KR20210082099A - Organically modified metal oxide nanoparticles, organically modified metal oxide nanoparticles-containing solution, organically modified metal oxide nanoparticles-containing resist composition, and resist pattern forming method - Google Patents

Organically modified metal oxide nanoparticles, organically modified metal oxide nanoparticles-containing solution, organically modified metal oxide nanoparticles-containing resist composition, and resist pattern forming method Download PDF

Info

Publication number
KR20210082099A
KR20210082099A KR1020200181362A KR20200181362A KR20210082099A KR 20210082099 A KR20210082099 A KR 20210082099A KR 1020200181362 A KR1020200181362 A KR 1020200181362A KR 20200181362 A KR20200181362 A KR 20200181362A KR 20210082099 A KR20210082099 A KR 20210082099A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
metal oxide
oxide nanoparticles
modified metal
organic
Prior art date
Application number
KR1020200181362A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
기와무 스에
쇼 가타오카
유스케 요시고에
다카토시 이나리
마사토시 아라이
다카야 마에하시
요시타카 고무로
다이스케 가와나
Original Assignee
고쿠리츠켄큐카이하츠호진 상교기쥬츠 소고켄큐쇼
도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고쿠리츠켄큐카이하츠호진 상교기쥬츠 소고켄큐쇼, 도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤 filed Critical 고쿠리츠켄큐카이하츠호진 상교기쥬츠 소고켄큐쇼
Publication of KR20210082099A publication Critical patent/KR20210082099A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0042Photosensitive materials with inorganic or organometallic light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. inorganic resists
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

The present invention relates to organic-modified metal oxide nanoparticles comprising: two or more cores including a plurality of metal atoms and a plurality of oxygen atoms covalently bonded to the plurality of metal atoms; a first modifying group (A1), which is a ligand selected from a group consisting of carboxylate, sulfonic acid, and phosphonic acid, and coordinated to the cores; and a second modifying group (A2) that is coordinated to the cores and at least one selected from a group consisting of the ligand having a structure different from that of the first modifying group (A1) and an inorganic negative ion, wherein the cores have a structure in which at least the first modifying group (A1) is cross-linked by coordination bonds.

Description

유기 수식 금속 산화물 나노 입자, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 용액, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 레지스트 조성물 및 레지스트 패턴 형성 방법{ORGANICALLY MODIFIED METAL OXIDE NANOPARTICLES, ORGANICALLY MODIFIED METAL OXIDE NANOPARTICLES-CONTAINING SOLUTION, ORGANICALLY MODIFIED METAL OXIDE NANOPARTICLES-CONTAINING RESIST COMPOSITION, AND RESIST PATTERN FORMING METHOD}Organic-modified metal oxide nanoparticles, organic-modified metal oxide nanoparticles-containing solution, organic-modified metal oxide nanoparticles-containing resist composition and resist pattern formation method NANOPARTICLES-CONTAINING RESIST COMPOSITION, AND RESIST PATTERN FORMING METHOD}

본 발명은, 반도체 제조 프로세스 등에서 사용되는 포토레지스트 재료에 사용할 수 있는 유기 수식 금속 산화물 나노 입자, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 용액, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 레지스트 조성물 및 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to organically modified metal oxide nanoparticles, a solution containing organically modified metal oxide nanoparticles, a resist composition containing organically modified metal oxide nanoparticles, and a pattern formation method that can be used in photoresist materials used in semiconductor manufacturing processes and the like.

본원은, 2019년 12월 24일에 일본에서 출원된, 일본 특허출원 2019-233068호, 및 2020년 12월 15일에 일본에서 출원된, 일본 특허출원 2020-207558에 기초하여 우선권 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.This application claims priority on the basis of Japanese Patent Application No. 2019-233068, filed in Japan on December 24, 2019, and Japanese Patent Application 2020-207558, filed in Japan on December 15, 2020, The content is cited here.

최근, 반도체의 회로 패턴의 세선화가 진행되어, 극단 자외광 (EUV 광) 을 이용한 리소그래피의 연구 개발이 가속되고 있다. 패턴의 세선화에 수반하여, 패턴 형성에 사용하는 레지스트막이 얇아진다. 이 때문에, 에칭시의 내성을 구비하는 레지스트 재료가 요구되고 있다. 그 후보로서, 금속 산화물 등의 무기물과 유기물의 복합 재료가 검토되고 있다.In recent years, thinning of circuit patterns of semiconductors has progressed, and research and development of lithography using extreme ultraviolet light (EUV light) has been accelerated. With the thinning of the pattern, the resist film used for pattern formation becomes thin. For this reason, the resist material provided with the tolerance at the time of etching is calculated|required. As a candidate, a composite material of an inorganic substance such as a metal oxide and an organic substance is being studied.

예를 들어, 메타크릴산 등의 불포화 카르복실산으로 유기 수식된 지르코늄이나 하프늄 등의 금속의 산화물의 나노 입자를 네거티브형 레지스트 재료에 사용하는 방법이 제안되어 있다 (특허문헌 1 및 특허문헌 2). 이 금속 산화물의 나노 입자는 금속 산화물을 코어에 가지기 때문에, 이 금속 산화물의 나노 입자를 포함하는 레지스트 재료는, 유기물의 레지스트 재료와 비교하여 에칭시의 내성이 높다. 또한, 이 금속 산화물의 나노 입자의 구조의 대칭성이 높기 때문에, 이 금속 산화물의 나노 입자를 포함하는 레지스트 재료의 현상시에, 금속 산화물의 나노 입자가 웨이퍼 상에 불용해물로서 잔존할 가능성이 낮다.For example, a method has been proposed in which nanoparticles of an oxide of a metal such as zirconium or hafnium organically modified with an unsaturated carboxylic acid such as methacrylic acid are used as a negative resist material (Patent Document 1 and Patent Document 2) . Since this metal oxide nanoparticle has a metal oxide in the core, the resist material containing this metal oxide nanoparticle has high resistance at the time of etching compared with organic resist material. In addition, since the structure of the metal oxide nanoparticles has high symmetry, there is a low possibility that the metal oxide nanoparticles remain as insolubles on the wafer during development of a resist material containing the metal oxide nanoparticles.

또, 지르코늄이나 하프늄 등의 금속과 메타크릴산 등의 카르복실산으로 대표되는 유기물의 착물 (단핵 착물이나 염) 을 레지스트 재료에 사용하는 방법도 제안되어 있다 (특허문헌 3 내지 특허문헌 5). 이 레지스트 재료는, 착물 자체의 사이즈가 작기 때문에, 나노 입자 코어를 포함하는 레지스트 재료와 비교하여 세선화에 적합하다. 그러나, 이 레지스트 재료는, 나노 입자를 코어로 한 레지스트 재료와 비교하여, 형성한 막 중의 유기물의 비율이 높아지기 때문에, 에칭시의 내성이 낮다. 또한, 이 착물의 구조 대칭성이 낮기 때문에, 이 착물을 포함하는 레지스트 재료의 현상시에, 착물이 웨이퍼 상에 불용해물로서 잔존할 가능성이 높다.Also, a method has been proposed in which a complex (mononuclear complex or salt) of a metal such as zirconium or hafnium and an organic material represented by carboxylic acid such as methacrylic acid is used as a resist material (Patent Documents 3 to 5). Since this resist material has a small size of the complex itself, it is suitable for thinning compared to a resist material including a nanoparticle core. However, compared with a resist material having nanoparticles as a core, this resist material has a higher proportion of organic matter in the formed film, and therefore has low etching resistance. Further, since the structural symmetry of the complex is low, there is a high possibility that the complex remains as an insoluble material on the wafer during development of a resist material containing the complex.

일본 공개특허공보 2017-173537호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2017-173537 일본 공개특허공보 2015-157807호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2015-157807 일본 공개특허공보 2015-108781호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2015-108781 일본 공개특허공보 2012-185484호Japanese Patent Laid-Open No. 2012-185484 일본 공개특허공보 2001-72716호Japanese Patent Laid-Open No. 2001-72716

상기에 입각하면, 코어 직경을 최대한 작게 제어한 유기 수식 금속 산화물 나노 입자의 합성이, 세선 패턴을 형성하는 레지스트 재료의 개발에 중요해진다. 그러나, 레지스트 재료의 EUV 노광시의 반응 기구에 대해서는, 불포화 카르복실산을 사용하였을 때에 탈탄산이 진행되고 있음은 알게 되었지만 상세한 기구나 해상도나 감도를 결정하는 노광 조작에 있어서의 중요한 인자가 반드시 밝혀져 있지는 않아, 레지스트 재료에 의한 해상도와 감도의 제어법의 확립이 요구되고 있다.Based on the above, the synthesis of organically modified metal oxide nanoparticles with the core diameter controlled as small as possible becomes important for the development of a resist material for forming a thin wire pattern. However, regarding the reaction mechanism during EUV exposure of the resist material, it has been found that decarboxylation proceeds when unsaturated carboxylic acid is used. However, the detailed mechanism and important factors in the exposure operation that determine the resolution and sensitivity are always clarified. However, there is a demand for establishing a method for controlling resolution and sensitivity using a resist material.

감도나 해상도의 조정은, 레지스트액이나 현상액의 용매나 첨가제의 최적화에 의해 실시되는 경우가 많다. 그러나, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 자체의 구조 제어, 보다 구체적으로는, 코어가 되는 금속 산화물을 구성하는 원소나 구조에 더하여, 구조가 상이한 복수의 수식기에 의한 수식과 그 조성 제어에 의해, 레지스트 재료의 감도와 해상도의 조정을 달성할 수 있으면, 보다 다각적인 레지스트 재료의 조정 방법의 검토가 가능해진다.Adjustment of sensitivity and resolution is often performed by optimizing the solvent and additive of a resist solution or a developing solution. However, by controlling the structure of the organically modified metal oxide nanoparticles themselves, more specifically, by modifying with a plurality of modifying groups having different structures in addition to the elements and structures constituting the metal oxide as the core and controlling the composition thereof, the resist If it is possible to achieve adjustment of the sensitivity and resolution of the material, it becomes possible to examine more various methods of adjusting the resist material.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 간이한 방법으로 제조할 수 있고, 레지스트 재료의 해상도나 감도를 높일 수 있는 유기 수식 금속 산화물 나노 입자, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 용액, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 레지스트 조성물 및 레지스트 패턴 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be manufactured by a simple method and can increase the resolution and sensitivity of a resist material. Organic modified metal oxide nanoparticles, organic modified metal oxide nanoparticles containing solution, and organic modification An object of the present invention is to provide a resist composition containing metal oxide nanoparticles and a method for forming a resist pattern.

본 발명의 제 1 양태에 관련된 유기 수식 금속 산화물 나노 입자는, 복수 개의 금속 원자와, 상기 복수 개의 금속 원자에 공유 결합한 복수의 산소 원자를 포함하는 2 이상의 코어와, 상기 코어에 배위 결합하고 있는, 카르복실산카르복실레이트, 술폰산술포네이트 및 포스폰산포스포네이트로 이루어지는 군에서 선택되는 배위자인 제 1 수식기 (A1) 과, 상기 코어에 배위 결합하고, 상기 제 1 수식기와 구조가 상이한 배위자 및 무기 음이온으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 제 2 수식기 (A2) 를 갖고, 상기 코어끼리가, 적어도 상기 제 1 수식기 (A1) 에 의해 배위 결합에 의해 가교된 구조를 갖는다.The organic-modified metal oxide nanoparticles according to the first aspect of the present invention include two or more cores comprising a plurality of metal atoms and a plurality of oxygen atoms covalently bonded to the plurality of metal atoms, and the core is coordinated, A first modifying group (A1), which is a ligand selected from the group consisting of carboxylate carboxylate, sulfonic acid sulfonate, and phosphonic acid phosphonate, and a ligand that is coordinately bonded to the core and has a different structure from the first modifying group and a second modifying group (A2) which is at least one selected from the group consisting of an inorganic anion, and has a structure in which the cores are crosslinked by coordination bonds by at least the first modifying group (A1).

본 발명의 제 2 양태에 관련된 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 용액은, 상기 양태에 관련된 유기 수식 금속 산화물 나노 입자와, 용매를 함유한다.The organo-modified metal oxide nanoparticle-containing solution according to the second aspect of the present invention contains the organo-modified metal oxide nanoparticles according to the above aspect and a solvent.

