JP7298291B2 - Conductive composition, coating film, method for forming resist pattern - Google Patents

Conductive composition, coating film, method for forming resist pattern Download PDF

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Description

本発明は導電性組成物、前記導電性組成物の塗膜、前記導電性組成物を用いたレジストパターンの形成方法に関する。 The present invention relates to a conductive composition, a coating film of the conductive composition, and a method of forming a resist pattern using the conductive composition.

電子線やイオン線等の荷電粒子線を用いたパターン形成技術は、光リソグラフィーの次世代技術として期待されている。
荷電粒子線を用いる場合、生産性向上には、レジストの感度向上が重要である。従って、露光部分もしくは荷電粒子線が照射された部分に酸を発生させ、続いてポストエクスポージャーベーク(PEB)処理と呼ばれる加熱処理により架橋反応又は分解反応を促進させる、高感度な化学増幅型レジストの使用が主流となっている。
Pattern formation technology using charged particle beams such as electron beams and ion beams is expected to be the next-generation technology of photolithography.
When using a charged particle beam, it is important to improve the sensitivity of the resist to improve productivity. Therefore, a highly sensitive chemically amplified resist is produced by generating acid in exposed areas or areas irradiated with charged particle beams, followed by heat treatment called post-exposure baking (PEB) to promote cross-linking or decomposition reactions. usage is prevalent.

ところで、荷電粒子線を用いるパターン形成方法においては、特に基板が絶縁性の場合、基板の帯電(チャージアップ)によって発生する電界が原因で、荷電粒子線の軌道が曲げられ、所望のパターンが得られにくいという課題があった。 By the way, in the pattern formation method using a charged particle beam, especially when the substrate is insulating, the trajectory of the charged particle beam is bent due to the electric field generated by the charge-up of the substrate, and the desired pattern is obtained. There was a problem that it was difficult to

この課題を解決するために、導電性ポリマーを含む導電性組成物をレジスト層の表面に塗布して導電膜(帯電防止膜)を形成し、前記導電膜でレジスト層の表面を被覆する方法が有効であることが知られている。
例えば特許文献1には、酸性基を有する導電性ポリマーと、界面活性能を発現する水溶性ポリマーを含む導電性組成物を、レジスト層の表面に塗布して導電膜を形成した例が記載されている。
In order to solve this problem, there is a method in which a conductive composition containing a conductive polymer is applied to the surface of a resist layer to form a conductive film (antistatic film), and the surface of the resist layer is coated with the conductive film. known to be effective.
For example, Patent Document 1 describes an example in which a conductive film is formed by applying a conductive composition containing a conductive polymer having an acidic group and a water-soluble polymer exhibiting surface activity to the surface of a resist layer. ing.

特開2002-226721号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-226721

近年、半導体デバイスの微細化の流れに伴い、数nmオーダーでのレジスト形状の管理が要求されるようになっている。このため、レジスト層上に形成する帯電防止膜には表面平滑性が求められる。
しかしながら、特許文献1に記載の導電性組成物の塗膜は、必ずしも表面平滑性が充分ではない。
本発明は、表面平滑性に優れた塗膜を形成できる導電性組成物、並びにこれを用いた塗膜及びレジストパターンの形成方法を提供する。
In recent years, along with the trend toward miniaturization of semiconductor devices, there has been a demand for control of resist shapes on the order of several nanometers. Therefore, the antistatic film formed on the resist layer is required to have surface smoothness.
However, the coating film of the conductive composition described in Patent Document 1 does not necessarily have sufficient surface smoothness.
The present invention provides a conductive composition capable of forming a coating film with excellent surface smoothness, and a method of forming a coating film and a resist pattern using the same.

本発明は以下の態様を有する。
[1]下記条件1を満たす導電性高分子を含む導電性組成物。
条件1:導電性高分子の水溶液を試料とした、動的光散乱法による粒子径分布(個数基準の頻度分布)において、粒子径1.8nm以上の粒子の割合が8.5%以下である。
[2]前記導電性高分子が、酸性基を有する導電性ポリマー(A)と塩基性化合物(B)の塩を含む、[1]の導電性組成物。
[3]前記[1]又は[2]の導電性組成物の塗膜。
[4]化学増幅型レジストからなるレジスト層を片面上に有する基板の前記レジスト層の表面に、前記[1]又は[2]の導電性組成物の塗膜を形成する積層工程と、前記基板に対し、前記塗膜の側から電子線をパターン状に照射する露光工程とを有する、レジストパターンの形成方法。
The present invention has the following aspects.
[1] A conductive composition containing a conductive polymer that satisfies Condition 1 below.
Condition 1: The proportion of particles with a particle diameter of 1.8 nm or more is 8.5% or less in the particle diameter distribution (number-based frequency distribution) by the dynamic light scattering method using an aqueous solution of a conductive polymer as a sample. .
[2] The conductive composition of [1], wherein the conductive polymer contains a salt of a conductive polymer (A) having an acidic group and a basic compound (B).
[3] A coating film of the conductive composition of [1] or [2].
[4] A lamination step of forming a coating film of the conductive composition of [1] or [2] on the surface of the resist layer of a substrate having a resist layer made of a chemically amplified resist on one side; and an exposure step of patternwise irradiating electron beams from the coating film side.

本発明の導電性組成物は表面平滑性に優れた塗膜を形成できる。
本発明の塗膜は導電性を有し、表面平滑性に優れる。
本発明のレジストパターンの形成方法によれば、レジスト層上に表面平滑性に優れた帯電防止膜を形成でき、レジストパターンを精度良く形成できる。
The conductive composition of the present invention can form a coating film with excellent surface smoothness.
The coating film of the present invention has conductivity and excellent surface smoothness.
According to the resist pattern forming method of the present invention, an antistatic film having excellent surface smoothness can be formed on a resist layer, and a resist pattern can be formed with high precision.

実施例及び比較例の導電性組成物に係る、動的光散乱法による粒子径分布を示すグラフである。4 is a graph showing the particle size distribution of the conductive compositions of Examples and Comparative Examples, measured by a dynamic light scattering method.

本発明の実施形態を説明する。
本明細書において「導電性」とは、1×1011Ω/□以下の表面抵抗値を有することである。表面抵抗値は、一定の電流を流した場合の電流間の電位差より求められる。
本明細書において「溶解性」とは、水、塩基及び塩基性塩の少なくとも一方を含む水、酸を含む水、水と水溶性有機溶剤との混合溶剤のうち、10g(液温25℃)に、0.1g以上均一に溶解することを意味する。また、「水溶性」とは、上記溶解性に関して、水に対する溶解性のことを意味する。
本明細書において「質量平均分子量」とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によって測定される質量平均分子量(ポリスチレンスルホン酸ナトリウム換算又はポリエチレングリコール換算)である。
Embodiments of the present invention will be described.
As used herein, “conductivity” means having a surface resistance value of 1×10 11 Ω/□ or less. The surface resistance value is obtained from the potential difference between currents when a constant current is applied.
As used herein, the term “solubility” refers to water, water containing at least one of a base and a basic salt, water containing an acid, or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent, 10 g (liquid temperature 25° C.) It means that 0.1 g or more is uniformly dissolved in . In addition, "water-soluble" means solubility in water in relation to the above-mentioned solubility.
As used herein, the term "mass average molecular weight" refers to a mass average molecular weight (in terms of sodium polystyrenesulfonate or polyethylene glycol) measured by gel permeation chromatography (GPC).

本実施形態の導電性組成物は、導電性高分子を含む。導電性組成物中に存在する導電性高分子は下記条件1を満たす。導電性組成物は必用に応じて溶剤を含む。さらに導電性高分子及び溶剤以外の任意成分を含んでもよい。
条件1:導電性高分子の水溶液を試料とした、動的光散乱法による粒子径分布(個数基準の頻度分布)において、粒子径1.8nm以上の粒子割合が8.5%以下である。
The conductive composition of this embodiment contains a conductive polymer. The conductive polymer present in the conductive composition satisfies Condition 1 below. A conductive composition contains a solvent as needed. Furthermore, optional components other than the conductive polymer and the solvent may be included.
Condition 1: The ratio of particles with a particle diameter of 1.8 nm or more is 8.5% or less in the particle diameter distribution (number-based frequency distribution) obtained by a dynamic light scattering method using an aqueous solution of a conductive polymer as a sample.

<導電性高分子>
導電性高分子は公知のものを使用できる。例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリチオフェンビニレン、ポリテルロフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアニリン、ポリアセン、ポリアセチレンなどが挙げられる。
これら中でも、導電性に優れる観点から、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンが好ましい。
<Conductive polymer>
A known conductive polymer can be used. Examples include polypyrrole, polythiophene, polythiophene vinylene, polytelluphene, polyphenylene, polyphenylene vinylene, polyaniline, polyacene, and polyacetylene.
Among these, polypyrrole, polythiophene, and polyaniline are preferable from the viewpoint of excellent conductivity.

導電性高分子は、水溶性又は水分散性を有することが好ましい。導電性高分子が水溶性又は水分散性を有すると、導電性組成物の塗布性が高まり、均一な厚さの導電体が得られやすい。 The conductive polymer preferably has water solubility or water dispersibility. When the conductive polymer is water-soluble or water-dispersible, the coating property of the conductive composition is enhanced, and a conductor having a uniform thickness can be easily obtained.

導電性高分子は、酸性基を有する導電性ポリマー(以下、単に「導電性ポリマー(A)」ともいう。)が好ましい。酸性基を有すると水溶性が高まる。酸性基はスルホン酸基又はカルボキシ基が好ましい。一分子中に2種の酸性基を有してもよい。酸性基の一部または全部が塩を形成していてもよい。
導電性ポリマー(A)として、特開昭61-197633号公報、特開昭63-39916号公報、特開平1-301714号公報、特開平5-504153号公報、特開平5-503953号公報、特開平4-32848号公報、特開平4-328181号公報、特開平6-145386号公報、特開平6-56987号公報、特開平5-226238号公報、特開平5-178989号公報、特開平6-293828号公報、特開平7-118524号公報、特開平6-32845号公報、特開平6-87949号公報、特開平6-256516号公報、特開平7-41756号公報、特開平7-48436号公報、特開平4-268331号公報、特開2014-65898号公報等に示された導電性ポリマーが、溶解性の観点から好ましい。
The conductive polymer is preferably a conductive polymer having an acidic group (hereinafter also simply referred to as "conductive polymer (A)"). Having an acidic group increases the water solubility. The acidic group is preferably a sulfonic acid group or a carboxy group. You may have two types of acidic groups in one molecule. Some or all of the acidic groups may form a salt.
As the conductive polymer (A), JP-A-61-197633, JP-A-63-39916, JP-A-1-301714, JP-A-5-504153, JP-A-5-503953, JP-A-4-32848, JP-A-4-328181, JP-A-6-145386, JP-A-6-56987, JP-A-5-226238, JP-A-5-178989, JP-A-H9 6-293828, JP 7-118524, JP 6-32845, JP 6-87949, JP 6-256516, JP 7-41756, JP 7- The conductive polymers disclosed in JP-A-48436, JP-A-4-268331, JP-A-2014-65898, etc. are preferable from the viewpoint of solubility.

