[go: up one dir, main page]

JP2004190036A - Polymeric silicone compound, resist material and pattern forming method - Google Patents

Polymeric silicone compound, resist material and pattern forming method Download PDF

Info

Publication number
JP2004190036A
JP2004190036A JP2004009982A JP2004009982A JP2004190036A JP 2004190036 A JP2004190036 A JP 2004190036A JP 2004009982 A JP2004009982 A JP 2004009982A JP 2004009982 A JP2004009982 A JP 2004009982A JP 2004190036 A JP2004190036 A JP 2004190036A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
carbon atoms
linear
branched
atom
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004009982A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3918943B2 (en
Inventor
Mutsuo Nakajima
睦雄 中島
Ichiro Kaneko
一郎 金子
Toshinobu Ishihara
俊信 石原
Junji Tsuchiya
純司 土谷
Jun Hatakeyama
畠山  潤
Shigehiro Nagura
茂広 名倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP2004009982A priority Critical patent/JP3918943B2/en
Publication of JP2004190036A publication Critical patent/JP2004190036A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3918943B2 publication Critical patent/JP3918943B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Silicon Polymers (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

【解決手段】 式(1)の繰り返し単位含有高分子シリコーン化合物又はそのカルボキシル基の水素原子の一部又は全部が酸不安定基により置換されている高分子シリコーン化合物。
【化1】

Figure 2004190036

(Zは非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基、Z’は炭化水素基、又は非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基。x、y、zは上記Z、Z’の価数に応じ、1〜5の整数、R1は−OCHR−R’−OH又は−NHCHR−R’−OH、R2はアルキル基又はアルケニル基、又は非芳香族系の1価多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基、p1、p2、p3、p4はp1、p2が正数、p3が0又は正数、p4が0、又は、p1、p4が正数、p3が0又は正数、p2が0。)
【効果】 本発明の高分子シリコーン化合物をベース樹脂としたレジスト材料は、感度、解像性に優れており、電子線や遠紫外線による微細加工に有用である。
【選択図】 なしSOLUTION: The polymer silicone compound containing a repeating unit represented by the formula (1) or a polymer silicone compound in which part or all of the hydrogen atoms of the carboxyl group is substituted by an acid labile group.
Embedded image
Figure 2004190036

(Z is a non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group or a bridged cyclic hydrocarbon group, Z ′ is a hydrocarbon group, or a non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group Or a bridged cyclic hydrocarbon group, wherein x, y, and z are integers of 1 to 5 according to the valences of Z and Z ', and R1 is -OCHR-R'-OH or -NHCHR-R'-OH. , R 2 is an alkyl group or an alkenyl group, or a non-aromatic monovalent polycyclic hydrocarbon group or a bridged cyclic hydrocarbon group, p1, p2, p3, and p4 are p1 and p2 being positive numbers, and p3 is 0 or a positive number, p4 is 0, or p1 and p4 are positive numbers, p3 is 0 or a positive number, and p2 is 0.)
The resist material using the polymer silicone compound of the present invention as a base resin has excellent sensitivity and resolution, and is useful for fine processing using an electron beam or far ultraviolet rays.
[Selection diagram] None

Description

本発明は、半導体素子などの製造工程における微細加工に用いられるレジスト材料のベース樹脂として好適な高分子シリコーン化合物、及び遠紫外線、KrFエキシマレーザー光(248nm)、ArFエキシマレーザー光(193nm)、電子線、X線などの高エネルギー線を露光光源として用いる際に好適なレジスト材料、並びにパターン形成方法に関するものである。   The present invention relates to a polymer silicone compound suitable as a base resin for a resist material used in microfabrication in a manufacturing process of a semiconductor element, etc., far ultraviolet rays, KrF excimer laser light (248 nm), ArF excimer laser light (193 nm), The present invention relates to a resist material and a pattern forming method suitable for using high energy rays such as X-rays and X-rays as an exposure light source.

