KR101057605B1 - Photosensitive resin composition and pattern formation method - Google Patents

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Abstract

산의 작용에 의해 알칼리 수용액에 대한 용해성이 증가하는 기재 수지 (A) 와, 전자파에 감응하여 산을 발생하는 산발생제 (B) 와, 상기 산을 포집하는 퀀처 (C) 를 함유하는 감광성 수지 조성물로서, 상기 기재 수지 (A) 는, 규소 함유 고분자 화합물을 함유하고, 상기 퀀처 (C) 는, 쿠마린 골격을 갖는 염기성 화합물을 함유하는 것인 감광성 수지 조성물. 당해 감광성 수지 조성물을 사용하여 이루어지는 패턴 형성 방법을 동시에 제공한다. Photosensitive resin containing the base resin (A) which the solubility to aqueous alkali solution increases by the action of an acid, the acid generator (B) which generate | occur | produces an acid in response to electromagnetic waves, and the quencher (C) which collects the said acid. As a composition, the said base resin (A) contains a silicon-containing high molecular compound, and the said quencher (C) contains the basic compound which has a coumarin skeleton. The pattern formation method which uses the said photosensitive resin composition is provided simultaneously.

Description

감광성 수지 조성물 및 패턴 형성 방법 {PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION AND METHOD OF FORMING PATTERN}Photosensitive resin composition and pattern formation method {PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION AND METHOD OF FORMING PATTERN}

본 발명은 쿠마린 골격을 갖는 염기성 화합물을 퀀처 (quencher) 로서 함유하는 감광성 수지 조성물 및 당해 수지 조성물을 사용한 패턴 형성 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 시간 경과에 따른 레지스트 특성이 양호하고, 장기 보존이 가능한 감광성 수지 조성물 및 당해 조성물을 사용한 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photosensitive resin composition containing a basic compound having a coumarin skeleton as a quencher and a pattern forming method using the resin composition. More specifically, the present invention relates to a photosensitive resin composition having good resist characteristics over time and capable of long-term storage, and a pattern forming method using the composition.

최근의 반도체 소자에 대한 고집적화 및 미세화의 요구에 수반하여 미세 패턴을 형성하는 목적에서, 치수 정밀도가 높고, 고어스펙트비를 얻기 쉬운 다층 레지스트법이 검토되고 있다. 이 다층 레지스트법에 사용하는 레지스트 재료에는, 상층을 포지티브형 레지스트층으로 하고, 하층을 유기 수지층으로 한 2 층 구조의 것이 검토되고 있고, 이 상층의 포지티브형 레지스트층에는 산소 플라즈마 내성이 높은 규소 함유 고분자 화합물을 사용하는 것이 검토되어 있다. In order to form a fine pattern with the demand for high integration and miniaturization in recent years, the multilayer resist method which has high dimensional precision and is easy to obtain a gorespect ratio is examined. In the resist material used for this multilayer resist method, the thing of the two-layered structure which made the upper layer into the positive resist layer and the lower layer into the organic resin layer is examined, and the silicon layer with high oxygen plasma resistance is high in this positive resist layer of this upper layer. The use of the containing high molecular compound is examined.

이와 같은 포지티브형 레지스트용의 조성물로서는, 예를 들어, 산의 작용에 의해 알칼리 수용액에 대한 용해성이 증가하는 기재 수지와, 전자파 등에 감응하여 산을 발생하는 산발생제와, 산발생제로부터의 산의 확산을 제어할 수 있는 유기 염 기성 화합물 (퀀처) 을 함유하는 화학 증폭형의 조성물이 사용된다 (특허 문헌 1 참조). As such a composition for positive resists, For example, the base resin which the solubility to aqueous alkali solution increases by the action of an acid, the acid generator which generate | occur | produces an acid in response to electromagnetic waves, and the acid from an acid generator A chemically amplified composition containing an organic basic compound (quencher) capable of controlling the diffusion of is used (see Patent Document 1).

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2004-334107호 (대응 US 출원 2004/0229161 A1)Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-334107 (corresponding US application 2004/0229161 A1)

발명의 개시DISCLOSURE OF INVENTION

발명이 해결하고자 하는 과제Problems to be Solved by the Invention

그러나, 실록산계 또는 실세스퀴옥산계 등의 규소 함유 고분자 화합물을 주성분으로 하는 기재 수지를 사용한 레지스트 조성물은, 수지가 변질되기 쉽고, 경우에 따라서는 겔화되어 버리는 문제나, 보존에 의해 감도가 변화되어 버린다는 문제 (시간 경과에 따른 감도가 나쁘다) 등이 발생하고 있었다. However, the resist composition which uses the base resin which has silicon-containing high molecular compounds, such as a siloxane type or a silsesquioxane type as a main component, tends to deteriorate resin, and, in some cases, changes in sensitivity by the problem of gelation and storage. Problems (such as poor sensitivity over time) have occurred.

본 발명은, 이상과 같은 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 퀀처 기능을 가지면서, 조성물의 시간 경과에 따른 안정성이 양호하고, 특히, 보관 중의 시간 경과에 따른 변화에 의한 분자량의 향상이 원인이 되는 겔화를 방지할 수 있음과 함께, 시간 경과에 따른 감도를 개선할 수 있는 감광성 수지 조성물 및 당해 조성물을 사용한 패턴 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. This invention is made | formed in view of the above subjects, and while having a quencher function, the composition has good stability with time-lapse, especially the gelation which causes the improvement of the molecular weight by the change over time during storage. It is an object of the present invention to provide a photosensitive resin composition and a pattern forming method using the composition, which can be prevented and can improve sensitivity over time.

과제를 해결하기 위한 수단Means to solve the problem

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해, 퀀처 기능을 발휘함과 함께, 기재 수지의 분자량 변화를 발생시키지 않고, 시간 경과에 따른 감도가 양호한 퀀처에 대해, 예의 연구를 거듭하였다. 그 결과, 쿠마린 골격을 갖는 염기성 화합물을 감광성 수지 조성물에 배합함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, the present inventors earnestly researched about the quencher which exhibits the quencher function and does not produce the molecular weight change of a base resin, and has a favorable sensitivity with time. As a result, it discovered that the said subject can be solved by mix | blending the basic compound which has a coumarin skeleton with the photosensitive resin composition, and came to complete this invention.

보다 구체적으로는, 본 발명은, 산의 작용에 의해 알칼리 수용액에 대한 용해성이 증가하는 기재 수지 (A) 와, 전자파에 감응하여 산을 발생하는 산발생제 (B) 와, 상기 산을 포집하는 퀀처 (C) 를 함유하는 감광성 수지 조성물로서, 상기 기재 수지 (A) 는 규소 함유 고분자 화합물이며, 상기 퀀처 (C) 는 쿠마린 골격을 갖는 염기성 화합물인 감광성 수지 조성물이다. More specifically, this invention collects the base resin (A) which the solubility to aqueous alkali solution increases by the action of an acid, the acid generator (B) which generate | generates an acid in response to electromagnetic waves, and collects the said acid. A photosensitive resin composition containing a quencher (C), wherein the base resin (A) is a silicon-containing polymer compound, and the quencher (C) is a photosensitive resin composition which is a basic compound having a coumarin skeleton.

더욱 상세하게는, 상기 쿠마린 골격을 갖는 염기성 화합물은 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물인 감광성 수지 조성물이다. In more detail, the basic compound which has the said coumarin skeleton is a photosensitive resin composition which is a compound represented by following General formula (1).

[화학식 1] [Formula 1]

Figure 112008084284930-pct00001
Figure 112008084284930-pct00001

(식 중, (Wherein,

R1, R2 및 R3 은 각각 독립적으로 탄소수 1∼5 의 알킬기를 나타낸다.) R 1 , R 2 and R 3 each independently represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)

발명의 효과Effects of the Invention

본 발명의 감광성 수지 조성물에 의하면, 종래의 아민계 화합물인 퀀처를 사용하는 경우와 비교하여, 보관시에 있어서의 조성물의 시간 경과에 따른 안정성을 향상시킬 수 있고, 특히 보관 중의 시간 경과적 변화에 의한 분자량의 향상이 원인이 되는 겔화를 방지할 수 있다. 또, 동시에, 보관 중에 있어서의 감도의 변화, 이물질 증가를 방지할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 감광성 수지 조성물에 의하면, 종래는 트레이드 오프 관계로 되어 있던, 퀀처 기능을 발휘시키면서, 시간 경과에 따른 안정성을 향상시킬 수 있다. According to the photosensitive resin composition of this invention, compared with the case of using the quencher which is a conventional amine compound, the stability with time-lapse of the composition at the time of storage can be improved, and especially the change over time during storage The gelation caused by the improvement of the molecular weight can be prevented. At the same time, changes in sensitivity and foreign matter increase during storage can be prevented. For this reason, according to the photosensitive resin composition of this invention, stability over time can be improved, demonstrating the quencher function which was conventionally traded off.

또, 본 발명의 감광성 수지 조성물로 이루어지는 상층막은, 박막화된 경우라도 바람직한 알칼리 용해성을 발휘하기 때문에, 높은 해상도가 얻어짐과 함께, 에지 러프니스의 발생을 저감시킬 수 있다. Moreover, since the upper layer film which consists of the photosensitive resin composition of this invention exhibits favorable alkali solubility even when it thins, high resolution is obtained and generation of edge roughness can be reduced.

또한, 본 발명의 감광성 수지 조성물로부터 얻어지는 레지스트 패턴의 형상은 고어스펙트비이며, 패턴 붕괴도 없고, 수직성이 높은 양호한 것이 된다. Moreover, the shape of the resist pattern obtained from the photosensitive resin composition of this invention is a high aspect ratio, there is no pattern collapse and it is a favorable thing with high verticality.

도 1A 은 리소그래피에 의한 패턴 형성 방법의 공정을 나타내는 도면이다. 1A is a diagram showing a process of the pattern forming method by lithography.

도 1B 는 리소그래피에 의한 패턴 형성 방법의 공정을 나타내는 도면이다. 1B is a diagram showing a step of the method of forming a pattern by lithography.

도 1C 는 리소그래피에 의한 패턴 형성 방법의 공정을 나타내는 도면이다. 1C is a diagram showing a step of the method of forming a pattern by lithography.

도 1D 는 리소그래피에 의한 패턴 형성 방법의 공정을 나타내는 도면이다. 1D is a diagram showing a process of the pattern forming method by lithography.

도 1E 는 리소그래피에 의한 패턴 형성 방법의 공정을 나타내는 도면이다. 1E is a diagram showing a step of the method of forming a pattern by lithography.

도 1F 는 리소그래피에 의한 패턴 형성 방법의 공정을 나타내는 도면이다. 1F is a diagram showing a process of the pattern forming method by lithography.

부호의 설명Explanation of the sign

1 피가공막 2 하층막 1 Processed film 2 Underlayer film

3 상층막 4 포토마스크3 upper layer 4 photomask

발명을 실시하기 위한 형태DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

<감광성 수지 조성물 (레지스트 조성물)> <Photosensitive resin composition (resist composition)>

이하, 본 발명의 감광성 수지 조성물에 대해 설명한다. 본 발명의 감광성 수지 조성물 (이하, 「포지티브형 레지스트 조성물」혹은 「레지스트 조성물」이라고 하는 경우가 있다) 은, 산의 작용에 의해 알칼리 가용성이 증대하는 기재 수지 (A) 와, 전자파에 감응하여 산을 발생하는 산발생제 (B) 와, 발생한 산을 포집하는 퀀처 (C) 를 함유한다. Hereinafter, the photosensitive resin composition of this invention is demonstrated. The photosensitive resin composition (hereinafter may be referred to as a "positive resist composition" or "resist composition") of the present invention is a base resin (A) in which alkali solubility increases by the action of an acid and an acid in response to electromagnetic waves. An acid generator (B) which produces | generates and the quencher (C) which collects the generated acid are contained.

[기재 수지 (A)] [Base resin (A)]

본 발명의 기재 수지 (A) 는, 규소 함유 고분자 화합물을 함유하는 수지이다. 규소 함유 고분자 화합물로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 발명에 있어서는, 예를 들어, 주사슬에 Si-O 결합을 갖는 실록산계 고분자 화합물, 주사슬에 Si-C 결합을 갖는 실리콘 카바이드계 고분자 화합물, 주사슬에 Si-Si 결합을 갖는 폴리실란계 고분자 화합물, 및 주사슬에 Si-N 결합을 갖는 실라잔계 고분자 화합물 등을 들 수 있다. 또, 이들 임의의 혼합물을 사용할 수 있다. 규소 함유 고분자 화합물로서는, 사용되는 기판과의 선택비가 커지도록, 적절히 화합물을 선택할 수 있다. The base resin (A) of this invention is resin containing a silicon containing high molecular compound. Although it does not specifically limit as a silicon containing high molecular compound, In this invention, For example, the siloxane type high molecular compound which has a Si-O bond in a principal chain, the silicon carbide type high molecular compound which has a Si-C bond in a main chain, The polysilane type polymer compound which has a Si-Si bond in a principal chain, The silazane type polymer compound which has a Si-N bond in a principal chain, etc. are mentioned. Moreover, these arbitrary mixtures can be used. As a silicon-containing high molecular compound, a compound can be selected suitably so that the selection ratio with the board | substrate used may become large.

또, 본 발명에 있어서는, 기재 수지 (A) 로서는, 규소 함유 고분자 화합물 이외에, 공지된 각종 수지를 추가로 함유하고 있어도 된다. Moreover, in this invention, as base resin (A), you may further contain well-known various resin other than a silicon containing high molecular compound.

본 발명에 있어서의 기재 수지 (A) 로서는, 실록산계 고분자 화합물이 바람직하고, 특히 실세스퀴옥산 수지 (A1) 를 주성분으로 하는 수지가 바람직하다. 기재 수지 (A) 의 주성분을 실세스퀴옥산 수지로 함으로써, 보관시의 감도의 저하 를 대표로 하는 시간 경과적 특성의 저하를 회피하면서, 산소 플라즈마에 대한 내성, 및 내열성을 높게 유지할 수 있다는 점에서, 가열 공정을 거쳐도 단면 형상이 우수한 패턴을 얻을 수 있다. 또한, 기재 수지 (A) 중의 실세스퀴옥산 수지 (A1) 의 비율은, 바람직하게는 70 질량% 이상, 보다 바람직하게는 80 질량% 이상이며, 100 질량% 가 가장 바람직하다. As base resin (A) in this invention, a siloxane polymer compound is preferable and resin which has a silsesquioxane resin (A1) as a main component is especially preferable. By making the main component of the base resin (A) a silsesquioxane resin, it is possible to maintain high resistance to oxygen plasma and high heat resistance while avoiding a decrease in time-dependent characteristics that are representative of a decrease in sensitivity during storage. In this manner, a pattern excellent in the cross-sectional shape can be obtained even through the heating step. In addition, the ratio of the silsesquioxane resin (A1) in the base resin (A) is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and most preferably 100% by mass.

바람직한 실세스퀴옥산 수지 (A1) 로서는, HSiO3/2 단위와, RSiO3/2 단위를 함유하고, R 은 산해리성을 갖는 기인 실세스퀴옥산 수지이다. 「산해리성을 갖는 기」란, 산, 특히 광산발생제 (PAG) 에 의해 절단될 수 있는 기로서 알려져 있다. 산해리성을 갖는 기는, 당업자에게 알려져 있는 것을 사용할 수 있고, 유럽 특허 출원 제1142928호 명세서나 미국 출원 공개 2002/0090572호에 기재되어 있는 것을 사용할 수 있다 (당해 명세서에 기재된 내용은, 인용에 의해 본원 명세서의 일부를 이룬다). 특히, 산해리성을 갖는 기로서는, 이하의 일반식 (2) 로 나타내는 기를 채용할 수 있다. As preferable silsesquioxane resin (A1), HSiO3 / 2 unit and RSiO3 / 2 unit are contained, and R is silsesquioxane resin which is group which has acid dissociation property. "Group having acid dissociability" is known as an acid, especially a group which can be cleaved by a photoacid generator (PAG). As the group having an acid dissociation property, those known to those skilled in the art can be used, and those described in European Patent Application No. 1142928 or US Patent Application Publication No. 2002/0090572 can be used. Forms part of the specification). Especially as group which has acid dissociation property, group represented by the following general formula (2) can be employ | adopted.

[화학식 2] [Formula 2]

Figure 112008084284930-pct00002
Figure 112008084284930-pct00002

(식 중, (Wherein,

R4 는 각각 독립적으로 연결기이며, R 4 are each independently a linking group,

R5 는 제 2 의 연결기이며, R 5 is the second connector,

L 은 탄소수 1 내지 10 의 직사슬형 또는 분기형의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 20 의 플루오로알킬렌기, 치환 또는 비치환 아릴렌기, 치환 또는 비치환 시클로알킬렌기, 및, 치환 또는 비치환 알크아릴렌기로 이루어지는 군에서 선택되는 것이며, R6 은 수소 원자, 또는, 직사슬형 또는 분기형의 알킬기 또는 플루오로알킬기이며,L is a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, a fluoroalkylene group having 2 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylene group, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group, and a substituted or unsubstituted alk a It is selected from the group consisting of a rylene group, R <6> is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group or a fluoroalkyl group,

R7 은 알킬기 또는 플루오로알킬기이며,R 7 is an alkyl group or a fluoroalkyl group,

Z 는 산에 의해 해리되는 기이며, Z is a group dissociated by acid,

g 는 0 또는 1 의 정수를 나타내고, g represents an integer of 0 or 1,

h 는 0 또는 1 의 정수를 나타내고, h represents an integer of 0 or 1,

k 는 0 또는 1 의 정수를 나타낸다.) k represents an integer of 0 or 1.)

R4 로서는 각각 독립적으로 메틸렌 사슬 및 에틸렌 사슬 등의 알킬렌 사슬을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. Examples of R 4 each independently include alkylene chains such as methylene chain and ethylene chain, but are not limited thereto.

R5 로서는 직사슬형 또는 분기사슬형의 알킬렌기, 노르보닐기 또는 시클로헥실렌기 등의 시클로알킬렌기, 플루오로알킬렌기, 및 아릴기를 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. R 5 includes, but is not limited to, a cycloalkylene group, a fluoroalkylene group, and an aryl group, such as a linear or branched alkylene group, a norbornyl group, or a cyclohexylene group.

L 로서는 불소 치환 등의 치환 및 비치환의 메틸렌 사슬, 에틸렌 사슬, 노르보르넨 사슬, 시클로알킬렌 사슬, 및 알크아릴렌 사슬을 들 수 있지만, 이들에 한 정되는 것은 아니다. Examples of L include, but are not limited to, substituted and unsubstituted methylene chains, ethylene chains, norbornene chains, cycloalkylene chains, and alkarylene chains such as fluorine substitution.

R6 로서는 수소 원자;메틸기 및 에틸기 등의 탄소수 1 내지 6 의 알킬기;그리고 트리플루오로메틸기, 2,2,2-트리플루오로에틸기, 및 3,3,3-트리플루오로프로필기 등의 탄소수 1 내지 6 의 플루오로알킬기를 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. As R 6, a hydrogen atom; an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group and an ethyl group; and a carbon number such as a trifluoromethyl group, a 2,2,2-trifluoroethyl group, and a 3,3,3-trifluoropropyl group Although 1-6 fluoroalkyl groups are mentioned, It is not limited to these.

R7 로서는 메틸기 및 에틸기 등의 탄소수 1 내지 6 의 알킬기;그리고 트리플루오로메틸기, 2,2,2-트리플루오로에틸기, 및 3,3,3-트리플루오로프로필기 등의 탄소수 1 내지 6 의 플루오로알킬기를 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. As R <7> , C1-C6 alkyl groups, such as a methyl group and an ethyl group; And C1-C6, such as a trifluoromethyl group, a 2,2,2- trifluoroethyl group, and a 3,3,3- trifluoropropyl group Although the fluoroalkyl group of is mentioned, It is not limited to these.

Z 로서 -OH, -COOH, 일반식 -COOR16 으로 나타내는 에스테르기, 일반식 -OCOOR17 로 나타내는 카보네이트기, 일반식 -OR18 로 나타내는 에테르기를 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 여기서, R16, R17, 및 R18 은, 산해리성을 부여할 수 있도록 선택되는 기이다. Examples of Z include -OH, -COOH, an ester group represented by general formula -COOR 16 , a carbonate group represented by general formula -OCOOR 17 , and an ether group represented by general formula -OR 18 , but are not limited thereto. Here, R <16> , R <17> and R <18> are group chosen so that acid dissociation may be provided.