導電性ポリマー(A)として、具体的には、α位若しくはβ位が、スルホン酸基、及びカルボキシ基からなる群より選択される少なくとも1つの基で置換されたフェニレンビニレン、ビニレン、チエニレン、ピロリレン、フェニレン、イミノフェニレン、イソチアナフテン、フリレン、及びカルバゾリレンからなる群から選ばれた少なくとも1種を繰り返し単位として含む、π共役系導電性ポリマーが挙げられる。
また、前記π共役系導電性ポリマーがイミノフェニレン、及びガルバゾリレンからなる群から選ばれた少なくとも1種の繰り返し単位を含む場合は、前記繰り返し単位の窒素原子上に、スルホン酸基、及びカルボキシ基からなる群より選択される少なくとも1つの基を有する、又はスルホン酸基、及びカルボキシ基からなる群より選択される少なくとも1つの基で置換されたアルキル基、若しくはエーテル結合を含むアルキル基を前記窒素原子上に有する導電性ポリマーが挙げられる。
この中でも、導電性や溶解性の観点から、β位がスルホン酸基、及びカルボキシ基からなる群より選択される少なくとも1つの基で置換されたチエニレン、ピロリレン、イミノフェニレン、フェニレンビニレン、カルバゾリレン、及びイソチアナフテンからなる群から選ばれた少なくとも1種をモノマーユニット(単位)として有する導電性ポリマーが好ましい。
As the conductive polymer (A), specifically, phenylene vinylene substituted with at least one group selected from the group consisting of sulfonic acid group and carboxyl group at α-position or β-position, vinylene, thienylene, pyrrolylene , phenylene, iminophenylene, isothianaphthene, furylene, and carbazolylene as repeating units.
Further, when the π-conjugated conductive polymer contains at least one repeating unit selected from the group consisting of iminophenylene and galbazolylene, on the nitrogen atom of the repeating unit, from a sulfonic acid group and a carboxy group or an alkyl group substituted with at least one group selected from the group consisting of a sulfonic acid group and a carboxyl group, or an alkyl group containing an ether bond at the nitrogen atom Conductive polymers having thereon may be mentioned.
Among these, from the viewpoint of conductivity and solubility, thienylene, pyrrolylene, iminophenylene, phenylene vinylene, carbazolylene, and β-position substituted with at least one group selected from the group consisting of a sulfonic acid group and a carboxy group. A conductive polymer having, as a monomer unit (unit), at least one selected from the group consisting of isothianaphthene is preferred.

導電性ポリマー(A)は、高い導電性や溶解性を発現できる観点から、下記一般式(1)~(4)で表される単位からなる群より選ばれた1種以上のモノマーユニットを、導電性ポリマーを構成する全単位(100mol%)中に20~100mol%含有する導電性ポリマーが好ましい。 The conductive polymer (A) contains one or more monomer units selected from the group consisting of units represented by the following general formulas (1) to (4) from the viewpoint of being able to exhibit high conductivity and solubility, A conductive polymer containing 20 to 100 mol % in all units (100 mol %) constituting the conductive polymer is preferred.

Figure 0007298291000001
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Figure 0007298291000002
Figure 0007298291000002

Figure 0007298291000003
Figure 0007298291000003

Figure 0007298291000004
Figure 0007298291000004

式(1)~(4)中、Xは硫黄原子又は窒素原子を表し、R~R15は各々独立に、水素原子、炭素数1~24の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基、炭素数1~24の直鎖若しくは分岐鎖のアルコキシ基、酸性基、ヒドロキシ基、ニトロ基、ハロゲン原子(-F、-Cl、-Br又はI)、-N(R16、-NHCOR16、-SR16、-OCOR16、-COOR16、-COR16、-CHO、又は-CNを表す。R16は炭素数1~24のアルキル基、炭素数1~24のアリール基、又は炭素数1~24のアラルキル基を表す。
ただし、一般式(1)のR、Rのうちの少なくとも1つ、一般式(2)のR~Rのうちの少なくとも1つ、一般式(3)のR~R10のうちの少なくとも1つ、一般式(4)のR11~R15のうちの少なくとも1つは、それぞれ酸性基又はその塩である。
酸性基は、スルホン酸基(スルホ基)又はカルボン酸基(カルボキシ基)である。
In formulas (1) to (4), X represents a sulfur atom or a nitrogen atom, R 1 to R 15 each independently represents a hydrogen atom, a straight or branched alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, 1 to 24 linear or branched alkoxy groups, acidic groups, hydroxy groups, nitro groups, halogen atoms (-F, -Cl, -Br or I), -N(R 16 ) 2 , -NHCOR 16 , - represents SR 16 , —OCOR 16 , —COOR 16 , —COR 16 , —CHO, or —CN; R 16 represents an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, an aryl group having 1 to 24 carbon atoms, or an aralkyl group having 1 to 24 carbon atoms.
However, at least one of R 1 and R 2 in general formula (1), at least one of R 3 to R 6 in general formula (2), and R 7 to R 10 in general formula (3) At least one of them, at least one of R 11 to R 15 in general formula (4) is an acidic group or a salt thereof.
The acidic group is a sulfonic acid group (sulfo group) or a carboxylic acid group (carboxy group).

導電性ポリマー(A)において、スルホン酸基は、酸の状態(-SOH)で存在してもよく、イオンの状態(-SO )で存在してもよい。スルホン酸基には、スルホン酸基を有する置換基(-R17SOH)も含まれる。
導電性ポリマー(A)においてカルボン酸基は、酸の状態(-COOH)で存在してもよく、イオンの状態(-COO)で存在してもよい。カルボン酸基には、カルボン酸基を有する置換基(-R17COOH)も含まれる。
前記R17は炭素数1~24の直鎖若しくは分岐鎖のアルキレン基、炭素数1~24の直鎖若しくは分岐鎖のアリーレン基、又は炭素数1~24の直鎖若しくは分岐鎖のアラルキレン基を表す。
In the conductive polymer (A), the sulfonic acid group may exist in an acid state (--SO 3 H) or in an ionic state (--SO 3 ). The sulfonic acid group also includes a substituent having a sulfonic acid group (--R 17 SO 3 H).
Carboxylic acid groups in the conductive polymer (A) may exist in an acid state (--COOH) or in an ionic state ( --COO.sup.- ). Carboxylic acid groups also include substituents (-R 17 COOH) having a carboxylic acid group.
R 17 is a linear or branched alkylene group having 1 to 24 carbon atoms, a linear or branched arylene group having 1 to 24 carbon atoms, or a linear or branched aralkylene group having 1 to 24 carbon atoms. show.

酸性基の塩としては、スルホン酸基又はカルボン酸基のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、又は置換アンモニウム塩などが挙げられる。
アルカリ金属塩としては、例えば、硫酸リチウム、炭酸リチウム、水酸化リチウム、硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、硫酸カリウム、炭酸カリウム、水酸化カリウム及びこれらの骨格を有する誘導体などが挙げられる。
アルカリ土類金属塩としては、例えばマグネシウム塩、カルシウム塩などが挙げられる。
置換アンモニウム塩としては、例えば脂肪族アンモニウム塩、飽和脂環式アンモニウム塩、不飽和脂環式アンモニウム塩などが挙げられる。
脂肪族アンモニウム塩としては、例えば、メチルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、メチルエチルアンモニウム、ジエチルメチルアンモニウム、ジメチルエチルアンモニウム、プロピルアンモニウム、ジプロピルアンモニウム、イソプロピルアンモニウム、ジイソプロピルアンモニウム、ブチルアンモニウム、ジブチルアンモニウム、メチルプロピルアンモニウム、エチルプロピルアンモニウム、メチルイソプロピルアンモニウム、エチルイソプロピルアンモニウム、メチルブチルアンモニウム、エチルブチルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラメチロールアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラn-ブチルアンモニウム、テトラsec-ブチルアンモニウム、テトラt-ブチルアンモニウムなどが挙げられる。
飽和脂環式アンモニウム塩としては、例えば、ピペリジニウム、ピロリジニウム、モルホリニウム、ピペラジニウム及びこれらの骨格を有する誘導体などが挙げられる。
不飽和脂環式アンモニウム塩としては、例えば、ピリジニウム、α-ピコリニウム、β-ピコリニウム、γ-ピコリニウム、キノリニウム、イソキノリニウム、ピロリニウム、及びこれらの骨格を有する誘導体などが挙げられる。
Salts of acidic groups include alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, or substituted ammonium salts of sulfonic acid groups or carboxylic acid groups.
Examples of alkali metal salts include lithium sulfate, lithium carbonate, lithium hydroxide, sodium sulfate, sodium carbonate, sodium hydroxide, potassium sulfate, potassium carbonate, potassium hydroxide and derivatives having these skeletons.
Examples of alkaline earth metal salts include magnesium salts and calcium salts.
Examples of substituted ammonium salts include aliphatic ammonium salts, saturated alicyclic ammonium salts and unsaturated alicyclic ammonium salts.
Examples of aliphatic ammonium salts include methylammonium, dimethylammonium, trimethylammonium, ethylammonium, diethylammonium, triethylammonium, methylethylammonium, diethylmethylammonium, dimethylethylammonium, propylammonium, dipropylammonium, isopropylammonium, diisopropyl ammonium, butylammonium, dibutylammonium, methylpropylammonium, ethylpropylammonium, methylisopropylammonium, ethylisopropylammonium, methylbutylammonium, ethylbutylammonium, tetramethylammonium, tetramethylolammonium, tetraethylammonium, tetra-n-butylammonium, tetra sec-butylammonium, tetra-t-butylammonium and the like.
Saturated alicyclic ammonium salts include, for example, piperidinium, pyrrolidinium, morpholinium, piperazinium and derivatives having these skeletons.
Examples of unsaturated alicyclic ammonium salts include pyridinium, α-picolinium, β-picolinium, γ-picolinium, quinolinium, isoquinolinium, pyrrolinium, and derivatives having these skeletons.