近年、LSIの高集積化と高速度化に伴い、パターンルールの微細化が求められている中、現在汎用技術として用いられている光露光では、光源の波長に由来する本質的な解像度の限界に近づきつつある。g線(436nm)もしくはi線(365nm)を光源とする光露光では、およそ0.5μmのパターンルールが限界とされており、これを用いて製作したLSIの集積度は、16MビットDRAM相当までとなる。しかし、LSIの試作はすでにこの段階まできており、更なる微細化技術の開発が急務となっている。   In recent years, as the integration and speed of LSIs have increased, the pattern rules have been required to be finer. In light exposure, which is currently used as a general-purpose technology, the inherent limit of resolution derived from the wavelength of the light source Is approaching. In light exposure using a g-line (436 nm) or an i-line (365 nm) as a light source, a pattern rule of about 0.5 μm is a limit, and the integration degree of an LSI manufactured using this is up to a 16 Mbit DRAM equivalent. It becomes. However, LSI prototypes have already been made at this stage, and there is an urgent need to develop further miniaturization techniques.

パターンの微細化を図る手段の一つとしては、レジストパターン形成の際に使用する露光光を短波長化する方法があり、256Mビット(加工寸法が0.25μm以下)DRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリー)の量産プロセスには、露光光源としてi線(365nm)に代わって短波長のKrFエキシマレーザー(248nm)の利用が現在積極的に検討されている。しかし、更に微細な加工技術(加工寸法が0.2μm以下)を必要とする集積度1G以上のDRAMの製造には、より短波長の光源が必要とされ、特にArFエキシマレーザー(193nm)を用いたフォトグラフィーが最近検討されてきている。   As one of means for miniaturizing a pattern, there is a method of shortening the wavelength of exposure light used for forming a resist pattern. A 256 Mbit DRAM (having a processing dimension of 0.25 μm or less) DRAM (Dynamic Random Access) In the mass production process of (memory), use of a short-wavelength KrF excimer laser (248 nm) instead of i-line (365 nm) as an exposure light source is currently being actively studied. However, in order to manufacture a DRAM having an integration degree of 1G or more that requires a finer processing technology (processing size of 0.2 μm or less), a shorter wavelength light source is required. In particular, an ArF excimer laser (193 nm) is used. Photography has recently been considered.

ここで、ArFエキシマレーザーに代表される220nm以下の短波長光を用いたリソグラフィーの場合、微細パターンを形成するためにフォトレジストには従来の材料では満足できない新たな特性が要求される。そのため、イトー(Ito)らが、ポリヒドロキシスチレンの水酸基をtert−ブトキシカルボニルオキシ基(t−Boc基)で保護したPBOCSTという樹脂にオニウム塩の酸発生剤を加えた化学増幅ポジ型レジスト材料を提案して以来、種々の高感度で高解像度のレジスト材料が開発されている。しかし、これらのレジスト材料は、いずれも高感度で高解像度のものではあるが、微細な高アスペクト比のパターンを形成することは、これらから得られるパターンの機械的強度を鑑みると困難であった。   Here, in the case of lithography using short-wavelength light of 220 nm or less typified by an ArF excimer laser, in order to form a fine pattern, a photoresist is required to have new characteristics that cannot be satisfied by conventional materials. Therefore, Ito et al. Developed a chemically amplified positive resist material in which an acid generator of an onium salt was added to a resin called PBOCST in which a hydroxyl group of polyhydroxystyrene was protected with a tert-butoxycarbonyloxy group (t-Boc group). Since the proposal, various high-sensitivity and high-resolution resist materials have been developed. However, although these resist materials are all of high sensitivity and high resolution, it is difficult to form a fine pattern with a high aspect ratio in view of the mechanical strength of the pattern obtained therefrom. .

また、上記のようなポリヒドロキシスチレンをベース樹脂として使用し、遠紫外線、電子線及びX線に対して感度を有するレジスト材料は、従来より数多く提案されている。しかし、段差基板上に高アスペクト比のパターンを形成するには、2層レジスト法が優れているのに対し、上記レジスト材料はいずれも単層レジスト法によるものであり、未だ基板段差の問題、基板からの光反射の問題、高アスペクト比のパターン形成が困難な問題があり、実用に供することが難しいのが現状である。   In addition, many resist materials using the above polyhydroxystyrene as a base resin and having sensitivity to far ultraviolet rays, electron beams and X-rays have been proposed. However, in order to form a pattern having a high aspect ratio on a stepped substrate, a two-layer resist method is excellent, whereas all of the resist materials are based on a single-layer resist method, and the problem of the substrate step is still high. There is a problem of light reflection from the substrate and a problem of difficulty in forming a pattern having a high aspect ratio, and at present it is difficult to use the pattern for practical use.

