JPH11143079A - Radiation-sensitive resin composition - Google Patents
Radiation-sensitive resin compositionInfo
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- JPH11143079A JPH11143079A JP10221190A JP22119098A JPH11143079A JP H11143079 A JPH11143079 A JP H11143079A JP 10221190 A JP10221190 A JP 10221190A JP 22119098 A JP22119098 A JP 22119098A JP H11143079 A JPH11143079 A JP H11143079A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 各種の放射線に感応し、感度、解像度が優れ
るとともに、定在波の影響が少なく、パターン形状にも
優れ、かつ高度の耐熱性を有する化学増幅型ポジ型レジ
ストとして感放射線性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】 感放射線性樹脂組成物は、(A)(a)
重合性の炭素−炭素二重結合を1個有する単量体に由来
する繰返し単位(I)と、(b)重合性の炭素−炭素二
重結合を2個以上と、酸の作用により分解する2価のエ
ステル基および/またはカーボネート基を少なくとも1
個とを有する単量体であって、各炭素−炭素二重結合が
前記2価の基を介して連結した構造を有する単量体に由
来する繰返し単位(II) とを含有する共重合体、および
(B)感放射線性酸発生剤を含有する。PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a chemically amplified positive resist which is sensitive to various types of radiation, has excellent sensitivity and resolution, is less affected by standing waves, has excellent pattern shape, and has high heat resistance. As a radiation-sensitive resin composition. SOLUTION: The radiation-sensitive resin composition comprises (A) and (a).
The repeating unit (I) derived from a monomer having one polymerizable carbon-carbon double bond, and (b) two or more polymerizable carbon-carbon double bonds are decomposed by the action of an acid. At least one divalent ester group and / or carbonate group;
And a repeating unit (II) derived from a monomer having a structure in which each carbon-carbon double bond is connected via the divalent group. , And (B) a radiation-sensitive acid generator.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、感放射線性樹脂組
成物に関わり、さらに詳しくは、紫外線、遠紫外線、X
線あるいは荷電粒子線の如き各種放射線を使用する微細
加工に好適な化学増幅型ポジ型レジストとして有用な感
放射線性樹脂組成物に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition.
The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition useful as a chemically amplified positive resist suitable for fine processing using various radiations such as a beam or a charged particle beam.
【0002】[0002]
【従来の技術】集積回路素子の製造に代表される微細加
工の分野においては、集積回路のより高い集積度を得る
ために、リソグラフィーにおけるデザインルールの微細
化が急速に進行しており、近年では、線幅0.5μm以
下の高精度の微細加工を安定して行なうことができるリ
ソグラフィープロセスの開発が強く推し進められてい
る。しかしながら、従来の可視光線(波長700〜40
0nm)や近紫外線(波長400〜300nm)を用い
る方法では、このような微細パターンを高精度に形成す
ることが困難であり、そのため、より幅広い焦点深度を
達成でき、デザインルールの微細化に有効な短波長(波
長300nm以下)の放射線を用いるリソグラフィープ
ロセスが提案されている。このような短波長の放射線を
用いるリソグラフィープロセスとしては、例えば、Kr
Fエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシ
マレーザー(波長193nm)等の遠紫外線や、シンク
ロトロン放射線等のX線あるいは電子線等の荷電粒子線
を使用する方法が提案されている。そして、これらの短
波長の放射線に対応する高解像度レジストとして、イン
ターナショナル・ビジネス・マシーン(IBM)社によ
り「化学増幅型レジスト」が提唱され、現在、この化学
増幅型レジストの開発・改良が精力的に進められてい
る。化学増幅型レジストは、それに含有される感放射線
性酸発生剤への放射線の照射により酸を発生させ、この
酸の触媒作用により、レジスト被膜中で化学反応(例え
ば、極性の変化、化学結合の開裂、架橋反応等)を生起
させ、現像液に対する溶解性が放射線照射部において変
化する現象を利用して、パターンを形成するものであ
る。そして、従来の化学増幅型レジストのうち比較的良
好なレジスト性能を示すものに、樹脂成分として、アル
カリ可溶性樹脂中のアルカリ親和性基をt−ブチルエス
テル基やt−ブトキシカルボニル基で保護した樹脂(特
公平2−27660号公報参照)、アルカリ可溶性樹脂
中のアルカリ親和性基をケタール基で保護した樹脂(特
開平7−140666号公報参照)、アルカリ可溶性樹
脂中のアルカリ親和性基をアセタール基で保護した樹脂
(特開平2−161436号公報および特開平5−24
9682号公報参照)を使用したレジストが知られてい
る。しかしながら、これらの化学増幅型レジストにはそ
れぞれ固有の問題があり、実用化に際して種々の困難を
伴うことが指摘されている。その大きな問題として、放
射線の照射から照射後のベーク(以下、「ポストベー
ク」という。)までの引き置き時間(Post Exposure Ti
me Delay、以下「PED」という。)により、レジスト
パターンの線幅が変化したり、あるいはレジストパター
ンがT−型形状となったりすることが挙げられる。ま
た、これらの問題に加えて、PEDによる解像度の変
動、ベーク温度依存性等が大きく、プロセス安定性の面
でも不十分であり、化学増幅型レジストとしての総合特
性の観点からさらなる改善が求められている。ところ
で、前述した化学増幅型レジストの中では、ヒドロキシ
スチレンとt−ブチルアクリレートとの共重合体を樹脂
成分とするポジ型レジスト(以下、「タイプ」とい
う。)およびポリ(ヒドロキシスチレン)のフェノール
性水酸基をケタール基あるいはアセタール基で保護した
樹脂成分を使用したポジ型レジスト(以下、「タイプ
」という。)は、前記諸問題に対して比較的耐性のあ
ることが報告されている。しかしながら、タイプのレ
ジストは、波長248nmに吸収係数の小さいアクリル
成分を多く含有するため、定在波の影響が大きくなっ
て、パターン形状が損なわれ、解像度も劣るという欠点
があり、またタイプのレジストは耐熱性が低く、熱に
よりパターン形状が変形しやすいという欠点があり、こ
れらのレジストも、微細化への要求が高まるなか、解像
度、耐熱性等を含む種々の要求特性を同時に満足させる
ことができない。2. Description of the Related Art In the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements, design rules in lithography have been rapidly miniaturized in order to obtain a higher degree of integration of integrated circuits. The development of a lithography process capable of stably performing high-precision fine processing with a line width of 0.5 μm or less has been strongly promoted. However, conventional visible light (wavelength 700 to 40)
However, it is difficult to form such a fine pattern with high precision by a method using near-ultraviolet (0 nm) or near-ultraviolet light (wavelength: 400 to 300 nm). Therefore, a wider depth of focus can be achieved, which is effective for miniaturization of design rules. A lithography process using radiation having a very short wavelength (wavelength of 300 nm or less) has been proposed. Lithography processes using such short wavelength radiation include, for example, Kr
Methods have been proposed that use far ultraviolet rays such as F excimer laser (wavelength 248 nm) and ArF excimer laser (wavelength 193 nm), or charged particle beams such as X-rays or electron beams such as synchrotron radiation. International Business Machines (IBM) has proposed a "chemically amplified resist" as a high-resolution resist for these short-wavelength radiations. Currently, the development and improvement of this chemically amplified resist is vigorous. It is being advanced. A chemically amplified resist generates an acid by irradiating a radiation-sensitive acid generator contained therein with a radiation, and a catalytic reaction of the acid causes a chemical reaction (for example, a change in polarity or a chemical bond) in the resist film. (A cleavage reaction, a cross-linking reaction, etc.), and a pattern is formed by using a phenomenon in which solubility in a developing solution changes in a radiation-irradiated portion. Among the conventional chemically amplified resists, those exhibiting relatively good resist performance include, as a resin component, a resin in which an alkali-affinity group in an alkali-soluble resin is protected with a t-butyl ester group or a t-butoxycarbonyl group. (See Japanese Patent Publication No. 2-27660), a resin in which an alkali-affinity group in an alkali-soluble resin is protected with a ketal group (see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-140666), and an alkali-affinity group in an alkali-soluble resin is converted into an acetal group. (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2-161436 and 5-24)
No. 9682) is known. However, it has been pointed out that each of these chemically amplified resists has its own problems and involves various difficulties in practical use. One of the major problems is the post-exposure time between irradiation and baking after irradiation (hereinafter referred to as “post-bake”).
me Delay, hereinafter referred to as “PED”. ), The line width of the resist pattern changes, or the resist pattern becomes T-shaped. In addition to these problems, the resolution fluctuation due to PED, the dependence on baking temperature, etc. are large, and the process stability is insufficient, and further improvement is required from the viewpoint of the overall characteristics as a chemically amplified resist. ing. By the way, among the above-mentioned chemically amplified resists, a positive resist (hereinafter referred to as “type”) containing a copolymer of hydroxystyrene and t-butyl acrylate as a resin component, and a phenolic property of poly (hydroxystyrene) It has been reported that a positive resist (hereinafter, referred to as “type”) using a resin component in which a hydroxyl group is protected by a ketal group or an acetal group is relatively resistant to the above-mentioned problems. However, since the type resist contains a large amount of an acrylic component having a small absorption coefficient at a wavelength of 248 nm, the effect of the standing wave increases, the pattern shape is damaged, and the resolution is inferior. Has the disadvantage of low heat resistance and the pattern shape is easily deformed by heat, and these resists can simultaneously satisfy various required characteristics including resolution, heat resistance, etc., as demand for miniaturization increases. Can not.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況に鑑み、特に化学増幅型レジストを構成する樹脂成
分についてさらに詳細に検討した結果見い出されたもの
であって、その課題は、各種放射線に有効に感応し、感
度、解像度が優れるとともに、定在波の影響が少なく、
パターン形状にも優れ、かつ高度の耐熱性を有する化学
増幅型ポジ型レジストとして有用な感放射線性樹脂組成
物を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION In view of such circumstances, the present invention has been found, in particular, as a result of a more detailed study of the resin component constituting a chemically amplified resist. Effectively responds to radiation, has excellent sensitivity and resolution, and is less affected by standing waves.
An object of the present invention is to provide a radiation-sensitive resin composition which is useful as a chemically amplified positive resist having excellent pattern shape and high heat resistance.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明によると、前記課
題は、(A)(a)重合性の炭素−炭素二重結合を1個
有する単量体の該炭素−炭素二重結合が開裂して得られ
る繰返し単位(I)と、(b)重合性の炭素−炭素二重
結合を2個以上有し、かつ酸の作用により分解する下記
構造式(1)または構造式(2)で表される2価の基を
少なくとも1個有する単量体であって、各炭素−炭素二
重結合が前記2価の基を介して連結した構造を有する単
量体の該炭素−炭素二重結合が開裂して得られる繰返し
単位(II) とを含有する共重合体、および(B)感放射
線性酸発生剤を含有することを特徴とする感放射線性樹
脂組成物、According to the present invention, the above objects are attained by (A) (a) a monomer having one polymerizable carbon-carbon double bond in which the carbon-carbon double bond is cleaved. And a repeating unit (I) obtained by the following formula (1) or (b) having at least two polymerizable carbon-carbon double bonds and decomposing by the action of an acid: A monomer having at least one divalent group represented by the above formula, wherein each of the carbon-carbon double bonds has a structure linked via the divalent group. A copolymer containing a repeating unit (II) obtained by cleavage of a bond, and (B) a radiation-sensitive resin composition comprising a radiation-sensitive acid generator.
【0005】[0005]
【化3】 Embedded image
【0006】[0006]
【化4】 Embedded image
【0007】〔構造式(1)および構造式(2)におい
て、R1 、R2 、R3 およびR4 は相互に独立に炭素数
1〜5のアルキル基または炭素数6〜14のアリール基
を示す。〕によって達成される。[In the structural formulas (1) and (2), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms. Is shown. ] Is achieved.
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。(A)共重合体 本発明において使用される(A)共重合体は、前記繰返
し単位(I)と前記繰返し単位(II)とを含有する共重
合体からなる。繰返し単位(I)としては、例えば、
(A)共重合体をアルカリ可溶性とする作用を示す繰返
し単位(以下、「繰返し単位(I−1)」という。)、
酸の作用により分解して(A)共重合体をアルカリ可溶
性とする作用を示す繰返し単位(以下、「繰返し単位
(I−2)」という。)、(A)共重合体のアルカリ可
溶性を低下させる作用を示す繰返し単位(以下、「繰返
し単位(I−3)」という。)等を挙げることができ
る。Hereinafter, the present invention will be described in detail. (A) Copolymer The (A) copolymer used in the present invention comprises a copolymer containing the repeating unit (I) and the repeating unit (II). As the repeating unit (I), for example,
(A) a repeating unit (hereinafter referred to as “repeating unit (I-1)”) having an action of rendering the copolymer alkali-soluble;
A repeating unit which is decomposed by the action of an acid to render the copolymer (A) alkali-soluble (hereinafter referred to as “repeating unit (I-2)”), and reduces the alkali-solubility of the copolymer (A) And a recurring unit (hereinafter referred to as “repeating unit (I-3)”) showing the action to be performed.
