-1898 (2005), J. Photopolymer Science and Technology, vol12, 545-551 (1999), etc. In this case, it is important to make the penetration of the developer into the resist film smoother. In the development process, it is not clear why the resist pattern chipping can be suppressed by performing the first development using a negative developer and then the second development using a positive developer. However, the combination of the positive resist composition, the positive developer and the negative developer of the present invention is considered important. That is, by performing two developments using a negative developer and a positive developer in combination, and setting the development sequence of the two times in the above order, the developer (positive type) is developed in the second development step. It is considered that the developer) penetrated into the resist film more smoothly, and as a result, the uniformity of development was improved and the pattern could be formed without causing the resist pattern to be chipped.

本発明において、重要なのは、露光量の「閾値」(光照射領域の中で、膜が現像液に可溶化、あるいは不溶化する露光量)を制御することである。即ち、パターン形成を行うに際し、所望の線幅が得られるように、ポジ型現像液に対し可溶化する最小の露光量、および、ネガ型現像液対し不溶化する最小の露光量、が「閾値」である。
「閾値」は、以下の様にして求めることが出来る。
即ち、パターン形成を行うに際し、所望の線幅が得られるように、ポジ型現像液に対し可溶化する最小の露光量、および、ネガ型現像液対し不溶化する最小の露光量、が閾値である。
より厳密には、閾値は、以下の様に定義される。
レジスト膜の露光量に対する残膜率を測定した時に、図3にあるように、ポジ型現像液に対し、残膜率が0%となる露光量を、閾値(a)と、ネガ型現像液に対し、残膜率が100%となる露光量を、閾値(b)とする。
例えば、図4に示すように、ポジ型現像液に対し可溶化する最小の露光量の閾値(a)を、ネガ型現像液対し不溶化する最小の露光量の閾値(b)より、高くすることにより、1回の露光で、パターン形成が可能となる。
In the present invention, it is important to control the “threshold value” of the exposure amount (the exposure amount at which the film is solubilized or insolubilized in the developer in the light irradiation region). That is, when performing pattern formation, the minimum exposure amount solubilized in a positive developer and the minimum exposure amount insolubilized in a negative developer so that a desired line width can be obtained are “threshold values”. It is.
The “threshold value” can be obtained as follows.
That is, when performing pattern formation, the minimum exposure amount solubilized in the positive developer and the minimum exposure amount insoluble in the negative developer are threshold values so that a desired line width can be obtained. .
More precisely, the threshold value is defined as follows.
As shown in FIG. 3, when the remaining film ratio with respect to the exposure amount of the resist film is measured, the exposure amount at which the remaining film ratio becomes 0% with respect to the positive developer, the threshold value (a), and the negative developer. On the other hand, an exposure amount at which the remaining film rate becomes 100% is defined as a threshold value (b).
For example, as shown in FIG. 4, the threshold value (a) of the minimum exposure amount solubilized in the positive developer is set higher than the threshold value (b) of the minimum exposure amount insolubilized in the negative developer. Thus, the pattern can be formed by one exposure.

閾値を制御する方法としては、ポジ型レジスト組成物(a)および現像液の材料関連パラメータ、や、プロセスと関連するパラメータを制御する方法がある。
材料関連パラメータとしては、ポジ型レジスト組成物(a)の現像液、及び、有機溶剤に対する溶解性と関連する様々な物性値、即ち、SP値(溶解度パラメータ)、LogP値、等の制御が有効である。具体的には、ポジ型レジスト組成物(a)に含まれる、ポリマーの重量平均分子量、分子量分散度、モノマー組成比、モノマーの極性、モノマーシーケンス、ポリマーブレンド、低分子添加剤の添加、また、現像液については、現像液濃度、低分子添加剤の添加、界面活性剤の添加、等がある。
また、プロセス関連パラメータとしては、製膜温度、製膜時間、露光後後加熱時の温度、時間、現像時の温度、現像時間、現像装置のノズル方式(液盛り方法)、現像後のリンス方法等が挙げられる。
As a method of controlling the threshold value, there are a method of controlling material-related parameters of the positive resist composition (a) and the developer, and parameters related to the process.
As material-related parameters, it is effective to control various physical properties related to the solubility of the positive resist composition (a) in the developer and organic solvent, that is, SP value (solubility parameter), LogP value, etc. It is. Specifically, in the positive resist composition (a), the polymer weight average molecular weight, molecular weight dispersity, monomer composition ratio, monomer polarity, monomer sequence, polymer blend, addition of low molecular additives, As for the developer, there are developer concentration, addition of a low molecular additive, addition of a surfactant, and the like.
Process-related parameters include film formation temperature, film formation time, post-exposure post-heating temperature, time, development temperature, development time, developing device nozzle method (liquid filling method), post-development rinsing method Etc.

ポジ型現像液、ネガ型現像液の2種類の現像液を用いたパターン形成プロセスは、上記の様に1回の露光でおこなってもよいし、以下のプロセスにより、2回以上の露光を行うプロセスで行ってもよい。即ち、1回目の露光を行った後、ポジ型現像液もしくはネガ型現像液を用いて現像を行い、次に、2回目の露光を行った後、最初の現像とは異なる現像液にて、ネガ型もしくはポジ型の現像を行う。   The pattern formation process using two types of developer, a positive developer and a negative developer, may be performed by a single exposure as described above, or by performing the exposure by performing the following process twice or more. It may be done in a process. That is, after the first exposure, development is performed using a positive developer or a negative developer, and then, after the second exposure, with a developer different from the first development, Perform negative or positive development.

(ア)基板上に、活性光線又は放射線の照射により、ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、ネガ型現像液に対する溶解度が減少する、多重現像用ポジ型レジスト組成物を塗布する工程、
(イ−1)第1の露光工程、
(オ−1)第1の加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程、
(ウ)ポジ型現像液を用いて現像する工程、
(イ−2)第2の露光工程、
(オ−2)第2の加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程、及び
(エ)ネガ型現像液を用いて現像する工程
をこの順序で含むことを特徴とするパターン形成方法。
(A) A step of applying a positive resist composition for multiple development on a substrate, which increases the solubility in a positive developer and decreases the solubility in a negative developer by irradiation with actinic rays or radiation;
(A-1) First exposure step,
(E-1) a first heating (also called bake, PEB (post exposure bake)) step,
(C) developing with a positive developer,
(I-2) Second exposure step,
(E-2) a pattern forming method comprising: a second heating (also called bake, PEB (post exposure bake)) step; and (d) a step of developing with a negative developer in this order. .

図6に示す、
(ア)基板上に、活性光線又は放射線の照射により、ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、ネガ型現像液に対する溶解度が減少する、多重現像用ポジ型レジスト組成物を塗布する工程、
(イ−1)第1の露光工程、
(オ−1)第1の加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程、
(エ)ネガ型現像液を用いて現像する工程、
(イ−2)第2の露光工程、
(オ−2)第2の加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)工程、及び
(ウ)ポジ型現像液を用いて現像する工程、
をこの順序で含むことを特徴とするパターン形成方法。
As shown in FIG.
(A) A step of applying a positive resist composition for multiple development on a substrate, which increases the solubility in a positive developer and decreases the solubility in a negative developer by irradiation with actinic rays or radiation;
(A-1) First exposure step,
(E-1) a first heating (also called bake, PEB (post exposure bake)) step,
(D) developing with a negative developer,
(I-2) Second exposure step,
(E-2) a second heating (also called bake, PEB (post exposure bake)) step, and (c) a step of developing using a positive developer,
The pattern formation method characterized by including these in this order.

上記多重現像用ポジ型レジスト組成物としては、後述するポジ型レジスト組成物を使用することができる。   As the multiple development positive resist composition, a positive resist composition to be described later can be used.

露光を2回以上行うメリットとしては、1回目の露光後の現像における閾値の制御と、2回目の露光後の現像における閾値の制御の自由度が増大する、というメリットがある。2回以上露光を行う場合、2回目の露光量を1回目の露光量より大きくすることが望ましい。2回目の現像においては、1回目および2回目の露光量の履歴が加算された量を基に、閾値が決定されるが、2回目の露光量が1回目の露光量より十分大きい場合、1回目の露光量の影響は小さくなり、場合によっては無視できるからである。
1回目の露光を行う工程における露光量(Eo1[mJ/cm2])は、2回目の露光を行う工程における露光量(Eo2[mJ/cm2])より、5[mJ/cm2]以上小さい方が望ましい。これは、1回目の露光の履歴の影響が、2回目の露光によりパターン形成を行う過程に及ぼす影響を小さくすることができる。
As an advantage of performing exposure twice or more, there is an advantage that the degree of freedom in controlling the threshold value in the development after the first exposure and the control of the threshold value in the development after the second exposure is increased. When performing the exposure twice or more, it is desirable to make the second exposure amount larger than the first exposure amount. In the second development, the threshold value is determined based on the sum of the first and second exposure amount histories. If the second exposure amount is sufficiently larger than the first exposure amount, This is because the influence of the exposure amount of the second time becomes small and can be ignored in some cases.
The exposure amount (Eo1 [mJ / cm 2 ]) in the first exposure process is 5 [mJ / cm 2 ] or more from the exposure amount (Eo2 [mJ / cm 2 ]) in the second exposure process. Smaller is desirable. This can reduce the influence of the history of the first exposure on the pattern forming process by the second exposure.

2回露光を行う場合においては、1回目の現像はポジ型に限らず、先にネガ型現像液を用いて現像を行ってもよい。   In the case where the exposure is performed twice, the first development is not limited to the positive type, and the development may be performed using a negative developer first.

1回目の露光量と2回目の露光量を変更するには、前述の材料・プロセスの様々なパラメータを調整する方法が有効であるが、特に、1回目の加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)をする工程の温度と、2回目の加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)をする工程の温度を制御することが有効である。即ち、1回目の露光量を2回目の露光量より小さくするには、1回目の加熱をする工程の温度を2回目の加熱をする工程の温度より高くすることが有効である。   In order to change the exposure amount for the first time and the exposure amount for the second time, the method of adjusting various parameters of the above-mentioned materials and processes is effective. In particular, the first heating (baking, PEB (post exposure bake) It is effective to control the temperature of the step of performing the second heating (also referred to as baking or PEB (post exposure bake)). That is, in order to make the first exposure amount smaller than the second exposure amount, it is effective to set the temperature of the first heating step higher than the temperature of the second heating step.

ポジ型現像に於ける、閾値(a)は、実際のリソグラフィ工程においては、以下の様に対応する。
基板上に、活性光線又は放射線の照射により、ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、ネガ型現像液に対する溶解度が減少する、ポジ型レジスト組成物による膜を形成した後、所望の照明条件で、所望のパターンサイズのフォトマスクを介して露光を行う。この時、露光の焦点(フォーカス)を0.05[μm]、露光量を0.5[mJ/cm2]刻みで振りながら、露光を行う。露光後、所望の温度で、所望時間加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)を行い、所望の濃度のアルカリ現像液で、所望時間現像を行う。現像後、パターンの線幅を、CD−SEMを用いて計測し、所望の線幅を形成する露光量A[mJ/cm2]、フォーカス位置を決定する。次に、特定露光量A[mJ/cm2]、特定フォーカス位置で、先のフォトマスクを照射した時の光学像の強度分布を計算する。計算は、シミュレーションソフトウエア(KLA社製Prolithver.9.2.0.15)を用いて行うことができる。計算方法の詳細は、Inside PROLITH(Chris.A.Mack著、FINLE Technologies,Inc. , Cahpter2 Aerial Image Formation)に記載されている。
計算結果の一例として、図7に示す様な光学像の空間強度分布が得られる。
The threshold value (a) in the positive development corresponds to the following in the actual lithography process.
On the substrate, after forming a film with a positive resist composition, the solubility in a positive developer increases by irradiation with actinic rays or radiation, and the solubility in a negative developer decreases. Exposure is performed through a photomask having a desired pattern size. At this time, exposure is performed while swinging the focus of exposure (focus) by 0.05 [μm] and the exposure amount by 0.5 [mJ / cm 2 ]. After exposure, heating is performed at a desired temperature for a desired time (also called baking or PEB (post exposure bake)), and development is performed for a desired time with an alkaline developer having a desired concentration. After development, the line width of the pattern is measured using a CD-SEM, and an exposure amount A [mJ / cm 2 ] and a focus position for forming a desired line width are determined. Next, the intensity distribution of the optical image when the previous photomask is irradiated at a specific exposure amount A [mJ / cm 2 ] and a specific focus position is calculated. The calculation can be performed using simulation software (Prolithver.9.2.0.15 manufactured by KLA). Details of the calculation method are described in Inside PROLITH (Chris. A. Mack, FINLE Technologies, Inc., Cahpter2 Aerial Image Formation).
As an example of the calculation result, a spatial intensity distribution of an optical image as shown in FIG. 7 is obtained.

ここで、図8に示すように、光学像の空間強度分布の極小値から、得られたパターン線幅の1/2の分だけ空間位置をずらした位置における光強度が、閾値(a)に対応する。   Here, as shown in FIG. 8, the light intensity at the position where the spatial position is shifted from the minimum value of the spatial intensity distribution of the optical image by 1/2 of the obtained pattern line width becomes the threshold value (a). Correspond.

ネガ型現像に於ける、閾値(b)は、実際のリソグラフィ工程においては、以下の様に対応する。
基板上に、活性光線又は放射線の照射により、ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、ネガ型現像液に対する溶解度が減少する、ポジ型レジスト組成物による膜を形成した後、所望の照明条件で、所望のパターンサイズのフォトマスクを介して露光を行う。この時、露光の焦点(フォーカス)を0.05[μm]、露光量を0.5[mJ/cm2]刻みで振りながら、露光を行う。露光後、所望の温度で、所望時間加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)を行い、所望の濃度の有機系現像液で、所望時間現像を行う。現像後、パターンの線幅を、CD−SEMを用いて計測し、所望の線幅を形成する露光量A[mJ/cm2]、フォーカス位置を決定する。次に、特定露光量A[mJ/cm2]、特定フォーカス位置で、先のフォトマスクを照射した時の光学像の強度分布を計算する。計算はシミュレーションソフトウエア(KLA社製Prolith)を用いて行う。
例えば、図9に示す様な光学像の空間強度分布が得られる。
The threshold value (b) in the negative development corresponds to the following in the actual lithography process.
On the substrate, after forming a film with a positive resist composition, the solubility in a positive developer increases by irradiation with actinic rays or radiation, and the solubility in a negative developer decreases. Exposure is performed through a photomask having a desired pattern size. At this time, exposure is performed while swinging the focus of exposure (focus) by 0.05 [μm] and the exposure amount by 0.5 [mJ / cm 2 ]. After the exposure, heating is performed at a desired temperature for a desired time (also referred to as baking or PEB (post exposure bake)), and development is performed for a desired time with an organic developer having a desired concentration. After development, the line width of the pattern is measured using a CD-SEM, and an exposure amount A [mJ / cm 2 ] and a focus position for forming a desired line width are determined. Next, the intensity distribution of the optical image when the previous photomask is irradiated at a specific exposure amount A [mJ / cm 2 ] and a specific focus position is calculated. The calculation is performed using simulation software (Prolith manufactured by KLA).
For example, a spatial intensity distribution of an optical image as shown in FIG. 9 is obtained.

ここで、図10に示すように、光学像の空間強度分布の極大値から、得られたパターン線幅の1/2の分だけ空間位置をずらした位置における光強度をしきい値(b)とする。   Here, as shown in FIG. 10, the light intensity at the position where the spatial position is shifted from the maximum value of the spatial intensity distribution of the optical image by 1/2 of the obtained pattern line width is the threshold value (b). And

閾値(a) は、0.1〜100[mJ/cm2]が好ましく、より好ましくは、0.5〜50[mJ/cm2]であり、更に好ましくは、1〜30[mJ/cm2]である。閾値(b) は、0.1〜100[mJ/cm2]が好ましく、より好ましくは、0.5〜50[mJ/cm2]であり、更に好ましくは、1〜30[mJ/cm2]である。閾値(a)と(b)との差は、0.1〜80[mJ/cm2]が好ましく、より好ましくは、0.5〜50[mJ/cm2]であり、更に好ましくは、1〜30[mJ/cm2]である。 The threshold (a) is preferably 0.1 to 100 [mJ / cm 2 ], more preferably 0.5 to 50 [mJ / cm 2 ], and still more preferably 1 to 30 [mJ / cm 2 ]. The threshold (b) is preferably 0.1 to 100 [mJ / cm 2 ], more preferably 0.5 to 50 [mJ / cm 2 ], and still more preferably 1 to 30 [mJ / cm 2 ]. The difference between the threshold values (a) and (b) is preferably 0.1 to 80 [mJ / cm 2 ], more preferably 0.5 to 50 [mJ / cm 2 ], still more preferably 1 to 30 [mJ / cm 2 ].

本発明に於いて、基板上に形成する膜は、活性光線又は放射線の照射により、ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、ネガ型現像液に対する溶解度が減少する、ポジ型レジスト組成物による膜である。
以下、本発明で使用し得るポジ型レジスト組成物について説明する。
In the present invention, the film formed on the substrate is a film made of a positive resist composition that increases its solubility in a positive developer and decreases its solubility in a negative developer by irradiation with actinic rays or radiation. is there.
The positive resist composition that can be used in the present invention will be described below.

(A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤に対する溶解度が減少する樹脂
本発明のポジ型レジスト組成物に用いられる、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤に対する溶解度が減少する樹脂は、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基(以下、「酸分解性基」ともいう)を有する樹脂(「酸分解性樹脂」、「酸分解性樹脂(A)」又は「樹脂(A)」とも呼ぶ)であり、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤に対する溶解度が減少する樹脂であることがより好ましい。その理由は、活性光線又は放射線の照射の前後において、樹脂の極性が大きく変化し、ポジ型現像液(好ましくは、アルカリ現像液)及びネガ型現像液(好ましくは、有機溶剤)を用いて現像した場合の溶解コントラストが向上するためである。さらには、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有する樹脂は一般に疎水性が高く、ネガ型現像液(好ましくは、有機溶剤)によりレジスト膜の光照射強度の弱い領域を現像する場合の現像速度が速く、ネガ型現像液使用時の現像性が向上する。
アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボン酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基を有する基等が挙げられる。
好ましいアルカリ可溶性基としては、カルボン酸基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、スルホン酸基が挙げられる。
酸で分解し得る基(酸分解性基)として好ましい基は、これらのアルカリ可溶性基の水素原子を酸で脱離する基で置換した基である。
酸で脱離する基としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(R36)(R37)(OR39)、−C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。
式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
01〜R02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。
酸分解性基としては好ましくは、クミルエステル基、エノールエステル基、アセタールエステル基、第3級のアルキルエステル基等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル基である。
(A) Resin in which the solubility in an alkali developer increases due to the action of an acid and the solubility in an organic solvent decreases. The solubility in an alkali developer increases due to the action of an acid used in the positive resist composition of the present invention. Resins whose solubility in a solvent is reduced are groups (hereinafter referred to as “acid-decomposable groups”) that are decomposed by the action of an acid to generate an alkali-soluble group in the main chain or side chain of the resin, or in both the main chain and the side chain. (Also referred to as “acid-decomposable resin”, “acid-decomposable resin (A)” or “resin (A)”) having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure More preferably, the resin increases the solubility in an alkali developer by the action of an acid and decreases the solubility in an organic solvent. The reason is that the polarity of the resin changes greatly before and after irradiation with actinic rays or radiation, and development is performed using a positive developer (preferably an alkali developer) and a negative developer (preferably an organic solvent). This is because the dissolution contrast is improved. Furthermore, a resin having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure is generally highly hydrophobic, and a negative developing solution (preferably an organic solvent) is used to develop a region with low light irradiation intensity of a resist film. The development speed is fast and the developability when using a negative developer is improved.
Alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) Imido group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) methylene group A group having
Preferred alkali-soluble groups include carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol), and sulfonic acid groups.
A preferred group as an acid-decomposable group (acid-decomposable group) is a group obtained by substituting the hydrogen atom of these alkali-soluble groups with a group capable of leaving with an acid.
Examples of the group leaving with an acid include -C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ), -C (R 36 ) (R 37 ) (OR 39 ), -C (R 01 ) (R 02 ). ) (OR 39 ) and the like.
In the formula, R 36 to R 39 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.
R 01 and R 02 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group.
The acid-decomposable group is preferably a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, a tertiary alkyl ester group or the like. More preferably, it is a tertiary alkyl ester group.

単環又は多環の脂環炭化水素構造を有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤に対する溶解度が減少する樹脂を含有する本発明のポジ型レジスト組成物は、ArFエキシマレーザー光を照射する場合に好適に使用することができる。   The positive resist composition of the present invention containing a resin having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, which increases the solubility in an alkali developer by the action of an acid and decreases the solubility in an organic solvent. It can be suitably used when irradiating excimer laser light.

単環又は多環の脂環炭化水素構造を有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤に対する溶解度が減少する樹脂(以下、「脂環炭化水素系酸分解性樹脂」ともいう)としては、下記一般式(pI)〜一般式(pV)で示される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位及び下記一般式(II-AB)で示される繰り返し単位の群から選択される少なくとも1種を含有する樹脂であることが好ましい。   Resin that has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, increases its solubility in an alkaline developer by the action of an acid, and decreases its solubility in an organic solvent (hereinafter referred to as “alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin”) As a repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the following general formula (pI) to general formula (pV) and a group of repeating units represented by the following general formula (II-AB) It is preferable that it is resin containing at least 1 sort (s) selected from these.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(pI)〜(pV)中、
11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R16は、各々独立に、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R12〜R14のうち少なくとも1つ、もしくはR15、R16のいずれかはシクロアルキル基を表す。
17〜R21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R17〜R21のうち少なくとも1つはシクロアルキル基を表す。また、R19、R21のいずれかは炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。
22〜R25は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R22〜R25のうち少なくとも1つはシクロアルキル基を表す。また、R23とR24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
In general formulas (pI) to (pV),
R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group, and Z is an atom necessary for forming a cycloalkyl group together with a carbon atom. Represents a group.
R 12 to R 16 each independently represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. However, at least one of R 12 to R 14 , or any of R 15 and R 16 represents a cycloalkyl group.
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group. However, at least one of R 17 to R 21 represents a cycloalkyl group. Further, either R 19 or R 21 represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group. However, at least one of R 22 to R 25 represents a cycloalkyl group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(II−AB)中、
11'及びR12'は、各々独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
Z'は、結合した2つの炭素原子(C−C)を含み、脂環式構造を形成するための原子団を表す。
In general formula (II-AB),
R 11 ′ and R 12 ′ each independently represents a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom or an alkyl group.
Z ′ represents an atomic group for forming an alicyclic structure containing two bonded carbon atoms (C—C).

また、上記一般式(II−AB)は、下記一般式(II−AB1)又は一般式(II−AB2)であることが更に好ましい。   The general formula (II-AB) is more preferably the following general formula (II-AB1) or general formula (II-AB2).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

式(II−AB1)及び(II−AB2)中、
13'〜R16'は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、−COOH、−COOR5、酸の作用により分解する基、−C(=O)−X−A'−R17'、アルキル基あるいはシクロアルキル基を表す。Rl3'〜R16'のうち少なくとも2つが結合して環を形成してもよい。
ここで、R5は、アルキル基、シクロアルキル基又はラクトン構造を有する基を表す。
Xは、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO2−又は−NHSO2NH−を表す。
A'は、単結合又は2価の連結基を表す。
17'は、−COOH、−COOR5、−CN、水酸基、アルコキシ基、−CO−NH−R6、−CO−NH−SO2−R6又はラクトン構造を有する基を表す。
6は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
nは、0又は1を表す。
In the formulas (II-AB1) and (II-AB2),
R 13 ′ to R 16 ′ each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, —COOH, —COOR 5 , a group that decomposes by the action of an acid, —C (═O) —XA′—R. 17 ′ represents an alkyl group or a cycloalkyl group. At least two of R 13 ′ to R 16 ′ may combine to form a ring.
Here, R 5 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or a group having a lactone structure.
X represents an oxygen atom, a sulfur atom, -NH -, - NHSO 2 - or an -NHSO 2 NH-.
A ′ represents a single bond or a divalent linking group.
R 17 ′ represents —COOH, —COOR 5 , —CN, a hydroxyl group, an alkoxy group, —CO—NH—R 6 , —CO—NH—SO 2 —R 6 or a group having a lactone structure.
R 6 represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
n represents 0 or 1.

一般式(pI)〜(pV)において、R12〜R25におけるアルキル基としては、1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。 In the general formulas (pI) to (pV), the alkyl group in R 12 to R 25 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

11〜R25におけるシクロアルキル基或いはZと炭素原子が形成するシクロアルキル基は、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。これらのシクロアルキル基は置換基を有していてもよい。 The cycloalkyl group in R 11 to R 25 or the cycloalkyl group formed by Z and the carbon atom may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 6-30, and particularly preferably 7-25. These cycloalkyl groups may have a substituent.

好ましいシクロアルキル基としては、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、アダマンチル基、ノルボルニル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、テトラシクロドデカニル基、トリシクロデカニル基を挙げることができる。   Preferred cycloalkyl groups include adamantyl group, noradamantyl group, decalin residue, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, A cyclodecanyl group and a cyclododecanyl group can be mentioned. More preferable examples include an adamantyl group, norbornyl group, cyclohexyl group, cyclopentyl group, tetracyclododecanyl group, and tricyclodecanyl group.

これらのアルキル基、シクロアルキル基の更なる置換基としては、アルキル基(炭素数1〜4)、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基(炭素数1〜4)、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基(炭素数2〜6)が挙げられる。上記のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基等が、更に有していてもよい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることができる。   As further substituents of these alkyl groups and cycloalkyl groups, alkyl groups (1 to 4 carbon atoms), halogen atoms, hydroxyl groups, alkoxy groups (1 to 4 carbon atoms), carboxyl groups, alkoxycarbonyl groups (carbon numbers) 2-6). Examples of the substituent that the alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group and the like may further have include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group.

上記樹脂における一般式(pI)〜(pV)で示される構造は、アルカリ可溶性基の保護に使用することができる。アルカリ可溶性基としては、この技術分野において公知の種々の基が挙げられる。   The structures represented by the general formulas (pI) to (pV) in the resin can be used for protecting alkali-soluble groups. Examples of the alkali-soluble group include various groups known in this technical field.

具体的には、カルボン酸基、スルホン酸基、フェノール基、チオール基の水素原子が一般式(pI)〜(pV)で表される構造で置換された構造などが挙げられ、好ましくはカルボン酸基、スルホン酸基の水素原子が一般式(pI)〜(pV)で表される構造で置換された構造である。   Specific examples include a structure in which a hydrogen atom of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phenol group, or a thiol group is substituted with a structure represented by the general formulas (pI) to (pV), preferably a carboxylic acid Group, a hydrogen atom of a sulfonic acid group is substituted with a structure represented by general formulas (pI) to (pV).

一般式(pI)〜(pV)で示される構造で保護されたアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位としては、下記一般式(pA)で示される繰り返し単位が好ましい。   As the repeating unit having an alkali-soluble group protected by the structure represented by the general formulas (pI) to (pV), a repeating unit represented by the following general formula (pA) is preferable.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

ここで、Rは、水素原子、ハロゲン原子又は1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。複数のRは、各々同じでも異なっていてもよい。
Aは、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルホンアミド基、ウレタン基、又はウレア基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを表す。好ましくは単結合である。
Rp1は、上記式(pI)〜(pV)のいずれかの基を表す。
Here, R represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A plurality of R may be the same or different.
A represents a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a urea group, or a combination of two or more groups. Represents. A single bond is preferable.
Rp 1 represents any group of the above formulas (pI) to (pV).

一般式(pA)で表される繰り返し単位は、特に好ましくは、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、ジアルキル(1−アダマンチル)メチル(メタ)アクリレートによる繰り返し単位である。   The repeating unit represented by the general formula (pA) is particularly preferably a repeating unit composed of 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate and dialkyl (1-adamantyl) methyl (meth) acrylate.

以下、一般式(pA)で示される繰り返し単位の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Hereinafter, although the specific example of the repeating unit shown by general formula (pA) is shown, this invention is not limited to this.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

Figure 0005965971
Figure 0005965971

前記一般式(II−AB)、R11'、R12'におけるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。 Examples of the halogen atom in the general formula (II-AB), R 11 ′, and R 12 ′ include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom.

上記R11'、R12'におけるアルキル基としては、炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基が挙げられる。 Examples of the alkyl group in R 11 ′ and R 12 ′ include a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.

上記Z'の脂環式構造を形成するための原子団は、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素の繰り返し単位を樹脂に形成する原子団であり、中でも有橋式の脂環式炭化水素の繰り返し単位を形成する有橋式脂環式構造を形成するための原子団が好ましい。   The atomic group for forming the alicyclic structure of Z ′ is an atomic group that forms a repeating unit of an alicyclic hydrocarbon which may have a substituent in a resin, and among them, a bridged type alicyclic group. An atomic group for forming a bridged alicyclic structure forming a cyclic hydrocarbon repeating unit is preferred.

形成される脂環式炭化水素の骨格としては、一般式(pI)〜(pV)に於けるR12〜R25の脂環式炭化水素基と同様のものが挙げられる。 Examples of the skeleton of the alicyclic hydrocarbon formed include the same alicyclic hydrocarbon groups as R 12 to R 25 in the general formulas (pI) to (pV).

上記脂環式炭化水素の骨格には置換基を有していてもよい。そのような置換基としては、前記一般式(II−AB1)あるいは(II−AB2)中のR13'〜R16'を挙げることができる。 The alicyclic hydrocarbon skeleton may have a substituent. Examples of such a substituent include R 13 ′ to R 16 ′ in the general formula (II-AB1) or (II-AB2).