본 발명의 제 3 양태에 관련된 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 레지스트 조성물은, 상기 양태의 유기 수식 금속 산화물 나노 입자와, 용매를 함유하고, 추가로 첨가제를 함유해도 된다. 또한, 상기 유기 수식 금속 산화물 나노 입자의 1 개의 코어에 포함되는 금속 원자의 개수는 2 ∼ 12 의 범위인 것이 바람직하다.The organic-modified metal oxide nanoparticle-containing resist composition according to the third aspect of the present invention contains the organically modified metal oxide nanoparticles of the above aspect, a solvent, and may further contain an additive. In addition, the number of metal atoms contained in one core of the organically modified metal oxide nanoparticles is preferably in the range of 2 to 12.

본 발명의 제 4 양태에 관련된 레지스트 패턴 형성 방법은, 지지체 상에, 상기 양태에 관련된 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 레지스트 조성물을 사용하여 레지스트막을 형성하는 공정과, 상기 레지스트막을 노광하는 공정과, 상기 노광 후의 레지스트막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 공정을 포함한다.A method for forming a resist pattern according to a fourth aspect of the present invention comprises the steps of: forming a resist film on a support using the organic modified metal oxide nanoparticle-containing resist composition according to the above aspect; and exposing the resist film; and developing the resist film after exposure to form a resist pattern.

본 발명에 의하면, 간이한 방법으로 제조할 수 있고, 해상도나 감도가 높은 레지스트 재료에 적응 가능한, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 용액, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 레지스트 조성물이 제공된다. 또, 본 발명에 의하면, 마스크의 세선화를 도모할 수 있는, 레지스트 패턴 형성 방법이 제공된다.According to the present invention, organic modified metal oxide nanoparticles, organic modified metal oxide nanoparticle-containing solution, and organically modified metal oxide nanoparticle-containing resist composition, which can be produced by a simple method and can be adapted to resist materials with high resolution and sensitivity this is provided Moreover, according to this invention, the resist pattern formation method which can aim at thinning of a mask is provided.

레지스트 재료에 EUV 광을 조사하였을 때에, 이 레지스트 재료에 포함되는 금속 산화물과 카르복실산 등의 배위자로 구성되는 유기 수식 금속 산화물 나노 입자의 반응성, 요컨대 감도와, 형성되는 레지스트 패턴의 해상도는, 나노 입자 코어의 구성 원소나 구조와, 배위하는 카르복실산 등의 배위자의 종류, 구성 원소, 사이즈, 및 분자량에 따라 크게 상이하다. 나노 입자 레지스트 재료를, 레지스트액 조정시에 양호하게 용매 중에 분산시키기 위해서는, 용매와의 친화성이 높은, 요컨대 친화성을 유지하기 위해서 필요한 구조를 구비한 카르복실산 등이 첫 번째 배위자로서 필요시된다. 한편, 성막 후에 EUV 광을 조사하였을 때에 카르복실산의 카르복시기의 탈탄산 등이 진행되는 것을 고려하면, 성막 후의 막 중의 입자 간 거리는 최대한 좁게 하는 편이 EUV 광을 조사하였을 때의 입자 응집 등으로 인한 막의 마이크로 구조의 분포의 확대, 요컨대, 해상도의 저하는 피할 수 있기 때문에, 예를 들어 분자 사이즈가 작은 등, 입자 간 거리를 좁게 하기 위해서 첫 번째 배위자와는 구조가 상이한 카르복실산 등이 두 번째 배위자로서 필요시된다.When the resist material is irradiated with EUV light, the reactivity, that is, the sensitivity, and the resolution of the formed resist pattern of the organic-modified metal oxide nanoparticles composed of a ligand such as a metal oxide and a carboxylic acid contained in the resist material are nanoscale. It differs greatly depending on the structural element and structure of a particle|grain core, and the kind, structural element, size, and molecular weight of ligands, such as carboxylic acid to coordinate. In order to disperse the nanoparticle resist material well in the solvent when adjusting the resist solution, a carboxylic acid having a high affinity with the solvent, that is, having a structure necessary for maintaining the affinity, etc. is required as the first ligand. do. On the other hand, considering that decarboxylation of the carboxyl group of carboxylic acid proceeds when irradiated with EUV light after film formation, it is better to make the distance between the particles in the film after film formation as narrow as possible due to particle aggregation when irradiated with EUV light. Since the expansion of the distribution of the microstructure, that is, the decrease in resolution, can be avoided, for example, a carboxylic acid having a structure different from that of the first ligand is used as a second ligand in order to narrow the distance between particles, such as a small molecular size. is required as

(유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 용액)(Solution containing organic modified metal oxide nanoparticles)

본 발명자들은, 구조가 상이한 배위자를 금속 산화물의 코어에 배위시킴으로써, 얻어진 유기 수식 금속 산화물 나노 입자의 레지스트 용매 및 현상액에 대한 용해성을 유지하면서, 이 유기 수식 금속 산화물 나노 입자를 포함하는 레지스트 재료에 EUV 광을 조사하였을 때에 고해상도를 유지하면서, EUV 광에 대한 레지스트막의 고감도, 바꾸어 말하면 EUV 광 조사 후의 EUV 조사부의 현상액에 대한 저용해성이 발현되는 것을 알아냈다.The present inventors have found that by coordinating ligands with different structures to the core of a metal oxide, while maintaining the solubility of the organically modified metal oxide nanoparticles obtained in a resist solvent and a developer, EUV is applied to a resist material containing the organically modified metal oxide nanoparticles. It was found that, while maintaining high resolution when irradiated with light, the high sensitivity of the resist film to EUV light, in other words, the low solubility in the developing solution of the EUV irradiated portion after EUV light irradiation.

본 발명의 실시형태에 관련된 유기 수식 금속 산화물 나노 입자는, 2 이상의 코어와, 제 1 수식기 (A1) 과, 제 2 수식기 (A2) 를 포함한다. 코어는, 복수 개의 금속 원자와, 상기 복수 개의 금속 원자에 공유 결합한 복수의 산소 원자를 가지고 있다. 즉, 코어는, 금속 산화물을 포함한다. 코어는, 금속 산화물 결정에 더하여, 금속 원자의 복수 개가 복수의 산소 원자로 공유 결합에 의해 가교된 구조의 클러스터, 및/또는, 그 클러스터가 다른 코어의 클러스터와 유기 배위자에 의해 배위 결합된 구조를 포함할 수 있다. 즉, 본 실시형태의 「코어」는, 적어도 일부가 클러스터로 구성되어 있는 구조, 및/또는, 적어도 일부에 클러스터를 포함하는 복수의 코어끼리가 복수의 유기 배위자에 의해 배위 결합된 결합체를 갖는 구조를 포함할 수 있다. 금속 산화물 결정과 금속 산화물 클러스터는, 금속 원자와 산소 원자의 결합물인 점에서 공통되지만, 금속 산화물 결정은 개개의 입자가 그 자체로 금속 원자와 산소 원자가 삼차원적으로 규칙적으로 나열되어 일정한 크기 (예를 들어 3 nm ∼ 4 nm) 를 갖고 결정 구조를 형성하고 있고, 한편, 금속 산화물 클러스터는 개개의 입자가 금속 착물 구조를 갖는 분자이고 개별 입자 자체는 결정 구조를 가지지 않는 점에서 상이하다. 복수 개의 금속 원자는, 동일 종으로 구성되어도 되고, 이종으로 구성되어도 된다. 제 1 수식기 (A1) 은, 코어에 배위 결합하고 있는 카르복실산카르복실레이트, 술폰산술포네이트 및 포스폰산포스포네이트로 이루어지는 군에서 선택되는 배위자이다. 카르복실산카르복실레이트는, 카르복실레이트이다. 술폰산술포네이트는, 술포네이트이다. 포스폰산포스포네이트는, 포스포네이트이다. 제 2 수식기 (A2) 는, 코어에 배위 결합하고, 제 1 수식기 (A1) 과 구조가 상이한 배위자 및 무기 음이온으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이다. 코어끼리는, 적어도 제 1 수식기 (A1) 에 의해 배위 결합에 의해 가교된 구조를 갖는다. 「적어도 제 1 수식기 (A1) 에 의해 배위 결합에 의해 가교된 구조」란, 2 개의 코어가 제 1 수식기 (A1) 에 의해 배위 결합에 의해 가교된 구조, 그리고 2 개의 코어가 제 1 수식기 (A1) 및 제 2 수식기 (A2) 에 의해 배위 결합에 의해 가교된 구조 중 일방 또는 양방을 포함하는 것을 의미한다. 상기 2 개의 코어는, 상기의 가교 구조를 포함하는 것을 전제로 하여, 가교하고 있지 않은 제 1 수식기(A1) 및/또는 가교하고 있지 않은 제 2 수식기 (A2) 를 포함하고 있어도 된다.The organic-modified metal oxide nanoparticles according to the embodiment of the present invention include two or more cores, a first modifying group (A1), and a second modifying group (A2). The core has a plurality of metal atoms and a plurality of oxygen atoms covalently bonded to the plurality of metal atoms. That is, the core contains a metal oxide. The core includes, in addition to the metal oxide crystal, a cluster of a structure in which a plurality of metal atoms are covalently crosslinked with a plurality of oxygen atoms, and/or a structure in which the cluster is coordinated with a cluster of another core by an organic ligand can do. That is, the "core" of the present embodiment has a structure in which at least a part is constituted by clusters, and/or a structure in which a plurality of cores including clusters at least in part have a structure in which a plurality of cores are coordinated by a plurality of organic ligands. may include. Metal oxide crystals and metal oxide clusters are common in that they are combinations of metal atoms and oxygen atoms, but in metal oxide crystals, individual particles are themselves three-dimensionally arranged in a regular manner and have a certain size (e.g., metal atoms and oxygen atoms). For example, 3 nm to 4 nm) and forming a crystal structure, on the other hand, a metal oxide cluster is different in that individual particles are molecules having a metal complex structure and individual particles themselves do not have a crystal structure. A plurality of metal atoms may be constituted by the same kind or may be constituted by different kinds. The first modifying group (A1) is a ligand selected from the group consisting of carboxylic acid carboxylate, sulfonic acid sulfonate and phosphonic acid phosphonate coordinated to the core. Carboxylic acid carboxylate is a carboxylate. Sulfonic acid sulfonate is a sulfonate. The phosphonate phosphonate is a phosphonate. The second modifying group (A2) is at least one selected from the group consisting of a ligand and an inorganic anion that are coordinated to the core and have a structure different from that of the first modifying group (A1). The cores have a structure crosslinked by coordination bonds by at least the first modifying group (A1). The "structure crosslinked by coordination bonds with at least the first modifying group (A1)" means a structure in which two cores are crosslinked by coordination bonds with the first modifying group (A1), and the two cores are crosslinked by a first number It means to include one or both of the structures crosslinked by coordination bonds by the tableware (A1) and the second modifying group (A2). The two cores may include a first modifying group (A1) that is not crosslinked and/or a second modifying group (A2) that is not crosslinked on the premise that the above-mentioned crosslinked structure is included.

제 1 수식기 (A1) 은, 하기 일반식 (a01), 하기 일반식 (a02) 및 하기 일반식 (a03) 으로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물로부터 유도되는 배위자로 할 수 있다.The first modifying group (A1) can be a ligand derived from a compound selected from the group consisting of the following general formula (a01), the following general formula (a02) and the following general formula (a03).

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

[식 중, R 은, 각각 독립적으로, 탄소수 1 ∼ 18 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알콕시알킬기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알케닐기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알케닐옥시알킬기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알키닐기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알키닐옥시알킬기, 탄소수 1 ∼ 18 의 아릴기, 탄소수 1 ∼ 18 의 아릴옥시알킬기 및 탄소수 1 ∼ 18 의 시아노알킬기에서 선택된 기이거나, 또는, 상기 기의 1 또는 2 개 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기이다. 단, 상기 치환기는, 카르복시기, 카르복실레이트기, 술포기, 술포네이트기, 포스포기, 및 포스포네이트기를 포함하지 않는다.][wherein, R is each independently an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkoxyalkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyloxyalkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. a group selected from a nyl group, an alkynyloxyalkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryloxyalkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and a cyanoalkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or 1 or 2 of the above groups It is a group in which two or more hydrogen atoms are substituted with a substituent. However, the substituent does not include a carboxy group, a carboxylate group, a sulfo group, a sulfonate group, a phospho group, and a phosphonate group.]