산해리기 -COOR16 에 있어서, R16 으로서는, t-부틸기;아다만틸기, 노르보르닐기, 이소보르닐기, 2-메틸-2-아다만틸기, 2-메틸-2-이소보르닐기, 2-부틸-2-아다만틸기, 2-프로필-2-이소보르닐기, 2-메틸-2-테트라시클로도데세닐기, 2-메틸-2-디히드로디시클로펜타디에닐시클로헥실기, 1-메틸시클로펜틸기, 혹은 1-메틸시클로헥실기 등의 제 3 급 결합점을 갖는 고리형 혹은 비고리형의 치환기 (일반적으로 탄 소수 7 내지 12);또는 2-트리메틸실릴에틸기 혹은 2-트리에틸실릴에틸 등의 2-트리알킬실릴에틸기를 들 수 있다. In the acid dissociation group -COOR 16 , as R 16 , a t-butyl group; adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, 2-methyl-2-adamantyl group, 2-methyl-2-isobornyl group, 2 -Butyl-2-adamantyl group, 2-propyl-2-isobornyl group, 2-methyl-2-tetracyclododecenyl group, 2-methyl-2-dihydrodicyclopentadienylcyclohexyl group, 1- Cyclic or acyclic substituents having a tertiary bonding point such as methylcyclopentyl group or 1-methylcyclohexyl group (usually 7 to 12 carbon atoms); or 2-trimethylsilylethyl group or 2-triethylsilyl 2-trialkylsilylethyl groups, such as ethyl, are mentioned.

일반식 -OCOOR17 로 나타내는 카보네이트 산해리성기로서는, 구체적으로는, -O-t-부톡시카르보닐기 (R17 이 t-부틸기) 를 들 수 있다. 일반식 -OR18 로 나타내는 에테르 산해리기로서는, 구체적으로는, 테트라히드로피라닐에테르 (R18 이 테트라히드로피라닐기) 및 트리알킬실릴에테르 (R18 이 트리메틸실릴기 등의 트리알킬실릴) 를 들 수 있다. Examples of carbonate acid-dissociable group represented by the formula -OCOOR 17, specifically, (R 17 is t- butyl) -Ot--butoxycarbonyl group can be given. Specific examples of the ether acid dissociation group represented by general formula -OR 18 include tetrahydropyranyl ether (R 18 is tetrahydropyranyl group) and trialkylsilyl ether (R 18 is trialkylsilyl such as trimethylsilyl group). Can be.

Z 로 나타내는 기로서는, 바람직하게는 광산발생제에 의해 발생하는 산의 존재 하에서 개열 반응을 일으켜, 카르복실산기를 생성하는 유기 에스테르기를 들 수 있다. As group represented by Z, Preferably, the organic ester group which produces | generates a cleavage reaction in the presence of the acid generate | occur | produced by a photo-acid generator, and produces | generates a carboxylic acid group is mentioned.

산해리기 R 로서는, 1,1-디메틸에틸기, 이소프로필기, 2-메틸아다만틸기, 시클로헥실기, 및 노르보르난의 2-히드록시-3-피나닐에스테르 또는 t-부틸에스테르 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. Examples of the acid dissociating group R include 1,1-dimethylethyl group, isopropyl group, 2-methyladamantyl group, cyclohexyl group, and 2-hydroxy-3-pinanyl ester or t-butyl ester of norbornane. Although it is possible, it is not limited to these.

본 발명에 있어서, 실세스퀴옥산 수지는 실세스퀴옥산 수지의 성능을 증강시키기 위해서, HSiO3/2 단위 및 RSiO3/2 단위에 추가하여, 추가로, HSi(OR14)O2/2 단위, Si(OR14)xO(4-x)/2 단위, R15SiO3/2 단위, 또는 이들 단위의 임의의 조합을 함유하고 있어도 된다. 이들 단위에 있어서, R14 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 6 의 알킬기에서 선택할 수 있다. R14 로서는 메틸기, 에틸기, 프로 필기, 부틸기, 및 1-부틸기를 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 R14 는 수소 원자 또는 메틸기이다. R15 는 일반식 -R21R22 로 나타내는 기에서 선택된다. 여기서, R22 로서는, 바람직하게는 -OH 혹은 -COOH, 또는 염기 가용성기이고, R21 은 치환 및/또는 비치환이며, 직사슬형, 분기사슬형, 또는 고리형 탄소수 1 내지 12 의 알킬기이다. R15 로서는 비시클[2,2,1]헵타-5-엔-2-트리플루오로메틸프로판-2-올;2-트리플루오로메틸비시클로[2,2,1]헵타-5-엔-2-올, 3,3,3-트리플루오로프로판-2-올;및 2-트리플루오로메틸-3,3-디플루오로비시클로[2,2,1]헵타-5-엔-2-올을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. In the present invention, in order to enhance the performance of the silsesquioxane resin, the silsesquioxane resin, in addition to the HSiO 3/2 unit and the RSiO 3/2 unit, is further added to the HSi (OR 14 ) O 2/2. The unit, Si (OR 14 ) x O (4-x) / 2 unit, R 15 SiO 3/2 unit, or any combination of these units may be contained. In these units, R 14 can be each independently selected from a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of R 14 include a methyl group, ethyl group, pro writing, butyl group, and 1-butyl group, but are not limited thereto. Preferably, R 14 is a hydrogen atom or a methyl group. R 15 is selected from the group represented by the general formula -R 21 R 22 . Here, R 22 is preferably -OH or -COOH or a base soluble group, R 21 is substituted and / or unsubstituted, and is a linear, branched, or cyclic C1-C12 alkyl group. . R 15 is bicycl [2,2,1] hepta-5-ene-2-trifluoromethylpropan-2-ol; 2-trifluoromethylbicyclo [2,2,1] hepta-5-ene 2-ol, 3,3,3-trifluoropropan-2-ol; and 2-trifluoromethyl-3,3-difluorobicyclo [2,2,1] hepta-5-ene-2 -All may be mentioned, but it is not limited to these.

실세스퀴옥산 수지는, 실세스퀴옥산 수지에 함유되는 단위의 총량에 대해, 바람직하게는 5 몰% 이상 60 몰% 이하, 보다 바람직하게는 5 몰% 이상 45 몰% 이하의 HSi(OR14)O2/2 단위를 함유할 수 있다. 추가로, 실세스퀴옥산 수지는, 실세스퀴옥산 수지에 함유되는 단위의 총량에 대해, 바람직하게는 5 몰% 이상 45 몰% 이하, 보다 바람직하게는 10 몰% 이상 25 몰% 이하의 Si(OR14)xO(4-x)/2 단위를 함유할 수 있다. 또한, 실세스퀴옥산 수지는, 실세스퀴옥산 수지에 함유되는 단위의 총량에 대해, 0 몰% 이상 25 몰% 이하, 바람직하게는 10 몰% 이상 15 몰% 이하의 (R15SiO3/2) 단위를 함유할 수 있다. Silsesquioxane resin, room access on the total amount of units contained in the rake dioxane resin, preferably from 5 mol% to 60 mol% or less, more preferably OR (of less than 45 mol% of at least 5 mole% HSi 14 ) May contain 2/2 units. Further, the silsesquioxane resin is preferably 5 mol% or more and 45 mol% or less, more preferably 10 mol% or more and 25 mol% or less, based on the total amount of units contained in the silsesquioxane resin. Or (OR 14 ) x O (4-x) / 2 units. The silsesquioxane resin is 0 mol% or more and 25 mol% or less, preferably 10 mol% or more and 15 mol% or less (R 15 SiO 3 /) relative to the total amount of units contained in the silsesquioxane resin. 2 ) may contain units.

실세스퀴옥산 수지로서는, 이하의 일반식으로 나타내는 화합물을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. Although the compound represented by the following general formula is mentioned as silsesquioxane resin, It is not limited to these.

(HSiO3 /2)a(RSiO3 /2)b (HSiO 3/2) a ( RSiO 3/2) b

[여기서, R 은 이소프로필기, 2-메틸아다만틸기, 시클로헥실기, 또는 노르보르난의 2-히드록시-3-피나닐에스테르 혹은 2-부틸에스테르이고, a 는 0.4 이상 0.9 이하이며, b 는 0.1 이상 0.6 이하이다.] [Wherein R is isopropyl group, 2-methyladamantyl group, cyclohexyl group, or 2-hydroxy-3-pinanyl ester or 2-butyl ester of norbornane, a is 0.4 or more and 0.9 or less, b is 0.1 or more and 0.6 or less.]

(HSiO3/2)a(RSiO3/2)b(R14OSiO3/2)c(SiO4/2)d (HSiO 3/2 ) a (RSiO 3/2 ) b (R 14 OSiO 3/2 ) c (SiO 4/2 ) d

[여기서, R 은 이소프로필기, 2-메틸아다만틸기, 시클로헥실기, 2-히드록시-3-피나닐기, 또는 t-부틸비시클로[2,2,1]헵탄-2-카르복실레이트이며, R14 는 수소 원자이고, a 는 0.5 이상 0.7 이하이며, b 는 0.2 이상 0.45 이하이며, c 는 0.05 이상 0.2 이하이며, d 는 0.01 이상 0.1 이하이다.] [Where R is an isopropyl group, 2-methyladamantyl group, cyclohexyl group, 2-hydroxy-3-pinanyl group, or t-butylbicyclo [2,2,1] heptane-2-carboxylate R 14 is a hydrogen atom, a is 0.5 or more and 0.7 or less, b is 0.2 or more and 0.45 or less, c is 0.05 or more and 0.2 or less and d is 0.01 or more and 0.1 or less.]

(HSiO3/2)a(RSiO3/2)b(HSi(OR14)O2/2)c(Si(OR14)xO(4-x)/2)d(R15SiO3/2)e (HSiO 3/2 ) a (RSiO 3/2 ) b (HSi (OR 14 ) O 2/2 ) c (Si (OR 14 ) x O (4-x) / 2 ) d (R 15 SiO 3/2 e

[여기서, R 은 이소프로필기, 2-메틸아다만틸기, 시클로헥실기, 2-히드록시-3-피나닐기, 또는 t-부틸비시클로[2,2,1]헵탄-2-카르복실레이트이며, R14 는 수소 원자이고, R15 는 비시클로[2,2,1]헵타-5-엔-2-트리플루오로메틸프로판-2-올, 2-트리플루오로메틸비시클로[2,2,1]헵타-5-엔-2-올, 3,3,3-트리플루오로프로판-2-올, 2-트리플루오로메틸-3,3-디플루오로비시클로[2,2,1]헵타-5-엔-2-올이며, a 는 0.4 이상 0.6 이하이며, b 는 0.2 이상 0.45 이하이며, c 는 0.05 이상 0.20 이하이며, d 는 0.01 이상 0.15 이하이며, e 는 0.01 이상 0.25 이하이며, x 는 0 이상 3 이하이다.] [Where R is an isopropyl group, 2-methyladamantyl group, cyclohexyl group, 2-hydroxy-3-pinanyl group, or t-butylbicyclo [2,2,1] heptane-2-carboxylate R 14 is a hydrogen atom, R 15 is bicyclo [2,2,1] hepta-5-ene-2-trifluoromethylpropan-2-ol, 2-trifluoromethylbicyclo [2, 2,1] hepta-5-en-2-ol, 3,3,3-trifluoropropan-2-ol, 2-trifluoromethyl-3,3-difluorobicyclo [2,2,1 ] Hepta-5-en-2-ol, a is 0.4 or more and 0.6 or less, b is 0.2 or more and 0.45 or less, c is 0.05 or more and 0.20 or less, d is 0.01 or more and 0.15 or less, e is 0.01 or more and 0.25 or less And x is 0 or more and 3 or less.]

본 발명의 실세스퀴옥산 수지는 The silsesquioxane resin of the present invention

(A) 이하의 일반식을 갖는 수소 실세스퀴옥산 수지를, (A) Hydrogen silsesquioxane resin which has the following general formula,

(HSiO3/2)m(HSi(OR14)O2/2)n(Si(OR14)xO(4-x)/2)q (HSiO 3/2 ) m (HSi (OR 14 ) O 2/2 ) n (Si (OR 14 ) x O (4-x) / 2 ) q

[여기서, R14 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 6 의 알킬기이며, x 는 0 이상 3 이하이며, m 은 0.7 이상 1.0 이하이며, 바람직하게는 0.8 이상 0.9 이하이며, n 은 0 이상 0.4 이하이며, 바람직하게는 0.05 이상 0.3 이하이며, q 는 0 이상 0.45 이하이며, 0.9≤m+n+q≤1.0 이며, 바람직하게는 m+n+q 가 약 1.0 이다] [Wherein, R 14 is each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, x is 0 or more and 3 or less, m is 0.7 or more and 1.0 or less, preferably 0.8 or more and 0.9 or less, n is 0 or more and 0.4 Or less, preferably 0.05 or more and 0.3 or less, q is 0 or more and 0.45 or less, 0.9 ≦ m + n + q ≦ 1.0, and preferably m + n + q is about 1.0.]

(B) 산해리성을 갖는 기의 전구체와 반응시켜, (B) by reacting with a precursor of a group having acid dissociation,

(C) 이하의 일반식을 갖는 실세스퀴옥산 수지를 정제함으로써, 조정할 수 있다. (C) It can adjust by refine | purifying silsesquioxane resin which has the following general formula.

(HSiO3 /2)m1(RSiO3 /2)m2(Si(OR14)xO(4-x)/2)q (HSiO 3/2) m1 ( RSiO 3/2) m2 (Si (OR 14) x O (4-x) / 2) q

[여기서, R14, n, q, 및 x 는 상기 서술한 바와 같고, R 은 산해리성을 갖는 기이며, m2 는 0.1 이상 0.6 이하, 바람직하게는 0.2 이상 0.4 이하이며, m1+m2 는 대체로 m 과 동일한 값이다.] [Wherein, R 14 , n, q, and x are as described above, R is an acid dissociable group, m 2 is 0.1 or more and 0.6 or less, preferably 0.2 or more and 0.4 or less, and m1 + m2 is substantially the same as m. Value.]

수소 실세스퀴옥산 수지 (A) 의 조제 방법은 당업자에게 알려져 있는 것을 사용할 수 있다. 그러한 방법으로서는, 트리클로로실란 등의 트리할로실란류, 또는 트리에톡시실란 등의 트리알콕시실란류의 가수 분해를 들 수 있다. 수소 실세스퀴옥산 수지를 조제하는 방법은, 미국 특허 제3,615,272호 (Collins et al.), 미국 특허 제5,010,159호 (Bank et al.), 미국 특허 제4,999,497호 (Frye et al.), 미국 특허 제6,353,074호 (Carpenter et al.), 미국 특허 출원 제10/060558호 (2002년 1월 30일 출원), 그리고 일본 특허 출원 일본 공개특허공보 소59-178749호, 일본 공개특허공보 소60-86017호, 및 일본 공개특허공보 소63-107122호에 기재되어 있는 방법을 사용할 수 있으나 이들에 한정되는 것은 아니다. What is known to a person skilled in the art can be used for the preparation method of hydrogen silsesquioxane resin (A). As such a method, hydrolysis of trihalosilanes, such as trichlorosilane, or trialkoxysilanes, such as triethoxysilane, is mentioned. Methods for preparing hydrogen silsesquioxane resins include US Pat. No. 3,615,272 (Collins et al.), US Pat. No. 5,010,159 (Bank et al.), US Pat. No. 4,999,497 (Frye et al.), US Pat. 6,353,074 (Carpenter et al.), US Patent Application No. 10/060558 (filed Jan. 30, 2002), and Japanese Patent Application Publication No. 59-178749, Japanese Patent Application Publication No. 60-86017 And Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-107122 can be used, but is not limited thereto.

이어서, 수소 실세스퀴옥산 수지를 (B) 산해리성을 갖는 기의 전구체와 반응시킨다. 수소 실세스퀴옥산 수지를, 산해리성을 갖는 기의 전구체와 반응시키는 하나의 방법은, 산해리성을 갖는 기의 전구체와 수소 실세스퀴옥산 수지를 촉매 히드로실릴화하는 방법을 들 수 있다. Next, the hydrogen silsesquioxane resin is reacted with the precursor of the group having (B) acid dissociation property. One method for reacting a hydrogen silsesquioxane resin with a precursor of a group having acid dissociation may include a method of catalytic hydrosilylation of a precursor of a group having acid dissociation and a hydrogen silsesquioxane resin.

산해리성을 갖는 기의 전구체로서는, 노르보르넨의 t-부틸에스테르, t-부틸-2-트리플루오로메틸아크릴레이트, 비시클로[2,2,1]헵타-5-엔-2-t-부틸카르복실레이트, 및 시스-5-노르보르넨-2,3-디카르복실산 무수물 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 산해리성을 갖는 기의 전구체는, 실세스퀴옥산 수지에 함유되는 단위의 총량에 대해, 5 몰% 이상 60 몰% 이하, 바람직하게는 15 몰% 이상 35 몰% 이하의 RSiO3/2 단위를 생성하는 첨가량으로, 실세스퀴옥산 수지에 첨가된다.As a precursor of group which has acid dissociation, t-butyl ester of norbornene, t-butyl-2- trifluoromethylacrylate, bicyclo [2,2,1] hepta-5-ene-2-t- Butyl carboxylate, cis-5-norbornene-2, 3-dicarboxylic acid anhydride, etc. are mentioned, It is not limited to these. Precursor of a group having an acid dissociable, the real sesquioleate on the total amount of units contained in the siloxane resin, and 5 mol% or more and 60 mol% or less, preferably RSiO 3/2 units of at least 15 mol% 35 mol% It is added to silsesquioxane resin with the addition amount produced.

히드로실릴화 촉매로서는, 당업자에게 주지된 화합물로서 백금 함유 화합물, 니켈 함유 화합물, 또는 로듐 함유 화합물을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 백금 함유 화합물로서는, H2PtCl6, 디-μ-카르보닐디-π-시클로펜타디 에닐디니켈, 백금-카르보닐 착물, 백금-디비닐테트라메틸디실록산 착물, 백금-시클로비닐메틸실록산 착물, 및 백금 아세틸아세토네이트 (acac) 를 들 수 있다. 로듐 함유 화합물로서는, Rh(acac)2(CO)2 를 들 수 있고, 니켈 함유 화합물로서는, Ni(acac)2 를 들 수 있다. 사용되는 히드로실릴화 촉매의 양은, 반응체 (즉, 수소 실세스퀴옥산 수지 및 산해리성기를 갖는 전구체) 의 양에 대해, 10ppm 이상 10,000ppm 이하인 것이 바람직하고, 100ppm 이상 1,000ppm 이하인 것이 보다 바람직하다. As a hydrosilylation catalyst, although a platinum containing compound, a nickel containing compound, or a rhodium containing compound is mentioned as a compound well known to those skilled in the art, it is not limited to these. Examples of the platinum-containing compound include H 2 PtCl 6 , di-μ-carbonyldi-π-cyclopentadienyldinickel, platinum-carbonyl complexes, platinum-divinyltetramethyldisiloxane complexes and platinum-cyclovinylmethylsiloxane complexes. And platinum acetylacetonate (acac). Rh (acac) 2 (CO) 2 is mentioned as a rhodium containing compound, Ni (acac) 2 is mentioned as a nickel containing compound. The amount of the hydrosilylation catalyst to be used is preferably 10 ppm or more and 10,000 ppm or less, more preferably 100 ppm or more and 1,000 ppm or less with respect to the amount of the reactant (that is, the precursor having a hydrogen silsesquioxane resin and an acid dissociable group). .

수소 실세스퀴옥산 수지와 산해리성을 갖는 기의 전구체의 반응은, 바람직하게는 실온 및 상압에서 실시되는데, 열 및 압력을 가하여 반응을 촉진해도 된다. The reaction between the hydrogen silsesquioxane resin and the precursor of the group having acid dissociation is preferably performed at room temperature and atmospheric pressure, but may be accelerated by applying heat and pressure.