本発明に係る脂環炭化水素系酸分解性樹脂においては、酸の作用により分解する基は、前記一般式(pI)〜一般式(pV)で示される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位、一般式(II−AB)で表される繰り返し単位、及び後記共重合成分の繰り返し単位のうち少なくとも1種の繰り返し単位に含有することができる。酸の作用により分解する基は、一般式(pI)〜一般式(pV)で示される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位に含まれることが好ましい。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin according to the present invention, the group decomposed by the action of an acid has a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by the general formula (pI) to the general formula (pV). It can be contained in at least one kind of repeating unit among the repeating unit having, the repeating unit represented by formula (II-AB), and the repeating unit of the copolymerization component described later. The group capable of decomposing by the action of an acid is preferably contained in a repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by general formula (pI) to general formula (pV).

上記一般式(II−AB1)あるいは一般式(II−AB2)におけるR13'〜R16'の各種置換基は、上記一般式(II−AB)における脂環式構造を形成するための原子団ないし有橋式脂環式構造を形成するための原子団Z'の置換基ともなり得る。 Various substituents of R 13 ′ to R 16 ′ in the general formula (II-AB1) or the general formula (II-AB2) are atomic groups for forming an alicyclic structure in the general formula (II-AB). It can also be a substituent of the atomic group Z ′ for forming a bridged alicyclic structure.

上記一般式(II−AB1)あるいは一般式(II−AB2)で表される繰り返し単位として、下記具体例が挙げられるが、本発明はこれらの具体例に限定されない。   Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (II-AB1) or (II-AB2) include the following specific examples, but the present invention is not limited to these specific examples.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、ラクトン基を有することが好ましい。ラクトン基としては、ラクトン構造を含有していればいずれの基でも用いることができるが、好ましくは5〜7員環ラクトン構造を含有する基であり、5〜7員環ラクトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。下記一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。また、ラクトン構造を有する基が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては一般式(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)、(LC1−14)で表される基であり、特定のラクトン構造を用いることでラインエッジラフネス、現像欠陥が良好になる。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention preferably has a lactone group. As the lactone group, any group can be used as long as it contains a lactone structure, but it is preferably a group containing a 5- to 7-membered ring lactone structure, and a bicyclo structure in the 5- to 7-membered ring lactone structure, Those in which other ring structures are condensed to form a spiro structure are preferred. It is more preferable to have a repeating unit having a group having a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-16). Further, a group having a lactone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred lactone structures are groups represented by general formulas (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), (LC1-14), By using a specific lactone structure, line edge roughness and development defects are improved.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

ラクトン構造部分は、置換基(Rb2)を有していても有していなくてもよい。好ましい置換基(Rb2)としては、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数4〜7のシクロアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、酸分解性基などが挙げられる。n2は、0〜4の整数を表す。n2が2以上の時、複数存在するRb2は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在するRb2同士が結合して環を形成してもよい。 The lactone structure moiety may or may not have a substituent (Rb 2 ). Preferred substituents (Rb 2 ) include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a carboxyl group. , Halogen atom, hydroxyl group, cyano group, acid-decomposable group and the like. n2 represents an integer of 0 to 4. When n2 is 2 or more, a plurality of Rb 2 may be the same or different, and a plurality of Rb 2 may be bonded to form a ring.

一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位としては、上記一般式(II−AB1)又は(II−AB2)中のR13'〜R16'のうち少なくとも1つが一般式(LC1−1)〜(LC1−16)で表される基を有するもの(例えば−COOR5のR5が一般式(LC1−1)〜(LC1−16)で表される基を表す)、又は下記一般式(AI)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。 As the repeating unit having a group having a lactone structure represented by any of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16), R 13 in the above general formula (II-AB1) or (II-AB2) may be used. Wherein at least one of 'to R 16 ' has a group represented by the general formulas (LC1-1) to (LC1-16) (for example, R 5 of -COOR 5 is represented by the general formulas (LC1-1) to (LC1) -16) or a repeating unit represented by the following general formula (AI).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(AI)中、
Rb0は、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
Rb0のアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。
Rb0のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。
Rb0は、水素原子又はメチル基が好ましい。
Abは、単結合、アルキレン基、単環または多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシル基、又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。好ましくは、単結合、−Ab1−CO2−で表される連結基である。Ab1は、直鎖、分岐アルキレン基、単環または多環のシクロアルキレン基であり、好ましくは、メチレン基、エチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基、ノルボルニレン基である。
Vは、一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のうちのいずれかで示される基を表す。
In general formula (AI),
Rb 0 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Preferred substituents that the alkyl group represented by Rb 0 may have include a hydroxyl group and a halogen atom.
Examples of the halogen atom for Rb 0 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
Rb 0 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
Ab represents a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, an ether group, an ester group, a carbonyl group, a carboxyl group, or a divalent group obtained by combining these. Represent. A linking group represented by a single bond or —Ab 1 —CO 2 — is preferable. Ab 1 is a linear, branched alkylene group, monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexylene group, an adamantylene group or a norbornylene group.
V represents a group represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16).

ラクトン構造を有する繰り返し単位は通常光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、1種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体混合して用いてもよい。1種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度(ee)が90以上のものが好ましく、より好ましくは95以上である。   The repeating unit having a lactone structure usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used. One optical isomer may be used alone, or a plurality of optical isomers may be mixed and used. When one kind of optical isomer is mainly used, the optical purity (ee) thereof is preferably 90 or more, more preferably 95 or more.

ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of the repeating unit having a group having a lactone structure are given below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005965971
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Figure 0005965971
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Figure 0005965971
Figure 0005965971

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、極性基を有する有機基を含有する繰り返し単位、特に、極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位を有していることが好ましい。これにより基板密着性、現像液親和性が向上する。極性基で置換された脂環炭化水素構造の脂環炭化水素構造としてはアダマンチル基、ジアマンチル基、ノルボルナン基が好ましい。極性基としては水酸基、シアノ基が好ましい。
極性基で置換された脂環炭化水素構造としては、下記一般式(VIIa)〜(VIId)で表される部分構造が好ましい。
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention has a repeating unit containing an organic group having a polar group, particularly a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group. preferable. This improves the substrate adhesion and developer compatibility. The alicyclic hydrocarbon structure of the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group is preferably an adamantyl group, a diamantyl group, or a norbornane group. The polar group is preferably a hydroxyl group or a cyano group.
As the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group, partial structures represented by the following general formulas (VIIa) to (VIId) are preferable.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(VIIa)〜(VIIc)中、
2c〜R4cは、各々独立に、水素原子又は水酸基、シアノ基を表す。ただし、R2c〜R4cのうち少なくとも1つは水酸基、シアノ基を表す。好ましくはR2c〜R4cのうち1つまたは2つが水酸基で残りが水素原子である。
一般式(VIIa)において、更に好ましくはR2c〜R4cのうち2つが水酸基で残りが水素原子である。
In general formulas (VIIa) to (VIIc),
R 2c to R 4c each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or a cyano group. However, at least one of R 2c to R 4c represents a hydroxyl group or a cyano group. Preferably, one or two of R 2c to R 4c are a hydroxyl group and the rest are hydrogen atoms.
In general formula (VIIa), it is more preferable that two members out of R 2c to R 4c are a hydroxyl group and the remaining is a hydrogen atom.

一般式(VIIa)〜(VIId)で表される基を有する繰り返し単位としては、上記一般式(II−AB1)又は(II−AB2)中のR13'〜R16'のうち少なくとも1つが上記一般式(VII)で表される基を有するもの(例えば、−COOR5におけるR5が一般式(VIIa)〜(VIId)で表される基を表す)、又は下記一般式(AIIa)〜(AIId)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。 As the repeating unit having a group represented by the general formulas (VIIa) to (VIId), at least one of R 13 ′ to R 16 ′ in the general formula (II-AB1) or (II-AB2) is the above. has a group represented by the general formula (VII) (e.g., represents a group R 5 in -COOR 5 is a represented by the general formula (VIIa) ~ (VIId)) , or the following general formula (AIIa) ~ ( A repeating unit represented by AId) can be mentioned.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(AIIa)〜(AIId)中、
1cは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基、ヒドロキメチル基を表す。
2c〜R4cは、一般式(VIIa)〜(VIIc)におけるR2c〜R4cと同義である。
In general formulas (AIIa) to (AIId),
R 1c represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group.
R 2c to R 4c have the same meanings as R 2c to R 4c in formulas (VIIa) ~ (VIIc).

一般式(AIIa)〜(AIId)で表される構造を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Although the specific example of the repeating unit which has a structure represented by general formula (AIIa)-(AIId) is given to the following, this invention is not limited to these.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、下記一般式(VIII)で表される繰り返し単位を有してもよい。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention may have a repeating unit represented by the following general formula (VIII).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

上記一般式(VIII)に於いて、
2は、−O−又は−N(R41)−を表す。R41は、水素原子、水酸基、アルキル基又は−OSO2−R42を表す。R42は、アルキル基、シクロアルキル基又は樟脳残基を表す。R41及びR42のアルキル基は、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)等で置換されていてもよい。
In the above general formula (VIII),
Z 2 represents —O— or —N (R 41 ) —. R 41 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, or —OSO 2 —R 42 . R 42 represents an alkyl group, a cycloalkyl group or a camphor residue. The alkyl group of R 41 and R 42 may be substituted with a halogen atom (preferably a fluorine atom) or the like.

上記一般式(VIII)で表される繰り返し単位として、以下の具体例が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。   Examples of the repeating unit represented by the general formula (VIII) include the following specific examples, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を有することが好ましく、カルボキシル基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。これを含有することによりコンタクトホール用途での解像性が増す。カルボキシル基を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に直接カルボキシル基が結合している繰り返し単位、あるいは連結基を介して樹脂の主鎖にカルボキシル基が結合している繰り返し単位、さらにはアルカリ可溶性基を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入、のいずれも好ましく、連結基は単環または多環の環状炭化水素構造を有していてもよい。特に好ましくはアクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位である。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention preferably has a repeating unit having an alkali-soluble group, and more preferably has a repeating unit having a carboxyl group. By containing this, the resolution in contact hole applications increases. The repeating unit having a carboxyl group includes a repeating unit in which a carboxyl group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid, or a carboxyl group in the main chain of the resin through a linking group. Either a repeating unit that is bonded, or a polymerization initiator or chain transfer agent having an alkali-soluble group is introduced at the end of the polymer chain at the time of polymerization, and the linking group is a monocyclic or polycyclic hydrocarbon. You may have a structure. Particularly preferred are repeating units of acrylic acid or methacrylic acid.

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、更に一般式(F1)で表される基を1〜3個有する繰り返し単位を有していてもよい。これによりラインエッジラフネス性能が向上する。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention may further have a repeating unit having 1 to 3 groups represented by the general formula (F1). This improves line edge roughness performance.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(F1)中、
50〜R55は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。但し、R50〜R55の内、少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
Rxは、水素原子または有機基(好ましくは酸分解性保護基、アルキル基、シクロアルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基)を表す。
In general formula (F1),
R 50 to R 55 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. However, at least one of R 50 to R 55 represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
Rx represents a hydrogen atom or an organic group (preferably an acid-decomposable protecting group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an acyl group, or an alkoxycarbonyl group).

50〜R55のアルキル基は、フッ素原子等のハロゲン原子、シアノ基等で置換されていてもよく、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基、例えば、メチル基、トリフルオロメチル基を挙げることができる。
50〜R55は、すべてフッ素原子であることが好ましい。
The alkyl group of R 50 to R 55 may be substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, a cyano group, etc., preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, such as a methyl group or a trifluoromethyl group. be able to.
R 50 to R 55 are preferably all fluorine atoms.

Rxが表わす有機基としては、酸分解性保護基、置換基を有していてもよい、アルキル基、シクロアルキル基、アシル基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルメチル基、アルコキシメチル基、1−アルコキシエチル基が好ましい。   Examples of the organic group represented by Rx include an acid-decomposable protective group and an optionally substituted alkyl group, cycloalkyl group, acyl group, alkylcarbonyl group, alkoxycarbonyl group, alkoxycarbonylmethyl group, alkoxymethyl group. , 1-alkoxyethyl group is preferable.

一般式(F1)で表される基を有する繰り返し単位として好ましくは下記一般式(F2)で表される繰り返し単位である。   The repeating unit having a group represented by the general formula (F1) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (F2).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(F2)中、
Rxは、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Rxのアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。
Faは、単結合、直鎖または分岐のアルキレン基(好ましくは単結合)を表す。
Fbは、単環または多環の環状炭化水素基を表す。
Fcは、単結合、直鎖または分岐のアルキレン基(好ましくは単結合、メチレン基)を表す。
1は、一般式(F1)で表される基を表す。
1は、1〜3を表す。
Fbにおける環状炭化水素基としてはシクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基が好ましい。
In general formula (F2),
Rx represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Preferable substituents that the alkyl group of Rx may have include a hydroxyl group and a halogen atom.
Fa represents a single bond or a linear or branched alkylene group (preferably a single bond).
Fb represents a monocyclic or polycyclic hydrocarbon group.
Fc represents a single bond or a linear or branched alkylene group (preferably a single bond or a methylene group).
F 1 represents a group represented by the general formula (F1).
p 1 is an integer of 1 to 3.
The cyclic hydrocarbon group for Fb is preferably a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, or a norbornyl group.

一般式(F1)で表される基を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit having a group represented by the general formula (F1) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、更に脂環炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位を含有してもよい。これにより液浸露光時にレジスト膜から液浸液への低分子成分の溶出が低減できる。このような繰り返し単位として、例えば1−アダマンチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention may further contain a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure and not exhibiting acid decomposability. This can reduce the elution of low molecular components from the resist film to the immersion liquid during immersion exposure. Examples of such a repeating unit include 1-adamantyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth) acrylate.

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、上記の繰り返し構造単位以外に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにレジストの一般的な必要な特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し構造単位を含有することができる。   In addition to the above repeating structural units, the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention has a dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and resolving power that is a general necessary characteristic of resist. Various repeating structural units can be contained for the purpose of adjusting heat resistance, sensitivity, and the like.

このような繰り返し構造単位としては、下記の単量体に相当する繰り返し構造単位を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。   Examples of such repeating structural units include, but are not limited to, repeating structural units corresponding to the following monomers.

これにより、脂環炭化水素系酸分解性樹脂に要求される性能、特に、
(1)塗布溶剤に対する溶解性、
(2)製膜性(ガラス転移温度)、
(3)ポジ型現像液及びネガ型現像液に対する溶解性、
(4)膜べり(親疎水性、アルカリ可溶性基選択)、
(5)未露光部の基板への密着性、
(6)ドライエッチング耐性、
等の微調整が可能となる。
Thereby, performance required for the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, in particular,
(1) Solubility in coating solvent,
(2) Film formability (glass transition temperature),
(3) Solubility in positive developer and negative developer,
(4) Membrane slip (hydrophobic, alkali-soluble group selection),
(5) Adhesion of unexposed part to substrate,
(6) Dry etching resistance,
Etc. can be finely adjusted.

このような単量体として、例えばアクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等を挙げることができる。   As such a monomer, for example, a compound having one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, etc. Etc.

その他にも、上記種々の繰り返し構造単位に相当する単量体と共重合可能である付加重合性の不飽和化合物であれば、共重合されていてもよい。   In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound that can be copolymerized with monomers corresponding to the above various repeating structural units may be copolymerized.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂において、各繰り返し構造単位の含有モル比はレジストのドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにはレジストの一般的な必要性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。   In alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resins, the molar ratio of each repeating structural unit is the resist's dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and resolution that is a general required performance of resists. In order to adjust heat resistance, sensitivity, etc., it is set appropriately.

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂の好ましい態様としては、以下のものが挙げられる。
(1) 上記一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位を含有するもの(側鎖型)。
好ましくは(pI)〜(pV)の構造を有する(メタ)アクリレート繰り返し単位を含有するもの。
(2) 一般式(II-AB)で表される繰り返し単位を含有するもの(主鎖型)。
但し、(2)においては例えば、更に以下のものが挙げられる。
(3) 一般式(II-AB)で表される繰り返し単位、無水マレイン酸誘導体及び(メタ)アクリレート構造を有するもの(ハイブリッド型)。
Preferred embodiments of the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention include the following.
(1) What contains the repeating unit which has a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by said general formula (pI)-(pV) (side chain type).
Preferably those containing (meth) acrylate repeating units having a structure of (pI) to (pV).
(2) One containing a repeating unit represented by the general formula (II-AB) (main chain type).
However, in (2), for example, the following can be further mentioned.
(3) A repeating unit represented by the general formula (II-AB), a maleic anhydride derivative and a (meth) acrylate structure (hybrid type).

脂環炭化水素系酸分解性樹脂中、酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜60モル%が好ましく、より好ましくは20〜50モル%、更に好ましくは25〜40モル%である。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, the content of the repeating unit having an acid-decomposable group is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 20 to 50 mol%, still more preferably 25 in all repeating structural units. -40 mol%.

酸分解性樹脂中、酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜60モル%が好ましく、より好ましくは20〜50モル%、更に好ましくは25〜40モル%である。   In the acid-decomposable resin, the content of the repeating unit having an acid-decomposable group is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 20 to 50 mol%, still more preferably 25 to 40 mol% in all repeating structural units. is there.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂中、一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中20〜70モル%が好ましく、より好ましくは20〜50モル%、更に好ましくは25〜40モル%である。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, the content of the repeating unit having a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by the general formulas (pI) to (pV) is 20 to 70 in all the repeating structural units. The mol% is preferable, more preferably 20 to 50 mol%, still more preferably 25 to 40 mol%.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂中、一般式(II−AB)で表される繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜60モル%が好ましく、より好ましくは15〜55モル%、更に好ましくは20〜50モル%である。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, the content of the repeating unit represented by the general formula (II-AB) is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 15 to 55 mol% in all repeating structural units. More preferably, it is 20-50 mol%.

酸分解性樹脂中、ラクトン環を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜70モル%が好ましく、より好ましくは20〜60モル%、更に好ましくは25〜40モル%である。
酸分解性樹脂中、極性基を有する有機基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中1〜40モル%が好ましく、より好ましくは5〜30モル%、更に好ましくは5〜20モル%である。
In the acid-decomposable resin, the content of the repeating unit having a lactone ring is preferably 10 to 70 mol%, more preferably 20 to 60 mol%, still more preferably 25 to 40 mol% in all repeating structural units.
In the acid-decomposable resin, the content of the repeating unit having an organic group having a polar group is preferably 1 to 40 mol%, more preferably 5 to 30 mol%, still more preferably 5 to 20 mol in all repeating structural units. %.

また、上記更なる共重合成分の単量体に基づく繰り返し構造単位の樹脂中の含有量も、所望のレジストの性能に応じて適宜設定することができるが、一般的に、上記一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し構造単位と上記一般式(II−AB)で表される繰り返し単位の合計した総モル数に対して99モル%以下が好ましく、より好ましくは90モル%以下、さらに好ましくは80モル%以下である。   In addition, the content of the repeating structural unit based on the monomer of the further copolymer component in the resin can also be appropriately set according to the performance of the desired resist. ) To 99 p% with respect to the total number of moles of the repeating structural unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by (pV) and the repeating unit represented by the general formula (II-AB). The following is preferable, More preferably, it is 90 mol% or less, More preferably, it is 80 mol% or less.

本発明のポジ型レジスト組成物がArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から樹脂は芳香族基を有さないことが好ましい。   When the positive resist composition of the present invention is for ArF exposure, the resin preferably has no aromatic group from the viewpoint of transparency to ArF light.

本発明に用いる脂環炭化水素系酸分解性樹脂として好ましくは、繰り返し単位のすべてが(メタ)アクリレート系繰り返し単位で構成されたものである。この場合、繰り返し単位のすべてがメタクリレート系繰り返し単位、繰り返し単位のすべてがアクリレート系繰り返し単位、繰り返し単位のすべてがメタクリレート系繰り返し単位/アクリレート系繰り返し単位の混合のいずれのものでも用いることができるが、アクリレート系繰り返し単位が全繰り返し単位の50mol%以下であることが好ましい。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin used in the present invention is preferably one in which all of the repeating units are composed of (meth) acrylate-based repeating units. In this case, all of the repeating units may be methacrylate repeating units, all of the repeating units may be acrylate repeating units, and all of the repeating units may be any mixture of methacrylate repeating units / acrylate repeating units, It is preferable that the acrylate repeating unit is 50 mol% or less of the entire repeating unit.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、少なくとも、ラクトン環を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位、水酸基及びシアノ基の少なくともいずれかで置換された有機基を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位、並びに、酸分解性基を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位の3種類の繰り返し単位を有する共重合体であることが好ましい。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin includes at least a (meth) acrylate-based repeating unit having a lactone ring, a (meth) acrylate-based repeating unit having an organic group substituted with at least one of a hydroxyl group and a cyano group, and A copolymer having three types of repeating units of a (meth) acrylate-based repeating unit having an acid-decomposable group is preferable.

好ましくは一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位20〜50モル%、ラクトン構造を有する繰り返し単位20〜50モル%、極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位5〜30%含有する3元共重合ポリマー、または更にその他の繰り返し単位を0〜20%含む4元共重合ポリマーである。   Preferably, 20 to 50 mol% of repeating units having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by general formulas (pI) to (pV), 20 to 50 mol% of repeating units having a lactone structure, substituted with a polar group It is a ternary copolymer containing 5 to 30% of repeating units having an alicyclic hydrocarbon structure, or a quaternary copolymer containing 0 to 20% of other repeating units.

特に好ましい樹脂としては、下記一般式(ARA−1)〜(ARA−7)で表される酸分解性基を有する繰り返し単位20〜50モル%、下記一般式(ARL−1)〜(ARL−6)で表されるラクトン基を有する繰り返し単位20〜50モル%、下記一般式(ARH−1)〜(ARH−3)で表される極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位5〜30モル%含有する3元共重合ポリマー、または更にカルボキシル基、あるいは一般式(F1)で表される構造を有する繰り返し単位、脂環炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位を5〜20モル%含む4元共重合ポリマーである。   Particularly preferable resins include 20 to 50 mol% of repeating units having an acid-decomposable group represented by the following general formulas (ARA-1) to (ARA-7), and the following general formulas (ARL-1) to (ARL- 6) 50 to 50 mol% of a repeating unit having a lactone group represented by formula (6), and a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group represented by the following general formulas (ARH-1) to (ARH-3) A ternary copolymer containing 5 to 30 mol% of units, or a carboxyl group, or a repeating unit having a structure represented by the general formula (F1), having an alicyclic hydrocarbon structure and not exhibiting acid decomposability It is a quaternary copolymer containing 5 to 20 mol% of repeating units.

(式中、Rxy1は、水素原子またはメチル基を表し、Rxa1及びRxb1は、各々独立に、メチル基またはエチル基を表し、Rxc1は、水素原子またはメチル基を表す。) (In the formula, Rxy 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, Rxa 1 and Rxb 1 each independently represent a methyl group or an ethyl group, and Rxc 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.)

Figure 0005965971
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Figure 0005965971
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Figure 0005965971
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酸分解性樹脂(A)をKrFエキシマレーザー光、電子線、X線、波長50nm以下の高エネルギー光線(EUVなど)を照射するポジ型レジスト組成物に使用する場合には、酸分解性樹脂は、ヒドロキシスチレンによる繰り返し単位等のヒドロキシスチレン系繰り返し単位を有することが好ましい。更に好ましくは、ヒドロキシスチレン系繰り返し単位及び酸分解基を有する繰り返し単位を有する樹脂(以下、「ヒドロキシスチレン系酸分解性樹脂」ともいう)である。酸分解基を有する繰り返し単位としては、酸脱離性基で保護されたヒドロキシスチレン系繰り返し単位、酸分解性(メタ)アクリル酸3級アルキルエステル系繰り返し単位が好ましい。
酸脱離性基で保護されたヒドロキシスチレン系繰り返し単位としては、1−アルコキシエトキシスチレン、t−ブチルカルボニルオキシスチレン等による繰り返し単位が好ましい。酸分解性(メタ)アクリル酸3級アルキルエステル系繰り返し単位におけるアルキル基としては、鎖状アルキル基、或いは、単環又は多環の環状アルキル基が挙げられる。酸分解性(メタ)アクリル酸3級アルキルエステル系繰り返し単位として、好ましくは、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリルレート、2−(1−アダマンチル)−2−プロピル(メタ)アクリルレート、1−アルキル−1−シクロヘキシル(メタ)アクリルレート、1−アルキル−1−シクロペンチル(メタ)アクリルレート等による繰り返し単位が挙げられる。
When the acid-decomposable resin (A) is used in a positive resist composition that irradiates KrF excimer laser light, electron beam, X-ray, high energy light (EUV, etc.) having a wavelength of 50 nm or less, the acid-decomposable resin is It is preferable to have a hydroxystyrene-based repeating unit such as a repeating unit based on hydroxystyrene. More preferably, it is a resin having a hydroxystyrene-based repeating unit and a repeating unit having an acid-decomposable group (hereinafter also referred to as “hydroxystyrene-based acid-decomposable resin”). The repeating unit having an acid-decomposable group is preferably a hydroxystyrene-based repeating unit protected with an acid-eliminable group or an acid-decomposable (meth) acrylic acid tertiary alkyl ester-based repeating unit.
The hydroxystyrene-based repeating unit protected with an acid leaving group is preferably a repeating unit of 1-alkoxyethoxystyrene, t-butylcarbonyloxystyrene or the like. Examples of the alkyl group in the acid-decomposable (meth) acrylic acid tertiary alkyl ester repeating unit include a chain alkyl group or a monocyclic or polycyclic alkyl group. The acid-decomposable (meth) acrylic acid tertiary alkyl ester-based repeating unit is preferably t-butyl (meth) acrylate, 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 2- (1-adamantyl) -2. Examples of the repeating unit include -propyl (meth) acrylate, 1-alkyl-1-cyclohexyl (meth) acrylate, 1-alkyl-1-cyclopentyl (meth) acrylate, and the like.

以下、ヒドロキシスチレン系酸分解性樹脂の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Hereinafter, although the specific example of a hydroxy styrene-type acid-decomposable resin is shown, this invention is not limited to this.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

上記具体例において、tBuは、t−ブチル基を表す。   In the above specific example, tBu represents a t-butyl group.

酸分解性基の含有率は、ヒドロキシスチレン系酸分解性樹脂中の酸分解性基の数(B)と酸で脱離する基で保護されていないアルカリ可溶性基の数(S)をもって、B/(B+S)で表される。含有率は、好ましくは0.01〜0.7、より好ましくは0.05〜0.50、更に好ましくは0.05〜0.40である。   The content of the acid-decomposable group is determined by the number of acid-decomposable groups (B) in the hydroxystyrene-based acid-decomposable resin and the number of alkali-soluble groups (S) that are not protected by an acid-eliminating group. / (B + S). The content is preferably 0.01 to 0.7, more preferably 0.05 to 0.50, and still more preferably 0.05 to 0.40.

本発明に用いる酸分解性樹脂(A)は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種および開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド溶剤、さらには後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明の組成物を溶解する溶媒が挙げられる。より好ましくは本発明のレジスト組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。   The acid-decomposable resin (A) used in the present invention can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and the polymerization is performed by heating, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable. Examples of the reaction solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Furthermore, the solvent which melt | dissolves the composition of this invention like the below-mentioned propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone is mentioned. More preferably, the polymerization is performed using the same solvent as that used in the resist composition of the present invention. Thereby, the generation of particles during storage can be suppressed.

重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などが挙げられる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は5〜50質量%であり、好ましくは10〜30質量%である。反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは60〜100℃である。
精製は、後述の樹脂(D)と同様の方法を用いることができ、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液液抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、樹脂溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈殿法や、濾別した樹脂スラリーを貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等の通常の方法を適用できる。
The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. As a polymerization initiator, a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) is used to initiate the polymerization. As the radical initiator, an azo initiator is preferable, and an azo initiator having an ester group, a cyano group, or a carboxyl group is preferable. Preferred examples of the initiator include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) and the like. If desired, an initiator is added or added in portions, and after completion of the reaction, it is put into a solvent and a desired polymer is recovered by a method such as powder or solid recovery. The concentration of the reaction is 5 to 50% by mass, preferably 10 to 30% by mass. The reaction temperature is usually 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 60-100 ° C.
For purification, the same method as that for the resin (D) described later can be used, and a liquid-liquid extraction method that removes residual monomers and oligomer components by combining water washing and an appropriate solvent, only those having a specific molecular weight or less. A purification method in a solution state such as ultrafiltration to extract and remove the residual monomer by coagulating the resin in the poor solvent by dropping the resin solution into the poor solvent, A usual method such as a purification method in a solid state, such as washing the filtered resin slurry with a poor solvent, can be applied.

本発明に係る酸分解性樹脂(A)の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは1,000〜200,000であり、更に好ましくは3,000〜20,000、最も好ましくは5,000〜15,000である。重量平均分子量を、1,000〜200,000とすることにより、耐熱性やドライエッチング耐性の劣化を防ぐことができ、且つ現像性が劣化したり、粘度が高くなって製膜性が劣化することを防ぐことができる。
本発明に係る酸分解性樹脂(A)の重量平均分子量の特に好ましい別の形態は、GPC法によるポリスチレン換算値で3,000〜9,500である。重量平均分子量を3,000〜9,500にすることにより、特にレジスト残渣(以降、「スカム」ともいう)が抑制され、より良好なパターンを形成することができる。
分散度(分子量分布)は、通常1〜5であり、好ましくは1〜3、更に好ましくは1.2〜3.0、特に好ましくは1.2〜2.0の範囲のものが使用される。分散度の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、且つレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。
The weight average molecular weight of the acid-decomposable resin (A) according to the present invention is preferably 1,000 to 200,000, more preferably 3,000 to 20,000, most preferably as a polystyrene-converted value by the GPC method. Is 5,000 to 15,000. By setting the weight average molecular weight to 1,000 to 200,000, deterioration of heat resistance and dry etching resistance can be prevented, developability is deteriorated, and viscosity is increased, resulting in deterioration of film forming property. Can be prevented.
Another particularly preferable form of the weight average molecular weight of the acid-decomposable resin (A) according to the present invention is 3,000 to 9,500 in terms of polystyrene by GPC method. By setting the weight average molecular weight to 3,000 to 9,500, resist residues (hereinafter also referred to as “scum”) are particularly suppressed, and a better pattern can be formed.
The degree of dispersion (molecular weight distribution) is usually 1 to 5, preferably 1 to 3, more preferably 1.2 to 3.0, particularly preferably 1.2 to 2.0. . The smaller the degree of dispersion, the better the resolution and the resist shape, the smoother the side wall of the resist pattern, and the better the roughness.