【0009】繰返し単位(I−1)を与える単量体(以
下、「単量体(I−1)」という。)としては、例え
ば、カルボキシル基、フェノール性水酸基等の酸性官能
基を有する単量体を挙げることができる。このような単
量体(I−1)のうち、カルボキシル基を有する単量体
の具体例としては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、
けい皮酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、2−
(メタ)アクリロイロキシエチルカルボン酸、4−(メ
タ)アクリロイロキシシクロヘキシルカルボン酸等を挙
げることができ、またフェノール性水酸基を有する単量
体の具体例としては、o−ヒドロキシスチレン、m−ヒ
ドロキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン、o−イソ
プロペニルフェノール、m−イソプロペニルフェノー
ル、p−イソプロペニルフェノール等を挙げることがで
きる。これらの単量体(I−1)は、単独でまたは2種
以上を混合して使用することができる。The monomer that gives the repeating unit (I-1) (hereinafter referred to as "monomer (I-1)") includes, for example, a monomer having an acidic functional group such as a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group. Mers. Specific examples of the monomer having a carboxyl group among such monomers (I-1) include (meth) acrylic acid, crotonic acid,
Cinnamic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, 2-
Examples thereof include (meth) acryloyloxyethyl carboxylic acid and 4- (meth) acryloyloxycyclohexyl carboxylic acid. Specific examples of the monomer having a phenolic hydroxyl group include o-hydroxystyrene and m-hydroxystyrene. Hydroxystyrene, p-hydroxystyrene, o-isopropenylphenol, m-isopropenylphenol, p-isopropenylphenol and the like can be mentioned. These monomers (I-1) can be used alone or in combination of two or more.
【0010】繰返し単位(I−2)を与える単量体(以
下、「単量体(I−2)」という。)としては、例え
ば、酸の作用により分解してカルボキシル基、フェノー
ル性水酸基等の酸性官能基を形成する単量体を挙げるこ
とができる。このような単量体(I−2)のうち、酸の
作用により分解してカルボキシル基を形成する単量体の
具体例としては、t−ブチル(メタ)アクリレート、テ
トラヒドロピラニル(メタ)アクリレート、2−メトキ
シエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル
(メタ)アクリレート、2−t−ブトキシカルボニルエ
チル(メタ)アクリレート、2−シアノエチル(メタ)
アクリレート等の酸分解性エステル基で保護された(メ
タ)アクリレート類;o−(t−ブトキシカルボニルメ
トキシ)スチレン、m−(t−ブトキシカルボニルメト
キシ)スチレン、p−(t−ブトキシカルボニルメトキ
シ)スチレンや、これらのα−メチル置換体等の酸分解
性エステル基で保護されたヒドロキシ(α−メチル)ス
チレン誘導体類等を挙げることができる。The monomer that gives the repeating unit (I-2) (hereinafter, referred to as “monomer (I-2)”) is, for example, a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, or the like, which is decomposed by the action of an acid. And a monomer that forms an acidic functional group. Specific examples of such a monomer (I-2) which decomposes under the action of an acid to form a carboxyl group include t-butyl (meth) acrylate and tetrahydropyranyl (meth) acrylate. , 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2-t-butoxycarbonylethyl (meth) acrylate, 2-cyanoethyl (meth)
(Meth) acrylates protected with an acid-decomposable ester group such as acrylate; o- (t-butoxycarbonylmethoxy) styrene, m- (t-butoxycarbonylmethoxy) styrene, p- (t-butoxycarbonylmethoxy) styrene And hydroxy (α-methyl) styrene derivatives protected with acid-decomposable ester groups such as α-methyl substituents.
【0011】また、酸の作用により分解してフェノール
性水酸基を形成する単量体の具体例としては、p−(1
−メトキシエトキシ)スチレン、p−(1−エトキシエ
トキシ)スチレン、p−(1−n−プロポキシエトキ
シ)スチレン、p−(1−i−プロポキシエトキシ)ス
チレン、p−(1−シクロヘキシルオキシエトキシ)ス
チレン、p−(1−イソボルニルオキシエトキシ)スチ
レンや、これらのα−メチル置換体等のアセタール基で
保護されたヒドロキシ(α−メチル)スチレン類;p−
アセトキシスチレン、p−t−ブトキシカルボニルオキ
シスチレン、p−t−ブトキシスチレンや、これらのα
−メチル置換体等を挙げることができる。これらの単量
体(I−2)は、単独でまたは2種以上を混合して使用
することができる。Specific examples of the monomer which is decomposed by the action of an acid to form a phenolic hydroxyl group include p- (1
-Methoxyethoxy) styrene, p- (1-ethoxyethoxy) styrene, p- (1-n-propoxyethoxy) styrene, p- (1-i-propoxyethoxy) styrene, p- (1-cyclohexyloxyethoxy) styrene , P- (1-isobornyloxyethoxy) styrene and hydroxy (α-methyl) styrenes protected with an acetal group such as α-methyl substituents thereof;
Acetoxystyrene, pt-butoxycarbonyloxystyrene, pt-butoxystyrene, and their α
-Methyl substituent and the like. These monomers (I-2) can be used alone or in combination of two or more.
【0012】繰返し単位(I−3)を与える単量体(以
下、「単量体(I−3)」という。)としては、例え
ば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレ
ン、p−クロロスチレン、p−メトキシスチレン等の芳
香族ビニル化合物;N−ビニルピロリドン、N−ビニル
カプロラクタム等のヘテロ原子含有脂環式ビニル化合
物;(メタ)アクリロニトリル、シアン化ビニリデン等
のシアノ基含有ビニル化合物;(メタ)アクリルアミ
ド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N
−ジメチロール(メタ)アクリルアミド等の(メタ)ア
クリルアミド(誘導体)類;メチル(メタ)アクリレー
ト、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メ
タ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレー
ト、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−
ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロ
キシプロピル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)
アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、
ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)
アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレー
ト等を挙げることができる。これらの単量体(I−3)
は、単独でまたは2種以上を混合して使用することがで
きる。Examples of the monomer that gives the repeating unit (I-3) (hereinafter, referred to as “monomer (I-3)”) include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, and p-methylstyrene. Aromatic vinyl compounds such as chlorostyrene and p-methoxystyrene; heteroatom-containing alicyclic vinyl compounds such as N-vinylpyrrolidone and N-vinylcaprolactam; vinyl compounds containing cyano groups such as (meth) acrylonitrile and vinylidene cyanide; (Meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N
-(Meth) acrylamide (derivatives) such as dimethylol (meth) acrylamide; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl ( Meth) acrylate, 2-
Hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, phenyl (meth)
Acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate,
Benzyl (meth) acrylate, isobornyl (meth)
Acrylate and tricyclodecanyl (meth) acrylate can be exemplified. These monomers (I-3)
Can be used alone or in combination of two or more.
【0013】本発明における繰返し単位(I)として
は、繰返し単位(I−2)が好ましく、特に、t−ブチ
ル(メタ)アクリレート、テトラヒドロピラニル(メ
タ)アクリレート、p−(1−エトキシエトキシ)スチ
レン、p−t−ブトキシカルボニルオキシスチレン、p
−t−ブトキシスチレン等が好ましい。繰返し単位
(I)中の繰返し単位(I−2)の含有率は、通常、2
0重量%以上、好ましくは20〜60重量%、さらに好
ましくは25〜50重量%である。繰返し単位(I)
は、(A)共重合体中に単独でまたは2種以上が存在す
ることができる。 (A)共重合体における繰返し単位(I)の含有率は、
通常、60〜99重量%、好ましくは70〜98重量
%、さらに好ましくは75〜97重量%である。この場
合、繰返し単位(I)の含有率が60重量%未満では、
レジストとしての解像度が低下する傾向があり、一方9
9重量%を超えると、相対的に繰返し単位(II) の含有
率が少なくなり、レジストとしての感度、基板との密着
性等が低下する傾向がある。The repeating unit (I) in the present invention is preferably a repeating unit (I-2), and particularly, t-butyl (meth) acrylate, tetrahydropyranyl (meth) acrylate, p- (1-ethoxyethoxy) Styrene, pt-butoxycarbonyloxystyrene, p
-T-butoxystyrene and the like are preferred. The content of the repeating unit (I-2) in the repeating unit (I) is usually 2
0% by weight or more, preferably 20 to 60% by weight, more preferably 25 to 50% by weight. Repeating unit (I)
May be present alone or in combination of two or more in the copolymer (A). (A) The content of the repeating unit (I) in the copolymer is as follows:
Usually, it is 60 to 99% by weight, preferably 70 to 98% by weight, more preferably 75 to 97% by weight. In this case, when the content of the repeating unit (I) is less than 60% by weight,
The resolution as a resist tends to decrease, while 9
If it exceeds 9% by weight, the content of the repeating unit (II) becomes relatively small, and the sensitivity as a resist, the adhesiveness to a substrate, and the like tend to decrease.
【0014】次に、繰返し単位(II)は、(A)共重合
体中に適度の分岐構造を導入することにより重合体分子
鎖の運動性を低下させて、熱変形を抑制し、耐熱性を改
良する作用と、酸の作用により分解して(A)共重合体
を低分子量化させる作用を有する単位である。また同時
に、繰返し単位(II)により(A)共重合体中に分岐構
造が導入されるため、直鎖状重合体の場合と比べて、重
合体溶液の粘度を下げることが可能となり、その結果
(A)共重合体をより高分子量化でき、レジストとして
の耐熱性がさらに改良され、かつ解像度も向上させるこ
とがきる。さらに、繰返し単位(II)が酸の作用により
分解する特定の基を有し、該基が酸の作用により分解す
ることにより、(A)共重合体中の分岐構造が破壊され
低分子量化するため、酸の存在下における(A)共重合
体の溶解性がより向上し、レジストとしての解像度が飛
躍的に改善されることとなる。Next, the repeating unit (II) reduces the motility of the polymer molecular chain by introducing an appropriate branched structure into the copolymer (A), thereby suppressing thermal deformation and improving heat resistance. Is a unit having an action of improving the above and an action of decomposing by the action of an acid to lower the molecular weight of the copolymer (A). At the same time, the branched structure is introduced into the copolymer (A) by the repeating unit (II), so that the viscosity of the polymer solution can be reduced as compared with the case of the linear polymer, and as a result, (A) The copolymer can have a higher molecular weight, the heat resistance as a resist can be further improved, and the resolution can be improved. Further, the repeating unit (II) has a specific group which is decomposed by the action of an acid, and the group is decomposed by the action of an acid, whereby the branched structure in the copolymer (A) is broken and the molecular weight is reduced. Therefore, the solubility of the copolymer (A) in the presence of an acid is further improved, and the resolution as a resist is dramatically improved.
【0015】繰返し単位(II)を与える単量体(以下、
「単量体(II)」という。)は、前記構造式(1)で表
される2価のエステル基(以下、「エステル基(1)」
という。)または前記構造式(2)で表される2価のカ
ーボネート基(以下、「カーボネート基(2)」とい
う。)を少なくとも1個有する単量体からなる。このよ
うな単量体(II)のうち、エステル基(1)を有する単
量体(II)は、例えば、少なくとも1個の三級水酸基を
有する多価アルコールと、重合性の炭素−炭素二重結合
を1個有する1価カルボン酸とをエステル化反応させる
ことにより合成することができる。前記エステル化反応
は、例えば、 前記カルボン酸化合物の酸クロライドを前記多価アル
コールと反応させる酸クロライド法、 ジシクロヘキシルカルボジイミド等の縮合剤を用いて
前記多価アルコールと前記カルボン酸化合物とを反応さ
せる方法、 トリフルオロ酢酸無水物等の強酸の無水物を脱水剤と
して用いて前記多価アルコールと前記カルボン酸化合物
とを反応させる方法、 前記多価アルコールと前記カルボン酸化合物のエステ
ルとのエステル交換法等により実施することができる。A monomer which gives the repeating unit (II)
It is called "monomer (II)". ) Is a divalent ester group represented by the structural formula (1) (hereinafter referred to as “ester group (1)”).
That. Or a monomer having at least one divalent carbonate group represented by the structural formula (2) (hereinafter, referred to as “carbonate group (2)”). Among such monomers (II), the monomer (II) having an ester group (1) is, for example, a polyhydric alcohol having at least one tertiary hydroxyl group and a polymerizable carbon-carbon dimer. It can be synthesized by subjecting a monovalent carboxylic acid having one heavy bond to an esterification reaction. The esterification reaction includes, for example, an acid chloride method of reacting the acid chloride of the carboxylic acid compound with the polyhydric alcohol, and a method of reacting the polyhydric alcohol with the carboxylic acid compound using a condensing agent such as dicyclohexylcarbodiimide. A method of reacting the polyhydric alcohol with the carboxylic acid compound using a strong acid anhydride such as trifluoroacetic anhydride as a dehydrating agent; a transesterification method between the polyhydric alcohol and an ester of the carboxylic acid compound; Can be implemented.
【0016】エステル基(1)を有する単量体(II)の
合成に使用される三級水酸基を有する多価アルコールと
しては、例えば、下記一般式(3)〜(6)で表される
化合物等を挙げることができる。The polyhydric alcohol having a tertiary hydroxyl group used in the synthesis of the monomer (II) having an ester group (1) includes, for example, compounds represented by the following general formulas (3) to (6): And the like.
【0017】[0017]
【化5】 Embedded image
【0018】〔一般式(3)において、各Rは構造式
(1)および構造式(2)のR1 、R2、R3 およびR
4 と同義であり、複数存在するRは相互に同一でも異な
ってもよく、R5 はi価の有機基を示すか、あるいはi
=2のとき単結合を示し、iは2〜4の整数である。〕[In the general formula (3), each R represents R 1 , R 2 , R 3 and R in the structural formulas (1) and (2).
Has the same meaning as 4 , a plurality of Rs may be the same or different from each other, and R 5 represents an i-valent organic group, or
= 2 indicates a single bond, and i is an integer of 2 to 4. ]
【0019】[0019]
【化6】 Embedded image
【0020】〔一般式(4)において、各Rは構造式
(1)および構造式(2)のR1 、R2、R3 およびR
4 と同義であり、複数存在するRは相互に同一でも異な
ってもよく、R6 は炭素数1〜5のアルキル基を示し、
複数存在するR6 は相互に同一でも異なってもよく、j
は2〜4の整数、mは0〜4の整数で、j+m≦6であ
る。〕[In the general formula (4), each R represents R 1 , R 2 , R 3 and R in the structural formulas (1) and (2).
