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JP2010134126A - Radiation-sensitive resin composition - Google Patents

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JP2010134126A
JP2010134126A JP2008309054A JP2008309054A JP2010134126A JP 2010134126 A JP2010134126 A JP 2010134126A JP 2008309054 A JP2008309054 A JP 2008309054A JP 2008309054 A JP2008309054 A JP 2008309054A JP 2010134126 A JP2010134126 A JP 2010134126A
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JP
Japan
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group
general formula
carbon atoms
compound
acid
Prior art date
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Application number
JP2008309054A
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Japanese (ja)
Inventor
Ken Maruyama
研 丸山
Toshiyuki Kai
敏之 甲斐
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JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
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Publication date
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  • Materials For Photolithography (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation-sensitive resin composition or the like for highly precisely and stably forming fine patterns and forming a chemical amplification positive type resist film by responding to active light or radiation and having excellent nano-edge roughness, sensitivity and resolution. <P>SOLUTION: The composition contains a resin, an acid generating agent expressed by formula (b1), and a low molecular compound. The low molecular compound contains a compound expressed by formula (c1), a compound having two nitrogen atoms, and one of compounds or the like having three or more nitrogen atoms. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、感放射線性樹脂組成物に関する。更に詳しくは、本発明は、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV等の(極)遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線等の荷電粒子線の如き各種の放射線による微細加工に適した化学増幅型レジストとして使用される感放射線性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a radiation sensitive resin composition. More specifically, the present invention relates to various kinds of radiation such as KrF excimer laser, ArF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme) far ultraviolet rays, synchrotron radiation, etc., X-rays, electron beam, etc. The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition used as a chemically amplified resist suitable for microfabrication.

従来、ICやLSI等の半導体デバイスの製造プロセスにおいては、フォトレジスト組成物を用いたリソグラフィーによる微細加工が行われている。近年、集積回路の高集積化に伴い、サブミクロン領域やクオーターミクロン領域の超微細パターン形成が要求されるようになってきている。それに伴い、露光波長もg線から、i線、KrFエキシマレーザー光、更にはArFエキシマレーザー光というように短波長化の傾向が見られる。更に、現在では、エキシマレーザー光以外にも、電子線やX線、或いはEUV光を用いたリソグラフィーも開発が進んでいる。   Conventionally, in a manufacturing process of a semiconductor device such as an IC or LSI, fine processing by lithography using a photoresist composition has been performed. In recent years, with the high integration of integrated circuits, the formation of ultrafine patterns in the submicron region and the quarter micron region has been required. Along with this, there is a tendency to shorten the exposure wavelength from g-line to i-line, KrF excimer laser light, and further ArF excimer laser light. Further, in addition to excimer laser light, lithography using electron beams, X-rays, or EUV light is also being developed.

電子線やEUV光を用いたリソグラフィーは、次世代若しくは次々世代のパターン形成技術として位置付けられ、高感度、高解像性のポジ型レジストが望まれている。特に、ウェハー処理時間の短縮化のために高感度化は非常に重要な課題である。しかし、電子線やEUV用のポジ型レジストにおいては、高感度化を追求しようとすると、解像力の低下のみならず、ナノエッジラフネスの悪化が起こるため、これらの特性を同時に満足するレジストの開発が強く望まれている。尚、ナノエッジラフネスとは、レジストのパターンと基板界面のエッジがレジストの特性に起因して、ライン方向と垂直な方向に不規則に変動するために、パターンを真上から見たときに設計寸法と実際のパターン寸法に生じるずれのことを言う。この設計寸法からのずれがレジストをマスクとするエッチング工程により転写され、電気特性を劣化させるため、歩留りを低下させることになる。特に、0.25μm以下の超微細領域では、ナノエッジラフネスは極めて重要な改良課題となっている。高感度と、高解像性、良好なパターン形状及び良好なナノエッジラフネスと、はトレードオフの関係にあり、これを如何にして同時に満足させるかが非常に重要である。   Lithography using an electron beam or EUV light is positioned as a next-generation or next-generation pattern forming technique, and a positive resist with high sensitivity and high resolution is desired. In particular, high sensitivity is a very important issue for shortening the wafer processing time. However, in positive resists for electron beams and EUV, if high sensitivity is sought, not only the resolution will be lowered but also the nano edge roughness will be deteriorated. It is strongly desired. Nano edge roughness is designed when the pattern is viewed from directly above because the resist pattern and the edge of the substrate interface vary irregularly in the direction perpendicular to the line direction due to the characteristics of the resist. This refers to the deviation that occurs between the dimensions and the actual pattern dimensions. Since the deviation from the design dimension is transferred by an etching process using a resist as a mask and the electrical characteristics are deteriorated, the yield is lowered. In particular, in the ultrafine region of 0.25 μm or less, nano edge roughness is an extremely important improvement issue. High sensitivity, high resolution, good pattern shape and good nanoedge roughness are in a trade-off relationship, and it is very important how to satisfy this simultaneously.

更に、KrFエキシマレーザー光を用いるリソグラフィーにおいても同様に、高感度、高解像性、良好なパターン形状、良好なナノエッジラフネスを同時に満足させることが重要な課題となっており、これらの解決が必要である。
KrFエキシマレーザー光、電子線、或いはEUV光を用いたリソグラフィープロセスに適したレジストとしては、高感度化の観点から主に酸触媒反応を利用した化学増幅型レジストが用いられており、ポジ型レジストにおいては主成分として、アルカリ水溶液には不溶又は難溶性で、酸の作用によりアルカリ水溶液に可溶となる性質を有するフェノール性ポリマー(以下、「フェノール性酸分解性重合体」という)、及び酸発生剤からなる化学増幅型レジスト組成物が有効に使用されている。
In lithography using KrF excimer laser light, it is also important to satisfy high sensitivity, high resolution, good pattern shape, and good nano edge roughness at the same time. is necessary.
As a resist suitable for a lithography process using KrF excimer laser light, electron beam, or EUV light, a chemically amplified resist using an acid-catalyzed reaction is mainly used from the viewpoint of high sensitivity. , A phenolic polymer (hereinafter referred to as “phenolic acid-decomposable polymer”), which is insoluble or hardly soluble in an aqueous alkali solution and becomes soluble in an aqueous alkaline solution by the action of an acid, and an acid A chemically amplified resist composition comprising a generator is effectively used.

これらのポジ型レジストに関して、これまで酸分解性アクリレートモノマーを共重合したフェノール性酸分解性重合体を用い、活性光線又は放射線の照射によりスルホン酸を発生する化合物(以下、「スルホン酸発生剤」という)を含むレジスト組成物がいくつか知られている。それらについては、例えば、特許文献1〜5に開示されたポジ型レジスト組成物等を挙げることができる。   For these positive resists, compounds that generate sulfonic acid upon irradiation with actinic rays or radiation using a phenolic acid-decomposable polymer copolymerized with an acid-decomposable acrylate monomer (hereinafter referred to as “sulfonic acid generator”) There are some known resist compositions containing For example, positive resist compositions disclosed in Patent Documents 1 to 5 can be exemplified.

米国特許第5561194号明細書US Pat. No. 5,561,194 特開2001−166474号公報JP 2001-166474 A 特開2001−166478号公報JP 2001-166478 A 特開2003−107708号公報JP 2003-107708 A 特開2001−194792号公報JP 2001-194792 A

しかしながら、前記ポジ型レジスト組成物等のいかなる組合せにおいても、超微細領域での、高感度、高解像性、良好なパターン形状、良好なナノエッジラフネス(低ラフネス)は同時に満足できていないのが現状である。   However, in any combination of the positive resist composition etc., high sensitivity, high resolution, good pattern shape, and good nano edge roughness (low roughness) are not satisfied at the same time in the ultrafine region. Is the current situation.

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EUV等の(極)遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線に有効に感応し、ナノエッジラフネス、感度及び解像度に優れ、微細パターンを高精度に且つ安定して形成可能な化学増幅型ポジ型レジスト膜を成膜することができる感放射線性樹脂組成物を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is effectively sensitive to X-rays such as KrF excimer lasers, ArF excimer lasers, EUV (extreme) deep ultraviolet rays, synchrotron radiation, and electron beams, and nanoedges. An object of the present invention is to provide a radiation-sensitive resin composition that is excellent in roughness, sensitivity, and resolution and that can form a chemically amplified positive resist film capable of forming a fine pattern with high accuracy and stability.

本発明は以下の通りである。
[1](A)酸解離性基を有する繰り返し単位を含むアルカリ不溶性又はアルカリ難溶性の樹脂であって、該酸解離性基が解離した際にアルカリ可溶性となる樹脂と、
(B)下記一般式(b1)で表される感放射線性酸発生剤と、
(C)低分子化合物と、を含有しており、
前記(C)低分子化合物は、下記一般式(c1)で表される化合物、同一分子内に窒素原子を2個有する化合物、同一分子内に窒素原子を3個以上有する化合物、アミド基含有化合物、ウレア化合物、及び含窒素複素環化合物のうちの少なくとも1種であることを特徴とする感放射線性樹脂組成物。

Figure 2010134126
〔一般式(b1)において、Rfは炭素数1〜40の少なくとも1つのフッ素原子を有するアルキル基を示す。R及びRは、相互に独立して、フッ素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシル基、ニトロ基、シアノ基、又はカルボキシル基を表す。m及びnは、相互に独立して、0〜4の整数である。Xは一価のアニオンを示す。〕
Figure 2010134126
〔一般式(c1)において、R及びRは、相互に独立して、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。Rは、水素原子、アルキル基、アリール基、アラルキル基、又は下記式(i)で表される基を示す。〕
Figure 2010134126
〔一般式(i)において、Rは、相互に独立して、炭素数1〜5のアルキル基を示す。〕
[2]前記一般式(b1)のXで表される1価のアニオンが、炭素数1〜40の少なくとも1つのフッ素原子を有するアルキルスルホネートアニオン、下記一般式(x−1)で表されるアニオン、及び下記一般式(x−2)で表されるアニオンのうちのいずれかである前記[1]に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 2010134126
〔一般式(x−1)において、Rf及びRfは、それぞれ、1個又は2個以上のフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基を示す。但し、Rf及びRfが相互に結合して、2価の環状構造を形成していてもよい。〕
Figure 2010134126
〔一般式(x−2)において、Rf、Rf及びRfは、それぞれ、1個又は2個以上のフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基を示す。但し、Rf、Rf及びRfのうちのいずれか2つが相互に結合して、2価の環状構造を形成していてもよい。〕
[3]前記酸解離性基を有する繰り返し単位が、下記一般式(1−a)で表される繰り返し単位、及び下記一般式(1−b)で表される繰り返し単位のうちの少なくとも一方である前記[1]又は[2]に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 2010134126
〔一般式(1−a)において、Rは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、又はヒドロキシメチル基を表す。Rは相互に独立して、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を表す。但し、いずれか2つのRが相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に2価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成していてもよい。〕
Figure 2010134126
〔一般式(1−b)において、Rは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、又はヒドロキシメチル基を表す。R10は相互に独立して、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を表す。但し、いずれか2つのR10が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に2価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成していてもよい。〕
[4]前記(C)低分子化合物が、下記一般式(c1−1)で表される低分子化合物である前記[1]乃至[3]のいずれかに記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 2010134126
〔一般式(c1−1)において、R11及びR12は、相互に独立して、水素原子、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。〕 The present invention is as follows.
[1] (A) An alkali-insoluble or hardly alkali-soluble resin containing a repeating unit having an acid-dissociable group, which becomes alkali-soluble when the acid-dissociable group is dissociated;
(B) a radiation sensitive acid generator represented by the following general formula (b1);
(C) a low molecular weight compound,
The (C) low molecular weight compound is a compound represented by the following general formula (c1), a compound having two nitrogen atoms in the same molecule, a compound having three or more nitrogen atoms in the same molecule, an amide group-containing compound , A urea compound, and a nitrogen-containing heterocyclic compound.
Figure 2010134126
[In General Formula (b1), Rf represents an alkyl group having at least one fluorine atom having 1 to 40 carbon atoms. R 1 and R 2 are each independently a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, a nitro group, or a cyano group. Or a carboxyl group. m and n are integers of 0 to 4 independently of each other. X represents a monovalent anion. ]
Figure 2010134126
[In General Formula (c1), R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a group represented by the following formula (i). ]
Figure 2010134126
[In general formula (i), R < 6 > shows a C1-C5 alkyl group mutually independently. ]
[2] The monovalent anion represented by X in the general formula (b1) is an alkyl sulfonate anion having at least one fluorine atom having 1 to 40 carbon atoms, represented by the following general formula (x-1). The radiation-sensitive resin composition according to the above [1], which is any one of an anion represented by the following general formula (x-2):
Figure 2010134126
[In General Formula (x-1), Rf 1 and Rf 2 each represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with one or more fluorine atoms. However, Rf 1 and Rf 2 may be bonded to each other to form a divalent cyclic structure. ]
Figure 2010134126
[In General Formula (x-2), Rf 3 , Rf 4 and Rf 5 each represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with one or more fluorine atoms. However, any two of Rf 3 , Rf 4 and Rf 5 may be bonded to each other to form a divalent cyclic structure. ]
[3] The repeating unit having the acid dissociable group is at least one of a repeating unit represented by the following general formula (1-a) and a repeating unit represented by the following general formula (1-b). The radiation sensitive resin composition according to [1] or [2].
Figure 2010134126
[In General Formula (1-a), R 7 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group. R 8 independently represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. However, attached to any two R 8 are mutually may form a divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof with the carbon atom to which each is attached. ]
Figure 2010134126
[In General Formula (1-b), R 9 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group. R 10 independently represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. However, any two of R 10 may be bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof together with the carbon atoms to which they are bonded. ]
[4] The radiation sensitive resin composition according to any one of [1] to [3], wherein the low molecular compound (C) is a low molecular compound represented by the following general formula (c1-1).
Figure 2010134126
[In General Formula (c1-1), R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. ]

本発明の感放射線性樹脂組成物によれば、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EUV等の(極)遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線に有効に感応し、ナノエッジラフネス、感度及び解像度に優れ、微細パターンを高精度に且つ安定して形成可能な化学増幅型ポジ型レジスト膜を成膜することができる。   According to the radiation sensitive resin composition of the present invention, KrF excimer laser, ArF excimer laser, EUV and other (extreme) deep ultraviolet rays, synchrotron radiation and other X-rays and electron beams are effectively sensitive to nano edge roughness, A chemically amplified positive resist film that is excellent in sensitivity and resolution and can form a fine pattern with high accuracy and stability can be formed.