一方、従来より、段差基板上に高アスペクト比のパターンを形成するには2層レジスト法が優れていることが知られており、更に、2層レジスト膜を一般的なアルカリ現像液で現像するためには、ヒドロキシ基やカルボキシル基等の親水基を有する高分子シリコーン化合物であることが必要ということが知られている。しかし、高分子シリコーン化合物に直接水酸基が結合したシラノールの場合、酸により架橋反応が生じるため、化学増幅ポジ型レジスト材料への適用は困難であった。   On the other hand, conventionally, it is known that a two-layer resist method is excellent for forming a pattern having a high aspect ratio on a stepped substrate. Further, the two-layer resist film is developed with a general alkali developing solution. For this purpose, it is known that a high molecular silicone compound having a hydrophilic group such as a hydroxy group or a carboxyl group is required. However, in the case of silanol in which a hydroxyl group is directly bonded to a high molecular silicone compound, a cross-linking reaction occurs due to an acid, so that application to a chemically amplified positive resist material has been difficult.

近年、これらの問題を解決するシリコーン系レジスト材料として、安定なアルカリ可溶性シリコーンポリマーであるポリヒドロキシベンジルシルセスキオキサンのフェノール性水酸基の一部をt−Boc基で保護したものをベース樹脂として使用し、これと酸発生剤とを組み合わせたシリコーン系化学増幅ポジ型レジスト材料が提案されている(特許文献1:特開平7−118651号公報、非特許文献1:SPIE vol.1952(1993)377等)。   In recent years, as a silicone-based resist material that solves these problems, a base resin in which a part of phenolic hydroxyl groups of polyhydroxybenzylsilsesquioxane, a stable alkali-soluble silicone polymer, is protected with a t-Boc group has been used. However, a silicone-based chemically amplified positive resist material combining this with an acid generator has been proposed (Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-118651, Non-Patent Document 1: SPIE vol. 1952 (1993) 377). etc).

しかしながら、これらのシリコーンレジスト材料に使用されるポリマーは芳香族環を有しており、220nm以下の波長については芳香族環による光吸収が極めて強く、このためこれら従来樹脂をそのまま220nm以下の短波長光を用いたフォトグラフィーには適用できない(即ち、レジストも表面で大部分の露光光が吸収され、露光が基板まで達しないため微細なレジストパターンを形成できない[非特許文献2:笹子ら、“ArFエキシマレーザーリソグラフィー(3)−レジスト評価−”、第35回応用物理学会関係連合講演会講演予稿集、1P−K4(1989)])。   However, the polymers used for these silicone resist materials have an aromatic ring, and the light absorption by the aromatic ring is extremely strong at a wavelength of 220 nm or less. It is not applicable to photography using light (that is, the resist also absorbs most of the exposure light on the surface and cannot form a fine resist pattern because the exposure does not reach the substrate [Non-Patent Document 2: Sasako et al., " ArF excimer laser lithography (3) -resist evaluation- ", Proceedings of the 35th Annual Conference of the Japan Society of Applied Physics, 1P-K4 (1989)].

シリコーン系レジスト材料のベース樹脂にフェニル基を有していないものの例として、特許文献2:特開平5−323611号公報のものが挙げられるが、このベースポリマーは、アルカリ現像を可能にするために必要なカルボキシル基、ヒドロキシ基などの親水基を全て保護しているので、露光部を現像液に溶解させるようにするためには多くの保護基を分解させなければならない。そのために、添加する酸発生剤の添加量が多くなったり、感度が悪くなったりする。更に加えて、多くの保護基を分解させたときに生じる膜厚の変化や膜内の応力あるいは気泡の発生を引き起こす可能性が高く、高感度、かつ微細な加工に適したレジスト材料を与えないものであった。   An example of a silicone-based resist material having no phenyl group in the base resin is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-323611. This base polymer is used in order to enable alkali development. Since all necessary hydrophilic groups such as a carboxyl group and a hydroxy group are protected, many protective groups must be decomposed in order to dissolve the exposed part in a developing solution. For this reason, the amount of the acid generator to be added increases, or the sensitivity deteriorates. In addition, there is a high possibility of causing a change in film thickness or the generation of stress or bubbles in the film when a large number of protective groups are decomposed, and does not provide a resist material suitable for high sensitivity and fine processing. Was something.