本発明のポジ型レジスト組成物において、本発明に係わる全ての酸分解性樹脂(A)の組成物全体中の配合量は、全固形分中50〜99.9質量%が好ましく、より好ましくは60〜99.0質量%である。
また、本発明において、樹脂は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
In the positive resist composition of the present invention, the blending amount of all the acid-decomposable resins (A) according to the present invention in the whole composition is preferably 50 to 99.9% by mass, more preferably in the total solid content. It is 60-99.0 mass%.
In the present invention, the resins may be used alone or in combination.

本発明の酸分解性樹脂(A)は、樹脂(D)との相溶性の観点から、フッ素原子および珪素原子を含有しないことが好ましい。   The acid-decomposable resin (A) of the present invention preferably contains no fluorine atom or silicon atom from the viewpoint of compatibility with the resin (D).

(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
本発明のポジ型レジスト組成物は活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(「光酸発生剤」又は「(B)成分」ともいう)を含有する。
そのような光酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
(B) Compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation The positive resist composition of the present invention is a compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation ("photoacid generator" or "component (B)") (Also called).
Examples of such photoacid generators include photoinitiators for photocationic polymerization, photoinitiators for photoradical polymerization, photodecolorants for dyes, photochromic agents, actinic rays used in microresists, etc. Known compounds that generate an acid upon irradiation with radiation and mixtures thereof can be appropriately selected and used.

たとえば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。   Examples thereof include diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, imide sulfonates, oxime sulfonates, diazodisulfones, disulfones, and o-nitrobenzyl sulfonates.

また、これらの活性光線又は放射線の照射により酸を発生する基、あるいは化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合物、たとえば、米国特許第3,849,137号、独国特許第3914407号、特開昭63−26653号、特開昭55−164824号、特開昭62−69263号、特開昭63−146038号、特開昭63−163452号、特開昭62−153853号、特開昭63−146029号等に記載の化合物を用いることができる。   Further, a group that generates an acid upon irradiation with these actinic rays or radiation, or a compound in which a compound is introduced into the main chain or side chain of the polymer, for example, US Pat. No. 3,849,137, German Patent No. 3914407. JP, 63-26653, JP, 55-164824, JP, 62-69263, JP, 63-146038, JP, 63-163452, JP, 62-153853, The compounds described in JP-A 63-146029 can be used.

さらに米国特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光により酸を発生する化合物も使用することができる。   Furthermore, compounds capable of generating an acid by light described in US Pat. No. 3,779,778, European Patent 126,712 and the like can also be used.

活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、下記一般式(ZI)、(ZII)、(ZIII)で表される化合物を挙げることができる。   Among the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, compounds represented by the following general formulas (ZI), (ZII), and (ZIII) can be exemplified.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

上記一般式(ZI)において、R201、R202及びR203は、各々独立に有機基を表す。
-は、非求核性アニオンを表し、好ましくはスルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、ビス(アルキルスルホニル)アミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチドアニオン、BF4 -、PF6 -、SbF6 -などが挙げられ、好ましくは炭素原子を含有する有機アニオンである。
In the above general formula (ZI), R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
X represents a non-nucleophilic anion, preferably sulfonate anion, carboxylate anion, bis (alkylsulfonyl) amide anion, tris (alkylsulfonyl) methide anion, BF 4 , PF 6 , SbF 6 − and the like. Preferably, it is an organic anion containing a carbon atom.

好ましい有機アニオンとしては下式に示す有機アニオンが挙げられる。   Preferable organic anions include organic anions represented by the following formula.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

式中、
Rc1は、有機基を表す。
Rc1における有機基として炭素数1〜30のものが挙げられ、好ましくは置換していてもよいアルキル基、アリール基、またはこれらの複数が、単結合、−O−、−CO2−、−S−、−SO3−、−SO2N(Rd1)−などの連結基で連結された基を挙げることができる。Rd1は水素原子、アルキル基を表す。
Rc3、Rc4、Rc5は、各々独立に、有機基を表す。Rc3、Rc4、Rc5の有機基として好ましくはRc1における好ましい有機基と同じものを挙げることができ、最も好ましくは炭素数1〜4のパーフロロアルキル基である。
Rc3とRc4が結合して環を形成していてもよい。Rc3とRc4が結合して形成される基としてはアルキレン基、アリーレン基が挙げられる。好ましくは炭素数2〜4のパーフロロアルキレン基である。
Rc1、Rc3〜Rc5の有機基として特に好ましくは1位がフッ素原子またはフロロアアルキル基で置換されたアルキル基、フッ素原子またはフロロアルキル基で置換されたフェニル基である。フッ素原子またはフロロアルキル基を有することにより、光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上する。また、Rc3とRc4が結合して環を形成することにより光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上する。
Where
Rc 1 represents an organic group.
Examples of the organic group in Rc 1 include those having 1 to 30 carbon atoms, and preferably an alkyl group, an aryl group, or a plurality thereof, which may be substituted, is a single bond, —O—, —CO 2 —, — Examples include groups linked by a linking group such as S-, -SO 3- , -SO 2 N (Rd 1 )-. Rd 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Rc 3 , Rc 4 and Rc 5 each independently represents an organic group. Preferred examples of the organic group for Rc 3 , Rc 4 , and Rc 5 include the same organic groups as those for Rc 1, and a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms is most preferred.
Rc 3 and Rc 4 may combine to form a ring. Examples of the group formed by combining Rc 3 and Rc 4 include an alkylene group and an arylene group. Preferably, it is a C2-C4 perfluoroalkylene group.
The organic group of Rc 1 and Rc 3 to Rc 5 is particularly preferably an alkyl group substituted at the 1-position with a fluorine atom or a fluoroalkyl group, or a phenyl group substituted with a fluorine atom or a fluoroalkyl group. By having a fluorine atom or a fluoroalkyl group, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased and the sensitivity is improved. Further, when Rc 3 and Rc 4 are combined to form a ring, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased, and the sensitivity is improved.

201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。
また、R201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
201、R202及びR203としての有機基の具体例としては、後述する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、(ZI−3)における対応する基を挙げることができる。
The carbon number of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1-30, preferably 1-20.
Two of R 201 to R 203 may be bonded to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).
Specific examples of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 include corresponding groups in the compounds (ZI-1), (ZI-2) and (ZI-3) described later.

尚、一般式(ZI)で表される構造を複数有する化合物であってもよい。例えば、一般式(ZI)で表される化合物のR201〜R203の少なくともひとつが、一般式(ZI)で表されるもうひとつの化合物のR201〜R203の少なくともひとつと結合した構造を有する化合物であってもよい。 In addition, the compound which has two or more structures represented by general formula (ZI) may be sufficient. For example, the general formula at least one of R 201 to R 203 of a compound represented by (ZI) is, at least one bond with structure of R 201 to R 203 of another compound represented by formula (ZI) It may be a compound.

更に好ましい(ZI)成分として、以下に説明する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、及び(ZI−3)を挙げることができる。   More preferable (ZI) components include compounds (ZI-1), (ZI-2), and (ZI-3) described below.

化合物(ZI−1)は、上記一般式(ZI)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニム化合物、即ち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。
アリールスルホニウム化合物は、R201〜R203の全てがアリール基でもよいし、R201〜R203の一部がアリール基で、残りがアルキル基、シクロアルキル基でもよい。
アリールスルホニウム化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物、ジアリールシクロアルキルスルホニウム化合物、アリールジシクロアルキルスルホニウム化合物を挙げることができる。
アリールスルホニウム化合物のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基などのアリール基、インドール残基、ピロール残基、などのヘテロアリール基が好ましく、更に好ましくはフェニル基、インドール残基である。アリールスルホニム化合物が2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているアルキル基は、炭素数1〜15の直鎖又は分岐状アルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているシクロアルキル基は、炭素数3〜15のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。
201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜14)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基を置換基として有してもよい。好ましい置換基としては、炭素数1〜12の直鎖又は分岐状アルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数1〜12の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基であり、特に好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基である。置換基は、3つのR201〜R203のうちのいずれか1つに置換していてもよいし、3つ全てに置換していてもよい。また、R201〜R203がアリール基の場合に、置換基はアリール基のp−位に置換していることが好ましい。
The compound (ZI-1) is at least one of the aryl groups R 201 to R 203 in formula (ZI), arylsulfonium compound, i.e., a compound having arylsulfonium as a cation.
In the arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group, or a part of R 201 to R 203 may be an aryl group, and the rest may be an alkyl group or a cycloalkyl group.
Examples of the arylsulfonium compound include triarylsulfonium compounds, diarylalkylsulfonium compounds, aryldialkylsulfonium compounds, diarylcycloalkylsulfonium compounds, and aryldicycloalkylsulfonium compounds.
The aryl group of the arylsulfonium compound is preferably an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group, or a heteroaryl group such as an indole residue or a pyrrole residue, more preferably a phenyl group or an indole residue. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.
The alkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, sec- Examples thereof include a butyl group and a t-butyl group.
The cycloalkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclohexyl group.
Aryl group, alkyl group of R 201 to R 203, cycloalkyl group, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, 6 to 14 carbon atoms) , An alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, or a phenylthio group may be substituted. Preferred substituents are linear or branched alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, cycloalkyl groups having 3 to 12 carbon atoms, and linear, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, and particularly preferable. Is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. The substituent may be substituted with any one of the three R 201 to R 203 , or may be substituted with all three. When R 201 to R 203 are an aryl group, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.

次に、化合物(ZI−2)について説明する。化合物(ZI−2)は、式(ZI)におけるR201〜R203が、各々独立に、芳香環を含有しない有機基を表す場合の化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含有する芳香族環も包含するものである。
201〜R203としての芳香環を含有しない有機基は、一般的に炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20である。
201〜R203は、各々独立に、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリル基、ビニル基であり、更に好ましくは直鎖、分岐、環状2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、特に好ましくは直鎖、分岐2−オキソアルキル基である。
Next, the compound (ZI-2) will be described. Compound (ZI-2) is a compound in the case where R 201 to R 203 in formula (ZI) each independently represents an organic group containing no aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring containing a hetero atom.
The organic group having no aromatic ring as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.
R 201 to R 203 are each independently preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group, more preferably a linear, branched, cyclic 2-oxoalkyl group, or an alkoxycarbonylmethyl group, particularly preferably Is a linear, branched 2-oxoalkyl group.

201〜R203としてのアルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。R201〜R203としてのアルキル基は、直鎖若しくは分岐状2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基であることが好ましい。
201〜R203としてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。R201〜R203としてのシクロアルキル基は、環状2−オキソアルキル基であることが好ましい。
201〜R203としての直鎖、分岐、環状の2−オキソアルキル基は、好ましくは、上記のアルキル基、シクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
201〜R203としてのアルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基)を挙げることができる。
201〜R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1〜5)、水酸基、シアノ基、ニトロ基によって更に置換されていてもよい。
The alkyl group as R 201 to R 203 may be linear, it may be either branched, preferably a straight-chain or branched alkyl group (e.g., methyl group having 1 to 10 carbon atoms, an ethyl group, a propyl Group, butyl group, pentyl group). The alkyl group as R 201 to R 203 is a straight-chain or branched 2-oxoalkyl group is preferably an alkoxycarbonyl methyl group.
The cycloalkyl group as R 201 to R 203 is preferably, and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (e.g., cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl). The cycloalkyl group as R 201 to R 203 is preferably a cyclic 2-oxoalkyl group.
Linear as R 201 to R 203, branched or cyclic 2-oxoalkyl group may preferably be a group having a 2-position> C = O in the above-described alkyl or cycloalkyl group.
The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group as R 201 to R 203, preferably may be mentioned alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms (a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentoxy group).
R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (for example, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.

化合物(ZI−3)とは、以下の一般式(ZI−3)で表される化合物であり、フェナシルスルフォニウム塩構造を有する化合物である。   The compound (ZI-3) is a compound represented by the following general formula (ZI-3), and is a compound having a phenacylsulfonium salt structure.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(ZI−3)に於いて、
1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、又はハロゲン原子を表す。
6c及びR7cは、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Rx及びRyは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリル基、又はビニル基を表す。
1c〜R7c中のいずれか2つ以上、及びRxとRyは、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、この環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。R1c〜R7c中のいずれか2つ以上、及びRxとRyが結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げることができる。
-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於けるX-の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。
In general formula (ZI-3),
R 1c to R 5c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
R 6c and R 7c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group.
Rx and Ry each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group.
Any two or more of R 1c to R 7c, and R x and R y may be bonded to each other to form a ring structure, the ring structure may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond May be included. Examples of the group formed by combining any two or more of R 1c to R 7c and R x and R y include a butylene group and a pentylene group.
X represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same non-nucleophilic anion as X − in formula (ZI).

1c〜R7cとしてのアルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、例えば、炭素数1〜20個の直鎖又は分岐状アルキル基、好ましくは炭素数1〜12個の直鎖又は分岐状アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、直鎖又は分岐プロピル基、直鎖又は分岐ブチル基、直鎖又は分岐ペンチル基)を挙げることができる。
1c〜R7cとしてのシクロアルキル基は、好ましくは炭素数3〜8個のシクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基)を挙げることができる。
1c〜R5cとしてのアルコキシ基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜10のアルコキシ基、好ましくは、炭素数1〜5の直鎖及び分岐アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、直鎖又は分岐プロポキシ基、直鎖又は分岐ブトキシ基、直鎖又は分岐ペントキシ基)、炭素数3〜8の環状アルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)を挙げることができる。
好ましくはR1c〜R5cのうちいずれかが直鎖又は分岐状アルキル基、シクロアルキル基又は直鎖、分岐、環状アルコキシ基であり、更に好ましくはR1c〜R5cの炭素数の和が2〜15である。これにより、より溶剤溶解性が向上し、保存時にパーティクルの発生が抑制される。
The alkyl group as R 1c to R 7c may be either linear or branched, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms. Or a linear or branched alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a linear or branched propyl group, a linear or branched butyl group, or a linear or branched pentyl group).
The cycloalkyl group as R 1c to R 7c is preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms (for example, a cyclopentyl group or a cyclohexyl group).
The alkoxy group as R 1c to R 5c may be linear, branched or cyclic, for example, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably a linear or branched alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. (For example, methoxy group, ethoxy group, linear or branched propoxy group, linear or branched butoxy group, linear or branched pentoxy group), C3-C8 cyclic alkoxy group (for example, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group) ).
Preferably, any one of R 1c to R 5c is a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, or a linear, branched or cyclic alkoxy group, and more preferably the sum of the carbon number of R 1c to R 5c is 2 ~ 15. Thereby, solvent solubility improves more and generation | occurence | production of a particle is suppressed at the time of a preservation | save.

x及びRyとしてのアルキル基は、R1c〜R7cとしてのアルキル基と同様のものを挙げることができる。Rx及びRyとしてのアルキル基は、直鎖又は分岐状2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基であることが好ましい。
x及びRyとしてのシクロアルキル基は、R1c〜R7cとしてのシクロアルキル基と同様のものを挙げることができる。Rx及びRyとしてのシクロアルキル基は、環状2−オキソアルキル基であることが好ましい。
直鎖、分岐、環状2−オキソアルキル基は、R1c〜R7cとしてのアルキル基、シクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基については、R1c〜R5cとしてのアルコキシ基と同様のものを挙げることができる。
x、Ryは、好ましくは炭素数4個以上のアルキル基であり、より好ましくは6個以上、更に好ましくは8個以上のアルキル基である。
Examples of the alkyl group as R x and R y include the same alkyl groups as R 1c to R 7c . The alkyl group as R x and R y is preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group or an alkoxycarbonylmethyl group.
The cycloalkyl group as R x and R y may be the same as the cycloalkyl group as R 1c to R 7c. The cycloalkyl group as R x and R y is preferably a cyclic 2-oxoalkyl group.
Examples of the linear, branched, or cyclic 2-oxoalkyl group include a group having> C═O at the 2-position of the alkyl group or cycloalkyl group as R 1c to R 7c .
Examples of the alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group include the same alkoxy groups as R 1c to R 5c .
R x and R y are preferably an alkyl group having 4 or more carbon atoms, more preferably 6 or more, and still more preferably 8 or more.

一般式(ZII)、(ZIII)中、
204〜R207は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
204〜R207のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。
204〜R207としてのアルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。
204〜R207としてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。
204〜R207は、置換基を有していてもよい。R204〜R207が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜15)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基等を挙げることができる。
-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於けるX-の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。
In general formulas (ZII) and (ZIII),
R 204 to R 207 each represents an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.
Phenyl group and a naphthyl group are preferred as the aryl group of R 204 to R 207, more preferably a phenyl group.
The alkyl group as R 204 to R 207 may be linear, it may be either branched, preferably a straight-chain or branched alkyl group (e.g., methyl group having 1 to 10 carbon atoms, an ethyl group, a propyl Group, butyl group, pentyl group).
The cycloalkyl group as R 204 to R 207 is preferably, and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (e.g., cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl).
R 204 to R 207 may have a substituent. The R 204 to R 207 are substituents which may have, for example, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (e.g., 6 carbon atoms 15), alkoxy groups (for example, having 1 to 15 carbon atoms), halogen atoms, hydroxyl groups, phenylthio groups and the like.
X represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same non-nucleophilic anion as X − in formula (ZI).

活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、更に、下記一般式(ZIV)、(ZV)、(ZVI)で表される化合物を挙げることができる。   Among the compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, compounds represented by the following general formulas (ZIV), (ZV), and (ZVI) can be further exemplified.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(ZIV)〜(ZVI)中、
Ar3及びAr4は、各々独立に、アリール基を表す。
206は、アルキル基又はアリール基を表す。
207及びR208は、各々独立に、アルキル基、アリール基または電子吸引性基を表す。R207は、好ましくはアリール基である。
208は、好ましくは電子吸引性基であり、より好ましくはシアノ基、フロロアルキル基である。
Aは、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を表す。
In general formulas (ZIV) to (ZVI),
Ar 3 and Ar 4 each independently represents an aryl group.
R 206 represents an alkyl group or an aryl group.
R207 and R208 each independently represents an alkyl group, an aryl group, or an electron-withdrawing group. R 207 is preferably an aryl group.
R 208 is preferably an electron-withdrawing group, more preferably a cyano group or a fluoroalkyl group.
A represents an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group.

活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物として、一般式(ZI)〜(ZIII)で表される化合物が好ましい。   As the compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, compounds represented by general formulas (ZI) to (ZIII) are preferable.

化合物(B)は、活性光線または放射線の照射によりフッ素原子を有する脂肪族スルホン酸又はフッ素原子を有するベンゼンスルホン酸を発生する化合物であることが好ましい。   The compound (B) is preferably a compound that generates an aliphatic sulfonic acid having a fluorine atom or a benzenesulfonic acid having a fluorine atom upon irradiation with actinic rays or radiation.

化合物(B)は、トリフェニルスルホニウム構造を有することが好ましい。   The compound (B) preferably has a triphenylsulfonium structure.

化合物(B)は、カチオン部にフッ素置換されていないアルキル基若しくはシクロアルキル基を有するトリフェニルスルホニウム塩化合物であることが好ましい。   The compound (B) is preferably a triphenylsulfonium salt compound having an alkyl group or a cycloalkyl group not substituted with fluorine in the cation moiety.

活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物の中で、特に好ましいものの例を以下に挙げる。   Among the compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, examples of particularly preferable compounds are listed below.

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光酸発生剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。2種以上を組み合わせて使用する際には、水素原子を除く全原子数が2以上異なる2種の有機酸を発生する化合物を組み合わせることが好ましい。
光酸発生剤の含量は、ポジ型レジスト組成物の全固形分を基準として、0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。
A photo-acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. When two or more types are used in combination, it is preferable to combine two types of compounds that generate two types of organic acids that differ in the total number of atoms excluding hydrogen atoms by two or more.
The content of the photoacid generator is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, and still more preferably 1 to 7% by mass, based on the total solid content of the positive resist composition. It is.

(C)溶剤
前記各成分を溶解させてポジ型レジスト組成物を調製する際に使用することができる溶剤としては、例えば、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキルエステル、アルコキシプロピオン酸アルキル、炭素数4〜10の環状ラクトン、炭素数4〜10の、環を含有しても良いモノケトン化合物、アルキレンカーボネート、アルコキシ酢酸アルキル、ピルビン酸アルキル等の有機溶剤を挙げることができる。
(C) Solvent Examples of the solvent that can be used when preparing the positive resist composition by dissolving the above components include, for example, alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate ester, Examples thereof include organic solvents such as alkyl alkoxypropionates, cyclic lactones having 4 to 10 carbon atoms, monoketone compounds having 4 to 10 carbon atoms, which may contain a ring, alkylene carbonate, alkyl alkoxyacetates, and alkyl pyruvates. .

アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートとしては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテートが好ましく挙げられる。
アルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルを好ましく挙げられる。
Examples of the alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, propylene glycol monoethyl Preferred examples include ether propionate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate.
Preferred examples of the alkylene glycol monoalkyl ether include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether.

乳酸アルキルエステルとしては、例えば、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチルを好ましく挙げられる。
アルコキシプロピオン酸アルキルとしては、例えば、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチルを好ましく挙げられる。
Preferred examples of the alkyl lactate include methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate and butyl lactate.
Preferable examples of the alkyl alkoxypropionate include ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, and ethyl 3-methoxypropionate.

炭素数4〜10の環状ラクトンとしては、例えば、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−オクタノイックラクトン、α−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンが好ましく挙げられる。   Examples of the cyclic lactone having 4 to 10 carbon atoms include β-propiolactone, β-butyrolactone, γ-butyrolactone, α-methyl-γ-butyrolactone, β-methyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ- Caprolactone, γ-octanoic lactone, and α-hydroxy-γ-butyrolactone are preferred.

炭素数4〜10の、環を含有しても良いモノケトン化合物としては、例えば、2−ブタノン、3−メチルブタノン、ピナコロン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−メチル−3−ペンタノン、4,4−ジメチル−2−ペンタノン、2,4−ジメチル−3−ペンタノン、2,2,4,4−テトラメチル−3−ペンタノン、2−ヘキサノン、3−ヘキサノン、5−メチル−3−ヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、2−メチル−3−ヘプタノン、5−メチル−3−ヘプタノン、2,6−ジメチル−4−ヘプタノン、2−オクタノン、3−オクタノン、2−ノナノン、3−ノナノン、5−ノナノン、2−デカノン、3−デカノン、、4−デカノン、5−ヘキセン−2−オン、3−ペンテン−2−オン、シクロペンタノン、2−メチルシクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、2,2−ジメチルシクロペンタノン、2,4,4−トリメチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロヘキサノン、4−メチルシクロヘキサノン、4−エチルシクロヘキサノン、2,2−ジメチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、2,2,6−トリメチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、2−メチルシクロヘプタノン、3−メチルシクロヘプタノンが好ましく挙げられる。   Examples of the monoketone compound having 4 to 10 carbon atoms which may contain a ring include 2-butanone, 3-methylbutanone, pinacolone, 2-pentanone, 3-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, 4- Methyl-2-pentanone, 2-methyl-3-pentanone, 4,4-dimethyl-2-pentanone, 2,4-dimethyl-3-pentanone, 2,2,4,4-tetramethyl-3-pentanone, 2 -Hexanone, 3-hexanone, 5-methyl-3-hexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, 2-methyl-3-heptanone, 5-methyl-3-heptanone, 2,6-dimethyl-4 -Heptanone, 2-octanone, 3-octanone, 2-nonanone, 3-nonanone, 5-nonanone, 2-decanone, 3-decanone, 4-decanone, 5- Xen-2-one, 3-penten-2-one, cyclopentanone, 2-methylcyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, 2,2-dimethylcyclopentanone, 2,4,4-trimethylcyclopenta Non, cyclohexanone, 3-methylcyclohexanone, 4-methylcyclohexanone, 4-ethylcyclohexanone, 2,2-dimethylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, 2,2,6-trimethylcyclohexanone, cycloheptanone, 2-methylcyclo Preferred are heptanone and 3-methylcycloheptanone.

アルキレンカーボネートとしては、例えば、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネートが好ましく挙げられる。
アルコキシ酢酸アルキルとしては、例えば、酢酸−2−メトキシエチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、酢酸−3−メトキシ−3−メチルブチル、酢酸−1−メトキシ−2−プロピルが好ましく挙げられる。
ピルビン酸アルキルとしては、例えば、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピルが好ましく挙げられる。
好ましく使用できる溶剤としては、常温常圧下で、沸点130℃以上の溶剤が挙げられる。具体的には、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、乳酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、プロピレンカーボネートが挙げられる。
本発明に於いては、上記溶剤を単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
Preferred examples of the alkylene carbonate include propylene carbonate, vinylene carbonate, ethylene carbonate, and butylene carbonate.
Examples of the alkyl alkoxyacetate include 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, 3-methoxy-3-methylbutyl acetate, and 1-methoxy-acetate. 2-propyl is preferred.
Preferred examples of the alkyl pyruvate include methyl pyruvate, ethyl pyruvate, and propyl pyruvate.
As a solvent which can be preferably used, a solvent having a boiling point of 130 ° C. or higher under normal temperature and normal pressure can be mentioned. Specifically, cyclopentanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, ethyl lactate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl pyruvate, 2-ethoxyethyl acetate, acetic acid -2- (2-ethoxyethoxy) ethyl and propylene carbonate are mentioned.
In the present invention, the above solvents may be used alone or in combination of two or more.

本発明においては、有機溶剤として構造中に水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤を使用してもよい。
水酸基を含有する溶剤としては、例えば、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、乳酸エチル等を挙げることができ、これらの内でプロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチルが特に好ましい。
水酸基を含有しない溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げることができ、これらの内で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルが特に好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノンが最も好ましい。
水酸基を含有する溶剤と水酸基を含有しない溶剤との混合比(質量)は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは20/80〜60/40である。水酸基を含有しない溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。
In this invention, you may use the mixed solvent which mixed the solvent which contains a hydroxyl group in a structure, and the solvent which does not contain a hydroxyl group as an organic solvent.
Examples of the solvent containing a hydroxyl group include ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethyl lactate, and the like. Particularly preferred are propylene glycol monomethyl ether and ethyl lactate.
Examples of the solvent not containing a hydroxyl group include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide and the like. Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, and butyl acetate are particularly preferred, and propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate. 2-heptanone is most preferred.
The mixing ratio (mass) of the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 60/40. . A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent not containing a hydroxyl group is particularly preferred from the viewpoint of coating uniformity.

溶剤は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有する2種類以上の混合溶剤であることが好ましい。   The solvent is preferably a mixed solvent of two or more containing propylene glycol monomethyl ether acetate.

(D)フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する樹脂
本発明のポジ型レジスト組成物は、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する樹脂(D)を含有することが好ましい。
樹脂(D)におけるフッ素原子または珪素原子は、樹脂の主鎖中に有していても、側鎖に置換していてもよい。
(D) Resin having at least one of fluorine atom and silicon atom The positive resist composition of the present invention preferably contains a resin (D) having at least one of a fluorine atom and a silicon atom.
The fluorine atom or silicon atom in the resin (D) may be present in the main chain of the resin or may be substituted with a side chain.

樹脂(D)は、フッ素原子を有する部分構造として、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、または、フッ素原子を有するアリール基を有する樹脂であることが好ましい。
フッ素原子を有するアルキル基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜4)は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖又は分岐アルキル基であり、さらに他の置換基を有していてもよい。
フッ素原子を有するシクロアルキル基は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された単環または多環のシクロアルキル基であり、さらに他の置換基を有していてもよい。
フッ素原子を有するアリール基としては、フェニル基、ナフチル基などのアリール基の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたものが挙げられ、さらに他の置換基を有していてもよい。
The resin (D) is preferably a resin having an alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom as a partial structure having a fluorine atom.
The alkyl group having a fluorine atom (preferably having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms) is a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, It may have a substituent.
The cycloalkyl group having a fluorine atom is a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and may further have another substituent.
Examples of the aryl group having a fluorine atom include those in which at least one hydrogen atom of an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group is substituted with a fluorine atom, and may further have another substituent.

フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、または、フッ素原子を有するアリール基の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Specific examples of the alkyl group having a fluorine atom, the cycloalkyl group having a fluorine atom, or the aryl group having a fluorine atom are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005965971
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一般式(F2)〜(F4)中、
57〜R68は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。但し、R57〜R61、R62〜R64およびR65〜R68の内、少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を表す。R57〜R61及びR65〜R67は、全てがフッ素原子であることが好ましい。R62、R63及びR68は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)が好ましく、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基であることがさらに好ましい。R62とR63は、互いに連結して環を形成してもよい。
In general formulas (F2) to (F4),
R 57 to R 68 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. However, at least one of R 57 to R 61 , R 62 to R 64 and R 65 to R 68 is a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom (preferably having a carbon number of 1 ~ 4). R 57 to R 61 and R 65 to R 67 are preferably all fluorine atoms. R 62 , R 63 and R 68 are preferably an alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms) in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Further preferred. R 62 and R 63 may be connected to each other to form a ring.