導電性ポリマー(A)としては、高い導電性を発現できる観点から、上記一般式(4)で表される単位を有することが好ましく、その中でも特に、溶解性にも優れる観点から、下記一般式(5)で表されるモノマーユニットを有することがより好ましい。 The conductive polymer (A) preferably has a unit represented by the above general formula (4) from the viewpoint of being able to express high conductivity, and among them, from the viewpoint of excellent solubility, the following general formula It is more preferable to have a monomer unit represented by (5).

Figure 0007298291000005
Figure 0007298291000005

式(5)中、R18~R21は、各々独立に、水素原子、炭素数1~24の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基、炭素数1~24の直鎖若しくは分岐鎖のアルコキシ基、酸性基、ヒドロキシ基、ニトロ基、又はハロゲン原子(-F、-Cl、-Br又はI)を表す。また、R18~R21のうちの少なくとも1つは酸性基又はその塩である。 In formula (5), R 18 to R 21 are each independently a hydrogen atom, a straight or branched alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, a straight or branched alkoxy group having 1 to 24 carbon atoms, It represents an acidic group, a hydroxy group, a nitro group, or a halogen atom (-F, -Cl, -Br or I). At least one of R 18 to R 21 is an acidic group or a salt thereof.

前記一般式(5)で表される単位としては、製造が容易な点で、R18~R21のうち、いずれか1つが炭素数1~4の直鎖又は分岐鎖のアルコキシ基であり、他のいずれか1つがスルホン酸基であり、残りが水素であるものが好ましい。 As the unit represented by the general formula (5), any one of R 18 to R 21 is a linear or branched alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms in terms of ease of production, Preferably any one of the other is a sulfonic acid group and the rest are hydrogen.

導電性ポリマー(A)は、pHに関係なく水及び有機溶媒への溶解性に優れる観点から、該導電性ポリマー(A)を構成する全単位(100mol%)のうち、前記一般式(5)で表される単位を10~100mol%含有することが好ましく、50~100mol%含有することがより好ましく、100mol%含有することが特に好ましい。
また、導電性ポリマー(A)は、導電性に優れる観点で、前記一般式(5)で表される単位を1分子中に10以上含有することが好ましい。
The conductive polymer (A), from the viewpoint of excellent solubility in water and organic solvents regardless of pH, among all units (100 mol%) constituting the conductive polymer (A), the general formula (5) It preferably contains 10 to 100 mol %, more preferably 50 to 100 mol %, and particularly preferably 100 mol % of the unit represented by.
Moreover, from the viewpoint of excellent conductivity, the conductive polymer (A) preferably contains 10 or more units represented by the general formula (5) in one molecule.

導電性ポリマー(A)において、溶解性がより向上する観点から、ポリマー中の芳香環の総数に対する、酸性基が結合した芳香環の数は、50%以上であることが好ましく、70%以上がより好ましく、80%以上がさらに好ましく、90%以上が特に好ましく、100%が最も好ましい。
ポリマー中の芳香環の総数に対する、酸性基が結合した芳香環の数は、導電性ポリマー(A)製造時の、モノマーの仕込み比から算出した値を指す。
In the conductive polymer (A), from the viewpoint of further improving the solubility, the number of aromatic rings to which acidic groups are bonded to the total number of aromatic rings in the polymer is preferably 50% or more, and 70% or more. It is more preferably 80% or more, particularly preferably 90% or more, and most preferably 100%.
The number of aromatic rings to which an acidic group is bonded with respect to the total number of aromatic rings in the polymer refers to a value calculated from the charging ratio of the monomers when the conductive polymer (A) is produced.

導電性ポリマー(A)において、モノマーユニットの芳香環上の酸性基以外の置換基は、モノマーへの反応性付与の観点から電子供与性基が好ましい。具体的には、炭素数1~24のアルキル基、炭素数1~24のアルコキシ基、ハロゲン基(-F、-Cl、-Br又はI)等が好ましい。このうち、電子供与性の観点から、炭素数1~24のアルコキシ基が最も好ましい。 In the conductive polymer (A), the substituent other than the acidic group on the aromatic ring of the monomer unit is preferably an electron donating group from the viewpoint of imparting reactivity to the monomer. Specifically, an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 24 carbon atoms, a halogen group (-F, -Cl, -Br or I) and the like are preferable. Among these, an alkoxy group having 1 to 24 carbon atoms is most preferable from the viewpoint of electron donating properties.

さらに、導電性ポリマー(A)は、前記一般式(5)で表される単位以外の構成単位として、溶解性、導電性及び性状に影響を及ぼさない限り、置換又は無置換のアニリン、チオフェン、ピロール、フェニレン、ビニレン、二価の不飽和基、二価の飽和基からなる群より選ばれる1種以上の単位を含んでもよい。 Further, the conductive polymer (A) may contain substituted or unsubstituted aniline, thiophene, It may contain one or more units selected from the group consisting of pyrrole, phenylene, vinylene, divalent unsaturated groups, and divalent saturated groups.

導電性ポリマー(A)としては、高い導電性と溶解性を発現できる観点から、下記一般式(6)で表される構造を有する化合物が好ましい。下記一般式(6)で表される構造を有する化合物の中でも、ポリ(2-スルホ-5-メトキシ-1,4-イミノフェニレン)が特に好ましい。 As the conductive polymer (A), a compound having a structure represented by the following general formula (6) is preferable from the viewpoint of expressing high conductivity and solubility. Poly(2-sulfo-5-methoxy-1,4-iminophenylene) is particularly preferred among compounds having a structure represented by the following general formula (6).

Figure 0007298291000006
Figure 0007298291000006

式(6)中、R22~R37は、各々独立に、水素原子、炭素数1~4の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基、炭素数1~4の直鎖若しくは分岐鎖のアルコキシ基、酸性基、ヒドロキシ基、ニトロ基、又はハロゲン原子(-F、-Cl、-Br又はI)を表す。また、R22~R37のうち少なくとも1つは酸性基又はその塩である。また、nは重合度を示す。本発明においては、nは5~2500の整数であることが好ましい。 In formula (6), each of R 22 to R 37 is independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a linear or branched alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, It represents an acidic group, a hydroxy group, a nitro group, or a halogen atom (-F, -Cl, -Br or I). At least one of R 22 to R 37 is an acidic group or a salt thereof. Also, n indicates the degree of polymerization. In the present invention, n is preferably an integer of 5-2500.

導電性ポリマー(A)に含まれる酸性基は、導電性向上の観点から少なくともその一部が遊離酸型であることが望ましい。 At least part of the acidic groups contained in the conductive polymer (A) is desirably in the free acid form from the viewpoint of improving electrical conductivity.

導電性ポリマー(A)の質量平均分子量は、GPCのポリスチレンスルホン酸ナトリウム換算で、導電性、溶解性及び成膜性の観点から、1000~100万が好ましく、1500~80万がより好ましく、2000~50万がさらに好ましく、2000~10万が特に好ましい。導電性ポリマー(A)の質量平均分子量が1000未満の場合、溶解性には優れるものの、導電性、及び成膜性が不足する場合がある。一方、質量平均分子量が100万を超える場合、導電性には優れるものの、溶解性が不充分な場合がある。
ここで、「成膜性」とは、ハジキ等が無い均一な膜となる性質のことを指し、ガラス上へのスピンコート等の方法で評価することができる。
The weight average molecular weight of the conductive polymer (A) is preferably 1,000 to 1,000,000, more preferably 1,500 to 800,000, more preferably 2,000, in terms of conductivity, solubility, and film-forming properties, in terms of sodium polystyrene sulfonate by GPC. ~500,000 is more preferable, and 2,000 to 100,000 is particularly preferable. If the weight average molecular weight of the conductive polymer (A) is less than 1000, the solubility is excellent, but the conductivity and film formability may be insufficient. On the other hand, when the weight average molecular weight exceeds 1,000,000, the solubility may be insufficient although the conductivity is excellent.
Here, "film formability" refers to the property of forming a uniform film without repelling or the like, and can be evaluated by a method such as spin coating on glass.

導電性ポリマー(A)の製造方法としては、公知の方法を用いることができ、本発明の効果を有する限り特に限定はされない。
具体的には、前述のいずれかのモノマーユニットを有する重合性単量体(原料モノマー)を化学酸化法、電解酸化法などの各種合成法により重合する方法等が挙げられる。このような方法としては、例えば特開平7-196791号公報、特開平7-324132号公報に記載の合成法などを適用することができる。
以下に、導電性ポリマー(A)の製造方法の一例について説明する。
A known method can be used as the method for producing the conductive polymer (A), and is not particularly limited as long as the effect of the present invention is achieved.
Specific examples include a method of polymerizing a polymerizable monomer (raw material monomer) having any of the monomer units described above by various synthetic methods such as chemical oxidation and electrolytic oxidation. As such a method, for example, the synthesis methods described in JP-A-7-196791 and JP-A-7-324132 can be applied.
An example of the method for producing the conductive polymer (A) is described below.

導電性ポリマー(A)は、例えば原料モノマーを塩基性反応助剤の存在下、酸化剤を用いて重合することで得られる。
原料モノマーの具体例としては、酸性基置換アニリン、そのアルカリ金属塩、アンモニウム塩及び置換アンモニウム塩からなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
酸性基置換アニリンとしては、例えば酸性基としてスルホン酸基を有するスルホン酸基置換アニリンが挙げられる。
スルホン基置換アニリンとして代表的なものは、アミノベンゼンスルホン酸類であり、具体的にはo-,m-,p-アミノベンゼンスルホン酸、アニリン-2,6-ジスルホン酸、アニリン-2,5-ジスルホン酸、アニリン-3,5-ジスルホン酸、アニリン-2,4-ジスルホン酸、アニリン-3,4-ジスルホン酸などが好ましく用いられる。
The conductive polymer (A) can be obtained, for example, by polymerizing raw material monomers using an oxidizing agent in the presence of a basic reaction aid.
Specific examples of raw material monomers include at least one selected from the group consisting of acidic group-substituted anilines, alkali metal salts, ammonium salts and substituted ammonium salts thereof.
Examples of acidic group-substituted anilines include sulfonic acid group-substituted anilines having a sulfonic acid group as an acidic group.
Typical sulfone-substituted anilines are aminobenzenesulfonic acids, specifically o-, m-, p-aminobenzenesulfonic acid, aniline-2,6-disulfonic acid, aniline-2,5- Disulfonic acid, aniline-3,5-disulfonic acid, aniline-2,4-disulfonic acid, aniline-3,4-disulfonic acid and the like are preferably used.