상기 R 에 있어서의 탄소수 1 ∼ 18 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알콕시알킬기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알케닐기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알케닐옥시알킬기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알키닐기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알키닐옥시알킬기, 탄소수 1 ∼ 18 의 아릴옥시알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 18 의 시아노알킬기에 있어서의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기는, 직사슬형이어도 되고, 분기사슬형이어도 되며, 고리형 구조를 포함하고 있어도 되지만, 직사슬형 또는 분기사슬형이 바람직하다. 상기 탄소수 1 ∼ 18 의 알킬기가 직사슬형인 경우, 상기 알킬기는 탄소수 1 ∼ 15 가 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 10 이 보다 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 6 이 더욱 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 3 이 특히 바람직하다. 상기 탄소수 1 ∼ 18 의 알킬기가 분기사슬형인 경우, 상기 알킬기는 탄소수 3 ∼ 18 이 바람직하고, 탄소수 3 ∼ 12 가 보다 바람직하고, 탄소수 3 ∼ 10 이 더욱 바람직하고, 탄소수 3 ∼ 6 이 특히 바람직하다. 상기 탄소수 1 ∼ 18 의 알콕시알킬기는, 탄소수 3 ∼ 18 이 바람직하고, 탄소수 3 ∼ 12 가 보다 바람직하고, 탄소수 3 ∼ 10 이 더욱 바람직하고, 탄소수 3 ∼ 6 이 특히 바람직하다. 상기 탄소수 1 ∼ 18 의 알케닐기는, 탄소수 2 ∼ 15 가 바람직하고, 탄소수 2 ∼ 10 이 보다 바람직하고, 탄소수 2 ∼ 6 이 더욱 바람직하고, 탄소수 2 ∼ 4 가 특히 바람직하다. 상기 탄소수 1 ∼ 18 의 알케닐옥시알킬기는 탄소수 3 ∼ 15 가 바람직하고, 탄소수 3 ∼ 10 이 보다 바람직하고, 탄소수 3 ∼ 6 이 더욱 바람직하고, 탄소수 3 ∼ 5 가 특히 바람직하다. 상기 탄소수 1 ∼ 18 의 알키닐기는 탄소수 2 ∼ 15 가 바람직하고, 탄소수 2 ∼ 10 이 보다 바람직하고, 탄소수 2 ∼ 6 이 더욱 바람직하고, 탄소수 2 ∼ 4 가 특히 바람직하다. 상기 탄소수 1 ∼ 18 의 알키닐옥시알킬기는 탄소수 3 ∼ 15 가 바람직하고, 탄소수 3 ∼ 10 이 보다 바람직하고, 탄소수 3 ∼ 6 이 더욱 바람직하고, 탄소수 3 ∼ 5 가 특히 바람직하다. 상기 탄소수 1 ∼ 18 의 아릴기는 탄소수 6 ∼ 15 가 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 12 가 보다 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 10 이 더욱 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 8 이 특히 바람직하다. 상기 탄소수 1 ∼ 18 의 아릴옥시알킬기는 탄소수 6 ∼ 15 가 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 12 가 보다 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 10 이 더욱 바람직하고, 탄소수 6 ∼ 8 이 특히 바람직하다. 상기 탄소수 1 ∼ 18 의 시아노알킬기는 탄소수 1 ∼ 15 가 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 10 이 보다 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 6 이 더욱 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 4 가 특히 바람직하다. 상기 탄소수 1 ∼ 18 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알콕시알킬기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알케닐기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알케닐옥시알킬기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알키닐기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알키닐옥시알킬기,탄소수 1 ∼ 18 의 아릴기, 탄소수 1 ∼ 18 의 아릴옥시알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 18 의 시아노알킬기에 있어서, 수소 원자를 치환해도 되는 치환기는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 아미노기, 하이드록시기, 시아노기, 할로겐 원자 (불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등) 등을 들 수 있지만, 이것들로 한정되지 않는다. 단, 상기 치환기는, 카르복시기, 카르복실레이트기, 술포기, 술포네이트기, 포스포기, 및 포스포네이트기를 포함하는 경우는 없다.In said R, a C1-C18 alkyl group, a C1-C18 alkoxyalkyl group, a C1-C18 alkenyl group, a C1-C18 alkenyloxyalkyl group, a C1-C18 alkynyl group, a C1-C18 The alkyl group, alkenyl group, and alkynyl group in the alkynyloxyalkyl group, aryloxyalkyl group having 1 to 18 carbon atoms or cyanoalkyl group having 1 to 18 carbon atoms of Although it may contain, a linear or branched type is preferable. When the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is linear, the alkyl group preferably has 1 to 15 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, still more preferably 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably 1 to 3 carbon atoms. . When the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is branched, the alkyl group preferably has 3 to 18 carbon atoms, more preferably 3 to 12 carbon atoms, still more preferably 3 to 10 carbon atoms, particularly preferably 3 to 6 carbon atoms. . C3-C18 is preferable, as for the said C1-C18 alkoxyalkyl group, C3-C12 is more preferable, C3-C10 is still more preferable, C3-C6 is especially preferable. C2-C15 is preferable, as for the said C1-C18 alkenyl group, C2-C10 is more preferable, C2-C6 is still more preferable, C2-C4 is especially preferable. The alkenyloxyalkyl group having 1 to 18 carbon atoms has preferably 3 to 15 carbon atoms, more preferably 3 to 10 carbon atoms, still more preferably 3 to 6 carbon atoms, and particularly preferably 3 to 5 carbon atoms. The alkynyl group having 1 to 18 carbon atoms preferably has 2 to 15 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, still more preferably 2 to 6 carbon atoms, and particularly preferably 2 to 4 carbon atoms. The alkynyloxyalkyl group having 1 to 18 carbon atoms has preferably 3 to 15 carbon atoms, more preferably 3 to 10 carbon atoms, still more preferably 3 to 6 carbon atoms, and particularly preferably 3 to 5 carbon atoms. The aryl group having 1 to 18 carbon atoms has preferably 6 to 15 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms, still more preferably 6 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 8 carbon atoms. The aryloxyalkyl group having 1 to 18 carbon atoms has preferably 6 to 15 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms, still more preferably 6 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 8 carbon atoms. The cyanoalkyl group having 1 to 18 carbon atoms has preferably 1 to 15 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, still more preferably 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 4 carbon atoms. The said C1-C18 alkyl group, a C1-C18 alkoxyalkyl group, a C1-C18 alkenyl group, a C1-C18 alkenyloxyalkyl group, a C1-C18 alkynyl group, a C1-C18 alkynyloxy group. In an alkyl group, a C1-C18 aryl group, a C1-C18 aryloxyalkyl group, or a C1-C18 cyanoalkyl group, the substituent which may substitute a hydrogen atom is not specifically limited, For example, an amino group, A hydroxyl group, a cyano group, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc.) etc. are mentioned, However, It is not limited to these. However, the said substituent does not contain a carboxy group, a carboxylate group, a sulfo group, a sulfonate group, a phospho group, and a phosphonate group.

상기 일반식 (a01) 로 나타내는 화합물은, 코어에 배위 결합할 때에, 식 중의 -C(=O)OH 로부터 H 가 유리하여 -C(=O)O- 가 된다. 따라서, 상기 일반식 (a01) 로 나타내는 화합물로부터 유도되는 제 1 수식기 (A1) 은, 식 「R-C(=O)O-」로 나타낼 수 있다.The compound represented by the formula (a01) is, when coordinated to the core, -C (= O) O and H are released from -C (= O) OH in the formula - is a. Therefore, the first number of dishes (A1) derived from a compound represented by the above general formula (a01), the formula "RC (= O) O - 'can be represented by.

상기 일반식 (a02) 로 나타내는 화합물은, 코어에 배위 결합할 때에, 식 중의 -S(=O2)OH 로부터 H 가 유리하여 -S(=O2)O- 가 된다. 따라서, 상기 일반식 (a02) 로 나타내는 화합물로부터 유도되는 제 1 수식기 (A1) 은, 식 「R-S(=O2)O-」로 나타낼 수 있다.A compound represented by the above general formula (a02) is, when coordinated to the core, -S (= O 2) -S (= O 2) O and H is released from the OH in the formula - is a. Accordingly, the first modifying group (A1) derived from the compound represented by the general formula (a02) can be represented by the formula “RS(=O 2 )O ”.

상기 일반식 (a03) 으로 나타내는 화합물은, 코어에 배위 결합할 때에, 식 중의 -P(=O)(OH)2 로부터 H 가 유리하여 -P(=O)(OH)O- 또는 -P(=O)(O-)2 가 된다. 따라서, 상기 일반식 (a03) 으로 나타내는 화합물로부터 유도되는 제 1 수식기 (A1) 은, 식 「R-P(=O)(OH)O-」또는 「R-P(=O)(O-)2」로 나타낼 수 있다.A compound represented by the above general formula (a03) is, when coordinated to the core, the expression of the H is released from -P (= O) (OH) 2 -P (= O) (OH) O - or -P ( =O)(O - ) 2 . Therefore, the first number of dishes (A1) derived from a compound represented by the above general formula (a03), the expression "RP (= O) (OH) O - " - with or "2 RP (= O) (O ) ." can indicate

제 1 수식기 (A1) 은, 카르복실산카르복실레이트 배위자인 것이 바람직하고, 포화 카르복실산으로부터 유도되는 배위자가 보다 바람직하며, 특히 프로피온산 또는 메타크릴산으로부터 유도되는 배위자가 바람직하다. 제 1 수식기 (A1) 은, 1 종 단독이어도 되고, 2 종 이상이어도 된다.The first modifying group (A1) is preferably a carboxylic acid carboxylate ligand, more preferably a ligand derived from a saturated carboxylic acid, and particularly preferably a ligand derived from propionic acid or methacrylic acid. Single 1 type may be sufficient as 1st modifying group (A1), and 2 or more types may be sufficient as it.

제 1 수식기 (A1) 이 카르복실산카르복실레이트 배위자인 경우, 제 2 수식기 (A2) 는, 제 1 수식기 (A1) 과 구조가 상이한 카르복실산카르복실레이트, 술폰산술포네이트, 포스폰산포스포네이트, 하이드록시기 함유 배위자, 티올기 함유 배위자, 아미노기 함유 배위자, 질산 배위자 (질산 이온) 및 수산화물 이온으로 이루어지는 군에서 선택되는 배위자인 것이 바람직하고, 제 1 수식기 (A1) 과 구조가 상이한 카르복실산카르복실레이트 및 술폰산술포네이트로 이루어지는 군에서 선택되는 배위자인 것이 보다 바람직하며, 특히 바람직하게는, 제 1 수식기 (A1) 과 구조가 상이한 카르복실산카르복실레이트이다. 제 2 수식기 (A2) 는, 1 종 단독이어도 되고, 2 종 이상이어도 된다. 제 2 수식기 (A2) 가 혹은, 2 종 이상인 경우, 수산화물 이온 및 하이드록시기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종과, 제 1 수식기 (A1) 과 구조가 상이한 카르복실산카르복실레이트 및 술폰산술포네이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 것이 바람직하고, 제 1 수식기 (A1) 과 구조가 상이한 카르복실산카르복실레이트와 수산화물 이온인 것이 보다 바람직하다.When the first modifying group (A1) is a carboxylic acid carboxylate ligand, the second modifying group (A2) is a carboxylic acid carboxylate, sulfonic acid sulfonate, or phosphonate having a structure different from that of the first modifying group (A1). It is preferably a ligand selected from the group consisting of phosphonate phosphonate, a hydroxyl group-containing ligand, a thiol group-containing ligand, an amino group-containing ligand, a nitrate ligand (nitrate ion) and a hydroxide ion, and has a structure with the first modifying group (A1) It is more preferably a ligand selected from the group consisting of carboxylic acid carboxylates and sulfonic acid sulfonates different from each other, and particularly preferably a carboxylic acid carboxylate having a structure different from that of the first modifying group (A1). Single 1 type may be sufficient as 2nd modifier (A2), and 2 or more types may be sufficient as it. When the 2nd modifying group (A2) is or 2 or more types, at least 1 type selected from the group which consists of a hydroxide ion and a hydroxyl group, and the carboxylic acid carboxylate and sulfonic acid different in structure from the 1st modifying group (A1) It is preferable that it is at least 1 sort(s) chosen from the group which consists of a sulfonate, and it is more preferable that it is a carboxylate carboxylate and hydroxide ion from which a structure differs from a 1st modifying group (A1).

카르복실산카르복실레이트 배위자로는, 예를 들어 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 이소부티르산, 메타크릴산, 발레르산, 카프로산 등에서 유래하는 배위자를 들 수 있다.Examples of the carboxylic acid carboxylate ligand include ligands derived from acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, methacrylic acid, valeric acid, and caproic acid.