一般式(F2)で表される基の具体例としては、例えば、p−フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、3,5-ジ(トリフルオロメチル)フェニル基等が挙げられる。
一般式(F3)で表される基の具体例としては、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロプロピル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロブチル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、ノナフルオロブチル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロヘキシル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロ(トリメチル)ヘキシル基、2,2,3,3-テトラフルオロシクロブチル基、パーフルオロシクロヘキシル基などが挙げられる。ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基が好ましく、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基が更に好ましい。
一般式(F4)で表される基の具体例としては、例えば、−C(CF32OH、−C(C252OH、−C(CF3)(CH3)OH、−CH(CF3)OH等が挙げられ、−C(CF32OHが好ましい。
Specific examples of the group represented by the general formula (F2) include a p-fluorophenyl group, a pentafluorophenyl group, and a 3,5-di (trifluoromethyl) phenyl group.
Specific examples of the group represented by the general formula (F3) include trifluoroethyl group, pentafluoropropyl group, pentafluoroethyl group, heptafluorobutyl group, hexafluoroisopropyl group, heptafluoroisopropyl group, hexafluoro (2 -Methyl) isopropyl group, nonafluorobutyl group, octafluoroisobutyl group, nonafluorohexyl group, nonafluoro-t-butyl group, perfluoroisopentyl group, perfluorooctyl group, perfluoro (trimethyl) hexyl group, 2,2 1,3,3-tetrafluorocyclobutyl group, perfluorocyclohexyl group and the like. Hexafluoroisopropyl group, heptafluoroisopropyl group, hexafluoro (2-methyl) isopropyl group, octafluoroisobutyl group, nonafluoro-t-butyl group and perfluoroisopentyl group are preferable, and hexafluoroisopropyl group and heptafluoroisopropyl group are preferable. Further preferred.
Specific examples of the group represented by the general formula (F4) include, for example, —C (CF 3 ) 2 OH, —C (C 2 F 5 ) 2 OH, —C (CF 3 ) (CH 3 ) OH, -CH (CF 3) OH and the like, -C (CF 3) 2 OH are preferred.

樹脂(D)は、珪素原子を有する部分構造として、アルキルシリル構造(好ましくはトリアルキルシリル基)、または環状シロキサン構造を有する樹脂であることが好ましい。
アルキルシリル構造、または環状シロキサン構造としては、具体的には、下記一般式(CS−1)〜(CS−3)で表される基などが挙げられる。
The resin (D) is preferably a resin having an alkylsilyl structure (preferably a trialkylsilyl group) or a cyclic siloxane structure as a partial structure having a silicon atom.
Specific examples of the alkylsilyl structure or the cyclic siloxane structure include groups represented by the following general formulas (CS-1) to (CS-3).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(CS−1)〜(CS−3)に於いて、
12〜R26は、各々独立に、直鎖もしくは分岐アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)またはシクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)を表す。
3〜L5は、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基としては、アルキレン基、フェニル基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、ウレタン基、またはウレア基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを挙げられる。
nは、1〜5の整数を表す。
In general formulas (CS-1) to (CS-3),
R 12 to R 26 each independently represents a linear or branched alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) or a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms).
L < 3 > -L < 5 > represents a single bond or a bivalent coupling group. As the divalent linking group, an alkylene group, a phenyl group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a urethane group, or a urea group is used alone or in combination of two or more groups. A combination is mentioned.
n represents an integer of 1 to 5.

樹脂(D)として、下記一般式(C−I)〜(C−V)で示される繰り返し単位の群から選択される少なくとも1種を有する樹脂が挙げられる。   Examples of the resin (D) include resins having at least one selected from the group of repeating units represented by the following general formulas (CI) to (CV).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(C−I)〜(C−V)中、
1〜R3は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基、または炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のフッ素化アルキル基を表す。
1〜W2は、フッ素原子および珪素原子の少なくともいずれかを有する有機基を表す。
4〜R7は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基、または炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のフッ素化アルキル基を表す。ただし、R4〜R7の少なくとも1つはフッ素原子を表す。R4とR5もしくはR6とR7は環を形成していてもよい。
8は、水素原子、または炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。
9は、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基、または炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のフッ素化アルキル基を表す。
1〜L2は、単結合又は2価の連結基を表し、上記L3〜L5と同様のものである。
Qは、単環または多環の環状脂肪族基を表す。すなわち、結合した2つの炭素原子(C−C)を含み、脂環式構造を形成するための原子団を表す。
30及びR31は、各々独立に、水素原子又はフッ素原子を表す。
32及びR33は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、フッ素化アルキル基又はフッ素化シクロアルキル基を表す。
但し、一般式(C−V)で表される繰り返し単位は、R30、R31、R32及びR33の内の少なくとも1つに、少なくとも1つのフッ素原子を有する。
In the general formulas (CI) to (CV),
R 1 to R 3 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Represents a group.
W 1 to W 2 represent an organic group having at least one of a fluorine atom and a silicon atom.
R 4 to R 7 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Represents a group. However, at least one of R 4 to R 7 represents a fluorine atom. R 4 and R 5 or R 6 and R 7 may form a ring.
R 8 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
R 9 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
L < 1 > -L < 2 > represents a single bond or a bivalent coupling group, and is the same as said L < 3 > -L < 5 >.
Q represents a monocyclic or polycyclic cyclic aliphatic group. That is, it represents an atomic group that contains two bonded carbon atoms (C—C) and forms an alicyclic structure.
R 30 and R 31 each independently represents a hydrogen atom or a fluorine atom.
R 32 and R 33 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, a fluorinated alkyl group or a fluorinated cycloalkyl group.
However, the repeating unit represented by formula (CV) has at least one fluorine atom in at least one of R 30 , R 31 , R 32 and R 33 .

樹脂(D)は、一般式(C−I)で表される繰り返し単位を有することが好ましく、下記一般式(C−Ia)〜(C−Id)で表される繰り返し単位を有することがさらに好ましい。   The resin (D) preferably has a repeating unit represented by the general formula (CI), and further has a repeating unit represented by the following general formulas (C-Ia) to (C-Id). preferable.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(C−Ia)〜(C−Id)に於いて、
10及びR11は、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基、または炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のフッ素化アルキル基を表す。
3〜W6は、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを1つ以上有する有機基を表す。
In the general formulas (C-Ia) to (C-Id),
R 10 and R 11 represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
W 3 to W 6 represent an organic group having at least one of a fluorine atom and a silicon atom.

1〜W6が、フッ素原子を有する有機基であるとき、炭素数1〜20のフッ素化された、直鎖、分岐アルキル基もしくはシクロアルキル基、または、炭素数1〜20のフッ素化された直鎖、分岐、または環状のアルキルエーテル基であることが好ましい。 When W 1 to W 6 are organic groups having a fluorine atom, they are fluorinated, straight chain, branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or fluorinated having 1 to 20 carbon atoms. It is preferably a linear, branched, or cyclic alkyl ether group.

1〜W6のフッ素化アルキル基としては、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、ヘプタフルオロブチル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロヘキシル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロ(トリメチル)ヘキシル基などが挙げられる。 Examples of the fluorinated alkyl group for W 1 to W 6 include trifluoroethyl group, pentafluoropropyl group, hexafluoroisopropyl group, hexafluoro (2-methyl) isopropyl group, heptafluorobutyl group, heptafluoroisopropyl group, octafluoro Examples thereof include an isobutyl group, a nonafluorohexyl group, a nonafluoro-t-butyl group, a perfluoroisopentyl group, a perfluorooctyl group, and a perfluoro (trimethyl) hexyl group.

1〜W6が、珪素原子を有する有機基であるとき、アルキルシリル構造、または環状シロキサン構造であることが好ましい。具体的には、前記一般式(CS−1)〜(CS−3)で表される基などが挙げられる。 When W 1 to W 6 are an organic group having a silicon atom, an alkylsilyl structure or a cyclic siloxane structure is preferable. Specific examples include groups represented by the general formulas (CS-1) to (CS-3).

以下、一般式(C−I)で表される繰り返し単位の具体例を示す。Xは、水素原子、−CH3、−F、又は、−CF3を表す。 Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (CI) are shown below. X represents a hydrogen atom, —CH 3 , —F, or —CF 3 .

Figure 0005965971
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樹脂(D)は、下記の(D−1)〜(D−6)から選ばれるいずれかの樹脂であることが好ましい。
(D−1)フルオロアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を有する繰り返し単位(a)を有する樹脂、より好ましくは繰り返し単位(a)のみを有する樹脂。
(D−2)トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)を有する樹脂、より好ましくは繰り返し単位(b)のみを有する樹脂。
(D−3)フルオロアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を有する繰り返し単位(a)と、分岐状のアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、分岐状のアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数4〜20)を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂、より好ましくは繰り返し単位(a)及び繰り返し単位(c)の共重合樹脂。
(D−4)トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)と、分岐状のアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、分岐状のアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数4〜20)を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂、より好ましくは繰り返し単位(b)及び繰り返し単位(c)の共重合樹脂。
(D−5)フルオロアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を有する繰り返し単位(a)と、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)とを有する樹脂、より好ましくは繰り返し単位(a)及び繰り返し単位(b)の共重合樹脂。
(D−6)フルオロアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を有する繰り返し単位(a)と、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)と、分岐状のアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、分岐状のアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数4〜20)を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂、より好ましくは繰り返し単位(a)、繰り返し単位(b)及び繰り返し単位(c)の共重合樹脂。
樹脂(D−3)、(D−4)、(D−6)における、分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、分岐状のアルケニル基、シクロアルケニル基、またはアリール基を有する繰り返し単位(c)としては、親疎水性、相互作用性などを考慮し、適当な官能基を導入することができるが、液浸液追随性、後退接触角の観点から、極性基を有さない官能基である方が好ましい。
樹脂(D−3)、(D−4)、(D−6)において、フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)および/またはトリアルキルシリル基、または環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)は、20〜99モル%であることが好ましい。
尚、後退接触角とは、液滴-基板界面での接触線が後退する際に測定される接触角であり、動的な状態での液滴の移動しやすさをシミュレートする際に有用であることが一般に知られている。簡易的には、針先端から吐出した液滴を基板上に着滴させた後、その液滴を再び針へと吸い込んだときの、液滴の界面が後退するときの接触角として定義でき、一般に拡張収縮法と呼ばれる接触角の測定方法を用いて測定することができる。液浸露光工程に於いては、露光ヘッドが高速でウェハ上をスキャンし露光パターンを形成していく動きに追随して、液浸液がウェハ上を動く必要があるので、動的な状態に於けるレジスト膜に対する液浸液の接触角が重要になり、液滴が残存することなく、露光ヘッドの高速なスキャンに追随する性能がレジストには求められる。
The resin (D) is preferably any resin selected from the following (D-1) to (D-6).
(D-1) A resin having a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms), more preferably a resin having only a repeating unit (a).
(D-2) A resin having a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, more preferably a resin having only a repeating unit (b).
(D-3) a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms), a branched alkyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 4 carbon atoms) To 20), a repeating unit (c) having a branched alkenyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), a cycloalkenyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms) or an aryl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms). More preferably, a copolymer resin of the repeating unit (a) and the repeating unit (c).
(D-4) a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, a branched alkyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), Resin having a repeating unit (c) having a branched alkenyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), a cycloalkenyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms) or an aryl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms) More preferably, a copolymer resin of the repeating unit (b) and the repeating unit (c).
(D-5) A resin having a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms) and a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, more preferably a repeating unit Copolymer resin of unit (a) and repeating unit (b).
(D-6) a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms), a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, and a branched alkyl group (preferably Is a C4-20), cycloalkyl group (preferably C4-20), branched alkenyl group (preferably C4-20), cycloalkenyl group (preferably C4-20) or aryl. A resin having a repeating unit (c) having a group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), more preferably a copolymer resin of repeating unit (a), repeating unit (b) and repeating unit (c).
Repeating unit (c) having a branched alkyl group, cycloalkyl group, branched alkenyl group, cycloalkenyl group, or aryl group in resins (D-3), (D-4), and (D-6) In consideration of hydrophilicity / hydrophobicity, interaction, etc., appropriate functional groups can be introduced, but from the viewpoint of immersion liquid follow-up and receding contact angle, functional groups that do not have polar groups Is preferred.
In the resins (D-3), (D-4), and (D-6), the repeating unit (a) having a fluoroalkyl group and / or the repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure is It is preferable that it is 20-99 mol%.
The receding contact angle is a contact angle measured when the contact line at the droplet-substrate interface recedes, and is useful for simulating the ease of movement of the droplet in a dynamic state. It is generally known that In simple terms, it can be defined as the contact angle when the droplet interface recedes when the droplet discharged from the needle tip is deposited on the substrate and then sucked into the needle again. It can be measured by using a contact angle measuring method generally called an expansion / contraction method. In the immersion exposure process, the immersion head needs to move on the wafer following the movement of the exposure head to scan the wafer at high speed to form the exposure pattern. In this case, the contact angle of the immersion liquid with respect to the resist film is important, and the resist is required to follow the high-speed scanning of the exposure head without remaining droplets.

樹脂(D)は、下記一般式(Ia)で表される繰り返し単位を有する樹脂であることが好ましい。   The resin (D) is preferably a resin having a repeating unit represented by the following general formula (Ia).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(Ia)に於いて、
Rfは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
1は、アルキル基を表す。
2は、水素原子又はアルキル基を表す。
In general formula (Ia):
Rf represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
R 1 represents an alkyl group.
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

一般式(Ia)に於ける、Rfの少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基は、炭素数1〜3であることが好ましく、トリフルオロメチル基がより好ましい。
1のアルキル基は、炭素数3〜10の直鎖若しくは分岐状のアルキル基が好ましく、炭素数3〜10の分岐状のアルキル基がより好ましい。
2は、炭素数1〜10の直鎖若しくは分岐状のアルキル基が好ましく、炭素数3〜10の直鎖若しくは分岐状のアルキル基がより好ましい。
In general formula (Ia), the alkyl group in which at least one hydrogen atom of Rf is substituted with a fluorine atom preferably has 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a trifluoromethyl group.
The alkyl group represented by R 1 is preferably a linear or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and more preferably a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms.
R 2 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably a linear or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms.

以下、一般式(Ia)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるが、本発明は、これに限定されるものではない。   Hereinafter, although the specific example of the repeating unit represented by general formula (Ia) is given, this invention is not limited to this.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(Ia)で表される繰り返し単位は、下記一般式(I)で表される化合物を重合させることにより形成させることができる。   The repeating unit represented by the general formula (Ia) can be formed by polymerizing a compound represented by the following general formula (I).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(I)に於いて、
Rfは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
1は、アルキル基を表す。
2は、水素原子又はアルキル基を表す。
In general formula (I),
Rf represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
R 1 represents an alkyl group.
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

一般式(I)に於ける、Rf、R1及びR2は、一般式(Ia)に於ける、Rf、R1及びR2と同義である。
一般式(I)で表される化合物は、新規化合物である。
一般式(I)で表される化合物は、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。合成する場合は、2−トリフルオロメチルメタクリル酸を酸クロリド化後、エステル化することにより得ることができる。
In the general formula (I), Rf, R 1 and R 2 are in the general formula (Ia), Rf, R 1 and R 2 synonymous.
The compound represented by the general formula (I) is a novel compound.
As the compound represented by the general formula (I), a commercially available product may be used, or a synthesized product may be used. In the case of synthesis, 2-trifluoromethylmethacrylic acid can be obtained by acidification and then esterification.

一般式(Ia)で表される繰り返し単位を有する樹脂(D)は、更に、下記一般式(III)で表される繰り返し単位を有することが好ましい。   The resin (D) having a repeating unit represented by the general formula (Ia) preferably further has a repeating unit represented by the following general formula (III).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(III)に於いて、
4は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する基を表す。
6は、単結合又は2価の連結基を表す。
In general formula (III):
R 4 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, a trialkylsilyl group, or a group having a cyclic siloxane structure.
L 6 represents a single bond or a divalent linking group.

一般式(III)に於ける、R4のアルキル基は、炭素数3〜20の直鎖若しくは分岐状アルキル基が好ましい。
シクロアルキル基は、炭素数3〜20のシクロアルキル基が好ましい。
アルケニル基は、炭素数3〜20のアルケニル基が好ましい。
シクロアルケニル基は、炭素数3〜20のシクロアルケニル基が好ましい。
トリアルキルシリル基は、炭素数3〜20のトリアルキルシリル基が好ましい。
環状シロキサン構造を有する基は、炭素数3〜20の環状シロキサン構造を有する基が好ましい。
6の2価の連結基は、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜5)、オキシ基が好ましい。
In general formula (III), the alkyl group represented by R 4 is preferably a linear or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The alkenyl group is preferably an alkenyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The cycloalkenyl group is preferably a cycloalkenyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The trialkylsilyl group is preferably a trialkylsilyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The group having a cyclic siloxane structure is preferably a group having a cyclic siloxane structure having 3 to 20 carbon atoms.
The divalent linking group of L 6 is preferably an alkylene group (preferably having 1 to 5 carbon atoms) or an oxy group.

以下、一般式(Ia)で表される繰り返し単位を有する樹脂(D)の具体例を挙げるが、本発明は、これに限定されるものではない。   Hereinafter, although the specific example of resin (D) which has a repeating unit represented by general formula (Ia) is given, this invention is not limited to this.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

Figure 0005965971
Figure 0005965971

樹脂(D)は、下記一般式(II)で表される繰り返し単位及び下記一般式(III)で表される繰り返し単位を有する樹脂であることが好ましい。   The resin (D) is preferably a resin having a repeating unit represented by the following general formula (II) and a repeating unit represented by the following general formula (III).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(II)及び(III)に於いて、
Rfは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
3は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基若しくはシクロアルケニル基又はこれらの2つ以上が結合して形成される基を表す。
4は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、トリアルキルシリル基若しくは環状シロキサン構造を有する基又はこれらの2つ以上が結合して形成される基を表す。
3及びR4のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、トリアルキルシリル基は、官能基を導入することができるが、液浸液追随性の観点から、極性基を有さない官能基である方が好ましく、無置換であることがより好ましい。
6は、単結合又は2価の連結基を表す。
0<m<100。
0<n<100。
In general formulas (II) and (III):
Rf represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
R 3 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, or a group formed by combining two or more thereof.
R 4 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, a trialkylsilyl group, a group having a cyclic siloxane structure, or a group formed by combining two or more thereof.
The alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, cycloalkenyl group, and trialkylsilyl group of R 3 and R 4 can introduce a functional group, but have a polar group from the viewpoint of immersion liquid followability. The functional group is preferably not substituted, and more preferably unsubstituted.
L 6 represents a single bond or a divalent linking group.
0 <m <100.
0 <n <100.

一般式(II)に於ける、Rfは、一般式(Ia)に於ける、Rfと同様のものである。
3のアルキル基は、炭素数3〜20の直鎖若しくは分岐状アルキル基が好ましい。
シクロアルキル基は、炭素数3〜20のシクロアルキル基が好ましい。
アルケニル基は、炭素数3〜20のアルケニル基が好ましい。
シクロアルケニル基は、炭素数3〜20のシクロアルケニル基が好ましい。
6は、単結合、メチレン基、エチレン基、エーテル基が好ましい。
m=30〜70、n=30〜70であることが好ましく、m=40〜60、n=40〜60であることがより好ましい。
Rf in the general formula (II) is the same as Rf in the general formula (Ia).
The alkyl group represented by R 3 is preferably a linear or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The alkenyl group is preferably an alkenyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The cycloalkenyl group is preferably a cycloalkenyl group having 3 to 20 carbon atoms.
L 6 is preferably a single bond, a methylene group, an ethylene group or an ether group.
m = 30 to 70 and n = 30 to 70 are preferable, and m = 40 to 60 and n = 40 to 60 are more preferable.

以下、一般式(II)で表される繰り返し単位及び一般式(III)で表される繰り返し単位を有する樹脂(D)の具体例を挙げるが、本発明は、これに限定されるものではない。   Hereinafter, specific examples of the resin (D) having the repeating unit represented by the general formula (II) and the repeating unit represented by the general formula (III) will be described, but the present invention is not limited thereto. .

Figure 0005965971
Figure 0005965971

Figure 0005965971
Figure 0005965971

樹脂(D)は、下記一般式(VIII)で表される繰り返し単位を有してもよい。   Resin (D) may have a repeating unit represented by the following general formula (VIII).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(VIII)に於いて、
2は、−O−又は−N(R41)−を表す。R41は、水素原子、アルキル基、又は−OSO2−R42を表す。R42は、アルキル基、シクロアルキル基又は樟脳残基を表す。R41及びR42のアルキル基は、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)等で置換されていてもよい。
In general formula (VIII):
Z 2 represents —O— or —N (R 41 ) —. R 41 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or —OSO 2 —R 42 . R 42 represents an alkyl group, a cycloalkyl group or a camphor residue. The alkyl group of R 41 and R 42 may be substituted with a halogen atom (preferably a fluorine atom) or the like.

樹脂(D)は、常温(25℃)において、固体あることが好ましい。さらに、ガラス転移温度(Tg)が50〜200℃であることが好ましく、80〜160℃がより好ましい。   The resin (D) is preferably solid at room temperature (25 ° C.). Furthermore, it is preferable that glass transition temperature (Tg) is 50-200 degreeC, and 80-160 degreeC is more preferable.

25℃において固体であるとは、融点が25℃以上であることをいう。
ガラス転移温度(Tg)は、走査カロリメトリー(Differential Scanning Calorimeter)により測定することができ、例えば、試料を一度昇温、冷却後、再度5℃/分にて昇温したときの比容積が変化した値を解析することにより測定することができる。
Being solid at 25 ° C. means that the melting point is 25 ° C. or higher.
The glass transition temperature (Tg) can be measured by differential scanning calorimeter. For example, the specific volume changed when the sample was heated once, cooled and then heated again at 5 ° C./min. It can be measured by analyzing the value.

樹脂(D)は、酸に対して安定で、アルカリ現像液に不溶であることが好ましい。   The resin (D) is preferably stable to an acid and insoluble in an alkaline developer.

樹脂(D)は、(x)アルカリ可溶性基、(y)アルカリ(アルカリ現像液)の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基及び(z)酸の作用により分解し、現像液に対する溶解度が増大する基を有さない方が、液浸液の追随性の点で好ましい。
樹脂(D)中のアルカリ可溶性基又は酸やアルカリの作用により現像液に対する溶解度が増大する基を有する繰り返し単位の総量は、好ましくは、樹脂(D)を構成する全繰り返し単位に対して、20モル%以下、より好ましくは0〜10モル%、更により好ましくは0〜5モル%である。
また、樹脂(D)は、一般にレジストで使用される界面活性剤とは異なり、イオン結合や(ポリ(オキシアルキレン))基等の親水基を有さない。樹脂(D)が親水的な極性基を含有すると、液浸水の追随性が低下する傾向があるため、水酸基、アルキレングリコール類、スルホン基、から選択される極性基を有さない方がより好ましい。また、主鎖の炭素原子に連結基を介して結合したエーテル基は親水性が増大し液浸液追随性が劣化するため、有さない方が好ましい。一方で、上記一般式(III)で示されるように主鎖の炭素原子に直接結合したエーテル基は疎水基を発現できる場合があるので好ましい。
Resin (D) is decomposed by the action of (x) an alkali-soluble group, (y) an alkali (alkaline developer), a group that increases the solubility in the alkali developer and (z) an acid, From the viewpoint of the followability of the immersion liquid, it is preferable not to have a group that increases the solubility in the developer.
The total amount of repeating units having an alkali-soluble group in the resin (D) or a group whose solubility in a developer is increased by the action of an acid or an alkali is preferably 20 with respect to all the repeating units constituting the resin (D). It is not more than mol%, more preferably 0 to 10 mol%, still more preferably 0 to 5 mol%.
In addition, unlike the surfactant generally used in resists, the resin (D) does not have an ionic bond or a hydrophilic group such as a (poly (oxyalkylene)) group. When the resin (D) contains a hydrophilic polar group, the followability of immersion water tends to decrease, and therefore it is more preferable that the resin (D) does not have a polar group selected from a hydroxyl group, an alkylene glycol, and a sulfone group. . In addition, it is preferable not to have an ether group bonded to a carbon atom of the main chain through a linking group because hydrophilicity increases and immersion liquid followability deteriorates. On the other hand, an ether group directly bonded to a carbon atom of the main chain as shown in the general formula (III) is preferable because it may express a hydrophobic group.

(x)アルカリ可溶性基としては、たとえば、フェノール性水酸基、カルボン酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基を有する基等が挙げられる。   (X) Examples of alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, and (alkylsulfonyl). ) (Alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris ( And a group having an alkylsulfonyl) methylene group.

(y)アルカリ(アルカリ現像液)の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基としては、例えば、ラクトン基、エステル基、スルホンアミド基、酸無水物、酸イミド基などが挙げられる。   (Y) Examples of the group that decomposes by the action of an alkali (alkaline developer) and increases the solubility in the alkali developer include a lactone group, an ester group, a sulfonamide group, an acid anhydride, and an acid imide group. Can be mentioned.

(z)酸の作用により分解し、現像液に対する溶解度が増大する基としては、酸分解性樹脂(A)における酸分解性基と同様の基が挙げられる。   (Z) Examples of the group that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in a developer include the same groups as the acid-decomposable groups in the acid-decomposable resin (A).

ただし、下記一般式(pA−C)で表される繰り返し単位は、樹脂(A)の酸分解性基と比較して酸の作用による分解性が無いかまたは極めて小さく、実質的に非酸分解性と同等と見なす。   However, the repeating unit represented by the following general formula (pA-C) has no or very little decomposability due to the action of acid as compared with the acid-decomposable group of the resin (A), and is substantially non-acid-decomposable. Considered equivalent to gender.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(pA−c)に於いて、
Rp2は、式中の酸素原子に結合している3級炭素原子を有する炭化水素基を表す。
In the general formula (pA-c),
Rp 2 represents a hydrocarbon group having a tertiary carbon atom bonded to the oxygen atom in the formula.

樹脂(D)が珪素原子を有する場合、珪素原子の含有量は、樹脂(D)の分子量に対し、2〜50質量%であることが好ましく、2〜30質量%であることがより好ましい。また、珪素原子を含む繰り返し単位が、樹脂(D)中10〜100質量%であることが好ましく、20〜100質量%であることがより好ましい。   When the resin (D) has a silicon atom, the content of the silicon atom is preferably 2 to 50% by mass and more preferably 2 to 30% by mass with respect to the molecular weight of the resin (D). Moreover, it is preferable that the repeating unit containing a silicon atom is 10-100 mass% in resin (D), and it is more preferable that it is 20-100 mass%.

樹脂(D)がフッ素原子を有する場合、フッ素原子の含有量は、樹脂(D)の分子量に対し、5〜80質量%であることが好ましく、10〜80質量%であることがより好ましい。また、フッ素原子を含む繰り返し単位が、樹脂(D)中10〜100質量%であることが好ましく、30〜100質量%であることがより好ましい。   When resin (D) has a fluorine atom, the fluorine atom content is preferably 5 to 80% by mass and more preferably 10 to 80% by mass with respect to the molecular weight of resin (D). Moreover, it is preferable that the repeating unit containing a fluorine atom is 10-100 mass% in resin (D), and it is more preferable that it is 30-100 mass%.

樹脂(D)の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは1,000〜100,000で、より好ましくは1,000〜50,000、更により好ましくは2,000〜15,000、特に好ましくは3,000〜15,000である。   The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene of the resin (D) is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 1,000 to 50,000, still more preferably 2,000 to 15,000, and particularly preferably. Is 3,000 to 15,000.

樹脂(D)は、残存モノマー量が0〜10質量%であることが好ましく、より好ましくは0〜5質量%、0〜1質量%が更により好ましい。また、解像度、レジスト形状、レジストパターンの側壁、ラフネスなどの点から、分子量分布(Mw/Mn、分散度ともいう)は、1〜5が好ましく、より好ましくは1〜3、更により好ましくは1〜1.5の範囲である。   The resin (D) preferably has a residual monomer amount of 0 to 10% by mass, more preferably 0 to 5% by mass, and still more preferably 0 to 1% by mass. The molecular weight distribution (Mw / Mn, also referred to as dispersity) is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, and still more preferably 1 in terms of resolution, resist shape, resist pattern sidewall, roughness, and the like. It is in the range of ~ 1.5.

ポジ型レジスト組成物中の樹脂(D)の添加量は、レジスト組成物の全固形分を基準として、0.1〜20質量%であることが好ましく、0.1〜10質量%であることがより好ましい。さらには、0.1〜5質量%であることが好ましく、より好ましくは0.2〜3.0質量%であり、さらに好ましくは0.3〜2.0質量%である。   The addition amount of the resin (D) in the positive resist composition is preferably 0.1 to 20% by mass, and preferably 0.1 to 10% by mass based on the total solid content of the resist composition. Is more preferable. Furthermore, it is preferable that it is 0.1-5 mass%, More preferably, it is 0.2-3.0 mass%, More preferably, it is 0.3-2.0 mass%.

樹脂(D)は、酸分解性樹脂(A)同様、金属等の不純物が少ないのは当然のことながら、残留単量体やオリゴマー成分が既定値以下、例えばHPLCで0.1質量%等であることが好ましく、それによりレジストとしての感度、解像度、プロセス安定性、パターン形状等をさらに改善することができるだけでなく、液中異物や感度等の経時変化のないレジストが得られる。   Resin (D), like acid-decomposable resin (A), naturally has few impurities such as metals, but the residual monomer and oligomer components are not more than predetermined values, for example, 0.1% by mass by HPLC. It is preferable that not only the sensitivity, resolution, process stability, pattern shape and the like as a resist can be further improved, but also a resist having no change over time such as foreign matter in liquid or sensitivity can be obtained.