アミノベンゼンスルホン酸類以外のスルホン基置換アニリンとしては、例えばメチルアミノベンゼンスルホン酸、エチルアミノベンゼンスルホン酸、n-プロピルアミノベンゼンスルホン酸、iso-プロピルアミノベンゼンスルホン酸、n-ブチルアミノベンゼンスルホン酸、sec-ブチルアミノベンゼンスルホン酸、t-ブチルアミノベンゼンスルホン酸等のアルキル基置換アミノベンゼンスルホン酸類;メトキシアミノベンゼンスルホン酸、エトキシアミノベンゼンスルホン酸、プロポキシアミノベンゼンスルホン酸等のアルコキシ基置換アミノベンゼンスルホン酸類;ヒドロキシ基置換アミノベンゼンスルホン酸類;ニトロ基置換アミノベンゼンスルホン酸類;フルオロアミノベンゼンスルホン酸、クロロアミノベンゼンスルホン酸、ブロムアミノベンゼンスルホン酸等のハロゲン置換アミノベンゼンスルホン酸類などを挙げることができる。
これらの中では、導電性や溶解性に特に優れる導電性ポリマー(A)が得られる点で、アルキル基置換アミノベンゼンスルホン酸類、アルコキシ基置換アミノベンゼンスルホン酸類、ヒドロキシ基置換アミノベンゼンスルホン酸類、又はハロゲン置換アミノベンゼンスルホン酸類が好ましく、製造が容易な点で、アルコキシ基置換アミノベンゼンスルホン酸類、そのアルカリ金属塩、アンモニウム塩及び置換アンモニウム塩が特に好ましい。
これらのスルホン酸基置換アニリンは、いずれか1種を単独で用いてもよいし、2種以上を任意の割合で混合して用いてもよい。
Examples of sulfonic group-substituted anilines other than aminobenzenesulfonic acids include methylaminobenzenesulfonic acid, ethylaminobenzenesulfonic acid, n-propylaminobenzenesulfonic acid, iso-propylaminobenzenesulfonic acid, n-butylaminobenzenesulfonic acid, Alkyl-substituted aminobenzenesulfonic acids such as sec-butylaminobenzenesulfonic acid and t-butylaminobenzenesulfonic acid; Alkoxy-substituted aminobenzenesulfones such as methoxyaminobenzenesulfonic acid, ethoxyaminobenzenesulfonic acid and propoxyaminobenzenesulfonic acid Acids; hydroxy group-substituted aminobenzenesulfonic acids; nitro group-substituted aminobenzenesulfonic acids; halogen-substituted aminobenzenesulfonic acids such as fluoroaminobenzenesulfonic acid, chloroaminobenzenesulfonic acid and bromoaminobenzenesulfonic acid.
Among these, alkyl group-substituted aminobenzenesulfonic acids, alkoxy group-substituted aminobenzenesulfonic acids, hydroxy group-substituted aminobenzenesulfonic acids, or Halogen-substituted aminobenzenesulfonic acids are preferred, and alkoxy group-substituted aminobenzenesulfonic acids, alkali metal salts, ammonium salts and substituted ammonium salts thereof are particularly preferred in terms of ease of production.
Any one of these sulfonic acid group-substituted anilines may be used alone, or two or more of them may be mixed and used in an arbitrary ratio.

塩基性反応助剤としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等の無機塩基;アンモニア;メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチルメチルアミン、エチルジメチルアミン、ジエチルメチルアミン等の脂式アミン類;環式飽和アミン類;ピリジン、α-ピコリン、β-ピコリン、γ-ピコリン、キノリン等の環式不飽和アミン類などが挙げられる。
これらの中では、無機塩基、脂式アミン類、環式不飽和アミン類が好ましく、無機塩基がより好ましい。
これらの塩基性反応助剤は、いずれか1種を単独で用いてもよいし、2種以上を任意の割合で混合して用いてもよい。
Examples of basic reaction aids include inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide; ammonia; methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, ethylmethylamine, ethyldimethylamine, diethyl fatty amines such as methylamine; saturated cyclic amines; and unsaturated cyclic amines such as pyridine, α-picoline, β-picoline, γ-picoline and quinoline.
Among these, inorganic bases, aliphatic amines, and cyclic unsaturated amines are preferred, and inorganic bases are more preferred.
Any one of these basic reaction auxiliaries may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used in an arbitrary ratio.

酸化剤としては、標準電極電位が0.6V以上である酸化剤であれば限定はないが、例えばペルオキソ二硫酸、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウム、ペルオキソ二硫酸カリウム等のペルオキソ二硫酸類;過酸化水素などが挙げられる。
これらの酸化剤は,いずれか1種を単独で用いてもよいし、2種以上を任意の割合で混合して用いてもよい。
The oxidizing agent is not limited as long as it has a standard electrode potential of 0.6 V or more, but for example, peroxodisulfates such as peroxodisulfuric acid, ammonium peroxodisulfate, sodium peroxodisulfate and potassium peroxodisulfate; Hydrogen peroxide etc. are mentioned.
Any one of these oxidizing agents may be used alone, or two or more of them may be used by mixing them in an arbitrary ratio.

重合の方法としては、例えば、酸化剤溶液中に原料モノマーと塩基性反応助剤の混合溶液を滴下する方法、原料モノマーと塩基性反応助剤の混合溶液に酸化剤溶液を滴下する方法、反応容器等に原料モノマーと塩基性反応助剤の混合溶液と、酸化剤溶液を同時に滴下する方法などが挙げられる。 Examples of polymerization methods include a method of dropping a mixed solution of raw material monomers and a basic reaction aid into an oxidizing agent solution, a method of dropping an oxidizing agent solution into a mixed solution of raw material monomers and a basic reaction auxiliary, and a method of For example, a mixed solution of raw material monomers and a basic reaction aid and an oxidizing agent solution are added dropwise to a container or the like at the same time.

重合後は、通常、遠心分離器等の濾過器により溶媒を濾別する。さらに、必要に応じて濾過物を洗浄液により洗浄した後、乾燥させて、導電性ポリマー(A)を得る。
このようにして得られる導電性ポリマー(A)の酸性基は、遊離酸、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩及び置換アンモニウム塩からなる群より選ばれた基である。従って、これらの基が単一ではなく混在した状態のポリマーも得ることができる。
例えば、重合の際に塩基性反応助剤として水酸化ナトリウムを用いた場合、導電性ポリマー(A)の酸性基の大部分がナトリウム塩になっている。塩基性反応助剤としてアンモニアを用いた場合は、導電性ポリマー(A)の酸性基の大部分はアンモニウム塩であり、トリメチルアミンを用いた場合は、導電性ポリマー(A)の酸性基の大部分はトリメチルアンモニウム塩であり、キノリンを用いた場合は、導電性ポリマー(A)の酸性基の大部分はキノリニウム塩の形で得られる。
After polymerization, the solvent is usually filtered off using a filter such as a centrifugal separator. Furthermore, after washing the filtrate with a washing liquid as necessary, it is dried to obtain the conductive polymer (A).
The acidic groups of the conductive polymer (A) thus obtained are groups selected from the group consisting of free acids, alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts and substituted ammonium salts. Therefore, it is possible to obtain a polymer in which these groups are mixed rather than single.
For example, when sodium hydroxide is used as a basic reaction aid during polymerization, most of the acidic groups of the conductive polymer (A) are sodium salts. When ammonia is used as a basic reaction aid, most of the acidic groups of the conductive polymer (A) are ammonium salts, and when trimethylamine is used, most of the acidic groups of the conductive polymer (A) is a trimethylammonium salt, and when quinoline is used, most of the acidic groups of the conductive polymer (A) are obtained in the form of quinolinium salt.

このようにして得られる導電性ポリマー(A)には、副反応の併発に伴うオリゴマー、酸性物質、塩基性物質(塩基性反応助剤や、酸化剤の分解物であるアンモニウムイオンなど)等の低分子量成分が含まれている場合がある。これら低分子量成分は導電性を阻害する要因となる。 The conductive polymer (A) obtained in this way contains oligomers, acidic substances, basic substances (basic reaction aids, ammonium ions that are decomposed products of oxidizing agents, etc.) associated with side reactions. May contain low molecular weight components. These low-molecular-weight components are factors that hinder electrical conductivity.

よって、導電性ポリマー(A)を精製して低分子量成分を除去することが好ましい。
導電性ポリマー(A)の精製方法としては特に限定されず、イオン交換法、プロトン酸溶液中での酸洗浄、加熱処理による除去、中和析出などあらゆる方法を用いることができる。これらの中でも、純度の高い導電性ポリマー(A)を容易に得ることができる観点から、イオン交換法が特に有効である。
イオン交換法を用いることにより、導電性ポリマー(A)の酸性基と塩を形成した状態で存在する塩基性物質や、酸性物質などを効果的に除去でき、純度の高い導電性ポリマー(A)を得ることができる。
Therefore, it is preferable to purify the conductive polymer (A) to remove low molecular weight components.
The method for purifying the conductive polymer (A) is not particularly limited, and any method such as an ion exchange method, acid washing in a protonic acid solution, removal by heat treatment, and neutralization precipitation can be used. Among these, the ion exchange method is particularly effective from the viewpoint of easily obtaining a highly pure conductive polymer (A).
By using an ion exchange method, it is possible to effectively remove basic substances present in a state of forming a salt with the acidic groups of the conductive polymer (A), acidic substances, etc., and to obtain a highly pure conductive polymer (A). can be obtained.