술폰산술포네이트 배위자로는, 예를 들어 메틸술폰산, 트리플루오로메탄술폰산, p-톨루엔술폰산 등에서 유래하는 배위자를 들 수 있다.Examples of the sulfonic acid sulfonate ligand include ligands derived from methylsulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, and p-toluenesulfonic acid.

포스폰산포스포네이트 배위자로는, 예를 들어 메틸포스폰산, 페닐포스폰산 등에서 유래하는 배위자를 들 수 있다.As a phosphonate phosphonate ligand, the ligand derived from methylphosphonic acid, phenylphosphonic acid, etc. is mentioned, for example.

티올기 함유 배위자로는, 예를 들어 부틸티올, 벤조티올, 트리플루오로메틸벤조티올 등에서 유래하는 배위자를 들 수 있다.Examples of the thiol group-containing ligand include ligands derived from butylthiol, benzothiol, trifluoromethylbenzothiol and the like.

아미노기 함유 배위자로는, 예를 들어 헥실아민, 아닐린 등에서 유래하는 배위자를 들 수 있다.Examples of the amino group-containing ligand include ligands derived from hexylamine, aniline, and the like.

제 2 수식기 (A2) 가 제 1 수식기 (A1) 과 구조가 상이한 배위자인 경우, 카르복실산카르복실레이트, 술폰산술포네이트 및 포스폰산포스포네이트로 이루어지는 군에서 선택되는 배위자로 할 수 있고, 제 1 수식기 (A1) 로서 예시된 상기 서술한 각 배위자를 적용할 수 있다.When the second modifying group (A2) is a ligand having a structure different from that of the first modifying group (A1), it may be a ligand selected from the group consisting of carboxylic acid carboxylate, sulfonic acid sulfonate and phosphonic acid phosphonate, , each of the above-described ligands exemplified as the first modifier (A1) can be applied.

제 2 수식기 (A2) 가 무기 음이온인 경우, 무기 음이온으로는, 예를 들어 질산 배위자 (질산 이온), 수산화물 이온을 들 수 있다.When the second modifying group (A2) is an inorganic anion, examples of the inorganic anion include a nitrate ligand (nitrate ion) and a hydroxide ion.

제 2 수식기 (A2) 가, 제 1 수식기 (A1) 과 구조가 상이한 배위자 및 무기 음이온인 경우, 예를 들어 아세트산카르복실레이트 배위자 및 수산화물 이온을 들 수 있다.When a 2nd modifying group (A2) is a ligand and inorganic anion from which a structure differs from a 1st modifying group (A1), an acetate carboxylate ligand and a hydroxide ion are mentioned, for example.

본 실시형태의 유기 수식 금속 산화물 나노 입자는, 구체적으로는, 하기 식 (m01) 로 나타내는 것이 바람직하다.Specifically, the organically modified metal oxide nanoparticles of the present embodiment are preferably represented by the following formula (m01).

C01-L01-C02 ··· (m01)C01-L01-C02 ... (m01)

상기 식 (m01) 중,In the above formula (m01),

C01 은, M6O4(OH)4[XaYb] 이고, 0 ≤ a ≤ 10, 1 ≤ b ≤ 11 이다. C02 는, M6O4(OH)4[XcYd] 이고, 0 ≤ c ≤ 10, 1 ≤ d ≤ 11 이다. L01 은, Xw 이고, w = 24 ― (a + b + c + d), 2 ≤ w ≤ 12 이다. C01 is M 6 O 4 (OH) 4 [X a Y b ], and 0 ≤ a ≤ 10 and 1 ≤ b ≤ 11 . C02 is M 6 O 4 (OH) 4 [X c Y d ], and 0 ≤ c ≤ 10 and 1 ≤ d ≤ 11 . L01 is Xw, w = 24 - (a + b + c + d), 2 ≤ w ≤ 12.

M 은 상기 금속 원자이고, 4 족 원소의 금속 원자이다. X 는 제 1 수식기 (A1) 이고, Y 는 제 2 수식기 (A2) 이다.M is the said metal atom, and is a metal atom of a group 4 element. X is a first modifier (A1), and Y is a second modifier (A2).

상기 식 (m01) 에 있어서, L01 을 중심으로 하여 양측에 위치하는 C01, C02 의 각각의 제 1 수식기 (A1) 의 배위자 수는, 동일해도 되고 (a = c), 상이해도 된다 (a ≠ c). 또, C01, C02 의 각각의 제 2 수식기 (A2) 의 배위자 수는, 동일해도 되고 (b = d), 상이해도 된다 (b ≠ d).In the above formula (m01), the number of ligands in each of the first modifying groups (A1) of C01 and C02 located on both sides with L01 as the center may be the same (a = c) or different (a ≠ c). The number of ligands in each of the second modifying groups (A2) of C01 and C02 may be the same (b = d) or different (b ≠ d).

C01, C02 를 가교하는 제 1 수식기 (A1) 의 배위자 수는, 2 이상 8 이하가 바람직하고 (2 ≤ w ≤ 8), 2 이상 4 이하가 보다 바람직하다 (2 ≤ w ≤ 4).The number of ligands in the first modifying group (A1) that bridges C01 and C02 is preferably 2 or more and 8 or less (2 ≤ w ≤ 8), and more preferably 2 or more and 4 or less (2 ≤ w ≤ 4).

상기 4 족 원소의 금속 원자는, Zr, Hf, 및 Ti 에서 선택되는 1 종 이상인 것이 바람직하고, Zr 인 것이 보다 바람직하다.It is preferable that it is 1 or more types chosen from Zr, Hf, and Ti, and, as for the metal atom of the said Group 4 element, it is more preferable that it is Zr.

상기 X 로 나타내는 제 1 수식기 (A1) 은, 카르복실산카르복실레이트가 바람직하고, 프로피온산 또는 메타크릴산으로부터 유도되는 배위자가 보다 바람직하며, 프로피온산으로부터 유도되는 배위자가 더욱 바람직하다.The first modifying group (A1) represented by X is preferably a carboxylate, more preferably a ligand derived from propionic acid or methacrylic acid, and still more preferably a ligand derived from propionic acid.

상기 Y 로 나타내는 제 2 수식기 (A2) 는, 상기 X 와는 상이한 카르복실산카르복실레이트가 바람직하고, 프로피온산 또는 메타크릴산으로부터 유도되는 배위자가 보다 바람직하며, 메타크릴산으로부터 유도되는 배위자가 더욱 바람직하다.The second modifying group (A2) represented by Y is preferably a carboxylate different from that of X, more preferably a ligand derived from propionic acid or methacrylic acid, furthermore a ligand derived from methacrylic acid desirable.

X 와 Y 의 조합으로는, 예를 들어, X 가 메타크릴산으로부터 유도되는 배위자이고, Y 가 프로피온산으로부터 유도되는 배위자인 조합, X 가 프로피온산으로부터 유도되는 배위자이고, Y 가 메타크릴산으로부터 유도되는 배위자인 조합, 등을 들 수 있다. X 와 Y 의 조합으로는, X 가 프로피온산으로부터 유도되는 배위자이고, Y 가 메타크릴산으로부터 유도되는 배위자인 조합이 바람직하다.As a combination of X and Y, for example, a combination in which X is a ligand derived from methacrylic acid, Y is a ligand derived from propionic acid, X is a ligand derived from propionic acid, and Y is a ligand derived from methacrylic acid. combinations that are ligands; and the like. The combination of X and Y is preferably a combination in which X is a ligand derived from propionic acid and Y is a ligand derived from methacrylic acid.

상기 식 (m01) 에 있어서, OH 는, 제 2 수식기 (A2) 로서 기능한다. 즉, 식 (m01) 로 나타내는 유기 수식 금속 산화물 나노 입자는, 제 2 수식기 (A2) 로서, Y 와 OH 를 포함한다.In the formula (m01), OH functions as the second modifying group (A2). That is, the organic-modified metal oxide nanoparticles represented by the formula (m01) contain Y and OH as the second modifying group (A2).

a 및 c 는, 각각 독립적으로, 1 이상 9 이하가 바람직하고 (1 ≤ a ≤ 9, 1 ≤ c ≤ 9), 2 이상 8 이하가 보다 바람직하며 (2 ≤ a ≤ 8, 2 ≤ c ≤ 8), 3 이상 7 이하가 더욱 바람직하다 (3 ≤ a ≤ 7, 3 ≤ c ≤ 7). b 및 d 는, 각각 독립적으로, 2 이상 10 이하가 바람직하고 (2 ≤ b ≤ 10, 2 ≤ d ≤ 10), 2 이상 8 이하가 보다 바람직하며 (2 ≤ b ≤ 8, 2 ≤ d ≤ 8), 3 이상 7 이하가 더욱 바람직하다 (3 ≤ b ≤ 7, 3 ≤ d ≤ 7).a and c are each independently preferably 1 or more and 9 or less (1 ≤ a ≤ 9, 1 ≤ c ≤ 9), more preferably 2 or more and 8 or less (2 ≤ a ≤ 8, 2 ≤ c ≤ 8) ), more preferably 3 or more and 7 or less (3 ≤ a ≤ 7, 3 ≤ c ≤ 7). b and d are each independently preferably 2 or more and 10 or less (2 ≤ b ≤ 10, 2 ≤ d ≤ 10), more preferably 2 or more and 8 or less (2 ≤ b ≤ 8, 2 ≤ d ≤ 8) ), more preferably 3 or more and 7 or less (3 ≤ b ≤ 7, 3 ≤ d ≤ 7).

식 (m01) 로 나타내는 유기 수식 금속 산화물 나노 입자의 구체예로는, 상기 식 (m01) 중의 C01, C02 및 L01 이 각각 이하와 같은 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 (m01-1) 을 들 수 있지만, 이것으로 한정되지 않는다.Specific examples of the organo-modified metal oxide nanoparticles represented by the formula (m01) include organo-modified metal oxide nanoparticles (m01-1) in which C01, C02 and L01 in the formula (m01) are respectively as follows, It is not limited to this.

C01 = Zr6O4(OH)4(C3H5O2)1.96(C4H5O2)8.04 C01 = Zr 6 O 4 (OH) 4 (C 3 H 5 O 2 ) 1.96 (C 4 H 5 O 2 ) 8.04

C02 = Zr6O4(OH)4(C3H5O2)1.96(C4H5O2)8.04 C02 = Zr 6 O 4 (OH) 4 (C 3 H 5 O 2 ) 1.96 (C 4 H 5 O 2 ) 8.04

L01 = (C3H5O2)4 L01 = (C 3 H 5 O 2 ) 4

또한, 상기 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 (m01-1) 에서는, 식 (m01) 중, M = Zr, X = C3H5O2, Y = C4H5O2, a = 1.96, b = 8.04, c = 1.96, d = 8.04, w = 4 이다.In addition, in the said organic-modified metal oxide nanoparticle (m01-1), in formula (m01), M = Zr, X = C 3 H 5 O 2 , Y = C 4 H 5 O 2 , a = 1.96, b = 8.04, c = 1.96, d = 8.04, w = 4.

(유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 용액)(Solution containing organic modified metal oxide nanoparticles)

본 발명의 일 실시 형태에 관련된 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 용액은, 상기 실시 형태의 유기 수식 금속 산화물 나노 입자와 용매를 함유한다.The organic-modified metal oxide nanoparticle-containing solution according to an embodiment of the present invention contains the organically-modified metal oxide nanoparticles of the above-described embodiment and a solvent.