Has the same meaning as 4 , a plurality of R may be the same or different from each other, R 6 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms,
A plurality of R 6 may be the same or different from each other, and j
Is an integer of 2 to 4, m is an integer of 0 to 4, and j + m ≦ 6. ]
【0021】[0021]
【化7】 Embedded image
【0022】〔一般式(5)において、各Rは構造式
(1)および構造式(2)のR1 、R2、R3 およびR
4 と同義であり、複数存在するRは相互に同一でも異な
ってもよく、R7 は炭素数1〜5のアルキル基を示し、
複数存在するR7 は相互に同一でも異なってもよく、R
8 はz価の有機基、−O−、−S−、−CO−または−
SO2 −を示し、kは1または2、nは0〜3の整数、
zは2〜4の整数である。〕一般式(3)で表される化
合物としては、例えば、2,3−ジメチル−2,3−ブ
タンジオール、2,3−ジエチル−2,3−ブタンジオ
ール、2,3−ジ−n−プロピル−2,3−ブタンジオ
ール、2,3−ジフェニル−2,3−ブタンジオール、
2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2,4
−ジエチル−2,4−ペンタンジオール、2,4−ジ−
n−プロピル−2,4−ペンタンジオール、2,4−ジ
フェニル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ジメチ
ル−2,5−ヘキサンジオール、2,5−ジエチル−
2,5−ヘキサンジオール、2,5−ジ−n−プロピル
−2,5−ヘキサンジオール、2,5−ジフェニル−
2,5−ヘキサンジオール、2,6−ジメチル−2,6
−ヘプタンジオール、2,6−ジエチル−2,6−ヘプ
タンジオール、2,6−ジ−n−プロピル−2,6−ヘ
プタンジオール、2,6−ジフェニル−2,6−ヘプタ
ンジオール等の2価の三級アルコール類;2,4−ジメ
チル−2,4−ジヒドロキシ−3−(2−ヒドロキシプ
ロピル)ペンタン、2,4−ジエチル−2,4−ジヒド
ロキシ−3−(2−ヒドロキシプロピル)ペンタン、
2,5−ジメチル−2,5−ジヒドロキシ−3−(2−
ヒドロキシプロピル)ヘキサン、2,5−ジエチル−
2,5−ジヒドロキシ−3−(2−ヒドロキシプロピ
ル)ヘキサン等の3価の三級アルコール類;2,4−ジ
メチル−2,4−ジヒドロキシ−3,3−ジ(2−ヒド
ロキシプロピル)ペンタン、2,4−ジエチル−2,4
−ジヒドロキシ−3,3−ジ(2−ヒドロキシプロピ
ル)ペンタン、2,5−ジメチル−2,5−ジヒドロキ
シ−3,4−ジ(2−ヒドロキシプロピル)ヘキサン、
2,5−ジエチル−2,4−ジヒドロキシ−3,4−ジ
(2−ヒドロキシプロピル)ヘキサン等の4価の三級ア
ルコール類等を挙げることができる。[In the general formula (5), each R represents R 1 , R 2 , R 3 and R in the structural formulas (1) and (2).
Synonymous with 4 , a plurality of R may be the same or different from each other, R 7 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms,
A plurality of R 7 may be the same or different from each other,
8 is a z-valent organic group, -O-, -S-, -CO- or-
Represents SO 2 —, k is 1 or 2, n is an integer of 0 to 3,
z is an integer of 2 to 4. As the compound represented by the general formula (3), for example, 2,3-dimethyl-2,3-butanediol, 2,3-diethyl-2,3-butanediol, 2,3-di-n- Propyl-2,3-butanediol, 2,3-diphenyl-2,3-butanediol,
2,4-dimethyl-2,4-pentanediol, 2,4
-Diethyl-2,4-pentanediol, 2,4-di-
n-propyl-2,4-pentanediol, 2,4-diphenyl-2,4-pentanediol, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol, 2,5-diethyl-
2,5-hexanediol, 2,5-di-n-propyl-2,5-hexanediol, 2,5-diphenyl-
2,5-hexanediol, 2,6-dimethyl-2,6
Divalent such as -heptanediol, 2,6-diethyl-2,6-heptanediol, 2,6-di-n-propyl-2,6-heptanediol, and 2,6-diphenyl-2,6-heptanediol Tertiary alcohols; 2,4-dimethyl-2,4-dihydroxy-3- (2-hydroxypropyl) pentane, 2,4-diethyl-2,4-dihydroxy-3- (2-hydroxypropyl) pentane,
2,5-dimethyl-2,5-dihydroxy-3- (2-
Hydroxypropyl) hexane, 2,5-diethyl-
Trivalent tertiary alcohols such as 2,5-dihydroxy-3- (2-hydroxypropyl) hexane; 2,4-dimethyl-2,4-dihydroxy-3,3-di (2-hydroxypropyl) pentane; 2,4-diethyl-2,4
-Dihydroxy-3,3-di (2-hydroxypropyl) pentane, 2,5-dimethyl-2,5-dihydroxy-3,4-di (2-hydroxypropyl) hexane,
Examples include tetravalent tertiary alcohols such as 2,5-diethyl-2,4-dihydroxy-3,4-di (2-hydroxypropyl) hexane.
【0023】また、一般式(4)で表される化合物とし
ては、例えば、1,4−ジ(2−ヒドロキシプロピル)
ベンゼン、1,3−ジ(2−ヒドロキシプロピル)ベン
ゼン、1,3,5−トリ(2−ヒドロキシプロピル)ベ
ンゼン、1,2,4,5−テトラ(2−ヒドロキシプロ
ピル)ベンゼン等を挙げることができる。また、一般式
(5)で表される化合物としては、例えば、2,2−ビ
ス{4−(2−ヒドロキシプロピル)フェニル}プロパ
ン、1,2,2−トリス{4−(2−ヒドロキシプロピ
ル)フェニル}プロパン、1,2,3,4−テトラ{4
−(2−ヒドロキシプロピル)フェニル}ブタン、ビス
{4−(2−ヒドロキシプロピル)フェニル}エーテ
ル、ビス{4−(2−ヒドロキシプロピル)フェニル}
スルフィド、ビス{4−(2−ヒドロキシプロピル)フ
ェニル}ケトン、ビス{4−(2−ヒドロキシプロピ
ル)フェニル}スルホン等を挙げることができる。The compound represented by the general formula (4) includes, for example, 1,4-di (2-hydroxypropyl)
Benzene, 1,3-di (2-hydroxypropyl) benzene, 1,3,5-tri (2-hydroxypropyl) benzene, 1,2,4,5-tetra (2-hydroxypropyl) benzene and the like are mentioned. Can be. Examples of the compound represented by the general formula (5) include, for example, 2,2-bis {4- (2-hydroxypropyl) phenyl} propane and 1,2,2-tris {4- (2-hydroxypropyl) ) Phenyl} propane, 1,2,3,4-tetra {4
-(2-hydroxypropyl) phenyl} butane, bis {4- (2-hydroxypropyl) phenyl} ether, bis {4- (2-hydroxypropyl) phenyl}
Examples thereof include sulfide, bis {4- (2-hydroxypropyl) phenyl} ketone, and bis {4- (2-hydroxypropyl) phenyl} sulfone.
【0024】これらの一般式(3)〜(5)で表される
2〜4価の三級アルコールのうち、特に、2,5−ジメ
チル−2,5−ヘキサンジオール、1,4−ジ(2−ヒ
ドロキシプロピル)ベンゼン、1,3−ジ(2−ヒドロ
キシプロピル)ベンゼン等が好ましい。エステル基
(1)を有する単量体(II)を合成する際に使用される
重合性の炭素−炭素二重結合を1個有する1価カルボン
酸としては、例えば、前記単量体(I−1)について例
示したカルボキシル基を有する単量体と同様の化合物等
を挙げることができる。Of the di- or tetravalent tertiary alcohols represented by the general formulas (3) to (5), particularly, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol and 1,4-di ( 2-Hydroxypropyl) benzene, 1,3-di (2-hydroxypropyl) benzene and the like are preferred. Examples of the monovalent carboxylic acid having one polymerizable carbon-carbon double bond used when synthesizing the monomer (II) having the ester group (1) include, for example, the monomer (I- The same compounds as the monomers having a carboxyl group exemplified in 1) can be exemplified.
【0025】また、カーボネート基(2)を有する単量
体(II) は、例えば、少なくとも1個の三級水酸基を有
する多価アルコールを、ホスゲン等によりポリ(クロロ
ホルメート化)し、これを重合性の炭素−炭素二重結合
を1個有する1価アルコールと反応させることにより合
成することができる。カーボネート基(2)を有する単
量体(II) を合成する際に使用される少なくとも1個の
三級水酸基を有する多価アルコールとしては、例えば、
前記エステル基(1)を有する単量体(II) の合成に使
用されるものと同様の2〜4価の三級アルコールを挙げ
ることができる。このような2〜4価の三級アルコール
のうち、特に、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジ
オール、1,4−ジ(2−ヒドロキシプロピル)ベンゼ
ン、1,3−ジ(2−ヒドロキシプロピル)ベンゼン等
が好ましい。また、カーボネート基(2)を有する単量
体(II) を合成する際に使用される重合性の炭素−炭素
二重結合を1個有する1価アルコールとしては、例え
ば、o−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレ
ン、p−ヒドロキシスチレン、o−イソプロペニルフェ
ノール、m−イソプロペニルフェノール、p−イソプロ
ペニルフェノール等のヒドロキシスチレン類;2−ヒド
ロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプ
ロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル
(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)
アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレ
ート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の
ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類等を挙げる
ことができる。繰返し単位(II) は、(A)共重合体中
に単独でまたは2種以上が存在することができる。The monomer (II) having a carbonate group (2) can be obtained, for example, by subjecting a polyhydric alcohol having at least one tertiary hydroxyl group to poly (chloroformation) with phosgene or the like. It can be synthesized by reacting with a monohydric alcohol having one polymerizable carbon-carbon double bond. Examples of the polyhydric alcohol having at least one tertiary hydroxyl group used in synthesizing the monomer (II) having a carbonate group (2) include:
The same divalent to tetravalent tertiary alcohol as used in the synthesis of the monomer (II) having the ester group (1) can be mentioned. Among such 2- to 4-valent tertiary alcohols, in particular, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol, 1,4-di (2-hydroxypropyl) benzene, 1,3-di (2- Hydroxypropyl) benzene and the like are preferred. Examples of the monohydric alcohol having one polymerizable carbon-carbon double bond used in synthesizing the monomer (II) having a carbonate group (2) include, for example, o-hydroxystyrene and m-hydroxystyrene. Hydroxystyrenes such as -hydroxystyrene, p-hydroxystyrene, o-isopropenylphenol, m-isopropenylphenol, p-isopropenylphenol; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)
Examples thereof include hydroxyalkyl (meth) acrylates such as acrylate, 3-hydroxybutyl (meth) acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate. The repeating unit (II) may exist alone or in combination of two or more in the copolymer (A).
【0026】(A)共重合体における繰返し単位(II)
の含有率は、通常、1〜40重量%、好ましくは2〜3
0重量%、さらに好ましくは3〜25重量%である。こ
の場合、繰返し単位(II)の含有率が1重量%未満で
は、レジストとしての感度、基板との密着性が低下する
傾向があり、一方40重量%を超えると、レジストとし
ての解像度が低下する傾向がある。(A) Repeating unit (II) in copolymer
Is usually 1 to 40% by weight, preferably 2 to 3% by weight.
0% by weight, more preferably 3 to 25% by weight. In this case, if the content of the repeating unit (II) is less than 1% by weight, the sensitivity as a resist and the adhesion to a substrate tend to decrease, while if it exceeds 40% by weight, the resolution as a resist decreases. Tend.
【0027】(A)共重合体は、例えば、(イ)単量体
(I)と単量体(II) とを、直接共重合する方法、
(ロ)p−アセトキシスチレンと単量体(II) とを、場
合によりp−アセトキシスチレン以外の単量体(I)と
共に、共重合したのち、塩基性条件下で加水分解反応を
行って、p−ヒドロキシスチレンと単量体(II) との、
場合によりp−アセトキシスチレン以外の単量体(I)
を含有する共重合体を得る方法、(ハ)前記(ロ)の方
法により得た共重合体中のフェノール性水酸基の少なく
とも一部を、1−エトキシエトキシ基、t−ブトキシカ
ルボニルオキシ基等の酸の作用により分解する基で保護
する方法等により製造することができる。前記(イ)〜
(ハ)の方法における重合は、重合開始剤、分子量調節
剤等を使用する公知の方法により実施することができ
る。前記重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパー
オキシド、ラウロイルパーオキシド、2,2’−アゾビ
スイソブチロニトリル、4,4’−アゾビス(4−シア
ノ吉草酸)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,
4−ジメチルバレロニトリル)等を挙げることができ
る。これらの重合開始剤は、単独でまたは2種以上を混
合して使用することができる。また、前記分子量調節剤
としては、例えば、四塩化炭素、クロロホルム、四臭化
炭素等のハロゲン化炭化水素類;n−ヘキシルメルカプ
タン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカ
プタン、t−ドデシルメルカプタン、チオグリコール
酸、チオプロピオン酸等のメルカプタン類;ジメチルキ
サントゲンジサルファイド、ジイソプロピルキサントゲ
ンジサルファイド等のキサントゲン類や、ターピノーレ
ン、α−メチルスチレンダイマー等を挙げることができ
る。これらの分子量調節剤は、単独でまたは2種以上を
混合して使用することができる。(A) The copolymer is prepared by, for example, a method of (a) directly copolymerizing the monomer (I) and the monomer (II),
(B) p-acetoxystyrene and the monomer (II) are optionally copolymerized with a monomer (I) other than p-acetoxystyrene, and then subjected to a hydrolysis reaction under basic conditions, of p-hydroxystyrene and monomer (II)
In some cases, monomers (I) other than p-acetoxystyrene
(C) converting at least a part of the phenolic hydroxyl groups in the copolymer obtained by the method (b) to a 1-ethoxyethoxy group, a t-butoxycarbonyloxy group, or the like. It can be produced by a method of protecting with a group that is decomposed by the action of an acid. (A) ~
The polymerization in the method (c) can be carried out by a known method using a polymerization initiator, a molecular weight regulator and the like. Examples of the polymerization initiator include benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), and 2,2′-azobis ( 4-methoxy-2,
4-dimethylvaleronitrile) and the like. These polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more. Examples of the molecular weight regulator include halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride, chloroform and carbon tetrabromide; n-hexylmercaptan, n-octylmercaptan, n-dodecylmercaptan, t-dodecylmercaptan, Examples thereof include mercaptans such as glycolic acid and thiopropionic acid; xanthogens such as dimethyl xanthogen disulfide and diisopropylxanthogen disulfide; terpinolene and α-methylstyrene dimer. These molecular weight regulators can be used alone or in combination of two or more.