以下、本発明を詳細に説明する。
[1]感放射線性樹脂組成物
本発明の感放射線性樹脂組成物は、(A)酸解離性基を有する繰り返し単位を含むアルカリ不溶性又はアルカリ難溶性の樹脂(以下、「樹脂(A)」ともいう。)と、(B)感放射線性酸発生剤(以下、「酸発生剤(B)」ともいう。)と、(C)低分子化合物(以下、「低分子化合物(C)」ともいう。)と、を含有するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[1] Radiation-sensitive resin composition The radiation-sensitive resin composition of the present invention comprises (A) an alkali-insoluble or alkali-insoluble resin containing a repeating unit having an acid-dissociable group (hereinafter referred to as “resin (A)”). And (B) a radiation sensitive acid generator (hereinafter also referred to as “acid generator (B)”) and (C) a low molecular compound (hereinafter referred to as “low molecular compound (C)”). And).

[1−1]樹脂(A)
本発明における樹脂(A)は、酸解離性基を有する繰り返し単位を含むアルカリ不溶性又はアルカリ難溶性であって、酸の作用によりアルカリ易溶性となる樹脂である。尚、ここでいう「アルカリ不溶性又はアルカリ難溶性」とは、樹脂(A)を含有する感放射線性組成物から形成されたレジスト被膜からレジストパターンを形成する際に採用されるアルカリ現像条件下で、当該レジスト被膜の代わりに樹脂(A)のみを用いた膜厚100nmの被膜を現像した場合に、当該被膜の初期膜厚の50%以上が現像後に残存する性質を意味する。
[1-1] Resin (A)
The resin (A) in the present invention is a resin that is alkali-insoluble or hardly alkali-soluble containing a repeating unit having an acid-dissociable group, and is easily alkali-soluble by the action of an acid. The term “alkali insoluble or alkali insoluble” as used herein refers to an alkali development condition employed when a resist pattern is formed from a resist film formed from a radiation-sensitive composition containing the resin (A). When a 100 nm-thick film using only the resin (A) is developed instead of the resist film, 50% or more of the initial film thickness of the film remains after development.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、このような樹脂(A)を含んでいるため、感度に優れる。このような観点から、この感放射線性樹脂組成物は、リソグラフィープロセスにおいて、電子線又は極紫外線に有効に感応し、低ラフネスであり、感度及び解像度に優れ、微細パターンを高精度に且つ安定して形成することができる化学増幅型ポジ型レジスト膜を成膜可能なものである。   Since the radiation sensitive resin composition of this invention contains such resin (A), it is excellent in sensitivity. From this point of view, this radiation-sensitive resin composition is effectively sensitive to an electron beam or extreme ultraviolet rays in a lithography process, has low roughness, has excellent sensitivity and resolution, and stabilizes a fine pattern with high accuracy and stability. It is possible to form a chemically amplified positive resist film that can be formed in this manner.

前記樹脂(A)に含まれる、前記酸解離性基を有する繰り返し単位とは、下記一般式(1−a)で表される繰り返し単位、及び下記一般式(1−b)で表される繰り返し単位のうちの少なくとも一方であることが好ましい。   The repeating unit having the acid dissociable group contained in the resin (A) is a repeating unit represented by the following general formula (1-a) and a repeating unit represented by the following general formula (1-b). Preferably at least one of the units.

Figure 2010134126
〔一般式(1−a)において、Rは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、又はヒドロキシメチル基を表す。Rは相互に独立に、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を表す。但し、いずれか2つのRが相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に2価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成していてもよい。〕
Figure 2010134126
[In General Formula (1-a), R 7 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group. R 8 independently represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. However, attached to any two R 8 are mutually may form a divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof with the carbon atom to which each is attached. ]

Figure 2010134126
〔一般式(1−b)において、Rは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、又はヒドロキシメチル基を表す。R10は相互に独立に、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を表す。但し、いずれか2つのR10が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に2価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成していてもよい。〕
Figure 2010134126
[In General Formula (1-b), R 9 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group. R 10 independently represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. However, any two of R 10 may be bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof together with the carbon atoms to which they are bonded. ]

前記一般式(1−a)におけるRの炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等を挙げることができる。
前記Rにおける炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタンや、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等のシクロアルカン類等に由来する脂環族環からなる基;これらの脂環族環からなる基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数1〜4の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基等を挙げることができる。
また、いずれか2つのRが相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に形成される2価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体としては、例えば、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタン、シクロペンタン又はシクロヘキサンに由来する脂環族環からなる基や、これらの脂環族環からなる基を前記アルキル基で置換した基等が好ましい。
Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms of R 8 in the general formula (1-a) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, and an n- A butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like can be mentioned.
Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms in R 8 include norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, and the like. Groups composed of alicyclic rings derived from cycloalkanes of the above; groups composed of these alicyclic rings include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, Examples include groups substituted with one or more linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group and t-butyl group. be able to.
In addition, any two R 8 s bonded to each other and the divalent alicyclic hydrocarbon group or derivative thereof formed together with the carbon atom to which each is bonded include, for example, norbornane, tricyclodecane, A group composed of an alicyclic ring derived from tetracyclododecane, adamantane, cyclopentane or cyclohexane, a group obtained by substituting a group composed of these alicyclic rings with the alkyl group, and the like are preferable.

尚、前記一般式(1−b)におけるR及びR10については、それぞれ、前記一般式(1−a)におけるR及びR10の説明をそのまま適用することができる。 Note that R 9 and R 10 in the general formula (1-b), respectively, it can be directly applied to the description of R 8 and R 10 in the general formula (1-a).

前記酸解離性基を有する繰り返し単位(1)のなかでも、下記一般式(1−1)〜(1−8)で表される繰り返し単位等が好ましい。これらのなかでも、特に、下記一般式(1−2)、(1−3)及び(1−4)で表される各繰り返し単位が好ましい。   Among the repeating units (1) having an acid dissociable group, repeating units represented by the following general formulas (1-1) to (1-8) are preferable. Among these, the repeating units represented by the following general formulas (1-2), (1-3) and (1-4) are particularly preferable.

Figure 2010134126
〔一般式(1−1)〜(1−8)において、R13は互いに独立に水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表し、R14は相互に独立に炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を表す。〕
Figure 2010134126
[In General Formulas (1-1) to (1-8), R 13 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group independently of each other, and R 14 represents a C 1 to C 1 independently of each other. 4 linear or branched alkyl groups are represented. ]

尚、本発明における樹脂(A)には、前記繰り返し単位(1)は、1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。   In addition, in the resin (A) in this invention, the said repeating unit (1) may be contained only 1 type, and may be contained 2 or more types.

また、本発明における樹脂(A)は、前記繰り返し単位(1)のみにより構成されていてもよいが、この繰り返し単位(1)以外に、下記一般式(2)で表される繰り返し単位〔以下、「繰り返し単位(2)」という。〕、下記一般式(3)で表される繰り返し単位〔以下、「繰り返し単位(3)」という。〕、及び下記一般式(4)で表される繰り返し単位〔以下、「繰り返し単位(4)」という。〕のうちの少なくとも1種を更に含むものとすることができる。   In addition, the resin (A) in the present invention may be composed only of the repeating unit (1), but in addition to the repeating unit (1), the repeating unit represented by the following general formula (2) [below , "Repeating unit (2)". ], A repeating unit represented by the following general formula (3) [hereinafter referred to as “repeating unit (3)”. And a repeating unit represented by the following general formula (4) [hereinafter referred to as “repeating unit (4)”. ] May be further included.

Figure 2010134126
〔一般式(2)において、R15は水素原子又はメチル基、R16は水素原子又は1価の有機基、iは1〜3の整数、jは0〜3の整数を表す。〕
Figure 2010134126
[In General Formula (2), R 15 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 16 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, i represents an integer of 1 to 3, and j represents an integer of 0 to 3. ]

Figure 2010134126
〔一般式(3)において、R17は水素原子又はメチル基、R18は水素原子又は1価の有機基、kは1〜3の整数、lは0〜3の整数を表す。〕
Figure 2010134126
[In General Formula (3), R 17 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 18 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, k represents an integer of 1 to 3, and l represents an integer of 0 to 3. ]

Figure 2010134126
〔一般式(4)において、R19は水素原子又はメチル基、R20は水素原子又は1価の有機基、mは1〜3の整数、nは0〜3の整数を表す。〕
Figure 2010134126
[In General Formula (4), R 19 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 20 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, m represents an integer of 1 to 3, and n represents an integer of 0 to 3. ]

前記一般式(2)におけるR16の1価の有機基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素原子数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基等の炭素原子数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基等が挙げられる。これらのなかでも、メチル基、エチル基、n−ブチル基、t−ブチル基が好ましい。
また、一般式(2)におけるiは、1〜3の整数であり、1又は2であることがより好ましい。
更に、一般式(2)におけるjは、0〜3の整数であり、0〜2であることがより好ましい。
Examples of the monovalent organic group represented by R 16 in the general formula (2) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a 2-methylpropyl group, and a 1-methyl group. A linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms such as propyl group and t-butyl group; methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, 2-methyl Examples thereof include a linear or branched alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms such as a propoxy group, a 1-methylpropoxy group and a t-butoxy group. Among these, a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, and a t-butyl group are preferable.
Moreover, i in General formula (2) is an integer of 1-3, and it is more preferable that it is 1 or 2.
Furthermore, j in General formula (2) is an integer of 0-3, and it is more preferable that it is 0-2.

また、前記一般式(2)で表される繰り返し単位(2)の具体例としては、下式(2−1)〜(2−4)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。
尚、繰り返し単位(2)が樹脂(A)に含まれている場合、この繰り返し単位(2)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。
Specific examples of the repeating unit (2) represented by the general formula (2) include repeating units represented by the following formulas (2-1) to (2-4).
In addition, when repeating unit (2) is contained in resin (A), this repeating unit (2) may be contained only 1 type and may be contained 2 or more types.

Figure 2010134126
Figure 2010134126

前記一般式(3)におけるR18の1価の有機基については、前記R16の1価の有機基に関する説明をそのまま適用することができる。
また、一般式(3)におけるkは、1〜3の整数であり、1又は2であることがより好ましい。
更に、一般式(3)におけるlは、0〜3の整数であり、0又は1であることがより好ましい。
Regarding the monovalent organic group of R 18 in the general formula (3), the description regarding the monovalent organic group of R 16 can be applied as it is.
Moreover, k in General formula (3) is an integer of 1-3, and it is more preferable that it is 1 or 2.
Furthermore, l in the general formula (3) is an integer of 0 to 3, and is more preferably 0 or 1.

また、前記一般式(3)で表される繰り返し単位(3)の具体例としては、下式(3−1)及び(3−2)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。
尚、繰り返し単位(3)が樹脂(A)に含まれている場合、この繰り返し単位(3)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。
Specific examples of the repeating unit (3) represented by the general formula (3) include repeating units represented by the following formulas (3-1) and (3-2).
In addition, when repeating unit (3) is contained in resin (A), this repeating unit (3) may be contained only 1 type and may be contained 2 or more types.

Figure 2010134126
Figure 2010134126

前記一般式(4)におけるR20の1価の有機基については、前記R16の1価の有機基に関する説明をそのまま適用することができる。
また、一般式(4)におけるmは、1〜3の整数であり、1又は2であることがより好ましい。
更に、一般式(4)におけるnは、0〜3の整数であり、0又は1であることがより好ましい。
Regarding the monovalent organic group represented by R 20 in the general formula (4), the description relating to the monovalent organic group represented by R 16 can be applied as it is.
Moreover, m in General formula (4) is an integer of 1-3, and it is more preferable that it is 1 or 2.
Furthermore, n in the general formula (4) is an integer of 0 to 3, and is more preferably 0 or 1.

また、前記一般式(4)で表される繰り返し単位(4)の具体例としては、下式(4−1)及び(4−2)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。
尚、繰り返し単位(4)が樹脂(A)に含まれている場合、この繰り返し単位(4)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。
Specific examples of the repeating unit (4) represented by the general formula (4) include repeating units represented by the following formulas (4-1) and (4-2).
In addition, when the repeating unit (4) is contained in resin (A), this repeating unit (4) may be contained only 1 type and may be contained 2 or more types.

Figure 2010134126
Figure 2010134126

前記式(2−1)〜(2−3)で表される各繰り返し単位は、対応するヒドロキシスチレン誘導体を単量体として用いることにより得ることができる。更には、加水分解することにより、ヒドロキシスチレン誘導体が得られる化合物を単量体として用いることにより得ることもできる。
前記式(2−1)〜(2−3)で表される各繰り返し単位を生成するために用いられる単量体としては、p−アセトキシスチレン、p−(1−エトキシエトキシ)スチレン等が好ましい。これらの単量体を用いた場合には、重合体とした後、側鎖の加水分解反応により、式(2−1)〜(2−3)で表される各繰り返し単位を生成することができる。
Each repeating unit represented by the formulas (2-1) to (2-3) can be obtained by using a corresponding hydroxystyrene derivative as a monomer. Furthermore, it can also obtain by using as a monomer the compound from which a hydroxy styrene derivative is obtained by hydrolyzing.
As the monomer used for generating each repeating unit represented by the above formulas (2-1) to (2-3), p-acetoxystyrene, p- (1-ethoxyethoxy) styrene and the like are preferable. . When these monomers are used, each repeating unit represented by the formulas (2-1) to (2-3) can be generated by a side chain hydrolysis reaction after forming a polymer. it can.