樹脂(D)は、各種市販品を利用することもできるし、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種および開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド溶剤、さらには後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明の組成物を溶解する溶媒が挙げられる。より好ましくは本発明のレジスト組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。   As the resin (D), various commercially available products can be used, or they can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and the polymerization is performed by heating, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable. Examples of the reaction solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Furthermore, the solvent which melt | dissolves the composition of this invention like the below-mentioned propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone is mentioned. More preferably, the polymerization is performed using the same solvent as that used in the resist composition of the present invention. Thereby, the generation of particles during storage can be suppressed.

重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などが挙げられる。必要に応じて連鎖移動剤を使用することもできる。反応の濃度は、通常5〜50質量%であり、好ましくは20〜50質量%、より好ましくは30〜50質量%である。反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは60〜100℃である。   The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. As a polymerization initiator, a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) is used to initiate the polymerization. As the radical initiator, an azo initiator is preferable, and an azo initiator having an ester group, a cyano group, or a carboxyl group is preferable. Preferred examples of the initiator include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) and the like. A chain transfer agent can also be used as needed. The density | concentration of reaction is 5-50 mass% normally, Preferably it is 20-50 mass%, More preferably, it is 30-50 mass%. The reaction temperature is usually 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 60-100 ° C.

反応終了後、室温まで放冷し、精製する。精製は、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液々抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、樹脂溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈澱法やろ別した樹脂スラリーを貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等の通常の方法を適用できる。たとえば、上記樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒(貧溶媒)を、該反応溶液の10倍以下の体積量、好ましくは10〜5倍の体積量で、接触させることにより樹脂を固体として析出させる。   After completion of the reaction, the mixture is allowed to cool to room temperature and purified. Purification can be accomplished by a liquid-liquid extraction method that removes residual monomers and oligomer components by combining water and an appropriate solvent, and a purification method in a solution state such as ultrafiltration that extracts and removes only those having a specific molecular weight or less. , Reprecipitation method that removes residual monomer by coagulating resin in poor solvent by dripping resin solution into poor solvent and purification in solid state such as washing filtered resin slurry with poor solvent A normal method such as a method can be applied. For example, the resin is precipitated as a solid by contacting a solvent (poor solvent) in which the resin is hardly soluble or insoluble in a volume amount of 10 times or less, preferably 10 to 5 times that of the reaction solution.

ポリマー溶液からの沈殿又は再沈殿操作の際に用いる溶媒(沈殿又は再沈殿溶媒)としては、該ポリマーの貧溶媒であればよく、ポリマーの種類に応じて、例えば、炭化水素(ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素)、ハロゲン化炭化水素(塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化脂肪族炭化水素;クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素など)、ニトロ化合物(ニトロメタン、ニトロエタンなど)、ニトリル(アセトニトリル、ベンゾニトリルなど)、エーテル(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシエタンなどの鎖状エーテル;テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトンなど)、エステル(酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、カーボネート(ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなど)、アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなど)、カルボン酸(酢酸など)、水、これらの溶媒を含む混合溶媒等の中から適宜選択して使用できる。これらの中でも、沈殿又は再沈殿溶媒として、少なくともアルコール(特に、メタノールなど)または水を含む溶媒が好ましい。このような少なくとも炭化水素を含む溶媒において、アルコール(特に、メタノールなど)と他の溶媒(例えば、酢酸エチルなどのエステル、テトラヒドロフランなどのエーテル類等)との比率は、例えば前者/後者(体積比;25℃)=10/90〜99/1、好ましくは前者/後者(体積比;25℃)=30/70〜98/2、さらに好ましくは前者/後者(体積比;25℃)=50/50〜97/3程度である。   The solvent (precipitation or reprecipitation solvent) used in the precipitation or reprecipitation operation from the polymer solution may be a poor solvent for the polymer. For example, hydrocarbon (pentane, hexane, Aliphatic hydrocarbons such as heptane and octane; Cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene), halogenated hydrocarbons (methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, etc.) Halogenated aliphatic hydrocarbons; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene and dichlorobenzene), nitro compounds (nitromethane, nitroethane, etc.), nitriles (acetonitrile, benzonitrile, etc.), ethers (diethyl ether, diisopropyl ether, dimethoxyethane) Chain A Cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane), ketones (acetone, methyl ethyl ketone, diisobutyl ketone, etc.), esters (ethyl acetate, butyl acetate, etc.), carbonates (dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), alcohols ( (Methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol, etc.), carboxylic acid (acetic acid, etc.), water, a mixed solvent containing these solvents, and the like. Among these, as a precipitation or reprecipitation solvent, a solvent containing at least an alcohol (particularly methanol or the like) or water is preferable. In such a solvent containing at least hydrocarbon, the ratio of alcohol (particularly methanol) and other solvent (for example, ester such as ethyl acetate, ethers such as tetrahydrofuran) is, for example, the former / the latter (volume ratio). 25 ° C.) = 10/90 to 99/1, preferably the former / the latter (volume ratio; 25 ° C.) = 30/70 to 98/2, more preferably the former / the latter (volume ratio; 25 ° C.) = 50 / It is about 50 to 97/3.

沈殿又は再沈殿溶媒の使用量は、効率や収率等を考慮して適宜選択できるが、一般には、ポリマー溶液100質量部に対して、100〜10000質量部、好ましくは200〜2000質量部、さらに好ましくは300〜1000質量部である。   The amount of the precipitation or reprecipitation solvent used can be appropriately selected in consideration of efficiency, yield, and the like, but generally 100 to 10000 parts by mass, preferably 200 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer solution, More preferably, it is 300-1000 mass parts.

ポリマー溶液を沈殿又は再沈殿溶媒(貧溶媒)中に供給する際のノズルの口径は、好ましくは4mmφ以下(例えば0.2〜4mmφ)である。また、ポリマー溶液の貧溶媒中への供給速度(滴下速度)は、線速度として、例えば0.1〜10m/秒、好ましくは0.3〜5m/秒程度である。   The nozzle diameter at the time of supplying the polymer solution to the precipitation or reprecipitation solvent (poor solvent) is preferably 4 mmφ or less (for example, 0.2 to 4 mmφ). Moreover, the supply speed (dropping speed) of the polymer solution into the poor solvent is, for example, about 0.1 to 10 m / second, preferably about 0.3 to 5 m / second, as the linear speed.

沈殿又は再沈殿操作は攪拌下で行うのが好ましい。攪拌に用いる攪拌翼として、例えば、デスクタービン、ファンタービン(パドルを含む)、湾曲羽根タービン、矢羽根タービン、ファウドラー型、ブルマージン型、角度付き羽根ファンタービン、プロペラ、多段型、アンカー型(又は馬蹄型)、ゲート型、二重リボン、スクリューなどを使用できる。攪拌は、ポリマー溶液の供給終了後も、さらに10分以上、特に20分以上行うのが好ましい。攪拌時間が少ない場合には、ポリマー粒子中のモノマー含有量を充分低減できない場合が生じる。また、攪拌翼の代わりにラインミキサーを用いてポリマー溶液と貧溶媒とを混合攪拌することもできる。   The precipitation or reprecipitation operation is preferably performed with stirring. As a stirring blade used for stirring, for example, a desk turbine, a fan turbine (including a paddle), a curved blade turbine, an arrow blade turbine, a fiddler type, a bull margin type, an angled blade fan turbine, a propeller, a multistage type, an anchor type (or Horseshoe type), gate type, double ribbon, screw, etc. can be used. Stirring is preferably further performed for 10 minutes or more, particularly 20 minutes or more after the supply of the polymer solution. When the stirring time is short, the monomer content in the polymer particles may not be sufficiently reduced. Further, the polymer solution and the poor solvent can be mixed and stirred using a line mixer instead of the stirring blade.

沈殿又は再沈殿する際の温度としては、効率や操作性を考慮して適宜選択できるが、通常0〜50℃程度、好ましくは室温付近(例えば20〜35℃程度)である。沈殿又は再沈殿操作は、攪拌槽などの慣用の混合容器を用い、バッチ式、連続式等の公知の方法により行うことができる。   The temperature for precipitation or reprecipitation can be appropriately selected in consideration of efficiency and operability, but is usually about 0 to 50 ° C., preferably around room temperature (for example, about 20 to 35 ° C.). The precipitation or reprecipitation operation can be performed by a known method such as a batch method or a continuous method using a conventional mixing vessel such as a stirring tank.

沈殿又は再沈殿した粒子状ポリマーは、通常、濾過、遠心分離等の慣用の固液分離に付し、乾燥して使用に供される。濾過は、耐溶剤性の濾材を用い、好ましくは加圧下で行われる。乾燥は、常圧又は減圧下(好ましくは減圧下)、30〜100℃程度、好ましくは30〜50℃程度の温度で行われる。   The precipitated or re-precipitated particulate polymer is usually subjected to conventional solid-liquid separation such as filtration and centrifugation, and dried before use. Filtration is performed using a solvent-resistant filter medium, preferably under pressure. Drying is performed at a temperature of about 30 to 100 ° C., preferably about 30 to 50 ° C. under normal pressure or reduced pressure (preferably under reduced pressure).

尚、一度、樹脂を析出させて、分離した後に、再び溶媒に溶解させ、該樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒と接触させてもよい。
即ち、上記ラジカル重合反応終了後、該ポリマーが難溶あるいは不溶の溶媒を接触させ、樹脂を析出させ(工程a)、樹脂を溶液から分離し(工程b)、改めて溶媒に溶解させ樹脂溶液Aを調製(工程c)、その後、該樹脂溶液Aに、該樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒を、樹脂溶液Aの10倍未満の体積量(好ましくは5倍以下の体積量)で、接触させることにより樹脂固体を析出させ(工程d)、析出した樹脂を分離する(工程e)ことを含む方法でもよい。
樹脂溶液Aの調製に際し使用する溶媒は、重合反応に際しモノマーを溶解させる溶媒と同様の溶媒を使用することができ、重合反応に際し使用した溶媒と同一であっても異なっていてもよい。
The resin may be once deposited and separated, and then dissolved again in a solvent, and the resin may be brought into contact with a hardly soluble or insoluble solvent.
That is, after completion of the radical polymerization reaction, a solvent in which the polymer is hardly soluble or insoluble is brought into contact, the resin is precipitated (step a), the resin is separated from the solution (step b), and dissolved again in the solvent. (Step c), and then contact the resin solution A with a solvent in which the resin is hardly soluble or insoluble in a volume amount less than 10 times that of the resin solution A (preferably 5 times or less volume). This may be a method including precipitating a resin solid (step d) and separating the precipitated resin (step e).
The solvent used in the preparation of the resin solution A can be the same solvent as the solvent that dissolves the monomer in the polymerization reaction, and may be the same as or different from the solvent used in the polymerization reaction.

(E)塩基性化合物
本発明のポジ型レジスト組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、(E)塩基性化合物を含有することが好ましい。
塩基性化合物としては、好ましくは、下記式(A)〜(E)で示される構造を有する化合物を挙げることができる。
(E) Basic compound The positive resist composition of the present invention preferably contains (E) a basic compound in order to reduce a change in performance over time from exposure to heating.
Preferred examples of the basic compound include compounds having structures represented by the following formulas (A) to (E).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(A)及び(E)中、
200 、R201及びR202 は、同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜20)を表し、ここで、R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。
In general formulas (A) and (E),
R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different, and are a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group (preferably Represents a carbon number of 6 to 20, and R 201 and R 202 may be bonded to each other to form a ring.

上記アルキル基について、置換基を有するアルキル基としては、炭素数1〜20のアミノアルキル基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基、または炭素数1〜20のシアノアルキル基が好ましい。
203 、R204、R205及びR206 は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜20個のアルキル基を表す。
これら一般式(A)及び(E)中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。
About the said alkyl group, as an alkyl group which has a substituent, a C1-C20 aminoalkyl group, a C1-C20 hydroxyalkyl group, or a C1-C20 cyanoalkyl group is preferable.
R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
The alkyl groups in the general formulas (A) and (E) are more preferably unsubstituted.

好ましい化合物として、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルフォリン、ピペリジン等を挙げることができ、更に好ましい化合物として、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体等を挙げることができる。   Preferred compounds include guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine, piperidine and the like, and more preferred compounds include imidazole structure, diazabicyclo structure, onium hydroxide structure, onium carboxylate Examples thereof include a compound having a structure, a trialkylamine structure, an aniline structure or a pyridine structure, an alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond, and an aniline derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond.

イミダゾール構造を有する化合物としてはイミダゾール、2、4、5−トリフェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール等が挙げられる。ジアザビシクロ構造を有する化合物としては1、4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1、5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノナ−5−エン、1、8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカー7−エン等が挙げられる。オニウムヒドロキシド構造を有する化合物としてはトリアリールスルホニウムヒドロキシド、フェナシルスルホニウムヒドロキシド、2−オキソアルキル基を有するスルホニウムヒドロキシド、具体的にはトリフェニルスルホニウムヒドロキシド、トリス(t−ブチルフェニル)スルホニウムヒドロキシド、ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェニウムヒドロキシド、2−オキソプロピルチオフェニウムヒドロキシド等が挙げられる。オニウムカルボキシレート構造を有する化合物としてはオニウムヒドロキシド構造を有する化合物のアニオン部がカルボキシレートになったものであり、例えばアセテート、アダマンタンー1−カルボキシレート、パーフロロアルキルカルボキシレート等が挙げられる。トリアルキルアミン構造を有する化合物としては、トリ(n−ブチル)アミン、トリ(n−オクチル)アミン等を挙げることができる。アニリン化合物としては、2,6−ジイソプロピルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジブチルアニリン、N,N−ジヘキシルアニリン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体としては、N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アニリン等を挙げることができる。   Examples of the compound having an imidazole structure include imidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, and benzimidazole. Examples of the compound having a diazabicyclo structure include 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] non-5-ene, and 1,8-diazabicyclo [5,4,0. ] Undecar 7-ene etc. are mentioned. Examples of the compound having an onium hydroxide structure include triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, sulfonium hydroxide having a 2-oxoalkyl group, specifically triphenylsulfonium hydroxide, tris (t-butylphenyl) sulfonium. Examples thereof include hydroxide, bis (t-butylphenyl) iodonium hydroxide, phenacylthiophenium hydroxide, and 2-oxopropylthiophenium hydroxide. As the compound having an onium carboxylate structure, an anion portion of the compound having an onium hydroxide structure is converted to a carboxylate, and examples thereof include acetate, adamantane-1-carboxylate, and perfluoroalkylcarboxylate. Examples of the compound having a trialkylamine structure include tri (n-butyl) amine and tri (n-octyl) amine. Examples of the aniline compound include 2,6-diisopropylaniline, N, N-dimethylaniline, N, N-dibutylaniline, N, N-dihexylaniline and the like. Examples of the alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and tris (methoxyethoxyethyl) amine. Examples of aniline derivatives having a hydroxyl group and / or an ether bond include N, N-bis (hydroxyethyl) aniline.

好ましい塩基性化合物として、更に、フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物を挙げることができる。   Preferred examples of the basic compound further include an amine compound having a phenoxy group and an ammonium salt compound having a phenoxy group.

アミン化合物は、1級、2級、3級のアミン化合物を使用することができ、少なくとも1つのアルキル基が窒素原子に結合しているアミン化合物が好ましい。アミン化合物は、3級アミン化合物であることがより好ましい。アミン化合物は、少なくとも1つのアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)が窒素原子に結合していれば、アルキル基の他に、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜12)が窒素原子に結合していてもよい。
また、アミン化合物は、アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン基が形成されていることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CH2CH2O−)もしくはオキシプロピレン基(−CH(CH3)CH2O−もしくは−CH2CH2CH2O−)が好ましく、さらに好ましくはオキシエチレン基である。
As the amine compound, a primary, secondary or tertiary amine compound can be used, and an amine compound in which at least one alkyl group is bonded to a nitrogen atom is preferable. The amine compound is more preferably a tertiary amine compound. As long as at least one alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) is bonded to a nitrogen atom, the amine compound has an cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms). Preferably C6-C12) may be bonded to a nitrogen atom.
The amine compound preferably has an oxygen atom in the alkyl chain and an oxyalkylene group is formed. The number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6. Among the oxyalkylene groups, an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—) is preferable, and more preferably oxy Ethylene group.

アンモニウム塩化合物は、1級、2級、3級、4級のアンモニウム塩化合物を使用することができ、少なくとも1つのアルキル基が窒素原子に結合しているアンモニウム塩化合物が好ましい。アンモニウム塩化合物は、少なくとも1つのアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)が窒素原子に結合していれば、アルキル基の他に、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜12)が窒素原子に結合していてもよい。
アンモニウム塩化合物は、アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン基が形成されていることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CH2CH2O−)もしくはオキシプロピレン基(−CH(CH3)CH2O−もしくは−CH2CH2CH2O−)が好ましく、さらに好ましくはオキシエチレン基である。
アンモニウム塩化合物のアニオンとしては、ハロゲン原子、スルホネート、ボレート、フォスフェート等が挙げられるが、中でもハロゲン原子、スルホネートが好ましい。ハロゲン原子としてはクロライド、ブロマイド、アイオダイドが特に好ましく、スルホネートとしては、炭素数1〜20の有機スルホネートが特に好ましい。有機スルホネートとしては、炭素数1〜20のアルキルスルホネート、アリールスルホネートが挙げられる。アルキルスルホネートのアルキル基は置換基を有していてもよく、置換基としては例えばフッ素、塩素、臭素、アルコキシ基、アシル基、アリール基等が挙げられる。アルキルスルホネートとして、具体的にはメタンスルホネート、エタンスルホネート、ブタンスルホネート、ヘキサンスルホネート、オクタンスルホネート、ベンジルスルホネート、トリフルオロメタンスルホネート、ペンタフルオロエタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート等が挙げられる。アリールスルホネートのアリール基としてはベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環が挙げられる。ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環は置換基を有していてもよく、置換基としては炭素数1〜6の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基が好ましい。直鎖若しくは分岐アルキル基、シクロアルキル基として、具体的には、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル等が挙げられる。他の置換基としては炭素数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ、ニトロ、アシル基、アシルオキシ基等が挙げられる。
As the ammonium salt compound, a primary, secondary, tertiary, or quaternary ammonium salt compound can be used, and an ammonium salt compound in which at least one alkyl group is bonded to a nitrogen atom is preferable. As long as at least one alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) is bonded to a nitrogen atom, the ammonium salt compound has a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group in addition to the alkyl group. (Preferably having 6 to 12 carbon atoms) may be bonded to a nitrogen atom.
The ammonium salt compound preferably has an oxygen atom in the alkyl chain and an oxyalkylene group is formed. The number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6. Among the oxyalkylene groups, an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—) is preferable, and more preferably oxy Ethylene group.
Examples of the anion of the ammonium salt compound include halogen atoms, sulfonates, borates, and phosphates. Among them, halogen atoms and sulfonates are preferable. As the halogen atom, chloride, bromide, and iodide are particularly preferable. As the sulfonate, an organic sulfonate having 1 to 20 carbon atoms is particularly preferable. Examples of the organic sulfonate include alkyl sulfonates having 1 to 20 carbon atoms and aryl sulfonates. The alkyl group of the alkyl sulfonate may have a substituent, and examples of the substituent include fluorine, chlorine, bromine, alkoxy groups, acyl groups, and aryl groups. Specific examples of the alkyl sulfonate include methane sulfonate, ethane sulfonate, butane sulfonate, hexane sulfonate, octane sulfonate, benzyl sulfonate, trifluoromethane sulfonate, pentafluoroethane sulfonate, and nonafluorobutane sulfonate. Examples of the aryl group of the aryl sulfonate include a benzene ring, a naphthalene ring, and an anthracene ring. The benzene ring, naphthalene ring and anthracene ring may have a substituent, and the substituent is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms. Specific examples of the linear or branched alkyl group and cycloalkyl group include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl, n-hexyl, cyclohexyl and the like. Examples of the other substituent include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, cyano, nitro, an acyl group, and an acyloxy group.

フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物とは、アミン化合物又はアンモニウム塩化合物のアルキル基の窒素原子と反対側の末端にフェノキシ基を有するものである。フェノキシ基は、置換基を有していてもよい。フェノキシ基の置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、スルホン酸エステル基、アリール基、アラルキル基、アシルオキシ基、アリールオキシ基等が挙げられる。置換基の置換位は、2〜6位のいずれであってもよい。置換基の数は、1〜5の範囲で何れであってもよい。   The amine compound having a phenoxy group and the ammonium salt compound having a phenoxy group are those having a phenoxy group at the terminal opposite to the nitrogen atom of the alkyl group of the amine compound or ammonium salt compound. The phenoxy group may have a substituent. Examples of the substituent of the phenoxy group include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a carboxyl group, a carboxylic acid ester group, a sulfonic acid ester group, an aryl group, an aralkyl group, an acyloxy group, and an aryloxy group. Etc. The substitution position of the substituent may be any of the 2-6 positions. The number of substituents may be any in the range of 1 to 5.

フェノキシ基と窒素原子との間に、少なくとも1つのオキシアルキレン基を有することが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CH2CH2O−)もしくはオキシプロピレン基(−CH(CH3)CH2O−もしくは−CH2CH2CH2O−)が好ましく、さらに好ましくはオキシエチレン基である。 It is preferable to have at least one oxyalkylene group between the phenoxy group and the nitrogen atom. The number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6. Among the oxyalkylene groups, an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—) is preferable, and more preferably oxy Ethylene group.

フェノキシ基を有するアミン化合物は、フェノキシ基を有する1または2級アミンとハロアルキルエーテルを加熱して反応させた後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラアルキルアンモニウム等の強塩基の水溶液を添加した後、酢酸エチル、クロロホルム等の有機溶剤で抽出することにより得ることができる。または、1または2級アミンと末端にフェノキシ基を有するハロアルキルエーテルを加熱して反応させた後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラアルキルアンモニウム等の強塩基の水溶液を添加した後、酢酸エチル、クロロホルム等の有機溶剤で抽出することにより得ることができる。   The amine compound having a phenoxy group is prepared by reacting a primary or secondary amine having a phenoxy group with a haloalkyl ether by heating, and then adding an aqueous solution of a strong base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or tetraalkylammonium. It can be obtained by extraction with an organic solvent such as ethyl acetate or chloroform. Alternatively, after reacting by heating a primary or secondary amine and a haloalkyl ether having a phenoxy group at the end, an aqueous solution of a strong base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, or tetraalkylammonium is added, and then ethyl acetate, It can be obtained by extraction with an organic solvent such as chloroform.

これらの塩基性化合物は、単独であるいは2種以上一緒に用いられる。   These basic compounds are used alone or in combination of two or more.

塩基性化合物の使用量は、ポジ型レジスト組成物の固形分を基準として、通常、0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。   The usage-amount of a basic compound is 0.001-10 mass% normally on the basis of solid content of a positive resist composition, Preferably it is 0.01-5 mass%.

酸発生剤と塩基性化合物の組成物中の使用割合は、酸発生剤/塩基性化合物(モル比)=2.5〜300であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が2.5以上が好ましく、露光後加熱処理までの経時でのレジストパターンの太りによる解像度の低下抑制の点から300以下が好ましい。酸発生剤/塩基性化合物(モル比)は、より好ましくは5.0〜200、更に好ましくは7.0〜150である。   The use ratio of the acid generator and the basic compound in the composition is preferably acid generator / basic compound (molar ratio) = 2.5 to 300. In other words, the molar ratio is preferably 2.5 or more from the viewpoint of sensitivity and resolution, and is preferably 300 or less from the viewpoint of suppressing the reduction in resolution due to the thickening of the resist pattern over time until post-exposure heat treatment. The acid generator / basic compound (molar ratio) is more preferably 5.0 to 200, still more preferably 7.0 to 150.

(F)界面活性剤
本発明のポジ型レジスト組成物は、更に(F)界面活性剤を含有することが好ましく、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することがより好ましい。
(F) Surfactant The positive resist composition of the present invention preferably further contains (F) a surfactant, and is a fluorine-based and / or silicon-based surfactant (fluorine-based surfactant, silicon-based interface). It is more preferable to contain any one or two or more of an activator and a surfactant having both a fluorine atom and a silicon atom.

本発明のポジ型レジスト組成物が上記(F)界面活性剤を含有することにより、250nm以下、特に220nm以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ないレジストパターンを与えることが可能となる。
フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤としては、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。
使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431、4430(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、F113、F110、F177、F120、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)、GF−300、GF−150(東亜合成化学(株)製)、サーフロンS−393(セイミケミカル(株)製)、エフトップEF121、EF122A、EF122B、RF122C、EF125M、EF135M、EF351、352、EF801、EF802、EF601((株)ジェムコ製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520(OMNOVA社製)、FTX−204D、208G、218G、230G、204D、208D、212D、218、222D((株)ネオス製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
When the positive resist composition of the present invention contains the surfactant (F), a resist having good sensitivity and resolution and less adhesion and development defects when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less. A pattern can be given.
Examples of the fluorine-based and / or silicon-based surfactant include, for example, JP-A No. 62-36663, JP-A No. 61-226746, JP-A No. 61-226745, JP-A No. 62-170950, JP 63-34540 A, JP 7-230165 A, JP 8-62834 A, JP 9-54432 A, JP 9-5988 A, JP 2002-277862 A, US Patent Nos. 5,405,720, 5,360,692, 5,529,881, 5,296,330, 5,436,098, 5,576,143, 5,294,511, 5,824,451 Surfactant can be mentioned, The following commercially available surfactant can also be used as it is.
Examples of commercially available surfactants that can be used include EFTOP EF301 and EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, 431 and 4430 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173, F176 and F189. , F113, F110, F177, F120, R08 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (Manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.), GF-300, GF-150 (manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd.), Surflon S-393 (manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.), F-top EF121, EF122A, EF122B, RF122C, EF125M , EF135M, EF351, 352, EF801, EF802, EF 01 (manufactured by Gemco), PF636, PF656, PF6320, PF6520 (manufactured by OMNOVA), FTX-204D, 208G, 218G, 230G, 204D, 208D, 212D, 218, 222D (manufactured by Neos) Fluorine type surfactant or silicon type surfactant can be mentioned. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.

また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)もしくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することが出来る。
フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート及び/又は(ポリ(オキシアルキレン))メタクリレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布しているものでも、ブロック共重合していてもよい。また、ポリ(オキシアルキレン)基としては、ポリ(オキシエチレン)基、ポリ(オキシプロピレン)基、ポリ(オキシブチレン)基などが挙げられ、また、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体)やポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体)など同じ鎖長内に異なる鎖長のアルキレンを有するようなユニットでもよい。さらに、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体は2元共重合体ばかりでなく、異なる2種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマーや、異なる2種以上の(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)などを同時に共重合した3元系以上の共重合体でもよい。
In addition to the known surfactants described above, the surfactant is derived from a fluoroaliphatic compound produced by a telomerization method (also called telomer method) or an oligomerization method (also called oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group can be used. The fluoroaliphatic compound can be synthesized by the method described in JP-A-2002-90991.
As the polymer having a fluoroaliphatic group, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate and / or (poly (oxyalkylene)) methacrylate is preferable and distributed irregularly. Or may be block copolymerized. Examples of the poly (oxyalkylene) group include a poly (oxyethylene) group, a poly (oxypropylene) group, a poly (oxybutylene) group, and the like, and a poly (oxyethylene, oxypropylene, and oxyethylene group). A unit having different chain lengths in the same chain length, such as a block link) or poly (block link of oxyethylene and oxypropylene) may be used. Furthermore, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate) is not only a binary copolymer but also a monomer having two or more different fluoroaliphatic groups, Further, it may be a ternary or higher copolymer obtained by simultaneously copolymerizing two or more different (poly (oxyalkylene)) acrylates (or methacrylates).

例えば、市販の界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(大日本インキ化学工業(株)製)を挙げることができる。さらに、C613基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C37基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体などを挙げることができる。 Examples of commercially available surfactants include Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, and F-472 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.). Further, a copolymer of an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), an acrylate (or methacrylate) having a C 3 F 7 group and (poly (oxy) And a copolymer of (ethylene)) acrylate (or methacrylate) and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate).

また、本発明では、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤を使用することもできる。具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤等を挙げることができる。   In the present invention, other surfactants other than fluorine-based and / or silicon-based surfactants can also be used. Specifically, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene nonylphenol ether, etc. Sorbitans such as polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate Fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopal Te - DOO, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, may be mentioned polyoxyethylene sorbitan tristearate nonionic surfactants of polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as such.

これらの界面活性剤は単独で使用してもよいし、また、いくつかの組み合わせで使用してもよい。   These surfactants may be used alone or in several combinations.

(F)界面活性剤の使用量は、ポジ型レジスト組成物全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.01〜10質量%、より好ましくは0.1〜5質量%である。   (F) The usage-amount of surfactant becomes like this. Preferably it is 0.01-10 mass% with respect to positive resist composition whole quantity (except a solvent), More preferably, it is 0.1-5 mass%.

(G)カルボン酸オニウム塩
本発明におけるポジ型レジスト組成物は、(G)カルボン酸オニウム塩を含有しても良い。カルボン酸オニウム塩としては、カルボン酸スルホニウム塩、カルボン酸ヨードニウム塩、カルボン酸アンモニウム塩などを挙げることができる。特に、(G)カルボン酸オニウム塩としては、ヨードニウム塩、スルホニウム塩が好ましい。更に、本発明の(G)カルボン酸オニウム塩のカルボキシレート残基が芳香族基、炭素−炭素2重結合を含有しないことが好ましい。特に好ましいアニオン部としては、炭素数1〜30の直鎖、分岐、単環または多環環状アルキルカルボン酸アニオンが好ましい。さらに好ましくはこれらのアルキル基の一部または全てがフッ素置換されたカルボン酸のアニオンが好ましい。アルキル鎖中に酸素原子を含んでいても良い。これにより220nm以下の光に対する透明性が確保され、感度、解像力が向上し、疎密依存性、露光マージンが改良される。
(G) Carboxylic acid onium salt The positive resist composition in the present invention may contain (G) a carboxylic acid onium salt. Examples of the carboxylic acid onium salt include a carboxylic acid sulfonium salt, a carboxylic acid iodonium salt, and a carboxylic acid ammonium salt. In particular, the (G) carboxylic acid onium salt is preferably an iodonium salt or a sulfonium salt. Furthermore, it is preferable that the carboxylate residue of the (G) carboxylic acid onium salt of the present invention does not contain an aromatic group or a carbon-carbon double bond. As a particularly preferable anion moiety, a linear, branched, monocyclic or polycyclic alkylcarboxylic acid anion having 1 to 30 carbon atoms is preferable. More preferably, an anion of a carboxylic acid in which some or all of these alkyl groups are fluorine-substituted is preferable. The alkyl chain may contain an oxygen atom. This ensures transparency with respect to light of 220 nm or less, improves sensitivity and resolution, and improves density dependency and exposure margin.