수소 실세스퀴옥산과 산해리성을 갖는 기의 전구체의 반응은, 용매의 존재 하에서 실시되는 것이 바람직하다. 용매로서는, 에틸알코올 또는 이소프로필알코올 등의 알코올류;벤젠 또는 톨루엔 등의 방향족 탄화수소류;n-헵탄, 도데칸, 또는 노난 등의 알칸류;메틸이소부틸케톤 등의 케톤류;에스테르류;글리콜에테르류;고리형 디메틸폴리실록산류 및 직사슬형 디메틸폴리실록산류 (예를 들어, 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 및 이들 혼합물) 등의 실록산류,;2-에톡시에탄올;프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 (PGMEA);시클로헥사논;그리고 1,2-디에톡시에탄 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 이들 용매 중에서도, 메틸이소부틸케톤을 사용하는 것이 바람직하다. 용매는 수소 실세스퀴옥산 수지를 생성하는 데 사용되는 용매와 동일한 것이어도 된다. It is preferable that reaction of hydrogen silsesquioxane and the precursor of the group which has acid dissociation is performed in presence of a solvent. Examples of the solvent include alcohols such as ethyl alcohol or isopropyl alcohol; aromatic hydrocarbons such as benzene or toluene; alkanes such as n-heptane, dodecane, or nonane; ketones such as methyl isobutyl ketone; esters; glycol ether Siloxanes such as cyclic dimethylpolysiloxanes and linear dimethylpolysiloxanes (for example, hexamethyldisiloxane, octamethyltrisiloxane, and mixtures thereof); 2-ethoxyethanol; propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA); cyclohexanone; and 1,2-diethoxyethane, etc., but it is not limited to these. Among these solvents, it is preferable to use methyl isobutyl ketone. The solvent may be the same solvent used for producing the hydrogen silsesquioxane resin.

수소 실세스퀴옥산 수지와 산해리기 전구체의 반응 시간은, 바람직하게는 산해리를 갖는 기의 전구체의 실질적으로 전체가 수소 실세스퀴옥산 수지와 반응한 후에 충분한 시간 동안 실시된다. 그러나, 실세스퀴옥산 수지의 분자량을 증가시키기 위해, 및/또는 실세스퀴옥산 수지의 보존 안정성을 개선하기 위해, 40℃ 이상 용매의 환류 온도 이하의 온도로 가열하면서, 장시간 반응을 실시해도 된다 (「증점 공정」). 증점 공정은, 반응 공정에 계속되는 공정으로서 실시해도 되고, 반응 공정의 일부로서 실시해도 된다. 증점 공정은, 바람직하게는 30 분 이상 6 시간 이하, 보다 바람직하게는 1 시간 이상 3 시간 이하 동안 실시된다.The reaction time of the hydrogen silsesquioxane resin and the acid dissociating group precursor is preferably carried out for a sufficient time after substantially all of the precursor of the group having acid dissociation is reacted with the hydrogen silsesquioxane resin. However, in order to increase the molecular weight of the silsesquioxane resin and / or to improve the storage stability of the silsesquioxane resin, the reaction may be carried out for a long time while heating at a temperature of 40 ° C or more to the reflux temperature of the solvent. ("Thickening process"). A thickening process may be performed as a process following a reaction process, and may be implemented as a part of reaction process. The thickening step is preferably performed for 30 minutes or more and 6 hours or less, more preferably 1 hour or more and 3 hours or less.

R15SiO3/2 단위를 함유하는 실세스퀴옥산 수지는 수소 실세스퀴옥산 수지 (A) 또는 실세스퀴옥산 수지 (C) 를 관능기 전구체와 반응시킴으로써 조제된다. 관능기 전구체와, 수소 실세스퀴옥산 수지 또는 실세스퀴옥산 수지의 촉매 히드로실릴화에 의해, 수소 실세스퀴옥산 수지 또는 실세스퀴옥산 수지를 관능기 전구체를 반응시키는 것이 바람직하다. 촉매 히드로실릴화 반응은, 수소 실세스퀴옥산 수지와 산해리성을 갖는 기의 전구체의 촉매 히드로실릴화 반응에 대해 상기 서술한 조건과 동일 또는 동일한 처리 조건으로 실시된다. The silsesquioxane resin containing a R 15 SiO 3/2 unit is prepared by reacting a hydrogen silsesquioxane resin (A) or silsesquioxane resin (C) with a functional group precursor. It is preferable to make a functional group precursor react with a hydrogen silsesquioxane resin or a silsesquioxane resin by catalytic hydrosilylation of a functional group precursor and a hydrogen silsesquioxane resin or a silsesquioxane resin. The catalytic hydrosilylation reaction is carried out under the same or the same treatment conditions as those described above for the catalytic hydrosilylation reaction of the hydrogen silsesquioxane resin and the precursor of the group having acid dissociability.

하나의 방법으로서는 수소 실세스퀴옥산 수지 (A) 를 관능기 전구체와 반응시켜, 하기 일반식으로 나타내는 수지를 생성할 수 있다. As one method, hydrogen silsesquioxane resin (A) can be made to react with a functional group precursor, and resin shown by the following general formula can be produced.

(HSiO3 /2)m1(R15SiO3 /2)m3(HSi(OR14)O2 /2)n(Si(OR14)xO(4-x)/2)q (HSiO 3/2) m1 ( R 15 SiO 3/2) m3 (HSi (OR 14) O 2/2) n (Si (OR 14) x O (4-x) / 2) q

[여기서, R14, n, q, 및 x 는, 상기 서술한 바와 같고, R15 는 변성 관능기이 며, m3 은 0.01 이상 0.25 이하, 바람직하게는 0.05 이상 0.15 이하이며, m1+m3 은 대체로 m 과 동일한 값이다.] [Wherein, R 14 , n, q, and x are as described above, R 15 is a modified functional group, m 3 is 0.01 or more and 0.25 or less, preferably 0.05 or more and 0.15 or less, and m1 + m3 is substantially the same value as m to be.]

다음으로 상기 수지를, 산해리성을 갖는 기의 전구체와 반응시켜, 하기 일반식으로 나타내는 수지를 생성한다. Next, the said resin is made to react with the precursor of group which has acid dissociation property, and resin represented by the following general formula is produced.

(HSiO3/2)m1(RSiO3/2)m2(R15SiO3/2)m3(HSi(OR14)O2/2)n(Si(OR14)xO(4-x)/2)q (HSiO 3/2 ) m1 (RSiO 3/2 ) m2 (R 15 SiO 3/2 ) m3 (HSi (OR 14 ) O 2/2 ) n (Si (OR 14 ) x O (4-x) / 2 ) q

[식 중, R, R14, R15, n, q, m1, m2, m3, 및 x 는, 상기 서술한 바와 같고, m1+m2+m3 은 대체로 m 과 동일한 값이다.] [Wherein, R, R 14 , R 15 , n, q, m1, m2, m3, and x are as described above, and m1 + m2 + m3 is substantially the same value as m.]

혹은, 실세스퀴옥산 수지 (C) 를 관능기 전구체와 반응시켜, 하기 일반식으로 나타내는 수지를 생성시킬 수 있다. Alternatively, the silsesquioxane resin (C) can be reacted with a functional group precursor to produce a resin represented by the following general formula.

(HSiO3 /2)m1(RSiO3 /2)m2(R15SiO3 /2)m3(HSi(OR14)O2 /2)n(Si(OR14)xO(4-x)/2)q (HSiO 3/2) m1 ( RSiO 3/2) m2 (R 15 SiO 3/2) m3 (HSi (OR 14) O 2/2) n (Si (OR 14) x O (4-x) / 2 ) q

[식 중, R, R14, R15, n, q, m1, m2, m3, 및 x 는, 상기 서술한 바와 같고, m1+m2+m3 은 대체로 m 과 동일한 값이다.] [Wherein, R, R 14 , R 15 , n, q, m1, m2, m3, and x are as described above, and m1 + m2 + m3 is substantially the same value as m.]

혹은, 수소 실세스퀴옥산 수지 (A) 를, 관능기 전구체와 산해리성을 갖는 기의 전구체 양방을 함유하는 혼합물과 반응시켜, 하기 일반식으로 나타내는 수지를 생성시킬 수 있다. Alternatively, the hydrogen silsesquioxane resin (A) can be reacted with a mixture containing both a functional group precursor and a precursor of a group having acid dissociation property, thereby producing a resin represented by the following general formula.

(HSiO3/2)m1(RSiO3/2)m2(R15SiO3/2)m3(HSi(OR14)O2/2)n(Si(OR14)xO(4-x)/2)q (HSiO 3/2 ) m1 (RSiO 3/2 ) m2 (R 15 SiO 3/2 ) m3 (HSi (OR 14 ) O 2/2 ) n (Si (OR 14 ) xO (4-x) / 2 ) q

[식 중, R, R14, R15, n, q, m1, m2, m3, 및 x 는 상기 서술한 바와 같고, m1+m2+m3 은 대체로 m 과 동일한 값이다.][Wherein, R, R 14 , R 15 , n, q, m1, m2, m3, and x are as described above, and m1 + m2 + m3 is substantially the same as m.]

바람직하게는 수소 실세스퀴옥산 수지를, 산해리성을 갖는 기의 전구체와 반응시켜, 실세스퀴옥산 수지를 관능기 전구체와 반응시키는 방법을 들 수 있다.Preferably, the hydrogen silsesquioxane resin is made to react with the precursor of the group which has acid dissociation property, and the silsesquioxane resin is made to react with a functional group precursor.

본 발명에 있어서 사용되는 신규 관능화 수소 실세스퀴옥산계 수지는, 약 500 이상 100,000 이하, 바람직하게는 약 1,500 이상 50,000 이하, 보다 바람직하게는 약 2,000 이상 30,000 이하의 중량 평균 분자량을 갖는다. The novel functionalized hydrogen silsesquioxane-based resin used in the present invention has a weight average molecular weight of about 500 or more and 100,000 or less, preferably about 1,500 or more and 50,000 or less, and more preferably about 2,000 or more and 30,000 or less.

본 발명의 신규 관능화 수소 실세스퀴옥산계 수지는, 적절한 열안정성을 갖고, 특히, 프리베이크 (PAB) 및 노광 후 가열 (PEB) 과 같은 포토레지스트의 처리에 적절한, 적당한 유리 전이 온도 (Tg) 를 갖는다. 본 발명의 관능화 수소 실세스퀴옥산 수지의 Tg 는, 바람직하게는 50℃ 이상 250℃ 이하이며, 보다 바람직하게는 70℃ 이상 180℃ 이하이며, 가장 바람직하게는 80℃ 이상 150℃ 이하이다. The novel functionalized hydrogen silsesquioxane resins of the present invention have suitable thermal stability, and in particular, suitable glass transition temperatures (Tg), which are suitable for the treatment of photoresists such as prebaking (PAB) and post-exposure heating (PEB). ) Tg of the functionalized hydrogen silsesquioxane resin of this invention becomes like this. Preferably it is 50 degreeC or more and 250 degrees C or less, More preferably, they are 70 degreeC or more and 180 degrees C or less, Most preferably, they are 80 degreeC or more and 150 degrees C or less.

[산발생제 (B)] Acid Generator (B)

산발생제 (B) 로서는, 종래 화학 증폭형 레지스트에 있어서의 산발생제로서 공지된 것 중에서 임의의 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 산발생제 (B) 로서는, 예를 들어, 요오드늄염이나 술포늄염 등의 오늄염계 산발생제, 옥심술포네이트계 산발생제, 비스알킬 또는 비스아릴술포닐디아조메탄류, 폴리(비스술포닐)디아조메탄류, 디아조메탄니트로벤질술포네이트류 등의 디아조메탄계 산발생제, 이미노술포네이트계 산발생제, 디술폰계 산발생제 등을 들 수 있다. 또, 본 발명에 있어서는 산발생제 (B) 는, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합시켜 사용해도 된다. As the acid generator (B), any of those known as acid generators in conventional chemically amplified resists can be appropriately selected and used. Examples of the acid generator (B) include onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, and poly (bissulphate). Diazomethane-based acid generators such as fonyl) diazomethanes and diazomethane-nitrobenzyl sulfonates, iminosulfonate-based acid generators, disulfone-based acid generators, and the like. In addition, in this invention, an acid generator (B) may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.

산발생제 (B) 의 배합량은, 기재 수지 (A) 100 질량부에 대해, 바람직하게는 0.5 질량부 이상 30 질량부 이하, 보다 바람직하게는 1 질량부 이상 10 질량부 이하이다. 0.5 질량부 이상으로 함으로써 패턴 형성이 충분히 실시되고, 30 질량부 이하로 함으로써, 균일한 용액을 얻을 수 있어 보존 안정성이 향상된다. The compounding quantity of an acid generator (B) is 0.5 mass part or more and 30 mass parts or less with respect to 100 mass parts of base resins (A), More preferably, they are 1 mass part or more and 10 mass parts or less. By setting it as 0.5 mass part or more, pattern formation is fully performed, and by setting it as 30 mass parts or less, a uniform solution can be obtained and storage stability improves.

오늄염계 산발생제의 구체예로서는, 디페닐요오드늄의 트리플루오로메탄술포네이트 또는 노나플루오로부탄술포네이트;비스(4-tert-부틸페닐)요오드늄의 트리플루오로메탄술포네이트 또는 노나플루오로부탄술포네이트, 트리페닐술포늄의 트리플루오로메탄술포네이트, 그 헵타플루오로프로판술포네이트 또는 그 노나플루오로부탄술포네이트;트리(4-메틸페닐)술포늄의 트리플루오로메탄술포네이트, 그 헵타플루오로프로판술포네이트 또는 그 노나플루오로부탄술포네이트;(4-메틸페닐)디페닐술포늄의 트리플루오로메탄술포네이트, 그 헵타플루오로프로판술포네이트 또는 그 노나플루오로부탄술포네이트;(4-메톡시페닐)디페닐술포늄의 트리플루오로메탄술포네이트, 그 헵타플루오로프로판술포네이트 또는 그 노나플루오로부탄술포네이트;디메틸(4-히드록시나프틸)술포늄의 트리플루오로메탄술포네이트, 그 헵타플루오로프로판술포네이트 또는 그 노나플루오로부탄술포네이트;및 모노페닐디메틸술포늄의 트리플루오로메탄술포네이트, 그 헵타플루오로프로판술포네이트 또는 그 노나플루오로부탄술포네이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 불소화 알킬술폰 산 이온을 아니온으로 하는 오늄염을 바람직하게 사용할 수 있다. Specific examples of the onium salt-based acid generator include trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate of diphenyl iodonium; trifluoromethanesulfonate or nonafluoro of bis (4-tert-butylphenyl) iodonium Butanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of triphenylsulfonium, heptafluoropropanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate thereof; trifluoromethanesulfonate of tri (4-methylphenyl) sulfonium, hepta Fluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; Trifluoromethanesulfonate of (4-methylphenyl) diphenylsulfonium, Heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; (4- Trifluoromethanesulfonate of methoxyphenyl) diphenylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; Trifluoromethanesulfonate of methyl (4-hydroxynaphthyl) sulfonium, heptafluoropropanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate thereof; and trifluoromethanesulfonate of monophenyldimethylsulfonium, the Heptafluoro propane sulfonate or its nonafluoro butane sulfonate, etc. are mentioned. In these, onium salt which uses a fluorinated alkyl sulfonic acid ion as an anion can be used preferably.

옥심술포네이트계 산발생제의 구체예로서는, α-(메틸술포닐옥시이미노)-페닐아세토니트릴, α-(메틸술포닐옥시이미노)-p-메톡시페닐아세토니트릴, α-(트리플루오로메틸술포닐옥시이미노)-페닐아세토니트릴, α-(트리플루오로메틸술포닐옥 시이미노)-p-메톡시페닐아세토니트릴, α-(에틸술포닐옥시이미노)-p-메톡시페닐아세토니트릴, α-(프로필술포닐옥시이미노)-p-메틸페닐아세토니트릴, α-(메틸술포닐옥시이미노)-p-브로모페닐아세토니트릴, 및 비스-O-(n-부틸술포닐)-α-디메틸글리옥심 등을 들 수 있다. 이들 중에서는, α-(메틸술포닐옥시이미노)-p-메톡시페닐아세토니트릴 및 비스-O-(n-부틸술포닐)-α-디메틸글리옥심을 바람직하게 사용할 수 있다. Specific examples of the oxime sulfonate-based acid generator include α- (methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, and α- (trifluoro Methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloximino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (propylsulfonyloxyimino) -p-methylphenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -p-bromophenylacetonitrile, and bis-O- (n-butylsulfonyl) -α-dimethyl Glyoxime etc. are mentioned. Among these, α- (methylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile and bis-O- (n-butylsulfonyl) -α-dimethylglyoxime can be preferably used.

디아조메탄계 산발생제의 구체예로서는 비스(n-프로필술포닐)디아조메탄, 비스(이소프로필술포닐)디아조메탄, 비스(n-부틸술포닐)디아조메탄, 비스(이소프로필술포닐)디아조메탄, 및 비스(tert-부틸술포닐)디아조메탄 등의 탄소수 1∼4 의 직사슬형 또는 분기형 알킬기를 갖는 비스알킬술포닐디아조메탄;비스(시클로펜틸술포닐)디아조메탄 및 비스(시클로헥실술포닐)디아조메탄 등의 탄소수 5∼6 의 고리형 알킬기를 갖는 비스알킬술포닐디아조메탄;비스(p-톨루엔술포닐)디아조메탄 및 비스(2,4-디메틸페닐술포닐)디아조메탄 등의 아릴기를 갖는 비스아릴술포닐디아조메탄 등을 들 수 있다. Specific examples of diazomethane-based acid generators include bis (n-propylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (n-butylsulfonyl) diazomethane and bis (isopropylsulfonate). Bisalkylsulfonyl diazomethane which has a C1-C4 linear or branched alkyl group, such as fonyl) diazomethane and bis (tert- butylsulfonyl) diazomethane; bis (cyclopentylsulfonyl) dia; Bisalkylsulfonyldiazomethanes having a cyclic alkyl group having 5 to 6 carbon atoms such as crude methane and bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane; bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane and bis (2,4 Bisaryl sulfonyl diazomethane etc. which have aryl groups, such as -dimethylphenyl sulfonyl) diazomethane, etc. are mentioned.

또, 폴리(비스술포닐)디아조메탄류로서 예를 들어, 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 구조를 갖는, 1,3-비스(페닐술포닐디아조메틸술포닐)프로판 (A=3 의 경우), 1,4-비스(페닐술포닐디아조메틸술포닐)부탄 (A=4 의 경우), 1,6-비스(페닐술포닐디아조메틸술포닐)헥산 (A=6 의 경우), 1,10-비스(페닐술포닐디아조메틸술포닐)데칸 (A=10 의 경우), 1,2-비스(시클로헥실술포닐디아조메틸술포닐)에탄 (B=2 의 경우), 1,3-비스(시클로헥실술포닐디아조메틸술포닐)프로판 (B=3 의 경우), 1,6-비스(시클 로헥실술포닐디아조메틸술포닐)헥산 (B=6 의 경우), 및 1,10-비스(시클로헥실술포닐디아조메틸술포닐)데칸 (B=10 의 경우) 등을 들 수 있다. Moreover, 1,3-bis (phenylsulfonyl diazommethylsulfonyl) propane (A = 3) which has a structure represented by following General formula (3) as poly (bissulfonyl) diazomethanes, for example 1,4-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) butane (for A = 4), 1,6-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane (for A = 6) , 1,10-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) decane (for A = 10), 1,2-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) ethane (for B = 2), 1,3-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) propane (for B = 3), 1,6-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane (for B = 6), And 1,10-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) decane (in the case of B = 10).

[화학식 3](3)

Figure 112008084284930-pct00003
Figure 112008084284930-pct00003

본 발명에 있어서, 산발생제 (B) 로서 오늄염을 사용하는 경우에는, 초점 심도폭이나 노광 마진이 우수하다는 점에서 바람직하다. 또, 디아조메탄을 사용하는 경우에는, 레지스트 홀 패턴의 서큘러리티 (circularity) 를 향상시키거나 단면 패턴의 정재파를 억제시킬 수 있다는 점에서 바람직하다. In this invention, when using an onium salt as an acid generator (B), it is preferable at the point which is excellent in a depth of focus width and an exposure margin. Moreover, when using diazomethane, it is preferable at the point which can improve the circularity of a resist hole pattern, or can suppress the standing wave of a cross-sectional pattern.