また、前記式(2−4)、(3−1)、(3−2)、(4−1)及び(4−2)で表される各繰り返し単位は、対応する単量体を用いることにより得ることができる。
前記式(2−4)、(3−1)、(3−2)、(4−1)及び(4−2)で表される各繰り返し単位を生成するために用いられる単量体としては、p−イソプロペニルフェノール、4−ヒドロキシフェニルアクリレート、4−ヒドロキシフェニルメタクリレート、N−(4−ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N−(4−ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド等が好ましい。
Each repeating unit represented by the formulas (2-4), (3-1), (3-2), (4-1) and (4-2) uses a corresponding monomer. Can be obtained.
As a monomer used to generate each repeating unit represented by the formulas (2-4), (3-1), (3-2), (4-1) and (4-2), , P-isopropenylphenol, 4-hydroxyphenyl acrylate, 4-hydroxyphenyl methacrylate, N- (4-hydroxyphenyl) acrylamide, N- (4-hydroxyphenyl) methacrylamide and the like are preferable.

また、本発明の樹脂(A)は、前記繰り返し単位(1)〜(4)以外に、非酸解離性化合物に由来する繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(5)」ともいう。)を更に含んでいてもよい。   In addition to the repeating units (1) to (4), the resin (A) of the present invention further includes a repeating unit derived from a non-acid dissociable compound (hereinafter also referred to as “repeating unit (5)”). May be included.

前記非酸解離性化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、イソボロニルアクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、テトラシクロドデセニル(メタ)アクリレート、下記式(b−1)で表される化合物等が挙げられる。これらのなかでも、スチレン、α−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、トリシクロデカニルアクリレート、下記式(5−1)で表される化合物が好ましい。
尚、前記繰り返し単位(5)が樹脂(A)に含まれている場合、この繰り返し単位(5)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。
また、本明細書における「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」又は「メタクリレート」を意味する。
Examples of the non-acid-dissociable compound include styrene, α-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, isobornyl acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, and tetracyclodone. Examples include decenyl (meth) acrylate and a compound represented by the following formula (b-1). Among these, styrene, α-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, tricyclodecanyl acrylate, and a compound represented by the following formula (5-1) are preferable.
In addition, when the said repeating unit (5) is contained in resin (A), this repeating unit (5) may be contained only 1 type and may be contained 2 or more types.
Further, “(meth) acrylate” in the present specification means “acrylate” or “methacrylate”.

Figure 2010134126
Figure 2010134126

本発明の樹脂(A)における前記繰り返し単位(1)の含有量は、樹脂(A)における全繰り返し単位の合計を100モル%とした場合に、1モル%以上であることが好ましく、より好ましくは20〜70モル%、更に好ましくは20〜50モル%である。この含有量が51モル%以上である場合には、ナノエッジラフネスに優れるものとすることができる。
また、前記繰り返し単位(2)〜(4)の含有量の合計は、樹脂(A)における全繰り返し単位の合計を100モル%とした場合に、1モル%以上であることが好ましく、より好ましくは10〜95モル%、更に好ましくは40〜80モル%である。この含有量の合計が95モル%を超える場合には、ナノエッジラフネスが悪化することがある。
更に、前記繰り返し単位(1)〜(4)の含有量の合計は、樹脂(A)における全繰り返し単位の合計を100モル%とした場合に、10モル%以上であることが好ましく、より好ましくは40〜100モル%、更に好ましくは50〜100モル%である。この含有量の合計が10モル%以上である場合には、ナノエッジラフネスに優れるものとすることができる。
また、前記繰り返し単位(5)の含有量は、樹脂(A)における全繰り返し単位の合計を100モル%とした場合に、通常60モル%以下であり、好ましくは0〜50モル%である。この含有量が60モル%以下である場合には、解像性能とナノエッジラフネスとの性能バランスに優れるものとすることができる。
The content of the repeating unit (1) in the resin (A) of the present invention is preferably 1 mol% or more, more preferably, when the total of all repeating units in the resin (A) is 100 mol%. Is 20 to 70 mol%, more preferably 20 to 50 mol%. When this content is 51 mol% or more, the nano edge roughness can be excellent.
The total content of the repeating units (2) to (4) is preferably 1 mol% or more, more preferably, when the total of all repeating units in the resin (A) is 100 mol%. Is 10 to 95 mol%, more preferably 40 to 80 mol%. When the total content exceeds 95 mol%, the nano edge roughness may be deteriorated.
Furthermore, the total content of the repeating units (1) to (4) is preferably 10 mol% or more, more preferably, when the total of all repeating units in the resin (A) is 100 mol%. Is 40 to 100 mol%, more preferably 50 to 100 mol%. When the total content is 10 mol% or more, the nano edge roughness can be improved.
Moreover, content of the said repeating unit (5) is 60 mol% or less normally, when the sum total of all the repeating units in resin (A) is 100 mol%, Preferably it is 0-50 mol%. When this content is 60 mol% or less, it can be excellent in performance balance between resolution performance and nanoedge roughness.

本発明における樹脂(A)の合成方法は特に限定されないが、例えば、公知のラジカル重合又はアニオン重合により得ることができる。また、前記繰り返し単位(2)〜(4)における側鎖のヒドロキシスチレン単位は、得られた樹脂(A)を有機溶媒中で塩基又は酸の存在下でアセトキシ基等の加水分解を行なうことにより得ることができる。   Although the synthesis | combining method of resin (A) in this invention is not specifically limited, For example, it can obtain by well-known radical polymerization or anionic polymerization. The side chain hydroxystyrene units in the repeating units (2) to (4) can be obtained by hydrolyzing the obtained resin (A) in the presence of a base or acid in an organic solvent. Obtainable.

前記ラジカル重合は、例えば、窒素雰囲気下、適当な有機溶媒中で、ラジカル重合開始剤の存在下において、前記繰り返し単位(1)を与える単量体等の必要な単量体を攪拌し、加熱することにより実施することができる。   In the radical polymerization, for example, a necessary monomer such as a monomer giving the repeating unit (1) is stirred in a suitable organic solvent in a nitrogen atmosphere in the presence of a radical polymerization initiator and heated. Can be implemented.

前記ラジカル重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス−(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)2,2’−アゾビスメチルブチロニトリル、2,2’−アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、シアノメチルエチルアゾホルムアミド、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルプロピオン酸メチル)、2,2’−アゾビスシアノバレリック酸等のアゾ化合物;過酸化ベンゾイル、ラウロイルペルオキシド、1,1’−ビス−(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキシド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等の有機過酸化物、及び過酸化水素等が挙げられる。
尚、この重合の際には、必要に応じて、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ、沃素、メルカプタン、スチレンダイマー等の重合助剤を添加することもできる。
Examples of the radical polymerization initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), and 2,2′-azobis- (4-methoxy). -2,4-dimethylvaleronitrile) 2,2'-azobismethylbutyronitrile, 2,2'-azobiscyclohexanecarbonitrile, cyanomethylethylazoformamide, 2,2'-azobis (2,4-dimethyl) Azo compounds such as methyl propionate) and 2,2'-azobiscyanovaleric acid; benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, 1,1'-bis- (t-butylperoxy) cyclohexane, 3,5,5-trimethyl Examples thereof include organic peroxides such as hexanoyl peroxide and t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, and hydrogen peroxide.
In this polymerization, a polymerization aid such as 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy, iodine, mercaptan, styrene dimer may be added as necessary.

前記ラジカル重合における反応温度は特に限定されず、開始剤の種類等により適宜選定される(例えば、50〜200℃)。特に、アゾ系開始剤やパーオキサイド系開始剤を用いる場合には、開始剤の半減期が10分から30時間程度になる温度が好ましく、より好ましくは開始剤の半減期が30分から10時間程度になる温度である。
また、反応時間は、開始剤の種類や反応温度により異なるが、開始剤が50%以上消費される反応時間が望ましく、多くの場合0.5〜24時間程度である。
The reaction temperature in the radical polymerization is not particularly limited, and is appropriately selected depending on the type of initiator and the like (for example, 50 to 200 ° C.). In particular, when an azo initiator or a peroxide initiator is used, a temperature at which the half life of the initiator is about 10 minutes to about 30 hours is preferable, and more preferably, the half life of the initiator is about 30 minutes to about 10 hours. Temperature.
The reaction time varies depending on the type of initiator and the reaction temperature, but the reaction time during which 50% or more of the initiator is consumed is desirable, and in many cases is about 0.5 to 24 hours.

また、前記アニオン重合は、例えば、窒素雰囲気下、適当な有機溶媒中で、アニオン重合開始剤の存在下において、前記繰り返し単位(1)等の必要な単量体を攪拌し、所定の温度で維持することにより実施することができる。   The anionic polymerization is performed, for example, by stirring necessary monomers such as the repeating unit (1) in a suitable organic solvent in a nitrogen atmosphere in the presence of an anionic polymerization initiator at a predetermined temperature. It can be implemented by maintaining.

前記アニオン重合開始剤としては、例えば、n−ブチルリチウム、s−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、エチルリチウム、エチルナトリウム、1,1−ジフェニルヘキシルリチウム、1,1−ジフェニル−3−メチルペンチルリチウム等の有機アルカリ金属が挙げられる。   Examples of the anionic polymerization initiator include n-butyl lithium, s-butyl lithium, t-butyl lithium, ethyl lithium, ethyl sodium, 1,1-diphenylhexyl lithium, 1,1-diphenyl-3-methylpentyl lithium. Organic alkali metals such as

前記アニオン重合における反応温度は特に限定されず、開始剤の種類等により適宜選定される。特に、アルキルリチウムを開始剤として用いる場合には、−100〜50℃であることが好ましく、より好ましくは−78〜30℃である。
また、反応時間は、開始剤の種類や反応温度により異なるが、開始剤が50%以上消費される反応時間が望ましく、多くの場合0.5〜24時間程度である。
The reaction temperature in the anionic polymerization is not particularly limited and is appropriately selected depending on the kind of the initiator. In particular, when alkyl lithium is used as an initiator, the temperature is preferably −100 to 50 ° C., more preferably −78 to 30 ° C.
The reaction time varies depending on the type of initiator and the reaction temperature, but the reaction time during which 50% or more of the initiator is consumed is desirable, and in many cases is about 0.5 to 24 hours.

尚、前記樹脂(A)の合成においては、重合開始剤を用いずに、加熱により重合反応を行なうこと、並びに、カチオン重合を行なうことも可能である。   In addition, in the synthesis | combination of the said resin (A), it is also possible to perform a polymerization reaction by heating and to perform cationic polymerization, without using a polymerization initiator.

また、樹脂(A)の側鎖を加水分解することでヒドロキシスチレン単位を導入する場合において、加水分解の反応に用いられる酸としては、例えば、p−トルエンスルホン酸及びその水和物、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、マロン酸、蓚酸、1,1,1−フルオロ酢酸などの有機酸;硫酸、塩酸、リン酸、臭化水素酸等の無機酸;或いはピリジニウムp−トルエンスルホネート、アンモニウムp−トルエンスルホネート、4−メチルピリジニウムp−トルエンスルホネートの如き塩等が挙げられる。
更に、塩基としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩基;トリエチルアミン、N−メチル−2−ピロリドン、ピペリジン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の有機塩基等が挙げられる。
In addition, when the hydroxystyrene unit is introduced by hydrolyzing the side chain of the resin (A), examples of the acid used for the hydrolysis reaction include p-toluenesulfonic acid and its hydrate, methanesulfone Acids, organic acids such as trifluoromethanesulfonic acid, malonic acid, succinic acid, 1,1,1-fluoroacetic acid; inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid; or pyridinium p-toluenesulfonate, ammonium p -Salts such as toluene sulfonate and 4-methylpyridinium p-toluene sulfonate.
Furthermore, examples of the base include inorganic bases such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate, and potassium carbonate; organic bases such as triethylamine, N-methyl-2-pyrrolidone, piperidine, and tetramethylammonium hydroxide.

また、前記重合や前記加水分解に用いられる有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン等のケトン類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル類;メタノール、エタノール、プロパノール、等のアルコール類;ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;クロロホルム、ブロモホルム、塩化メチレン、臭化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化アルキル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、セロソルブ類等のエステル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホロアミド等の非プロトン性極性溶剤類等が挙げられる。
これらのなかでも、アセトン、メチルアミルケトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、メタノール、エタノール、プロパノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が好ましい。
Examples of the organic solvent used for the polymerization or hydrolysis include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl amyl ketone; ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran (THF); methanol, ethanol, propanol, and the like. Alcohols; aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, and octane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; halogenated alkyls such as chloroform, bromoform, methylene chloride, methylene bromide, and carbon tetrachloride; Esters such as ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, cellosolves; dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, etc. Protic polar solvents, and the like.
Among these, acetone, methyl amyl ketone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, methanol, ethanol, propanol, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate and the like are preferable.

前記樹脂(A)の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」ともいう)は、3000〜100000であることが好ましく、より好ましくは3000〜40000、更に好ましくは3000〜25000である。
また、樹脂(A)のMwと、GPCで測定したポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」ともいう)との比(Mw/Mn)は、通常1〜5であり、より好ましくは1〜3、更に好ましくは1〜2.5である。
The resin (A) has a polystyrene-reduced weight average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mw”) measured by gel permeation chromatography (GPC), preferably 3000 to 100,000, more preferably 3000 to 40000, More preferably, it is 3000-25000.
The ratio (Mw / Mn) of the Mw of the resin (A) and the polystyrene-equivalent number average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mn”) measured by GPC is usually 1 to 5, more preferably 1 to 5. 3, more preferably 1 to 2.5.

[1−2]酸発生剤(B)
前記酸発生剤(B)は、下記一般式(b1)で表されるオニウム塩であり、放射線が照射されることにより酸を発生するものである。
本発明の感放射線性樹脂組成物においては、この酸発生剤(B)が配合されることにより、リソグラフィープロセスにおいて、電子線や放射線等が照射された際に、感放射線性樹脂組成物内で酸が発生する。そして、この酸発生剤(B)から発生した酸は、組成物に含有される樹脂(A)中に存在する酸解離性基を解離させて(保護基を脱離させて)、この樹脂(A)をアルカリ可溶性とする。その結果、例えば、レジスト被膜の露光部がアルカリ現像液に易溶性となり、ポジ型のレジストパターンが形成される。
[1-2] Acid generator (B)
The acid generator (B) is an onium salt represented by the following general formula (b1), and generates an acid when irradiated with radiation.
In the radiation sensitive resin composition of the present invention, when the acid generator (B) is blended, in the lithography process, when irradiated with an electron beam or radiation, the radiation sensitive resin composition is used. Acid is generated. Then, the acid generated from the acid generator (B) dissociates the acid dissociable group present in the resin (A) contained in the composition (releases the protecting group), and the resin ( A) is alkali-soluble. As a result, for example, the exposed portion of the resist film becomes readily soluble in an alkaline developer, and a positive resist pattern is formed.