イオン交換法としては、陽イオン交換樹脂や陰イオン交換樹脂等のイオン交換樹脂を用いたカラム式、バッチ式の処理;電気透析法などが挙げられる。
なお、イオン交換法で導電性ポリマー(A)を精製する場合は、重合で得られた反応混合物を所望の固形分濃度になるように水性媒体に溶解させ、ポリマー溶液としてからイオン交換樹脂に接触させることが好ましい。
水性媒体としては、後述する溶剤(D)と同様のものが挙げられる。
ポリマー溶液中の導電性ポリマー(A)の濃度としては、工業性や精製効率の観点から、0.1~20質量%が好ましく、0.1~10質量%がより好ましい。
Examples of ion exchange methods include column-type and batch-type treatments using ion exchange resins such as cation exchange resins and anion exchange resins; and electrodialysis methods.
In the case of purifying the conductive polymer (A) by an ion exchange method, the reaction mixture obtained by polymerization is dissolved in an aqueous medium so as to have a desired solid content concentration, and the polymer solution is brought into contact with the ion exchange resin. It is preferable to let
Examples of the aqueous medium include those similar to the solvent (D) described below.
The concentration of the conductive polymer (A) in the polymer solution is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, from the viewpoint of industrial efficiency and purification efficiency.

このようにして精製された導電性ポリマー(A)は、オリゴマー、酸性物質、塩基性物質等が十分に除去されているので、より優れた導電性を示す。なお、精製後の導電性ポリマー(A)は、水性媒体に分散又は溶解した状態である。従って、エバポレータなどで水性媒体を全て除去すれば固体状の導電性ポリマー(A)が得られるが、導電性ポリマー(A)は水性媒体に分散又は溶解した状態のまま導電性組成物の製造に用いてもよい。 The electrically conductive polymer (A) purified in this manner is sufficiently free of oligomers, acidic substances, basic substances and the like, and exhibits superior electrical conductivity. The conductive polymer (A) after purification is in a state of being dispersed or dissolved in an aqueous medium. Therefore, if the aqueous medium is completely removed by an evaporator or the like, a solid conductive polymer (A) can be obtained. may be used.

導電性ポリマー(A)の含有量は、導電性組成物の総質量に対して、0.1~5質量%が好ましく、0.2~3質量%がより好ましく、0.5~2質量%がさらに好ましい。
また、導電性ポリマー(A)の含有量は、導電性組成物の固形分の総質量に対して、50~99.9質量%が好ましく、80~99.9質量%がより好ましく、95~99.9質量%がさらに好ましい。なお、導電性組成物の固形分は、導電性組成物から溶剤(D)を除いた残分である。
導電性ポリマー(A)の含有量が上記範囲内であれば、導電性組成物の塗布性と、導電性組成物より形成される塗膜の導電性のバランスにより優れる。
The content of the conductive polymer (A) is preferably 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.2 to 3% by mass, and 0.5 to 2% by mass, relative to the total mass of the conductive composition. is more preferred.
In addition, the content of the conductive polymer (A) is preferably 50 to 99.9% by mass, more preferably 80 to 99.9% by mass, based on the total mass of the solid content of the conductive composition, and 95 to 99.9% by mass is more preferred. The solid content of the conductive composition is the residue after removing the solvent (D) from the conductive composition.
When the content of the conductive polymer (A) is within the above range, the coating property of the conductive composition and the conductivity of the coating film formed from the conductive composition are well balanced.

<塩基性化合物(B)>
導電性高分子が、酸性基を有する導電性ポリマー(A)である場合、導電性組成物が塩基性化合物(B)を含むと、塩基性化合物(B)が導電性ポリマー(A)中の酸性基へ効率良く作用し、導電性ポリマー(A)の安定性を高めることが可能になると考えられる。ここで、導電性ポリマー(A)中の酸性基に効率よく作用するとは、導電性ポリマー(A)の安定した中和が可能となり、導電性ポリマー(A)の酸性基と塩基性化合物(B)とで安定した塩を形成することを意味する。すなわち、導電性ポリマー(A)は塩基性化合物(B)で中和されており、導電性高分子は導電性ポリマー(A)と塩基性化合物(B)の塩を含む。
その結果、導電性組成物中での加水分解による導電性ポリマー(A)の酸性基の不安定化を抑制でき、酸性基が脱離しにくくなる。加えて、導電性ポリマー(A)の酸性基と塩基性化合物(B)とで安定した塩を形成することで、導電性ポリマー(A)自体の分解も抑制できる。また、塩基性化合物(B)は、導電性ポリマー(A)の製造に用いた酸化剤の分解物(例えば硫酸イオンなど)とも安定した塩を形成する。よって、導電性組成物中における導電性ポリマー(A)由来の酸性基や、酸化剤由来の硫酸イオンの発生を抑制できる。また、導電性組成物中の導電性ポリマー(A)の分解物の含有量も低減できる。
よって、特に化学増幅型レジストを用いた荷電粒子線によるパターン形成法においては、酸性物質などの導電膜からレジスト層側への移行が抑制され、レジスト層の膜減り等の影響を抑制できる。
<Basic compound (B)>
When the conductive polymer is a conductive polymer (A) having an acidic group, when the conductive composition contains a basic compound (B), the basic compound (B) is in the conductive polymer (A) It is thought that it becomes possible to efficiently act on acidic groups and improve the stability of the conductive polymer (A). Here, efficiently acting on the acidic groups in the conductive polymer (A) means that the conductive polymer (A) can be stably neutralized, and the acidic groups of the conductive polymer (A) and the basic compound (B ) to form a stable salt. That is, the conductive polymer (A) is neutralized with the basic compound (B), and the conductive polymer contains a salt of the conductive polymer (A) and the basic compound (B).
As a result, destabilization of the acidic groups of the conductive polymer (A) due to hydrolysis in the conductive composition can be suppressed, making it difficult for the acidic groups to leave. In addition, by forming a stable salt with the acidic group of the conductive polymer (A) and the basic compound (B), decomposition of the conductive polymer (A) itself can be suppressed. In addition, the basic compound (B) also forms a stable salt with a decomposition product (such as sulfate ion) of the oxidizing agent used in the production of the conductive polymer (A). Therefore, generation of acidic groups derived from the conductive polymer (A) and sulfate ions derived from the oxidizing agent in the conductive composition can be suppressed. In addition, the content of decomposition products of the conductive polymer (A) in the conductive composition can also be reduced.
Therefore, especially in the pattern formation method using a charged particle beam using a chemically amplified resist, the migration of acidic substances from the conductive film to the resist layer side is suppressed, and the influence of film reduction of the resist layer can be suppressed.

塩基性化合物(B)としては、塩基性を有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、下記の4級アンモニウム塩(b-1)、塩基性化合物(b-2)、塩基性化合物(b-3)などが挙げられる。
第4級アンモニウム塩(b-1):窒素原子に結合する4つの置換基のうちの少なくとも1つが炭素数3以上の炭化水素基である第4級アンモニウム化合物。
塩基性化合物(b-2):1つ以上の窒素原子を有する塩基性化合物(ただし、第4級アンモニウム塩(b-1)及び塩基性化合物(b-3)を除く。)。
塩基性化合物(b-3):同一分子内に塩基性基と2つ以上のヒドロキシ基とを有し、かつ30℃以上の融点を有する塩基性化合物。
The basic compound (B) is not particularly limited as long as it is a compound having basicity. For example, the following quaternary ammonium salt (b-1), basic compound (b-2), basic compound (b -3).
Quaternary ammonium salt (b-1): A quaternary ammonium compound in which at least one of the four substituents bonded to the nitrogen atom is a hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms.
Basic compound (b-2): Basic compound having one or more nitrogen atoms (excluding quaternary ammonium salt (b-1) and basic compound (b-3)).
Basic compound (b-3): A basic compound having a basic group and two or more hydroxy groups in the same molecule and having a melting point of 30°C or higher.

第4級アンモニウム塩(b-1)において、4つの置換基が結合する窒素原子は、第4級アンモニウムイオンの窒素原子である。
第4級アンモニウム塩(b-1)において、第4級アンモニウムイオンの窒素原子に結合する炭化水素基としては、アルキル基、アラルキル基、アリール基などが挙げられる。
第4級アンモニウム塩(b-1)としては、例えば、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトラペンチルアンモニウム、水酸化テトラヘキシルアンモニウム、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウムなどが挙げられる。
In the quaternary ammonium salt (b-1), the nitrogen atom to which the four substituents are attached is the nitrogen atom of the quaternary ammonium ion.
In the quaternary ammonium salt (b-1), the hydrocarbon group bonded to the nitrogen atom of the quaternary ammonium ion includes an alkyl group, an aralkyl group, an aryl group and the like.
Examples of the quaternary ammonium salt (b-1) include tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrapentylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, and benzyltrimethylammonium hydroxide.

塩基性化合物(b-2)としては、例えば、アンモニア、ピリジン、トリエチルアミン、4-ジメチルアミノピリジン、4-ジメチルアミノメチルピリジン、3,4-ビス(ジメチルアミノ)ピリジン、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]-5-ノネン(DBN)、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン(DBU)、及びそれらの誘導体などが挙げられる。 Basic compounds (b-2) include, for example, ammonia, pyridine, triethylamine, 4-dimethylaminopyridine, 4-dimethylaminomethylpyridine, 3,4-bis(dimethylamino)pyridine, 1,5-diazabicyclo[4 .3.0]-5-nonene (DBN), 1,8-diazabicyclo[5.4.0]-7-undecene (DBU), and derivatives thereof.

塩基性化合物(b-3)において、塩基性基としては、例えば、アレニウス塩基、ブレンステッド塩基、ルイス塩基等で定義される塩基性基が挙げられる。具体的には、アンモニア等が挙げられる。ヒドロキシ基は、-OHの状態であってもよいし、保護基で保護された状態であってもよい。保護基としては、例えば、アセチル基;トリメチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基等のシリル基;メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエトキシメチル基等のアセタール型保護基;ベンゾイル基;アルコキシド基などが挙げられる。
塩基性化合物(b-3)としては、2-アミノ-1,3-プロパンジオール、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、2-アミノ-2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-アミノ-2-エチル-1,3-プロパンジオール、3-[N-トリス(ヒドロキシメチル)メチルアミノ]-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸、N-トリス(ヒドロキシメチル)メチル-2-アミノエタンスルホン酸などが挙げられる。
In the basic compound (b-3), basic groups include, for example, basic groups defined as Arrhenius bases, Bronsted bases, Lewis bases and the like. Specifically, ammonia etc. are mentioned. A hydroxy group may be in the state of —OH or in the state of being protected by a protecting group. Examples of protective groups include acetyl group; silyl groups such as trimethylsilyl group and t-butyldimethylsilyl group; acetal type protective groups such as methoxymethyl group, ethoxymethyl group and methoxyethoxymethyl group; benzoyl group; mentioned.
Basic compounds (b-3) include 2-amino-1,3-propanediol, tris(hydroxymethyl)aminomethane, 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol, 2-amino-2 -ethyl-1,3-propanediol, 3-[N-tris(hydroxymethyl)methylamino]-2-hydroxypropanesulfonic acid, N-tris(hydroxymethyl)methyl-2-aminoethanesulfonic acid and the like. .