特開平7−118651号公報JP-A-7-118651 特開平5−323611号公報JP-A-5-323611 SPIE vol.1952(1993)377SPIE vol. 1952 (1993) 377 笹子ら、“ArFエキシマレーザーリソグラフィー(3)−レジスト評価−”、第35回応用物理学会関係連合講演会講演予稿集、1P−K4(1989)Sasako et al., "ArF excimer laser lithography (3) -resist evaluation-", Proceedings of the 35th Japan Society of Applied Physics Related Lectures, 1P-K4 (1989)

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、高感度、高解像度を有し、特に高アスペクト比のパターンを形成するのに適した2層レジスト法の材料として好適に使用できるのみならず、耐熱性に優れたパターンを形成することができるレジスト材料のベースポリマーとして有用な新規高分子シリコーン化合物及び該化合物をベースポリマーとして含有するレジスト材料並びにパターン形成方法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, has high sensitivity, high resolution, not only can be suitably used as a material of a two-layer resist method particularly suitable for forming a pattern of a high aspect ratio, It is an object of the present invention to provide a novel high molecular silicone compound useful as a base polymer of a resist material capable of forming a pattern having excellent heat resistance, a resist material containing the compound as a base polymer, and a pattern forming method.

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、下記一般式(1)で示される繰り返し単位を有する高分子シリコーン化合物又はこの高分子シリコーン化合物においてそのカルボキシル基又はカルボキシル基と水酸基の水素原子の一部又は全部が1種又は2種以上の酸不安定基により置換された(即ち、式(1)の高分子シリコーン化合物のカルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基の水素原子が酸不安定基により0〜100モル%の割合で置換された)、重量平均分子量1,000〜50,000の芳香環を含まない高分子シリコーン化合物、これに酸発生剤を添加したポジ型レジスト材料、又は更に酸の作用によって架橋する化合物を添加したネガ型レジスト材料、特に酸発生剤に加え、溶解制御剤を配合したレジスト材料やこれらに塩基性化合物を更に配合してなるレジスト材料は、レジスト溶解コントラストを高め、特に露光後の溶解速度を増大させること、更に分子内に≡C−COOHで示される基を有する化合物を配合したレジスト材料がレジストのPED安定性を向上させ、窒化膜基板上でのエッジラフネスを改善させること、また、アセチレンアルコール誘導体を配合することにより、塗布性、保存安定性を向上させ、従って本発明に係るシリコーン系レジスト材料が、透明性が高く、高解像度、露光余裕度、プロセス適応性に優れ、実用性が高く、精密な微細加工に有利な超LSI用レジスト材料として非常に有効であることを知見し、本発明をなすに至った。   Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found that a polymer silicone compound having a repeating unit represented by the following general formula (1) or a carboxyl group or a carboxyl group in the polymer silicone compound Part or all of the hydrogen atoms of the hydroxyl group are substituted with one or more acid labile groups (that is, the carboxyl group of the high molecular silicone compound of the formula (1) or the hydrogen atom of the carboxyl group and the hydroxyl group is an acid). Substituted by an unstable group at a ratio of 0 to 100 mol%), a high molecular weight silicone compound having a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000 and containing no aromatic ring, and a positive resist material obtained by adding an acid generator thereto Or a negative resist material to which a compound capable of being crosslinked by the action of an acid is added, particularly a resist containing a dissolution controlling agent in addition to an acid generator. Materials and resist materials obtained by further blending a basic compound with these compounds can enhance the resist dissolution contrast, in particular increase the dissolution rate after exposure, and furthermore, compounds having a group represented by ≡C-COOH in the molecule. The compounded resist material improves the PED stability of the resist and improves the edge roughness on the nitride film substrate, and the compounding of an acetylene alcohol derivative improves the applicability and storage stability. The silicone-based resist material according to the present invention has high transparency, is excellent in high resolution, exposure latitude, process adaptability, has high practicality, and is very effective as a resist material for VLSI which is advantageous for precise fine processing. This led to the achievement of the present invention.