상기 용액의 용매로는, γ-부티로락톤 등의 락톤류 ; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 메틸-n-펜틸케톤, 메틸이소펜틸케톤, 2-헵타논 등의 케톤류 ; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜 등의 다가 알코올류 ; 에틸렌글리콜모노아세테이트, 디에틸렌글리콜모노아세테이트, 프로필렌글리콜모노아세테이트, 또는 디프로필렌글리콜모노아세테이트 등의 에스테르 결합을 갖는 화합물, 상기 다가 알코올류 또는 상기 에스테르 결합을 갖는 화합물의 모노메틸에테르, 모노에틸에테르, 모노프로필에테르, 모노부틸에테르 등의 모노알킬에테르 또는 모노페닐에테르 등의 에테르 결합을 갖는 화합물 등의 다가 알코올류의 유도체 [이것들 중에서는, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (PGMEA), 프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME) 가 바람직하다] ; 디옥산과 같은 고리형 에테르류나, 락트산메틸, 락트산에틸 (EL), 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 피루브산메틸, 피루브산에틸, 메톡시프로피온산메틸, 에톡시프로피온산에틸 등의 에스테르류 ; 아니솔, 에틸벤질에테르, 크레질메틸에테르, 디페닐에테르, 디벤질에테르, 페네톨, 부틸페닐에테르, 에틸벤젠, 디에틸벤젠, 펜틸벤젠, 이소프로필벤젠, 톨루엔, 자일렌, 시멘, 메시틸렌 등의 방향족계 유기 용제, 디메틸술폭시드 (DMSO) 등을 들 수 있다. 용매는, 상기와 같은 유기 용매를 주성분으로 하며, 또한 소량의 물을 포함하는 혼합 용매여도 된다.As a solvent of the said solution, Lactones, such as (gamma)-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, and 2-heptanone; polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol and dipropylene glycol; A compound having an ester bond, such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, or dipropylene glycol monoacetate, monomethyl ether, monoethyl ether of the polyhydric alcohol or compound having an ester bond, Derivatives of polyhydric alcohols such as monoalkyl ethers such as monopropyl ether and monobutyl ether, or compounds having ether bonds such as monophenyl ether [among these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME) is preferable]; cyclic ethers such as dioxane, esters such as methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, and ethyl ethoxypropionate; Anisole, ethylbenzyl ether, crezyl methyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetol, butylphenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, mesitylene Aromatic organic solvents, such as dimethyl sulfoxide (DMSO), etc. are mentioned. The solvent may be a mixed solvent containing the above organic solvent as a main component and containing a small amount of water.

상기 유기 수식 금속 산화물 나노 입자는, 범용의 레지스트 용매의 하나인 프로필렌글리콜1-모노메틸에테르2-아세테이트 (PGMEA) 에 용해되기 쉽기 때문에, 상기 용액의 용매로서, PGMEA 를 사용하는 것이 바람직하다.Since the organic-modified metal oxide nanoparticles are easily soluble in propylene glycol 1-monomethyl ether 2-acetate (PGMEA), which is one of the general-purpose resist solvents, it is preferable to use PGMEA as a solvent for the solution.

또한, 금속 산화물 클러스터로서, 상기 식 (m01) 로 나타내는 바와 같이, 2 개의 M6O4(OH)4 의 구조가 배위자의 배위 결합에 의해 가교된 입자 (2 량체) 에 더하여, 가교되어 있지 않은 M6O4(OH)4[XaYb] 의 단량체, 단, 0 ≤ a ≤ 10, 1 ≤ b ≤ 11 이다, 와 같은 구조도 취할 수 있다. 입자의 사이즈의 시점에서만 판단하면 단량체 쪽이 세선을 형성하는 데에 우수한 것처럼 판단하기 쉽상이다. 그러나, 실제의 레지스트 용도에서는, 감도가 매우 중요시된다. 일반적으로, EUV 미조사부의 용해 속도가 지나치게 빠른 경우, 조사부의 난용화도 어려워지는 경향이 있다. 보다 작은 입자는 해상도뿐만 아니라 용해 속도의 면에서도 우위이지만, 한편으로, 지나치게 작으면, 용해 속도가 지나치게 빨라서 조사량을 높게 해도 난용화되지 않고 감도가 나빠진다. 그 때문에, 적절한 용해 속도의 제어도 중요시되어, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자로는, 2 량체, 혹은, 2 량체와 단량체의 혼합물인 것이 바람직하다.Further, as a metal oxide cluster, as shown by the above formula (m01), two structures of M 6 O 4 (OH) 4 are not crosslinked in addition to the particles (dimer) crosslinked by the coordination bond of the ligand. A monomer of M 6 O 4 (OH) 4 [X a Y b ], with the proviso that 0 ≤ a ≤ 10 and 1 ≤ b ≤ 11 may also be taken. Judging only from the viewpoint of the particle size, it is easy to judge that the monomer is superior in forming a thin wire. However, in actual resist applications, sensitivity is very important. In general, when the dissolution rate of the EUV unirradiated portion is too fast, it tends to be difficult to make the irradiated portion poorly soluble. Smaller particles are superior not only in resolution but also in terms of dissolution rate, but on the other hand, when too small, the dissolution rate is too fast, and even if the irradiation amount is increased, poorly soluble and the sensitivity is deteriorated. Therefore, control of the appropriate dissolution rate is also important, and the organic modified metal oxide nanoparticles are preferably a dimer or a mixture of a dimer and a monomer.

(유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 레지스트 조성물)(Resist composition containing organic modified metal oxide nanoparticles)

본 발명의 일 실시형태에 관련된 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 레지스트 조성물은, 상기 실시형태의 유기 수식 금속 산화물 나노 입자와, 용매를 함유한다.The organic-modified metal oxide nanoparticle-containing resist composition according to an embodiment of the present invention contains the organically modified metal oxide nanoparticles of the above-described embodiment and a solvent.

상기 레지스트 조성물의 용매로는, γ-부티로락톤 등의 락톤류 ; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 메틸-n-펜틸케톤, 메틸이소펜틸케톤, 2-헵타논 등의 케톤류 ; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜 등의 다가 알코올류 ; 에틸렌글리콜모노아세테이트, 디에틸렌글리콜모노아세테이트, 프로필렌글리콜모노아세테이트, 또는 디프로필렌글리콜모노아세테이트 등의 에스테르 결합을 갖는 화합물, 상기 다가 알코올류 또는 상기 에스테르 결합을 갖는 화합물의 모노메틸에테르, 모노에틸에테르, 모노프로필에테르, 모노부틸에테르 등의 모노알킬에테르 또는 모노페닐에테르 등의 에테르 결합을 갖는 화합물 등의 다가 알코올류의 유도체 [이것들 중에서는, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (PGMEA), 프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME) 가 바람직하다] ; 디옥산과 같은 고리형 에테르류나, 락트산메틸, 락트산에틸 (EL), 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 피루브산메틸, 피루브산에틸, 메톡시프로피온산메틸, 에톡시프로피온산에틸 등의 에스테르류 ; 아니솔, 에틸벤질에테르, 크레질메틸에테르, 디페닐에테르, 디벤질에테르, 페네톨, 부틸페닐에테르, 에틸벤젠, 디에틸벤젠, 펜틸벤젠, 이소프로필벤젠, 톨루엔, 자일렌, 시멘, 메시틸렌 등의 방향족계 유기 용제, 디메틸술폭시드 (DMSO) 등을 들 수 있다. 용매는, 상기와 같은 유기 용매를 주성분으로 하며, 또한 소량의 물을 포함하는 혼합 용매여도 된다.Examples of the solvent for the resist composition include lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, and 2-heptanone; polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol and dipropylene glycol; A compound having an ester bond, such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, or dipropylene glycol monoacetate, monomethyl ether, monoethyl ether of the polyhydric alcohol or compound having an ester bond, Derivatives of polyhydric alcohols such as monoalkyl ethers such as monopropyl ether and monobutyl ether, or compounds having ether bonds such as monophenyl ether [among these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME) is preferable]; cyclic ethers such as dioxane, esters such as methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, and ethyl ethoxypropionate; Anisole, ethylbenzyl ether, crezyl methyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetol, butylphenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, mesitylene Aromatic organic solvents, such as dimethyl sulfoxide (DMSO), etc. are mentioned. The solvent may be a mixed solvent containing the above organic solvent as a main component and containing a small amount of water.

유기 수식 금속 산화물 나노 입자는, 범용의 레지스트 용매의 하나인 프로필렌글리콜1-모노메틸에테르2-아세테이트 (PGMEA) 에 용해되기 쉽기 때문에, 상기 레지스트 조성물의 용매로서, PGMEA 를 사용하는 것이 바람직하다.Since the organic-modified metal oxide nanoparticles are easily soluble in propylene glycol 1-monomethyl ether 2-acetate (PGMEA), which is one of the general-purpose resist solvents, it is preferable to use PGMEA as a solvent for the resist composition.

상기 레지스트 조성물은, 첨가제를 함유해도 된다. 첨가제로는, 유기 카르복실산, 그리고 인의 옥소산 및 그 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물 등의 분산제나 안정제, 산 발생제 등의 광 응답제, 가교 촉진제, 계면 활성제, 염 기 성분, 불소 첨가제 성분 등을 들 수 있다. 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 레지스트 조성물은, 상기 첨가제를 2 종 이상 함유하고 있어도 된다. 유기 수식 금속 산화물 나노 입자를 포함하는 용매에 첨가제를 첨가한 경우에도, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자의 용매에 대한 용해성을 유지하면서, EUV 광의 조사시에 고해상도를 유지할 수 있어, EUV 광에 대한 레지스트막의 고감도를 발현할 수 있다.The resist composition may contain an additive. Examples of the additive include dispersants and stabilizers such as organic carboxylic acids and compounds selected from the group consisting of phosphorus oxo acids and derivatives thereof, photoresponders such as acid generators, crosslinking accelerators, surfactants, base components, and fluorine additives. ingredients, and the like. The organic-modified metal oxide nanoparticle-containing resist composition may contain two or more kinds of the above additives. Even when an additive is added to a solvent containing organic-modified metal oxide nanoparticles, high resolution can be maintained when irradiated with EUV light while maintaining solubility of organic-modified metal oxide nanoparticles in a solvent, and the resist film against EUV light High sensitivity can be expressed.

산 발생제는, 노광광 등의 작용에 의해, 노광에 의해 산을 발생시키는 물질이다. 이와 같은 산 발생제로는, 요오드늄염이나 술포늄염 등의 오늄염계 산 발생제, 옥심술포네이트계 산 발생제 ; 비스알킬 또는 비스아릴술포닐디아조메탄류, 폴리(비스술포닐)디아조메탄류 등의 디아조메탄계 산 발생제 ; 니트로벤질술포네이트계 산 발생제, 이미노술포네이트계 산 발생제, 디술폰계 산 발생제 등 다종의 것을 들 수 있다.The acid generator is a substance that generates an acid upon exposure by the action of exposure light or the like. As such an acid generator, Onium salt-type acid generators, such as an iodonium salt and a sulfonium salt, an oxime sulfonate-type acid generator; diazomethane-based acid generators such as bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes and poly(bissulfonyl)diazomethanes; and various kinds of nitrobenzylsulfonate-based acid generators, iminosulfonate-based acid generators, and disulfone-based acid generators.

가교 촉진제는, 광 또는 열에 의해 산 또는 염기를 발생시키는 화합물이다. 가교 촉진제를 추가로 함유함으로써, 레지스트 패턴 형성성 및 에칭 선택성을 향상시킬 수 있다. 가교 촉진제로는, 예를 들어, 오늄염 화합물, N-술포닐옥시이미드 화합물 등을 들 수 있다.A crosslinking accelerator is a compound which generates an acid or a base by light or heat. By further containing a crosslinking accelerator, resist pattern formability and etching selectivity can be improved. As a crosslinking accelerator, an onium salt compound, N-sulfonyloxyimide compound, etc. are mentioned, for example.

계면 활성제는, 도포성, 스트리에이션 등을 개량하는 작용을 나타내는 성분이다. 계면 활성제로는, 예를 들어 이온성이나 비이온성의 불소계 및/또는 실리콘계 계면 활성제 등을 사용할 수 있다.Surfactant is a component which shows the effect|action which improves applicability|paintability, striation, etc. As the surfactant, for example, an ionic or nonionic fluorine-based and/or silicone-based surfactant can be used.

염기 성분은, 노광에 의해 발생하는 산을 트랩 (즉, 산의 확산을 제어) 하는 화합물이다. 염기 성분으로는, 예를 들어, 노광에 의해 분해되어 산 확산 제어성을 잃는 광 붕괴성 염기, 함질소 유기 화합물 등을 들 수 있다.A base component is a compound which traps (ie, controls the diffusion of an acid) an acid generated by exposure. Examples of the base component include photodegradable bases and nitrogen-containing organic compounds that are decomposed by exposure and lose acid diffusion controllability.

불소 첨가제 성분은, 레지스트막에 발수성을 부여하기 위해, 또는 리소그래피 특성을 향상시키는 화합물이다. (F) 성분으로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2010-002870호, 일본 공개특허공보 2010-032994호, 일본 공개특허공보 2010-277043호, 일본 공개특허공보 2011-13569호, 일본 공개특허공보 2011-128226호에 기재된 함불소 고분자 화합물을 사용할 수 있다.The fluorine additive component is a compound for imparting water repellency to the resist film or for improving lithography properties. (F) As a component, Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-002870, Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-032994, Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-277043, Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-13569, Unexamined-Japanese-Patent No. The fluorinated polymer compound described in Publication No. 2011-128226 can be used.