これらの塩基性化合物(B)は、いずれか1種を単独で用いてもよいし、2種以上を任意の割合で混合して用いてもよい。
これらの中でも、導電性ポリマー(A)の酸性基と塩を形成しやすく、酸性基を安定化して塗膜からの酸性物質のレジストパターンへの影響を抑制する効果に優れる点から、第4級アンモニウム塩(b-1)及び塩基性化合物(b-2)からなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。
Any one of these basic compounds (B) may be used alone, or two or more thereof may be used by mixing at any ratio.
Among these, the quaternary polymer easily forms a salt with the acidic group of the conductive polymer (A) and is excellent in the effect of stabilizing the acidic group and suppressing the influence of the acidic substance from the coating film on the resist pattern. It preferably contains at least one selected from the group consisting of an ammonium salt (b-1) and a basic compound (b-2).

後述の実施例に示されるように、導電性高分子が、酸性基を有する導電性ポリマー(A)と塩基性化合物(B)の塩を含む場合、これらの含有比率によって導電性高分子の粒子径分布を調整できる。
導電性ポリマー(A)と塩基性化合物(B)の含有比率に関して、導電性ポリマー(A)を構成する単位のうち、酸性基を有する全単位(100mol%)に対する、塩基性化合物(B)の塩基の当量で表される中和度(単位:mol%)は、導電性高分子の粒子径分布が前記条件1を満たすように設定することが好ましい。
例えば、塗膜の表面平滑性に優れる点で、塩基性化合物(B)の添加量は、導電性組成物の固形分濃度が1~2質量%程度の場合は、中和度は45mol以下%又は55mol%以上が好ましく、40mol以下%又は60mol%以上がより好ましく、40mol以下%又は70mol%以上がさらに好ましい。
As shown in the examples below, when the conductive polymer contains a salt of a conductive polymer (A) having an acidic group and a basic compound (B), the content ratio of these conductive polymer particles The size distribution can be adjusted.
Regarding the content ratio of the conductive polymer (A) and the basic compound (B), the content of the basic compound (B) with respect to all units (100 mol%) having an acidic group among the units constituting the conductive polymer (A). The degree of neutralization (unit: mol %) represented by the base equivalent is preferably set so that the particle size distribution of the conductive polymer satisfies Condition 1 above.
For example, in terms of excellent surface smoothness of the coating film, the amount of the basic compound (B) added is such that when the solid content concentration of the conductive composition is about 1 to 2% by mass, the degree of neutralization is 45 mol% or less. Or 55 mol% or more is preferable, 40 mol% or less or 60 mol% or more is more preferable, and 40 mol% or less or 70 mol% or more is even more preferable.

<溶剤(D)>
溶剤(D)としては、導電性ポリマー(A)及び塩基性化合物(B)を溶解することができる溶剤であれば、本発明の効果を有する限り特に限定はされないが、水、有機溶剤、水と有機溶剤との混合溶剤が挙げられる。
水としては、水道水、イオン交換水、純水、蒸留水などが挙げられる。
有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、プロピルアルコール、ブタノール等のアルコール類、アセトン、エチルイソブチルケトン等のケトン類、エチレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル等のエチレングリコール類、プロピレングリコール、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル等のプロピレングリコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン等のピロリドン類などが挙げられる。これらの有機溶剤は、いずれか1種を単独で用いてもよいし、2種以上を任意の割合で混合して用いてもよい。
溶剤(D)として、水と有機溶剤との混合溶剤を用いる場合、これらの質量比(水/有機溶剤)は1/100~100/1であることが好ましく、2/100~100/2であることがより好ましい。
<Solvent (D)>
The solvent (D) is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving the conductive polymer (A) and the basic compound (B) as long as it has the effect of the present invention. and an organic solvent.
Examples of water include tap water, ion-exchanged water, pure water, and distilled water.
Examples of organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, propyl alcohol and butanol; ketones such as acetone and ethyl isobutyl ketone; ethylene glycols such as ethylene glycol and ethylene glycol methyl ether; propylene glycols such as glycol methyl ether, propylene glycol ethyl ether, propylene glycol butyl ether and propylene glycol propyl ether; amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; and pyrrolidones such as N-methylpyrrolidone and N-ethylpyrrolidone. . Any one of these organic solvents may be used alone, or two or more of them may be used by mixing them in an arbitrary ratio.
When a mixed solvent of water and an organic solvent is used as the solvent (D), their mass ratio (water/organic solvent) is preferably 1/100 to 100/1, preferably 2/100 to 100/2. It is more preferable to have

溶剤(D)の含有量は、導電性組成物の総質量に対して、1~99質量%が好ましく、10~98質量%がより好ましく、50~98質量%がさらに好ましい。溶剤(D)の含有量が上記範囲内であれば、塗布性がより向上する。
なお、導電性ポリマー(A)を、精製などして水性媒体に分散又は溶解した状態(以下、この状態の導電性ポリマー(A)を「導電性ポリマー溶液」ともいう。)で用いる場合、導電性ポリマー溶液由来の水性媒体も導電性組成物中の溶剤(D)の含有量に含まれる。
The content of the solvent (D) is preferably 1 to 99% by mass, more preferably 10 to 98% by mass, even more preferably 50 to 98% by mass, relative to the total mass of the conductive composition. If the content of the solvent (D) is within the above range, the coatability is further improved.
Incidentally, the conductive polymer (A) is purified and dispersed or dissolved in an aqueous medium (hereinafter, the conductive polymer (A) in this state is also referred to as a "conductive polymer solution"). The content of the solvent (D) in the conductive composition also includes the aqueous medium derived from the conductive polymer solution.

<任意成分>
導電性組成物は、必要に応じて、導電性ポリマー(A)、塩基性化合物(B)及び水(D)以外の成分(任意成分)を含んでいてもよい。
任意成分としては、例えば界面活性剤、顔料、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、耐熱性向上剤、レベリング剤、たれ防止剤、艶消し剤、防腐剤などが挙げられる。
<Optional component>
The conductive composition may contain components (optional components) other than the conductive polymer (A), basic compound (B) and water (D), if necessary.
Examples of optional components include surfactants, pigments, antifoaming agents, ultraviolet absorbers, antioxidants, heat resistance improvers, leveling agents, anti-sagging agents, matting agents, preservatives and the like.

<導電性組成物の製造方法>
導電性組成物は、導電性高分子と、必要に応じた溶剤、任意成分とを混合することで得られる。
<Method for producing conductive composition>
A conductive composition is obtained by mixing a conductive polymer, a solvent as necessary, and an optional component.

導電性高分子として導電性ポリマー(A)を用いる場合は、導電性ポリマー(A)と、塩基性化合物(B)と、必要に応じた溶剤、任意成分とを混合して導電性組成物を製造する。溶剤は水が好ましい。
導電性ポリマー(A)と、塩基性化合物(B)とが接触すると中和反応が進行する。中和反応を促進するために加熱してもよい。中和工程における加熱温度は、80℃未満が好ましく、40℃以上80℃未満がより好ましく、60℃以上80℃未満がさらに好ましい。加熱温度が80℃未満であれば、導電性ポリマー(A)から酸性基が脱離するのを抑制できる。
導電性組成物が任意成分を含む場合は、中和工程後の水溶液に任意成分を添加することが好ましい。必要に応じて、中和工程後の溶液を溶剤でさらに希釈してもよい。
When the conductive polymer (A) is used as the conductive polymer, the conductive polymer (A), the basic compound (B), a solvent as necessary, and optional components are mixed to form a conductive composition. manufacture. Water is preferred as the solvent.
A neutralization reaction proceeds when the conductive polymer (A) and the basic compound (B) come into contact with each other. Heat may be applied to accelerate the neutralization reaction. The heating temperature in the neutralization step is preferably less than 80°C, more preferably 40°C or more and less than 80°C, and even more preferably 60°C or more and less than 80°C. If the heating temperature is less than 80°C, it is possible to suppress the elimination of acidic groups from the conductive polymer (A).
When the conductive composition contains optional components, it is preferable to add the optional components to the aqueous solution after the neutralization step. If necessary, the solution after the neutralization step may be further diluted with a solvent.

<塗膜>
本実施形態の導電性組成物の塗膜は、導電性高分子を含み、導電性を有する膜(導電膜)である。
後述の実施例に示されるように、導電性組成物中の導電性高分子が前記条件1を満たすと、塗膜の表面平滑性に優れる。
塗膜(導電膜)の算術平均粗さ(Ra)は、0.7nm以下が好ましく、0.6nm以下がより好ましい。導電膜の算術平均粗さ(Ra)が0.7nm以下であれば、導電性がより均一となる。また、導電膜の算術平均粗さ(Ra)は、測定値の信頼性の観点から、0.1nm以上が好ましい。
導電膜の算術平均粗さ(Ra)は、触針式段差計(段差・表面あらさ・微細形状測定装置)を用いて測定される値である。
<Coating film>
The coating film of the conductive composition of the present embodiment is a film (conductive film) containing a conductive polymer and having conductivity.
As shown in Examples below, when the conductive polymer in the conductive composition satisfies Condition 1, the surface smoothness of the coating film is excellent.
The arithmetic mean roughness (Ra) of the coating film (conductive film) is preferably 0.7 nm or less, more preferably 0.6 nm or less. If the arithmetic mean roughness (Ra) of the conductive film is 0.7 nm or less, the conductivity will be more uniform. Moreover, the arithmetic mean roughness (Ra) of the conductive film is preferably 0.1 nm or more from the viewpoint of the reliability of the measured value.
The arithmetic average roughness (Ra) of the conductive film is a value measured using a stylus profilometer (step/surface roughness/fine shape measuring device).