即ち、本発明は下記の高分子シリコーン化合物及びこれを配合したレジスト材料並びにパターン形成方法を提供する。
請求項1:
下記一般式(1)で示される繰り返し単位からなり、重量平均分子量が1,000〜50,000である高分子シリコーン化合物。

Figure 2004190036
[式中、Zは2価〜6価の炭素数5〜12の非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基、Z’は2価〜6価の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基又は炭素数3〜20の非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基であり、これらの基は、炭素−炭素結合間に窒素原子、酸素原子又は硫黄原子が介在されていてもよく、炭素原子上の水素原子はハロゲン原子、アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基又はアセチル基で置換されていてもよく、炭素骨格中のメチレン基はカルボニル基に置換されていてもよい。
x、y、zは上記Z、Z’の価数に応じ、それぞれ1〜5の整数を示す。
1は下記一般式(2a)又は(2b)で示される基、R2は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状の非置換もしくは置換のアルキル基又はアルケニル基、又は炭素数5〜12の非芳香族系の1価の多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基を示す。
Figure 2004190036
(式中、Rは水素原子、水酸基又は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示し、R’は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示し、これらアルキル基、アルキレン基は炭素−炭素結合中に酸素原子が介在されていてもよく、また炭素結合水素原子の一部が水酸基で置換されていてもよい。更に、RとR’はそれぞれ互いに環を形成してもよく、環を形成する場合には、R、R’はそれぞれ炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。)
式(1)において、p1、p2、p3、p4は、p1+p2+p3+p4=1で、p1、p2が正数、p3が0又は正数、p4が0であって、
0<p1/(p1+p2+p3)≦0.9
0<p2/(p1+p2+p3)≦0.8
0≦p3/(p1+p2+p3)≦0.7
を満足する数であるか、又は、p1、p4が正数、p3が0又は正数、p2が0であって、
0<p1/(p1+p3+p4)≦0.9
0≦p3/(p1+p3+p4)≦0.7
0<p4/(p1+p3+p4)≦0.9
を満足する数である。]
請求項2:
請求項1記載の一般式(1)で示される繰り返し単位からなる高分子シリコーン化合物のカルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基の水素原子の一部又は全部が1種又は2種以上の酸不安定基により置換されている重量平均分子量1,000〜50,000の高分子シリコーン化合物。
請求項3:
カルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基の水素原子の一部が1種又は2種以上の酸不安定基により部分置換された上記一般式(1)で示される高分子シリコーン化合物の残りのカルボキシル基及び/又は水酸基の水素原子が、式(1)の高分子シリコーン化合物全体のカルボキシル基及び水酸基の水素原子の0モル%を超え50モル%以下の割合で下記一般式(3a)又は(3b)で示されるC−O−C基を有する基で置換されることにより分子内及び/又は分子間で架橋された請求項2記載の高分子シリコーン化合物。
Figure 2004190036
(式中、R3、R4は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R3とR4とは環を形成してもよく、環を形成する場合にはR3、R4は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R5は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、dは0又は1〜10の整数である。Aは、c価の炭素数1〜50の脂肪族もしくは脂環式飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基又はヘテロ環基を示し、これらの基はヘテロ原子を介在していてもよく、またその炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、アシル基又はフッ素原子によって置換されていてもよい。Bは−CO−O−、−NHCO−O−又は−NHCONH−を示す。cは2〜8、c’は1〜7の整数である。)
請求項4:
一般式(3a)又は(3b)で示されるC−O−C基を有する架橋基が、下記一般式(3a’’’)又は(3b’’’)で示される請求項3記載の高分子シリコーン化合物。
Figure 2004190036
(式中、R3、R4は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R3とR4とは環を形成してもよく、環を形成する場合にはR3、R4は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R5は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、dは0又は1〜5の整数である。A’は、c’’価の炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、アルキルトリイル基、アルキルテトライル基又は炭素数6〜30のアリーレン基を示し、これらの基はヘテロ原子を介在していてもよく、またその炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、アシル基又はフッ素原子によって置換されていてもよい。Bは−CO−O−、−NHCO−O−又は−NHCONH−を示す。c’’は2〜4、c’’’は1〜3の整数である。)
請求項5:
酸不安定基が、下記一般式(4)で示される基、下記一般式(5)で示される基、炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基及び炭素数4〜20のオキソアルキル基より選ばれる1種又は2種以上の基である請求項2、3又は4記載の高分子シリコーン化合物。
Figure 2004190036