본 발명의 실시형태에 관련된 유기 수식 금속 산화물 나노 입자의 제조 방법은, 옥시아세트산 금속 및/또는 금속 알콕시드와, 카르복실산, 술폰산 및 포스폰산으로 이루어지는 군에서 선택되는 산을, 액체 중에서 반응시키는 반응 공정을 갖는다. 액체로는, 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 아세톤 등을 들 수 있다.A method for producing organically modified metal oxide nanoparticles according to an embodiment of the present invention comprises reacting a metal oxyacetic acid and/or a metal alkoxide with an acid selected from the group consisting of carboxylic acid, sulfonic acid and phosphonic acid in a liquid. It has a reaction process. As a liquid, water, methanol, ethanol, a propanol, a butanol, acetone, etc. are mentioned.

금속 알콕시드를 사용하는 유기 수식 금속 산화물 나노 입자의 제조 방법의 일례를 기재한다. 서로 구조가 상이한 2 종류의 카르복실산에 금속 알콕시드의 용액을 첨가하고, 필요에 따라 교반하고, 얻어진 침전물을 알코올을 사용하여 복수 회 세정하고, 여과 분리 회수하여, 건조시킨다. 이렇게 하여, 간이한 방법으로 본 실시형태의 유기 수식 금속 산화물 나노 입자가 얻어진다. 또, 금속 알콕시드는, 지르코늄알콕시드, 하프늄알콕시드, 및 티탄알콕시드의 1 종 이상인 것이 바람직하고, 지르코늄알콕시드인 것이 보다 바람직하다.An example of a method for producing organically modified metal oxide nanoparticles using a metal alkoxide is described. A solution of a metal alkoxide is added to two types of carboxylic acids having different structures, stirred as needed, and the resulting precipitate is washed multiple times with alcohol, separated by filtration, and dried. In this way, the organic-modified metal oxide nanoparticles of the present embodiment are obtained by a simple method. Moreover, it is preferable that it is 1 or more types of a zirconium alkoxide, a hafnium alkoxide, and a titanium alkoxide, and, as for a metal alkoxide, it is more preferable that it is a zirconium alkoxide.

본 발명의 실시형태에 관련된 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 레지스트 조성물은, 상기 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 용액을, 구멍 직경 0.1 ㎛ 정도의 멤브레인 필터로 여과함으로써 조제할 수 있다.The organic-modified metal oxide nanoparticle-containing resist composition according to an embodiment of the present invention can be prepared by filtering the organically modified metal oxide nanoparticle-containing solution through a membrane filter having a pore diameter of about 0.1 µm.

또, 본 발명의 실시형태에 관련된 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 레지스트 조성물은, 용제 성분에 용해시킨 후, 폴리이미드 다공질막, 폴리아미드이미드 다공질막 등을 사용하여, 불순물 등의 제거를 실시해도 된다. 예를 들어, 폴리이미드 다공질막으로 이루어지는 필터, 폴리아미드이미드 다공질막으로 이루어지는 필터, 폴리이미드 다공질막 및 폴리아미드이미드 다공질막으로 이루어지는 필터 등을 사용하여, 레지스트 조성물의 여과를 실시해도 된다. 상기 폴리이미드 다공질막 및 상기 폴리아미드이미드 다공질막으로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2016-155121호에 기재된 것 등이 예시된다.The organic-modified metal oxide nanoparticle-containing resist composition according to the embodiment of the present invention may be dissolved in a solvent component, and then impurities may be removed using a porous polyimide film, a porous polyamideimide film, or the like. . For example, the resist composition may be filtered using a filter made of a porous polyimide film, a filter made of a porous polyamideimide film, a filter made of a porous polyimide film and a porous polyamideimide film, or the like. As said polyimide porous membrane and said polyamideimide porous membrane, the thing of Unexamined-Japanese-Patent No. 2016-155121 etc. are illustrated, for example.

본 발명의 실시형태에 관련된 패턴 형성 방법은, 막 형성 공정과, 노광 공정과, 레지스트 패턴 형성 공정을 구비하고 있다. 막 형성 공정에서는, 지지체 상에, 본 실시형태의 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 용액 또는 본 실시형태의 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 레지스트 조성물을 사용하여 레지스트막을 형성한다. 예를 들어, 피에칭층 상에, 상기 용액 또는 상기 레지스트 조성물을 도포하고, 건조시켜 레지스트막을 얻는다. 피에칭층의 종류는 특별히 제한이 없다. 피에칭층으로는, 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 것을 사용할 수 있고, 예를 들어, 전자 부품용의 기판이나, 이것에 소정의 배선 패턴이 형성된 것 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 실리콘 웨이퍼, 구리, 크롬, 철, 알루미늄 등의 금속제의 기판이나, 유리 기판 등을 들 수 있다.A pattern forming method according to an embodiment of the present invention includes a film forming step, an exposure step, and a resist pattern forming step. In the film forming step, a resist film is formed on the support using the organic modified metal oxide nanoparticle-containing solution of the present embodiment or the organic modified metal oxide nanoparticle-containing resist composition of the present embodiment. For example, on the etching target layer, the said solution or the said resist composition is apply|coated, and it is made to dry and a resist film is obtained. The type of the etching target layer is not particularly limited. It does not specifically limit as an etching target layer, A conventionally well-known thing can be used, For example, the board|substrate for electronic components, the thing in which the predetermined wiring pattern was formed, etc. are mentioned. More specifically, a silicon wafer, a metal substrate, such as copper, chromium, iron, and aluminum, a glass substrate, etc. are mentioned.

또, 지지체로는, 상기 서술한 바와 같은 기판 상에, 무기계 및/또는 유기계의 막이 형성된 것이어도 된다. 무기계의 막으로는, 무기 반사 방지막 (무기 BARC) 을 들 수 있다. 유기계의 막으로는, 유기 반사 방지막 (유기 BARC) 이나, 다층 레지스트법에 있어서의 하층 유기막 등의 유기막을 들 수 있다.Moreover, as a support body, the thing in which the film|membrane of the inorganic type and/or organic type was formed on the above-mentioned board|substrate may be sufficient. Examples of the inorganic film include an inorganic antireflection film (inorganic BARC). Examples of the organic film include an organic antireflection film (organic BARC) and an organic film such as a lower organic film in a multilayer resist method.

노광 공정에서는, 상기의 레지스트막을 노광한다. 예를 들어, 레지스트막에 소정의 패턴으로 EUV 광을 조사한다. 현상 공정에서는, 노광 후의 레지스트막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성한다. 예를 들어, 아세트산부틸 등의 현상액에 레지스트막을 침지하여, EUV 광을 조사하지 않았던 부분을 현상액에 녹여 제거하고, 에칭 개구부를 형성한다. 본 실시형태의 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 용액 또는 본 실시형태의 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 레지스트 조성물을 사용함으로써, 에칭 마스크의 선 폭을, 예를 들어 20 nm 이하로 할 수 있다. 이 때문에, 마스크의 세선화를 도모할 수 있어, 피에칭층의 미세한 에칭이 가능해진다.In the exposure step, the resist film is exposed. For example, EUV light is irradiated to the resist film in a predetermined pattern. In the developing step, the resist film after exposure is developed to form a resist pattern. For example, a resist film is immersed in a developing solution, such as butyl acetate, and the part which has not been irradiated with EUV light is melted and removed in a developing solution, and an etching opening part is formed. By using the organic-modified metal oxide nanoparticle-containing solution of the present embodiment or the organic-modified metal oxide nanoparticle-containing resist composition of the present embodiment, the line width of the etching mask can be, for example, 20 nm or less. For this reason, thinning of a mask can be achieved, and fine etching of an etching target layer becomes possible.

레지스트 패턴 형성 공정에서는, 상기 노광 공정에서 노광된 레지스트막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성한다. 이 현상에 사용하는 현상액으로는, 알칼리 수용액, 유기 용매를 포함하는 현상액 등을 들 수 있다.In the resist pattern forming step, the resist film exposed in the exposure step is developed to form a resist pattern. As a developing solution used for this image development, the developing solution containing aqueous alkali solution, an organic solvent, etc. are mentioned.

알칼리 수용액으로는, 예를 들어 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 규산나트륨, 메타규산나트륨, 암모니아수, 에틸아민, n-프로필아민, 디에틸아민, 디-n-프로필아민, 트리에틸아민, 메틸디에틸아민, 에틸디메틸아민, 트리에탄올아민, 테트라메틸암모늄하이드록시드 (TMAH), 피롤, 피페리딘, 콜린, 1,8-디아자비시클로-[5.4.0]-7-운데센, 1,5-디아자비시클로-[4.3.0]-5-노넨 등의 알칼리성 화합물 중 적어도 1 종을 용해시킨 알칼리성 수용액 등을 들 수 있다.Examples of the aqueous alkali solution include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, methyldi Ethylamine, ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo-[5.4.0]-7-undecene, 1,5 and an alkaline aqueous solution in which at least one of alkaline compounds such as -diazabicyclo-[4.3.0]-5-nonene is dissolved.

유기 용매를 포함하는 현상액에 있어서의 유기 용매로는, 예를 들어 용매에 있어서 예시한 유기 용매와 동일한 것 등을 들 수 있다. 이것들 중에서, 알코올계 용매, 아미드계 용매, 에스테르계 용매, 에테르계 용매, 케톤계 용매, 탄화수소계 용매 등 또는 이것들의 조합을 포함하는 것이 바람직하고, 아세트산부틸이 특히 바람직하다.As an organic solvent in the developing solution containing an organic solvent, the thing similar to the organic solvent illustrated in the solvent, etc. are mentioned, for example. Among these, those containing an alcohol solvent, an amide solvent, an ester solvent, an ether solvent, a ketone solvent, a hydrocarbon solvent, or a combination thereof are preferable, and butyl acetate is particularly preferable.

이들 현상액은, 1 종 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 또한, 현상 후에는, 물 등으로 세정한 후에 건조시키는 것이 일반적이다.You may use these developing solutions individually by 1 type or in combination of 2 or more type. In addition, it is common to dry after washing|cleaning with water etc. after image development.

실시예Example

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명은, 이하의 실시예에만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. The present invention is not limited only to the following examples.

(실시예 1)(Example 1)

용기에 프로피온산 2.47 ㎖ 와 메타크릴산 2.78 ㎖ 를 각각 첨가하고, 균일해지도록 혼합하였다. 그곳에 80 wt% 지르코늄부톡시드1-부탄올 용액 4.5 ㎖ 를 천천히 첨가하였다. 밀전 (密栓) 후, 침전이 생성될 때까지 실온에서 계속 교반하였다 (1 - 20 일). 생성된 침전을 최소량의 n-부탄올 (3 ㎖) 로 5 회 세정하고, 진공 건조시켰다. 이것을 분쇄하여, 백색 고체를 얻었다. 이 백색 분말을 NMR (Bruker 사 제조, 장치명 「AVANCE III 400」) 로 해석한 결과로부터, 분말 중에 포함되는 배위자의 물질량비 (이른바 mol 비) 는 프로피온산 : 메타크릴산 = 33 : 67 = 3.96 : 8.04 인 것을 확인할 수 있었다. TG-TDA (HITACHI 사 제조, 장치명 「STA-7200」) 의 해석 결과로부터, 중량 감소율은 54.3 % 였다. 또한, 이 백색 분말의 IR 분석 (Thermo Scientific 사 제조, 장치명 「NICOLET 6700」) 의 결과, 카르복시기 유래의 흡수 피크 (1550 cm-1 및 1420 cm-1) 를 확인할 수 있었다.2.47 ml of propionic acid and 2.78 ml of methacrylic acid were respectively added to the container, and mixed so as to be uniform. 4.5 ml of an 80 wt% zirconium butoxide 1-butanol solution was slowly added there. After sealing, stirring was continued at room temperature until a precipitate was formed (1 - 20 days). The resulting precipitate was washed 5 times with a minimum amount of n-butanol (3 mL) and dried in vacuo. This was grind|pulverized and the white solid was obtained. From the result of analyzing this white powder by NMR (manufactured by Bruker, equipment name "AVANCE III 400"), the substance amount ratio (so-called mol ratio) of the ligand contained in the powder was found to be propionic acid: methacrylic acid = 33: 67 = 3.96: 8.04 was able to confirm that From the analysis result of TG-TDA (the HITACHI company make, apparatus name "STA-7200"), the weight reduction rate was 54.3 %. In addition, as a result of IR analysis of this white powder (manufactured by Thermo Scientific, device name "NICOLET 6700"), absorption peaks (1550 cm -1 and 1420 cm -1 ) derived from carboxyl groups were confirmed.