Figure 2010134126
〔一般式(b1)において、Rfは炭素数1〜40の少なくとも1つのフッ素原子を有するアルキル基を示す。R及びRは、相互に独立して、フッ素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシル基、ニトロ基、シアノ基、又はカルボキシル基を表す。m及びnは、相互に独立して、0〜4の整数である。Xは一価のアニオンを示す。〕
Figure 2010134126
[In General Formula (b1), Rf represents an alkyl group having at least one fluorine atom having 1 to 40 carbon atoms. R 1 and R 2 are each independently a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, a nitro group, or a cyano group. Or a carboxyl group. m and n are integers of 0 to 4 independently of each other. X represents a monovalent anion. ]

前記一般式(b1)におけるRfの炭素数1〜40の少なくとも1つのフッ素原子を有するアルキル基は、直鎖状であっても、分岐状であっても、環状であってもよい。
具体的には、例えば、トリフルオロメチル基(CF)、パーフルオロエチル基(−C)、パーフルオロプロピル基(−C)、パーフルオロイソプロピル基(−CF(CF)、パーフルオロブチル基(−C)、パーフルオロイソブチル基(−CFCF(CF)、パーフルオロ−sec−ブチル基(−CF(CF)CFCF)、パーフルオロ−t−ブチル基(−C(CF)、パーフルオロペンチル基(−C11)、パーフルオロヘキシル基(−C13)、パーフルオロヘプチル基(−C15)、パーフルオロ−5−メチルヘキシル基(−(CFCF(CF)CF)、パーフルオロオクチル基(−C17)、パーフルオロノニル基(−C19)、パーフルオロ−7−メチルオクチル基(−(CFCF(CF)CF)、パーフルオロデシル基(−C1021)等のパーフルオロアルキル基が好ましい。
The alkyl group having at least one fluorine atom having 1 to 40 carbon atoms of Rf in the general formula (b1) may be linear, branched, or cyclic.
Specifically, for example, a trifluoromethyl group (CF 3 ), a perfluoroethyl group (—C 2 F 5 ), a perfluoropropyl group (—C 3 F 7 ), a perfluoroisopropyl group (—CF (CF 3) 2 ), perfluorobutyl group (—C 4 F 9 ), perfluoroisobutyl group (—CF 2 CF (CF 3 ) 2 ), perfluoro-sec-butyl group (—CF (CF 3 ) CF 2 CF 3 ), Perfluoro-t-butyl group (—C (CF 3 ) 3 ), perfluoropentyl group (—C 5 F 11 ), perfluorohexyl group (—C 6 F 13 ), perfluoroheptyl group (—C 7 F 15), perfluoro-5-methylhexyl group (- (CF 2) 4 CF (CF 3) CF 3), perfluorooctyl group (-C 8 F 17), perfluoro Noni Perfluoroalkyl, such as a sulfur group (—C 9 F 19 ), a perfluoro-7-methyloctyl group (— (CF 2 ) 6 CF (CF 3 ) CF 3 ), and a perfluorodecyl group (—C 10 F 21 ) Groups are preferred.

更に、前記Rfとしては、前述のパーフルオロアルキル基の他にも、−CHF、−CHF、−CHF、−CHF、−CHF10、−CHF12、−CHF14、−CHF16、−CHF18、−C10HF20、−CH、−C、−C、−C、−C、−C11、−C13、−C15、−C17、−C1019、−CF、−C、−C、−C、−C10、−C12、−C14、−C17、−C10F18、−CClF、−CClF、−CClF、−CClF、−CClF10、−CClF12、−CClF14、−CClF16、−CClF18、−C10ClF20、−CBrF、−CBrF、−CBrF、−CBrF、−CBrF10、−CBrF12、−CBrF14、−CBrF16、−CBrF18、−C10BrF20、−CFI、−CI、−CI、−CI、−C10I、C12I、−C14I、C16I、−C18I、C1020I等の如く、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のハロアルキル基(好ましくはフルオロアルキル基)を挙げることができる。 Further, examples of the Rf, in addition to the perfluoroalkyl group described above, -CHF 2, -C 2 HF 4 , -C 3 HF 6, -C 4 HF 8, -C 5 HF 10, -C 6 HF 12 , -C 7 HF 14 , -C 8 HF 16 , -C 9 HF 18 , -C 10 HF 20 , -CH 2 F 2 , -C 2 H 2 F 3 , -C 3 H 2 F 5 , -C 4 H 2 F 7, -C 5 H 2 F 9, -C 6 H 2 F 11, -C 7 H 2 F 13, -C 8 H 2 F 15, -C 9 H 2 F 17, -C 10 H 2 F 19, -C 2 H 3 F, -C 3 H 3 F 4, -C 4 H 3 F 6, -C 5 H 3 F 8, -C 6 H 3 F 10, -C 7 H 3 F 12 , -C 8 H 3 F 14, -C 9 H 3 F 17, -C 10 H 3 F18, -CClF 2, -C 2 ClF 4 , -C 3 ClF 6 , -C 4 ClF 8 , -C 5 ClF 10 , -C 6 ClF 12 , -C 7 ClF 14 , -C 8 ClF 16 , -C 9 ClF 18 , -C 10 ClF 20 ,- CBrF 2, -C 2 BrF 4, -C 3 BrF 6, -C 4 BrF 8, -C 5 BrF 10, -C 6 BrF 12, -C 7 BrF 14, -C 8 BrF 16, -C 9 BrF 18 , -C 10 BrF 20, -CF 2 I, -C 2 F 4 I, -C 3 F 6 I, -C 4 F 8 I, -C 5 F 10 I, C 6 F 12 I, -C 7 F Examples include linear or branched haloalkyl groups having 1 to 10 carbon atoms (preferably fluoroalkyl groups) such as 14 I, C 8 F 16 I, —C 9 F 18 I, C 10 F 20 I, etc. Can do.

一般式(b1)におけるR及びRの炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
また、R及びRの炭素数1〜8のアルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等が挙げられる。
尚、パーフルオロアルキル基については、前記Rfの例示を挙げることができる。
Examples of the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms of R 1 and R 2 in the general formula (b1) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, and 2-methylpropyl. Group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like.
As the alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms of R 1 and R 2, for example, a methoxy group, an ethoxy group, n- propoxy group, i- propoxy, n- butoxy group, 2-methyl-propoxy group, 1- Examples thereof include a methylpropoxy group, a t-butoxy group, a cyclopentyloxy group, and a cyclohexyloxy group.
In addition, about the perfluoroalkyl group, the example of said Rf can be mentioned.

一般式(b1)におけるXは、一価のアニオンであり、一価のスルホン酸又はカルボン酸のアニオンであることが好ましい。特に、このXは、炭素数1〜40の少なくとも1つのフッ素原子を有するアルキルスルホネートアニオン、下記一般式(x−1)で表されるアニオン、及び下記一般式(x−2)で表されるアニオンのうちのいずれかであることが好ましい。 X < - > in the general formula (b1) is a monovalent anion, and is preferably a monovalent sulfonic acid or carboxylic acid anion. In particular, this X is represented by an alkyl sulfonate anion having at least one fluorine atom having 1 to 40 carbon atoms, an anion represented by the following general formula (x-1), and the following general formula (x-2). It is preferable that it is any one of the anions.

Figure 2010134126
〔一般式(x−1)において、Rf及びRfは、それぞれ、1個又は2個以上のフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基を示す。但し、Rf及びRfが相互に結合して、2価の環状構造を形成していてもよい。〕
Figure 2010134126
[In General Formula (x-1), Rf 1 and Rf 2 each represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with one or more fluorine atoms. However, Rf 1 and Rf 2 may be bonded to each other to form a divalent cyclic structure. ]

Figure 2010134126
〔一般式(x−2)において、Rf、Rf及びRfは、それぞれ、1個又は2個以上のフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基を示す。但し、Rf、Rf及びRfのうちのいずれか2つが相互に結合して、2価の環状構造を形成していてもよい。〕
Figure 2010134126
[In General Formula (x-2), Rf 3 , Rf 4 and Rf 5 each represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with one or more fluorine atoms. However, any two of Rf 3 , Rf 4 and Rf 5 may be bonded to each other to form a divalent cyclic structure. ]

前記アルキルスルホネートアニオンは、直鎖状であっても、分岐状であっても、環状であってもよい。具体的には、例えば、トリフルオロメタンスルホネート、ジフルオロエタンスルホネート、ノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1,1,2,2−テトラフルオロ−2−(テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン−8−イル)エタンスルホネート、1,1−ジフルオロ−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エタンスルホネート等のアニオンが挙げられる。 The alkyl sulfonate anion may be linear, branched or cyclic. Specifically, for example, trifluoromethanesulfonate, difluoroethanesulfonate, nonafluoro-n-butanesulfonate, 1,1,2,2-tetrafluoro-2- (tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7 , 10 ] dodecan-8-yl) ethanesulfonate, 1,1-difluoro-2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) ethanesulfonate, and the like.

前記一般式(x−1)及び(x−2)におけるRf〜Rfの1個又は2個以上のフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基は、直鎖状であっても、分岐状であっても、環状であってもよい。具体的には、例えば、トリフルオロメチル基、ジフルオロエチル基、ナノフルオロブチル基、テトラフルオロエチレン基、ヘキサフルオロプロピレン基、オクタフルオロブチレン基等が挙げられる。更には、前記Rfの例示のうちの、炭素数1〜20のもの等が挙げられる。 The alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with one or two or more fluorine atoms of Rf 1 to Rf 5 in the general formulas (x-1) and (x-2) is linear. Also, it may be branched or cyclic. Specific examples include a trifluoromethyl group, a difluoroethyl group, a nanofluorobutyl group, a tetrafluoroethylene group, a hexafluoropropylene group, and an octafluorobutylene group. Further, among the examples of Rf, those having 1 to 20 carbon atoms are exemplified.

前記一般式(x−1)におけるRf及びRfが相互に結合して形成される2価の環状構造、及び、前記一般式(x−2)におけるRf〜Rfのうちのいずれか2つが相互に結合して形成される2価の環状構造としては、例えば、下記一般式(xx−1)〜(xx−5)で表される構造等が挙げられる。 Divalent cyclic structure Rf 1 and Rf 2 in the general formula (x-1) is formed by bonding to each other, and, one of Rf 3 ~Rf 5 in the general formula (x-2) Examples of the divalent cyclic structure formed by bonding two to each other include structures represented by the following general formulas (xx-1) to (xx-5).

Figure 2010134126
Figure 2010134126

前記酸発生剤(B)の具体例としては、例えば、下記式(b1−1)〜(b1−24)で表される化合物等が挙げられる。これらのなかでも、式(b1−1)、(b1−2)、(b1−4)、(b1−6)、(b1−7)、(b1−8)、(b1−9)、(b1−11)で表される化合物が好ましい。   Specific examples of the acid generator (B) include compounds represented by the following formulas (b1-1) to (b1-24). Among these, the formulas (b1-1), (b1-2), (b1-4), (b1-6), (b1-7), (b1-8), (b1-9), (b1 The compound represented by -11) is preferred.

Figure 2010134126
Figure 2010134126

Figure 2010134126
Figure 2010134126

尚、前記酸発生剤(B)は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   In addition, the said acid generator (B) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

また、前記酸発生剤(B)の配合量は、前記樹脂(A)100質量部に対して、0.1〜40質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5〜30質量部である。この酸発生剤(B)の配合量が0.1質量部未満の場合、感度及び現像性が低下するおそれがある。一方、40質量部を超える場合、放射線に対する透明性、パターン形状、耐熱性等が低下するおそれがある。   Moreover, it is preferable that the compounding quantity of the said acid generator (B) is 0.1-40 mass parts with respect to 100 mass parts of said resin (A), More preferably, it is 0.5-30 mass parts. is there. When the amount of the acid generator (B) is less than 0.1 parts by mass, the sensitivity and developability may be lowered. On the other hand, when it exceeds 40 mass parts, there exists a possibility that transparency with respect to a radiation, a pattern shape, heat resistance, etc. may fall.

[1−3]低分子化合物(C)
前記低分子化合物(C)は、露光により前記酸発生剤(B)から生じる酸の、レジスト膜(レジスト被膜)中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を抑制する酸拡散制御作用を有する成分である(以下、「酸拡散制御剤(C)」ともいう。)。
本発明の感放射線性樹脂組成物においては、この酸拡散制御剤(C)が配合されることにより、得られる組成物の貯蔵安定性が向上すると共に、形成されるレジスト膜の解像度を十分に向上させることができる。更には、露光後から露光後の加熱処理までの引き置き時間(PED)の変動に起因するレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れた感放射線性樹脂組成物が得られる。
[1-3] Low molecular compound (C)
The low molecular weight compound (C) controls acid diffusion in the resist film (resist film) of the acid generated from the acid generator (B) upon exposure, and suppresses undesired chemical reactions in non-exposed areas. It is a component having a control action (hereinafter also referred to as “acid diffusion controller (C)”).
In the radiation sensitive resin composition of the present invention, by adding this acid diffusion controller (C), the storage stability of the resulting composition is improved and the resolution of the resist film to be formed is sufficient. Can be improved. Furthermore, a radiation-sensitive resin composition that can suppress a change in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the holding time (PED) from the exposure to the heat treatment after the exposure, and has extremely excellent process stability. can get.