(R6、R7は水素原子又は炭素数1〜18の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基を示し、R8は炭素数1〜18のヘテロ原子を有してもよい1価の炭化水素基を示し、R6とR7、R6とR8又はR7とR8とは環を形成していてもよく、環を形成する場合、R6、R7、R8はそれぞれ炭素数1〜18の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R9は炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基又は上記一般式(4)で示される基を示す。aは0〜6の整数である。)
請求項6:
請求項1乃至5のいずれか1項記載の高分子シリコーン化合物を含有してなることを特徴とするレジスト材料。
請求項7:
(A)有機溶剤
(B)下記一般式(1)で示される繰り返し単位を有する高分子シリコーン化合物又はこの高分子シリコーン化合物のカルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基の水素原子の一部又は全部が1種又は2種以上の酸不安定基により置換されている重量平均分子量1,000〜50,000の高分子シリコーン化合物、
Figure 2004190036
[式中、Zは2価〜6価の炭素数5〜12の非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基、Z’は2価〜6価の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基又は炭素数3〜20の非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基であり、これらの基は、炭素−炭素結合間に窒素原子、酸素原子又は硫黄原子が介在されていてもよく、炭素原子上の水素原子はハロゲン原子、アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基又はアセチル基で置換されていてもよく、炭素骨格中のメチレン基はカルボニル基に置換されていてもよい。
x、y、zは上記Z、Z’の価数に応じ、それぞれ1〜5の整数を示す。
1は下記一般式(2a)又は(2b)で示される基、R2は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状の非置換もしくは置換のアルキル基又はアルケニル基、又は炭素数5〜12の非芳香族系の1価の多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基を示す。
Figure 2004190036
(式中、Rは水素原子、水酸基又は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示し、R’は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示し、これらアルキル基、アルキレン基は炭素−炭素結合中に酸素原子が介在されていてもよく、また炭素結合水素原子の一部が水酸基で置換されていてもよい。更に、RとR’はそれぞれ互いに環を形成してもよく、環を形成する場合には、R、R’はそれぞれ炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。)
式(1)において、p1、p2、p3、p4は、p1+p2+p3+p4=1で、p1、p2が正数、p3が0又は正数、p4が0であって、
0<p1/(p1+p2+p3)≦0.9
0<p2/(p1+p2+p3)≦0.8
0≦p3/(p1+p2+p3)≦0.7
を満足する数であるか、又は、p1、p4が正数、p3が0又は正数、p2が0であって、
0<p1/(p1+p3+p4)≦0.9
0≦p3/(p1+p3+p4)≦0.7
0<p4/(p1+p3+p4)≦0.9
を満足する数である。
また、カルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基の水素原子の一部が1種又は2種以上の酸不安定基により部分置換された上記一般式(1)で示される高分子シリコーン化合物の残りのカルボキシル基及び/又は水酸基の水素原子全体の0モル%を超え50モル%以下の割合で下記一般式(3a)又は(3b)で示されるC−O−C基を有する基で置換することにより分子内及び/又は分子間で架橋されていてもよい。
Figure 2004190036
(式中、R3、R4は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R3とR4とは環を形成してもよく、環を形成する場合にはR3、R4は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R5は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、dは0又は1〜10の整数である。Aは、c価の炭素数1〜50の脂肪族もしくは脂環式飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基又はヘテロ環基を示し、これらの基はヘテロ原子を介在していてもよく、またその炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、アシル基又はフッ素原子によって置換されていてもよい。Bは−CO−O−、−NHCO−O−又は−NHCONH−を示す。cは2〜8、c’は1〜7の整数である。)]
(C)酸発生剤
を含有してなることを特徴とするレジスト材料。
請求項8:
酸不安定基が、下記一般式(4)で示される基、下記一般式(5)で示される基、炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基及び炭素数4〜20のオキソアルキル基より選ばれる1種又は2種以上の基である請求項7記載のレジスト材料。
Figure 2004190036
(R6、R7は水素原子又は炭素数1〜18の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基を示し、R8は炭素数1〜18のヘテロ原子を有してもよい1価の炭化水素基を示し、R6とR7、R6とR8又はR7とR8とは環を形成していてもよく、環を形成する場合、R6、R7、R8はそれぞれ炭素数1〜18の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R9は炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基又は上記一般式(4)で示される基を示す。aは0〜6の整数である。)
請求項9:
更に、(D)溶解制御剤を配合したことを特徴とする請求項7又は8記載のレジスト材料。
請求項10:
更に、(E)塩基性化合物を配合したことを特徴とする請求項7、8又は9記載のレジスト材料。
請求項11:
更に、(F):分子内に≡C−COOHで示される基を有する化合物を配合したことを特徴とする請求項7乃至10のいずれか1項記載のレジスト材料。