塗膜(導電膜)の膜厚は、塗膜の均一性の点からは30nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましく、15nm以下が特に好ましい。導電膜の平滑性の点からは5nm以上が好ましい。
導電膜の膜厚は、接触式段差計を用いて測定される値である。
The film thickness of the coating film (conductive film) is preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, and particularly preferably 15 nm or less, from the viewpoint of uniformity of the coating film. From the viewpoint of the smoothness of the conductive film, the thickness is preferably 5 nm or more.
The film thickness of the conductive film is a value measured using a contact profilometer.

塗膜(導電膜)は、基材上に導電性組成物を塗布し、乾燥して形成できる。必要に応じて乾燥後に加熱処理してもよい。
基材としては、本発明の効果を有する限り特に限定されないが、PET、PBT等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンに代表されるポリオレフィン樹脂、塩化ビニル、ナイロン、ポリスチレン、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、ポリスルホン、ポリイミド、ポリウレタン、フェノール樹脂、シリコン樹脂、合成紙等の各種高分子化合物の成型品、及びフィルム、紙、鉄、ガラス、石英ガラス、各種ウエハ、アルミニウム、銅、亜鉛、ニッケル、ステンレス鋼等、及びこれらの基材表面に各種塗料や感光性樹脂、レジスト等がコーティングされているものなどを例示できる。
基材の形状は特に限定されず、板状であってもよいし、板状以外の形状であってもよい。
A coating film (conductive film) can be formed by applying a conductive composition onto a substrate and drying it. Heat treatment may be performed after drying, if necessary.
The substrate is not particularly limited as long as it has the effect of the present invention, but polyester resins such as PET and PBT, polyethylene, polyolefin resins typified by polypropylene, vinyl chloride, nylon, polystyrene, polycarbonate, epoxy resin, fluororesin, Polysulfone, polyimide, polyurethane, phenolic resin, silicone resin, synthetic paper, and other high-molecular compound moldings, films, paper, iron, glass, quartz glass, various wafers, aluminum, copper, zinc, nickel, stainless steel, etc. , and those coated with various paints, photosensitive resins, resists, etc. on the surface of these substrates.
The shape of the substrate is not particularly limited, and may be a plate shape or a shape other than the plate shape.

導電性組成物の基材への塗布方法としては、本発明の効果を有する限り特に限定はされないが、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ロールコート法、グラビアコート法、リバースコート法、ロールブラッシュ法、エアーナイフコート法、カーテンコート法等の手法が挙げられる。 The method of applying the conductive composition to the substrate is not particularly limited as long as the effect of the present invention is achieved, and may be spin coating, spray coating, dip coating, roll coating, gravure coating, or reverse coating. , a roll brush method, an air knife coating method, a curtain coating method, and the like.

加熱処理温度は、導電性の観点から、40℃~250℃の温度範囲が好ましく、60℃~200℃の温度範囲がより好ましい。処理時間は、安定性の観点から、1時間以内が好ましく、30分以内がより好ましい。
加熱処理の代わりに、塗膜を常温(25℃)で1分間~60分間放置する処理を行ってもよい。
The heat treatment temperature is preferably in the range of 40° C. to 250° C., more preferably in the range of 60° C. to 200° C., from the viewpoint of conductivity. From the viewpoint of stability, the treatment time is preferably within 1 hour, more preferably within 30 minutes.
Instead of the heat treatment, the coating film may be left at normal temperature (25° C.) for 1 to 60 minutes.

<レジストパターンの形成方法>
本実施形態の導電性組成物は、レジストの帯電防止用として好適である。具体的には、本実施形態の導電性組成物を、化学増幅型レジストを用いた荷電粒子線によるパターン形成法のレジスト層の表面に塗布して導電膜を形成する。こうして形成された導電膜がレジスト層の帯電防止膜となる。
<Method of forming resist pattern>
The conductive composition of the present embodiment is suitable for antistatic resist. Specifically, the conductive composition of the present embodiment is applied to the surface of a resist layer formed by a pattern formation method using a charged particle beam using a chemically amplified resist to form a conductive film. The conductive film thus formed becomes the antistatic film of the resist layer.

本実施形態のレジストパターンの形成方法は、化学増幅型レジストからなるレジスト層を片面上に有する基板の、前記レジスト層の表面に、本実施形態の導電性組成物の塗膜を形成する積層工程と、前記基板に対し、前記塗膜の側から電子線をパターン状に照射する露光工程とを有する。
化学増幅型レジストからなるレジスト層は、電子線に感度を有するものであればよく、ポジ型でもネガ型でもよい。公知の化学増幅型レジスト組成物を用いて形成できる。
The method for forming a resist pattern of the present embodiment is a lamination step of forming a coating film of the conductive composition of the present embodiment on the surface of a substrate having a resist layer made of a chemically amplified resist on one side thereof. and an exposure step of patternwise irradiating the substrate with an electron beam from the coating film side.
A resist layer made of a chemically amplified resist may be of a positive type or a negative type as long as it has sensitivity to an electron beam. It can be formed using a known chemically amplified resist composition.

露光工程の後、必要に応じて、前記基板を加熱する露光後ベーク(以下、PEBともいう。)工程を行った後、水洗により前記導電膜を除去し、前記レジスト層を現像してレジストパターンを形成する水洗・現像工程を行う。
水洗・現像工程は、例えば、水洗にアルカリ現像液を用い、導電膜の除去と共にレジスト層の現像を行う方法でもよく、水洗により導電膜のみを除去し、次いで、現像液によりレジスト層を現像する方法でもよい。
水洗・現像工程の後に、必要に応じて、基板を純水等でリンス処理してもよい。
水洗・現像工程の後、又はリンス処理後に、必要に応じて、レジストパターンが形成された基板を加熱(ポストベーク)してもよい。
After the exposure step, if necessary, a post-exposure bake (hereinafter also referred to as PEB) step is performed to heat the substrate, the conductive film is removed by washing with water, and the resist layer is developed to form a resist pattern. A water washing/developing process is performed to form a
In the water washing/developing step, for example, an alkaline developer may be used for washing, and the resist layer may be developed at the same time as the conductive film is removed. can be a method.
After the water washing/developing process, the substrate may be rinsed with pure water or the like, if necessary.
After the water washing/development step or after the rinse treatment, the substrate having the resist pattern formed thereon may be heated (post-baked), if necessary.

積層工程と露光工程との間に、基板を保管する工程(保管工程)を有していてもよい。保管工程における保管期間、温度、湿度等の保管条件は、本発明の効果を有する限り特に限定はされないが、2か月以内、5℃~30℃、70%以下が好ましい。 A step of storing the substrate (storage step) may be provided between the lamination step and the exposure step. Storage conditions such as storage period, temperature, and humidity in the storage step are not particularly limited as long as the effect of the present invention is achieved, but preferably within 2 months, 5° C. to 30° C., and 70% or less.

または水洗による導電膜の除去を、露光工程の後、PEB工程の前に行ってもよい。積層工程と露光工程との間に、基板を保管する工程(保管工程)を有していてもよい。 Alternatively, the removal of the conductive film by washing with water may be performed after the exposure step and before the PEB step. A step of storing the substrate (storage step) may be provided between the lamination step and the exposure step.

本実施形態の本実施形態のレジストパターンの形成方法で、片面上にレジストパターンを有する基板を得て、前記レジストパターンをマスクとしてエッチングする工程(エッチング工程)を行うことにより、パターンが形成された基板が得られる。
エッチング工程の後に基板上にレジストパターンが残存する場合は、基板上のレジストパターンを剥離剤によって除去する工程をさらに有してもよい。
In the method of forming a resist pattern according to the present embodiment, a substrate having a resist pattern on one side is obtained, and a step of etching using the resist pattern as a mask (etching step) is performed to form a pattern. A substrate is obtained.
If the resist pattern remains on the substrate after the etching step, the method may further include a step of removing the resist pattern on the substrate with a remover.

以下、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、以下の実施例は本発明の範囲を限定するものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the following examples are not intended to limit the scope of the present invention.

実施例及び比較例における各種測定・評価方法は以下の通りである。
<測定・評価方法>
(粒子径分布の測定)
導電性高分子の水溶液(固形分濃度1~2質量%、25℃)を試料とし、動的光散乱式粒子径分布測定装置(日機装株式会社製、「NanotracWaveII)を用いて、粒子径分布(個数基準の頻度分布)を測定した。
(膜厚の測定)
接触式段差計(KLA-Tencor社製、「Stylus profiler P-16+」)を用いて、塗膜(導電膜)の膜厚を測定した。
(表面平滑性の評価)
走査型プローブ顕微鏡(セイコーインスツル株式会社製、「SPI4000/SPA400」)を用い、下記の測定条件にて、塗膜(導電膜)の算術平均粗さ(Ra)を測定した。
<<測定条件>>
・カンチレバー:SI-DF20
・測定モード:タッピングモード
・走査範囲:1μm×1μm
・走査速度:0.6Hz
Various measurement and evaluation methods in Examples and Comparative Examples are as follows.
<Measurement/evaluation method>
(Measurement of particle size distribution)
Using an aqueous solution of a conductive polymer (solid content concentration 1 to 2% by mass, 25 ° C.) as a sample, a dynamic light scattering particle size distribution analyzer (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., "Nanotrac Wave II) was used to measure the particle size distribution ( number-based frequency distribution) was measured.
(Measurement of film thickness)
The thickness of the coating film (conductive film) was measured using a contact-type profilometer (manufactured by KLA-Tencor, "Stylus profiler P-16+").
(Evaluation of surface smoothness)
Using a scanning probe microscope (manufactured by Seiko Instruments Inc., "SPI4000/SPA400"), the arithmetic average roughness (Ra) of the coating film (conductive film) was measured under the following measurement conditions.
<<Measurement conditions>>
・Cantilever: SI-DF20
・Measurement mode: Tapping mode ・Scan range: 1 μm×1 μm
・Scanning speed: 0.6Hz

<製造例1:酸性基を有する導電性ポリマー(A-1)の製造>
3-アミノアニソール-4-スルホン酸10molを、4mol/L濃度のピリジン溶液(溶媒:水/アセトニトリル=3/7(質量比))5820mLに40℃で溶解し、モノマー溶液を得た。
別途、ペルオキソ二硫酸アンモニウム10molを、水/アセトニトリル=3/7(質量比)の溶液8560mLに溶解し、酸化剤溶液を得た。
ついで、酸化剤溶液を5℃に冷却しながら、モノマー溶液を滴下した。滴下終了後、25℃で15時間さらに攪拌した後、35℃まで昇温してさらに2時間撹拌して、導電性ポリマーを得た。その後、得られた導電性ポリマーを含む反応混合物を遠心濾過器にて濾別した。さらに、メタノールにて洗浄した後乾燥させ、粉末状の導電性ポリマー(A-1)を433g得た。
<Production Example 1: Production of conductive polymer (A-1) having acidic group>
10 mol of 3-aminoanisole-4-sulfonic acid was dissolved in 5820 mL of a 4 mol/L pyridine solution (solvent: water/acetonitrile=3/7 (mass ratio)) at 40° C. to obtain a monomer solution.
Separately, 10 mol of ammonium peroxodisulfate was dissolved in 8560 mL of a solution of water/acetonitrile=3/7 (mass ratio) to obtain an oxidant solution.
Then, while cooling the oxidant solution to 5° C., the monomer solution was added dropwise. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 25°C for 15 hours, then heated to 35°C and further stirred for 2 hours to obtain a conductive polymer. Thereafter, the resulting reaction mixture containing the conductive polymer was filtered using a centrifugal filter. Furthermore, it was washed with methanol and then dried to obtain 433 g of powdery conductive polymer (A-1).