또, 본 발명에 있어서, 산발생제 (B) 로서 탄소수가 3 또는 4 인 퍼플루오로알킬술포네이트를 아니온으로 하는 오늄염계 산발생제 (이하, C3∼C4 오늄염으로 약기하는 경우가 있다) 를 함유시키면, 마스크 리니어리티가 양호해지고, 여러 가지 사이즈가 혼재되는 패턴이어도, 마스크에 충실히 재현할 수 있기 때문에 바람직하다. 또, 근접 효과, DOF, 및 노광 마진 등에도 우수한 것을 얻을 수 있기 때문에 바람직하다. 퍼플루오로알킬술포네이트의 알킬기는, 직사슬형이어도 되고 분기형이어도 되는데, 직사슬형이 바람직하다. In addition, in this invention, onium salt type acid generator which makes a C3 or 4 perfluoroalkylsulfonate anion as an acid generator (B) may be abbreviated as C3-C4 onium salt hereafter. ), The mask linearity becomes good, and even a pattern in which various sizes are mixed is preferable because the mask can be faithfully reproduced. Moreover, since the thing excellent also in proximity effect, DOF, exposure margin, etc. can be obtained, it is preferable. Although the alkyl group of a perfluoroalkylsulfonate may be linear or branched, a linear type is preferable.

산발생제 (B) 로서 C3∼C4 오늄염을 배합하는 경우에는 산발생제 (B) 전체에 대한 C3∼C4 오늄염의 배합량은, 50 질량%∼100 질량% 로 하는 것이 바람직하다. When mix | blending C3-C4 onium salt as an acid generator (B), it is preferable that the compounding quantity of C3-C4 onium salt with respect to the whole acid generator (B) shall be 50 mass%-100 mass%.

또, 산발생제 (B) 로서 C3∼C4 오늄염을 배합하는 경우에는, 추가로, 탄소수가 1 인 퍼플루오로알킬술포네이트를 아니온으로 하는, 오늄염계 산발생제 (이하, C1 오늄염으로 약기하는 경우가 있다) 를 병용하는 것이 바람직하다. In addition, when mix | blending C3-C4 onium salt as an acid generator (B), Onium salt type acid generator (Hereinafter, C1 onium salt) which makes a C1-perfluoroalkylsulfonate anion. It may be abbreviated as above).

또, 본 발명의 효과 면에서는, 오늄염 중에서도, 술포늄염을 사용하는 것이 바람직하다. Moreover, in view of the effect of this invention, it is preferable to use a sulfonium salt also in an onium salt.

또한, 술포늄염 중에서는, 트리페닐술포늄염이 바람직하게 사용된다. 트리페닐술포늄염을 배합하는 경우의 배합량은, 산발생제 (B) 전체에 대해, 바람직하게는 30 몰%∼100 몰%, 보다 바람직하게는 50 몰%∼100 몰% 로 한다. 특히, 오늄염과 디아조메탄을 혼합한 경우에는, 초점 심도폭이나 노광 마진을 손상시키지 않고, 레지스트 홀 패턴의 서큘러리티(circularity) 를 향상시킬 수 있고, 또, 단면 패턴의 정재파를 억제시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 이 혼합물을 사용하는 경우에는, 혼합물에 있어서의 오늄염 함유량이 바람직하게는 20 몰%∼90 몰%, 보다 바람직하게는 30 몰%∼70 몰% 이다. In addition, in a sulfonium salt, the triphenyl sulfonium salt is used preferably. The compounding quantity at the time of mix | blending a triphenylsulfonium salt becomes like this. Preferably it is 30 mol%-100 mol%, More preferably, you may be 50 mol%-100 mol% with respect to the whole acid generator (B). In particular, when the onium salt and diazomethane are mixed, the circularity of the resist hole pattern can be improved and the standing wave of the cross-sectional pattern can be suppressed without damaging the depth of focus width or the exposure margin. It is preferable because there is. When using this mixture, Onium salt content in a mixture becomes like this. Preferably it is 20 mol%-90 mol%, More preferably, it is 30 mol%-70 mol%.

또, 트리페닐술포늄염 중, 특히, 하기 일반식 (4) 로 나타내는, 퍼플루오로알킬술폰산 이온을 아니온으로 하는 트리페닐술포늄염은, 고감도화시킬 수 있다는 점에서 바람직하게 사용된다. Moreover, the triphenyl sulfonium salt which makes a perfluoroalkyl sulfonic acid ion anion especially represented by following General formula (4) among triphenyl sulfonium salt is used preferably at the point which can make high sensitivity.

[화학식 4] [Formula 4]

Figure 112008084284930-pct00004
Figure 112008084284930-pct00004

(식 중, (Wherein,

R11, R12, R13 은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수가 1∼8, 바람직하게는 1∼4 인 저급 알킬기, 또는 염소, 불소, 브롬 등의 할로겐 원자이며, p 는 1∼12, 바람직하게는 1∼8, 보다 바람직하게는 1∼4 의 정수를 나타낸다.) R 11 , R 12 and R 13 are each independently a hydrogen atom, a lower alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, or a halogen atom such as chlorine, fluorine or bromine, and p is 1 to 12, preferably Preferably it is 1-8, More preferably, the integer of 1-4 is represented.)

[퀀처 (C)] [Quencher (C)]

본 발명의 포지티브형의 감광성 수지 조성물은, 시간 경과에 따른 안정성을 향상시키기 위해, 감광성 수지 조성물에 있어서 산발생제 (B) 로부터 발생한 산을 포집하는 퀀처 (C) 를 함유하고, 본 발명에 있어서는, 퀀처 (C) 로서 쿠마린 골격을 갖는 염기성 화합물을 함유하는 것이 사용된다. 퀀처 (C) 로서 쿠마린 골격을 갖는 염기성 화합물을 첨가함으로써, 시간 경과에 따른 안정성, 특히, 감도, 분자량 변화, 및 시간 경과에 따른 이물질을 안정화시킴과 함께, 레지스트 패턴 형상을 향상시킬 수 있다.In order to improve stability over time, the positive photosensitive resin composition of this invention contains the quencher (C) which collects the acid generate | occur | produced from the acid generator (B) in the photosensitive resin composition, In this invention, As the quencher (C), one containing a basic compound having a coumarin skeleton is used. By adding a basic compound having a coumarin skeleton as the quencher (C), the stability over time, in particular, the sensitivity, molecular weight change, and foreign matter over time can be stabilized, and the resist pattern shape can be improved.

본 발명에 있어서의 퀀처 (C) 로서는, 쿠마린 골격을 갖는 염기성 화합물의 단독 사용이어도 되고, 쿠마린 골격을 갖는 염기성 화합물 이외의 화합물을 1 종 이상 조합시켜 사용해도 된다. As quencher (C) in this invention, the basic compound which has a coumarin skeleton may be used alone, or 1 or more types of compounds other than the basic compound which has a coumarin skeleton may be used in combination.

또, 퀀처 (C) 의 함유량은, 기재 수지 (A) 100 질량부에 대해, 바람직하게는 0.01 질량부 이상 5.0 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 0.05 질량부 이상 4.0 질량부 이하, 특히 바람직하게는 0.1 질량부 이상 3.0 질량부 이하의 범위이다. The content of the quencher (C) is preferably 0.01 part by mass or more and 5.0 parts by mass or less, more preferably 0.05 part by mass or more and 4.0 parts by mass or less, particularly preferably 100 parts by mass of the base resin (A). It is the range of 0.1 mass part or more and 3.0 mass parts or less.

본 발명의 퀀처 (C) 로서 사용되는 쿠마린 골격을 갖는 염기성 화합물로서는, 하기 일반식 (5) 로 나타내는 화합물이 바람직하다. As a basic compound which has a coumarin skeleton used as quencher (C) of this invention, the compound represented by following General formula (5) is preferable.

[화학식 5] [Chemical Formula 5]

Figure 112008084284930-pct00005
Figure 112008084284930-pct00005

(식 중, R1, R2, 및 R3 은 각각 독립적으로 탄소수가 1∼5 인 알킬기를 나타낸다.) (In formula, R <1> , R <2> and R <3> show a C1-C5 alkyl group each independently.)

상기 일반식 (5) 로 나타내는 쿠마린 골격을 갖는 염기성 화합물 중에서는, R1, R2, 및 R3 이 모두 메틸기인 화합물, 혹은 R1 이 메틸기, R2 및 R3 이 에틸기인 화합물이 특히 바람직하다. In the basic compound which has a coumarin skeleton represented by the said General formula (5), the compound whose R <1> , R <2> and R <3> are all methyl groups, or the compound whose R <1> is a methyl group, R <2> and R <3> an ethyl group are especially preferable. Do.

또, 본 발명에 있어서는, 퀀처 (C) 로서 쿠마린 골격을 갖는 염기성 화합물 이외에, 함질소 유기 화합물을 조합시켜도 된다. 바람직한 함질소 유기 화합물로서는, 지방족 아민, 특히 제 2 급 지방족 아민이나 제 3 급 지방족 아민 등의 함 질소 유기 화합물을 들 수 있다. In addition, in this invention, you may combine nitrogen-containing organic compounds other than the basic compound which has a coumarin skeleton as quencher (C). Preferable nitrogen-containing organic compounds include aliphatic amines, especially nitrogen-containing organic compounds such as secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines.

지방족 아민의 구체예로서는, 암모니아 (NH3) 의 수소 원자의 적어도 1 개를, 탄소수가 12 이하인 알킬기 또는 히드록시알킬기로 치환된 아민 (알킬아민 또는 알킬알코올아민) 을 들 수 있다. 더욱 구체적으로는, n-헥실아민, n-헵틸아민, n-옥틸아민, n-노닐아민, 및 n-데실아민 등의 모노알킬아민;디에틸아민, 디-n-프로필아민, 디-n-헵틸아민, 디-n-옥틸아민, 및 디시클로헥실아민 등의 디알킬아민;트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리-n-프로필아민, 트리-n-부틸아민, 트리-n-헥실아민, 트리-n-펜틸아민, 트리-n-헵틸아민, 트리-n-옥틸아민, 트리-n-노닐아민, 트리-n-데카닐아민, 및 트리-n-도데실아민 등의 트리알킬아민;그리고 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디이소프로판올아민, 트리이소프로판올아민, 디-n-옥탄올아민, 및 트리-n-옥탄올아민 등의 알킬알코올아민 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 알킬알코올아민 또는 트리알킬아민이 바람직하고, 알킬알코올아민이 가장 바람직하다. 특히, 알킬알코올아민 중에서도, 트리에탄올아민 또는 트리이소프로판올아민이 가장 바람직하다. Specific examples of the aliphatic amine include amines (alkylamines or alkylalcoholamines) in which at least one hydrogen atom of ammonia (NH 3 ) is substituted with an alkyl group or hydroxyalkyl group having 12 or less carbon atoms. More specifically, monoalkylamines, such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, and n-decylamine; diethylamine, di-n-propylamine, di-n Dialkylamines such as -heptylamine, di-n-octylamine, and dicyclohexylamine; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-hexylamine, Trialkylamines such as tri-n-pentylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decanylamine, and tri-n-dodecylamine; And alkyl alcohol amines such as diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, di-n-octanolamine, and tri-n-octanolamine. In these, alkyl alcohol amine or trialkyl amine is preferable and alkyl alcohol amine is the most preferable. In particular, among the alkyl alcohol amines, triethanolamine or triisopropanolamine is most preferred.

또한, 본 발명에 있어서는, 퀀처 (C) 로서 쿠마린 골격을 갖는 염기성 화합물 이외에, 하기 일반식 (6) 으로 나타내는 화합물을 조합하는 것이 바람직하다. In addition, in this invention, it is preferable to combine the compound represented by following General formula (6) other than the basic compound which has a coumarin skeleton as quencher (C).

[화학식 6] [Formula 6]

Figure 112008084284930-pct00006
Figure 112008084284930-pct00006

(식 중, R8, R9, 및 R10 은 각각 독립적으로 알킬기, 치환기를 가져도 되는 시클로알킬기, 또는, 치환기를 가져도 되는 아릴기를 나타낸다.) (In formula, R <8> , R <9> and R <10> respectively independently represents an alkyl group, the cycloalkyl group which may have a substituent, or the aryl group which may have a substituent.)

상기 일반식 (6) 으로 나타내는 화합물 중에서는, R8∼R10 은 각각 독립적으로 치환기를 가져도 되는 아릴기인 것이 바람직하고, 치환기를 가져도 되는 페닐기인 것이 더욱 바람직하고, 페닐기인 것이 특히 바람직하다. In the compound represented by the said General formula (6), it is preferable that R <8> -R <10> is an aryl group which may respectively independently have a substituent, It is more preferable that it is a phenyl group which may have a substituent, It is especially preferable that it is a phenyl group .

<그 외 성분> <Other components>

본 발명의 감광성 수지 조성물은, 기재 수지 (A), 산발생제 (B) 및 퀀처 (C) 이외에, 임의 성분을 추가로 함유하고 있어도 된다. 임의 성분으로서는, 예를 들어, 유기산 (D), 용해 억제제, 및 그 외 첨가제 등을 들 수 있다. The photosensitive resin composition of this invention may further contain arbitrary components other than a base resin (A), an acid generator (B), and a quencher (C). As an optional component, organic acid (D), a dissolution inhibitor, other additives, etc. are mentioned, for example.

[유기산 (D)] [Organic acid (D)]

본 발명의 감광성 수지 조성물은, 퀀처 (C) 의 배합에 의한 감도 열화를 막고, 또, 레지스트 패턴 형상, 보존 시간 경과에 따른 안정성 등을 향상시키는 목적으로 임의의 성분으로서 유기산 (D) 을 함유시킬 수 있다. 사용되는 유기산 (D) 으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 유기 카르복실산, 또는 인의 옥소 산 혹은 그 유도체를 들 수 있다. 추가로, 유기산 (D) 은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. The photosensitive resin composition of this invention is made to contain an organic acid (D) as an arbitrary component for the purpose of preventing the sensitivity deterioration by mix | blending of a quencher (C), and improving a resist pattern shape, stability with storage time progress, etc. Can be. The organic acid (D) to be used is not particularly limited, and examples thereof include organic carboxylic acids or oxo acids of phosphorus or derivatives thereof. In addition, an organic acid (D) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

유기산 (D) 을 배합하는 경우의 함유량은, 기재 수지 (A) 100 질량부에 대해, 바람직하게는 0.01 질량부 이상 5.0 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 0.05 질량부 이상 4.0 질량부 이하, 특히 바람직하게는 0.1 질량부 이상, 3.0 질량부 이하의 범위이다. Content in the case of mix | blending an organic acid (D), Preferably it is 0.01 mass part or more and 5.0 mass parts or less, More preferably, 0.05 mass part or more and 4.0 mass parts or less, Especially preferably, with respect to 100 mass parts of base resins (A). Preferably it is the range of 0.1 mass part or more and 3.0 mass parts or less.

유기 카르복실산으로서는, 예를 들어, 말론산, 시트르산, 말산, 숙신산, 벤조산, 살리실산 등을 바람직하게 사용할 수 있다. As organic carboxylic acid, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid, etc. can be used preferably, for example.

인의 옥소산 혹은 그 유도체로서는, 인산, 인산-디-n-부틸에스테르, 및 인산-디페닐에스테르 등의 인산 또는 그들의 에스테르와 같은 유도체;포스폰산, 포스폰산-디메틸에스테르, 포스폰산-디-n-부틸에스테르, 페닐포스폰산, 포스폰산-디페닐에스테르, 및 포스폰산-디벤질에스테르 등의 포스폰산 및 그들의 에스테르와 같은 유도체;포스핀산 및 페닐포스핀산 등의 포스핀산 및 그들의 에스테르와 같은 유도체를 들 수 있고, 이들 중에서는 특히 포스폰산이 바람직하다. Examples of phosphorus oxo acids or derivatives thereof include derivatives such as phosphoric acid or esters thereof such as phosphoric acid, phosphoric acid-di-n-butyl ester, and phosphoric acid-diphenyl ester; phosphonic acid, phosphonic acid-dimethyl ester, phosphonic acid-di-n Derivatives such as phosphonic acids and esters thereof, such as -butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid-diphenyl ester, and phosphonic acid-dibenzyl ester; derivatives such as phosphinic acid and their esters such as phosphinic acid and phenylphosphinic acid Among them, phosphonic acid is particularly preferable.

[그 외 첨가제] [Other additives]

본 발명의 감광성 수지 조성물에는, 추가로, 원하는 바에 따라, 조성물과 혼화성이 있는 첨가제, 예를 들어 얻어지는 레지스트막의 성능을 개량하기 위한 부가적 수지, 도포성을 향상시키기 위한 계면활성제, 용해 억제제, 가소제, 안정제, 착색제, 및 할레이션 방지제 등을 함유시킬 수 있다. In the photosensitive resin composition of this invention, as needed, additive which is miscible with a composition, for example, additional resin for improving the performance of the resist film obtained, surfactant for improving applicability, dissolution inhibitor, A plasticizer, a stabilizer, a coloring agent, an antihalation agent, etc. can be contained.

〔용해 억제제〕 [Dissolution inhibitor]

본 발명의 감광성 수지 조성물에 있어서는, 용해 억제제는 임의의 성분이 된다. 용해 억제제를 감광성 수지 조성물에 함유시킨 경우에는, 라인 에지 러프니스를 효과적으로 향상시킬 수 있다. In the photosensitive resin composition of this invention, a dissolution inhibitor becomes arbitrary components. When the dissolution inhibitor is contained in the photosensitive resin composition, line edge roughness can be effectively improved.

여기서, 라인 에지 러프니스란, 라인 측벽의 불균일한 요철로서, 통상적으로는, 라인 앤드 스페이스 패턴의 라인 에지 러프니스를 나타내는 척도인 3σ 을 구한다. 3σ 은, 예를 들어, 측장 SEM (히타치 제작소사 제조, 상품명:S-9220) 에 의해, 시료의 레지스트 패턴의 폭을 32 지점에서 측정하고, 그 결과로부터 산출된 표준 편차 (σ) 의 값을 3 배 (3σ) 로 함으로써 구할 수 있다. 이 3σ 은, 그 값이 작을수록 러프니스가 작고, 균일폭의 레지스트 패턴이 얻어진 것을 의미한다. Here, the line edge roughness is a nonuniform unevenness of the line sidewall, and 3σ, which is a measure of the line edge roughness of the line and space pattern, is usually obtained. 3σ measures the width of the resist pattern of a sample at 32 points by measuring SEM (Hitachi Corporation make, brand name: S-9220), for example, and measures the value of the standard deviation (σ) calculated from the result. It can obtain | require by making it three times (3σ). This 3σ means that the smaller the value, the smaller the roughness, and a resist pattern having a uniform width is obtained.

용해 억제제를 배합하는 경우에는, 1 종 단독이어도 되고, 2 종 이상을 혼합하여 사용해도 된다. 또, 본 발명의 감광성 수지 조성물에 용해 억제제를 함유시키는 경우에는, 그 함유량은 기재 수지 (A) 100 질량부에 대해, 1 질량부 이상 40 질량부 이하의 범위로 하는 것이 바람직하고, 10 질량부 이상 30 질량부 이하의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다. 용해 억제제의 함유량을 하한치 이상으로 함으로써, 첨가 효과를 충분히 얻을 수 있다. 한편으로 상한치 이하로 함으로써, 패턴 형상의 열화나, 리소그래피 특성의 악화를 억제시킬 수 있다. When mix | blending a dissolution inhibitor, 1 type may be sufficient and 2 or more types may be mixed and used for it. Moreover, when making the photosensitive resin composition of this invention contain a dissolution inhibitor, it is preferable to make the content into the range of 1 mass part or more and 40 mass parts or less with respect to 100 mass parts of base resins (A), and 10 mass parts It is more preferable to set it as the range below 30 mass parts or more. By making content of a dissolution inhibitor more than a lower limit, the addition effect can fully be acquired. On the other hand, by using below an upper limit, deterioration of a pattern shape and deterioration of a lithographic characteristic can be suppressed.