本発明における酸拡散制御剤(C)は、下記一般式(c1)で表される化合物(以下、「含窒素化合物(i)」ともいう)、同一分子内に窒素原子を2個有する化合物(以下、「含窒素化合物(ii)」ともいう)、同一分子内に窒素原子を3個以上有する化合物(以下、「含窒素化合物(iii)」ともいう)、アミド基含有化合物、ウレア化合物、及び含窒素複素環化合物のうちの少なくとも1種である。   The acid diffusion controller (C) in the present invention is a compound represented by the following general formula (c1) (hereinafter also referred to as “nitrogen-containing compound (i)”), a compound having two nitrogen atoms in the same molecule ( Hereinafter, also referred to as “nitrogen-containing compound (ii)”, a compound having three or more nitrogen atoms in the same molecule (hereinafter also referred to as “nitrogen-containing compound (iii)”), an amide group-containing compound, a urea compound, and It is at least one of nitrogen-containing heterocyclic compounds.

Figure 2010134126
〔一般式(c1)において、R及びRは、相互に独立して、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。Rは、水素原子、アルキル基、アリール基、アラルキル基、又は下記式(i)で表される基を示す。〕
Figure 2010134126
[In General Formula (c1), R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a group represented by the following formula (i). ]

Figure 2010134126
〔一般式(i)において、Rは、相互に独立して、炭素数1〜5のアルキル基を示す。〕
Figure 2010134126
[In general formula (i), R < 6 > shows a C1-C5 alkyl group mutually independently. ]

前記一般式(c1)におけるR〜Rのアルキル基は、直鎖状であっても、分岐鎖状であっても、環状であってもよい。更には、1つ又は2つ以上の水素原子が置換されたものであってもよい。また、アルキル基の炭素数は1〜10であることが好ましい。このようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、オクチル基等を挙げることができる。 The alkyl group of R 3 to R 5 in the general formula (c1) may be linear, branched, or cyclic. Further, one or two or more hydrogen atoms may be substituted. Moreover, it is preferable that carbon number of an alkyl group is 1-10. Examples of such an alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a 2-methylpropyl group, a 1-methylpropyl group, a t-butyl group, and a cyclopentyl group. Cyclohexyl group, octyl group and the like.

一般式(c1)のR〜Rにおけるアリール基は、1つ又は2つ以上の水素原子が置換されたものであってもよい。また、このアリール基の炭素数は6〜12であることが好ましい。このようなアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
一般式(c1)のR〜Rにおけるアラルキル基は、1つ又は2つ以上の水素原子が置換されたものであってもよい。また、このアラルキル基の炭素数は7〜12であることが好ましい。このようなアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
The aryl group in R 3 to R 5 in the general formula (c1) may be one in which one or two or more hydrogen atoms are substituted. Moreover, it is preferable that carbon number of this aryl group is 6-12. Examples of such an aryl group include a phenyl group and a naphthyl group.
The aralkyl group in R 3 to R 5 in the general formula (c1) may be one in which one or two or more hydrogen atoms are substituted. Moreover, it is preferable that carbon number of this aralkyl group is 7-12. Examples of such an aralkyl group include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group.

また、前記一般式(i)のRにおける炭素数1〜5のアルキル基は、直鎖状であっても、分岐鎖状であっても、環状であってもよい。尚、3つのRは、全て同一のアルキル基であってもよいし、一部又は全てが異なったアルキル基でもよい。
具体的には、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、シクロペンチル基等のアルキル基を挙げることができる。これらのなかでも、メチル基であることが好ましい。特に、3つのRが全てメチル基であることが好ましい。
Moreover, the C1-C5 alkyl group in R < 6 > of the said general formula (i) may be linear, branched or cyclic. The three R 6 s may all be the same alkyl group, or some or all of them may be different alkyl groups.
Specifically, for example, alkyl such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, and cyclopentyl group. The group can be mentioned. Among these, a methyl group is preferable. In particular, all three R 6 are preferably methyl groups.

前記含窒素化合物(i)としては、例えば、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、シクロヘキシルアミン等のモノ(シクロ)アルキルアミン類;ジ−n−ブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−n−ヘキシルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジ−n−ノニルアミン、ジ−n−デシルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジ(シクロ)アルキルアミン類;トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;トリエタノールアミン等の置換アルキルアミン;アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、ナフチルアミン、2,4,6−トリ−tert−ブチル−N−メチルアニリン、N−フェニルジエタノールアミン、2,6−ジイソプロピルアニリン等の芳香族アミン類が好ましい。更には、下記一般式(c1−1)で表される化合物であることが好ましい。   Examples of the nitrogen-containing compound (i) include mono- (cyclo) alkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, cyclohexylamine; -Butylamine, di-n-pentylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, di-n-nonylamine, di-n-decylamine, cyclohexylmethylamine, dicyclohexylamine, etc. Of di (cyclo) alkylamines; triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octyl Amine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, cyclohexane Tri (cyclo) alkylamines such as sildimethylamine, methyldicyclohexylamine, tricyclohexylamine; substituted alkylamines such as triethanolamine; aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3 -Methylaniline, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, diphenylamine, triphenylamine, naphthylamine, 2,4,6-tri-tert-butyl-N-methylaniline, N-phenyldiethanolamine, 2,6-diisopropylaniline Aromatic amines such as Furthermore, it is preferable that it is a compound represented by the following general formula (c1-1).

Figure 2010134126
〔一般式(c1−1)において、R11及びR12は、相互に独立して、水素原子、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。〕
Figure 2010134126
[In General Formula (c1-1), R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. ]

前記一般式(c1−1)におけるR11及びR12については、それぞれ、前記一般式(c1)におけるR及びRの説明をそのまま適用することができる。 The description of R 3 and R 4 in the general formula (c1) can be applied as it is to R 11 and R 12 in the general formula (c1-1).

また、前記一般式(c1−1)で表される具体的な化合物としては、下記式(c1−1−1)〜(c1−1−5)で表される化合物等を挙げることができる。   Specific examples of the compound represented by the general formula (c1-1) include compounds represented by the following formulas (c1-1-1) to (c1-1-5).

Figure 2010134126
Figure 2010134126

前記含窒素化合物(ii)としては、例えば、エチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4−ビス〔1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル〕ベンゼン、1,3−ビス〔1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル〕ベンゼン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2−ジエチルアミノエチル)エーテル、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリジノン、2−キノキサリノール、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing compound (ii) include ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, and 4,4′-diamino. Diphenyl ether, 4,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminodiphenylamine, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (3-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (4-hydroxyphenyl) propane, 1,4-bis [1- (4-amino Phenyl) -1-methylethyl] benzene, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methyl Ethyl] benzene, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, bis (2-diethylaminoethyl) ether, 1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolidinone, 2-quinoxalinol, N, N, N ′ , N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine and the like.

前記含窒素化合物(iii)としては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、2−ジメチルアミノエチルアクリルアミドの重合体等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing compound (iii) include polyethyleneimine, polyallylamine, 2-dimethylaminoethylacrylamide polymer, and the like.

前記アミド基含有化合物としては、例えば、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−オクチルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−ノニルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−デシルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジシクロヘキシルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−2−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、(S)−(−)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、(R)−(+)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン、N−t−ブトキシカルボニルピロリジン、N−t−ブトキシカルボニルピペラジン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N,N’N’−テトラ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,7−ジアミノヘプタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,8−ジアミノオクタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,9−ジアミノノナン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,10−ジアミノデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,12−ジアミノドデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N−t−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−メチルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール等のN−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物のほか、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン、N−アセチル−1−アダマンチルアミン、イソシアヌル酸トリス(2−ヒドロキシエチル)等が挙げられる。   Examples of the amide group-containing compound include Nt-butoxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-nonylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-decylamine, Nt -Butoxycarbonyldicyclohexylamine, Nt-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-2-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, (S)- (-)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, (R)-(+)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxy Piperidine, Nt-butoxycarbonylpyrrolidine, Nt-butoxycarbo Rupiperazine, N, N-di-t-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, N, N-di-t-butoxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-4,4′- Diaminodiphenylmethane, N, N′-di-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N, N′N′-tetra-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1 , 7-diaminoheptane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,8-diaminooctane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,9-diaminononane, N, N′-di- t-butoxycarbonyl-1,10-diaminodecane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,12-diaminododecane, N N'-di-t-butoxycarbonyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-methylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-phenyl In addition to Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds such as benzimidazole, formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, Examples include pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, N-acetyl-1-adamantylamine, and isocyanuric acid tris (2-hydroxyethyl).

前記ウレア化合物としては、例えば、尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラメチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、トリ−n−ブチルチオウレア等が挙げられる。   Examples of the urea compound include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tri-n-butyl. Examples include thiourea.

前記含窒素複素環化合物としては、例えば、イミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、2−フェニルベンズイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチル−1H−イミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾール等のイミダゾール類;ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、2−メチル−4−フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、4−ヒドロキシキノリン、8−オキシキノリン、アクリジン、2,2’:6’,2’’−ターピリジン等のピリジン類;ピペラジン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン等のピペラジン類のほか、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、ピペリジンエタノール、3−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、モルホリン、4−メチルモルホリン、1−(4−モルホリニル)エタノール、4−アセチルモルホリン、3−(N−モルホリノ)−1,2−プロパンジオール、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、1,8−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include imidazole, 4-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, benzimidazole, 2-phenylbenzimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2. -Imidazoles such as methyl-1H-imidazole and 2,4,5-triphenylimidazole; pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4- Phenylpyridine, 2-methyl-4-phenylpyridine, nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, quinoline, 4-hydroxyquinoline, 8-oxyquinoline, acridine, 2,2 ′: 6 ′, 2 ″ -terpyridine, etc. Pyridines; piperazine, 1- (2-hydroxy In addition to piperazines such as (til) piperazine, pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, piperidine ethanol, 3-piperidino-1,2-propanediol, morpholine, 4-methylmorpholine, 1- (4- Morpholinyl) ethanol, 4-acetylmorpholine, 3- (N-morpholino) -1,2-propanediol, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, 1,8-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene and the like.

尚、前記酸拡散制御剤(C)は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   In addition, the said acid diffusion control agent (C) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

前記酸拡散制御剤(C)[低分子化合物(C)]の分子量は、100〜10000であることが好ましく、より好ましくは100〜1000、更に好ましくは100〜500である。尚、この酸拡散制御剤(C)が重合体(ポリエチレンイミン等)である場合は、重量平均分子量(Mw)を意味する。   The molecular weight of the acid diffusion controller (C) [low molecular compound (C)] is preferably 100 to 10,000, more preferably 100 to 1,000, and still more preferably 100 to 500. In addition, when this acid diffusion controlling agent (C) is a polymer (polyethyleneimine or the like), it means a weight average molecular weight (Mw).

また、前記酸拡散制御剤(C)の配合量は、前記樹脂(A)100質量部に対して、15質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.001〜10質量部、更に好ましくは0.005〜5質量部である。この酸拡散制御剤(C)の配合量が15質量部を超える場合、形成したレジスト膜の感度や露光部の現像性が低下するおそれがある。一方、0.001質量部未満である場合、プロセス条件によっては、形成したレジスト膜のパターン形状や寸法忠実度が低下するおそれがある。   Moreover, it is preferable that the compounding quantity of the said acid diffusion control agent (C) is 15 mass parts or less with respect to 100 mass parts of said resin (A), More preferably, it is 0.001-10 mass parts, More preferably. Is 0.005 to 5 parts by mass. When the compounding amount of the acid diffusion controller (C) exceeds 15 parts by mass, the sensitivity of the formed resist film and the developability of the exposed part may be deteriorated. On the other hand, when the amount is less than 0.001 part by mass, the pattern shape and dimensional fidelity of the formed resist film may be lowered depending on the process conditions.

[1−4]その他の成分
本発明の感放射線性樹脂組成物は、前記樹脂(A)、酸発生剤(B)及び酸拡散制御剤(C)を、溶剤に溶解させたものであることが好ましい。即ち、その他の成分として溶剤を更に含有することが好ましい。
また、本発明の感放射線性樹脂組成物には、その他の成分として、必要に応じて、界面活性剤、増感剤、脂肪族添加剤等の各種の添加剤を更に配合することができる。
[1-4] Other components The radiation-sensitive resin composition of the present invention is obtained by dissolving the resin (A), the acid generator (B), and the acid diffusion controller (C) in a solvent. Is preferred. That is, it is preferable to further contain a solvent as another component.
Moreover, the radiation sensitive resin composition of this invention can further mix | blend various additives, such as surfactant, a sensitizer, and an aliphatic additive, as another component as needed.

前記溶剤としては、直鎖状若しくは分岐状のケトン類、環状のケトン類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類、3−アルコキシプロピオン酸アルキル類、及びγ−ブチロラクトン等よりなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。   Examples of the solvent include linear or branched ketones, cyclic ketones, propylene glycol monoalkyl ether acetates, alkyl 2-hydroxypropionate, alkyl 3-alkoxypropionate, and γ-butyrolactone. At least one selected from the group consisting of

本発明の感放射線性樹脂組成物における溶剤の配合量は、組成物中の全固形分濃度が、1〜70質量%となる量であることが好ましく、より好ましくは1〜15質量%となる量、更に好ましくは1〜10質量%となる量である。   The amount of the solvent in the radiation-sensitive resin composition of the present invention is preferably such that the total solid content in the composition is 1 to 70% by mass, more preferably 1 to 15% by mass. The amount is more preferably 1 to 10% by mass.

そして、本発明の感放射線性樹脂組成物は、前述の樹脂(A)、酸発生剤(B)、酸拡散制御剤(C)、及び必要によりその他の成分(溶剤を除く)を、全固形分濃度が前記範囲となるように、溶剤に均一に溶解して調製することができる。尚、このように調製した後、例えば、孔径0.2μm程度のフィルターでろ過することが好ましい。   The radiation-sensitive resin composition of the present invention comprises the above-mentioned resin (A), acid generator (B), acid diffusion controller (C), and other components (excluding the solvent) as necessary. It can be prepared by uniformly dissolving in a solvent so that the partial concentration is in the above range. In addition, after preparing in this way, it is preferable to filter with a filter with a pore diameter of about 0.2 μm, for example.