PGMEA 5.0 g 에, 이 백색 분말 0.15 g 을 용해시켰다. 원심 분리 및 구멍 직경 0.2 ㎛ 의 필터를 사용하여, 용해되지 않았던 백색 분말을 제거하였다. 이 제거 후의 용액의 동적 광 산란 분석 (말번사 제조, 장치명 「제타사이저 나노 S」) 의 결과, 이 백색 분말의 체적 기준 평균 입경은 약 3 nm 였다. 이 결과로부터, 얻어진 백색 분말은, 지르코늄과 산소로 구성되는 코어에 대해 프로피온산 및 메타크릴산이 배위한 유기 수식 금속 산화물 나노 입자였다.In 5.0 g of PGMEA, 0.15 g of this white powder was dissolved. Using centrifugation and a filter with a pore diameter of 0.2 mu m, undissolved white powder was removed. As a result of dynamic light scattering analysis of the solution after this removal (manufactured by Malvern, device name "Zetasizer Nano S"), the volume-based average particle diameter of this white powder was about 3 nm. From this result, the obtained white powder was an organic-modified metal oxide nanoparticle in which propionic acid and methacrylic acid were coordinated with respect to the core which consists of zirconium and oxygen.

동적 광 산란 분석의 결과로부터 얻어진 입경 약 3 nm 의 값은, 주위의 배위자를 포함한 분산체의 직경인 점에서, 코어의 적어도 일부는, 금속 산화물 결정이 아니라 지르코늄 원자가 산소 원자로 가교한 클러스터였다. 단결정 X 선 구조 해석 (RIGAKU 사 제조, 장치명 「XtaLAB P200」) 의 결과로부터, 클러스터는, 6 개의 지르코늄 원자가 산소 원자와 공유 결합으로 가교된 Zr6O4(OH)4 의 조성을 가진 코어의 2 개가 프로피온산의 배위 결합에 의해 가교된 구조를 갖는 것을 확인할 수 있었다. TG-TDA 의 결과로부터 분석 후의 잔존물 (ZrO2) 의 비율은 45.7 % 였다. 이상의 결과에 입각하면, 백색 분말은, ZrO2 환산 함유율이 44.7 % 로서, [Zr6O4(OH)4(C4H5O2)8.04(C3H5O2)3.96]2 인 것을 확인할 수 있었다. 이것을 상기 식 (m01) 에 대응시키면, C01, C02 및 L01 은, 각각, 하기와 같이 된다.Since the particle diameter value of about 3 nm obtained from the result of the dynamic light scattering analysis is the diameter of the dispersion containing the surrounding ligands, at least a part of the core was not a metal oxide crystal, but a cluster in which zirconium atoms were crosslinked with oxygen atoms. From the result of single crystal X-ray structural analysis (manufactured by RIGAKU, device name "XtaLAB P200"), the cluster is composed of two cores having a composition of Zr 6 O 4 (OH) 4 in which six zirconium atoms are covalently crosslinked with oxygen atoms. It was confirmed that the structure had a cross-linked structure by the coordination bond of propionic acid. The ratio of post-analysis from the results of TG-TDA residue (ZrO 2) was 45.7%. Based on the above results, the white powder has a ZrO 2 conversion content of 44.7%, and is [Zr 6 O 4 (OH) 4 (C 4 H 5 O 2 ) 8.04 (C 3 H 5 O 2 ) 3.96 ] 2 . could check When this corresponds to the above formula (m01), C01, C02, and L01 respectively become as follows.

C01 = Zr6O4(OH)4(C3H5O2)1.96(C4H5O2)8.04 C01 = Zr 6 O 4 (OH) 4 (C 3 H 5 O 2 ) 1.96 (C 4 H 5 O 2 ) 8.04

C02 = Zr6O4(OH)4(C3H5O2)1.96(C4H5O2)8.04 C02 = Zr 6 O 4 (OH) 4 (C 3 H 5 O 2 ) 1.96 (C 4 H 5 O 2 ) 8.04

L01 = (C3H5O2)4 L01 = (C 3 H 5 O 2 ) 4

또한, 상기 식 (m01) 중의 M, X, Y, a, b, c, d 및 w 는, 각각, M = Zr, X = C3H5O2, Y = C4H5O2, a = 1.96, b = 8.04, c = 1.96, d = 8.04, w = 4 가 된다.In addition, M, X, Y, a, b, c, d and w in the formula (m01) are, respectively, M = Zr, X = C 3 H 5 O 2 , Y = C 4 H 5 O 2 , a = 1.96, b = 8.04, c = 1.96, d = 8.04, w = 4.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

글로브 박스 내에서, 85 % 지르코늄부톡시드1-부탄올 용액 1.40 g 에 메타크릴산 1.02 g 을 첨가하여 교반하고, 약 3 주간 가만히 정지시켜 투명한 결정을 얻었다. 단결정 X 선 구조 해석 (RIGAKU 사 제조, 장치명 「XtaLAB Synergy-S」) 의 결과로부터, 클러스터는, 6 개의 지르코늄이 산소와 공유 결합으로 가교된 Zr6O4(OH)4 의 조성을 가진 1 개의 코어를 갖고, 1 개의 코어의 주위에 12 개의 메타크릴산이 배위 결합에 의해 가교된 Zr6O4(OH)4(C4H5O2)12 의 구조를 갖는 것을 확인할 수 있었다. 이 투명한 결정을 감압 여과에 의해 회수하고, 실온에서 1 일 진공 건조시키고, 분쇄하여 백색 분말을 얻었다. 이 백색 분말의 원소 분석의 결과, 탄소 함유량은 36 wt% 였다. 이 백색 분말의 열 중량 분석의 결과, 중량 감소율은 57 % 였다.In a glove box, 1.02 g of methacrylic acid was added to 1.40 g of an 85% zirconium butoxide 1-butanol solution, stirred, and it was made to stand still for about 3 weeks, and the transparent crystal|crystallization was obtained. From the results of single crystal X-ray structural analysis (manufactured by RIGAKU, device name “XtaLAB Synergy-S”), the cluster is one core having a composition of Zr 6 O 4 (OH) 4 in which six zirconiums are covalently crosslinked with oxygen. and Zr 6 O 4 (OH) 4 (C 4 H 5 O 2 ) 12 in which 12 methacrylic acids are crosslinked by coordination bonds around one core. These transparent crystals were recovered by filtration under reduced pressure, vacuum dried at room temperature for 1 day, and pulverized to obtain a white powder. As a result of elemental analysis of this white powder, the carbon content was 36 wt%. As a result of thermogravimetric analysis of this white powder, the weight reduction rate was 57%.

또, 이 백색 분말의 IR 분석 (써모피셔·사이언티픽사 제조, 장치명 「NICOLET 6700」) 의 결과, 메타크릴산의 카르복시기 유래의 흡수 피크 (1558 cm-1) 및 C=C 의 신축 진동 밴드의 흡수 피크 (1647 cm-1) 와, 비닐기 CH 의 면외 변각 진동 밴드의 흡수 피크 (827 cm-1) 를 확인할 수 있었다. 또한, 이 백색 분말의 매트릭스 지원 레이저 탈리 이온화 비행 시간형 질량 분석 (MALDI-TOF/MS) (브루커사 제조, 장치명 「autoflex speed」) 의 결과, m/z 1702 가 존재하고, 메타크릴산이 배위한 지르코니아 6 량체 분자량과 일치하였다. 이상으로부터, 얻어진 백색 분말은, Zr6O4(OH)4(C4H5O2)12 였다.In addition, as a result of IR analysis of this white powder (manufactured by Thermo Fischer Scientific, device name "NICOLET 6700"), the absorption peak derived from the carboxyl group of methacrylic acid (1558 cm -1 ) and the expansion and contraction band of C = C The absorption peak (1647 cm -1 ) and the absorption peak (827 cm -1 ) of the out-of-plane angle vibration band of the vinyl group CH were confirmed. Further, as a result of matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF/MS) (manufactured by Bruker, device name "autoflex speed") of this white powder, m/z 1702 was present, and methacrylic acid was coordinated. It was consistent with the zirconia hexamer molecular weight. From the above, the obtained white powder was Zr 6 O 4 (OH) 4 (C 4 H 5 O 2 ) 12 .

PGMEA 3.0 g 에, 이 백색 분말 0.09 g 을 용해시켰다. 원심 분리 및 구멍 직경 0.45 ㎛ 의 필터를 사용하여, 용해되지 않았던 백색 분말을 제거하였다. 이 제거 후의 용액의 동적 광 산란 분석의 결과, 이 백색 분말의 체적 기준 평균 입경은 약 2 nm 였다. 이 결과로부터, 얻어진 백색 분말은, 지르코늄과 산소로 구성되는 코어에 대해 메타크릴산이 배위한 유기 수식 금속 산화물 나노 입자였다.In 3.0 g of PGMEA, 0.09 g of this white powder was dissolved. Using centrifugation and a filter having a pore diameter of 0.45 µm, undissolved white powder was removed. As a result of dynamic light scattering analysis of the solution after this removal, the volume-based average particle diameter of this white powder was about 2 nm. From this result, the obtained white powder was an organic-modified metal oxide nanoparticle in which methacrylic acid coordinated with respect to the core comprised from zirconium and oxygen.

(레지스트 패턴의 형성)(Formation of resist pattern)

실시예 1 에서 조제한 유기 수식 금속 산화물 나노 입자의 PGMEA 용액을 실시예 1 의 레지스트 조성물, 비교예 1 에서 조제한 유기 수식 금속 산화물 나노 입자의 PGMEA 용액을 비교예 1 의 레지스트 조성물로서 사용하여, 레지스트 패턴을 형성하였다.Using the PGMEA solution of the organic modified metal oxide nanoparticles prepared in Example 1 as the resist composition of Example 1 and the PGMEA solution of the organic modified metal oxide nanoparticles prepared in Comparative Example 1 as the resist composition of Comparative Example 1, a resist pattern was formed formed.

실시예 1 및 비교예 1 의 각 레지스트 조성물을 실리콘 웨이퍼 상에 적하하고, 1500 rpm 으로 60 초간 회전시켜 성막하고, 그 후, 80 ℃ 에서 60 초간 가열하여 레지스트막을 얻었다. 0 ∼ 25 mJ/㎠ 의 조사량으로 이 레지스트막을 EUV 노광한 후 (리소테크 재팬사 제조, 장치명 「EUV 프레임 노광 장치 EUVES-7000GC」), 아세트산부틸에 30 초간 침지하여 현상하고, 건조 후에 분광 엘립소미터 (호리바·조빈 이본사 제조, 장치명 「UVISEL」) 로 막 두께를 측정하고, 감도를 구하였다.Each resist composition of Example 1 and Comparative Example 1 was dripped on a silicon wafer, it rotated at 1500 rpm for 60 second, and it formed into a film, After that, it heated at 80 degreeC for 60 second, and obtained the resist film. After EUV exposure of this resist film at an irradiation dose of 0 to 25 mJ/cm 2 (manufactured by Lisotech Japan, device name “EUV frame exposure device EUVES-7000GC”), it was developed by immersion in butyl acetate for 30 seconds, followed by drying and spectroscopy ellipsometer. The film thickness was measured with the meter (the Horiba Jobin Ebon company make, apparatus name "UVISEL"), and the sensitivity was calculated|required.

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 표 1 의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 의 레지스트 조성물은, 비교예 1 에 비해 감도가 우수한 것이 확인되었다.As can be seen from the results in Table 1, it was confirmed that the resist composition of Example 1 was superior in sensitivity to that of Comparative Example 1.

본 발명의 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 레지스트 용액, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 레지스트 조성물 및 패턴 형성 방법은, 우수한 감도를 가지고 있는 점에서, 향후 더욱 미세화가 진행될 것으로 예상되는 반도체 디바이스의 제조에 바람직하게 사용할 수 있다.The organic-modified metal oxide nano-particle-containing resist solution, the organic-modified metal oxide nano-particle-containing resist composition, and the pattern forming method of the present invention have excellent sensitivity, so they are preferable for the manufacture of semiconductor devices that are expected to be further miniaturized in the future. can be used

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 경우는 없다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 부가, 생략, 치환, 및 그 밖의 변경이 가능하다. 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되는 경우는 없고, 첨부된 클레임의 범위에 의해서만 한정된다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to these examples. In the range which does not deviate from the meaning of this invention, addition, omission, substitution, and other changes of a structure are possible. The present invention is not limited by the foregoing description, but only by the scope of the appended claims.