【0028】(A)共重合体のゲルパーミエーションク
ロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重
量平均分子量(以下、「Mw」という。)は、通常、1
0,000〜500,000、好ましくは15,000
〜200,000、さらに好ましくは20,000〜1
50,000である。この場合、(A)共重合体のMw
が10,000未満であると、レジストとしての感度、
耐熱性等が低下する傾向があり、一方500,000を
超えると、現像液に対する溶解性が低下する傾向があ
る。また、(A)共重合体のMwとゲルパーミエーショ
ンクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換
算数平均分子量(以下、「Mn」という。)との比(M
w/Mn)は、通常、1.5〜10.0、好ましくは
2.0〜5.0である。本発明において、(A)共重合
体は、単独でまたは2種以上を混合して使用することが
できる。(A) The weight average molecular weight (hereinafter referred to as “Mw”) of the copolymer in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) is usually 1
000-500,000, preferably 15,000
~ 200,000, more preferably 20,000 ~ 1
50,000. In this case, (A) Mw of the copolymer
Is less than 10,000, the sensitivity as a resist,
Heat resistance and the like tend to decrease, while if it exceeds 500,000, solubility in a developer tends to decrease. Further, the ratio (M) of the Mw of the copolymer (A) to the number average molecular weight in terms of polystyrene (hereinafter referred to as “Mn”) determined by gel permeation chromatography (GPC).
(w / Mn) is usually 1.5 to 10.0, preferably 2.0 to 5.0. In the present invention, the copolymer (A) can be used alone or in combination of two or more.
【0029】(B)感放射線性酸発生剤 本発明において使用される(B)感放射線性酸発生剤
は、放射線の照射(以下、「露光」という。)により酸
を発生する化合物からなる。(B)感放射線性酸発生剤
としては、例えば、下記するオニウム塩化合物、ス
ルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、スルホ
ンイミド化合物、ジアゾメタン化合物等を挙げること
ができる。 オニウム塩化合物 オニウム塩化合物としては、例えば、ヨードニウム塩、
スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ア
ンモニウム塩、ピリジニウム塩等を挙げることができ
る。オニウム塩化合物の具体例としては、ジフェニルヨ
ードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニ
ルヨードニウムノナフルオロブタンスルホネート、ジフ
ェニルヨードニウムピレンスルホネート、ジフェニルヨ
ードニウムドデシルベンゼンスルホネート、ジフェニル
ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス(4
−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタ
ンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨー
ドニウムノナフルオロブタンスルホネート、ビス(4−
t−ブチルフェニル)ヨードニウムカンファースルホネ
ート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムp
−トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムト
リフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニ
ウムノナフルオロブタンスルホネート、トリフェニルス
ルホニウムカンファースルホネート、トリフェニルスル
ホニウムナフタレンスルホネート、4−ヒドロキシフェ
ニル・ベンジル・メチルスルホニウムp−トルエンスル
ホネート等を挙げることができる。スルホン化合物 スルホン化合物としては、例えば、β−ケトスルホン、
β−スルホニルスルホンや、これらのα−ジアゾ化合物
等を挙げることができる。スルホン化合物の具体例とし
ては、フェナシルフェニルスルホン、メシチルフェナシ
ルスルホン、ビス(フェニルスルホニル)メタン、4−
トリスフェナシルスルホン等を挙げることができる。 スルホン酸エステル化合物 スルホン酸エステル化合物としては、例えば、アルキル
スルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エステ
ル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホネート
等を挙げることができる。スルホン酸エステル化合物の
具体例としては、ベンゾイントシレート、ピロガロール
トリストリフルオロメタンスルホネート、ピロガロール
メタンスルホン酸トリエステル、ニトロベンジル−9,
10−ジエトキシアントラセン−2−スルホネート、α
−メチロールベンゾイントシレート、α−メチロールベ
ンゾインオクタンスルホネート、α−メチロールベンゾ
イントリフルオロメタンスルホネート、α−メチロール
ベンゾインドデシルスルホネート等を挙げることができ
る。 スルホンイミド化合物 スルホンイミド化合物としては、例えば、下記式(6)
で表される化合物を挙げることができる。 (B) Radiation-Sensitive Acid Generator The (B) radiation-sensitive acid generator used in the present invention comprises a compound that generates an acid upon irradiation with radiation (hereinafter, referred to as “exposure”). (B) Examples of the radiation-sensitive acid generator include the following onium salt compounds, sulfone compounds, sulfonic ester compounds, sulfonimide compounds, diazomethane compounds, and the like. Onium salt compound As the onium salt compound, for example, iodonium salt,
Sulfonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, ammonium salts, pyridinium salts and the like can be mentioned. Specific examples of the onium salt compound include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluorobutanesulfonate, diphenyliodonium pyrene sulfonate, diphenyliodonium dodecylbenzenesulfonate, diphenyliodonium hexafluoroantimonate, bis (4
-T-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluorobutanesulfonate, bis (4-
t-butylphenyl) iodonium camphorsulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium p
-Toluenesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate, triphenylsulfonium camphorsulfonate, triphenylsulfonium naphthalene sulfonate, 4-hydroxyphenylbenzylmethylsulfonium p-toluenesulfonate, etc. . Sulfone compound As the sulfone compound, for example, β-ketosulfone,
Examples thereof include β-sulfonyl sulfone, and α-diazo compounds thereof. Specific examples of the sulfone compound include phenacylphenylsulfone, mesitylphenacylsulfone, bis (phenylsulfonyl) methane,
Trisphenacyl sulfone and the like can be mentioned. Sulfonic acid ester compound Examples of the sulfonic acid ester compound include an alkylsulfonic acid ester, a haloalkylsulfonic acid ester, an arylsulfonic acid ester, and iminosulfonate. Specific examples of the sulfonic acid ester compound include benzoin tosylate, pyrogallol tristrifluoromethanesulfonate, pyrogallol methanesulfonic acid triester, nitrobenzyl-9,
10-diethoxyanthracene-2-sulfonate, α
-Methylol benzoin tosylate, α-methylol benzoin octane sulfonate, α-methylol benzoin trifluoromethanesulfonate, α-methylol benzoindodecyl sulfonate and the like. Sulfonimide compound As the sulfonimide compound, for example, the following formula (6)
Can be mentioned.
【0030】[0030]
【化8】 Embedded image
【0031】〔式(6)において、Qはアルキレン基、
アリーレン基、アルコキシレン基等の2価の基を示し、
R9 はアルキル基、アリール基、ハロゲン置換アルキル
基、ハロゲン置換アリール基等の1価の基を示す。〕 スルホンイミド化合物の具体例としては、N−(トリフ
ルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−
(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミ
ド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフ
ェニルマレイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニ
ルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−
2,3−ジカルボキシミド、N−(トリフルオロメチル
スルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.
1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N
−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ
[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジ
カルボキシミド、N−(トリフルオロメチルスルホニル
オキシ)ナフチルイミド、N−(カンファースルホニル
オキシ)スクシンイミド、N−(カンファースルホニル
オキシ)フタルイミド、N−(カンファースルホニルオ
キシ)ジフェニルマレイミド、N−(カンファースルホ
ニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン
−2,3−ジカルボキシミド、N−(カンファースルホ
ニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプ
ト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(カン
ファースルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプ
タン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシミド、N
−(カンファースルホニルオキシ)ナフチルイミド、N
−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイ
ミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)フ
タルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキ
シ)ジフェニルマレイミド、N−(4−メチルフェニル
スルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5
−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(4−メチル
フェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ
[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキ
シミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−
2,3−ジカルボキシミド、N−(4−メチルフェニル
スルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(2−トリフ
ルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミ
ド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニル
オキシ)フタルイミド、N−(2−トリフルオロメチル
フェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N
−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキ
シ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3
−ジカルボキシミド、N−(2−トリフルオロメチルフ
ェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.
2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミ
ド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニル
オキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オ
キシ−2,3−ジカルボキシミド、N−(2−トリフル
オロメチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミ
ド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ス
クシンイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニル
オキシ)フタルイミド、N−(4−フルオロフェニルス
ルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(4−フ
ルオロフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.
1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N
−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)−7−オ
キサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3
−ジカルボキシミド、N−(4−フルオロフェニルスル
ホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,
6−オキシ−2,3−ジカルボキシミド、N−(4−フ
ルオロフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド等を
挙げることができる。[In the formula (6), Q is an alkylene group,
Represents a divalent group such as an arylene group or an alkoxylene group,
R 9 represents a monovalent group such as an alkyl group, an aryl group, a halogen-substituted alkyl group and a halogen-substituted aryl group. Specific examples of the sulfonimide compound include N- (trifluoromethylsulfonyloxy) succinimide, N-
(Trifluoromethylsulfonyloxy) phthalimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-
2,3-dicarboximide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) -7-oxabicyclo [2.2.
1] Hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N
-(Trifluoromethylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] heptane-5,6-oxy-2,3-dicarboximide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) naphthylimide, N- (camphorsulfonyloxy) ) Succinimide, N- (camphorsulfonyloxy) phthalimide, N- (camphorsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- (camphorsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide N- (camphorsulfonyloxy) -7-oxabicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (camphorsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] heptane -5,6-oxy-2,3-dicarboximide, N
-(Camphorsulfonyloxy) naphthylimide, N
-(4-methylphenylsulfonyloxy) succinimide, N- (4-methylphenylsulfonyloxy) phthalimide, N- (4-methylphenylsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- (4-methylphenylsulfonyloxy) bicyclo [2. 2.1] Hept-5
-Ene-2,3-dicarboximide, N- (4-methylphenylsulfonyloxy) -7-oxabicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- ( 4-methylphenylsulfonyloxy)
Bicyclo [2.2.1] heptane-5,6-oxy-
2,3-dicarboximide, N- (4-methylphenylsulfonyloxy) naphthylimide, N- (2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) succinimide, N- (2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) phthalimide, N- (2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) phthalimide -(2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N
-(2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3
-Dicarboximide, N- (2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) -7-oxabicyclo [2.
2.1] Hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] heptane-5,6-oxy-2,3- Dicarboximide, N- (2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) naphthylimide, N- (4-fluorophenylsulfonyloxy) succinimide, N- (4-fluorophenylsulfonyloxy) phthalimide, N- (4-fluorophenyl Sulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- (4-fluorophenylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.
1] Hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N
-(4-Fluorophenylsulfonyloxy) -7-oxabicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3
-Dicarboximide, N- (4-fluorophenylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] heptane-5,
6-oxy-2,3-dicarboximide, N- (4-fluorophenylsulfonyloxy) naphthylimide and the like can be mentioned.
【0032】ジアゾメタン化合物 ジアゾメタン化合物としては、例えば、下記式(7)で
表される化合物を挙げることができる。Diazomethane Compound Examples of the diazomethane compound include compounds represented by the following formula (7).
【0033】[0033]
【化9】 Embedded image
【0034】〔式(7)において、R10およびR11は相
互に独立にアルキル基、アリール基、ハロゲン置換アル
キル基、ハロゲン置換アリール基等の1価の基を示
す。〕 ジアゾメタン化合物の具体例としては、ビス(トリフル
オロメチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘ
キシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスル
ホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニ
ル)ジアゾメタン、メチルスルホニル−p−トルエンス
ルホニルジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル
−1−(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジア
ゾメタン等を挙げることができる。これらの(B)感放
射線性酸発生剤のうち、オニウム塩化合物、スルホ
ン酸エステル化合物、スルホンイミド化合物および
ジアゾメタン化合物が好ましく、特に、ビス(4−t−
ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロブタンスル
ホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウ
ムカンファースルホネート、ビス(4−t−ブチルフェ
ニル)ヨードニウムp−トルエンスルホネート、トリフ
ェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、
トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネ
ート、α−メチロールベンゾイントシレート、α−メチ
ロールベンゾインオクタンスルホネート、α−メチロー
ルベンゾイントリフルオロメタンスルホネート、α−メ
チロールベンゾインドデシルスルホネート、ピロガロー
ルメタンスルホン酸トリエステル、N−(トリフルオロ
メチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプ
ト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(カン
ファースルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプ
ト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(カン
ファースルホニルオキシ)ナフチルイミド、ビス(シク
ロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン等が好ましい。本
発明において、(B)感放射線性酸発生剤は、単独でま
たは2種以上を混合して使用することができる。[In the formula (7), R 10 and R 11 each independently represent a monovalent group such as an alkyl group, an aryl group, a halogen-substituted alkyl group and a halogen-substituted aryl group. Specific examples of the diazomethane compound include bis (trifluoromethylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (phenylsulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, methylsulfonyl-p-toluenesulfonyldiazomethane, Examples thereof include 1-cyclohexylsulfonyl-1- (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane and bis (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane. Of these (B) radiation-sensitive acid generators, onium salt compounds, sulfonic acid ester compounds, sulfonimide compounds and diazomethane compounds are preferred, and bis (4-t-
Butylphenyl) iodonium nonafluorobutanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium camphorsulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate,
Triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate, α-methylolbenzoin tosylate, α-methylolbenzoinoctanesulfonate, α-methylolbenzointrifluoromethanesulfonate, α-methylolbenzoindodecylsulfonate, pyrogallol methanesulfonic acid triester, N- (trifluoromethyl Sulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (camphorsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3- Dicarboximide, N- (camphorsulfonyloxy) naphthylimide, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane and the like are preferred. In the present invention, the radiation-sensitive acid generator (B) can be used alone or in combination of two or more.