前記界面活性剤は、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する作用を示す成分である。
このような界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤のほか、以下商品名で、KP341(信越化学工業社製)、ポリフローNo.75、同No.95(共栄社化学社製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(トーケムプロダクツ社製)、メガファックF171、同F173(大日本インキ化学工業社製)、フロラードFC430、同FC431(住友スリーエム社製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(旭硝子社製)等を挙げることができる。これらの界面活性剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、界面活性剤の配合量は、樹脂(A)100質量部に対して、0.001〜2質量部であることが好ましい。
The surfactant is a component having an action of improving coating properties, striations, developability and the like.
Examples of such surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, and polyethylene glycol dilaurate. In addition to nonionic surfactants such as polyethylene glycol distearate, KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), F-top EF301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products), MegaFuck F171, F173 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Florard FC430, FC431 (Sumitomo 3M) Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (made by Asahi Glass Co., Ltd.), etc. Can do. These surfactants may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Moreover, it is preferable that the compounding quantity of surfactant is 0.001-2 mass parts with respect to 100 mass parts of resin (A).

前記増感剤は、放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを酸発生剤(B)に伝達し、それにより酸の生成量を増加させる作用を示すもので、感放射線性樹脂組成物のみかけの感度を向上させる効果を有する。
このような増感剤としては、例えば、カルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等を挙げることができる。尚、これらの増感剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、増感剤の配合量は、樹脂(A)100質量部に対して、0.1〜10質量部であることが好ましい。
The sensitizer absorbs radiation energy and transmits the energy to the acid generator (B), thereby increasing the amount of acid produced. Has the effect of improving the sensitivity.
Examples of such sensitizers include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines, and the like. In addition, these sensitizers may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Moreover, it is preferable that the compounding quantity of a sensitizer is 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of resin (A).

また、染料又は顔料を配合することにより、露光部の潜像を可視化させて、露光時のハレーションの影響を緩和することができる。また、接着助剤を配合することにより、レジスト膜と基板との接着性を改善することができる。   Further, by blending a dye or a pigment, the latent image in the exposed area can be visualized, and the influence of halation during exposure can be reduced. Moreover, the adhesiveness of a resist film and a board | substrate can be improved by mix | blending an adhesion aid.

前記脂環族添加剤は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等を更に改善する作用を有する成分である。
このような脂環族添加剤としては、例えば、1−アダマンタンカルボン酸、2−アダマンタノン、1−アダマンタンカルボン酸t−ブチル、1−アダマンタンカルボン酸t−ブトキシカルボニルメチル、1−アダマンタンカルボン酸α−ブチロラクトンエステル、1,3−アダマンタンジカルボン酸ジ−t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブトキシカルボニルメチル、1,3−アダマンタンジ酢酸ジ−t−ブチル、2,5−ジメチル−2,5−ジ(アダマンチルカルボニルオキシ)ヘキサン等のアダマンタン誘導体類;デオキシコール酸t−ブチル、デオキシコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、デオキシコール酸2−エトキシエチル、デオキシコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、デオキシコール酸3−オキソシクロヘキシル、デオキシコール酸テトラヒドロピラニル、デオキシコール酸メバロノラクトンエステル等のデオキシコール酸エステル類;リトコール酸t−ブチル、リトコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、リトコール酸2−エトキシエチル、リトコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、リトコール酸3−オキソシクロヘキシル、リトコール酸テトラヒドロピラニル、リトコール酸メバロノラクトンエステル等のリトコール酸エステル類;アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジプロピル、アジピン酸ジn−ブチル、アジピン酸ジt−ブチル等のアルキルカルボン酸エステル類や、3−〔2−ヒドロキシ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)エチル〕テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン等を挙げることができる。これらの脂環族添加剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The alicyclic additive is a component having a function of further improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to a substrate, and the like.
Examples of such alicyclic additives include 1-adamantanecarboxylic acid, 2-adamantanone, 1-adamantanecarboxylic acid t-butyl, 1-adamantanecarboxylic acid t-butoxycarbonylmethyl, 1-adamantanecarboxylic acid α. -Butyrolactone ester, 1,3-adamantane dicarboxylic acid di-t-butyl, 1-adamantane acetate t-butyl, 1-adamantane acetate t-butoxycarbonylmethyl, 1,3-adamantane diacetate di-t-butyl, 2, Adamantane derivatives such as 5-dimethyl-2,5-di (adamantylcarbonyloxy) hexane; t-butyl deoxycholic acid, t-butoxycarbonylmethyl deoxycholic acid, 2-ethoxyethyl deoxycholic acid, 2-deoxycholic acid 2- Cyclohexyloxyethyl, deoxy Deoxycholic acid esters such as 3-oxocyclohexyl cholic acid, tetrahydropyranyl deoxycholic acid, mevalonolactone ester of deoxycholic acid; t-butyl lithocholic acid, t-butoxycarbonylmethyl lithocholic acid, 2-ethoxyethyl lithocholic acid, Lithocholic acid esters such as lithocholic acid 2-cyclohexyloxyethyl, lithocholic acid 3-oxocyclohexyl, lithocholic acid tetrahydropyranyl, lithocholic acid mevalonolactone ester; dimethyl adipate, diethyl adipate, dipropyl adipate, di-n - butyl, alkyl carboxylic acid esters such as adipate t- butyl or 3- [2-hydroxy-2,2-bis (trifluoromethyl) ethyl] tetracyclo [4.4.0.1 2, 5 1 7,10 ] dodecane and the like. These alicyclic additives may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

また、脂環族添加剤の配合量は、樹脂(A)100質量部に対して、0.5〜20質量部であることが好ましい。この脂環族添加剤の配合量が20質量部を超えると、形成したレジスト膜の耐熱性が低下するおそれがある。   Moreover, it is preferable that the compounding quantity of an alicyclic additive is 0.5-20 mass parts with respect to 100 mass parts of resin (A). When the blending amount of the alicyclic additive exceeds 20 parts by mass, the heat resistance of the formed resist film may be lowered.

更に、前記以外の添加剤としては、アルカリ可溶性重合体、酸解離性の保護基を有する低分子のアルカリ溶解性制御剤、ハレーション防止剤、保存安定化剤、消泡剤等を挙げることができる。   Furthermore, examples of additives other than the above include alkali-soluble polymers, low-molecular alkali solubility control agents having an acid-dissociable protective group, antihalation agents, storage stabilizers, antifoaming agents, and the like. .

[2]レジストパターンの形成方法
本発明の感放射線性樹脂組成物は、化学増幅型ポジ型レジスト膜を成膜可能な材料として有用である。
前記化学増幅型ポジ型レジスト膜においては、露光により酸発生剤から発生した酸の作用によって、重合体中の酸解離性基が脱離し、重合体がアルカリ可溶性となる。即ち、レジスト膜に、アルカリ可溶性部位が生じる。このアルカリ可溶性部位は、レジストの露光部であり、この露光部はアルカリ現像液によって溶解、除去することができる。このようにして所望の形状のポジ型のレジストパターンを形成することができる。以下、具体的に説明する。
[2] Method for Forming Resist Pattern The radiation-sensitive resin composition of the present invention is useful as a material capable of forming a chemically amplified positive resist film.
In the chemical amplification type positive resist film, the acid dissociable group in the polymer is eliminated by the action of the acid generated from the acid generator by exposure, and the polymer becomes alkali-soluble. That is, an alkali-soluble site is generated in the resist film. This alkali-soluble portion is an exposed portion of the resist, and this exposed portion can be dissolved and removed by an alkali developer. In this way, a positive resist pattern having a desired shape can be formed. This will be specifically described below.

本発明の感放射線性樹脂組成物を用いてレジストパターンを形成するには、まず、本発明の感放射線性樹脂組成物によってレジスト膜を形成する。感放射線性樹脂組成物としては、例えば、上述したように、全固形分濃度を調整した後、孔径0.2μm程度のフィルターでろ過したものを用いることができる。この感放射線性樹脂組成物を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布手段によって、例えば、シリコンウエハー、アルミニウムで被覆されたウェハー等の基板上に塗布することにより、レジスト被膜を形成する。その後、場合により、予め70〜160℃程度の温度で加熱処理(以下、「PB」という)を行ってもよい。次いで、所定のレジストパターンが形成されるように、このレジスト被膜を露光する。この露光に使用することができる放射線としては、例えば、KrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)、EUV(極紫外線、波長13.5nm等)等の(極)遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線等の荷電粒子線等を挙げることができる。また、露光量等の露光条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成や添加剤の種類等に応じて適宜選定することができる。尚、この露光は、液浸露光とすることもできる。   In order to form a resist pattern using the radiation sensitive resin composition of the present invention, first, a resist film is formed with the radiation sensitive resin composition of the present invention. As the radiation-sensitive resin composition, for example, as described above, after adjusting the total solid content concentration, it can be filtered with a filter having a pore diameter of about 0.2 μm. By applying this radiation-sensitive resin composition to a substrate such as a silicon wafer or a wafer coated with aluminum by an appropriate coating means such as spin coating, cast coating or roll coating, a resist film is formed. Form. Thereafter, in some cases, heat treatment (hereinafter referred to as “PB”) may be performed at a temperature of about 70 to 160 ° C. in advance. Next, the resist film is exposed so that a predetermined resist pattern is formed. Examples of radiation that can be used for this exposure include (extreme) far ultraviolet rays such as KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), EUV (extreme ultraviolet light, wavelength 13.5 nm, etc.), and synchro Examples include X-rays such as tron radiation, and charged particle beams such as electron beams. Moreover, exposure conditions, such as exposure amount, can be suitably selected according to the composition of the radiation-sensitive resin composition, the type of additive, and the like. This exposure can also be immersion exposure.

尚、露光後には、加熱処理(以下、「PEB」という)を行うことが好ましい。このPEBにより、重合体の酸解離性基の脱離を円滑に進行させることが可能となる。PEBの加熱条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって適宜選定することができるが、30〜200℃であることが好ましく、より好ましくは50〜170℃である。   In addition, it is preferable to perform heat processing (henceforth "PEB") after exposure. By this PEB, it is possible to smoothly proceed with elimination of the acid dissociable group of the polymer. The heating condition of PEB can be appropriately selected depending on the composition of the radiation sensitive resin composition, but is preferably 30 to 200 ° C, more preferably 50 to 170 ° C.

本発明においては、感放射線性樹脂組成物の潜在能力を最大限に引き出すため、例えば、特公平6−12452号公報(特開昭59−93448号公報)等に開示されているように、使用される基板上に有機系又は無機系の反射防止膜を形成することもできる。また、環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響を防止するため、例えば、特開平5−188598号公報等に開示されているように、レジスト被膜上に保護膜を設けることもできる。尚、これらの技術は併用することもできる。   In the present invention, in order to maximize the potential of the radiation-sensitive resin composition, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-12252 (Japanese Patent Laid-Open No. 59-93448), etc. An organic or inorganic antireflection film can also be formed on the substrate. Further, in order to prevent the influence of basic impurities contained in the environmental atmosphere, a protective film can be provided on the resist film as disclosed in, for example, JP-A-5-188598. These techniques can be used in combination.

次いで、露光されたレジスト被膜を現像することにより、所定のレジストパターンを形成する。現像に使用される現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、けい酸ナトリウム、メタけい酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性化合物の少なくとも一種を溶解したアルカリ性水溶液が好ましい。   Next, the exposed resist film is developed to form a predetermined resist pattern. Examples of the developer used for development include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, and di-n-propylamine. , Triethylamine, methyldiethylamine, ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- An alkaline aqueous solution in which at least one of alkaline compounds such as [4.3.0] -5-nonene is dissolved is preferable.

前記アルカリ性水溶液の濃度は、10質量%以下であることが好ましい。アルカリ性水溶液の濃度が10質量%を超えると、非露光部も現像液に溶解するおそれがある。また、現像液は、pH8〜14であることが好ましく、より好ましくはpH9〜14である。   The concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 10% by mass or less. When the concentration of the alkaline aqueous solution exceeds 10% by mass, the unexposed area may be dissolved in the developer. Moreover, it is preferable that a developing solution is pH 8-14, More preferably, it is pH 9-14.

また、前記アルカリ性水溶液からなる現像液には、例えば、有機溶媒を添加することもできる。前記有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルi−ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロペンタノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン等のケトン類;メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、1,4−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジメチロール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−アミル等のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、フェノール、アセトニルアセトン、ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。これらの有機溶媒は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Moreover, an organic solvent can also be added to the developing solution consisting of the alkaline aqueous solution, for example. Examples of the organic solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl i-butyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 3-methylcyclopentanone, and 2,6-dimethylcyclohexanone; methyl alcohol, ethyl alcohol, and n-propyl. Alcohols such as alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, 1,4-hexanediol, 1,4-hexanedimethylol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane Esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate and i-amyl acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; phenol, acetonylacetone and dimethylformamide. These organic solvents may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

有機溶媒の配合量は、アルカリ性水溶液100体積部に対して、100体積部以下が好ましい。有機溶媒の配合量が100体積部を超えると、現像性が低下して、露光部の現像残りが多くなるおそれがある。また、アルカリ性水溶液からなる現像液には、界面活性剤等を適量添加することもできる。
尚、アルカリ性水溶液からなる現像液で現像した後は、水で洗浄して乾燥することもできる。
The blending amount of the organic solvent is preferably 100 parts by volume or less with respect to 100 parts by volume of the alkaline aqueous solution. When the blending amount of the organic solvent exceeds 100 parts by volume, the developability is lowered, and there is a possibility that the remaining development in the exposed part increases. In addition, an appropriate amount of a surfactant or the like can be added to the developer composed of an alkaline aqueous solution.
In addition, after developing with the developing solution which consists of alkaline aqueous solution, it can also wash with water and can be dried.

以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。ここで、「部」は、特記しない限り質量基準である。   Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. Here, “part” is based on mass unless otherwise specified.