용해 억제제로서는, 예를 들어, 페놀성 수산기 또는 카르복시기의 수소 원자의 적어도 1 개가 산해리성 용해 억제기로 치환된 화합물을 들 수 있고, 3 성분계의 화학 증폭형 포지티브형 레지스트 조성물에 있어서 이미 사용되고 있는, 공지된 용해 억제제를 사용할 수 있다. 용해 억제제로서는, 질량 평균 분자량이 1000 이하인 것이 바람직하다. As the dissolution inhibitor, for example, a compound in which at least one hydrogen atom of a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group is substituted with an acid dissociable dissolution inhibiting group may be mentioned, which is already used in a three-component chemically amplified positive resist composition. Dissolved inhibitors can be used. As a dissolution inhibitor, it is preferable that a mass mean molecular weight is 1000 or less.

용해 억제제를 구성할 수 있는 페놀성 수산기를 갖는 화합물로서는, 페놀성 수산기를 3 개∼5 개 갖는 폴리페놀 화합물, 예를 들어, 핵치환기로서 히드록시실기를 갖는 트리페닐메탄계 화합물, 비스(페닐메틸)디페닐메탄계 화합물, 및 1,1-디페닐-2-비페닐에탄계 화합물을 들 수 있다. 또, 페놀, m-크레졸, 및 2,5-자일레놀에서 선택되는 적어도 1 종의 페놀류를 포르말린 축합하여 얻어지는 2∼6 핵체도 사용할 수 있다. As a compound which has a phenolic hydroxyl group which can comprise a dissolution inhibitor, the polyphenol compound which has 3-5 phenolic hydroxyl groups, for example, the triphenylmethane type compound and bis (phenyl which have a hydroxyyl group as a nuclear substituent) Methyl) diphenylmethane type compound, and 1, 1- diphenyl-2- biphenyl ethane type compound are mentioned. Moreover, the 2-6 nucleus body obtained by formalin condensation of at least 1 sort (s) of phenols chosen from a phenol, m-cresol, and 2, 5- xylenol can also be used.

또, 카르복시기가 산해리성 용해 억제기로 보호된 카르복실 화합물로서는, 예를 들어, 비페닐카르복실산, 나프탈렌(디)카르복실산, 벤조일벤조산, 및 안트라센카르복실산 등을 들 수 있다. Moreover, biphenyl carboxylic acid, naphthalene (di) carboxylic acid, benzoyl benzoic acid, anthracene carboxylic acid, etc. are mentioned as a carboxyl compound in which the carboxy group was protected by the acid dissociable, dissolution inhibiting group.

그 중에서도, 하기 일반식 (7) 로 나타내는 화합물 (이하, 「DR1」이라고 한다) 을 사용하는 것이 바람직하다. Especially, it is preferable to use the compound represented by following General formula (7) (henceforth "DR1").

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112008084284930-pct00007
Figure 112008084284930-pct00007

(식 중, R 은 CH2COO-tert 부틸기를 나타낸다.) (Wherein R represents a CH 2 COO-tert butyl group.)

[유기 용제] [Organic Solvent]

본 발명의 감광성 수지 조성물은, 기재 수지 (A), 산발생제 (B), 퀀처 (C) 및 소망에 따라 상기 서술한 임의 성분을, 바람직하게는 유기 용제에 용해시켜 제조된다. The photosensitive resin composition of this invention dissolves the above-mentioned arbitrary components in base resin (A), an acid generator (B), quencher (C), and a desired thing, Preferably it is manufactured by organic solvent.

본 발명의 감광성 수지 조성물에 사용되는 유기 용제로서는, 사용하는 각 성분을 용해시켜, 균일한 용액으로 할 수 있는 것이면 된다. 본 발명에 있어서는, 종래, 화학 증폭형 레지스트의 용제로서 사용되고 있는, 공지된 임의의 유기 용제를 사용할 수 있다. 이들 유기 용제는 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상의 혼합 용제로서 사용해도 된다. As an organic solvent used for the photosensitive resin composition of this invention, what is necessary is just to melt | dissolve each component to be used and to be able to make a uniform solution. In the present invention, any known organic solvent conventionally used as a solvent for chemically amplified resists can be used. These organic solvents may be used independently and may be used as 2 or more types of mixed solvents.

유기 용제의 사용량은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 피가공막 등에 도포 가능한 농도로, 도포 막두께에 따라 적절히 설정할 수 있다. 일반적으로는, 감광성 수지 조성물 (레지스트 조성물) 의 고형분 농도가 2 질량% 이상 20 질량% 이하, 바람직하게는 5 질량% 이상 15 질량% 이하의 범위 내가 되도록 사용된다. The usage-amount of the organic solvent is not specifically limited, It is a density | concentration which can be apply | coated to a to-be-processed film, etc., and can be set suitably according to a coating film thickness. Generally, it is used so that solid content concentration of the photosensitive resin composition (resist composition) may be in the range of 2 mass% or more and 20 mass% or less, Preferably it is 5 mass% or more and 15 mass% or less.

유기 용제로서는, 예를 들어, γ-부티로락톤 등의 락톤류;아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 메틸이소아밀케톤, 및 2-헵타논 등의 케톤류;에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노아세테이트, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜모노아세테이트, 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜모노아세테이트, 디프로필렌글리콜, 또는 디프로필렌글리콜모노아세테이트 등의 다가 알코올류 및 그 모노메틸에테르, 모노에틸에테르, 모노프로필에테르, 모노부틸에테르 또는 모노페닐에테르 등의 유도체;디옥산과 같은 고리형 에테르류;락트산 메틸, 락트산 에틸 (EL), 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 피루브산 메틸, 피루브산 에틸, 메톡시프로피온산 메틸, 및 에 톡시프로피온산 에틸 등의 에스테르류 등을 들 수 있다. As an organic solvent, For example, lactones, such as (gamma) -butyrolactone; Ketones, such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl isoamyl ketone, and 2-heptanone; Ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate Polyhydric alcohols such as diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol, or dipropylene glycol monoacetate, and monomethyl ethers thereof, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl Derivatives such as ether or monophenyl ether; cyclic ethers such as dioxane; methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, and ethoxy Ester, such as ethyl propionate, etc. are mentioned.

본 발명에 있어서는, 유기 용제로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (PGMEA) 와 극성 용제를 혼합한 혼합 용제를 사용하는 것이 바람직하다. 그 배합비 (질량비) 는, PGMEA 와 극성 용제의 상용성 등을 고려하여 적절히 결정하면 되는데, 바람직하게는 1:9∼9:1, 보다 바람직하게는 2:8∼8:2 의 범위이다.In this invention, it is preferable to use the mixed solvent which mixed propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and a polar solvent as an organic solvent. What is necessary is just to determine the compounding ratio (mass ratio) suitably in consideration of compatibility of PGMEA and a polar solvent, etc., Preferably it is 1: 9-9: 1, More preferably, it is the range of 2: 8-8: 2.

또, 본 발명에 있어서는, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME) 와, PGME 보다 고비등점인 용제의 혼합 용제를 바람직하게 사용할 수 있다. 이로써, 라인 에지 러프니스, 라인 와이즈 러프니스 (라인의 좌우의 폭의 불균일성) 등의 레지스트 패턴 형상을 향상시킬 수 있다. 또, 동시에, 컨택트홀에서의 초점 심도폭 (DOF) 을 넓힐 수 있다. In the present invention, a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether (PGME) and a solvent having a higher boiling point than PGME can be preferably used. Thereby, resist pattern shapes, such as line edge roughness and line-wise roughness (nonuniformity of the width | variety of the right and left of a line), can be improved. At the same time, the depth of focus (DOF) in the contact hole can be widened.

PGME 보다 고비등점인 용제로서는, 예를 들어, 상기에 예시한 용제 중, 그 비점이 PGME 의 비점인 120℃ 를 초과하는 것, 바람직하게는 그 비점이 20℃ 이상 높은 것, 보다 바람직하게는 25℃ 이상 높은 것을 사용한다. 또, 그 비점의 상한치로서는, 특별히 제한은 없지만, 대략 200℃ 이하인 것이 바람직하다. 이와 같은 용제로서는, 예를 들어, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (비점 146℃), EL (비점 155℃), γ-부티로락톤 (비점 204℃) 등을 들 수 있다. 이들 중에서는, EL 이 가장 바람직하다. 혼합 용제 중의 PGME 의 배합량은, 혼합 용제 전체에 대해, 10 질량% 이상 60 질량% 이하가 바람직하고, 20 질량% 이상 40 질량% 이하가 더욱 바람직하다. 혼합 용제 중의 PGME 의 배합량이 이 범위 내에 있으면, 상기한 효과가 우수하다. As the solvent having a higher boiling point than PGME, for example, among the solvents exemplified above, the boiling point exceeds 120 ° C, which is the boiling point of PGME, preferably the boiling point is 20 ° C or higher, and more preferably 25 Use higher than ℃. Moreover, there is no restriction | limiting in particular as an upper limit of the boiling point, It is preferable that it is about 200 degrees C or less. As such a solvent, propylene glycol monomethyl ether acetate (boiling point of 146 degreeC), EL (boiling point of 155 degreeC), (gamma) -butyrolactone (boiling point of 204 degreeC), etc. are mentioned, for example. Among these, EL is most preferable. 10 mass% or more and 60 mass% or less are preferable with respect to the whole mixed solvent, and, as for the compounding quantity of PGME in a mixed solvent, 20 mass% or more and 40 mass% or less are more preferable. When the compounding quantity of PGME in a mixed solvent exists in this range, the said effect is excellent.

<2 층 레지스트 시스템> <2-layer resist system>

본 발명의 감광성 수지 조성물은, 2 층 레지스트를 사용하여 지지체를 패터닝하는 방법에 바람직하게 사용할 수 있다. 본 발명의 레지스트 조성물을 2 층 레지스트 시스템의 상층 재료로서 사용한 경우에는, 고감도, 고해상도로, 양호한 단면 형상을 갖고, 라인 에지 러프니스나 홀 패턴의 에지 러프니스 (합쳐서 에지 러프니스라고 하는 경우가 있다) 가 작은 패턴을 부여할 수 있게 된다. The photosensitive resin composition of this invention can be used suitably for the method of patterning a support body using a two-layer resist. When the resist composition of the present invention is used as an upper layer material of a two-layer resist system, it has high sensitivity and high resolution, has a good cross-sectional shape, and may be referred to as edge roughness of line edge or hole pattern (together, edge roughness). ) Can give a small pattern.

[2 층 레지스트 시스템의 레지스트 적층체] [Resist Laminates of Two-Layer Resist Systems]

2 층 레지스트 시스템의 레지스트 적층체는, 피가공막 (도 1B 의 1) 상에, 알칼리 현상액에 대해 불용성이며, 또한 드라이 에칭 가능한 하층막 (도 1B 의 2) 과, 본 발명의 감광성 수지 조성물로 이루어지는 상층막 (도 1B 의 3) 이 적층된 것이다. The resist laminate of the two-layer resist system is composed of an underlayer film (2 in FIG. 1B) that is insoluble in an alkali developer and dry-etchable on the processed film (1 in FIG. 1B) and the photosensitive resin composition of the present invention. The upper layer film (3 in FIG. 1B) formed is laminated.

2 층 레지스트 시스템의 레지스트 적층체에 있어서의, 상층막 (3) 및 하층막 (2) 의 두께는, 목적으로 하는 어스펙트비와 하층막 (2) 의 드라이 에칭에 필요로 하는 시간을 고려한 스루풋의 밸런스로부터 적절히 선택할 수 있는데, 일반적으로는 상층막 (3) 및 하층막 (2) 의 두께의 합계로서 바람직하게는 15㎛ 이하, 보다 바람직하게는 5㎛ 이하이다. 두께의 합계의 하한치는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 0.1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.35㎛ 이상이다. The thickness of the upper layer film 3 and the lower layer film 2 in the resist laminate of the two-layer resist system is a throughput considering the desired aspect ratio and the time required for dry etching of the lower layer film 2. Although it can select suitably from the balance of, In general, as sum total of the thickness of the upper layer film 3 and the lower layer film 2, Preferably it is 15 micrometers or less, More preferably, it is 5 micrometers or less. Although the lower limit of the sum total of thickness is not specifically limited, Preferably it is 0.1 micrometer or more, More preferably, it is 0.35 micrometer or more.

상층막 (3) 의 두께는, 바람직하게는 50nm 이상 1000nm 이하, 보다 바람직하게는 50nm 이상 800nm 이하, 더욱 바람직하게는 100nm 이상 500nm 이하이다. 상층막 (3) 의 두께를 이 범위 내로 함으로써, 레지스트 패턴을 고해상도로 형성할 수 있고 또, 드라이 에칭에 대한 충분한 내성이 얻어진다는 등의 효과를 갖는다. The thickness of the upper layer film 3 becomes like this. Preferably it is 50 nm or more and 1000 nm or less, More preferably, it is 50 nm or more and 800 nm or less, More preferably, it is 100 nm or more and 500 nm or less. By setting the thickness of the upper layer film 3 within this range, the resist pattern can be formed at high resolution, and sufficient resistance to dry etching is obtained.

하층막 (2) 의 두께는, 바람직하게는 200nm 이상 20000nm 이하, 보다 바람직하게는 300nm 이상 8000nm 이하, 더욱 바람직하게는 400nm 이상 5000nm 이하이다. 하층막 (2) 의 두께를 이 범위 내로 함으로써, 고어스펙트비의 레지스트 패턴을 형성할 수 있고 또, 피가공막의 에칭시에 충분한 에칭 내성을 확보할 수 있다는 등의 효과를 갖는다. The thickness of the underlayer film 2 becomes like this. Preferably it is 200 nm or more and 20000 nm or less, More preferably, it is 300 nm or more and 8000 nm or less, More preferably, it is 400 nm or more and 5000 nm or less. By setting the thickness of the lower layer film 2 within this range, a resist pattern having a high aspect ratio can be formed, and sufficient etching resistance can be ensured at the time of etching the processed film.

본 발명의 2 층 레지스트 시스템에 의한 패턴 형성 방법에 있어서는, 예를 들어, 상층막 (3) 의 두께를 50nm 이상 1000nm 이하, 하층막 (2) 의 두께를 200nm 이상 20000nm 이하로 할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 이와 같은 후막이어도, 패턴 폭을 작게 할 수 있고, 고어스펙트비의 패턴 (하층막 (2) 의 패턴) 을 형성할 수 있다. 따라서 본 발명의 감광성 수지 조성물을 사용하여 얻어지는 패턴은 전자선용, 자성막의 패턴 형성용이나, 그 외 마이크로 머시닝 용도 등, 특히 미세 가공이 요구되는 분야에 바람직하게 사용할 수 있다. In the pattern formation method by the two-layer resist system of this invention, the thickness of the upper layer film 3 can be 50 nm or more and 1000 nm or less, and the thickness of the lower layer film 2 can be 200 nm or more and 20000 nm or less, for example. In this invention, even if it is such a thick film, a pattern width can be made small and the pattern of a Gore-spectrum ratio (pattern of the lower layer film 2) can be formed. Therefore, the pattern obtained using the photosensitive resin composition of this invention can be used suitably for the field | area which especially requires microprocessing, such as for the electron beam, the pattern formation of a magnetic film, and other micromachining uses.

레지스트 패턴이 형성된 레지스트 적층체로서는, 어스펙트비가 높은 패턴을, 패턴 붕괴 등을 발생시키지 않고 형성되는 것이 요망된다. 높은 어스펙트비를 갖는 패턴일수록, 피가공막에 대한 미세 패턴 형성을, 보다 양호한 정밀도로 실시할 수 있기 때문이다. As a resist laminated body in which a resist pattern was formed, it is desired to form the pattern with high aspect ratio, without generating pattern collapse etc. It is because fine pattern formation with respect to a to-be-processed film can be performed with a higher precision, so that the pattern which has a high aspect ratio.

여기서 말하는 어스펙트비란, 레지스트 패턴의 패턴 폭 (x) 에 대한, 하층막 (2) 의 높이 (y) 의 비 (y/x) 이다. 또한, 레지스트 패턴의 패턴 폭 (x) 은, 하층막 (2) 에 전사한 후의 패턴 폭과 동일하다. The aspect ratio here is the ratio (y / x) of the height y of the underlayer film 2 to the pattern width x of the resist pattern. In addition, the pattern width x of the resist pattern is the same as the pattern width after transferring to the underlayer film 2.

패턴 폭이란, 레지스트 패턴이 라인 앤드 스페이스 패턴, 고립 라인 패턴 등의 라인 형상 패턴인 경우에는, 볼록조 (라인) 의 폭을 말한다. 레지스트 패턴이 홀 패턴인 경우에는, 패턴 폭은 형성된 구멍 (홀) 의 내경을 말한다. 또, 레지스트 패턴이 원주상 도트 패턴인 경우에는, 그 직경을 말한다. 또한, 이들 패턴 폭은 모두 패턴 하방의 폭이다. The pattern width refers to the width of the convex (lines) when the resist pattern is a line-shaped pattern such as a line-and-space pattern or an isolated line pattern. When the resist pattern is a hole pattern, the pattern width refers to the inner diameter of the formed hole (hole). In addition, when a resist pattern is a columnar dot pattern, the diameter is said. In addition, these pattern widths are all widths of a pattern downward.

본 발명의 포지티브형 레지스트 조성물에 의하면, 고어스펙트비의 패턴을 용이하게 부여할 수 있다. 도트 패턴 또는 고립 라인 패턴의 경우에는, 예를 들어 막두께 2.5㎛ 의 하층막에 대해, 종래의 레지스트 조성물에서는 달성할 수 없는 어스펙트비 8 이상 20 이하의 도트 패턴 또는 고립 라인 패턴을 제조할 수 있다. 트렌치 패턴의 경우에는, 예를 들어 막두께 2.5㎛ 의 하층막에 대해, 통상적인 레지스트 조성물에서는 달성할 수 없는 어스펙트비 10 이상 20 이하의 트렌치 패턴을 제조할 수 있다. 모두, 종래의 레지스트 조성물에서는, 어스펙트비 5 부근이 한계이다. According to the positive resist composition of the present invention, the pattern of the gore aspect ratio can be easily provided. In the case of a dot pattern or an isolated line pattern, for example, about the lower layer film of 2.5 micrometers in thickness, the dot pattern or the isolated line pattern of aspect ratio 8 or more and 20 or less which cannot be achieved by the conventional resist composition can be manufactured. have. In the case of a trench pattern, for example, a trench pattern having an aspect ratio of 10 or more and 20 or less, which cannot be achieved in a typical resist composition, can be produced for an underlayer film having a film thickness of 2.5 µm. In all, in the conventional resist composition, around aspect ratio 5 is a limit.

<2 층 레지스트 시스템에 의한 패턴 형성> <Pattern formation by a two-layer resist system>

도 1A 내지 도 1F 에, 본 발명의 리소그래피에 의해 피가공막 상에 패턴을 형성하는 방법의 공정도를 나타낸다. 본 실시형태에 있어서는, 하층막 형성 공정 (도 1A), 상층막 형성 공정 (도 1B), 제 1 소성 공정 (도시 생략), 노광 공정 (도 1C), 제 2 소성 공정 (도시 생략) 및 현상 공정 (도 1D), 에칭 공정 (도 1E 및 도 1F) 이 존재한다. 이하, 각각의 공정을 설명한다. 1A to 1F show process diagrams of a method of forming a pattern on a film to be processed by lithography of the present invention. In this embodiment, an underlayer film forming process (FIG. 1A), an upper layer film forming process (FIG. 1B), a 1st baking process (not shown), an exposure process (FIG. 1C), a 2nd baking process (not shown), and image development There is a process (FIG. 1D) and an etching process (FIG. 1E and FIG. 1F). Hereinafter, each process is demonstrated.

[하층막 형성 공정] [Underlayer Film Forming Step]

도 1A 는, 본 실시형태에 관한 패턴 형성 방법의 하층막 형성 공정을 나타내는 도면이다. 하층막 형성 공정에 있어서는, 피가공막 (1) 에 하층막 (2) 을 형성하기 위한 재료를 도포하여, 하층막 (2) 을 얻는다. 1A is a diagram illustrating an underlayer film forming step of the pattern forming method according to the present embodiment. In the underlayer film forming step, a material for forming the underlayer film 2 is applied to the processing film 1 to obtain the underlayer film 2.