【0035】(B)感放射線性酸発生剤の使用量は、
(A)共重合体100重量部当たり、通常、1〜20重
量部、好ましくは1〜10重量部である。この場合、
(B)感放射線性酸発生剤の使用量が1重量部未満で
は、露光によって発生した酸の触媒作用による化学変化
を十分生起させることが困難となるおそれがあり、また
20重量部を超えると、組成物を塗布する際に塗布むら
が生じたり、現像時に現像残り(スカム)等を発生する
おそれがある。(B) The amount of the radiation-sensitive acid generator used is:
It is usually 1 to 20 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of the copolymer (A). in this case,
(B) If the amount of the radiation-sensitive acid generator is less than 1 part by weight, it may be difficult to sufficiently cause a chemical change due to the catalytic action of the acid generated by exposure, and if it exceeds 20 parts by weight. When the composition is applied, there is a possibility that unevenness in application may occur or undeveloped portion (scum) may occur during development.
【0036】酸拡散制御剤 本発明においては、さらに、露光により(B)感放射線
性酸発生剤から生じた酸のレジスト被膜中における拡散
現象を制御し、未露光領域での好ましくない化学反応を
抑制する作用等を有する酸拡散制御剤を配合することが
好ましい。このような酸拡散制御剤を使用することによ
り、組成物の保存安定性が向上し、またレジストとし
て、解像度が向上するとともに、PEDによるレジスト
パターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定
性に極めて優れたものとなる。このような酸拡散制御剤
としては、露光やベークにより塩基性が変化しない含窒
素有機化合物が好ましく、その具体例としては、式R12
R13R14N(但し、R12、R13およびR14は相互に独立
に水素原子、アルキル基、アリール基またはアラルキル
基を示す。)で表される化合物(以下、「含窒素化合物
(α)」という。)、同一分子内に窒素原子を2個有す
るジアミノ化合物(以下、「含窒素化合物(β)」とい
う。)、窒素原子を3個以上有する重合体(以下、「含
窒素化合物(γ)」という。)、アミド基含有化合物、
ウレア化合物、含窒素複素環化合物等を挙げることがで
きる。 Acid Diffusion Control Agent In the present invention, the diffusion phenomenon of the acid generated from the radiation-sensitive acid generator (B) in the resist film by exposure is controlled to prevent an undesired chemical reaction in the unexposed area. It is preferable to add an acid diffusion controller having an inhibitory action or the like. By using such an acid diffusion controller, the storage stability of the composition is improved, the resolution as a resist is improved, and the line width change of the resist pattern due to PED can be suppressed. Is extremely excellent. As the acid diffusion control agent is preferably a nitrogen-containing organic compounds of which the basicity does not change during exposure or baking, and specific examples thereof, wherein R 12
R 13 R 14 N (where R 12 , R 13 and R 14 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group) (hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound (α ) "), A diamino compound having two nitrogen atoms in the same molecule (hereinafter, referred to as" nitrogen-containing compound (β) "), a polymer having three or more nitrogen atoms (hereinafter, referred to as" nitrogen-containing compound ( γ) ”)), an amide group-containing compound,
Examples include urea compounds and nitrogen-containing heterocyclic compounds.
【0037】含窒素化合物(α)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−デシルアミン等のモノ
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−デシルアミン等のジアルキルアミン
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、トリ−n−ドデシルアミン、
n−ドデシルジメチルアミン等のトリアルキルアミン
類;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、ナフチルアミン等の芳香
族アミン類を挙げることができる。As the nitrogen-containing compound (α), for example, n
Monoalkylamines such as hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine and n-decylamine; di-n-butylamine, di-n-pentylamine, di-n-hexylamine, di- Dialkylamines such as n-heptylamine, di-n-octylamine, di-n-nonylamine, di-n-decylamine; triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine , Tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine,
Tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine,
Tri-n-decylamine, tri-n-dodecylamine,
trialkylamines such as n-dodecyldimethylamine; aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline,
Examples thereof include aromatic amines such as 4-methylaniline, 4-nitroaniline, diphenylamine, triphenylamine, and naphthylamine.
【0038】含窒素化合物(β)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] ベンゼン等を挙げ
ることができる。Examples of the nitrogen-containing compound (β) include ethylenediamine, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane,
4,4'-diaminodiphenyl 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-aminophenyl) -1-
Methylethyl] benzene, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene, and the like.
【0039】含窒素化合物(γ)としては、例えば、ポ
リエチレンイミン、ポリアリルアミン、ジメチルアミノ
エチルアクリルアミドの重合体等を挙げることができ
る。前記アミド基含有化合物としては、例えば、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−メチルピロリドン等を挙
げることができる。Examples of the nitrogen-containing compound (γ) include polymers of polyethyleneimine, polyallylamine, dimethylaminoethylacrylamide and the like. Examples of the amide group-containing compound include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide,
N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone and the like can be mentioned.
【0040】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、トリブチルチオウレア
等を挙げることができる。前記含窒素複素環化合物とし
ては、例えば、イミダゾール、ベンズイミダゾール、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、N−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、8−
オキシキノリン、アクリジン等のピリジン類のほか、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、モルホリン、4−メチル
モルホリン、ピペラジン、1,4−ジメチルピペラジ
ン、1,4−ジアザビシクロ [2.2.2] オクタン等
を挙げることができる。Examples of the urea compound include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-
Examples thereof include dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, and tributylthiourea. Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include imidazole, benzimidazole,
Imidazoles such as -methylimidazole and 4-methyl-2-phenylimidazole; pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4
-Ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, N-methyl-4-phenylpyridine, nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, quinoline, 8-
In addition to pyridines such as oxyquinoline and acridine, pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, morpholine, 4-methylmorpholine, piperazine, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [2.2 .2] octane and the like.
【0041】これらの含窒素有機化合物のうち、含窒素
化合物(α)、含窒素複素環化合物が好ましく、また、
含窒素化合物(α)の中では、トリアルキルアミン類が
特に好ましく、含窒素複素環化合物の中では、ピリジン
類が特に好ましい。前記酸拡散制御剤は、単独でまたは
2種以上を混合して使用することができる。酸拡散制御
剤の使用量は、(A)共重合体100重量部当たり、通
常、15重量部以下、好ましくは0.001〜10重量
部、さらに好ましくは0.005〜5重量部である。こ
の場合、酸拡散制御剤の使用量が15重量部を超える
と、レジストとしての感度や露光部の現像性が低下する
傾向がある。なお、酸拡散制御剤の使用量が0.001
重量部未満であると、プロセス条件によっては、レジス
トとしてのパターン形状や寸法忠実度が低下するおそれ
がある。Among these nitrogen-containing organic compounds, a nitrogen-containing compound (α) and a nitrogen-containing heterocyclic compound are preferable.
Among the nitrogen-containing compounds (α), trialkylamines are particularly preferred, and among the nitrogen-containing heterocyclic compounds, pyridines are particularly preferred. The acid diffusion controllers can be used alone or in combination of two or more. The amount of the acid diffusion controller to be used is generally 15 parts by weight or less, preferably 0.001 to 10 parts by weight, more preferably 0.005 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of the copolymer (A). In this case, when the use amount of the acid diffusion controller exceeds 15 parts by weight, the sensitivity as a resist and the developability of an exposed portion tend to decrease. The amount of the acid diffusion controller used was 0.001.
If the amount is less than part by weight, the pattern shape and dimensional fidelity as a resist may be reduced depending on the process conditions.
【0042】アルカリ可溶性樹脂 本発明においては、必要に応じて、(A)共重合体以外
に、アルカリ可溶性樹脂を添加することができる。この
アルカリ可溶性樹脂は、アルカリ現像液に対して親和性
を示す官能基、例えば、カルボキシル基、フェノール性
水酸基等の酸性官能基を1種以上有する、アルカリ現像
液に可溶な樹脂からなる。このようなアルカリ可溶性樹
脂を使用することにより、本発明の感放射線性樹脂組成
物から形成されるレジスト被膜のアルカリ現像液への溶
解速度の制御が容易となる結果、現像性をさらに向上さ
せることができる。アルカリ可溶性樹脂は、アルカリ現
像液に可溶である限り特に限定されるものではないが、
その例としては、ヒドロキシスチレン類、イソプロペニ
ルフェノール類、ビニル安息香酸類、カルボキシメチル
スチレン類、カルボキシメトキシスチレン類、(メタ)
アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタ
コン酸、シトラコン酸、メサコン酸、けい皮酸等の酸性
官能基を有するエチレン性不飽和単量体の重合性の炭素
−炭素二重結合が開裂した繰返し単位を少なくとも1種
有する付加重合系樹脂や、ノボラック樹脂に代表される
酸性官能基を有する縮合系繰返し単位を少なくとも1種
有する重縮合系樹脂等を挙げることができる。前記付加
重合系樹脂からなるアルカリ可溶性樹脂は、酸性官能基
を有するエチレン性不飽和単量体の重合性の炭素−炭素
二重結合が開裂した繰返し単位のみから構成されていて
もよいが、場合により、1種以上の他の繰返し単位をさ
らに含有することもできる。このような他の繰返し単位
としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビ
ニルトルエン類、無水マレイン酸、(メタ)アクリロニ
トリル、クロトンニトリル、マレインニトリル、フマロ
ニトリル、メサコンニトリル、シトラコンニトリル、イ
タコンニトリル、(メタ)アクリルアミド、クロトンア
ミド、マレインアミド、フマルアミド、メサコンアミ
ド、シトラコンアミド、イタコンアミド、ビニルアニリ
ン類、ビニルピリジン類、N−ビニル−ε−カプロラク
タム、N−ビニルピロリドン、N−ビニルイミダゾール
等の重合性の炭素−炭素二重結合が開裂した繰返し単位
を挙げることができる。前記付加重合系樹脂のうち、レ
ジスト被膜としたときの放射線の透過性が高く、またド
ライエッチング耐性にも優れるという観点から、特にポ
リ(ヒドロキシスチレン)類およびイソプロペニルフェ
ノール共重合体類が好ましい。 Alkali-soluble resin In the present invention, an alkali-soluble resin can be added, if necessary, in addition to the copolymer (A). The alkali-soluble resin is a resin which is soluble in an alkali developer and has at least one kind of a functional group having an affinity for an alkali developer such as a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group. By using such an alkali-soluble resin, it becomes easy to control the dissolution rate of the resist film formed from the radiation-sensitive resin composition of the present invention in an alkali developer, thereby further improving developability. Can be. The alkali-soluble resin is not particularly limited as long as it is soluble in an alkali developer,
Examples include hydroxystyrenes, isopropenylphenols, vinylbenzoic acids, carboxymethylstyrenes, carboxymethoxystyrenes, (meth)
Polymerizable carbon-carbon double bonds of ethylenically unsaturated monomers having acidic functional groups such as acrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, and cinnamic acid are cleaved. And a polycondensation resin having at least one condensation type repeating unit having an acidic functional group represented by a novolak resin. The alkali-soluble resin composed of the addition polymerization resin may be composed of only a repeating unit in which a polymerizable carbon-carbon double bond of an ethylenically unsaturated monomer having an acidic functional group is cleaved. Thus, one or more other repeating units may be further contained. Examples of such other repeating units include, for example, styrene, α-methylstyrene, vinyltoluenes, maleic anhydride, (meth) acrylonitrile, crotononitrile, maleinitrile, fumaronitrile, mesaconnitrile, citraconitrile, itaconnitrile, Polymerization of (meth) acrylamide, crotonamide, maleamide, fumaramide, mesaconamide, citraconamide, itaconamide, vinylanilines, vinylpyridines, N-vinyl-ε-caprolactam, N-vinylpyrrolidone, N-vinylimidazole and the like And a repeating unit in which the carbon-carbon double bond is cleaved. Among the addition-polymer resins, poly (hydroxystyrene) s and isopropenylphenol copolymers are particularly preferable from the viewpoint of high radiation permeability when formed into a resist film and excellent dry etching resistance.
【0043】また、前記重縮合系樹脂からなるアルカリ
可溶性樹脂は、酸性官能基を有する縮合系繰返し単位の
みから構成されていてもよいが、場合により、1種以上
の他の縮合系繰返し単位をさらに含有することもでき
る。このような重縮合樹脂は、例えば、1種以上のフェ
ノール類と1種以上のアルデヒド類とを、場合により他
の縮合系繰返し単位を形成しうる重縮合成分と共に、酸
性触媒あるいは塩基性触媒の存在下、水媒質中あるいは
水と親水性溶媒との混合媒質中で、(共)重縮合するこ
とによって製造することができる。前記フェノール類と
しては、例えば、o−クレゾール、m−クレゾール、p
−クレゾール、2,3−キシレノール、2,4−キシレ
ノール、2,5−キシレノール、3,4−キシレノー
ル、3,5−キシレノール、2,3,5−トリメチルフ
ェノール、3,4,5−トリメチルフェノール等を挙げ
ることができ、また前記アルデヒド類としては、例え
ば、ホルムアルデヒド、トリオキサン、パラホルムアル
デヒド、ベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピ
ルアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド等を挙げるこ
とができる。The alkali-soluble resin composed of the polycondensation resin may be composed of only a condensation type repeating unit having an acidic functional group. However, in some cases, one or more other condensation type repeating units may be used. Further, it can be contained. Such polycondensation resins include, for example, one or more phenols and one or more aldehydes, optionally together with a polycondensation component capable of forming another condensation-type repeating unit, of an acidic catalyst or a basic catalyst. It can be produced by (co) polycondensation in an aqueous medium or in a mixed medium of water and a hydrophilic solvent in the presence. Examples of the phenols include o-cresol, m-cresol, p-cresol
-Cresol, 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 3,4-xylenol, 3,5-xylenol, 2,3,5-trimethylphenol, 3,4,5-trimethylphenol And the aldehydes include, for example, formaldehyde, trioxane, paraformaldehyde, benzaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, phenylacetaldehyde and the like.