[1]樹脂の合成
<合成例1>
樹脂(A−1)の合成
p−アセトキシスチレン56g、下記式(M−1)で表される化合物(単量体)44g、アゾビスイソブチロニトリル(以下、「AIBN」という)4g、及びt−ドデシルメルカプタン1gを、プロピレングリコールモノメチルエーテル100gに溶解したのち、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、16時間重合させた。重合後、反応溶液を1000gのn−ヘキサン中に滴下して、生成共重合体を凝固精製した。次いで、この共重合体に、再度プロピレングリコールモノメチルエーテル150gを加えたのち、更に、メタノール150g、トリエチルアミン35g及び水7gを加えて、沸点にて還流させながら、8時間加水分解反応を行なった。反応後、溶剤及びトリエチルアミンを減圧留去し、得られた共重合体をアセトン150gに溶解したのち、2000gの水中に滴下して凝固させ、生成した白色粉末をろ過して、減圧下50℃で一晩乾燥した。
得られた共重合体は、Mwが11000、Mw/Mnが2.0、13C−NMR分析の結果、p−ヒドロキシスチレン及び化合物(M−1)に由来する各繰り返し単位の含有比(モル比)が65:35の共重合体であった。以下、この共重合体を、樹脂(A−1)とする。
[1] Resin synthesis
<Synthesis Example 1>
Synthesis of Resin (A-1) 56 g of p-acetoxystyrene, 44 g of a compound (monomer) represented by the following formula (M-1), 4 g of azobisisobutyronitrile (hereinafter referred to as “AIBN”), and 1 g of t-dodecyl mercaptan was dissolved in 100 g of propylene glycol monomethyl ether, and then the polymerization was carried out for 16 hours while maintaining the reaction temperature at 70 ° C. in a nitrogen atmosphere. After the polymerization, the reaction solution was dropped into 1000 g of n-hexane to coagulate and purify the resulting copolymer. Next, 150 g of propylene glycol monomethyl ether was added again to the copolymer, and then 150 g of methanol, 35 g of triethylamine and 7 g of water were further added, and a hydrolysis reaction was performed for 8 hours while refluxing at the boiling point. After the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, and the obtained copolymer was dissolved in 150 g of acetone, then dropped into 2000 g of water to solidify, and the resulting white powder was filtered and filtered at 50 ° C. under reduced pressure. Dried overnight.
As for the obtained copolymer, Mw is 11000, Mw / Mn is 2.0, and as a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio (mol) of each repeating unit derived from p-hydroxystyrene and the compound (M-1). The ratio) was a 65:35 copolymer. Hereinafter, this copolymer is referred to as “resin (A-1)”.

Figure 2010134126
Figure 2010134126

尚、本実施例におけるMw及びMnの測定は、東ソー(株)社製GPCカラム(G2000HXL2本、G3000HXL1本、G4000HXL1本)を用い、流量:1.0ミリリットル/分、溶出溶剤:テトラヒドロフラン、カラム温度:40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。また、分散度Mw/Mnは測定結果より算出した。
また、13C−NMR分析においては、日本電子社製、型式「JNM−EX270」を用いた。
In addition, the measurement of Mw and Mn in a present Example uses the Tosoh Co., Ltd. product GPC column (2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL), flow rate: 1.0 ml / min, elution solvent: tetrahydrofuran, column temperature : Measured by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard under analysis conditions of 40 ° C. Further, the degree of dispersion Mw / Mn was calculated from the measurement results.
In 13 C-NMR analysis, a model “JNM-EX270” manufactured by JEOL Ltd. was used.

<合成例2>
樹脂(A−2)の合成
p−アセトキシスチレン55g、下記式(M−2)で表される化合物(単量体)45g、AIBN4g及びt−ドデシルメルカプタン1gを、プロピレングリコールモノメチルエーテル100gに溶解したのち、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、16時間重合させた。重合後、反応溶液を1000gのn−ヘキサン中に滴下して、生成共重合体を凝固精製した。次いで、この共重合体に、再度プロピレングリコールモノメチルエーテル150gを加えたのち、更に、メタノール150g、トリエチルアミン34g及び水6gを加えて、沸点にて還流させながら、8時間加水分解反応を行なった。反応後、溶剤及びトリエチルアミンを減圧留去し、得られた共重合体をアセトン150gに溶解したのち、2000gの水中に滴下して凝固させ、生成した白色粉末をろ過して、減圧下50℃で一晩乾燥した。
得られた共重合体は、Mwが10000、Mw/Mnが2.1、13C−NMR分析の結果、p−ヒドロキシスチレンと化合物(M−2)に由来する各繰り返し単位の含有比(モル比)が65:35の共重合体であった。以下、この共重合体を、樹脂(A−2)とする。
<Synthesis Example 2>
Synthesis of Resin (A-2) 55 g of p-acetoxystyrene, 45 g of a compound (monomer) represented by the following formula (M-2), 4 g of AIBN and 1 g of t-dodecyl mercaptan were dissolved in 100 g of propylene glycol monomethyl ether. Thereafter, polymerization was carried out for 16 hours while maintaining the reaction temperature at 70 ° C. in a nitrogen atmosphere. After the polymerization, the reaction solution was dropped into 1000 g of n-hexane to coagulate and purify the resulting copolymer. Next, 150 g of propylene glycol monomethyl ether was added to the copolymer, and then 150 g of methanol, 34 g of triethylamine and 6 g of water were further added, and a hydrolysis reaction was performed for 8 hours while refluxing at the boiling point. After the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, and the obtained copolymer was dissolved in 150 g of acetone, then dropped into 2000 g of water to solidify, and the resulting white powder was filtered and filtered at 50 ° C. under reduced pressure. Dried overnight.
As for the obtained copolymer, Mw is 10,000, Mw / Mn is 2.1, and as a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio (moles) of each repeating unit derived from p-hydroxystyrene and the compound (M-2) The ratio) was a 65:35 copolymer. Hereinafter, this copolymer is referred to as “resin (A-2)”.

Figure 2010134126
Figure 2010134126

<合成例3>
樹脂(A−3)の合成
p−アセトキシスチレン68g、下記式(M−3)で表される化合物(単量体)32g、AIBN4g及びt−ドデシルメルカプタン1gを、プロピレングリコールモノメチルエーテル100gに溶解したのち、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、16時間重合させた。重合後、反応溶液を1000gのn−ヘキサン中に滴下して、生成共重合体を凝固精製した。次いで、この共重合体に、再度プロピレングリコールモノメチルエーテル150gを加えたのち、更に、メタノール150g、トリエチルアミン43g及び水8gを加えて、沸点にて還流させながら、8時間加水分解反応を行なった。反応後、溶剤及びトリエチルアミンを減圧留去し、得られた共重合体をアセトン150gに溶解したのち、2000gの水中に滴下して凝固させ、生成した白色粉末をろ過して、減圧下50℃で一晩乾燥した。
得られた共重合体は、Mwが11000、Mw/Mnが2.1、13C−NMR分析の結果、p−ヒドロキシスチレンと化合物(M−3)に由来する各繰り返し単位の含有比(モル比)が65:35の共重合体であった。以下、この共重合体を、樹脂(A−3)とする。
<Synthesis Example 3>
Synthesis of Resin (A-3) 68 g of p-acetoxystyrene, 32 g of a compound (monomer) represented by the following formula (M-3), 4 g of AIBN and 1 g of t-dodecyl mercaptan were dissolved in 100 g of propylene glycol monomethyl ether. Thereafter, polymerization was carried out for 16 hours while maintaining the reaction temperature at 70 ° C. in a nitrogen atmosphere. After the polymerization, the reaction solution was dropped into 1000 g of n-hexane to coagulate and purify the resulting copolymer. Next, 150 g of propylene glycol monomethyl ether was added to the copolymer, and then 150 g of methanol, 43 g of triethylamine and 8 g of water were further added, and a hydrolysis reaction was performed for 8 hours while refluxing at the boiling point. After the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, and the obtained copolymer was dissolved in 150 g of acetone, then dropped into 2000 g of water to solidify, and the resulting white powder was filtered and filtered at 50 ° C. under reduced pressure. Dried overnight.
As for the obtained copolymer, Mw is 11000, Mw / Mn is 2.1, and as a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio (mol) of each repeating unit derived from p-hydroxystyrene and the compound (M-3) The ratio) was a 65:35 copolymer. Hereinafter, this copolymer is referred to as “resin (A-3)”.

Figure 2010134126
Figure 2010134126

[2]感放射線性樹脂組成物の調製
<実施例1〜9及び比較例1〜2>
表1に示す仕込み量にて、(A)樹脂、(B)酸発生剤、(C)酸拡散制御剤、(D)溶剤を混合し、得られた混合液を孔径200nmのメンブランフィルターでろ過することにより、実施例1〜9及び比較例1〜2の各組成物溶液(感放射線性樹脂組成物)を調製した。
[2] Preparation of radiation-sensitive resin composition
<Examples 1-9 and Comparative Examples 1-2>
(A) Resin, (B) Acid generator, (C) Acid diffusion controller, (D) Solvent were mixed in the amounts shown in Table 1, and the resulting mixture was filtered through a membrane filter having a pore size of 200 nm. By doing this, each composition solution (radiation sensitive resin composition) of Examples 1-9 and Comparative Examples 1-2 was prepared.

Figure 2010134126
Figure 2010134126

尚、前記(A)樹脂、(B)酸発生剤、(C)酸拡散制御剤及び(D)溶剤の詳細を以下に示す。
(A)樹脂
(A−1):前記合成例1で得られた樹脂(A−1)
(A−2):前記合成例2で得られた樹脂(A−2)
(A−3):前記合成例3で得られた樹脂(A−3)
(B)酸発生剤
(B−1):下記式(B−1)で表される化合物
(B−2):下記式(B−2)で表される化合物
(B−3):下記式(B−3)で表される化合物
(B−4):下記式(B−4)で表される化合物
(B−5):下記式(B−5)で表される化合物
The details of the (A) resin, (B) acid generator, (C) acid diffusion controller and (D) solvent are shown below.
(A) Resin (A-1): Resin (A-1) obtained in Synthesis Example 1
(A-2): Resin (A-2) obtained in Synthesis Example 2
(A-3): Resin (A-3) obtained in Synthesis Example 3
(B) Acid generator (B-1): Compound represented by the following formula (B-1) (B-2): Compound represented by the following formula (B-2) (B-3): The following formula Compound represented by (B-3) (B-4): Compound represented by the following formula (B-4) (B-5): Compound represented by the following formula (B-5)

Figure 2010134126
Figure 2010134126

(C−1):下記式(C−1)で表される化合物
(C−2):下記式(C−2)で表される化合物
(C−3):下記式(C−3)で表される化合物
(C−4):トリ−n−オクチルアミン
(C−5):1,8−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン
(C−6):2,4,5−トリフェニルイミダゾール
(C-1): Compound represented by the following formula (C-1) (C-2): Compound represented by the following formula (C-2) (C-3): In the following formula (C-3) Compound represented (C-4): Tri-n-octylamine (C-5): 1,8-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene (C-6): 2,4,5 -Triphenylimidazole

Figure 2010134126
Figure 2010134126

(D)溶剤
(D−1):乳酸エチル
(D−2):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
(D) Solvent (D-1): Ethyl lactate (D-2): Propylene glycol monomethyl ether acetate

[3]感放射線性樹脂組成物の評価
東京エレクトロン社製のクリーントラックACT−8内で、シリコンウエハー上に各組成物溶液(実施例1〜9及び比較例1〜2の各感放射線性樹脂組成物)をスピンコートした後、表2に示す条件でPB(加熱処理)を行い、膜厚70nmのレジスト(感放射線性樹脂組成物)被膜を形成した。その後、簡易型の電子線描画装置(日立製作所社製、型式「HL800D」、出力;50KeV、電流密度;5.0アンペア/cm)を用いてレジスト被膜に電子線を照射した。電子線の照射後、表2に示す条件でPEBを行った。その後、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用い、23℃で1分間、パドル法により現像した後、純水で水洗し、乾燥して、レジストパターンを形成した。このようにして形成したレジストについて下記の要領で評価を行った。実施例1〜9及び比較例1〜2の各感放射線性樹脂組成物の評価結果を表2に示す。
[3] Evaluation of Radiation Sensitive Resin Composition Each of the composition solutions (Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 of the radiation sensitive resin) on a silicon wafer in a clean track ACT-8 manufactured by Tokyo Electron Ltd. After spin coating the composition, PB (heat treatment) was performed under the conditions shown in Table 2 to form a resist (radiation sensitive resin composition) film having a thickness of 70 nm. Thereafter, the resist film was irradiated with an electron beam using a simple electron beam drawing apparatus (manufactured by Hitachi, Ltd., model “HL800D”, output: 50 KeV, current density: 5.0 amperes / cm 2 ). After the electron beam irradiation, PEB was performed under the conditions shown in Table 2. Thereafter, a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was used and developed by the paddle method at 23 ° C. for 1 minute, and then washed with pure water and dried to form a resist pattern. The resist thus formed was evaluated in the following manner. Table 2 shows the evaluation results of the radiation sensitive resin compositions of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2.

(1)感度(L/S)
線幅150nmのライン部と、隣り合うライン部によって形成される間隔が150nmのスペース部(即ち、溝)と、からなるパターン〔いわゆる、ライン・アンド・スペースパターン(1L1S)〕を1対1の線幅に形成する露光量を最適露光量とし、この最適露光量により感度を評価した。
図1は、ライン・アンド・スペースパターンの形状を模式的に示す平面図である。また、図2は、ライン・アンド・スペースパターンの形状を模式的に示す断面図である。但し、図1及び図2で示す凹凸は、実際より誇張している。
(1) Sensitivity (L / S)
A pattern [a so-called line-and-space pattern (1L1S)] composed of a line portion having a line width of 150 nm and a space portion (that is, a groove) having an interval of 150 nm formed by adjacent line portions is 1: 1. The exposure amount formed in the line width was set as the optimum exposure amount, and the sensitivity was evaluated based on the optimum exposure amount.
FIG. 1 is a plan view schematically showing the shape of a line and space pattern. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the shape of the line and space pattern. However, the unevenness shown in FIGS. 1 and 2 is exaggerated from the actual.