フッ素置換されたカルボン酸のアニオンとしては、フロロ酢酸、ジフロロ酢酸、トリフロロ酢酸、ペンタフロロプロピオン酸、ヘプタフロロ酪酸、ノナフロロペンタン酸、パーフロロドデカン酸、パーフロロトリデカン酸、パーフロロシクロヘキサンカルボン酸、2,2−ビストリフロロメチルプロピオン酸のアニオン等が挙げられる。   Fluoro-substituted carboxylic acid anions include fluoroacetic acid, difluoroacetic acid, trifluoroacetic acid, pentafluoropropionic acid, heptafluorobutyric acid, nonafluoropentanoic acid, perfluorododecanoic acid, perfluorotridecanoic acid, perfluorocyclohexanecarboxylic acid, 2 , 2-bistrifluoromethylpropionic acid anion and the like.

これらの(G)カルボン酸オニウム塩は、スルホニウムヒドロキシド、ヨードニウムヒドロキシド、アンモニウムヒドロキシドとカルボン酸を適当な溶剤中酸化銀と反応させることによって合成できる。   These (G) carboxylic acid onium salts can be synthesized by reacting sulfonium hydroxide, iodonium hydroxide, ammonium hydroxide and carboxylic acid with silver oxide in a suitable solvent.

(G)カルボン酸オニウム塩の組成物中の含量は、組成物の全固形分に対し、一般的には0.1〜20質量%、好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。   The content of the carboxylic acid onium salt in the composition is generally 0.1 to 20% by mass, preferably 0.5 to 10% by mass, and more preferably 1%, based on the total solid content of the composition. -7% by mass.

(H)その他の添加剤
本発明のポジ型レジスト組成物には、必要に応じてさらに染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、アルカリ可溶性樹脂、溶解阻止剤及び現像液に対する溶解性を促進させる化合物(例えば、分子量1000以下のフェノール化合物、カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物)等を含有させることができる。
(H) Other Additives The positive resist composition of the present invention further has solubility in dyes, plasticizers, photosensitizers, light absorbers, alkali-soluble resins, dissolution inhibitors and developers as necessary. (For example, a phenol compound having a molecular weight of 1000 or less, an alicyclic compound having a carboxyl group, or an aliphatic compound) and the like can be contained.

このような分子量1000以下のフェノール化合物は、例えば、特開平4−122938号、特開平2−28531号、米国特許第4,916,210、欧州特許第219294等に記載の方法を参考にして、当業者において容易に合成することができる。
カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物の具体例としてはコール酸、デオキシコール酸、リトコール酸などのステロイド構造を有するカルボン酸誘導体、アダマンタンカルボン酸誘導体、アダマンタンジカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
Such phenolic compounds having a molecular weight of 1000 or less can be obtained by referring to, for example, the methods described in JP-A-4-1222938, JP-A-2-28531, US Pat. No. 4,916,210, European Patent 219294, etc. It can be easily synthesized by those skilled in the art.
Specific examples of alicyclic or aliphatic compounds having a carboxyl group include carboxylic acid derivatives having a steroid structure such as cholic acid, deoxycholic acid, lithocholic acid, adamantane carboxylic acid derivatives, adamantane dicarboxylic acid, cyclohexane carboxylic acid, cyclohexane Examples thereof include, but are not limited to, dicarboxylic acids.

本発明のパターン形成方法に於いて、活性光線又は放射線の照射により、ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、ネガ型現像液に対する溶解度が減少する、樹脂組成物による膜を基板上に形成する工程、膜に露光する工程、膜を加熱(ベーク、PEB(post exposure bake)ともいう)する工程及び膜をポジ型現像する工程は、一般的に知られている方法により行うことができる。   In the pattern formation method of the present invention, a step of forming a film of a resin composition on a substrate, which increases the solubility in a positive developer and decreases the solubility in a negative developer by irradiation with actinic rays or radiation. The step of exposing the film, the step of heating the film (also referred to as baking or PEB (post exposure bake)) and the step of developing the film positively can be performed by a generally known method.

本発明における露光装置に用いられる光源波長に制限は無いが、KrFエキシマレーザー波長(248nm)、ArFエキシマレーザー波長(193nm)、F2エキシマレーザー波長(157nm)、EUV光(13.5nm)等を適用できる。 The light source wavelength limit is not used for the exposure apparatus in the present invention, KrF excimer laser wavelength (248 nm), ArF excimer laser wavelength (193nm), F 2 excimer laser wavelength (157 nm), EUV light (13.5 nm), etc. Applicable.

また、本発明の露光を行う工程においては液浸露光方法を適用することができる。
液浸露光方法とは、解像力を高める技術として、投影レンズと試料の間に高屈折率の液体(以下、「液浸液」ともいう)で満たし露光する技術である。
この「液浸の効果」はλ0を露光光の空気中での波長とし、nを空気に対する液浸液の屈折率、θを光線の収束半角としNA0=sinθとすると、液浸した場合、解像力及び焦点深度は次式で表すことができる。
(解像力)=k1・(λ0/n)/NA0
(焦点深度)=±k2・(λ0/n)/NA0 2
すなわち、液浸の効果は波長が1/nの露光波長を使用するのと等価である。言い換えれば、同じNAの投影光学系の場合、液浸により、焦点深度をn倍にすることができる。これは、あらゆるパターン形状に対して有効であり、更に、現在検討されている位相シフト法、変形照明法などの超解像技術と組み合わせることが可能である。
Moreover, the immersion exposure method can be applied in the step of performing exposure according to the present invention.
The immersion exposure method is a technology for filling and exposing a projection lens and a sample with a liquid having a high refractive index (hereinafter also referred to as “immersion liquid”) as a technique for increasing the resolving power.
This “immersion effect” means that when λ 0 is the wavelength of the exposure light in the air, n is the refractive index of the immersion liquid with respect to air, θ is the convergence angle of the light beam, and NA 0 = sin θ. The resolution and the depth of focus can be expressed by the following equations.
(Resolving power) = k 1 · (λ 0 / n) / NA 0
(Depth of focus) = ± k 2 · (λ 0 / n) / NA 0 2
That is, the immersion effect is equivalent to using an exposure wavelength having a wavelength of 1 / n. In other words, in the case of a projection optical system with the same NA, the depth of focus can be increased n times by immersion. This is effective for all pattern shapes, and can be combined with a super-resolution technique such as a phase shift method and a modified illumination method which are currently being studied.

液浸露光を行う場合には、(1)基板上に膜を形成した後、露光する工程の前に、及び/又は(2)液浸液を介して膜に露光する工程の後、膜を加熱する工程の前に、膜の表面を水系の薬液で洗浄する工程を実施してもよい。   When performing immersion exposure, (1) after forming the film on the substrate, before the exposure step and / or (2) after exposing the film via the immersion liquid, Prior to the heating step, a step of washing the surface of the membrane with an aqueous chemical may be performed.

液浸液は、露光波長に対して透明であり、かつ膜上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるよう、屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましいが、特に露光光源がArFエキシマレーザー(波長;193nm)である場合には、上述の観点に加えて、入手の容易さ、取り扱いのし易さといった点から水を用いるのが好ましい。   The immersion liquid is preferably a liquid that is transparent to the exposure wavelength and has a refractive index temperature coefficient as small as possible so as to minimize distortion of the optical image projected onto the film. In the case of an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), it is preferable to use water from the viewpoints of availability and ease of handling in addition to the above-described viewpoints.

水を用いる場合、水の表面張力を減少させるとともに、界面活性力を増大させる添加剤(液体)を僅かな割合で添加しても良い。この添加剤はウエハー上のレジスト層を溶解させず、且つレンズ素子の下面の光学コートに対する影響が無視できるものが好ましい。
このような添加剤としては、例えば、水とほぼ等しい屈折率を有する脂肪族系のアルコールが好ましく、具体的にはメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。水とほぼ等しい屈折率を有するアルコールを添加することにより、水中のアルコール成分が蒸発して含有濃度が変化しても、液体全体としての屈折率変化を極めて小さくできるといった利点が得られる。
When water is used, an additive (liquid) that decreases the surface tension of water and increases the surface activity may be added in a small proportion. This additive is preferably one that does not dissolve the resist layer on the wafer and can ignore the influence on the optical coating on the lower surface of the lens element.
As such an additive, for example, an aliphatic alcohol having a refractive index substantially equal to that of water is preferable, and specific examples include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and the like. By adding an alcohol having a refractive index substantially equal to that of water, even if the alcohol component in water evaporates and the content concentration changes, an advantage that the change in the refractive index of the entire liquid can be made extremely small can be obtained.

一方で、193nm光に対して不透明な物質や屈折率が水と大きく異なる不純物が混入した場合、レジスト上に投影される光学像の歪みを招くため、使用する水としては、蒸留水が好ましい。更にイオン交換フィルター等を通して濾過を行った純水を用いてもよい。   On the other hand, when an opaque substance or impurities whose refractive index is significantly different from that of water are mixed with respect to 193 nm light, the optical image projected on the resist is distorted. Therefore, distilled water is preferable as the water to be used. Further, pure water filtered through an ion exchange filter or the like may be used.

本発明において膜を形成する基板は特に限定されるものではなく、シリコン、SiN、SiO2やSiN等の無機基板、SOG等の塗布系無機基板等、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造工程、さらにはその他のフォトファブリケーションのリソグラフィー工程で一般的に用いられる基板を用いることができる。更に、必要に応じて有機反射防止膜を膜と基板の間に形成させても良い。 In the present invention, the substrate on which the film is formed is not particularly limited, and silicon, SiN, inorganic substrates such as SiO 2 and SiN, coated inorganic substrates such as SOG, semiconductor manufacturing processes such as IC, liquid crystal, and thermal head For example, a substrate generally used in a circuit board manufacturing process such as the photolithographic lithography process can be used. Further, if necessary, an organic antireflection film may be formed between the film and the substrate.

有機反射防止膜としては、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜のいずれも用いることができ、例えば、ブリューワーサイエンス社製のDUV30シリーズや、DUV−40シリーズ、シプレー社製のAR−2、AR−3、AR−5、日産化学社製のARC29AなどのARCシリーズ等、市販の有機反射防止膜を使用することができる。また、反射防止膜としては無機反射防止膜を使用することもでき、例えば、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、アモルファスシリコン等の反射防止膜を使用することができる。   As the organic antireflection film, any one of a light absorber and an organic film made of a polymer material can be used. For example, DUV30 series, DUV-40 series, Brewer Science Co., Ltd. AR-2, AR- 3, AR-5, ARC series such as ARC29A manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., and other commercially available organic antireflection films can be used. Further, as the antireflection film, an inorganic antireflection film can be used. For example, an antireflection film such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, amorphous silicon, or the like can be used.

ポジ型現像を行う際には、アルカリ現像液を使用することが好ましい。
ポジ現像を行う際に使用するアルカリ現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用することができる。
さらに、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常0.1〜20質量%である。
アルカリ現像液のpHは、通常10.0〜15.0である。
特に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの2.38質量%の水溶液が望ましい。
When performing positive development, an alkali developer is preferably used.
Examples of the alkali developer used for positive development include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine and the like. Primary amines, diethylamine, secondary amines such as di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, Alkaline aqueous solutions such as quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium hydroxide and cyclic amines such as pyrrole and pihelidine can be used.
Furthermore, alcohols and surfactants can be added in appropriate amounts to the alkaline aqueous solution.
The alkali concentration of the alkali developer is usually from 0.1 to 20% by mass.
The pH of the alkali developer is usually from 10.0 to 15.0.
In particular, an aqueous solution of 2.38% by mass of tetramethylammonium hydroxide is desirable.

ポジ現像の後に行うリンス処理におけるリンス液としては、純水を使用し、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。   As the rinsing liquid in the rinsing treatment performed after the positive development, pure water can be used and an appropriate amount of a surfactant can be added.

ネガ型現像を行う際には、有機溶剤を含有する有機系現像液を使用することが好ましい。
ネガ型現像を行う際に使用し得る有機系現像液としては、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤等の極性溶剤及び炭化水素系溶剤を用いることができる。
本発明において、ケトン系溶剤とは分子内にケトン基を有する溶剤のことであり、エステル系溶剤とは分子内にエステル基を有する溶剤のことであり、アルコール系溶剤とは分子内にアルコール性水酸基を有する溶剤のことであり、アミド系溶剤とは分子内にアミド基を有する溶剤のことであり、エーテル系溶剤とは分子内にエーテル結合を有する溶剤のことである。これらの中には、1分子内に上記官能基を複数種類有する溶剤も存在するが、その場合は、その溶剤の有する官能基を含むいずれの溶剤種にも該当するものとする。例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテルは、上記分類中の、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤いずれにも該当するものとする。また、炭化水素系溶剤とは置換基を有さない炭化水素溶剤のことである。
ケトン系溶剤としては、例えば、1-オクタノン、2-オクタノン、1-ノナノン、2-ノナノン、アセトン、4-ヘプタノン、1-ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート、γ-ブチロラクトン等を挙げることができる。
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、2−メトキシブチルアセテート、3-メトキシブチルアセテート、4−メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、3−エチル−3−メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、2−エトキシブチルアセテート、4−エトキシブチルアセテート、4−プロポキシブチルアセテート、2−メトキシペンチルアセテート、3−メトキシペンチルアセテート、4−メトキシペンチルアセテート、2−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、4−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、ピルビン酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、プロピル−3−メトキシプロピオネート等を挙げることができる。
エステル系溶剤としては、後述する一般式(1)で表される溶剤又は後述する一般式(2)で表される溶剤を用いることが好ましく、一般式(1)で表される溶剤を用いることがより好ましく、酢酸アルキルを用いることが更により好ましく、酢酸ブチルを用いることが最も好ましい。
アルコール系溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n-ヘキシルアルコール、n-ヘプチルアルコール、n-オクチルアルコール、n-デカノール、3-メトキシ-1-ブタノール等のアルコールや、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等の水酸基を含有するグリコールエーテル系溶剤等を挙げることができる。これらの中でもグリコールエーテル系溶剤を用いることが好ましい。
エーテル系溶剤としては、例えば、上記水酸基を含有するグリコールエーテル系溶剤の他、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等の水酸基を含有しないグリコールエーテル系溶剤、ジオキサン、テトラヒドロフラン、アニソール、パーフルオロ−2−ブチルテトラヒドロフラン、パーフルオロテトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等が挙げられる。好ましくは、グリコールエーテル系溶剤を用いる。
アミド系溶剤としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が使用できる。
炭化水素系系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン、2,2,4−トリメチルペンタン、2,2,3−トリメチルヘキサン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶剤、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、1−メチルプロピルベンゼン、2−メチルプロピルベンゼン、ジメチルベンゼン、ジエチルベンゼン、エチルメチルベンゼン、トリメチルベンゼン、エチルジメチルベンゼン、ジプロピルベンゼンなどの芳香族炭化水素系溶剤が挙げられる。これらの中でも、芳香族炭化水素系溶剤が好ましい。
上記の溶剤は、複数混合してもよいし、上記以外の溶剤や水と混合し使用してもよい。
When performing negative development, it is preferable to use an organic developer containing an organic solvent.
As an organic developer that can be used in negative development, polar solvents such as ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents, and hydrocarbon solvents can be used. .
In the present invention, the ketone solvent is a solvent having a ketone group in the molecule, the ester solvent is a solvent having an ester group in the molecule, and the alcohol solvent is alcoholic in the molecule. It is a solvent having a hydroxyl group, an amide solvent is a solvent having an amide group in the molecule, and an ether solvent is a solvent having an ether bond in the molecule. Among these, there is a solvent having a plurality of types of the above functional groups in one molecule, and in that case, it corresponds to any solvent type including the functional group of the solvent. For example, diethylene glycol monomethyl ether corresponds to both alcohol solvents and ether solvents in the above classification. Further, the hydrocarbon solvent is a hydrocarbon solvent having no substituent.
Examples of ketone solvents include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, and methyl ethyl ketone. And methyl isobutyl ketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone, propylene carbonate, and γ-butyrolactone.
Examples of ester solvents include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, ethyl methoxyacetate, ethyl ethoxy acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono Propyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene group Coal monoethyl ether acetate, 2-methoxybutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 4-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-ethyl-3-methoxybutyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, Propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, 2-ethoxybutyl acetate, 4-ethoxybutyl acetate, 4-propoxybutyl acetate, 2-methoxypentyl acetate, 3-methoxypentyl acetate, 4-methoxypentyl acetate, 2-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-4-methoxypentyl Cetate, 4-methyl-4-methoxypentyl acetate, propylene glycol diacetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, ethyl carbonate, propyl carbonate, butyl carbonate, methyl pyruvate , Ethyl pyruvate, propyl pyruvate, butyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, isopropyl propionate, methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate Methyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-ethoxypropionate, propyl-3-methoxypropionate, and the like.
As the ester solvent, a solvent represented by general formula (1) described later or a solvent represented by general formula (2) described later is preferably used, and a solvent represented by general formula (1) is used. Is more preferable, alkyl acetate is more preferably used, and butyl acetate is most preferably used.
Examples of alcohol solvents include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-heptyl alcohol, alcohols such as n-octyl alcohol, n-decanol, 3-methoxy-1-butanol, glycol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, Triethylene glycol monoethyl ether, methoxymethylbutanol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol Propyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, may be mentioned glycol ether solvents such as containing a hydroxyl group such as propylene glycol monomethyl ether. Among these, it is preferable to use a glycol ether solvent.
Examples of the ether solvent include, in addition to the above-described glycol ether solvent containing a hydroxyl group, a glycol ether solvent not containing a hydroxyl group such as propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, Anisole, perfluoro-2-butyltetrahydrofuran, perfluorotetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like can be mentioned. Preferably, a glycol ether solvent is used.
Examples of the amide solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. Can be used.
Examples of the hydrocarbon solvents include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, pentane, hexane, octane, decane, 2,2,4-trimethylpentane, 2,2,3-trimethylhexane, and perfluoro. Aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane and perfluoroheptane, toluene, xylene, ethylbenzene, propylbenzene, 1-methylpropylbenzene, 2-methylpropylbenzene, dimethylbenzene, diethylbenzene, ethylmethylbenzene, trimethylbenzene, ethyldimethylbenzene And aromatic hydrocarbon solvents such as dipropylbenzene. Among these, aromatic hydrocarbon solvents are preferable.
A plurality of the above solvents may be mixed, or may be used by mixing with a solvent other than those described above or water.

ネガ型現像を行う際に使用し得る現像液として、下記一般式(1)で表される溶剤を用いることが好ましい。   As a developer that can be used in negative development, a solvent represented by the following general formula (1) is preferably used.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(1)に於いて、
R及びR’は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。R及びR’は、互いに結合して環を形成してもよい。R及びR’としては水素原子又はアルキル基が好ましく、R及びR’の有するアルキル基は、水酸基やカルボニル基、シアノ基などで置換されていても良い。
In general formula (1),
R and R ′ each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a cyano group or a halogen atom. R and R ′ may be bonded to each other to form a ring. R and R ′ are preferably a hydrogen atom or an alkyl group, and the alkyl group of R and R ′ may be substituted with a hydroxyl group, a carbonyl group, a cyano group, or the like.

一般式(1)で表される溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、ピルビン酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル等を挙げることができる。   Examples of the solvent represented by the general formula (1) include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, and butyl lactate. , Propyl lactate, ethyl carbonate, propyl carbonate, butyl carbonate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, butyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, propion Examples include isopropyl acid, methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate, and the like.

これらの中でも、一般式(1)で表される溶剤は、R及びR’が無置換のアルキル基であることが好ましく、酢酸アルキルであることがより好ましく、酢酸ブチルであることが特に好ましい。   Among these, in the solvent represented by the general formula (1), R and R ′ are preferably unsubstituted alkyl groups, more preferably alkyl acetates, and particularly preferably butyl acetate.

一般式(1)で表される溶剤は他の溶剤1種以上と併用して用いても良い。この場合の併用溶剤としては、一般式(1)で表される溶剤に分離することなく混合できれば特に制限は無く、一般式(1)で表される溶剤同士を併用して用いても良いし、一般式(1)で表される溶剤を他のエステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤から選択される溶剤に混合して用いても良い。併用溶剤は1種以上用いることができるが、安定した性能を得る上では、1種であることが好ましい。併用溶剤1種を混合して用いる場合の、一般式(1)で表される溶剤と併用溶剤の混合比は、通常20:80〜99:1、好ましくは50:50〜97:3、より好ましくは60:40〜95:5、最も好ましくは60:40〜90:10である。   The solvent represented by the general formula (1) may be used in combination with one or more other solvents. The combined solvent in this case is not particularly limited as long as it can be mixed without being separated into the solvent represented by the general formula (1), and the solvents represented by the general formula (1) may be used in combination. The solvent represented by the general formula (1) may be used by mixing with a solvent selected from other ester solvents, ketone solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents and hydrocarbon solvents. good. One or more solvents can be used in combination, but it is preferably one solvent in order to obtain stable performance. The mixing ratio of the solvent represented by the general formula (1) and the combined solvent when the combined solvent is used is usually 20:80 to 99: 1, preferably 50:50 to 97: 3. Preferably it is 60: 40-95: 5, Most preferably, it is 60: 40-90: 10.

ネガ型現像を行う際に使用し得る現像液としては、下記一般式(2)で表される溶剤を用いることが好ましい。   As a developer that can be used in negative development, a solvent represented by the following general formula (2) is preferably used.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

一般式(2)に於いて、
R’’及びR’’’’は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。R’’及びR’’’’は、互いに結合して環を形成してもよい。R’’及びR’’’’は、水素原子又はアルキル基であることが好ましい。
R’’’は、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。R’’’は、水素原子又はアルキル基であることが好ましい。R’’、R’’’及びR’’’’が有するアルキル基は、水酸基やカルボニル基、シアノ基などで置換されていても良い。
In general formula (2),
R ″ and R ″ ″ each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a cyano group or a halogen atom. R ″ and R ″ ″ may be bonded to each other to form a ring. R ″ and R ″ ″ are preferably a hydrogen atom or an alkyl group.
R ′ ″ represents an alkylene group or a cycloalkylene group. R ′ ″ is preferably a hydrogen atom or an alkyl group. The alkyl group that R ″, R ′ ″, and R ″ ″ have may be substituted with a hydroxyl group, a carbonyl group, a cyano group, or the like.

一般式(2)に於ける、R’’’のアルキレン基は、アルキレン鎖中にエーテル結合を有していてもよい。   In the general formula (2), the alkylene group represented by R ″ ″ may have an ether bond in the alkylene chain.

一般式(2)で表される溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、メチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、プロピル−3−メトキシプロピオネート、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、2−メトキシブチルアセテート、3-メトキシブチルアセテート、4−メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、3−エチル−3−メトキシブチルアセテート、2−エトキシブチルアセテート、4−エトキシブチルアセテート、4−プロポキシブチルアセテート、2−メトキシペンチルアセテート、3−メトキシペンチルアセテート、4−メトキシペンチルアセテート、2−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、4−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、等を挙げることができる。   Examples of the solvent represented by the general formula (2) include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl. Ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol model Propyl ether acetate, methyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-ethoxypropionate, propyl-3-methoxypropionate, ethyl methoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, 2- Methoxybutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 4-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-ethyl-3-methoxybutyl acetate, 2-ethoxybutyl acetate, 4-ethoxybutyl acetate, 4- Propoxybutyl acetate, 2-methoxypentyl acetate, 3-methoxypentyl acetate, 4-methoxypentyl acetate, 2-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl -4-methoxy-pentyl acetate, 4-methyl-4-methoxy pentyl acetate, and the like.

一般式(2)で表される溶剤は他の溶剤1種以上と併用して用いても良い。この場合の併用溶剤としては、一般式(2)で表される溶剤に分離することなく混合できれば特に制限は無く、一般式(2)で表される溶剤同士を併用して用いても良いし、一般式(2)で表される溶剤を他のエステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤から選択される溶剤に混合して用いても良い。併用溶剤は1種以上用いることができるが、安定した性能を得る上では、1種であることが好ましい。併用溶剤1種を混合して用いる場合の、一般式(2)で表される溶剤と併用溶剤の混合比は、通常20:80〜99:1、好ましくは50:50〜97:3、より好ましくは60:40〜95:5、最も好ましくは60:40〜90:10である。   The solvent represented by the general formula (2) may be used in combination with one or more other solvents. The combined solvent in this case is not particularly limited as long as it can be mixed without being separated into the solvent represented by the general formula (2), and the solvents represented by the general formula (2) may be used in combination. The solvent represented by the general formula (2) may be used by mixing with a solvent selected from other ester solvents, ketone solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents and hydrocarbon solvents. good. One or more solvents can be used in combination, but it is preferably one solvent in order to obtain stable performance. The mixing ratio of the solvent represented by the general formula (2) and the combined solvent when the combined solvent is used is usually 20:80 to 99: 1, preferably 50:50 to 97: 3. Preferably it is 60: 40-95: 5, Most preferably, it is 60: 40-90: 10.

ネガ型現像の際に使用する溶剤としては、現像に用いる溶剤のコスト削減の観点から、ハロゲン原子を含まない有機溶剤を用いることが好ましい。ネガ型現像の際に使用する全溶剤の総重量に占めるハロゲン原子を含まない有機溶剤の含有量は、通常60質量%以上であり、好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、特に好ましくは97質量%以上である。   As the solvent used in the negative development, an organic solvent containing no halogen atom is preferably used from the viewpoint of cost reduction of the solvent used for the development. The content of the organic solvent not containing halogen atoms in the total weight of all the solvents used in the negative development is usually 60% by mass or more, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, Especially preferably, it is 97 mass% or more.

ネガ型現像の際に使用する溶剤の沸点は、50℃以上、250℃未満が望ましい。
ネガ型現像の際に使用する溶剤の発火点は、200℃以上が望ましい。
The boiling point of the solvent used in the negative development is desirably 50 ° C. or higher and lower than 250 ° C.
The ignition point of the solvent used in the negative development is preferably 200 ° C. or higher.

ネガ型現像を行う際に使用しうる現像液には、必要に応じて界面活性剤を適当量添加することができる。
界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、イオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。これらのフッ素及び/又はシリコン系界面活性剤として、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、好ましくは、非イオン性の界面活性剤である。非イオン性の界面活性剤としては特に限定されないが、フッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を用いることが更に好ましい。
界面活性剤の使用量は現像液の全量に対して、通常0.001〜5質量%、好ましくは0.005〜2質量%、更に好ましくは0.01〜0.5質量%である。
An appropriate amount of a surfactant can be added to the developer that can be used for negative development, if necessary.
The surfactant is not particularly limited, and for example, ionic or nonionic fluorine-based and / or silicon-based surfactants can be used. Examples of these fluorine and / or silicon surfactants include, for example, JP-A No. 62-36663, JP-A No. 61-226746, JP-A No. 61-226745, JP-A No. 62-170950, JP-A-63-334540, JP-A-7-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-5988, US Pat. No. 5,405,720, The surfactants described in the specifications of US Pat. Preferably, it is a nonionic surfactant. Although it does not specifically limit as a nonionic surfactant, It is still more preferable to use a fluorochemical surfactant or a silicon-type surfactant.
The amount of the surfactant used is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and more preferably 0.01 to 0.5% by mass with respect to the total amount of the developer.

ネガ型の現像方法としては、たとえば、現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法(パドル法)、基板表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)などを適用することができる。   As a negative development method, for example, a method in which a substrate is immersed in a tank filled with a developer for a certain period of time (dip method), a developer is raised on the surface of the substrate by surface tension, and is developed for a certain period of time for development. Method (paddle method), Method of spraying developer on substrate surface (spray method), Method of continuing to apply developer while scanning developer application nozzle at constant speed on substrate rotating at constant speed ( Dynamic dispensing method) can be applied.

また、ネガ型現像を行う工程の後に、他の溶媒に置換しながら、現像を停止する工程を実施してもよい。   Further, after the step of performing the negative development, a step of stopping the development may be performed while substituting with another solvent.