【0044】アルカリ可溶性樹脂のMwは、通常、1,
000〜100,000、好ましくは3,000〜5
0,000、さらに好ましくは3,000〜30,00
0である。この場合、アルカリ可溶性樹脂のMwが1,
000未満では、レジストとしての解像度が低下する傾
向があり、一方100,000を超えると、レジスト溶
液の粘度が高くなり、基板に塗布したとき、塗布領域で
の膜厚が不均一となるおそれがある。前記アルカリ可溶
性樹脂は、単独でまたは2種以上を混合して使用するこ
とができる。アルカリ可溶性樹脂の使用量は、(A)共
重合体100重量部当たり、通常、200重量部以下で
ある。この場合、アルカリ可溶性樹脂の使用量が200
重量部を超えると、レジストとしての解像度が低下する
傾向がある。The Mw of the alkali-soluble resin is usually 1,
000-100,000, preferably 3,000-5
000, more preferably 3,000 to 30,000
0. In this case, Mw of the alkali-soluble resin is 1,
If it is less than 000, the resolution as a resist tends to decrease, while if it exceeds 100,000, the viscosity of the resist solution becomes high, and when applied to a substrate, the film thickness in the application area may become non-uniform. is there. The alkali-soluble resins can be used alone or in combination of two or more. The amount of the alkali-soluble resin used is usually 200 parts by weight or less per 100 parts by weight of the copolymer (A). In this case, the amount of the alkali-soluble resin used is 200
If the amount exceeds the weight part, the resolution as a resist tends to decrease.
【0045】各種添加剤 さらに、本発明の感放射線性樹脂組成物には、必要に応
じて、界面活性剤、増感剤等の各種添加剤を配合するこ
ともできる。前記界面活性剤は、組成物の塗布性やスト
リエーション、レジストとしての現像性等を改良する作
用を示す。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オクチルフェニルエーテ
ル、ポリオキシエチレン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を挙げることができる。界面活性
剤の配合量は、(A)共重合体100重量部当たり、通
常、2重量部以下である。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(B)感放射線性
酸発生剤に伝達することにより、露光による酸の生成量
を増加する作用を示すもので、レジストとしての見掛け
の感度を向上させる効果を有する。好ましい増感剤の例
としては、ベンゾフェノン類、ローズベンガル類、アン
トラセン類、アセトフェノン類、ピレン類、フェノチア
ジン類等を挙げることができる。増感剤の配合量は、
(A)共重合体100重量部当たり、通常、50重量部
以下である。また、染料および/または顔料を配合する
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でき、接着助剤を配合すること
により、基板との接着性をさらに改善することができ
る。さらに、他の添加剤として、例えば、ハレーション
防止剤、形状改良剤、保存安定化剤、消泡剤等を配合す
ることもできる。 Various additives The radiation-sensitive resin composition of the present invention may further contain various additives such as a surfactant and a sensitizer, if necessary. The surfactant has an effect of improving the coating property and striation of the composition, the developability as a resist, and the like. Examples of such surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, and polyethylene glycol dilaurate. Stearate and the like can be mentioned. The amount of the surfactant is usually 2 parts by weight or less per 100 parts by weight of the copolymer (A). The sensitizer absorbs radiation energy and transmits the energy to the radiation-sensitive acid generator (B) to thereby increase the amount of acid generated by exposure to light. It has the effect of improving the apparent sensitivity. Examples of preferred sensitizers include benzophenones, rose bengals, anthracenes, acetophenones, pyrenes, phenothiazines and the like. The compounding amount of the sensitizer
(A) It is usually 50 parts by weight or less per 100 parts by weight of the copolymer. In addition, by blending a dye and / or a pigment, the latent image in the exposed area can be visualized and the effect of halation during exposure can be reduced, and the adhesion to the substrate can be further improved by blending an adhesion aid. can do. Further, as other additives, for example, an antihalation agent, a shape improving agent, a storage stabilizer, an antifoaming agent, and the like can be blended.
【0046】溶剤 本発明の感放射線性樹脂組成物は、その使用に際して、
全固形分の濃度が、通常、3〜50重量%、好ましくは
5〜40重量%となるように、溶剤に均一に溶解したの
ち、例えば孔径0.2μm程度のフィルターでろ過する
ことによって、組成物溶液として調製される。前記組成
物溶液の調製に使用される溶剤としては、例えば、エチ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレ
ングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレン
グリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、エ
チレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート
等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテー
ト類;プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロ
ピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリ
コールモノ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコ
ールモノ−n−ブチルエーテル等のプロピレングリコー
ルモノアルキルエーテル類;プロピレングリコールジメ
チルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテ
ル、プロピレングリコールジ−n−プロピルエーテル、
プロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル等のプロ
ピレングリコールジアルキルエーテル類;プロピレング
リコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレング
リコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレング
リコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロ
ピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート
等の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;乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−プロピル、
乳酸i−プロピル等の乳酸エステル類;酢酸エチル、酢
酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、
酢酸i−ブチル、酢酸n−アミル、酢酸i−アミル、プ
ロピオン酸i−プロピル、プロピオン酸n−ブチル、プ
ロピオン酸i−ブチル等の脂肪族カルボン酸エステル
類;3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプ
ロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、
3−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、
ピルビン酸エチル等の他のエステル類;トルエン、キシ
レン等の芳香族炭化水素類;2−ヘプタノン、3−ヘプ
タノン、4−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン
類;N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルアセト
アミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピ
ロリドン等のアミド類;γ−ブチロラクトン等のラクト
ン類等を挙げることができる。これらの溶剤は、単独で
または2種以上を混合して使用される。 Solvent The radiation-sensitive resin composition of the present invention may be used,
After uniformly dissolving in a solvent so that the concentration of the total solid content is usually 3 to 50% by weight, preferably 5 to 40% by weight, the composition is filtered by a filter having a pore size of about 0.2 μm, for example. It is prepared as a product solution. As the solvent used for preparing the composition solution, for example, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, etc. Glycol monoalkyl ether acetates; propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, and propylene glycol mono-n-butyl ether; propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl Ether, propylene glycol di-n-propyl ether,
Propylene glycol dialkyl ethers such as propylene glycol di-n-butyl ether; propylene glycol such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol mono-n-butyl ether acetate; Monoalkyl ether acetates; methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate;
Lactate esters such as i-propyl lactate; ethyl acetate, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate;
Aliphatic carboxylic acid esters such as i-butyl acetate, n-amyl acetate, i-amyl acetate, i-propyl propionate, n-butyl propionate and i-butyl propionate; methyl 3-methoxypropionate, Ethyl methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate,
Ethyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate,
Other esters such as ethyl pyruvate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; ketones such as 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone and cyclohexanone; N, N-dimethylformamide, N-methylacetamide Amides such as N, N-dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone; lactones such as γ-butyrolactone; These solvents are used alone or in combination of two or more.
【0047】レジストパターンの形成 本発明の感放射線性樹脂組成物からレジストパターンを
形成する際には、前述したようにして調製された組成物
溶液を、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エ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し、場合により予め加熱処理
(以下、「プレベーク」という。)を行ったのち、所定
のマスクパターンを介して露光する。その際に使用され
る放射線としては、(B)感放射線性酸発生剤の種類に
応じて、例えば、i線(波長365nm)に代表される
紫外線、ArFエキシマレーザー(波長193nm)や
KrFエキシマレーザー(波長248nm)に代表され
る遠紫外線、シンクロトロン放射線に代表されるX線あ
るいは電子線に代表される荷電粒子線を適宜選択して使
用される。また、露光量等の露光条件は、組成物の配合
組成、添加剤の種類等に応じて、適宜選定される。本発
明においては、レジスト被膜の見掛けの感度を向上させ
るために、ポストベークを行うことが好ましい。その加
熱条件は、組成物の配合組成、添加剤の種類等により変
わるが、通常、30〜200℃、好ましくは40〜15
0℃である。次いで、露光されたレジスト被膜を、アル
カリ現像液を用い、通常、10〜50℃、現像時間30
〜200秒の条件下で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。前記アルカリ現像液として
は、例えばモノ−、ジ−あるいはトリ−アルキルアミン
類;モノ−、ジ−あるいはトリ−アルカノールアミン
類;複素環式アミン類;テトラアルキルアンモニウムヒ
ドロキシド類;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1種を、通常、1〜10重量%、好ましくは1
〜5重量%の濃度となるように溶解したアルカリ性水溶
液が使用される。また、前記アルカリ性水溶液からなる
現像液には、例えば、メタノール、エタノール等の水溶
性有機溶剤や界面活性剤を適量添加することもできる。
このようにアルカリ性水溶液からなる現像液を使用する
場合には、一般に、現像後、水洗する。なお、レジスト
パターンの形成に際しては、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、レジスト被膜上に
保護膜を設けることもできる。 Formation of Resist Pattern When forming a resist pattern from the radiation-sensitive resin composition of the present invention, the composition solution prepared as described above is applied by spin coating, casting coating, roll coating, or the like. For example, a resist film is formed by applying a suitable coating means on a substrate such as a silicon wafer or a wafer coated with aluminum, and a heat treatment (hereinafter, referred to as “pre-bake”) is performed in advance in some cases. After that, exposure is performed through a predetermined mask pattern. The radiation used at this time is, for example, ultraviolet light represented by i-ray (wavelength 365 nm), an ArF excimer laser (wavelength 193 nm), or a KrF excimer laser depending on the type of the radiation-sensitive acid generator (B). (A wavelength of 248 nm), a charged particle beam represented by an X-ray represented by synchrotron radiation, or a charged particle beam represented by an electron beam. Exposure conditions such as the amount of exposure are appropriately selected according to the composition of the composition, types of additives, and the like. In the present invention, it is preferable to perform post-baking in order to improve the apparent sensitivity of the resist film. The heating conditions vary depending on the composition of the composition, types of additives, etc., but are usually 30 to 200 ° C., preferably 40 to 15 ° C.
0 ° C. Next, the exposed resist film is usually treated with an alkali developing solution at 10 to 50 ° C. for a developing time of 30 minutes.
By developing under conditions of up to 200 seconds, a predetermined resist pattern is formed. Examples of the alkali developer include mono-, di- or tri-alkylamines; mono-, di- or tri-alkanolamines; heterocyclic amines; tetraalkylammonium hydroxides; choline; -Diazabicyclo [5.
4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene and at least one kind of alkaline compound, usually 1 to 10% by weight, preferably 1 to 10% by weight.
An alkaline aqueous solution dissolved to a concentration of about 5% by weight is used. Further, for example, an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol or a surfactant may be added to the developer comprising the alkaline aqueous solution.
When a developer composed of an alkaline aqueous solution is used as described above, the developer is generally washed with water after development. In forming the resist pattern, a protective film may be provided on the resist film in order to prevent the influence of basic impurities and the like contained in the environmental atmosphere.
【0048】[0048]
【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて、本発明の
実施の形態をさら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。実
施例および比較例におけるMwおよびMnの測定および
各レジストの評価は、下記の要領で行った。MwおよびMn 東ソー(株)製GPCカラム(G2000HXL 2本、
G3000HXL 1本、G4000HXL 1本)を用
い、流量1.0ミリリットル/分、溶出溶媒テトラヒド
ロフラン、カラム温度40°C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(GPC)により測定した。感度 線幅0.25μmのライン・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、この値により感度を評価した。解像度 最適露光量で露光したときに解像されるレジストパター
ンの最小寸法(μm)を、解像度とした。パターン形状 線幅0.25μmの1L1Sにおいて、パターン断面が
ほぼ矩形で、かつ定在波の影響を無視しうる場合を、パ
ターン形状が良好とした。耐熱性 現像後、乾燥して、一辺20μmの正方形のパターンを
形成した基板を加熱したとき、パターン形状が変化しな
い最高温度(℃)により、耐熱性を評価した。Embodiments of the present invention will be described below more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these embodiments. The measurement of Mw and Mn and the evaluation of each resist in Examples and Comparative Examples were performed as follows. Mw and Mn GPC columns manufactured by Tosoh Corporation (G2000H XL two,
G3000H XL 1 present, using G4000H XL 1 present), Flow rate: 1.0 ml / minute, eluting solvent tetrahydrofuran, in the analysis conditions of column temperature 40 ° C, by gel permeation chromatography for the monodisperse polystyrene as a standard (GPC) It was measured. The exposure amount for forming a line-and-space pattern (1L1S) having a sensitivity line width of 0.25 μm with a line width of 1: 1 was defined as the optimum exposure amount, and the sensitivity was evaluated based on this value. Resolution The minimum dimension (μm) of the resist pattern that was resolved when exposed at the optimum exposure amount was defined as the resolution. In the case of 1L1S having a pattern line width of 0.25 μm, a pattern having a substantially rectangular cross section and negligible influence of a standing wave was regarded as having a good pattern shape. The heat resistance was evaluated based on the maximum temperature (° C.) at which the pattern shape did not change when the substrate on which a square pattern with a side of 20 μm was formed was heated after drying after heat development.