본 발명에 있어서 사용되는 피가공막 (1) 의 재료는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 종래 공지된 것을 사용할 수 있고, 본 발명에 의해 얻어지는 패턴의 그 후의 용도에 맞추어, 적절히 선택할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 예를 들어, 전자 부품용의 피가공막이나, 이것에 소정의 배선 패턴이 형성된 막 등을 들 수 있고, 더욱 상세하게는, 실리콘 웨이퍼, 구리, 크롬, 철, 및 알루미늄 등의 금속제의 피가공막이나, 유리 피가공막 등을 들 수 있다. 또, 배선 패턴의 재료로서는, 예를 들어 구리, 알루미늄, 니켈, 및 금 등을 사용할 수 있다. The material of the to-be-processed film 1 used in this invention is not specifically limited, A conventionally well-known thing can be used and it can select suitably according to the subsequent use of the pattern obtained by this invention. In the present invention, for example, a processed film for an electronic component, a film having a predetermined wiring pattern formed thereon, and the like, and more specifically, a silicon wafer, copper, chromium, iron, aluminum, or the like can be cited. The metal processing film, glass processing film, etc. are mentioned. Moreover, as a material of a wiring pattern, copper, aluminum, nickel, gold, etc. can be used, for example.

피가공막 (1) 상에 하층막 (2) 을 형성하기 위한 재료를 도포하는 방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 하층막 (2) 을 형성하는 재료에 따라, 예를 들어, 스프레이법, 롤 코트법, 및 회전 도포법 등을 적절히 선택할 수 있다. 스피너 등을 사용하여 회전 도포하는 경우에는, 바람직하게는 180℃ 이상 300℃ 이하의 온도 조건에 있어서, 30 초 이상 300 초 이하의 시간, 더욱 바람직하게는 60 초 이상 180 초 이하의 시간, 소성 처리를 실시하는 것이 바람직하다. The method for applying the material for forming the underlayer film 2 on the workpiece film 1 is not particularly limited, and may be, for example, a spray method or a roll, depending on the material for forming the underlayer film 2. The coating method, the rotation coating method, etc. can be selected suitably. When spin-coating using a spinner or the like, preferably, the temperature is 180 ° C. or more and 300 ° C. or less, preferably 30 seconds or more and 300 seconds or less, more preferably 60 seconds or more and 180 seconds or less, and firing treatment. It is preferable to carry out.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 얻어진 하층막 (2) 과, 후술하는 상층막 (3) 사이에, 유기계 또는 무기계의 반사 방지막이 형성되어 있어도 된다. In addition, in this embodiment, the organic or inorganic anti-reflective film may be formed between the obtained lower layer film 2 and the upper layer film 3 mentioned later.

하층막 (2) 을 형성하기 위한 재료로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 노광 후의 현상시에 사용되는 알칼리 현상액에 대해 불용성이며, 또한, 종래의 드라 이 에칭법으로 에칭 가능한 재료이면 된다. 또, 하층막 (2) 을 형성하는 재료는, 상층막 (3) 을 형성하는 재료 (본 발명의 감광성 수지 조성물) 와 같이, 감광성을 반드시 필요로 하는 것은 아니다. 본 발명에 있어서는, 반도체 소자나 액정 표시 소자의 제조에 있어서, 하지재로서 일반적으로 사용되고 있는, 레지스트 조성물이나 수지 용액을 사용할 수 있다. The material for forming the underlayer film 2 is not particularly limited, and may be a material which is insoluble in the alkali developer used at the time of development after exposure, and which can be etched by a conventional dry etching method. Moreover, the material which forms the lower layer film 2 does not necessarily require photosensitivity like the material which forms the upper layer film 3 (photosensitive resin composition of this invention). In this invention, the resist composition and resin solution generally used as a base material can be used in manufacture of a semiconductor element and a liquid crystal display element.

이들 중에서도, 산소계의 플라즈마 및/또는 반응성 이온에 의해 에칭할 수 있다는 점에서 현재의 환경 문제에 대응할 수 있기 때문에, 유기계 고분자막을 형성하는 유기계 고분자의 레지스트 조성물이나 수지 용액을 사용하는 것이 바람직하다. Among them, since it can cope with current environmental problems in that it can be etched by an oxygen-based plasma and / or reactive ions, it is preferable to use a resist composition or a resin solution of an organic polymer forming an organic polymer film.

이와 같은 하층막 (2) 을 형성하기 위한 재료로서는, 노볼락 수지, 아크릴 수지 및 가용성 폴리이미드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 주성분으로 하는 것이 바람직하게 사용된다. 이들 수지를 주성분으로 하는 재료는 산소 플라즈마에 의한 에칭을 실시하기 쉬움과 함께, 후공정에 있어서의 실리콘 피가공막 등의 에칭시에 일반적으로 사용되는 불화 탄소계 가스에 대한 내성이 강하다.As a material for forming such an underlayer film 2, what has as a main component the at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of a novolak resin, an acrylic resin, and a soluble polyimide is used preferably. The material containing these resins as a main component is easy to etch by oxygen plasma and has a strong resistance to fluorinated carbon-based gas which is generally used at the time of etching a silicon processed film or the like in a later step.

특히, 노볼락 수지, 및 측사슬에 지환식 부위 또는 방향족 고리를 갖는 아크릴 수지는, 저렴하고 범용적으로 사용되며, 또한, 후공정의 불화 탄소계 가스에 의한 드라이 에칭 내성이 우수하다는 점에서 특히 바람직하게 사용된다. In particular, novolak resins and acrylic resins having alicyclic moieties or aromatic rings in the side chains are particularly inexpensive and commonly used, and are particularly excellent in dry etching resistance due to fluorocarbon gas in a later step. It is preferably used.

하층막 (2) 을 형성하기 위한 바람직한 재료인 노볼락 수지로서는, 포지티브형 레지스트 조성물에 일반적으로 사용되어 있는 것이 사용 가능하고, 노볼락 수지를 주성분으로서 함유하는 i 선이나 g 선용의 포지티브형 레지스트를 사용할 수도 있다. As a novolak resin which is a preferable material for forming the underlayer film 2, what is generally used for a positive resist composition can be used, The positive resist for i line | wire or g line | wire containing a novolak resin as a main component is used. Can also be used.

여기서, 노볼락 수지란, 예를 들어, 페놀성 수산기를 갖는 방향족 화합물 (이하, 간단히 「페놀류」라고 한다.) 과, 알데히드류를 산촉매 하에서 부가 축합시킴으로써 얻어지는 수지이다. Here, a novolak resin is resin obtained by addition condensation of the aromatic compound (henceforth simply "phenol") and aldehydes which have a phenolic hydroxyl group under an acidic catalyst, for example.

페놀류로서는, 예를 들어, 페놀, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, o-에틸페놀, m-에틸페놀, p-에틸페놀, o-부틸페놀, m-부틸페놀, p-부틸페놀, 2,3-자일레놀, 2,4-자일레놀, 2,5-자일레놀, 2,6-자일레놀, 3,4-자일레놀, 3,5-자일레놀, 2,3,5-트리메틸페놀, 3,4,5-트리메틸페놀, p-페닐페놀, 레졸시놀, 히드로퀴논, 히드로퀴논모노메틸에테르, 피로갈롤, 플로로글리시놀, 히드록시디페닐, 비스페놀 A, 갈산, 갈산 에스테르, α-나프톨, 및 β-나프톨 등을 들 수 있다. Examples of the phenols include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, o-ethylphenol, m-ethylphenol, p-ethylphenol, o-butylphenol, m-butylphenol and p-butylphenol , 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, 3,4-xylenol, 3,5-xylenol, 2 , 3,5-trimethylphenol, 3,4,5-trimethylphenol, p-phenylphenol, resorcinol, hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, pyrogallol, phloroglycinol, hydroxydiphenyl, bisphenol A, Gallic acid, a gallic acid ester, (alpha)-naphthol, (beta) -naphthol, etc. are mentioned.

또 알데히드류로서는, 예를 들어, 포름알데히드, 푸르푸랄, 벤즈알데히드, 니트로벤즈알데히드, 및 아세트알데히드 등을 들 수 있다. Moreover, as aldehydes, formaldehyde, furfural, benzaldehyde, nitrobenzaldehyde, acetaldehyde, etc. are mentioned, for example.

부가 축합 반응시의 촉매는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 산촉매에서는, 염산, 질산, 황산, 포름산, 옥살산, 및 아세트산 등을 사용할 수 있다. Although the catalyst at the time of addition condensation reaction is not specifically limited, For example, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, formic acid, oxalic acid, acetic acid, etc. can be used for an acid catalyst.

이와 같이 하여 얻어진 노볼락 수지의 질량 평균 분자량 (Mw) 은, 통상적으로 3000 이상 10000 이하, 바람직하게는 6000 이상 9000 이하, 더욱 바람직하게는 7000 이상 8000 이하의 범위내인 것이 바람직하다. 질량 평균 분자량이 3000 미만이면, 고온에서 베이크했을 때에 승화시켜 버리는 경우가 있어, 바람직하지 않다. 또, 질량 평균 분자량이 10000 을 초과하면, 드라이 에칭하기 어려워지는 경향이 있어, 바람직하지 않다. Thus, the mass average molecular weight (Mw) of the novolak resin obtained is normally 3000 or more and 10000 or less, Preferably it is 6000 or more and 9000 or less, More preferably, it is preferable to exist in the range of 7000 or more and 8000 or less. When the mass average molecular weight is less than 3000, it may sublimate when baked at high temperature, which is not preferable. Moreover, when mass average molecular weight exceeds 10000, there exists a tendency for dry etching to become difficult and it is not preferable.

노볼락 수지는, 시판되고 있는 것을 사용할 수도 있고, 시판 수지로서는, 예를 들어, BLC-100 (상품명;토쿄 오우카 공업사 제조) 을 들 수 있다. 특히, 질량 평균 분자량 (Mw) 이 5000 이상 50000 이하, 바람직하게는 8000 이상 30000 이하임과 함께, 분자량 500 이하, 바람직하게는 200 이하의 저핵체의 함유량이, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피법 (GPC 법) 에 있어서 1 질량% 이하, 바람직하게는 0.8 질량% 이하인 노볼락 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 저핵체의 함유량은, 적을수록 바람직하고, 바람직하게는 0 질량% 이다. What is marketed can also be used for novolak resin, As a commercial resin, BLC-100 (brand name; Tokyo Oka Corporation make) is mentioned, for example. In particular, while the mass mean molecular weight (Mw) is 5000 or more and 50000 or less, Preferably it is 8000 or more and 30000 or less, The content of the low-nucleus body of molecular weight 500 or less, Preferably 200 or less, the gel permeation chromatography method (GPC method) It is preferable to use the novolak resin which is 1 mass% or less, Preferably it is 0.8 mass% or less. The content of the low nucleus body is so preferable that it is small, Preferably it is 0 mass%.

노볼락 수지의 Mw 를 50000 이하로 함으로써, 미세한 요철을 갖는 피가공막에 대한 양호한 매립 특성이 우수하고, 한편으로 Mw 를 5000 이상으로 함으로써, 불화 탄소계 가스 등에 대한 에칭 내성이 우수하다. By setting Mw of novolak resin to 50000 or less, it is excellent in the embedding characteristic with respect to the to-be-processed film which has a fine unevenness, On the other hand, by setting Mw to 5000 or more, it is excellent in the etching resistance with respect to a fluorocarbon type gas.

또, 분자량 500 이하의 저핵체의 함유량이 1 질량% 이하임으로써 미세한 요철을 갖는 피가공막에 대한 매립 특성이 양호해진다. 저핵체의 함유량이 저감되어 있음으로써 매립 특성이 양호해지는 이유는 분명하지 않지만, 분산도가 작아지기 때문이라고 추측된다. Moreover, the embedding characteristic with respect to the to-be-processed film which has a fine unevenness | corrugation becomes favorable because content of the low nucleus body of molecular weight 500 or less is 1 mass% or less. The reason why the embedding characteristics are improved by reducing the content of the low nucleus body is not clear.

여기서, 「분자량 500 이하의 저핵체」란, 폴리스티렌을 표준으로서 GPC 법에 의해 분석했을 때에, 분자량 500 이하의 저분자 프랙션으로서 검출되는 것이다. 「분자량 500 이하의 저핵체」에는, 중합되지 않은 모노머나, 중합도가 낮은 것, 예를 들어, 분자량에 따라서도 상이한데, 페놀류 2 분자∼5 분자가 알데히드류와 축합된 것 등이 함유된다. Here, "the low nucleus of molecular weight 500 or less" is detected as a low molecular weight fraction of molecular weight 500 or less when polystyrene is analyzed by GPC method as a standard. The "low nucleus with a molecular weight of 500 or less" includes monomers which are not polymerized and those having a low degree of polymerization, for example, different depending on molecular weight, in which 2 to 5 molecules of phenols are condensed with aldehydes and the like.

분자량 500 이하의 저핵체의 함유량 (질량%) 은, 이 GPC 법에 의한 분석 결과를, 가로축에 프랙션 번호, 세로축에 농도를 잡고 그래프로 하고, 전체 곡선 하면적에 대한, 분자량 500 이하의 저분자 프랙션의 곡선 하면적의 비율 (%) 을 구함으로써 측정된다. The content (mass%) of the low-nucleus content of the molecular weight 500 or less graphs the analysis result by this GPC method, holding the concentration number on the horizontal axis and the concentration on the vertical axis, and graphing the low molecular weight of the molecular weight 500 or less with respect to the total area under the curve. It is measured by obtaining the ratio (%) of the area under the curve of Sean.

하층막 (2) 을 형성하기 위한 바람직한 재료인 아크릴 수지로서는, 포지티브형 레지스트 조성물에 일반적으로 사용되고 있는 것이 사용 가능하고, 예를 들어, 에테르 결합을 갖는 중합성 화합물로부터 유도된 구성 단위와 카르복시기를 갖는 중합성 화합물로부터 유도된 구성 단위를 함유하는 아크릴 수지를 들 수 있다. As an acrylic resin which is a preferable material for forming the underlayer film 2, what is generally used for a positive resist composition can be used, For example, it has a structural unit and carboxyl group derived from the polymeric compound which has an ether bond. And acrylic resins containing structural units derived from polymerizable compounds.

에테르 결합을 갖는 중합성 화합물로서는, 2-메톡시에틸(메트)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 3-메톡시부틸(메트)아크릴레이트, 에틸카르비톨(메트)아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 메톡시폴리프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트, 및 테트라히드로푸르푸릴(메트)아크릴레이트 등의 에테르 결합 및 에스테르 결합을 갖는 (메트)아크릴산 유도체 등을 예시할 수 있다. 이들 화합물은 단독 혹은 2 종 이상 조합시켜 사용할 수 있다.As a polymeric compound which has an ether bond, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, methoxy triethylene glycol (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, ethylcarbitol (meth) acrylate And (meth) acrylic acid derivatives having ether bonds and ester bonds such as phenoxy polyethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolypropylene glycol (meth) acrylate, and tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, and the like. Can be. These compounds can be used individually or in combination of 2 or more types.

카르복시기를 갖는 중합성 화합물로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 및 크로톤산 등의 모노카르복실산;말레산, 푸마르산, 및 이타콘산 등의 디카르복실산;2-메타크릴로일옥시에틸숙신산, 2-메타크릴로일옥시에틸말레산, 2-메타크릴로일옥시에틸프탈산, 및 2-메타크릴로일옥시에틸헥사히드로프탈산 등의 카르복시기 및 에스테르 결합을 갖는 화합물 등을 예시할 수 있고, 바람직하게는 아크릴산 및 메타크릴산이다. 이들 화합물은 단독 혹은 2 종 이상 조합시켜 사용할 수 있다. As a polymeric compound which has a carboxy group, Monocarboxylic acids, such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid; Dicarboxylic acids, such as maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid; 2-methacryloyloxy ethyl succinic acid, 2 Compounds having carboxyl groups and ester bonds such as -methacryloyloxyethyl maleic acid, 2-methacryloyloxyethyl phthalic acid, and 2-methacryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, and the like can be exemplified. Are acrylic acid and methacrylic acid. These compounds can be used individually or in combination of 2 or more types.

또, 하층막 (2) 을 형성하기 위한 바람직한 재료인 가용성 폴리이미드란, 상기 서술한 바와 같은 유기 용제에 의해 액상으로 할 수 있는 폴리이미드이면 된다.Moreover, the soluble polyimide which is a preferable material for forming the underlayer film 2 should just be a polyimide which can be made into a liquid by the above-mentioned organic solvent.

[상층막 형성 공정] [Layer film forming step]

도 1B 는, 본 실시형태에 관한 패턴 형성 방법의 상층막 형성 공정을 나타내는 도면이다. 본 실시형태에 관한 상층막 형성 공정에 있어서는, 상기에서 얻어진 하층막 (2) 상에, 본 발명의 감광성 수지 조성물을 도포하고, 감광성 수지 조성물의 상층막 (3) 을 형성하여, 레지스트막 형성용 적층체를 얻는다. 1B is a diagram illustrating an upper layer film forming step of the pattern forming method according to the present embodiment. In the upper layer film formation process which concerns on this embodiment, the photosensitive resin composition of this invention is apply | coated on the lower layer film 2 obtained above, the upper layer film 3 of the photosensitive resin composition is formed, and it is for resist film formation Obtain a laminate.

하층막 (2) 상에 본 발명의 감광성 수지 조성물을 도포하는 방법으로서는, 특별히 한정되는 것이 아니고, 예를 들어, 스프레이법, 롤 코트법, 및 회전 도포법등을 들 수 있다. As a method of apply | coating the photosensitive resin composition of this invention on the underlayer film 2, it does not specifically limit, For example, a spray method, a roll coat method, a rotation coating method, etc. are mentioned.

본 실시형태의 패턴 형성 방법에 있어서는, 하층막과 상층막이 적층된 2 층 레지스트 시스템에 의해 레지스트 패턴을 형성하기 때문에, 어스펙트비가 높은 패턴을 형성하는 경우라도, 상층막을 박막화할 수 있다. In the pattern formation method of the present embodiment, since the resist pattern is formed by a two-layer resist system in which the lower layer film and the upper layer film are laminated, the upper layer film can be thinned even when a pattern having a high aspect ratio is formed.

또, 일반적으로 상층막을 박막화된 경우에는, 해상성이 향상되는 반면, 라인 에지 러프니스나 홀 패턴의 에지 러프니스 등의 에지 러프니스가 현저해지는 경향이 있다. 그러나, 본 발명의 감광성 수지 조성물로 이루어지는 상층막은, 박막화된 경우라도 바람직한 알칼리 용해성을 발휘하기 때문에, 높은 해상도가 얻어짐과 함께, 에지 러프니스의 발생을 저감시킬 수 있다. In general, when the upper layer film is thinned, resolution is improved, but edge roughness such as line edge roughness and edge roughness of a hole pattern tends to be remarkable. However, since the upper layer film which consists of the photosensitive resin composition of this invention exhibits favorable alkali solubility even when it thins, high resolution is obtained and generation of edge roughness can be reduced.

[제 1 소성 공정] [First Firing Step]

제 1 소성 공정에 있어서는, 상층막 형성 공정에 의해 하층막 (2) 에 형성된 감광성 수지 조성물로 이루어지는 상층막 (3) 을, 소성 또는 반소성하여, 경화막 또는 반경화막을 형성한다. 본 발명에 있어서의 제 1 소성 공정은 임의의 공정이고, 감광성 수지 조성물의 종류 등에 따라, 필요하면 형성하면 된다. In a 1st baking process, the upper layer film 3 which consists of the photosensitive resin composition formed in the lower layer film 2 by the upper layer film formation process is baked or semi-baked, and a cured film or a semi-hardened film is formed. The 1st baking process in this invention is arbitrary processes, and what is necessary is just to form, according to the kind of photosensitive resin composition.

소성 또는 반소성의 조건은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 70℃ 이상 130℃ 이하의 온도 조건하에서, 40 초 이상 180 초 이하의 시간, 바람직하게는 60 초 이상 90 초 이하의 시간, 가열하는 것이 바람직하다. 특히, 화이트 에지의 발생을 방지하기 위해서는 제 1 소성 공정에 있어서의 가열 온도를, 70℃ 이상 90℃ 이하의 정도로 하는 것이 효과적이다. The conditions of baking or semi-baking are not specifically limited. For example, under the temperature conditions of 70 degreeC or more and 130 degrees C or less, it is preferable to heat 40 second or more and 180 second or less, preferably 60 second or more and 90 second or less. In particular, in order to prevent generation of a white edge, it is effective to make the heating temperature in a 1st baking process into the grade of 70 degreeC or more and 90 degrees C or less.