ネガ型現像を行う工程の後には、有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程を含むことが好ましい。
ネガ型現像後の洗浄工程では、通常、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の溶剤を含有するリンス液を用いることができる。
本発明において、炭化水素系溶剤とは置換基を有さない炭化水素溶剤のことである。また、ケトン系溶剤とは分子内にケトン基を有する溶剤のことであり、エステル系溶剤とは分子内にエステル基を有する溶剤のことであり、アルコール系溶剤とは分子内にアルコール性水酸基を有する溶剤のことであり、アミド系溶剤とは分子内にアミド基を有する溶剤のことであり、エーテル系溶剤とは分子内にエーテル結合を有する溶剤のことである。これらの中には、1分子内に上記官能基を複数種類有する溶剤も存在するが、その場合は、その溶剤の有する官能基を含むいずれの溶剤種にも該当するものとする。例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテルは、上記分類中の、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤いずれにも該当するものとする。
例えば、1-オクタノン、2-オクタノン、1-ノナノン、2-ノナノン、アセトン、4-ヘプタノン、1-ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート等のケトン系溶剤や、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチルー3−エトキシプロピオネート、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等のエステル系溶剤を使用することができる。
アルコール系溶剤としては、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n-ヘキシルアルコール、n-ヘプチルアルコール、n-オクチルアルコール、n-デカノール等のアルコールや、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤等を挙げることができる。
エーテル系溶剤としては、上記グリコールエーテル系溶剤の他、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
アミド系溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が使用できる。
炭化水素系系溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
After the step of performing negative development, it is preferable to include a step of washing with a rinse solution containing an organic solvent.
In the washing step after negative development, a rinsing solution containing at least one solvent selected from hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents is usually used. Can be used.
In the present invention, the hydrocarbon solvent is a hydrocarbon solvent having no substituent. A ketone solvent is a solvent having a ketone group in the molecule, an ester solvent is a solvent having an ester group in the molecule, and an alcohol solvent is an alcoholic hydroxyl group in the molecule. The amide solvent is a solvent having an amide group in the molecule, and the ether solvent is a solvent having an ether bond in the molecule. Among these, there is a solvent having a plurality of types of the above functional groups in one molecule, and in that case, it corresponds to any solvent type including the functional group of the solvent. For example, diethylene glycol monomethyl ether corresponds to both alcohol solvents and ether solvents in the above classification.
For example, 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutylketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methylethylketone, methylisobutylketone, acetylacetone , Ketone solvents such as acetonylacetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methyl naphthyl ketone, isophorone, propylene carbonate, methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, propylene glycol Monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether Esters such as teracetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate System solvents can be used.
Examples of alcohol solvents include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-heptyl alcohol, n- Alcohols such as octyl alcohol and n-decanol, glycol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol mono Examples include glycol ether solvents such as ethyl ether and methoxymethylbutanol.
Examples of the ether solvent include dioxane, tetrahydrofuran and the like in addition to the glycol ether solvent.
As the amide solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, etc. can be used. .
Examples of the hydrocarbon solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, and aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, octane and decane.

有機溶剤を含むリンス液は、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤及びアミド系溶剤から選択される少なくとも1種類の溶剤を使用することが好ましい。リンス液として更に好ましくは、アルコール系溶剤あるいはエステル系溶剤から選択される少なくとも1種類の溶剤を使用することができる。リンス液として最も好ましくは、炭素数6〜8の1価アルコールを含有するリンス液を使用することができる。ここで、ネガ型現像後の洗浄工程で用いられるリンス液に含まれる炭素数6〜8の1価アルコールとしては、直鎖状、分岐状、環状の1価アルコールが挙げられ、具体的には、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、ベンジルアルコールなどを用いることができ、好ましくは、1−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−ヘキサノールである。さらに好ましくは、1−ヘキサノール又は2−ヘキサノールである。   The rinsing liquid containing an organic solvent preferably uses at least one solvent selected from hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents and amide solvents. More preferably, at least one solvent selected from alcohol solvents and ester solvents can be used as the rinsing liquid. Most preferably, a rinse liquid containing a monohydric alcohol having 6 to 8 carbon atoms can be used as the rinse liquid. Here, examples of the monohydric alcohol having 6 to 8 carbon atoms contained in the rinse liquid used in the washing step after the negative development include linear, branched, and cyclic monohydric alcohols. 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol, benzyl alcohol, and the like can be used. 1-hexanol, 2-heptanol, and 2-hexanol are preferable. More preferably, it is 1-hexanol or 2-hexanol.

上記溶剤は複数混合してもよいし、上記以外の有機溶剤と混合し使用してもよい。
上記溶剤は水と混合しても良いが、リンス液中の含水率は通常30質量%以下であり、好ましくは10質量%以下、更に好ましくは5質量%以下、最も好ましくは3質量%以下である。含水率を30質量%以下にすることで、良好な現像特性を得ることができる。
A plurality of the above solvents may be mixed, or may be used by mixing with an organic solvent other than the above.
The solvent may be mixed with water, but the water content in the rinsing liquid is usually 30% by mass or less, preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and most preferably 3% by mass or less. is there. By setting the water content to 30% by mass or less, good development characteristics can be obtained.

リンス液には、必要に応じて界面活性剤を適当量添加することができる。
界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、イオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。
界面活性剤の使用量は現像液の全量に対して、通常0.001〜5質量%、好ましくは0.005〜2質量%、更に好ましくは0.01〜0.5質量%である。
An appropriate amount of a surfactant can be added to the rinsing liquid as necessary.
The surfactant is not particularly limited, and for example, ionic or nonionic fluorine-based and / or silicon-based surfactants can be used.
The amount of the surfactant used is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and more preferably 0.01 to 0.5% by mass with respect to the total amount of the developer.

リンス液を用いて洗浄する工程においては、ネガ型の現像を行った後のレジストを前記の有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄処理する。洗浄処理の方法は特に限定されないが、たとえば、一定速度で回転している基板上にリンス液を塗出しつづける方法(回転塗布法)、リンス液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)、などを適用することができる。   In the step of cleaning with the rinse solution, the resist after the negative development is cleaned with the rinse solution containing the organic solvent. The method of the cleaning treatment is not particularly limited. For example, a method of continuously applying the rinse liquid onto the substrate rotating at a constant speed (rotary coating method), or immersing the substrate in a tank filled with the rinse liquid for a certain period of time. A method (dip method), a method of spraying a rinsing liquid onto the substrate surface (spray method), and the like can be applied.

また、現像処理または、リンス処理の後に、パターン上に付着している現像液またはリンス液を超臨界流体により除去する処理を行うことができる。
更に、現像処理又はリンス処理又は超臨界流体による処理の後、パターン中に残存する溶剤を除去するために加熱処理を行うことができる。加熱温度は、良好なレジストパターンが得られる限り特に限定されるものではなく、通常40℃〜160℃である。加熱処理は複数回行っても良い。
Further, after the development process or the rinsing process, a process of removing the developer or the rinsing liquid adhering to the pattern with a supercritical fluid can be performed.
Furthermore, after the development processing, the rinsing processing or the processing with the supercritical fluid, a heat processing can be performed in order to remove the solvent remaining in the pattern. The heating temperature is not particularly limited as long as a good resist pattern can be obtained, and is usually 40 ° C to 160 ° C. The heat treatment may be performed a plurality of times.

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
なお、実施例1〜15、17〜20及び22〜26は参考例である。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to this.
Examples 1 to 15, 17 to 20, and 22 to 26 are reference examples.

実施例1
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に市販品FAiRS-9101A12(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製ArFポジ型レジスト組成物)をスピンコーターを用いて塗布し、100℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、25[mJ/cm2]でパターン露光を行った。その後120℃で、60秒間加熱した後、酢酸ブチル(ネガ型現像液)で30秒間現像(ネガ型現像)し、デカンで30秒間リンスし、ピッチ200nm、線幅100nmのパターンを得た。
Example 1
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. On top of that, a commercial product FAiRS-9101A12 (ArF positive resist composition manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) was applied using a spin coater and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. did. The obtained wafer was subjected to pattern exposure at 25 [mJ / cm 2 ] using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75). Thereafter, heating was performed at 120 ° C. for 60 seconds, followed by development with butyl acetate (negative developer) for 30 seconds (negative development) and rinsing with decane for 30 seconds to obtain a pattern having a pitch of 200 nm and a line width of 100 nm.

合成例1(樹脂(A1)の合成)
窒素気流下、メチルイソブチルケトン8.4gを3つ口フラスコに入れ、これを80℃に加熱した。これに、メタクリル酸2−シクロヘキシルプロパン−2−イル9.4g、メタクリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチル4.7g、β−メタクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン6.8g及びアゾビスイソブチロニトリルを全モノマー量に対して6モル%をメチルイソブチルケトン75.3gに溶解させた溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80℃で2時間反応させた。反応液を放冷後ヘブタン720ml/酢酸エチル80mlに注ぎ、析出した粉体をろ取、乾燥すると、樹脂(A1)が18.3g得られた。得られた樹脂の重量平均分子量は9300、分散度(Mw/Mn)は1.98であった。
Synthesis Example 1 (Synthesis of Resin (A1))
Under a nitrogen stream, 8.4 g of methyl isobutyl ketone was placed in a three-necked flask and heated to 80 ° C. To this, 9.4 g of 2-cyclohexylpropan-2-yl methacrylate, 4.7 g of 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate, 6.8 g of β-methacryloyloxy-γ-butyrolactone and azobisisobutyronitrile were added. A solution prepared by dissolving 6 mol% of methyl isobutyl ketone in 75.3 g of the total monomer amount was added dropwise over 6 hours. After completion of dropping, the reaction was further carried out at 80 ° C. for 2 hours. The reaction solution was allowed to cool and then poured into 720 ml of heptane / 80 ml of ethyl acetate, and the precipitated powder was collected by filtration and dried to obtain 18.3 g of Resin (A1). The obtained resin had a weight average molecular weight of 9,300 and a dispersity (Mw / Mn) of 1.98.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

ポジ型レジスト組成物(A)
下記に示す成分をポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート/ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(60:40)の混合溶剤に溶解させ得た固形分濃度5.8質量%の溶液を0.1μmのポリエチレンフィルターで濾過してポジ型レジスト組成物(A)を調製した。
(樹脂A1)1.83g、トリフェニルスルホニウムノナフレート69.6mg、ジフェニルアニリン8.7mg、PF6320(OMNOVA社製フッ素系界面活性剤)1.7mg。
Positive resist composition (A)
A positive resist composition obtained by dissolving the following components in a mixed solvent of polyethylene glycol monomethyl ether acetate / polyethylene glycol monomethyl ether (60:40) and filtering the solution with a solid content concentration of 5.8% by mass through a 0.1 μm polyethylene filter. A product (A) was prepared.
(Resin A1) 1.83 g, triphenylsulfonium nonaflate 69.6 mg, diphenylaniline 8.7 mg, PF6320 (fluorine surfactant manufactured by OMNOVA) 1.7 mg.

ポジ型レジスト組成物(B)
樹脂(A1)の代わりに、下記樹脂(A2)を調合し、ポジ型レジスト組成物(B)を調製した。
Positive resist composition (B)
Instead of the resin (A1), the following resin (A2) was prepared to prepare a positive resist composition (B).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

ポジ型レジスト組成物(C)
樹脂(A1)の代わりに、下記樹脂(B)を調合し、ポジ型レジスト組成物(C)を調製した。
Positive resist composition (C)
Instead of the resin (A1), the following resin (B) was prepared to prepare a positive resist composition (C).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

ポジ型レジスト組成物(D)
樹脂(A1)の代わりに、下記樹脂(C)を調合し、ポジ型レジスト組成物(D)を調製した。
Positive resist composition (D)
Instead of the resin (A1), the following resin (C) was prepared to prepare a positive resist composition (D).

Figure 0005965971
Figure 0005965971

実施例2
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(B)をスピンコーターを用いて塗布し、100℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン露光を行った。その後120℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)(ポジ型現像液)で30秒間現像(ポジ型現像)し、純水で30秒間リンスし、ピッチ1000nm、線幅750nmのパターンを得た。次に、酢酸ブチル/2-ヘキサノールの質量比2:3の溶液(ネガ型現像液)で30秒間現像(ネガ型現像)を行うことにより、250nm(1:1)のレジストパターンを得た。
Example 2
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (B) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75). Then, after heating at 120 ° C. for 60 seconds, developed with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38% by mass) (positive developer) for 30 seconds (positive development), rinsed with pure water for 30 seconds, and pitched. A pattern having a thickness of 1000 nm and a line width of 750 nm was obtained. Next, a 250-nm (1: 1) resist pattern was obtained by performing development (negative development) for 30 seconds with a 2: 3 mass solution (negative developer) of butyl acetate / 2-hexanol.

実施例3
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(A)スピンコーターを用いてを塗布し、100℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、20[mJ/cm2]でパターン露光を行った。その後130℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)(ポジ型現像液)で30秒間現像(ポジ型現像)し、純水で30秒間リンスし、図11に示すように、ピッチ600nm、線幅450nmのパターンを得た。次に、1回目の露光で用いたのと同じパターン形成用のマスクを介して、56[mJ/cm2]で2回目の露光を行い、120℃で、60秒間加熱した後、酢酸ブチル/2-ヘキサノールの質量比1:2の溶液(ネガ型現像液)で30秒間現像(ネガ型現像)を行うことにより、150nm(1:1)のレジストパターンを得た。
Example 3
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. A positive resist composition (A) prepared thereon was applied using a spin coater, and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure at 20 [mJ / cm 2 ] using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75). Then, after heating at 130 ° C. for 60 seconds, developed with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38% by mass) (positive developer) for 30 seconds (positive development), rinsed with pure water for 30 seconds, As shown in FIG. 11, a pattern having a pitch of 600 nm and a line width of 450 nm was obtained. Next, a second exposure is performed at 56 [mJ / cm 2 ] through the same pattern forming mask used in the first exposure, and heating is performed at 120 ° C. for 60 seconds. Then, butyl acetate / A 150 nm (1: 1) resist pattern was obtained by performing development (negative development) with a solution of 2-hexanol in a mass ratio of 1: 2 (negative developer) for 30 seconds.

実施例4
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(B)をスピンコーターを用いて塗布し、100℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、18[mJ/cm2]でパターン露光を行った。その後135℃で、60秒間加熱した後、酢酸ブチル/2-ヘキサノールの質量比2:3の溶液(ネガ型現像液)で30秒間現像(ネガ型現像)し、ピッチ600nm、線幅450nmのパターンを得た。更に、1回目の露光で用いたのと同じパターン形成用のマスクを介して、2回目の露光を45[mJ/cm2]で行い、90℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)(ポジ型現像液)で30秒間現像(ポジ型現像)し、純水で30秒間リンスを行うことにより、150nm(1:1)のレジストパターンを得た。
Example 4
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (B) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure at 18 [mJ / cm 2 ] using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75). After heating at 135 ° C. for 60 seconds, the film was developed with a butyl acetate / 2-hexanol mass ratio 2: 3 solution (negative developer) for 30 seconds (negative development), and a pattern with a pitch of 600 nm and a line width of 450 nm. Got. Further, the second exposure is performed at 45 [mJ / cm 2 ] through the same mask for pattern formation as that used in the first exposure, and the film is heated at 90 ° C. for 60 seconds. The resist pattern of 150 nm (1: 1) was obtained by developing for 30 second (positive type development) with oxide aqueous solution (2.38 mass%) (positive type developing solution), and rinsing with pure water for 30 seconds.

実施例5
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(B)をスピンコーターを用いて塗布し、100℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン露光を行った。その後120℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間現像し、純水で30秒間リンスし、ピッチ920nm、線幅690nmのパターンを得た。次に、酢酸ブチル/2−ヘキサノールの質量比2:3の溶液で30秒間現像を行い、次いで、2−ヘキサノールで30秒間リンスし、230nm(1:1)のレジストパターンを得た。
Example 5
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (B) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75). Thereafter, heating was performed at 120 ° C. for 60 seconds, followed by development with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38% by mass) for 30 seconds and rinsing with pure water for 30 seconds to obtain a pattern with a pitch of 920 nm and a line width of 690 nm. Next, development was carried out with a solution of butyl acetate / 2-hexanol in a mass ratio of 2: 3 for 30 seconds, followed by rinsing with 2-hexanol for 30 seconds to obtain a 230 nm (1: 1) resist pattern.

実施例6
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(C)をスピンコーターを用いて塗布し、100℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン露光を行った。その後120℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間現像し、純水で30秒間リンスし、ピッチ880nm、線幅660nmのパターンを得た。次に、酢酸ブチル/2−ヘキサノールの質量比2:3の溶液で30秒間現像を行い、次いで、2−ヘキサノールで30秒間リンスし、220nm(1:1)のレジストパターンを得た。
Example 6
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (C) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75). Thereafter, heating was performed at 120 ° C. for 60 seconds, followed by development with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38 mass%) for 30 seconds and rinsing with pure water for 30 seconds to obtain a pattern having a pitch of 880 nm and a line width of 660 nm. Next, development was carried out with a solution of butyl acetate / 2-hexanol in a mass ratio of 2: 3 for 30 seconds, followed by rinsing with 2-hexanol for 30 seconds to obtain a 220 nm (1: 1) resist pattern.

実施例7
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(A)をスピンコーターを用いて塗布し、100℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、20[mJ/cm2]でパターン露光を行った。その後130℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間現像し、純水で30秒間リンスし、ピッチ560nm、線幅420nmのパターンを得た。次に、1回目の露光で用いたのと同じパターン形成用のマスクを介して、56[mJ/cm2]で2回目の露光を行い、120℃で、60秒間加熱した後、酢酸ブチルで30秒間現像を行い、次いで、1−ヘキサノールで30秒間リンスし、140nm(1:1)のレジストパターンを得た。
Example 7
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (A) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure at 20 [mJ / cm 2 ] using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75). Thereafter, heating was performed at 130 ° C. for 60 seconds, followed by development with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38 mass%) for 30 seconds and rinsing with pure water for 30 seconds to obtain a pattern with a pitch of 560 nm and a line width of 420 nm. Next, the second exposure is carried out at 56 [mJ / cm 2 ] through the same pattern forming mask used in the first exposure, heated at 120 ° C. for 60 seconds, and then butyl acetate is used. Development was performed for 30 seconds, followed by rinsing with 1-hexanol for 30 seconds to obtain a 140 nm (1: 1) resist pattern.

実施例8
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(B)をスピンコーターを用いて塗布し、100℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、18[mJ/cm2]でパターン露光を行った。その後135℃で、60秒間加熱した後、酢酸ブチル/2-ヘキサノールの2:3溶液で30秒間現像を行い、次いで、2−ヘキサノールで30秒間リンスし、ピッチ560nm、線幅420nmのパターンを得た。更に、1回目の露光で用いたのと同じパターン形成用のマスクを介して、2回目の露光を45[mJ/cm2]で行い、90℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間現像し、純水で30秒間リンスを行うことにより、140nm(1:1)のレジストパターンを得た。
Example 8
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (B) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure at 18 [mJ / cm 2 ] using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75). After heating at 135 ° C. for 60 seconds, development with a 2: 3 solution of butyl acetate / 2-hexanol is performed for 30 seconds, followed by rinsing with 2-hexanol for 30 seconds to obtain a pattern with a pitch of 560 nm and a line width of 420 nm. It was. Further, the second exposure is performed at 45 [mJ / cm 2 ] through the same mask for pattern formation as that used in the first exposure, and the film is heated at 90 ° C. for 60 seconds. The resist pattern of 140 nm (1: 1) was obtained by developing for 30 second with oxide aqueous solution (2.38 mass%), and rinsing with pure water for 30 second.

実施例9
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(B)をスピンコーターを用いて塗布し、100℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン露光を行った。その後120℃で、60秒間加熱した後、酢酸ブチル/2-ヘキサノールの質量比2:3の溶液で30秒間現像を行うことにより、ピッチ1000nm、線幅750nmのパターンを得た。次に、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間現像し、純水で30秒間リンスし、250nm(1:1)のレジストパターンを得た。
Example 9
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (B) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75). After heating at 120 ° C. for 60 seconds, development was performed with a solution of butyl acetate / 2-hexanol in a mass ratio of 2: 3 for 30 seconds to obtain a pattern having a pitch of 1000 nm and a line width of 750 nm. Next, the resist film was developed with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38% by mass) for 30 seconds and rinsed with pure water for 30 seconds to obtain a 250 nm (1: 1) resist pattern.

実施例10
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(B)をスピンコーターを用いて塗布し、100℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン露光を行った。その後120℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間現像し、純水で30秒間リンスし、ピッチ1200nm、線幅900nmのパターンを得た。次に、酢酸ブチル/2-ヘキサノールの質量比2:3の溶液で30秒間現像を行うことにより、300nm(1:1)のレジストパターンを得た。
Example 10
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (B) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75). Thereafter, heating was performed at 120 ° C. for 60 seconds, followed by development with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38 mass%) for 30 seconds and rinsing with pure water for 30 seconds to obtain a pattern having a pitch of 1200 nm and a line width of 900 nm. Next, a 300 nm (1: 1) resist pattern was obtained by developing for 30 seconds with a solution of butyl acetate / 2-hexanol in a mass ratio of 2: 3.

実施例11
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(D)をスピンコーターを用いて塗布し、100℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをKrFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン露光を行った。その後120℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間現像し、純水で30秒間リンスし、ピッチ1280nm、線幅960nmのパターンを得た。次に、酢酸ブチル/2-ヘキサノールの質量比2:3の溶液で30秒間現像を行うことにより、320nm(1:1)のレジストパターンを得た。
Example 11
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (D) prepared thereon was applied using a spin coater, and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using a KrF excimer laser scanner (NA 0.75). Thereafter, heating was performed at 120 ° C. for 60 seconds, followed by development with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38 mass%) for 30 seconds and rinsing with pure water for 30 seconds to obtain a pattern having a pitch of 1280 nm and a line width of 960 nm. Next, the resist pattern of 320 nm (1: 1) was obtained by developing for 30 second with the solution of mass ratio 2: 3 of butyl acetate / 2-hexanol.

実施例12
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に市販品FAiRS-9101A12(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製ArFポジ型レジスト組成物)をスピンコーターを用いて塗布し、100℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、25[mJ/cm2]でパターン露光を行った。その後120℃で、60秒間加熱した後、酢酸ブチル(ネガ型現像液)で30秒間現像(ネガ型現像)し、1−ヘキサノールで30秒間リンスし、ピッチ180nm、線幅90nmのパターンを得た。
Example 12
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. On top of that, a commercial product FAiRS-9101A12 (ArF positive resist composition manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) was applied using a spin coater and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. did. The obtained wafer was subjected to pattern exposure at 25 [mJ / cm 2 ] using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75). After heating at 120 ° C. for 60 seconds, development with butyl acetate (negative developer) for 30 seconds (negative development) and rinsing with 1-hexanol for 30 seconds gave a pattern with a pitch of 180 nm and a line width of 90 nm. .

以下、実施例13〜26で使用する樹脂(E)〜(R)の構造を示す。   Hereinafter, the structures of the resins (E) to (R) used in Examples 13 to 26 are shown.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

Figure 0005965971
Figure 0005965971

Figure 0005965971
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下記表1に樹脂(E)〜(R)の組成比(モル比、各繰り返し単位と左から順に対応)、重量平均分子量、分散度を示す。   Table 1 below shows the composition ratios of resins (E) to (R) (molar ratio, corresponding to each repeating unit in order from the left), weight average molecular weight, and degree of dispersion.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

ポジ型レジスト組成物(E)〜(R)
下記表2に示した配合の溶液を0.1μmのポリエチレンフィルターで濾過してポジ型レジスト組成物(E)〜(R)を調製した。
Positive resist compositions (E) to (R)
A positive resist composition (E) to (R) was prepared by filtering a solution having the composition shown in Table 2 below through a 0.1 μm polyethylene filter.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

以下、表中の略号を示す。   Hereinafter, abbreviations in the table are shown.

〔酸発生剤〕   [Acid generator]

Figure 0005965971
Figure 0005965971

〔塩基性化合物〕   [Basic compounds]

Figure 0005965971
Figure 0005965971

〔溶剤〕
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル
〔solvent〕
PGMEA: Propylene glycol monomethyl ether acetate PGME: Propylene glycol monomethyl ether

〔界面活性剤〕
W−1:メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素系)
W−2:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素及びシリコン系)
W−3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)(シリコン系)
W−4:PF6320(OMNOVA社製)(フッ素系)
[Surfactant]
W-1: MegaFuck F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (Fluorine)
W-2: Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (fluorine and silicon)
W-3: Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (silicon-based)
W-4: PF6320 (manufactured by OMNOVA) (fluorine-based)

実施例13
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(E)をスピンコーターを用いて塗布し、90℃で、80秒間ベークを行い、80nmのレジスト膜を形成した。得られたウェハーを、ArFエキシマレーザースキャナーとしてNA0.85のレンズが装備されたASML社製のPAS5500/1250iを用いて、パターン形成用のマスクを介して、18[mJ/cm2]で露光した。その後120℃で、60秒間加熱した後、酢酸ブチル(ネガ型現像液)で30秒間現像(ネガ型現像)を行い、次いで、1−ヘキサノールで30秒間リンスし、ピッチ320nm、線幅240nmのパターンを得た。次に、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(0.05質量%)(ポジ型現像液)で30秒間現像(ポジ型現像)し、純水で30秒間リンスを行うことにより、80nm(1:1)のレジストパターンを得た。
Example 13
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (E) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 90 ° C. for 80 seconds to form an 80 nm resist film. The obtained wafer was exposed at 18 [mJ / cm 2 ] through a mask for pattern formation using a PAS5500 / 1250i manufactured by ASML equipped with a lens of NA 0.85 as an ArF excimer laser scanner. . After heating at 120 ° C. for 60 seconds, development with butyl acetate (negative developer) for 30 seconds (negative development), followed by rinsing with 1-hexanol for 30 seconds, a pattern with a pitch of 320 nm and a line width of 240 nm Got. Next, development is carried out for 30 seconds (positive development) with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (0.05% by mass) (positive developer), followed by rinsing with pure water for 30 seconds to obtain 80 nm (1: 1). A resist pattern was obtained.

実施例14
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(F)をスピンコーターを用いて塗布し、120℃で、60秒間ベークを行い、120nmのレジスト膜を形成した。得られたウェハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン形成用のマスクを介して、25[mJ/cm2]でパターン露光を行った。その後120℃で、60秒間加熱した後、メチルイソブチルケトン(ネガ型現像液)で30秒間現像(ネガ型現像)し、2−ヘプタノールで30秒間リンスし、ピッチ200nm、線幅120nmのパターンを得た。
Example 14
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (F) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 120 ° C. for 60 seconds to form a 120 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75) through a pattern forming mask at 25 [mJ / cm 2 ]. Thereafter, heating at 120 ° C. for 60 seconds, developing with methyl isobutyl ketone (negative developer) for 30 seconds (negative development), rinsing with 2-heptanol for 30 seconds, and a pattern having a pitch of 200 nm and a line width of 120 nm is obtained. It was.

実施例15
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(G)をスピンコーターを用いて塗布し、110℃で、60秒間ベークを行い、100nmのレジスト膜を形成した。得られたウェハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン形成用のマスクを介して、25[mJ/cm2]でパターン露光を行った。その後100℃で、80秒間加熱した後、乳酸エチル(ネガ型現像液)で30秒間現像(ネガ型現像)し、2−ヘプタノールで60秒間リンスし、ピッチ200nm、線幅120nmのパターンを得た。
Example 15
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (G) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 110 ° C. for 60 seconds to form a 100 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75) through a pattern forming mask at 25 [mJ / cm 2 ]. Then, after heating at 100 ° C. for 80 seconds, the film was developed with ethyl lactate (negative developer) for 30 seconds (negative development) and rinsed with 2-heptanol for 60 seconds to obtain a pattern with a pitch of 200 nm and a line width of 120 nm. .

実施例16
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(H)をスピンコーターを用いて塗布し、105℃で、60秒間ベークを行い、220nmのレジスト膜を形成した。得られたウェハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン形成用のマスクを介して、25[mJ/cm2]でパターン露光を行った。その後90℃で、60秒間加熱した後、酢酸ブチル/2−ヘキサノンの質量比1:1の溶液(ネガ型現像液)で30秒間現像(ネガ型現像)し、デカンで30秒間リンスし、ピッチ200nm、線幅100nmのパターンを得た。
Example 16
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (H) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 105 ° C. for 60 seconds to form a 220 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75) through a pattern forming mask at 25 [mJ / cm 2 ]. Then, after heating at 90 ° C. for 60 seconds, develop with a 1: 1 ratio of butyl acetate / 2-hexanone (negative developer) (negative development), rinse with decane for 30 seconds, and pitch A pattern of 200 nm and a line width of 100 nm was obtained.

実施例17
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(I)をスピンコーターを用いて塗布し、95℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウェハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン形成用のマスクを介して、25[mJ/cm2]でパターン露光を行った。その後110℃で、60秒間加熱した後、酢酸ブチル/ジヘキシルエーテルの質量比7:3の溶液(ネガ型現像液)で30秒間現像(ネガ型現像)し、1−ヘキサノールで30秒間リンスし、ピッチ240nm、線幅100nmのパターンを得た。
Example 17
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (I) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 95 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75) through a pattern forming mask at 25 [mJ / cm 2 ]. Thereafter, heating at 110 ° C. for 60 seconds, developing with a solution of butyl acetate / dihexyl ether in a mass ratio of 7: 3 (negative developing solution) for 30 seconds (negative developing), rinsing with 1-hexanol for 30 seconds, A pattern having a pitch of 240 nm and a line width of 100 nm was obtained.

実施例18
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(J)をスピンコーターを用いて塗布し、100℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウェハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン形成用のマスクを介して、25[mJ/cm2]でパターン露光を行った。その後105℃で、60秒間加熱した後、メチルエチルケトン(ネガ型現像液)で30秒間現像(ネガ型現像)し、1−ヘキサノールで30秒間リンスし、ピッチ260nm、線幅130nmのパターンを得た。
Example 18
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. A positive resist composition (J) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75) through a pattern forming mask at 25 [mJ / cm 2 ]. Thereafter, the film was heated at 105 ° C. for 60 seconds, developed with methyl ethyl ketone (negative developer) for 30 seconds (negative development), rinsed with 1-hexanol for 30 seconds, and a pattern having a pitch of 260 nm and a line width of 130 nm was obtained.

実施例19
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(K)をスピンコーターを用いて塗布し、100℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウェハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン形成用のマスクを介して、25[mJ/cm2]でパターン露光を行った。その後120℃で、60秒間加熱した後、エチル−3−エトキシプロピオネート(ネガ型現像液)で30秒間現像(ネガ型現像)し、1−ヘキサノールで30秒間リンスし、ピッチ240nm、線幅120nmのパターンを得た。
Example 19
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (K) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75) through a pattern forming mask at 25 [mJ / cm 2 ]. After heating at 120 ° C. for 60 seconds, development with ethyl-3-ethoxypropionate (negative developer) for 30 seconds (negative development), rinsing with 1-hexanol for 30 seconds, pitch 240 nm, line width A 120 nm pattern was obtained.