【0049】(A)共重合体の合成 合成例1 t−ブチルアクリレート23g、2.5−ジメチル−
2.5−ヘキサンジオールジアクリレート4g、p−イ
ソプロペニルフェノール27gおよびトリシクロデカニ
ルアクリレート11gを、プロピレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート78gと混合して均一溶液とし
た。この溶液を窒素ガスにより30分間バブリングした
のち、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル3gとt
−ドデシルメルカプタン2gを加えて、窒素ガスによる
バブリングを継続しつつ、70℃で24時間重合した。
重合終了後、反応溶液を多量のヘキサンと混合して、生
成した共重合体を凝固させた。次いで、共重合体をジオ
キサンに再溶解させたのち、再度ヘキサンにより凝固さ
せる操作を数回繰り返して、未反応モノマーを除去し、
減圧下50℃で24時間乾燥して、白色の共重合体を得
た。得られた共重合体は、Mwが101,000、Mw
/Mnが4.7であり、13C−NMRおよび 1H−NM
R測定の結果、各単量体の含有量の比率(重量比)は、
t−ブチルアクリレート:2.5−ジメチル−2.5−
ヘキサンジオールジアクリレート:p−イソプロペニル
フェノール:トリシクロデカニルアクリレート=35:
6:42:17であった。この共重合体を、共重合体
(A−1)とする。 (A) Synthesis of Copolymer Synthesis Example 1 23 g of t-butyl acrylate, 2.5-dimethyl-
4 g of 2.5-hexanediol diacrylate, 27 g of p-isopropenylphenol and 11 g of tricyclodecanyl acrylate were mixed with 78 g of propylene glycol monomethyl ether acetate to form a homogeneous solution. After bubbling the solution with nitrogen gas for 30 minutes, 3 g of 2,2'-azobisisobutyronitrile and t
-2 g of dodecyl mercaptan was added, and polymerization was carried out at 70 ° C for 24 hours while bubbling with nitrogen gas was continued.
After completion of the polymerization, the reaction solution was mixed with a large amount of hexane to coagulate the produced copolymer. Next, after redissolving the copolymer in dioxane, the operation of solidifying again with hexane is repeated several times to remove unreacted monomers,
Drying at 50 ° C. for 24 hours under reduced pressure gave a white copolymer. The obtained copolymer had Mw of 101,000 and Mw of
/ Mn is 4.7, 13 C-NMR and 1 H-NM
As a result of the R measurement, the content ratio (weight ratio) of each monomer was
t-butyl acrylate: 2.5-dimethyl-2.5-
Hexanediol diacrylate: p-isopropenyl phenol: tricyclodecanyl acrylate = 35:
6:42:17. This copolymer is referred to as copolymer (A-1).
【0050】合成例2 単量体を、t−ブチルアクリレート19g、2,5−ジ
メチル−2,5−ヘキサンジオールジアクリレート2
g、p−イソプロペニルフェノール19gおよびイソボ
ルニルアクリレート10gに変えた以外は、合成例1と
同様にして、白色の共重合体を得た。得られた共重合体
は、Mwが63,000、Mw/Mnが3.8であり、
13C−NMRおよび 1H−NMR測定の結果、各単量体
の含有量の比率(重量比)は、t−ブチルアクリレー
ト:2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオールジア
クリレート:p−イソプロペニルフェノール:イソボル
ニルアクリレート(重量比)=38:4:38:20で
あった。この共重合体を、共重合体(A−2)とする。Synthesis Example 2 A monomer was prepared by adding 19 g of t-butyl acrylate and 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol diacrylate 2
g, p-isopropenylphenol 19 g and isobornyl acrylate 10 g, except that a white copolymer was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. The obtained copolymer had Mw of 63,000 and Mw / Mn of 3.8,
As a result of 13 C-NMR and 1 H-NMR measurements, the content ratio (weight ratio) of each monomer was determined as t-butyl acrylate: 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol diacrylate: p- Isopropenylphenol: isobornyl acrylate (weight ratio) = 38: 4: 38: 20. This copolymer is referred to as copolymer (A-2).
【0051】合成例3 t−ブチルアクリレート10g、2.5−ジメチル−
2.5−ヘキサンジオールジアクリレート2g、スチレ
ン5g、p−アセトキシスチレン46gおよびt−ドデ
シルメルカプタン1gを、ジオキサン200gと混合し
て均一溶液とした。この溶液を窒素ガスにより30分間
バブリングしたのち、2,2’−アゾビスイソブチロニ
トリル2gを加えて、窒素ガスによるバブリングを継続
しつつ、70℃で7時間重合した。重合終了後、反応溶
液を多量のヘキサンと混合して、生成した共重合体を凝
固させた。次いで、共重合体をジオキサンに再溶解させ
たのち、再度ヘキサンにより凝固させる操作を数回繰り
返して、未反応モノマーを除去し、減圧下50℃で24
時間乾燥して、白色の共重合体を得た。次いで、この共
重合体24gを、メタノール240g、トリエチルアミ
ン15gおよび水5gと混合し、加温下で還流させつ
つ、8時間加水分解反応を行った。その後、反応溶液を
1重量%蓚酸水溶液中に投入して、共重合体を凝固さ
せ、水洗したのち、減圧下50℃で24時間乾燥して、
白色の共重合体を得た。得られた共重合体は、Mwが4
5,000、Mw/Mnが4.2であり、13C−NMR
測定および 1H−NMR測定の結果、各単量体の含有量
の比率(重量比)は、t−ブチルアクリレート:2.5
−ジメチル−2.5−ヘキサンジオールジアクリレー
ト:スチレン:p−ヒドロキシスチレン=21:4:1
0:65であった。この共重合体を、共重合体(A−
3)とする。Synthesis Example 3 10 g of t-butyl acrylate, 2.5-dimethyl-
2 g of 2.5-hexanediol diacrylate, 5 g of styrene, 46 g of p-acetoxystyrene and 1 g of t-dodecylmercaptan were mixed with 200 g of dioxane to form a homogeneous solution. After bubbling this solution with nitrogen gas for 30 minutes, 2 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added, and polymerization was carried out at 70 ° C. for 7 hours while bubbling with nitrogen gas was continued. After completion of the polymerization, the reaction solution was mixed with a large amount of hexane to coagulate the produced copolymer. Next, after redissolving the copolymer in dioxane, the operation of coagulating again with hexane is repeated several times to remove unreacted monomers,
After drying for an hour, a white copolymer was obtained. Next, 24 g of this copolymer was mixed with 240 g of methanol, 15 g of triethylamine and 5 g of water, and a hydrolysis reaction was carried out for 8 hours while refluxing under heating. Thereafter, the reaction solution was put into a 1% by weight oxalic acid aqueous solution to coagulate the copolymer, washed with water, and then dried under reduced pressure at 50 ° C. for 24 hours.
A white copolymer was obtained. The obtained copolymer had Mw of 4
5,000, Mw / Mn is 4.2, 13 C-NMR
As a result of the measurement and 1 H-NMR measurement, the ratio (weight ratio) of the content of each monomer was t-butyl acrylate: 2.5.
-Dimethyl-2.5-hexanediol diacrylate: styrene: p-hydroxystyrene = 21: 4: 1
0:65. This copolymer is referred to as copolymer (A-
3).
【0052】合成例4 p−t−ブトキシスチレン30g、2.5−ジメチル−
2.5−ヘキサンジオールジアクリレート4gおよびp
−アセトキシスチレン95gを、プロピレングリコール
モノメチルエーテル265gと混合して均一溶液とし
た。この溶液を窒素ガスにより30分間バブリングした
のち、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル9gおよ
びt−ドデシルメルカプタン6gを加えて、窒素ガスに
よるバブリングを継続しつつ、70℃で24時間重合し
た。重合終了後、反応溶液を多量のヘキサンと混合し
て、生成した共重合体を凝固させた。次いで、共重合体
をアセトンに再溶解させたのち、再度ヘキサンにより凝
固させる操作を数回繰り返して、未反応モノマーを除去
し、減圧下50℃で24時間乾燥して、白色の共重合体
を得た。次いで、この共重合体50gを、メタノール5
00g、トリエチルアミン20gおよび水10gと混合
し、加温下で還流させつつ、8時間加水分解反応を行っ
た。その後、反応溶液を1重量%蓚酸水溶液中に投入し
て、共重合体を凝固させ、水洗したのち、減圧下50℃
で24時間乾燥して、白色の共重合体を得た。得られた
共重合体は、Mwが38,000、Mw/Mnが2.9
であり、13C−NMR測定および 1H−NMR測定の結
果、各単量体の含有量の比率(重量比)は、p−t−ブ
トキシスチレン:2.5−ジメチル−2.5−ヘキサン
ジオールジアクリレート:p−ヒドロキシスチレン=3
1:4:65であった。この共重合体を、共重合体(A
−4)とする。Synthesis Example 4 30 g of pt-butoxystyrene, 2.5-dimethyl-
4 g of 2.5-hexanediol diacrylate and p
-95 g of acetoxystyrene was mixed with 265 g of propylene glycol monomethyl ether to form a homogeneous solution. After bubbling this solution with nitrogen gas for 30 minutes, 9 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile and 6 g of t-dodecylmercaptan were added, and polymerization was carried out at 70 ° C. for 24 hours while continuing bubbling with nitrogen gas. . After completion of the polymerization, the reaction solution was mixed with a large amount of hexane to coagulate the produced copolymer. Next, after redissolving the copolymer in acetone, the operation of coagulating again with hexane is repeated several times to remove unreacted monomers, and dried at 50 ° C. under reduced pressure for 24 hours to obtain a white copolymer. Obtained. Next, 50 g of this copolymer was added to methanol 5
The mixture was mixed with 00 g, 20 g of triethylamine and 10 g of water, and subjected to a hydrolysis reaction for 8 hours while refluxing under heating. Thereafter, the reaction solution was poured into a 1% by weight aqueous solution of oxalic acid to coagulate the copolymer, washed with water, and then reduced to 50 ° C. under reduced pressure.
For 24 hours to obtain a white copolymer. The obtained copolymer had Mw of 38,000 and Mw / Mn of 2.9.
As a result of 13 C-NMR measurement and 1 H-NMR measurement, the content ratio (weight ratio) of each monomer was pt-butoxystyrene: 2.5-dimethyl-2.5-hexane. Diol diacrylate: p-hydroxystyrene = 3
1: 4: 65. This copolymer was designated as copolymer (A)
-4).
【0053】合成例5 2.5−ジメチル−2.5−ヘキサンジオールジアクリ
レート3gおよびp−アセトキシスチレン97gを、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテル100gと混合
して均一溶液とした。この溶液を窒素ガスにより30分
間バブリングしたのち、2,2’−アゾビスイソブチロ
ニトリル6gおよびt−ドデシルメルカプタン4gを加
えて、窒素ガスによるバブリングを継続しつつ、70℃
で24時間重合した。重合終了後、反応溶液を多量のヘ
キサンと混合して、生成した共重合体を凝固させた。次
いで、共重合体をアセトンに再溶解させたのち、再度ヘ
キサンにより凝固させる操作を数回繰り返して、未反応
モノマーを除去し、減圧下50℃で24時間乾燥して、
白色の共重合体を得た。次いで、この共重合体60g
を、メタノール500g、トリエチルアミン20gおよ
び水10gと混合し、加温下で還流させつつ、8時間加
水分解反応を行った。その後、反応溶液を1重量%蓚酸
水溶液中に投入して、共重合体を凝固させ、水洗したの
ち、減圧下50℃で24時間乾燥して、白色の共重合体
を得た。次いで、この共重合体24gを、ジオキサン1
00gに溶解したのち、窒素ガスにより30分間バブリ
ングした。この溶液に、エチルビニルエーテル4.5g
と触媒としてp−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩
0.4gを加えて、12時間アセタール化反応を行っ
た。その後、反応溶液を1重量%アンモニア水溶液に滴
下して、生成物を凝固させ、水洗したのち、減圧下50
℃で24時間乾燥して、白色の共重合体を得た。得られ
た共重合体は、Mwが52,000、Mw/Mnが3.
4であり、13C−NMRおよび 1H−NMR測定の結
果、各単量体の含有量の比率(重量比)は、2.5−ジ
メチル−2.5−ヘキサンジオールジアクリレート:p
−ヒドロキシスチレン:p−(1−エトキシエトキシ)
スチレン=4:66:30であった。この共重合体を、
共重合体(A−5)とする。Synthesis Example 5 3 g of 2.5-dimethyl-2.5-hexanediol diacrylate and 97 g of p-acetoxystyrene were mixed with 100 g of propylene glycol monomethyl ether to form a homogeneous solution. After bubbling this solution with nitrogen gas for 30 minutes, 6 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile and 4 g of t-dodecylmercaptan were added, and the mixture was heated at 70 ° C. while bubbling with nitrogen gas was continued.
For 24 hours. After completion of the polymerization, the reaction solution was mixed with a large amount of hexane to coagulate the produced copolymer. Then, after redissolving the copolymer in acetone, the operation of coagulating again with hexane is repeated several times to remove unreacted monomers, and dried under reduced pressure at 50 ° C. for 24 hours.
A white copolymer was obtained. Then, 60 g of this copolymer
Was mixed with 500 g of methanol, 20 g of triethylamine and 10 g of water, and a hydrolysis reaction was carried out for 8 hours while refluxing under heating. Thereafter, the reaction solution was poured into a 1% by weight aqueous solution of oxalic acid to coagulate the copolymer, washed with water, and then dried under reduced pressure at 50 ° C. for 24 hours to obtain a white copolymer. Next, 24 g of this copolymer was mixed with dioxane 1
After dissolving in 00 g, bubbling was performed with nitrogen gas for 30 minutes. 4.5 g of ethyl vinyl ether was added to this solution.
And 0.4 g of pyridinium p-toluenesulfonate as a catalyst were added, and an acetalization reaction was performed for 12 hours. Thereafter, the reaction solution is added dropwise to a 1% by weight aqueous ammonia solution to coagulate the product, washed with water, and then reduced under reduced pressure.