Claims (9)

복수 개의 금속 원자와, 상기 복수 개의 금속 원자에 공유 결합한 복수의 산소 원자를 포함하는 2 이상의 코어와,
상기 코어에 배위 결합하고 있는, 카르복실산카르복실레이트, 술폰산술포네이트 및 포스폰산포스포네이트로 이루어지는 군에서 선택되는 배위자인 제 1 수식기 (A1) 과,
상기 코어에 배위 결합하고, 상기 제 1 수식기 (A1) 과 구조가 상이한 배위자 및 무기 음이온으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 제 2 수식기 (A2) 를 갖고,
상기 코어끼리가, 적어도 상기 제 1 수식기 (A1) 에 의해 배위 결합에 의해 가교된 구조를 갖는, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자.
Two or more cores comprising a plurality of metal atoms and a plurality of oxygen atoms covalently bonded to the plurality of metal atoms;
A first modifying group (A1), which is a ligand selected from the group consisting of carboxylate, sulfonic acid, and phosphonate phosphonate, coordinated to the core;
having a second modifying group (A2) which is at least one selected from the group consisting of a ligand and an inorganic anion that is coordinated to the core and has a structure different from that of the first modifying group (A1);
The organic-modified metal oxide nanoparticles having a structure in which the cores are crosslinked by coordination bonds by at least the first modifying group (A1).
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 수식기 (A1) 이, 하기 일반식 (a01), 하기 일반식 (a02) 및 하기 일반식 (a03) 으로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물로부터 유도되는 배위자인, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자.
Figure pat00005

Figure pat00006

Figure pat00007

[상기 일반식 (a01), 상기 일반식 (a02) 및 상기 일반식 (a03) 중, R 은, 각각 독립적으로, 탄소수 1 ∼ 18 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알콕시알킬기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알케닐기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알케닐옥시알킬기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알키닐기, 탄소수 1 ∼ 18 의 알키닐옥시알킬기, 탄소수 1 ∼ 18 의 아릴기, 탄소수 1 ∼ 18 의 아릴옥시알킬기 및 탄소수 1 ∼ 18 의 시아노알킬기로 이루어지는 군에서 선택된 기이거나, 또는, 상기 기의 1 또는 2 개 이상의 수소 원자가 치환기로 치환된 기이다. 단, 상기 치환기는, 카르복시기, 카르복실레이트기, 술포기, 술포네이트기, 포스포기 및 포스포네이트기를 포함하지 않는다.]
The method of claim 1,
The organic-modified metal oxide nanoparticles, wherein the first modifying group (A1) is a ligand derived from a compound selected from the group consisting of the following general formula (a01), the following general formula (a02) and the following general formula (a03).
Figure pat00005

Figure pat00006

Figure pat00007

[In the general formulas (a01), (a02), and (a03), R is each independently an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkoxyalkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or an alkoxyalkyl group having 1 to 18 carbon atoms An alkenyl group, a C1-C18 alkenyloxyalkyl group, a C1-C18 alkynyl group, a C1-C18 alkynyloxyalkyl group, a C1-C18 aryl group, a C1-C18 aryloxyalkyl group, and a C1 to 18, a group selected from the group consisting of a cyanoalkyl group, or a group in which one or two or more hydrogen atoms of the group are substituted with a substituent. However, the substituent does not include a carboxy group, a carboxylate group, a sulfo group, a sulfonate group, a phospho group, and a phosphonate group.]
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 수식기 (A1) 이, 카르복실산카르복실레이트 배위자인, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자.
The method of claim 1,
The organic-modified metal oxide nanoparticles, wherein the first modifying group (A1) is a carboxylate ligand.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 수식기 (A1) 이, 카르복실산카르복실레이트 배위자이고,
상기 제 2 수식기 (A2) 가, 상기 제 1 수식기 (A1) 과 구조가 상이한 카르복실산카르복실레이트, 술폰산술포네이트, 포스폰산포스포네이트, 하이드록시기 함유 배위자, 티올기 함유 배위자, 아미노기 함유 배위자, 질산 배위자 및 수산화물 이온으로 이루어지는 군에서 선택되는, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자.
The method of claim 1,
The first modifying group (A1) is a carboxylic acid carboxylate ligand,
The second modifying group (A2) is a carboxylic acid carboxylate, sulfonic acid sulfonate, phosphonic acid phosphonate, hydroxyl group-containing ligand, thiol group-containing ligand, which has a structure different from that of the first modifying group (A1); Organic-modified metal oxide nanoparticles selected from the group consisting of an amino group-containing ligand, a nitrate ligand, and a hydroxide ion.
제 1 항에 있어서,
하기 식 (m01) 로 나타내는, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자.
C01-L01-C02 ··· (m01)
상기 식 (m01) 중,
C01 은, M6O4(OH)4[XaYb] 이고, 0 ≤ a ≤ 10, 1 ≤ b ≤ 11 이다. C02 는, M6O4(OH)4[XcYd] 이고, 0 ≤ c ≤ 10, 1 ≤ d ≤ 11 이다. L01 은, Xw 이고, w = 24 - (a + b + c + d), 2 ≤ w ≤ 12 이다.
[M 은 상기 금속 원자로서, 4 족 원소의 금속 원자이고, X 는 상기 제 1 수식기 (A1) 이고, Y 는 상기 제 2 수식기 (A2) 이다.].
The method of claim 1,
Organic-modified metal oxide nanoparticles represented by the following formula (m01).
C01-L01-C02 ... (m01)
In the above formula (m01),
C01 is M 6 O 4 (OH) 4 [X a Y b ], and 0 ≤ a ≤ 10 and 1 ≤ b ≤ 11 . C02 is M 6 O 4 (OH) 4 [X c Y d ], and 0 ≤ c ≤ 10 and 1 ≤ d ≤ 11 . L01 is Xw, w = 24 - (a + b + c + d), and 2 ≤ w ≤ 12.
[M is the metal atom, a metal atom of a group 4 element, X is the first modifying group (A1), and Y is the second modifying group (A2)].
제 1 항에 있어서,
상기 금속 원자가 Zr 인, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자.
The method of claim 1,
wherein the metal atom is Zr, organically modified metal oxide nanoparticles.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 수식 금속 산화물 나노 입자와, 용매를 함유하는 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 용액.A solution containing the organic-modified metal oxide nanoparticles according to any one of claims 1 to 6 and a solvent. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 수식 금속 산화물 나노 입자와, 용매를 함유하는, 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 레지스트 조성물.A resist composition containing the organic modified metal oxide nanoparticles according to any one of claims 1 to 6 and a solvent. 지지체 상에, 제 8 항에 기재된 유기 수식 금속 산화물 나노 입자 함유 레지스트 조성물을 사용하여 레지스트막을 형성하는 공정과,
상기 레지스트막을 노광하는 공정과,
상기 노광 후의 레지스트막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 공정을 포함하는, 레지스트 패턴 형성 방법.
A step of forming a resist film on a support by using the resist composition containing the organic modified metal oxide nanoparticles according to claim 8;
exposing the resist film;
and developing the resist film after the exposure to form a resist pattern.
KR1020200181362A 2019-12-24 2020-12-22 Organically modified metal oxide nanoparticles, organically modified metal oxide nanoparticles-containing solution, organically modified metal oxide nanoparticles-containing resist composition, and resist pattern forming method KR20210082099A (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2019-233068 2019-12-24
JP2019233068 2019-12-24
JPJP-P-2020-207558 2020-12-15
JP2020207558A JP2021102604A (en) 2019-12-24 2020-12-15 Organically modified metal oxide nanoparticle, solution containing organically modified metal oxide nanoparticle, resist composition containing organically modified metal oxide nanoparticle and resist pattern formation method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210082099A true KR20210082099A (en) 2021-07-02

Family

ID=76755201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200181362A KR20210082099A (en) 2019-12-24 2020-12-22 Organically modified metal oxide nanoparticles, organically modified metal oxide nanoparticles-containing solution, organically modified metal oxide nanoparticles-containing resist composition, and resist pattern forming method

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2021102604A (en)
KR (1) KR20210082099A (en)
TW (1) TW202128566A (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024024919A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-01 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing method and substrate processing system
WO2024100964A1 (en) * 2022-11-09 2024-05-16 サンアプロ株式会社 Organometallic compound, sulfonium salt-type compound, nonion oxime-type compound, photosensitive material, acid generator, and photoresist
WO2024106167A1 (en) * 2022-11-17 2024-05-23 三菱ケミカル株式会社 Transition metal cluster compound, photosensitive composition, and pattern formation method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001072716A (en) 1999-07-12 2001-03-21 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Organometallic polymer and use
JP2012185484A (en) 2011-02-15 2012-09-27 Shin Etsu Chem Co Ltd Resist material and patterning method using the same
JP2015108781A (en) 2013-12-05 2015-06-11 東京応化工業株式会社 Negative resist composition, resist pattern forming method, and complex
JP2015157807A (en) 2014-02-14 2015-09-03 コーネル ユニバーシティCornell University Metal oxide nanoparticle and photoresist composition
JP2017173537A (en) 2016-03-23 2017-09-28 株式会社先端ナノプロセス基盤開発センター Photosensitive composition and pattern formation method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001072716A (en) 1999-07-12 2001-03-21 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Organometallic polymer and use
JP2012185484A (en) 2011-02-15 2012-09-27 Shin Etsu Chem Co Ltd Resist material and patterning method using the same
JP2015108781A (en) 2013-12-05 2015-06-11 東京応化工業株式会社 Negative resist composition, resist pattern forming method, and complex
JP2015157807A (en) 2014-02-14 2015-09-03 コーネル ユニバーシティCornell University Metal oxide nanoparticle and photoresist composition
JP2017173537A (en) 2016-03-23 2017-09-28 株式会社先端ナノプロセス基盤開発センター Photosensitive composition and pattern formation method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021102604A (en) 2021-07-15
TW202128566A (en) 2021-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20210082099A (en) Organically modified metal oxide nanoparticles, organically modified metal oxide nanoparticles-containing solution, organically modified metal oxide nanoparticles-containing resist composition, and resist pattern forming method
JP5111106B2 (en) Calix resorcinarene compound, photoresist substrate comprising the same, and composition thereof
TWI684063B (en) Radiation sensitive composition and pattern forming method
JP6666564B2 (en) Radiation-sensitive composition and pattern forming method
WO2018168221A1 (en) Radiation sensitive composition and pattern forming method
JP2018017780A (en) Radiation-sensitive composition and pattern formation method
JP6399083B2 (en) Composition for multilayer resist process and pattern forming method using the composition for multilayer resist process
KR102286285B1 (en) Patterning process
KR102351281B1 (en) Composition for forming inorganic film for multilayer resist process, and pattern formation method
JP2007197389A (en) Cyclic compound, and photoresist base material comprising the same and composition
US11747724B2 (en) Organically modified metal oxide nanoparticles, organically modified metal oxide nanoparticles-containing solution, organically modified metal oxide nanoparticles-containing resist composition, and resist pattern forming method
JP6413333B2 (en) Pattern formation method
JP2018116160A (en) Radiation-sensitive composition and pattern formation method
JP6046540B2 (en) Sulfonium salt, photoacid generator, curable composition, and resist composition
WO2019093145A1 (en) Composition for forming resist film and resist pattern forming method
US20220397823A1 (en) Organically modified metal oxide nanoparticle, method for producing same, euv photoresist material, and method for producing etching mask
WO2021029422A1 (en) Radiation-sensitive composition and method for forming resist pattern
JP7017909B2 (en) Chemically amplified positive photoresist composition
WO2019111665A1 (en) Resist pattern formation method and composition for resist film formation
KR102586110B1 (en) Semiconductor photoresist composition, and method of forming patterns using the composition
US20230022002A1 (en) Ionic salt, radiation-sensitive resist composition comprising the same, and method of forming pattern using the same
JP2024068697A (en) Organometallic compounds, photosensitive materials for photoresists, and photoresists
JP2024069028A (en) Nonionic oxime compounds, organometallic compounds, acid generators, photosensitive materials for resists, and resists,
JP2024069029A (en) Organometallic compounds, photosensitive materials for photoresists, and photoresists
WO2024100964A1 (en) Organometallic compound, sulfonium salt-type compound, nonion oxime-type compound, photosensitive material, acid generator, and photoresist