[노광 공정] Exposure process

도 1C 는, 본 실시형태에 관한 패턴 형성 방법의 노광 공정을 나타내는 도면이다. 노광 공정에 있어서는 제 1 소성 공정에 의해 소성 또는 반소성하여 얻어진, 감광성 수지 조성물로 이루어지는 상층막 (3) 에, 포토마스크 (4) 를 개재하여 노광 (화살표로 도시) 을 실시하고, 적어도 일부를 선택적으로 노광역으로 하는 노광막을 얻는다. 1C is a diagram illustrating an exposure step of the pattern forming method according to the present embodiment. In an exposure process, exposure (shown by an arrow) is performed through the photomask 4 to the upper layer film 3 which consists of a photosensitive resin composition obtained by baking or semi-baking by a 1st baking process, and at least one part An exposure film which selectively serves as an exposure area is obtained.

본 발명의 감광성 수지 조성물에 함유되는 산발생제 (B) 는, 노광에 감응하여 산을 발생하고, 발생한 산의 작용을 받은 기재 수지 (A) 는 알칼리 수용액에 대한 용해성이 증가한다. 이 때문에, 노광역과 미노광역 사이에는, 현상액에 대한 용해도의 차이가 발생하고, 다음 공정의 현상 공정에 의해, 노광역은 용해 제거된다. The acid generator (B) contained in the photosensitive resin composition of this invention produces | generates an acid in response to exposure, and the base resin (A) which received the action of the generated acid increases solubility to aqueous alkali solution. For this reason, the difference in solubility with respect to a developing solution arises between an exposure range and an unexposed range, and an exposure range is melt | dissolved and removed by the developing process of the next process.

사용되는 노광 장치는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 노광에 사용하는 광원으로서는, 예를 들어, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저, F2 엑시머 레이저, 전자선, EUV (극자외선), VUV (진공 자외선), X 선, 및 연(軟) X 선 등을 들 수 있다. The exposure apparatus used is not specifically limited. Examples of the light source used for exposure include KrF excimer laser, ArF excimer laser, F 2 excimer laser, electron beam, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), X-ray, soft X-ray, and the like. Can be mentioned.

본 발명의 감광성 수지 조성물로 이루어지는 도포층의 노광에 있어서는, 미세한 레지스트 패턴이 형성된 경우에도, 패턴의 라인 에지 러프니스 및 단면 형상의 직사각형성이 양호하고, 또, 패턴 붕괴 등의 문제를 발생시키지 않는 등, 고도의 미세 가공을 도모할 수 있다는 점에서, 전자선을 바람직하게 사용할 수 있다. In exposure of the coating layer which consists of the photosensitive resin composition of this invention, even when a fine resist pattern is formed, the line edge roughness of the pattern and the rectangularity of the cross-sectional shape are good, and the problem of pattern collapse does not occur. Etc., an electron beam can be used preferably at the point which can aim at high fine processing.

본 발명의 노광 공정에 있어서의 노광 방법은, 광 및/또는 열을, 상층막의 필요 영역에 적용할 수 있는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 포토마스크를 사용한 선택적 조사, 전자선에 의한 묘화 등을 들 수 있다. 또, 노광시에, 종래는 공기나 질소 등의 불활성 가스로 채워져 있는, 렌즈와 피가공막 상의 상층막 사이의 부분을, 공기의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 용매 (액침매체) 로 채운 상태에서 노광 (액침 노광) 을 실시하는, 이른바 액침 노광 (이머전 리소그래피) 을 채용할 수도 있다. The exposure method in the exposure process of this invention will not be specifically limited if light and / or heat can be applied to the required area | region of an upper layer film. For example, selective irradiation using a photomask, drawing by an electron beam, etc. are mentioned. At the time of exposure, the exposure between the lens and the upper layer film on the processing film, which is conventionally filled with an inert gas such as air or nitrogen, is filled with a solvent (liquid immersion medium) having a refractive index greater than that of air. So-called immersion lithography (immersion lithography) for performing (immersion lithography) may also be employed.

본 발명의 노광 공정에 있어서의 노광 조건은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 노광에 사용하는 광원 및 방법에 따라, 노광 영역, 노광 시간, 및 노광 강도 등을 적절히 선택할 수 있다. The exposure conditions in the exposure process of this invention are not specifically limited. According to the light source and method used for exposure, exposure area, exposure time, exposure intensity, etc. can be selected suitably.

[제 2 소성 공정] [2nd baking process]

제 2 소성 공정에 있어서는, 적어도 일부를 노광역으로 한 노광막을, 추가로 소성한다. 본 발명의 패턴 형성 방법에 있어서는 제 2 소성 공정은 임의의 공정이다. In a 2nd baking process, the exposure film which made at least one part exposure area is baked further. In the pattern formation method of this invention, a 2nd baking process is arbitrary processes.

제 2 소성 공정의 소성 조건은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 70℃ 이상 130℃ 이하의 온도 조건하에서, 40 초부터 180 초의 시간, 바람직하게는 60 초부터 90 초의 시간, 가열하는 것이 바람직하다. The baking conditions of a 2nd baking process are not specifically limited. For example, under the temperature conditions of 70 degreeC or more and 130 degrees C or less, it is preferable to heat from 40 second to 180 second, preferably 60 second to 90 second.

[현상 공정] [Developing process]

도 1D 는, 본 실시형태에 관한 패턴 형성 방법의 현상 공정을 나타내는 도면이다. 현상 공정에 있어서는, 노광 공정 및 필요에 따라 제 2 소성 공정을 실시한 노광막의 노광역을, 현상액에 따라 선택적으로 용해시켜, 감광성 수지 조성물로 이루어지는 패턴이 형성된 레지스트막을 얻는다. 1D is a diagram illustrating a developing step of the pattern forming method according to the present embodiment. In a developing process, the exposure area of the exposure film which performed the exposure process and the 2nd baking process as needed is selectively melt | dissolved according to a developing solution, and the resist film in which the pattern which consists of a photosensitive resin composition was formed is obtained.

도 1D 는, 노광 공정의 노광에 감응하여, 노광막의 노광역이 용해된 상태이다. 상층막 (3) 의 노광역이 용해 제거되어 미노광역이 패턴으로서 남는다. 1D is a state in which the exposure area of the exposure film is dissolved in response to the exposure of the exposure step. The exposure area of the upper layer film 3 is removed by dissolution to leave the unexposed area as a pattern.

현상 공정에 있어서 사용되는 알칼리 현상액은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 0.05 질량% 이상 10 질량% 이하, 바람직하게는 0.05 질량% 이상 3 질량% 이하의 테트라메틸암모늄히드록시드 수용액을 사용할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 현상 공정에 의해, 마스크 패턴에 충실한 레지스트 패턴을, 상층막에 형성할 수 있다. The alkali developer used in the developing step is not particularly limited. For example, an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide of 0.05% by mass or more and 10% by mass or less, preferably 0.05% by mass or more and 3% by mass or less can be used. In this embodiment, the resist pattern which is faithful to a mask pattern can be formed in an upper layer film by the image development process.

본 실시형태에 의해 얻어지는 레지스트 패턴의 형상은, 고어스펙트비이며, 패턴 붕괴도 없고, 수직성이 높은 양호한 것이다. The shape of the resist pattern obtained by this embodiment is a good aspect ratio, there is no pattern collapse, and it is a favorable thing with high verticality.

[에칭 공정] [Etching Process]

도 1E 및 도 1F 는, 에칭 공정을 나타내는 도면이다. 에칭 공정에 있어서는, 패턴이 형성된 레지스트막을 갖는 적층체에 대해, 패턴을 마스크로 하여 플라즈마 및/또는 반응성 이온 (화살표로 도시) 을 조사하여 하층막을 에칭에 의해 제거한다. 1E and 1F are diagrams showing an etching step. In the etching step, the laminate having the resist film on which the pattern is formed is irradiated with plasma and / or reactive ions (illustrated by an arrow) using the pattern as a mask to remove the underlayer film by etching.

에칭 공정에 있어서 사용되는 플라즈마 및/또는 반응성 이온의 가스는, 드라이 에칭 분야에서 통상적으로 사용되고 있는 가스이면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 산소, 할로겐, 및 이산화 황 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 얻어지는 패턴의 해상도가 높다는 점, 범용적으로 사용되고 있다는 점에서, 산소를 함유하는 플라즈마 및/또는 반응성 이온을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 산소를 함유하는 플라즈마 및/또는 반응성 이온을 사용하는 경우에는, 기재 수지 (A) 로서 실세스퀴옥산 수지를 선택하면, 높은 내에칭성을 실현할 수 있다. The gas of the plasma and / or reactive ions used in the etching step is not particularly limited as long as it is a gas commonly used in the dry etching field. For example, oxygen, a halogen, sulfur dioxide, etc. are mentioned. Among these, it is preferable to use the plasma containing oxygen and / or reactive ion from the point that the resolution of the pattern obtained is high, and since it is used universally. In the case of using oxygen-containing plasma and / or reactive ions, when the silsesquioxane resin is selected as the base resin (A), high etching resistance can be realized.

에칭 방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 다운플로우 에칭이나 케미컬 드라이 에칭 등의 화학적 에칭;스퍼터 에칭이나 이온빔 에칭 등의 물리적 에칭;RIE (반응성 이온 에칭) 등의 화학적ㆍ물리적 에칭 등의 공지된 방법을 사용할 수 있다. The etching method is not particularly limited. For example, known methods such as chemical etching such as downflow etching and chemical dry etching; physical etching such as sputter etching and ion beam etching; chemical and physical etching such as RIE (reactive ion etching) can be used.

가장 일반적인 드라이에칭으로서는, 평행 평판형 RIE 를 들 수 있다. 이 방법에서는, 먼저, RIE 장치의 챔버에 레지스트 패턴이 형성된 적층체를 넣고 필요한 에칭 가스를 도입한다. 챔버 내에 있어서, 상부 전극과 평행하게 놓여진 레지스트 적층체의 홀더에 고주파 전압을 가하면, 가스가 플라즈마화된다. 플라즈마 중에는, 정ㆍ부의 이온이나 전자 등의 전하 입자, 중성 활성종 등이 에칭종으 로서 존재하고 있다. 이들 에칭종이 하부 유기층에 흡착되면, 화학 반응이 발생하여 반응 생성물이 표면으로부터 이탈되어 외부로 배기되고 에칭이 진행된다. As the most common dry etching, a parallel plate type RIE can be mentioned. In this method, first, a laminate in which a resist pattern is formed is placed in a chamber of an RIE apparatus, and a necessary etching gas is introduced. In the chamber, when a high frequency voltage is applied to the holder of the resist stack placed in parallel with the upper electrode, the gas is plasmaified. In the plasma, charged particles such as positive and negative ions and electrons, neutral active species and the like exist as etching species. When these etch species are adsorbed to the lower organic layer, chemical reactions occur and the reaction product is released from the surface, exhausted to the outside, and etching proceeds.

다음으로 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. Next, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited to this.

<합성예 1> <Synthesis example 1>

HSiO3 /2 유닛 및 RSiO3 /2 유닛을 갖는 실세스퀴옥산 수지는, 다우ㆍ코닝사에 의해, 국제 공개 제05/007747호 팜플렛에 개시된 방법에 따라 조제되었다. 반응은, PEGMEA 용매 중에서 실시되어, 실세스퀴옥산 수지의 함유량이 20 질량% 의 용액을 얻었다 (이하, 「ZL-1001」이라고 한다). HSiO 3/2 silsesquioxane resin having the units and RSiO 3/2 units was prepared by the Dow Corning Corporation, according to the method disclosed in the pamphlet of International Publication No. 05/007747. The reaction was carried out in a PEGMEA solvent to obtain a solution having a content of silsesquioxane resin of 20% by mass (hereinafter, referred to as "ZL-1001").

<실시예 1> <Example 1>

[감광성 수지 조성물의 조제] [Preparation of Photosensitive Resin Composition]

합성예 1 에서 얻어진 수지 (ZL-1001) 100 질량부, 산발생제로서 하기 일반식 (8) 로 나타내는 화합물 (와코 쥰야쿠 공업 (주) 제조, 상품명:WPAG-469) 4.5 질량부, 퀀처로서 7-디에틸아미노-4-메틸쿠마린 0.753 질량부, 유기산으로서 말론산 0.339 질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트:프로필렌글리콜모노메틸에테르 = 8:2 (질량비) 의 혼합 용제에 용해시켜, 고형분 농도가 5 질량% 가 되도록 조제함으로써, 포지티브형의 감광성 수지 조성물 (레지스트 조성물) 을 얻었다. 감광성 수지 조성물의 처방을 표 1 에 나타낸다. As 100 parts by mass of the resin (ZL-1001) obtained in Synthesis Example 1, as a acid generator, 4.5 parts by mass of a compound represented by the following General Formula (8) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., product name: WPAG-469), and a quencher 0.753 parts by mass of 7-diethylamino-4-methylcoumarin and 0.339 parts by mass of malonic acid as an organic acid are dissolved in a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate: propylene glycol monomethyl ether = 8: 2 (mass ratio) to give a solid content concentration. The positive photosensitive resin composition (resist composition) was obtained by preparing so that it may become 5 mass%. Table 1 shows the formulation of the photosensitive resin composition.

[화학식 8][Formula 8]

Figure 112008084284930-pct00008
Figure 112008084284930-pct00008

얻어진 감광성 수지 조성물에 대해, (i) 0℃ 와 (ii) 60℃ 에서 6 시간의 2 종류의 보존을 실시하였다. About the obtained photosensitive resin composition, two types of storage of 6 hours were implemented at (i) 0 degreeC and (ii) 60 degreeC.

[하층막의 형성] [Formation of Underlayer Film]

실리콘 피가공막 상에, 하층막 재료로서 BLC-720 (토쿄 오우카 공업사 제조) 을, 스피너를 사용하여 도포하고, 100℃ 및 180℃ 에서 각 90 초간 소성 처리를 실시함으로써 막두께 210nm 의 하층막을 형성하였다. BLC-720 (manufactured by Tokyo Oka Industries Co., Ltd.) was applied on the silicon processed film as a lower layer film material by using a spinner, and a lower layer film having a film thickness of 210 nm was formed by performing a firing treatment at 100 ° C and 180 ° C for 90 seconds. It was.

[감광성 수지 조성물의 도포] [Application of Photosensitive Resin Composition]

얻어진 하층막 상에, 상기에서 얻어진 감광성 수지 조성물 (i) 또는 (ii) 를, 스피너를 사용하여 도포하고, 85℃ 에서 60 초간 프리베이크 처리를 실시한 후, 건조시킴으로써, 막두께 100nm 의 도포막을 각각 형성하고, 레지스트 패턴 형성용 적층체를 얻었다. On the obtained underlayer film, the photosensitive resin composition (i) or (ii) obtained above was apply | coated using a spinner, and it pre-baked at 85 degreeC for 60 second, and then dried, and the coating film of 100 nm of film thicknesses, respectively, was dried. It formed and the laminated body for resist pattern formation was obtained.

[노광] [Exposure]

이어서, ArF 노광 장치 (Nikon 사 제조, 상품명: NSR-S302A, NA (개구수): 0.60, σ:2/3 윤대 (輪帶)) 에 의해, ArF 엑시머 레이저 (193nm) 를 선택적으로 조사하였다. Next, ArF excimer laser (193 nm) was selectively irradiated with ArF exposure apparatus (The Nikon company make, brand name: NSR-S302A, NA (number of openings): 0.60, (sigma): 2/3 ring zone).

[현상] [phenomenon]

조사 후, 95℃ 에서 60 초간 포스트엑시포저 베이크 (PEB) 처리하고, 추가로, 23℃ 에서 알칼리 현상액 (2.38 몰% 테트라메틸암모늄히드록시드 수용액) 으로 30 초간 현상 처리하였다. 추가로, 100℃ 에서 60 초간 포스트베이크함으로써, 레지스트 패턴을 얻었다. 얻어진 레지스트 패턴은, 110nm 의 수직인 라인 앤드 스페이스 (L&S) 패턴이었다. After irradiation, the post-exciposor bake (PEB) treatment was carried out at 95 ° C. for 60 seconds, and further development was carried out at 23 ° C. for 30 seconds with an alkaline developer (2.38 mol% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution). Furthermore, the resist pattern was obtained by post-baking at 100 degreeC for 60 second. The obtained resist pattern was a 110 nm vertical line-and-space (L & S) pattern.

[평가] [evaluation]

〔시간 경과에 따른 감도〕 [Sensitivity over time]

시간 경과에 따른 감도를 평가할 때에는 0℃ 에서 보존된 감광성 수지 조성물 (i) 과 60℃ 에서 6 시간 보존된 감광성 수지 조성물 (ii) 의 각각에 대해, 노광량별로 선폭을 플롯하고, 설계 치수가 되는 감도 (EOP) 에 상당하는 노광량의 비 ((ii)/(i)) 를 구하였다. 평가 결과를 표 1 에 나타낸다. When evaluating the sensitivity over time, the line widths are plotted for each exposure amount for each of the photosensitive resin composition (i) stored at 0 ° C. and the photosensitive resin composition (ii) stored at 60 ° C. for 6 hours, and the sensitivity becomes a design dimension. The ratio ((ii) / (i)) of the exposure amount corresponding to (EOP) was obtained. The evaluation results are shown in Table 1.

〔분자량 변화, 시간 경과에 따른 이물질〕 [Molecular weight change, foreign matter over time]

분자량 변화 및 시간 경과에 따른 이물질을 평가할 때에는 상기에서 얻어진 감광성 수지 조성물을, 40℃ 에서 1 개월간 보존하고, 보존 후의 조성물의 분자량 변화 및 시간 경과에 따른 이물질에 대해, 각각 평가를 실시하였다. 분자량 변화는, -20℃ 에서 보존된 레지스트 조성물의 분자량을 기준치 (100%) 로서 환산하였다. 또, 시간 경과에 따른 이물질은, 레지스트 조성물 1㎖ 에 있어서의 0.2㎛ 이상의 이물질의 개수를 측정하였다. 평가 결과를 표 1 에 나타낸다. When evaluating a molecular weight change and the foreign matter over time, the photosensitive resin composition obtained above was preserve | saved at 40 degreeC for 1 month, and the molecular weight change of the composition after storage, and the foreign material with time progress were evaluated, respectively. Molecular weight change converted the molecular weight of the resist composition preserve | saved at -20 degreeC as a reference value (100%). In addition, the foreign matter over time measured the number of foreign substances of 0.2 micrometer or more in 1 ml of resist compositions. The evaluation results are shown in Table 1.