Drying at 24 ° C. for 24 hours gave a white copolymer. The obtained copolymer had Mw of 52,000 and Mw / Mn of 3.
As a result of 13 C-NMR and 1 H-NMR measurements, the content ratio (weight ratio) of each monomer was 2.5-dimethyl-2.5-hexanediol diacrylate: p
-Hydroxystyrene: p- (1-ethoxyethoxy)
Styrene was 4:66:30. This copolymer is
Let it be a copolymer (A-5).
【0054】合成例6 2.5−ジメチル−2.5−ヘキサンジオールジアクリ
レート5gおよびp−アセトキシスチレン95gを、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテル100gと混合
して均一溶液とした。この溶液を窒素ガスにより30分
間バブリングしたのち、2,2’−アゾビスイソブチロ
ニトリル6gおよびt−ドデシルメルカプタン4gを加
えて、窒素ガスによるバブリングを継続しつつ、70℃
で24時間重合した。重合終了後、反応溶液を多量のヘ
キサンと混合して、生成した共重合体を凝固させた。次
いで、共重合体をアセトンに再溶解させたのち、再度ヘ
キサンにより凝固させる操作を数回繰り返して、未反応
モノマーを除去し、減圧下50℃で24時間乾燥して、
白色の共重合体を得た。次いで、この共重合体60g
を、メタノール500g、トリエチルアミン20gおよ
び水10gと混合し、加温下で還流させつつ、8時間加
水分解反応を行った。その後、反応溶液を1重量%蓚酸
水溶液中に投入して、共重合体を凝固させ、水洗したの
ち、減圧下50℃で24時間乾燥して、白色の共重合体
を得た。次いで、この共重合体24gを、ジオキサン1
00gに溶解したのち、窒素ガスにより30分間バブリ
ングした。この溶液に、トリエチルアミン5gを添加し
たのち、攪拌下45℃で、ジーt−ブチルジカーボネー
ト10gを添加して、6時間反応させた。その後、反応
溶液を1重量%蓚酸水溶液中に投入して、共重合体を凝
固させ、水洗したのち、減圧下50℃で一晩乾燥して、
白色の共重合体を得た。得られた共重合体は、Mwが7
3,000、Mw/Mnが4.3であり、13C−NMR
および 1H−NMR測定の結果、各単量体の含有量の比
率(重量比)は、2.5−ジメチル−2.5−ヘキサン
ジオールジアクリレート:p−ヒドロキシスチレン:p
−t−ブトキシカルボニルオキシスチレン=6:69:
25であった。この共重合体を、共重合体(A−6)と
する。Synthesis Example 6 5 g of 2.5-dimethyl-2.5-hexanediol diacrylate and 95 g of p-acetoxystyrene were mixed with 100 g of propylene glycol monomethyl ether to form a homogeneous solution. After bubbling this solution with nitrogen gas for 30 minutes, 6 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile and 4 g of t-dodecylmercaptan were added, and the mixture was heated at 70 ° C. while bubbling with nitrogen gas was continued.
For 24 hours. After completion of the polymerization, the reaction solution was mixed with a large amount of hexane to coagulate the produced copolymer. Then, after redissolving the copolymer in acetone, the operation of coagulating again with hexane is repeated several times to remove unreacted monomers, and dried under reduced pressure at 50 ° C. for 24 hours.
A white copolymer was obtained. Then, 60 g of this copolymer
Was mixed with 500 g of methanol, 20 g of triethylamine and 10 g of water, and a hydrolysis reaction was carried out for 8 hours while refluxing under heating. Thereafter, the reaction solution was poured into a 1% by weight aqueous solution of oxalic acid to coagulate the copolymer, washed with water, and then dried under reduced pressure at 50 ° C. for 24 hours to obtain a white copolymer. Next, 24 g of this copolymer was mixed with dioxane 1
After dissolving in 00 g, bubbling was performed with nitrogen gas for 30 minutes. After adding 5 g of triethylamine to this solution, 10 g of di-tert-butyl dicarbonate was added at 45 ° C. with stirring, and the mixture was reacted for 6 hours. Thereafter, the reaction solution was poured into a 1% by weight aqueous solution of oxalic acid to coagulate the copolymer, washed with water, and then dried under reduced pressure at 50 ° C. overnight.
A white copolymer was obtained. The resulting copolymer had an Mw of 7
3,000, Mw / Mn is 4.3, 13 C-NMR
As a result of 1 H-NMR measurement, the content ratio (weight ratio) of each monomer was 2.5-dimethyl-2.5-hexanediol diacrylate: p-hydroxystyrene: p
-T-butoxycarbonyloxystyrene = 6: 69:
25. This copolymer is referred to as a copolymer (A-6).
【0055】合成例7 単量体を、t−ブチルアクリレート23g、下記式
(8)で表されるカーボネート基(2)を有する単量体
(以下、「単量体(8)」という。)4g、p−イソプ
ロペニルフェノール27gおよびトリシクロデカニルア
クリレート11gに変えた以外は、合成例1と同様にし
て、白色の共重合体を得た。得られた共重合体は、Mw
が85,000、Mw/Mnが4.5であり、13C−N
MRおよび 1H−NMR測定の結果、各単量体の含有量
の比率(重量比)は、t−ブチルアクリレート:単量体
(8):p−イソプロペニルフェノール:トリシクロデ
カニルアクリレート=35:6:42:17であった。
この共重合体を、共重合体(A−7)とする。Synthesis Example 7 A monomer having 23 g of t-butyl acrylate and a monomer having a carbonate group (2) represented by the following formula (8) (hereinafter, referred to as “monomer (8)”): A white copolymer was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 4 g, 27 g of p-isopropenylphenol and 11 g of tricyclodecanyl acrylate were used. The obtained copolymer is Mw
Is 85,000, Mw / Mn is 4.5, and 13 C—N
As a result of the MR and 1 H-NMR measurements, the ratio (weight ratio) of the content of each monomer was as follows: t-butyl acrylate: monomer (8): p-isopropenylphenol: tricyclodecanyl acrylate = 35 : 6:42:17.
This copolymer is referred to as a copolymer (A-7).
【0056】[0056]
【化10】 Embedded image
【0057】比較合成例1 t−ブチルアクリレート10g、スチレン5g、p−ア
セトキシスチレン50gおよびt−ドデシルメルカプタ
ン0.4gを、ジオキサン200gと混合して均一溶液
とした。この溶液を窒素ガスにより30分間バブリング
したのち、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル2g
を加えて、窒素ガスによるバブリングを継続しつつ、7
0℃で7時間重合した。重合終了後、反応溶液を多量の
ヘキサンと混合して、生成した共重合体を凝固させた。
次いで、共重合体をジオキサンに再溶解させたのち、再
度ヘキサンにより凝固させる操作を数回繰り返して、未
反応モノマーを除去し、減圧下50℃で24時間乾燥し
て、白色の共重合体を得た。次いで、この共重合体24
gを、メタノール240g、トリエチルアミン15gお
よび水5gと混合し、加温下で還流させつつ、8時間加
水分解反応を行った。その後、反応溶液を1重量%蓚酸
水溶液中に投入して、共重合体を凝固させ、水洗したの
ち、減圧下50℃で24時間乾燥して、白色の共重合体
を得た。得られた共重合体は、Mwが12,000、M
w/Mnが1.6であり、13C−NMR測定および 1H
−NMR測定の結果、各単量体の含有量の比率(重量
比)は、t−ブチルアクリレート:スチレン:p−ヒド
ロキシスチレン=21:10:69であった。この共重
合体を、共重合体(a−1)とする。Comparative Synthesis Example 1 10 g of t-butyl acrylate, 5 g of styrene, 50 g of p-acetoxystyrene and 0.4 g of t-dodecyl mercaptan were mixed with 200 g of dioxane to form a homogeneous solution. After bubbling this solution with nitrogen gas for 30 minutes, 2,2′-azobisisobutyronitrile 2 g
And continue bubbling with nitrogen gas.
Polymerization was carried out at 0 ° C. for 7 hours. After completion of the polymerization, the reaction solution was mixed with a large amount of hexane to coagulate the produced copolymer.
Next, after re-dissolving the copolymer in dioxane, the operation of coagulating again with hexane is repeated several times to remove unreacted monomers, and dried at 50 ° C. under reduced pressure for 24 hours to obtain a white copolymer. Obtained. Next, the copolymer 24
g was mixed with 240 g of methanol, 15 g of triethylamine and 5 g of water, and the mixture was subjected to a hydrolysis reaction for 8 hours while refluxing under heating. Thereafter, the reaction solution was poured into a 1% by weight aqueous solution of oxalic acid to coagulate the copolymer, washed with water, and then dried under reduced pressure at 50 ° C. for 24 hours to obtain a white copolymer. The obtained copolymer had Mw of 12,000 and M
w / Mn is 1.6, 13 C-NMR measurement and 1 H
As a result of the NMR measurement, the content ratio (weight ratio) of each monomer was t-butyl acrylate: styrene: p-hydroxystyrene = 21: 10: 69. This copolymer is referred to as a copolymer (a-1).
【0058】[0058]
【実施例】実施例1〜6および比較例1 表1に示す配合処方(但し、部は重量に基づく。)の各
成分を混合して均一溶液としたのち、孔径0.2μmの
メンブランフィルターでろ過して、組成物溶液を調製し
た。その後、各組成物溶液をシリコンウエハー上にスピ
ンコートしたのち、表2に示す各温度で90秒間プレベ
ーク(PB)を行って、膜厚0.7μmのレジスト被膜
を形成した。次いで、KrFエキシマレーザーステッパ
ー((株)ニコン製ステッパーNSR−2005 EX
8A)を使用して露光したのち、表2に示す各温度で6
0秒間ポストベーク(PEB)を行った。その後、2.
38重量%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、パドル法によりアルカリ現
像したのち、純水で洗浄し、乾燥して、レジストパター
ンを形成した。各レジストの評価結果を、表2に示す。
表1における共重合体以外の各成分は、下記のとおりで
ある。 酸発生剤 B−1:トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタン
スルホネート B−2:ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタ
ン B−3:ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム
カンファースルホネート 酸拡散制御剤 C−1:トリ−n−オクチルアミン C−2:n−ドデシルジメチルアミン 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EXAMPLES Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 After mixing the components of the formulation shown in Table 1 (parts based on weight) to form a uniform solution, the mixture was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm. The composition solution was prepared by filtration. Thereafter, each composition solution was spin-coated on a silicon wafer, and then pre-baked (PB) at each temperature shown in Table 2 for 90 seconds to form a 0.7 μm-thick resist film. Next, a KrF excimer laser stepper (Nikon Corporation stepper NSR-2005 EX)
8A), and exposed at each temperature shown in Table 2
Post bake (PEB) was performed for 0 seconds. Then, 2.
Using a 38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, alkali development was performed by a paddle method at 23 ° C. for 1 minute, followed by washing with pure water and drying to form a resist pattern. Table 2 shows the evaluation results of the respective resists.
The components other than the copolymer in Table 1 are as follows. Acid generator B-1: triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate B-2: bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane B-3: bis (4-t-butylphenyl) iodonium camphorsulfonate Acid diffusion controller C-1: tri- n-octylamine C-2: n-dodecyldimethylamine Solvent D-1: ethyl lactate D-2: propylene glycol monomethyl ether acetate
【0059】[0059]
【表1】 [Table 1]
【0060】[0060]
【表2】 [Table 2]
【0061】[0061]
【発明の効果】本発明の感放射線性樹脂組成物は、感
度、解像度が優れるとともに、定在波の影響が少なく、
パターン形状にも優れ、かつ高度の耐熱性を有し、しか
も紫外線、遠紫外線、X線あるいは荷電粒子線の如き各
種の放射線に有効に感応するものである。したがって、
本発明の感放射線性樹脂組成物は、今後さらに微細化が
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
型ポジ型レジストとして極めて好適に使用することがで
きる。The radiation-sensitive resin composition of the present invention has excellent sensitivity and resolution, and is less affected by standing waves.
It is excellent in pattern shape and has high heat resistance, and effectively responds to various radiations such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays and charged particle beams. Therefore,
The radiation-sensitive resin composition of the present invention can be extremely suitably used as a chemically amplified positive resist for manufacturing semiconductor devices, which is expected to be further miniaturized in the future.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河口 和雄 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazuo Kawaguchi 2-11-24 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Inside JSR Corporation
Claims (1)
合を1個有する単量体の該炭素−炭素二重結合が開裂し
て得られる繰返し単位(I)と、(b)重合性の炭素−
炭素二重結合を2個以上有し、かつ酸の作用により分解
する下記構造式(1)または構造式(2)で表される2
価の基を少なくとも1個有する単量体であって、各炭素
−炭素二重結合が前記2価の基を介して連結した構造を
有する単量体の該炭素−炭素二重結合が開裂して得られ
る繰返し単位(II) とを含有する共重合体、および
(B)感放射線性酸発生剤を含有することを特徴とする
感放射線性樹脂組成物。 【化1】 【化2】 〔構造式(1)および構造式(2)において、R1 、R
2 、R3 およびR4 は相互に独立に炭素数1〜5のアル
キル基または炭素数6〜14のアリール基を示す。〕(A) (a) a repeating unit (I) obtained by cleaving a carbon-carbon double bond of a monomer having one polymerizable carbon-carbon double bond, and (b) ) Polymerizable carbon-
A compound represented by the following structural formula (1) or (2) having two or more carbon double bonds and decomposing by the action of an acid;
A monomer having at least one divalent group, wherein the carbon-carbon double bond of a monomer having a structure in which each carbon-carbon double bond is connected via the divalent group is cleaved. A radiation-sensitive resin composition comprising: a copolymer containing the repeating unit (II) obtained as described above; and (B) a radiation-sensitive acid generator. Embedded image Embedded image [In the structural formulas (1) and (2), R 1 , R
2 , R 3 and R 4 independently represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms. ]
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