(2)ナノエッジラフネス
設計線幅150nmのライン・アンド・スペースパターン(1L1S)のラインパターンを、半導体用走査電子顕微鏡(高分解能FEB測長装置、商品名「S−9220」、日立製作所社製)にて観察した。観察された形状について、図1及び図2に示すように、シリコンウエハー1上に形成したレジスト膜のライン部2の横側面2aに沿って生じた凹凸の最も著しい箇所における線幅と、設計線幅150nmとの差「ΔCD」を、CD−SEM(日立ハイテクノロジーズ社製、「S−9220」)にて測定することにより、ナノエッジラフネスを評価した。
(2) Nano-edge roughness A line-and-space pattern (1L1S) with a design line width of 150 nm is scanned with a scanning electron microscope for semiconductors (high resolution FEB measuring device, trade name “S-9220”, manufactured by Hitachi, Ltd.) ). With respect to the observed shape, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the line width and the design line at the most conspicuous portion of the unevenness generated along the lateral surface 2a of the line part 2 of the resist film formed on the silicon wafer 1 are shown. The difference “ΔCD” from the width of 150 nm was measured by CD-SEM (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, “S-9220”) to evaluate nanoedge roughness.

(3)解像度(L/S)
ライン・アンド・スペースパターン(1L1S)について、最適露光量により解像されるラインパターンの最小線幅(nm)を解像度とした。
(3) Resolution (L / S)
For the line-and-space pattern (1L1S), the minimum line width (nm) of the line pattern resolved with the optimum exposure dose was taken as the resolution.

Figure 2010134126
Figure 2010134126

表2によれば、酸発生剤(B−1)〜(B−3)を含有する実施例1〜9の感放射線性樹脂組成物は、酸発生剤(B−4)〜(B−5)を含有する比較例1〜2の感放射線性樹脂組成物に比べて、電子線又は極紫外線に有効に感応し、低ラフネスであると共に感度にも優れており、微細パターンを高精度に且つ安定して形成することが可能な化学増幅型ポジ型レジスト膜を成膜できることが確認できた。
また、酸発生剤(B−1)〜(B−3)を含有する実施例1〜9の感放射線性樹脂組成物のなかでも、酸拡散制御剤(C−1)〜(C−3)を含有する実施例1〜6の感放射線性樹脂組成物は特に、低ラフネスであると共に感度にも優れており、微細パターンを高精度に且つ安定して形成することが可能な化学増幅型ポジ型レジスト膜を成膜できることが確認できた。
According to Table 2, the radiation sensitive resin compositions of Examples 1 to 9 containing acid generators (B-1) to (B-3) are acid generators (B-4) to (B-5). Compared with the radiation-sensitive resin compositions of Comparative Examples 1 and 2 containing), it is sensitive to electron beams or extreme ultraviolet rays, has low roughness and excellent sensitivity, and has a fine pattern with high accuracy. It was confirmed that a chemically amplified positive resist film that can be stably formed can be formed.
Among the radiation sensitive resin compositions of Examples 1 to 9 containing acid generators (B-1) to (B-3), acid diffusion control agents (C-1) to (C-3) In particular, the radiation-sensitive resin compositions of Examples 1 to 6 containing low-roughness and excellent sensitivity, and a chemically amplified positive electrode capable of forming a fine pattern with high accuracy and stability. It was confirmed that a type resist film can be formed.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、パターン形成時におけるライン・アンド・スペースパターンの解像度に優れるだけでなく、ナノエッジラフネスにも優れるので、EB、EUVやX線による微細パターン形成に有用である。従って、本発明の感放射線性樹脂組成物は、今後更に微細化が進行すると予想される半導体デバイス製造用の化学増幅型レジストを形成可能なものとして極めて有用である。   The radiation-sensitive resin composition of the present invention is not only excellent in line and space pattern resolution during pattern formation, but also excellent in nano edge roughness, so it is useful for fine pattern formation by EB, EUV and X-rays. is there. Therefore, the radiation-sensitive resin composition of the present invention is extremely useful as a material capable of forming a chemically amplified resist for manufacturing semiconductor devices, which is expected to be further miniaturized in the future.

ラインパターンを上方から見た際の模式的な平面図である。It is a typical top view at the time of seeing a line pattern from the upper part. ラインパターン形状の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of a line pattern shape.

符号の説明Explanation of symbols

1;基材、2;レジストパターン、2a;レジストパターンの横側面。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Base material, 2; Resist pattern, 2a;

Claims (4)

(A)酸解離性基を有する繰り返し単位を含むアルカリ不溶性又はアルカリ難溶性の樹脂であって、該酸解離性基が解離した際にアルカリ可溶性となる樹脂と、
(B)下記一般式(b1)で表される感放射線性酸発生剤と、
(C)低分子化合物と、を含有しており、
前記(C)低分子化合物は、下記一般式(c1)で表される化合物、同一分子内に窒素原子を2個有する化合物、同一分子内に窒素原子を3個以上有する化合物、アミド基含有化合物、ウレア化合物、及び含窒素複素環化合物のうちの少なくとも1種であることを特徴とする感放射線性樹脂組成物。
Figure 2010134126
〔一般式(b1)において、Rfは炭素数1〜40の少なくとも1つのフッ素原子を有するアルキル基を示す。R及びRは、相互に独立して、フッ素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシル基、ニトロ基、シアノ基、又はカルボキシル基を表す。m及びnは、相互に独立して、0〜4の整数である。Xは一価のアニオンを示す。〕
Figure 2010134126
〔一般式(c1)において、R及びRは、相互に独立して、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。Rは、水素原子、アルキル基、アリール基、アラルキル基、又は下記式(i)で表される基を示す。〕
Figure 2010134126
〔一般式(i)において、Rは、相互に独立して、炭素数1〜5のアルキル基を示す。〕
(A) an alkali-insoluble or hardly alkali-soluble resin containing a repeating unit having an acid-dissociable group, which becomes alkali-soluble when the acid-dissociable group is dissociated;
(B) a radiation sensitive acid generator represented by the following general formula (b1);
(C) a low molecular weight compound,
The (C) low molecular weight compound is a compound represented by the following general formula (c1), a compound having two nitrogen atoms in the same molecule, a compound having three or more nitrogen atoms in the same molecule, an amide group-containing compound , A urea compound, and a nitrogen-containing heterocyclic compound.
Figure 2010134126
[In General Formula (b1), Rf represents an alkyl group having at least one fluorine atom having 1 to 40 carbon atoms. R 1 and R 2 are each independently a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, a nitro group, or a cyano group. Or a carboxyl group. m and n are integers of 0 to 4 independently of each other. X represents a monovalent anion. ]
Figure 2010134126
[In General Formula (c1), R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a group represented by the following formula (i). ]
Figure 2010134126
[In general formula (i), R < 6 > shows a C1-C5 alkyl group mutually independently. ]
前記一般式(b1)のXで表される1価のアニオンが、炭素数1〜40の少なくとも1つのフッ素原子を有するアルキルスルホネートアニオン、下記一般式(x−1)で表されるアニオン、及び下記一般式(x−2)で表されるアニオンのうちのいずれかである請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 2010134126
〔一般式(x−1)において、Rf及びRfは、それぞれ、1個又は2個以上のフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基を示す。但し、Rf及びRfが相互に結合して、2価の環状構造を形成していてもよい。〕
Figure 2010134126
〔一般式(x−2)において、Rf、Rf及びRfは、それぞれ、1個又は2個以上のフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基を示す。但し、Rf、Rf及びRfのうちのいずれか2つが相互に結合して、2価の環状構造を形成していてもよい。〕
Anionic monovalent anion represented by the alkyl sulfonate anion having at least one fluorine atom having 1 to 40 carbon atoms, represented by the following general formula (x-1), - X in the general formula (b1) And the radiation sensitive resin composition of Claim 1 which is either an anion represented by the following general formula (x-2).
Figure 2010134126
[In General Formula (x-1), Rf 1 and Rf 2 each represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with one or more fluorine atoms. However, Rf 1 and Rf 2 may be bonded to each other to form a divalent cyclic structure. ]
Figure 2010134126
[In General Formula (x-2), Rf 3 , Rf 4 and Rf 5 each represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with one or more fluorine atoms. However, any two of Rf 3 , Rf 4 and Rf 5 may be bonded to each other to form a divalent cyclic structure. ]
前記酸解離性基を有する繰り返し単位が、下記一般式(1−a)で表される繰り返し単位、及び下記一般式(1−b)で表される繰り返し単位のうちの少なくとも一方である請求項1又は2に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 2010134126
〔一般式(1−a)において、Rは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、又はヒドロキシメチル基を表す。Rは相互に独立して、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を表す。但し、いずれか2つのRが相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に2価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成していてもよい。〕
Figure 2010134126
〔一般式(1−b)において、Rは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、又はヒドロキシメチル基を表す。R10は相互に独立して、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を表す。但し、いずれか2つのR10が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に2価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成していてもよい。〕
The repeating unit having an acid dissociable group is at least one of a repeating unit represented by the following general formula (1-a) and a repeating unit represented by the following general formula (1-b). 3. The radiation sensitive resin composition according to 1 or 2.
Figure 2010134126
[In General Formula (1-a), R 7 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group. R 8 independently represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. However, attached to any two R 8 are mutually may form a divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof with the carbon atom to which each is attached. ]
Figure 2010134126
[In General Formula (1-b), R 9 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group. R 10 independently represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. However, any two of R 10 may be bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof together with the carbon atoms to which they are bonded. ]
前記(C)低分子化合物が、下記一般式(c1−1)で表される低分子化合物である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 2010134126
〔一般式(c1−1)において、R11及びR12は、相互に独立して、水素原子、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。〕
The radiation sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the low molecular compound (C) is a low molecular compound represented by the following general formula (c1-1).
Figure 2010134126
[In General Formula (c1-1), R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. ]
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010265226A (en) * 2009-05-15 2010-11-25 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Resist composition, method for forming resist pattern, new compound and acid-generating agent
US20110223535A1 (en) * 2010-01-25 2011-09-15 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Photoresist comprising nitrogen-containing compound
JP2013068777A (en) * 2011-09-22 2013-04-18 Fujifilm Corp Pattern forming method, actinic ray sensitive or radiation sensitive resin composition, resist film, method for manufacturing electronic device and electronic device
US20150111157A1 (en) * 2012-06-27 2015-04-23 Fujifilm Corporation Method of forming pattern and actinic-ray- or radiation-sensitive resin composition for use in the method
JP2017054047A (en) * 2015-09-10 2017-03-16 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition and method for forming resist pattern
JP2018503624A (en) * 2014-12-31 2018-02-08 浙江九洲▲藥▼▲業▼股▲ふぇん▼有限公司Zhejiang Jiuzhou Pharmaceutical Co., Ltd. Halogenated S- (perfluoroalkyl) dibenzothiophenium salt and method for producing the same

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09166868A (en) * 1995-10-12 1997-06-24 Toshiba Corp Photosensitive composition
JP2004004557A (en) * 2002-02-13 2004-01-08 Fuji Photo Film Co Ltd Resist composition for electron beam, euv or x-ray
JP2004279667A (en) * 2003-03-14 2004-10-07 Fuji Photo Film Co Ltd Chemically amplified resist composition
JP2004310004A (en) * 2002-07-04 2004-11-04 Fuji Photo Film Co Ltd Resist composition
JP2004537740A (en) * 2000-11-09 2004-12-16 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Photoacid generator in photoresist composition for microlithography
JP2006113104A (en) * 2004-10-12 2006-04-27 Fuji Photo Film Co Ltd Positive resist composition and pattern forming method using the same
JP2007506992A (en) * 2003-06-30 2007-03-22 エイゼット・エレクトロニック・マテリアルズ・ユーエスエイ・コーポレイション Composition comprising photoacid generator
JP2007327983A (en) * 2006-06-06 2007-12-20 Jsr Corp Radiation-sensitive resin composition

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09166868A (en) * 1995-10-12 1997-06-24 Toshiba Corp Photosensitive composition
JP2004537740A (en) * 2000-11-09 2004-12-16 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Photoacid generator in photoresist composition for microlithography
JP2004004557A (en) * 2002-02-13 2004-01-08 Fuji Photo Film Co Ltd Resist composition for electron beam, euv or x-ray
JP2004310004A (en) * 2002-07-04 2004-11-04 Fuji Photo Film Co Ltd Resist composition
JP2004279667A (en) * 2003-03-14 2004-10-07 Fuji Photo Film Co Ltd Chemically amplified resist composition
JP2007506992A (en) * 2003-06-30 2007-03-22 エイゼット・エレクトロニック・マテリアルズ・ユーエスエイ・コーポレイション Composition comprising photoacid generator
JP2006113104A (en) * 2004-10-12 2006-04-27 Fuji Photo Film Co Ltd Positive resist composition and pattern forming method using the same
JP2007327983A (en) * 2006-06-06 2007-12-20 Jsr Corp Radiation-sensitive resin composition

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010265226A (en) * 2009-05-15 2010-11-25 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Resist composition, method for forming resist pattern, new compound and acid-generating agent
US20110223535A1 (en) * 2010-01-25 2011-09-15 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Photoresist comprising nitrogen-containing compound
US8927190B2 (en) * 2010-01-25 2015-01-06 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Photoresist comprising nitrogen-containing compound
US9475763B2 (en) 2010-01-25 2016-10-25 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Photoresist comprising nitrogen-containing compound
JP2013068777A (en) * 2011-09-22 2013-04-18 Fujifilm Corp Pattern forming method, actinic ray sensitive or radiation sensitive resin composition, resist film, method for manufacturing electronic device and electronic device
US9120288B2 (en) 2011-09-22 2015-09-01 Fujifilm Corporation Pattern forming method, actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, resist film, method for preparing electronic device, and electronic device
TWI603146B (en) * 2011-09-22 2017-10-21 富士軟片股份有限公司 Pattern forming method, actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, resist film and method for manufacturing electronic component
US20150111157A1 (en) * 2012-06-27 2015-04-23 Fujifilm Corporation Method of forming pattern and actinic-ray- or radiation-sensitive resin composition for use in the method
JP2018503624A (en) * 2014-12-31 2018-02-08 浙江九洲▲藥▼▲業▼股▲ふぇん▼有限公司Zhejiang Jiuzhou Pharmaceutical Co., Ltd. Halogenated S- (perfluoroalkyl) dibenzothiophenium salt and method for producing the same
JP2017054047A (en) * 2015-09-10 2017-03-16 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition and method for forming resist pattern

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