실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 수지Suzy 합성예 1
100 질량부
Synthesis Example 1
100 parts by mass
합성예 1
100 질량부
Synthesis Example 1
100 parts by mass
합성예 1
100 질량부
Synthesis Example 1
100 parts by mass
합성예 1
100 질량부
Synthesis Example 1
100 parts by mass
산발생제Acid generator WPAG-469
4.5 질량부
WPAG-469
4.5 parts by mass
WPAG-469
4.5 질량부
WPAG-469
4.5 parts by mass
WPAG-469
4.5 질량부
WPAG-469
4.5 parts by mass
WPAG-469
4.5 질량부
WPAG-469
4.5 parts by mass

퀀처

Quencher
7-디에틸아미노-4-
메틸쿠마린
0.753 질량부
7-diethylamino-4-
Methylcoumarin
0.753 parts by mass
트리이소프로판올아민
0.6225 질량부
Triisopropanolamine
0.6225 parts by mass
7-디에틸아미노-4-메틸쿠마린
0.2 질량부
7-diethylamino-4-methylcoumarin
0.2 parts by mass
7-디에틸아미노-4-메틸쿠마린
0.2 질량부
7-diethylamino-4-methylcoumarin
0.2 parts by mass
TPS-OH
1.5 질량부
TPS-OH
1.5 parts by mass
TPS-OH
1.5 질량부
TPS-OH
1.5 parts by mass
유기산Organic acid 말론산
0.339 질량부
Malonic acid
0.339 parts by mass
말론산
0.339 질량부
Malonic acid
0.339 parts by mass
살리실산
0.36 질량부
Salicylic acid
0.36 parts by mass
--
용매menstruum 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트:프로필렌글리콜모노메틸에테르=8:2Propylene glycol monomethyl ether acetate: Propylene glycol monomethyl ether = 8: 2 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트:프로필렌글리콜모노메틸에테르=8:2Propylene glycol monomethyl ether acetate: Propylene glycol monomethyl ether = 8: 2 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트: 프로필렌글리콜모노메틸에테르=8:2Propylene glycol monomethyl ether acetate: Propylene glycol monomethyl ether = 8: 2 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트: 프로필렌글리콜모노메틸에테르=8:2Propylene glycol monomethyl ether acetate: Propylene glycol monomethyl ether = 8: 2 시간 경과에 따른 감도Sensitivity Over Time 101.46%101.46% 81.35%81.35% 100.13%100.13% 100.76%100.76% 분자량 변화Molecular weight change 100%100% 140%140% -- -- 시간 경과에 따른 이물질 (개) Foreign object over time () 2.32.3 다수 (측정 불능)Multiple (Unmeasurable) -- --

<비교예 1> <Comparative Example 1>

[감광성 수지 조성물의 조제] [Preparation of Photosensitive Resin Composition]

실시예 1 에 있어서, 퀀처로서의 7-디에틸아미노-4-메틸쿠마린 대신에, 트리이소프로판올아민 0.6225 질량부를 사용하여, 포지티브형의 감광성 수지 조성물을 얻었다. 감광성 수지 조성물의 처방을 표 1 에 나타낸다. In Example 1, instead of 7-diethylamino-4-methylcoumarin as a quencher, 0.6225 parts by mass of triisopropanolamine was used to obtain a positive photosensitive resin composition. Table 1 shows the formulation of the photosensitive resin composition.

얻어진 감광성 수지 조성물을 사용하여, 실시예 1 과 동일한 조작에 의해 레지스트 패턴 형성용 적층체를 얻은 후, 노광 처리, 현상 처리를 실시하여, 레지스트 패턴을 얻었다. 또, 얻어진 감광성 수지 조성물을 사용하여, 실시예 1 과 동일하게, 시간 경과에 따른 감도, 분자량 변화, 시간 경과에 따른 이물질의 평가를 실시하였다. 평가 결과를 표 1 에 나타낸다. After obtaining the laminated body for resist pattern formation by the operation similar to Example 1 using the obtained photosensitive resin composition, exposure process and image development were performed and the resist pattern was obtained. Moreover, using the obtained photosensitive resin composition, the sensitivity, the molecular weight change, and the foreign material with time progress were evaluated similarly to Example 1. The evaluation results are shown in Table 1.

표 1 에 나타난 바와 같이, 비교예 1 의 감광성 수지 조성물로부터 얻어진 레지스트 패턴은, 시간 경과에 따라 감도가 빨라져 있었다. 또, 분자량은 대폭 증대되어 있고, 또한 이물질도 측정 불능일 정도로 다수 존재하고 있었다. 이에 대하여 실시예 1 의 감광성 수지 조성물은, 시간 경과에 따라서도 안정적인 감도를 나타냄과 함께, 분자량의 변화도 없고, 이물질도 거의 존재하고 있지 않았다. As shown in Table 1, the sensitivity of the resist pattern obtained from the photosensitive resin composition of the comparative example 1 increased with time. Moreover, the molecular weight greatly increased, and many foreign substances existed so that measurement was impossible. On the other hand, while the photosensitive resin composition of Example 1 showed stable sensitivity also with time, there was no change of molecular weight and there existed almost no foreign substance.

<실시예 2> <Example 2>

[감광성 수지 조성물의 조제] [Preparation of Photosensitive Resin Composition]

합성예 1 에서 얻어진 수지 (ZL-1001) 100 질량부, 산발생제로서 WPAG-469 (와코 쥰야쿠 공업 (주) 제조) 4.5 질량부, 퀀처로서 7-디에틸아미노-4-메틸쿠마린 0.2 질량부와 하기 일반식 (9) 로 나타내는 화합물식 (TPS-OH) 1.5 질량부, 유기산으로서 살리실산 0.36 질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트:프로필렌글리콜모노메틸에테르 = 8:2 (질량비) 의 혼합 용제에 용해시켜, 고형분 농도가 5 질량% 가 되도록 조제함으로써, 포지티브형의 감광성 수지 조성물을 얻었다. 감광성 수지 조성물의 처방을 표 1 에 나타낸다. 100 parts by mass of the resin (ZL-1001) obtained in Synthesis Example 1, 4.5 parts by mass of WPAG-469 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as an acid generator, and 0.2 mass of 7-diethylamino-4-methylcoumarin as a quencher 1.5 mass parts of compound formula (TPS-OH) represented by the following general formula (9), and 0.36 mass parts of salicylic acid as an organic acid, The mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate: propylene glycol monomethyl ether = 8: 2 (mass ratio) It melt | dissolved in and prepared so that solid content concentration might be 5 mass%, and the positive photosensitive resin composition was obtained. Table 1 shows the formulation of the photosensitive resin composition.

[화학식 9][Formula 9]

Figure 112008084284930-pct00009
Figure 112008084284930-pct00009

<실시예 3> <Example 3>

[감광성 수지 조성물의 조제] [Preparation of Photosensitive Resin Composition]

합성예 1 에서 얻어진 수지 (ZL-1001) 100 질량부, 산발생제로서 WPAG-469 (와코 쥰야쿠 공업 (주) 제조) 4.5 질량부, 퀀처로서 7-디에틸아미노-4-메틸쿠마린 0.2 질량부와 TPS-OH 1.5 질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트:프로필렌글리콜모노메틸에테르 = 8:2 (질량비) 의 혼합 용제에 용해시켜, 고형분 농도가 5 질량% 가 되도록 조제하여, 포지티브형의 감광성 수지 조성물을 얻었다. 감광성 수지 조성물의 처방을 표 1 에 나타낸다. 100 parts by mass of the resin (ZL-1001) obtained in Synthesis Example 1, 4.5 parts by mass of WPAG-469 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as an acid generator, and 0.2 mass of 7-diethylamino-4-methylcoumarin as a quencher Part and 1.5 parts by mass of TPS-OH are dissolved in a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate: propylene glycol monomethyl ether = 8: 2 (mass ratio) to prepare a solid content concentration of 5% by mass, and a positive photosensitive property. The resin composition was obtained. Table 1 shows the formulation of the photosensitive resin composition.

실시예 2 및 3 에서 얻어진 감광성 수지 조성물을 사용하여, 실시예 1 과 동일한 조작에 의해 레지스트 패턴 형성용 적층체를 얻은 후, 노광 처리, 현상 처리를 실시하여, 레지스트 패턴을 얻었다. 또, 얻어진 감광성 수지 조성물을 사용하여, 실시예 1 과 동일하게, 시간 경과에 따른 감도의 평가를 실시하였다. 평가 결과를 표 1 에 나타낸다. Using the photosensitive resin composition obtained in Examples 2 and 3, after obtaining the laminated body for resist pattern formation by the same operation as Example 1, exposure process and image development were performed and the resist pattern was obtained. Moreover, using the obtained photosensitive resin composition, the sensitivity over time was evaluated similarly to Example 1. The evaluation results are shown in Table 1.

<실시예 4> <Example 4>

[감광성 수지 조성물의 조제] [Preparation of Photosensitive Resin Composition]

합성예 1 에서 얻어진 수지 ZL-1001 을 100 질량부, WPAG-469 (와코 쥰야쿠 공업 (주) 제조) 3 질량부, 퀀처로서 7-디에틸아미노-4-메틸쿠마린 수지 0.2 질량부와 TPS-OH 1 질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트:프로필렌글리콜모노메틸에테르 = 8:2 (질량비) 의 혼합 용제에 용해시켜, 고형분 농도가 5 질량% 가 되도록 조제함으로써, 포지티브형의 감광성 수지 조성물을 얻었다. 100 parts by mass of the resin ZL-1001 obtained in Synthesis Example 1, 3 parts by mass of WPAG-469 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 0.2 part by mass of 7-diethylamino-4-methylcoumarin resin and TPS- as a quencher. Positive type photosensitive resin composition was obtained by dissolving 1 mass part of OH in the mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate: propylene glycol monomethyl ether = 8: 2 (mass ratio), and preparing so that solid content concentration might be 5 mass%. .

[액침 노광 평가] [Immersion exposure evaluation]

얻어진 감광성 수지 조성물에 대해, 액침 노광의 평가를 실시하였다. 평가할 때에는, 먼저, 실리콘 피가공막 상에, 하층막 재료로서 BLC-720 (토쿄 오우카 공업사 제조) 을, 스피너를 사용하여 도포하고, 250℃ 에서 90 초간 소성 처리를 실시함으로써 막두께 250nm 의 하층막을 형성하였다. About the obtained photosensitive resin composition, liquid immersion exposure was evaluated. When evaluating, first, a BLC-720 (manufactured by Tokyo Oka Industries Co., Ltd.) was applied on a silicon processed film as a lower layer film material by using a spinner, and the lower layer film having a film thickness of 250 nm was subjected to baking treatment at 250 ° C. for 90 seconds. Formed.

이어서, 얻어진 하층막 상에, 상기에서 얻어진 감광성 수지 조성물을, 스피너를 사용하여 도포하고, 85℃ 및 95℃ 에서 각 90 초간 프리베이크 처리를 실시한 후, 건조시킴으로써, 막두께 60nm 의 도포막을 형성하여, 레지스트 패턴 형성용 적층체를 얻었다. Subsequently, on the obtained underlayer film, the photosensitive resin composition obtained above was apply | coated using a spinner, the prebaking process was performed for 90 second at 85 degreeC and 95 degreeC, and it is then dried to form a coating film with a film thickness of 60 nm. And the laminated body for resist pattern formation were obtained.

다음으로 다이킨 공업사 제조, 상품명:데무나무 S-20 과, 아사히 글라스사 제조, 상품명:사이톱 (고리형 퍼플루오로알킬폴리에테르) 을, 혼합 중량비 = 1:5 가 되도록 혼합한 고리형 퍼플루오로알킬폴리에테르를 함유하는 불소계 수지를 준비하고, 이 불소계 수지를 퍼플루오로트리부틸아민에 용해시켜, 수지 농도를 2.5 질량% 로 한 보호막 재료를 조제하였다. Next, cyclic purple which Daikin Kogyo Co., Ltd. make, brand name: Demumu S-20, Asahi Glass Co., Ltd. make, brand name: Cytop (ring-type perfluoroalkyl polyether) were mixed so that mixing weight ratio = 1: 5. A fluororesin containing fluoroalkyl polyether was prepared, and the fluororesin was dissolved in perfluorotributylamine to prepare a protective film material having a resin concentration of 2.5% by mass.

상기에서 얻어진 레지스트 패턴 형성용 적층체 상에, 조제된 보호막 재료를 회전 도포하고, 85℃ 에서 60 초간 가열하여, 막두께 32nm 의 보호막을 형성하였다.On the obtained resist pattern formation laminated body, the prepared protective film material was apply | coated rotationally, and it heated at 85 degreeC for 60 second, and formed the protective film of film thickness 32nm.

계속해서, 침지 노광으로서 2 광속 간섭 노광기 LEIES193-1 (Nikon 사 제조) 을 사용하여, 프리즘과 물과 193nm 의 2 개의 광속 간섭에 의한 액침 2 광속 간섭 노광을 실시하였다. Subsequently, the liquid immersion two-beam interference exposure by the prism, water, and two-beam interference of 193 nm was performed using two-beam interference exposure machine LEIES193-1 (made by Nikon) as immersion exposure.

침지 노광 처리 후, 120℃, 90 초간의 조건으로 PEB 처리하고, 추가로, 23℃ 에서 2.38 질량% 의 테트라메틸암모늄히드록시드 수용액에 의해, 30 초간 패들 현상을 실시하였다. 그 후, 30 초간, 순수를 사용하여 물 린스하고, 물기를 털어서 건조시킴으로써 라인 앤드 스페이스 (1:1) 의 레지스트 패턴 (이하, L/S 패턴이라고 한다) 을 형성하였다. After the immersion lithography treatment, PEB treatment was carried out under the conditions of 120 ° C and 90 seconds, and paddle development was performed for 30 seconds with a 2.38% by mass aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide at 23 ° C. Thereafter, water was rinsed using pure water for 30 seconds, followed by drying with water to form a resist pattern (hereinafter referred to as L / S pattern) of the line and space (1: 1).

이와 같이 하여 얻어진 L/S 패턴을 전자 현미경 (SEM) 에 의해 관찰한 결과, 55nm 의 라인 앤드 스페이스가, 1:1 이 되는 레지스트 패턴이 확인되었다. 또, 레지스트 패턴의 형상은, 라인의 굴곡이 없고, 패턴 측벽 등의 러프니스도 적은 것이었다. As a result of observing the L / S pattern obtained by an electron microscope (SEM), a resist pattern in which 55 nm line and space became 1: 1 was confirmed. Moreover, the shape of the resist pattern did not have the curvature of a line, and also had few roughness, such as a pattern side wall.

Claims (15)

산의 작용에 의해 알칼리 수용액에 대한 용해성이 증가하는 기재 수지 (A) 와, 전자파에 감응하여 산을 발생하는 산발생제 (B) 와, 상기 산을 포집하는 퀀처 (quencher) (C) 를 함유하는 감광성 수지 조성물로서, It contains base resin (A) which increases the solubility in aqueous alkali solution by the action of acid, an acid generator (B) which generates an acid in response to electromagnetic waves, and a quencher (C) which collects the acid. As a photosensitive resin composition to say, 상기 기재 수지 (A) 는 규소 함유 고분자 화합물을 함유하고, The base resin (A) contains a silicon-containing polymer compound, 상기 퀀처 (C) 는 쿠마린 골격을 갖는 염기성 화합물을 함유하고,The quencher (C) contains a basic compound having a coumarin skeleton, 유기산 (D) 을 상기 기재 수지 (A) 100 질량부에 대해 0.01 질량부 이상 5 질량부 이하 함유하는 것인 감광성 수지 조성물. The photosensitive resin composition containing organic acid (D) containing 0.01 mass part or more and 5 mass parts or less with respect to 100 mass parts of said base resins (A). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 쿠마린 골격을 갖는 염기성 화합물은 하기 일반식 (1) 로 나타내는 감광성 수지 조성물. The basic compound which has the said coumarin skeleton is a photosensitive resin composition represented by following General formula (1). [화학식 1] [Formula 1]
Figure 112008084284930-pct00010
Figure 112008084284930-pct00010
(식 중, (Wherein, R1, R2, 및 R3 은 각각 독립적으로 탄소수가 1∼5 인 알킬기를 나타낸다.) R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)
제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 쿠마린 골격을 갖는 염기성 화합물은, R1, R2, 및 R3 이 모두 메틸기인 감광성 수지 조성물. The basic compound which has the said coumarin skeleton is a photosensitive resin composition whose R <1> , R <2> and R <3> are all methyl groups. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 쿠마린 골격을 갖는 염기성 화합물은, R1 이 메틸기, R2 및 R3 이 에틸기인 감광성 수지 조성물. The basic compound which has the said coumarin skeleton is a photosensitive resin composition whose R <1> is a methyl group, R <2> and R <3> are ethyl groups. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기재 수지 (A) 는 HSiO3/2 단위와, RSiO3/2 단위를 함유하는 실세스퀴옥산 수지를 함유하는 것으로서, R 은 하기 일반식 (2) 로 나타내는 산해리성을 갖는 기인 감광성 수지 조성물. The base resin (A) contains HSiO 3/2 units and silsesquioxane resins containing RSiO 3/2 units, and R is a photosensitive resin composition which is a group having acid dissociation properties represented by the following General Formula (2). . [화학식 2][Formula 2]
Figure 112008084624220-pct00011
Figure 112008084624220-pct00011
(식 중, (Wherein, R4 는 각각 독립적으로 연결기이며, R 4 are each independently a linking group, R5 는 제 2 의 연결기이며, R 5 is the second connector, L 은 탄소수가 1 내지 10 인 직사슬형 또는 분기형의 알킬렌기, 탄소수가 2 내지 20 인 플루오로알킬렌기, 치환 또는 비치환 아릴렌기, 치환 또는 비치환 시클로알킬렌기, 및, 치환 또는 비치환 알크아릴렌기로 이루어지는 군에서 선택되는 것이며, L is a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, a fluoroalkylene group having 2 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylene group, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group, and a substituted or unsubstituted group. It is selected from the group which consists of an alxarylene group, R6 은 수소 원자, 또는, 직사슬형 또는 분기형의 알킬기 또는 플루오로알킬기이며, R 6 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group or a fluoroalkyl group, R7 은 알킬기 또는 플루오로알킬기이며, R 7 is an alkyl group or a fluoroalkyl group, Z 는 산에 의해 해리되는 기이며, Z is a group dissociated by acid, g 는 0 또는 1 의 정수를 나타내고, g represents an integer of 0 or 1, h 는 0 또는 1 의 정수를 나타내고, h represents an integer of 0 or 1, k 는 0 또는 1 의 정수를 나타낸다.) k represents an integer of 0 or 1.)
제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 산발생제 (B) 의 함유량은 상기 기재 수지 (A) 100 질량부에 대해 0.5 질량부 이상 30 질량부 이하인 감광성 수지 조성물. Content of the said acid generator (B) is 0.5 mass part or more and 30 mass parts or less with respect to 100 mass parts of said base resins (A). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 퀀처 (C) 의 함유량은 상기 기재 수지 (A) 100 질량부에 대해 0.01 질량부 이상 5 질량부 이하인 감광성 수지 조성물. Content of the said quencher (C) is 0.01 mass part or more and 5 mass parts or less with respect to 100 mass parts of said base resins (A). 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 감광성 수지 조성물은 레지스트용 조성물인 감광성 수지 조성물. The said photosensitive resin composition is a photosensitive resin composition which is a composition for resists. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 감광성 수지 조성물은 2 층 레지스트 시스템의 상층 레지스트용 조성물인 감광성 수지 조성물. The said photosensitive resin composition is a photosensitive resin composition which is a composition for upper layer resists of a two-layer resist system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 감광성 수지 조성물은 하층을 유기계 고분자막으로 하는 2 층 레지스트 시스템의 상층 레지스트용 조성물인 감광성 수지 조성물. The said photosensitive resin composition is a photosensitive resin composition which is a composition for upper layer resists of the two-layer resist system which makes a lower layer into an organic type polymer film. 리소그래피에 의해 피가공막 상에 패턴을 형성하는 방법으로서, As a method of forming a pattern on a film to be processed by lithography, 피가공막 상에 하층막을 형성하는 하층막 형성 공정과, An underlayer film forming step of forming an underlayer film on the workpiece film; 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 감광성 수지 조성물을 상기 하층막 상에 도포하여 상층막을 얻는 상층막 형성 공정과, An upper layer film forming step of applying the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 7 on the lower layer film to obtain an upper layer film, 상기 상층막에 노광을 실시하여, 적어도 일부를 노광역으로 하는 노광막을 얻는 노광 공정과, An exposure step of exposing the upper layer film to obtain an exposure film having at least part of the exposure area; 상기 노광막을 현상액에 의해 처리하고, 상기 상층막의 노광역을 선택적으로 용해시켜, 상기 감광성 수지 조성물로 이루어지는 패턴이 형성된 레지스트막을 얻는 현상 공정을 함유하는 패턴 형성 방법. And a developing step of treating the exposure film with a developing solution to selectively dissolve the exposure area of the upper layer film to obtain a resist film having a pattern formed of the photosensitive resin composition. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 하층막은 유기계 고분자막인 패턴 형성 방법. The underlayer film is an organic polymer film pattern forming method. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 현상 공정 후에, 상기 레지스트막을 마스크로 하여 플라즈마 및/또는 반응성 이온에 의해 상기 하층막을 에칭하는 에칭 공정을 함유하는 패턴 형성 방법.And a etching step of etching the underlayer film by plasma and / or reactive ions using the resist film as a mask after the developing step. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 플라즈마 및/또는 반응성 이온은 산소를 함유하는 것인 패턴 형성 방법. Wherein said plasma and / or reactive ions contain oxygen.
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