<製造例2:導電性ポリマー溶液(A1-1)の製造>
製造例1で得られた導電性ポリマー(A-1)20gを、純水980gに溶解させ、固形分濃度2質量%の導電性ポリマー溶液(A-1-1)を1000g得た。
超純水により洗浄した陽イオン交換樹脂(オルガノ株式会社製、「アンバーライトIR-120B」)500mLをカラムに充填した。
このカラムに、導電性ポリマー溶液(A-1-1)1000gを、50mL/分(SV=6)の速度で通過させて、塩基性物質等が除去された導電性ポリマー溶液(A1-1-1)を900g得た。
さらに前記カラムに、導電性ポリマー溶液(A1-1-1)900gを、50mL/分(SV=6)の速度で通過させて、塩基性物質等が除去された導電性ポリマー溶液(A1-1)を800g得た。
この導電性ポリマー溶液(A1-1)についてイオンクロマトグラフィにより組成分析を行なったところ、塩基性物質(ピリジン)は99質量%以上除去されていた。また、加熱残分を測定した結果、2.0質量%であった。すなわち、導電性ポリマー溶液(A1-1)の固形分濃度は2.0質量%である。
なお、1スベルドラップ(SV)は1×106m/s(1GL/s)と定義される。
<Production Example 2: Production of conductive polymer solution (A1-1)>
20 g of the conductive polymer (A-1) obtained in Production Example 1 was dissolved in 980 g of pure water to obtain 1000 g of a conductive polymer solution (A-1-1) having a solid concentration of 2% by mass.
A column was packed with 500 mL of a cation exchange resin (“Amberlite IR-120B” manufactured by Organo Co., Ltd.) washed with ultrapure water.
1000 g of the conductive polymer solution (A-1-1) is passed through this column at a rate of 50 mL/min (SV=6) to remove basic substances and the like from the conductive polymer solution (A1-1- 1) was obtained in an amount of 900 g.
Furthermore, 900 g of the conductive polymer solution (A1-1-1) is passed through the column at a rate of 50 mL / min (SV = 6) to remove basic substances etc. The conductive polymer solution (A1-1 ) was obtained.
Composition analysis of this conductive polymer solution (A1-1) by ion chromatography revealed that 99% by mass or more of the basic substance (pyridine) had been removed. In addition, as a result of measuring the heating residue, it was 2.0% by mass. That is, the conductive polymer solution (A1-1) had a solid content concentration of 2.0% by mass.
Note that one sveldlap (SV) is defined as 1×106 m 3 /s (1 GL/s).

[例1]
導電性ポリマー溶液(A1-1)100質量部(固形分換算で2質量部(3.1×10-3molに相当))を加熱し、撹拌しながら塩基性化合物(B)として5質量%水酸化テトラブチルアンモニウム水溶液(TBAH)20.45質量部添加し、混合液(導電性ポリマー含有液)を得た。得られた混合液の温度を保持し続け、塩基性化合物(B)の添加開始から2時間、撹拌を行った。得られた混合液を室温まで冷却後、純水79.55質量部を混合し、導電性組成物200質量部を得た。
得られた導電性組成物の固形分濃度、導電性ポリマー(A-1)の含有量、塩基性化合物(B)の含有量を表1に示す。なお、塩基性化合物(B)の添加量は、導電性ポリマー(A)を構成する単位のうち、酸性基を有する単位1molに対して、0.40mol当量(中和度40mol%)に相当する。
得られた導電性組成物を試料とし、上記の方法で粒子径分布を測定した。結果を図1に示す。得られた粒子径分布において、粒子径1.8nm以上の粒子の割合を求めた。結果を表1に示す。
[Example 1]
100 parts by mass of the conductive polymer solution (A1-1) (2 parts by mass in terms of solid content (equivalent to 3.1×10 −3 mol)) is heated and stirred while adding 5% by mass of the basic compound (B). 20.45 parts by mass of a tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution (TBAH) was added to obtain a mixed liquid (conductive polymer-containing liquid). The temperature of the resulting mixed solution was maintained and stirred for 2 hours from the start of addition of the basic compound (B). After cooling the resulting mixture to room temperature, 79.55 parts by mass of pure water was mixed with it to obtain 200 parts by mass of a conductive composition.
Table 1 shows the solid concentration, the content of the conductive polymer (A-1), and the content of the basic compound (B) of the obtained conductive composition. The amount of the basic compound (B) added corresponds to 0.40 mol equivalent (neutralization degree of 40 mol%) per 1 mol of the unit having an acidic group among the units constituting the conductive polymer (A). .
Using the obtained conductive composition as a sample, the particle size distribution was measured by the method described above. The results are shown in FIG. In the obtained particle size distribution, the ratio of particles with a particle size of 1.8 nm or more was determined. Table 1 shows the results.

2インチシリコンウエハー上に、得られた導電性組成物をスピンコート塗布(2000rpm×60秒間)した後、ホットプレートにて80℃、2分間加熱処理を行い、膜厚10nmの塗膜(導電膜)を形成した。得られた塗膜の表面粗さ(算術平均粗さRa)を測定した。結果を表1に示す。 On a 2-inch silicon wafer, the resulting conductive composition was spin-coated (2000 rpm × 60 seconds), and then heat-treated at 80 ° C. for 2 minutes on a hot plate to form a coating film with a thickness of 10 nm (conductive film ) was formed. The surface roughness (arithmetic mean roughness Ra) of the obtained coating film was measured. Table 1 shows the results.

[例2~4]
例3は参考例である。
塩基性化合物(B)の含有量が表1に示す値になるように、塩基性化合物(B)の添加量を変え、導電性組成物の固形分濃度が表1に示すよう値になるように純水量を変更した以外は、例1と同様にして導電性組成物を調製し、評価した。結果を図1及び表1に示す。
例3は塩基性化合物(B)を添加しなかった例である。
例2における中和度は70mol%、例4における中和度は50mol%である。
[Examples 2-4]
Example 3 is a reference example.
The amount of the basic compound (B) added was changed so that the content of the basic compound (B) was the value shown in Table 1, and the solid content concentration of the conductive composition was adjusted to the value shown in Table 1. A conductive composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the amount of pure water was changed. The results are shown in FIG. 1 and Table 1.
Example 3 is an example in which no basic compound (B) was added.
The degree of neutralization in Example 2 is 70 mol % and the degree of neutralization in Example 4 is 50 mol %.

Figure 0007298291000007
Figure 0007298291000007

表1の結果に示されるように、導電性組成物中の導電性高分子の粒子径分布において、粒子径1.8nm以上の粒子の割合が8.5%を超えた例4は、例1~3に比べて塗膜の表面平滑性が格段に劣った。 As shown in the results of Table 1, in the particle size distribution of the conductive polymer in the conductive composition, Example 4, in which the proportion of particles with a particle size of 1.8 nm or more exceeded 8.5%, was similar to Example 1. The surface smoothness of the coating film was significantly inferior to that of 1 to 3.

Claims (4)

下記条件1を満たす導電性高分子を含む導電性組成物であって、
前記導電性高分子が、酸性基を有する導電性ポリマー(A)と塩基性化合物(B)との中和で形成された塩を含み、
前記導電性ポリマー(A)を構成する単位のうち、酸性基を有する全単位に対する、塩基性化合物(B)の塩基の当量で表される中和度が45mol%以下又は55mol%以上である、導電性組成物。
条件1:導電性高分子の水溶液を試料とした、動的光散乱法による粒子径分布(個数基準の頻度分布)において、粒子径1.8nm以上の粒子の割合が8.5%以下である。
A conductive composition containing a conductive polymer that satisfies the following condition 1,
The conductive polymer contains a salt formed by neutralization of a conductive polymer (A) having an acidic group and a basic compound (B),
Among the units constituting the conductive polymer (A), the degree of neutralization represented by the base equivalent of the basic compound (B) with respect to all units having an acidic group is 45 mol% or less or 55 mol% or more. Conductive composition.
Condition 1: The proportion of particles with a particle diameter of 1.8 nm or more is 8.5% or less in the particle diameter distribution (number-based frequency distribution) by the dynamic light scattering method using an aqueous solution of a conductive polymer as a sample. .
前記塩基性化合物(B)が、第4級アンモニウム塩を含む、請求項1に記載の導電性組成物。The conductive composition according to claim 1, wherein said basic compound (B) comprises a quaternary ammonium salt. 請求項1又は2に記載の導電性組成物の塗膜。 A coating film of the conductive composition according to claim 1 or 2. 化学増幅型レジストからなるレジスト層を片面上に有する基板の前記レジスト層の表面に、請求項1又は2に記載の導電性組成物の塗膜を形成する積層工程と、前記基板に対し、前記塗膜の側から電子線をパターン状に照射する露光工程とを有する、レジストパターンの形成方法。 A lamination step of forming a coating film of the conductive composition according to claim 1 or 2 on the surface of the resist layer of a substrate having a resist layer made of a chemically amplified resist on one side; A method of forming a resist pattern, comprising an exposure step of patternwise irradiating an electron beam from the coating film side.
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