実施例20
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(L)をスピンコーターを用いて塗布し、100℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウェハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン形成用のマスクを介して、17[mJ/cm2]でパターン露光を行った。その後120℃で、60秒間加熱した後、酢酸イソアミル/デカンの質量比95:5の溶液(ネガ型現像液)で60秒間現像(ネガ型現像)し、1−ヘキサノールで15秒間リンスし、ピッチ400nm、線幅300nmのパターンを得た。更に、2回目の露光を、パターン形成用のマスクを介さずに3[mJ/cm2]で行った後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(0.238質量%)(ポジ型現像液)で20秒間現像(ポジ型現像)し、純水で30秒間リンスし、100nm(1:1)のレジストパターンを得た。
Example 20
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (L) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure at 17 [mJ / cm 2 ] using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75) through a pattern forming mask. After heating at 120 ° C. for 60 seconds, development is carried out for 60 seconds (negative development) with a 95: 5 mass ratio of isoamyl acetate / decane (negative development solution), rinsing with 1-hexanol for 15 seconds, pitch A pattern with 400 nm and a line width of 300 nm was obtained. Further, after the second exposure was performed at 3 [mJ / cm 2 ] without using a mask for pattern formation, 20% was added with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (0.238% by mass) (positive developer). Development for 1 second (positive development) and rinsing with pure water for 30 seconds gave a 100 nm (1: 1) resist pattern.

実施例21
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(M)をスピンコーターを用いて塗布し、130℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウェハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン形成用のマスクを介して、25[mJ/cm2]でパターン露光を行った。その後100℃で、60秒間加熱した後、シクロヘキサノン/1−ヘキサノールの質量比3:2の溶液(ネガ型現像液)で15秒間現像(ネガ型現像)し、2−ヘプタノール/デカンの質量比1:1の溶液で40秒間リンスし、ピッチ240nm、線幅120nmのパターンを得た。
Example 21
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (M) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 130 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75) through a pattern forming mask at 25 [mJ / cm 2 ]. Then, after heating at 100 ° C. for 60 seconds, development was performed for 15 seconds (negative development) with a solution (negative developer) having a mass ratio of cyclohexanone / 1-hexanol of 3: 2, and a mass ratio of 2-heptanol / decane of 1 : 1 rinse for 40 seconds to obtain a pattern with a pitch of 240 nm and a line width of 120 nm.

実施例22
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(N)をスピンコーターを用いて塗布し、105℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウェハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン形成用のマスクを介して、25[mJ/cm2]でパターン露光を行った。その後90℃で、60秒間加熱した後、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート/メチルイソブチルケトンの質量比1:3の溶液(ネガ型現像液)で10秒間現像(ネガ型現像)し、1−ヘキサノール/2−ヘプタノールの質量比1:1の溶液で60秒間リンスし、ピッチ240nm、線幅120nmのパターンを得た。
Example 22
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (N) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 105 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75) through a pattern forming mask at 25 [mJ / cm 2 ]. Thereafter, the mixture is heated at 90 ° C. for 60 seconds, then developed for 10 seconds (negative development) with a 1: 3 mass solution of diethylene glycol monoethyl ether acetate / methyl isobutyl ketone (negative development), and 1-hexanol / 2 -Rinse with a solution of heptanol in a mass ratio of 1: 1 for 60 seconds to obtain a pattern having a pitch of 240 nm and a line width of 120 nm.

実施例23
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(O)をスピンコーターを用いて塗布し、120℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウェハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン形成用のマスクを介して、25[mJ/cm2]でパターン露光を行った。その後110℃で、60秒間加熱した後、酢酸アミル/イソプロパノールの質量比95:5の溶液(ネガ型現像液)で30秒間現像(ネガ型現像)し、1−ヘキサノールで30秒間リンスし、ピッチ200nm、線幅100nmのパターンを得た。
Example 23
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (O) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 120 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75) through a pattern forming mask at 25 [mJ / cm 2 ]. After heating at 110 ° C. for 60 seconds, development was performed with a 95: 5 solution of amyl acetate / isopropanol (negative developer) for 30 seconds (negative development), rinsed with 1-hexanol for 30 seconds, and pitch A pattern of 200 nm and a line width of 100 nm was obtained.

実施例24
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物(P)をスピンコーターを用いて塗布し、90℃で、60秒間ベークを行い、150nmのレジスト膜を形成した。得られたウェハーをArFエキシマレーザースキャナー(NA0.75)を用い、パターン形成用のマスクを介して、17[mJ/cm2]でパターン露光を行った。その後120℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(0.238質量%)(ポジ型現像液)で30秒間現像(ポジ型現像)し、純水で30秒間リンスし、ピッチ480nm、線幅360nmのパターンを得た。更に、2回目の露光を、パターン形成用のマスクを介さずに3[mJ/cm2]で行った後、酢酸ブチル(ネガ型現像液)で30秒間現像(ネガ型現像)し、1−ヘキサノールで20秒間リンスした後、90℃で90秒間加熱し、120nm(1:1)のレジストパターンを得た。
Example 24
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition (P) prepared thereon was applied using a spin coater and baked at 90 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure at 17 [mJ / cm 2 ] using an ArF excimer laser scanner (NA 0.75) through a pattern forming mask. Then, after heating at 120 ° C. for 60 seconds, developed with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (0.238 mass%) (positive developer) for 30 seconds (positive development), rinsed with pure water for 30 seconds, and pitched. A pattern of 480 nm and a line width of 360 nm was obtained. Further, after the second exposure was performed at 3 [mJ / cm 2 ] without using a mask for pattern formation, development was performed with butyl acetate (negative developer) for 30 seconds (negative development). After rinsing with hexanol for 20 seconds, heating was performed at 90 ° C. for 90 seconds to obtain a 120 nm (1: 1) resist pattern.

実施例1〜24で形成したパターン寸法を下記表3に示す。値が小さいほど良好な性能であることを示す。
パターン形成後、ラインパターン上面およびスペース部分を測長走査型電子顕微鏡(日立社製S9380II)を使用して観察し、レジスト残渣が全く観察されない場合を◎で表し、殆ど無い場合を○で表し、少しある場合を△で表した。結果を表3に示す。
レジストパターンプロファイルを走査型電子顕微鏡で観察し、それぞれの解像線幅において、パターンの中腹部あるいは上部から、レジストパターンの一部が消失し、欠けている場合を△、欠けが観察されない場合を○とした。結果を表3に示す。
The pattern dimensions formed in Examples 1 to 24 are shown in Table 3 below. A smaller value indicates better performance.
After pattern formation, the upper surface of the line pattern and the space portion were observed using a length-measuring scanning electron microscope (S9380II manufactured by Hitachi, Ltd.). The case where there is a little is represented by Δ. The results are shown in Table 3.
When the resist pattern profile is observed with a scanning electron microscope, in each resolution line width, a part of the resist pattern disappears from the middle or upper part of the pattern and Δ ○. The results are shown in Table 3.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

上記実施例から、本発明のネガ型現像とポジ型レジスト組成物の組み合わせ、又は本発明のポジ型現像とネガ型現像およびポジ型レジスト組成物の組み合わせにより、良好なパターン解像性能が得られ、かつレジスト残渣の問題が解消されることは、明らかである。特に、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有する樹脂をポジ型レジスト組成物として用いた場合に、特に良好なパターン解像性能が得られ、残渣の発生もより抑制されることが明らかである。
さらに、2回の現像を行い、かつ、2回の現像順序を、最初にネガ型の現像を行い、次いでポジ型の現像を行うことで、レジストパターンの欠けを抑制できることが明らかである。
From the above examples, good pattern resolution performance can be obtained by the combination of the negative development of the present invention and the positive resist composition, or the combination of the positive development of the present invention, the negative development and the positive resist composition. It is clear that the problem of resist residue is solved. In particular, when a resin having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure is used as a positive resist composition, it is clear that particularly good pattern resolution performance is obtained and the generation of residues is further suppressed. It is.
Further, it is apparent that resist pattern chipping can be suppressed by performing development twice and performing negative development first and then positive development in the two development sequences.

実施例25
ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコンウエハー上に調製したポジ型レジスト組成物(Q)をスピンコーターを用いて塗布し、90℃で、60秒間ベークを行い、100nmのレジスト膜を形成した。得られたウェハーをEUV光(波長13.5nm)を用いて、露光量0〜10.0mJの範囲で0.5mJずつ変えながら面露光を行い、さらに120℃で、60秒間加熱した。その後、酢酸ブチル(ネガ型現像液)を用いて各露光量での溶解速度を測定し、感度曲線を得た。この感度曲線において、レジストの溶解速度が飽和するときの露光量を感度とし、また感度曲線の直線部の勾配から溶解コントラスト(γ値)を算出した。γ値が大きいほど溶解コントラストが優れている。これらの結果を下記表4に示す。
Example 25
A positive resist composition (Q) prepared on a silicon wafer subjected to hexamethyldisilazane treatment was applied using a spin coater and baked at 90 ° C. for 60 seconds to form a 100 nm resist film. The obtained wafer was subjected to surface exposure using EUV light (wavelength 13.5 nm) while changing the exposure amount in a range of 0 to 10.0 mJ by 0.5 mJ, and further heated at 120 ° C. for 60 seconds. Thereafter, the dissolution rate at each exposure amount was measured using butyl acetate (negative developer) to obtain a sensitivity curve. In this sensitivity curve, the exposure amount when the dissolution rate of the resist is saturated was taken as sensitivity, and the dissolution contrast (γ value) was calculated from the gradient of the linear portion of the sensitivity curve. The larger the γ value, the better the dissolution contrast. These results are shown in Table 4 below.

実施例26
ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコンウエハー上に調製したポジ型レジスト組成物(R)をスピンコーターを用いて塗布し、100℃で、60秒間ベークを行い、50nmのレジスト膜を形成した。得られたウェハーをEUV光(波長13.5nm)を用いて、露光量0〜10.0mJの範囲で0.5mJずつ変えながら面露光を行い、さらに100℃で、60秒間加熱した。その後、酢酸ブチル(ネガ型現像液)を用いて各露光量での溶解速度を測定し、感度曲線を得た。この感度曲線において、レジストの溶解速度が飽和するときの露光量を感度とし、また感度曲線の直線部の勾配から溶解コントラスト(γ値)を算出した。γ値が大きいほど溶解コントラストが優れている。これらの結果を表4に示す。
Example 26
A positive resist composition (R) prepared on a silicon wafer subjected to hexamethyldisilazane treatment was applied using a spin coater and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 50 nm resist film. The obtained wafer was subjected to surface exposure using EUV light (wavelength: 13.5 nm) while changing by 0.5 mJ in an exposure amount range of 0 to 10.0 mJ, and further heated at 100 ° C. for 60 seconds. Thereafter, the dissolution rate at each exposure amount was measured using butyl acetate (negative developer) to obtain a sensitivity curve. In this sensitivity curve, the exposure amount when the dissolution rate of the resist is saturated was taken as sensitivity, and the dissolution contrast (γ value) was calculated from the gradient of the linear portion of the sensitivity curve. The larger the γ value, the better the dissolution contrast. These results are shown in Table 4.

Figure 0005965971
Figure 0005965971

表4の結果から、本発明のネガ型現像とポジ型レジスト組成物の組み合わせにより、EUV光の照射による特性評価においても、良好な溶解コントラストが得られ、かつ高感度であることは、明らかである。   From the results of Table 4, it is clear that the combination of the negative development of the present invention and the positive resist composition provides a good dissolution contrast and high sensitivity even in the property evaluation by EUV light irradiation. is there.

Claims (16)

酸の作用によりアルカリ現像液であるポジ型現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤を含有するネガ型現像液に対する溶解度が減少する樹脂を含有し、活性光線又は放射線の照射により、前記ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、前記ネガ型現像液に対する溶解度が減少するレジスト膜を形成する樹脂組成物(但し、含有する水酸基の10%、15%〜25%、又は、30%を、下記式Iのターシャルブチルオキシカルボニルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレンから成る樹脂成分100重量部および露光により酸を発生する酸発生剤1〜30重量部を含んでなるレジスト組成物を除く)を、基板上に塗布することで、レジスト膜を形成し、
前記レジスト膜をEUV光により露光し、
露光後のレジスト膜を現像する工程を
含むパターン形成方法であって、
前記現像する工程が、有機溶剤を含有するネガ型現像液を用いてネガ型現像する工程を含み、
前記現像する工程が、前記有機溶剤を含有するネガ型現像液を用いてネガ型現像する工程のみからなり、
前記パターン形成方法が、前記ネガ型現像液を用いて現像する工程の後に、有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程を含み、
前記リンス液における有機溶剤が炭化水素系溶剤(但し、n−ヘキサンを除く)である、パターン形成方法。
式I:
Figure 0005965971
It contains a resin whose solubility in a positive developer, which is an alkaline developer, is increased by the action of an acid, and which decreases in solubility in a negative developer containing an organic solvent. A resin composition that forms a resist film with increased solubility in the solution and decreased solubility in the negative developer (however, 10%, 15% to 25%, or 30% of the hydroxyl group contained is represented by the following formula I: Except for a resist composition comprising 100 parts by weight of a resin component composed of polyhydroxystyrene substituted with a tertiary butyloxycarbonyloxy group of 1 and 30 parts by weight of an acid generator that generates an acid upon exposure) . By applying on top, form a resist film,
Exposing the resist film with EUV light;
A pattern forming method including a step of developing a resist film after exposure,
The step of developing includes a step of negative development using a negative developer containing an organic solvent,
The developing step consists only of a negative developing process using a negative developing solution containing the organic solvent,
The pattern forming method includes a step of washing with a rinsing solution containing an organic solvent after the step of developing with the negative developer,
The pattern formation method whose organic solvent in the said rinse liquid is a hydrocarbon type solvent (however, except n-hexane).
Formula I:
Figure 0005965971
請求項1に記載のパターン形成方法(但し、主鎖の少なくとも一部にビニルアルコール系化合物を重合して得られる骨格を含み、該骨格の水酸基の少なくとも一部が酸脱離性保護基で保護されている物質と、光酸発生剤とを含有することを特徴とする感光性組成物を用いて被露光材上にネガ・パターン形成を行う際に、アルコール又はケトン類で現像を行うことを特徴とするパターン形成方法を除く)。   2. The pattern forming method according to claim 1, wherein at least a part of the main chain includes a skeleton obtained by polymerizing a vinyl alcohol compound, and at least a part of the hydroxyl groups of the skeleton is protected with an acid-eliminable protecting group. When a negative pattern is formed on a material to be exposed using a photosensitive composition characterized by containing a photosensitive material and a photoacid generator, development with alcohol or ketones is performed. Except for the characteristic pattern formation method). 前記樹脂組成物が、前記活性光線又は放射線の照射、及び、前記活性光線又は放射線の照射後の加熱により、前記ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、前記ネガ型現像液に対する溶解度が減少するレジスト膜を形成する樹脂組成物であり、
露光後に前記レジスト膜を加熱し、
前記現像する工程において、加熱後の前記レジスト膜を現像する、請求項1又は2に記載のパターン形成方法。
Resist in which the resin composition increases in solubility in the positive developer and decreases in solubility in the negative developer by irradiation with the actinic ray or radiation and heating after irradiation with the actinic ray or radiation. A resin composition for forming a film;
Heating the resist film after exposure,
The pattern forming method according to claim 1, wherein, in the developing step, the resist film after heating is developed.
前記ネガ型現像液における有機溶剤が、エステル系溶剤である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the organic solvent in the negative developer is an ester solvent. 酸の作用によりアルカリ現像液であるポジ型現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤を含有するネガ型現像液に対する溶解度が減少する樹脂(但し、下記一般式(I)の三元重合体を除く)を含有し、活性光線又は放射線の照射により、前記ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、前記ネガ型現像液に対する溶解度が減少するレジスト膜を形成する樹脂組成物(但し、含有する水酸基の10%、15%〜25%、又は、30%を、下記式Iのターシャルブチルオキシカルボニルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレンから成る樹脂成分100重量部および露光により酸を発生する酸発生剤1〜30重量部を含んでなるレジスト組成物を除く)を、基板上に塗布することで、レジスト膜を形成し、
前記レジスト膜をEUV光により露光し、
露光後のレジスト膜を現像する工程を
含むパターン形成方法であって、
前記現像する工程が、有機溶剤を含有するネガ型現像液を用いてネガ型現像する工程を含み、
前記現像する工程が、前記有機溶剤を含有するネガ型現像液を用いてネガ型現像する工程のみからなり、
前記パターン形成方法が、前記ネガ型現像液を用いて現像する工程の後に、有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程を含み、
前記リンス液における有機溶剤が炭化水素系溶剤である、パターン形成方法。
Figure 0005965971

[上式において、nは5ないし1000の正の整数、R,RおよびRは夫々独立して水素原子またはメチル基を表わし、Rはトリシクロデカニル基、ジシクロペンテニル基、ジシクロペンテニルオキシエチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基、ノルボルナンエポキシ基、ノルボルナンエポキシメチル基、あるいはアダマンチル基、Rはテトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、メチル基、エチル基、プロピル基、tert−ブチル基、あるいは3−オキソシクロヘキシル基、x+y+z=1、xは0.1ないし0.9、yは0.1ないし0.7、zは0.01ないし0.7を表す。]
式I:
Figure 0005965971
Resin (excluding terpolymers represented by the following general formula (I) below) whose solubility in a positive developer, which is an alkaline developer, increases due to the action of an acid, and which decreases in solubility in a negative developer containing an organic solvent. ), And increases the solubility in the positive developer by irradiation with actinic rays or radiation, and forms a resist film in which the solubility in the negative developer decreases (however, 10 of the hydroxyl groups contained) %, 15% to 25%, or 30% of a resin component composed of polyhydroxystyrene substituted with a tertiary butyloxycarbonyloxy group of the following formula I and an acid generator 1 that generates an acid upon exposure: A resist film is formed by applying on a substrate except a resist composition comprising ˜30 parts by weight ,
Exposing the resist film with EUV light;
A pattern forming method including a step of developing a resist film after exposure,
The step of developing includes a step of negative development using a negative developer containing an organic solvent,
The developing step consists only of a negative developing process using a negative developing solution containing the organic solvent,
The pattern forming method includes a step of washing with a rinsing solution containing an organic solvent after the step of developing with the negative developer,
The pattern formation method whose organic solvent in the said rinse liquid is a hydrocarbon type solvent.
Figure 0005965971

[In the above formula, n is a positive integer of 5 to 1000, R 1 , R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, R 4 represents a tricyclodecanyl group, a dicyclopentenyl group, dicyclopentenyl oxyethyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, norbornane epoxy group, norbornane epoxy methyl group or an adamantyl group,, R 5 is a tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, tert- butyl Group, or 3-oxocyclohexyl group, x + y + z = 1, x is 0.1 to 0.9, y is 0.1 to 0.7, and z is 0.01 to 0.7. ]
Formula I:
Figure 0005965971
請求項5に記載のパターン形成方法(但し、主鎖の少なくとも一部にビニルアルコール系化合物を重合して得られる骨格を含み、該骨格の水酸基の少なくとも一部が酸脱離性保護基で保護されている物質と、光酸発生剤とを含有することを特徴とする感光性組成物を用いて被露光材上にネガ・パターン形成を行う際に、アルコール又はケトン類で現像を行うことを特徴とするパターン形成方法を除く)。   6. The pattern forming method according to claim 5, wherein at least a part of the main chain includes a skeleton obtained by polymerizing a vinyl alcohol compound, and at least a part of the hydroxyl groups of the skeleton is protected with an acid-eliminable protecting group. When a negative pattern is formed on a material to be exposed using a photosensitive composition characterized by containing a photosensitive material and a photoacid generator, development with alcohol or ketones is performed. Except for the characteristic pattern formation method). 前記樹脂組成物が、前記活性光線又は放射線の照射、及び、前記活性光線又は放射線の照射後の加熱により、前記ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、前記ネガ型現像液に対する溶解度が減少するレジスト膜を形成する樹脂組成物であり、
露光後に前記レジスト膜を加熱し、
前記現像する工程において、加熱後の前記レジスト膜を現像する、請求項5又は6に記載のパターン形成方法。
Resist in which the resin composition increases in solubility in the positive developer and decreases in solubility in the negative developer by irradiation with the actinic ray or radiation and heating after irradiation with the actinic ray or radiation. A resin composition for forming a film;
Heating the resist film after exposure,
The pattern forming method according to claim 5, wherein, in the developing step, the heated resist film is developed.
前記ネガ型現像液における有機溶剤が、エステル系溶剤である、請求項5〜7のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 5, wherein the organic solvent in the negative developer is an ester solvent. 酸の作用によりアルカリ現像液であるポジ型現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤を含有するネガ型現像液に対する溶解度が減少する樹脂を含有し、活性光線又は放射線の照射により、前記ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、前記ネガ型現像液に対する溶解度が減少するレジスト膜を形成する樹脂組成物(但し、含有する水酸基の10%、15%〜25%、又は、30%を、下記式Iのターシャルブチルオキシカルボニルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレンから成る樹脂成分100重量部および露光により酸を発生する酸発生剤1〜30重量部を含んでなるレジスト組成物を除く)を、基板上に塗布することで、レジスト膜を形成し、
前記レジスト膜をEUV光により露光し、
露光後のレジスト膜を現像する工程を
含むパターン形成方法であって、
前記現像する工程が、有機溶剤を含有するネガ型現像液を用いてネガ型現像する工程を含み、
前記現像する工程が、前記有機溶剤を含有するネガ型現像液を用いてネガ型現像する工程のみからなり、
前記パターン形成方法が、前記ネガ型現像液を用いて現像する工程の後に、有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程を含み、
前記リンス液における有機溶剤が炭化水素系溶剤であり、
前記樹脂組成物が、下記一般式(ZI)で表される化合物(ZI−1)を含有する、パターン形成方法。
式I:
Figure 0005965971

Figure 0005965971


上記一般式(ZI)において、R201、R202及びR203は、各々独立に有機基を表す。R201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。但し、R201〜R203の少なくとも1つがアリール基である。
は、非求核性アニオンを表す。
It contains a resin whose solubility in a positive developer, which is an alkaline developer, is increased by the action of an acid, and which decreases in solubility in a negative developer containing an organic solvent. A resin composition that forms a resist film with increased solubility in the solution and decreased solubility in the negative developer (however, 10%, 15% to 25%, or 30% of the hydroxyl group contained is represented by the following formula I: Except for a resist composition comprising 100 parts by weight of a resin component composed of polyhydroxystyrene substituted with a tertiary butyloxycarbonyloxy group of 1 and 30 parts by weight of an acid generator that generates an acid upon exposure) . By applying on top, form a resist film,
Exposing the resist film with EUV light;
A pattern forming method including a step of developing a resist film after exposure,
The step of developing includes a step of negative development using a negative developer containing an organic solvent,
The developing step consists only of a negative developing process using a negative developing solution containing the organic solvent,
The pattern forming method includes a step of washing with a rinsing solution containing an organic solvent after the step of developing with the negative developer,
The organic solvent in the rinse liquid is a hydrocarbon solvent,
The pattern formation method in which the said resin composition contains the compound (ZI-1) represented by the following general formula (ZI).
Formula I:
Figure 0005965971

Figure 0005965971


In the general formula (ZI), R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group. Two members out of R 201 to R 203 may combine to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. However, at least one of R 201 to R 203 is an aryl group.
X represents a non-nucleophilic anion.
請求項9に記載のパターン形成方法(但し、主鎖の少なくとも一部にビニルアルコール系化合物を重合して得られる骨格を含み、該骨格の水酸基の少なくとも一部が酸脱離性保護基で保護されている物質と、光酸発生剤とを含有することを特徴とする感光性組成物を用いて被露光材上にネガ・パターン形成を行う際に、アルコール又はケトン類で現像を行うことを特徴とするパターン形成方法を除く)。   10. The pattern forming method according to claim 9, wherein at least a part of the main chain includes a skeleton obtained by polymerizing a vinyl alcohol compound, and at least a part of hydroxyl groups of the skeleton is protected with an acid-eliminable protecting group. When a negative pattern is formed on a material to be exposed using a photosensitive composition characterized by containing a photosensitive material and a photoacid generator, development with alcohol or ketones is performed. Except for the characteristic pattern formation method). 前記樹脂組成物が、前記活性光線又は放射線の照射、及び、前記活性光線又は放射線の照射後の加熱により、前記ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、前記ネガ型現像液に対する溶解度が減少するレジスト膜を形成する樹脂組成物であり、
露光後に前記レジスト膜を加熱し、
前記現像する工程において、加熱後の前記レジスト膜を現像する、請求項9又は10に記載のパターン形成方法。
Resist in which the resin composition increases in solubility in the positive developer and decreases in solubility in the negative developer by irradiation with the actinic ray or radiation and heating after irradiation with the actinic ray or radiation. A resin composition for forming a film;
Heating the resist film after exposure,
The pattern formation method according to claim 9 or 10, wherein, in the developing step, the heated resist film is developed.
前記ネガ型現像液における有機溶剤が、エステル系溶剤である、請求項9〜11のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 9, wherein the organic solvent in the negative developer is an ester solvent. 酸の作用によりアルカリ現像液であるポジ型現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤を含有するネガ型現像液に対する溶解度が減少する樹脂を含有し、活性光線又は放射線の照射により、前記ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、前記ネガ型現像液に対する溶解度が減少するレジスト膜を形成する樹脂組成物(但し、含有する水酸基の10%、15%〜25%、又は、30%を、下記式Iのターシャルブチルオキシカルボニルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレンから成る樹脂成分100重量部および露光により酸を発生する酸発生剤1〜30重量部を含んでなるレジスト組成物を除く)を、基板上に塗布することで、レジスト膜を形成し、
前記レジスト膜をEUV光により露光し、
露光後のレジスト膜を現像する工程を
含むパターン形成方法であって、
前記現像する工程が、有機溶剤を含有するネガ型現像液を用いてネガ型現像する工程を含み、
前記現像する工程が、前記有機溶剤を含有するネガ型現像液を用いてネガ型現像する工程のみからなり、
前記パターン形成方法が、前記ネガ型現像液を用いて現像する工程の後に、有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程を含み、
前記リンス液における有機溶剤が炭化水素系溶剤であり、
前記樹脂組成物が、下記式(A)〜(E)のいずれかで示される構造を有する化合物を含有する、パターン形成方法。
式I:
Figure 0005965971

Figure 0005965971

一般式(A)及び(E)中、
200、R201及びR202は、同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、ここで、R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。
203、R204、R205及びR206は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜20個のアルキル基を表す。
It contains a resin whose solubility in a positive developer, which is an alkaline developer, is increased by the action of an acid, and which decreases in solubility in a negative developer containing an organic solvent. A resin composition that forms a resist film with increased solubility in the solution and decreased solubility in the negative developer (however, 10%, 15% to 25%, or 30% of the hydroxyl group contained is represented by the following formula I: Except for a resist composition comprising 100 parts by weight of a resin component composed of polyhydroxystyrene substituted with a tertiary butyloxycarbonyloxy group of 1 and 30 parts by weight of an acid generator that generates an acid upon exposure) . By applying on top, form a resist film,
Exposing the resist film with EUV light;
A pattern forming method including a step of developing a resist film after exposure,
The step of developing includes a step of negative development using a negative developer containing an organic solvent,
The developing step consists only of a negative developing process using a negative developing solution containing the organic solvent,
The pattern forming method includes a step of washing with a rinsing solution containing an organic solvent after the step of developing with the negative developer,
The organic solvent in the rinse liquid is a hydrocarbon solvent,
The pattern formation method in which the said resin composition contains the compound which has a structure shown by either of following formula (A)-(E).
Formula I:
Figure 0005965971

Figure 0005965971

In general formulas (A) and (E),
R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, wherein R 201 and R 202 are bonded to each other to form a ring. May be.
R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
請求項13に記載のパターン形成方法(但し、主鎖の少なくとも一部にビニルアルコール系化合物を重合して得られる骨格を含み、該骨格の水酸基の少なくとも一部が酸脱離性保護基で保護されている物質と、光酸発生剤とを含有することを特徴とする感光性組成物を用いて被露光材上にネガ・パターン形成を行う際に、アルコール又はケトン類で現像を行うことを特徴とするパターン形成方法を除く)。   14. The pattern forming method according to claim 13, wherein at least a part of the main chain includes a skeleton obtained by polymerizing a vinyl alcohol compound, and at least a part of the hydroxyl groups of the skeleton is protected by an acid-eliminating protecting group. When a negative pattern is formed on a material to be exposed using a photosensitive composition characterized by containing a photosensitive material and a photoacid generator, development with alcohol or ketones is performed. Except for the characteristic pattern formation method). 前記樹脂組成物が、前記活性光線又は放射線の照射、及び、前記活性光線又は放射線の照射後の加熱により、前記ポジ型現像液に対する溶解度が増大し、前記ネガ型現像液に対する溶解度が減少するレジスト膜を形成する樹脂組成物であり、
露光後に前記レジスト膜を加熱し、
前記現像する工程において、加熱後の前記レジスト膜を現像する、請求項13又は14に記載のパターン形成方法。
Resist in which the resin composition increases in solubility in the positive developer and decreases in solubility in the negative developer by irradiation with the actinic ray or radiation and heating after irradiation with the actinic ray or radiation. A resin composition for forming a film;
Heating the resist film after exposure,
15. The pattern forming method according to claim 13, wherein the resist film after heating is developed in the developing step.
前記ネガ型現像液における有機溶剤が、エステル系溶剤である、請求項13〜15のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
The pattern formation method according to claim 13, wherein the organic solvent in the negative developer is an ester solvent.
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