請求項12:
更に、(G):アセチレンアルコール誘導体を配合したことを特徴とする請求項7乃至11のいずれか1項記載のレジスト材料。
請求項13:
(A)有機溶剤
(B)下記一般式(1)で示される繰り返し単位を有する高分子シリコーン化合物又はこの高分子シリコーン化合物のカルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基の水素原子の一部が1種又は2種以上の酸不安定基により置換されている重量平均分子量1,000〜50,000の高分子シリコーン化合物、
Figure 2004190036
[式中、Zは2価〜6価の炭素数5〜12の非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基、Z’は2価〜6価の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基又は炭素数3〜20の非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基であり、これらの基は、炭素−炭素結合間に窒素原子、酸素原子又は硫黄原子が介在されていてもよく、炭素原子上の水素原子はハロゲン原子、アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基又はアセチル基で置換されていてもよく、炭素骨格中のメチレン基はカルボニル基に置換されていてもよい。
x、y、zは上記Z、Z’の価数に応じ、それぞれ1〜5の整数を示す。
1は下記一般式(2a)又は(2b)で示される基、R2は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状の非置換もしくは置換のアルキル基又はアルケニル基、又は炭素数5〜12の非芳香族系の1価の多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基を示す。
Figure 2004190036
(式中、Rは水素原子、水酸基又は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示し、R’は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示し、これらアルキル基、アルキレン基は炭素−炭素結合中に酸素原子が介在されていてもよく、また炭素結合水素原子の一部が水酸基で置換されていてもよい。更に、RとR’はそれぞれ互いに環を形成してもよく、環を形成する場合には、R、R’はそれぞれ炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。)
式(1)において、p1、p2、p3、p4は、p1+p2+p3+p4=1で、p1、p2が正数、p3が0又は正数、p4が0であって、
0<p1/(p1+p2+p3)≦0.9
0<p2/(p1+p2+p3)≦0.8
0≦p3/(p1+p2+p3)≦0.7
を満足する数であるか、又は、p1、p4が正数、p3が0又は正数、p2が0であって、
0<p1/(p1+p3+p4)≦0.9
0≦p3/(p1+p3+p4)≦0.7
0<p4/(p1+p3+p4)≦0.9
を満足する数である。
また、カルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基の水素原子の一部が1種又は2種以上の酸不安定基により部分置換された上記一般式(1)で示される高分子シリコーン化合物の残りのカルボキシル基及び/又は水酸基の水素原子全体の0モル%を超え50モル%以下の割合で下記一般式(3a)又は(3b)で示されるC−O−C基を有する基で置換することにより分子内及び/又は分子間で架橋されていてもよい。
Figure 2004190036
(式中、R3、R4は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R3とR4とは環を形成してもよく、環を形成する場合にはR3、R4は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R5は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、dは0又は1〜10の整数である。Aは、c価の炭素数1〜50の脂肪族もしくは脂環式飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基又はヘテロ環基を示し、これらの基はヘテロ原子を介在していてもよく、またその炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、アシル基又はフッ素原子によって置換されていてもよい。Bは−CO−O−、−NHCO−O−又は−NHCONH−を示す。cは2〜8、c’は1〜7の整数である。)]
(C)酸発生剤、
(H)酸の作用によって架橋する化合物
を含有してなることを特徴とするレジスト材料。
請求項14:
酸不安定基が、下記一般式(4)で示される基、下記一般式(5)で示される基、炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基及び炭素数4〜20のオキソアルキル基より選ばれる1種又は2種以上の基である請求項13記載のレジスト材料。
Figure 2004190036
(R6、R7は水素原子又は炭素数1〜18の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基を示し、R8は炭素数1〜18のヘテロ原子を有してもよい1価の炭化水素基を示し、R6とR7、R6とR8又はR7とR8とは環を形成していてもよく、環を形成する場合、R6、R7、R8はそれぞれ炭素数1〜18の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R9は炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基又は上記一般式(4)で示される基を示す。aは0〜6の整数である。)
請求項15:
(i)請求項6乃至14のいずれか1項記載のレジスト材料を基板上に塗布する工程と、
(ii)次いで加熱処理後、フォトマスクを介して波長300nm以下の高エネルギー線もしくは電子線で露光する工程と、
(iii)必要に応じて加熱処理した後、現像液を用いて現像する工程と
を含むことを特徴とするパターン形成方法。 That is, the present invention provides the following high molecular silicone compound, a resist material containing the same, and a pattern forming method.
Claim 1:
A polymeric silicone compound comprising a repeating unit represented by the following general formula (1) and having a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000.
Figure 2004190036
[In the formula, Z is a divalent to hexavalent non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group having 5 to 12 carbon atoms or a bridged cyclic hydrocarbon group, and Z ′ is a divalent to hexavalent hydrocarbon group. A linear or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group or a bridged cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, In these groups, a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom may be interposed between carbon-carbon bonds, and a hydrogen atom on the carbon atom is substituted with a halogen atom, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group or an acetyl group. And the methylene group in the carbon skeleton may be substituted with a carbonyl group.
x, y, and z each represent an integer of 1 to 5, depending on the valence of Z and Z '.
R 1 is a group represented by the following general formula (2a) or (2b); R 2 is a linear, branched or cyclic unsubstituted or substituted alkyl or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or carbon number 5 to 12 non-aromatic monovalent polycyclic hydrocarbon groups or bridged cyclic hydrocarbon groups.
Figure 2004190036
(In the formula, R represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R ′ represents a linear, branched or cyclic alkylene having 1 to 20 carbon atoms. These alkyl groups and alkylene groups may have an oxygen atom interposed in the carbon-carbon bond, or a part of the carbon-bonded hydrogen atom may be substituted with a hydroxyl group. 'May form a ring with each other, and when forming a ring, R and R' each represent a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms.)
In the formula (1), p1, p2, p3, and p4 are p1 + p2 + p3 + p4 = 1, p1 and p2 are positive numbers, p3 is 0 or a positive number, and p4 is 0,
0 <p1 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.9
0 <p2 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.8
0 ≦ p3 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.7
Or p1 and p4 are positive numbers, p3 is 0 or a positive number, p2 is 0,
0 <p1 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.9
0 ≦ p3 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.7
0 <p4 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.9
Is a number that satisfies. ]
Claim 2:
A carboxyl group or a part or all of hydrogen atoms of a carboxyl group and a hydroxyl group of the high molecular silicone compound comprising a repeating unit represented by the general formula (1) according to claim 1 is one or more acid labile groups. A substituted high-molecular silicone compound having a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000.
Claim 3:
The remaining carboxyl groups and / or the remaining carboxyl groups of the high molecular silicone compound represented by the above general formula (1) in which a part of the hydrogen atoms of the carboxyl group or the carboxyl group and the hydroxyl group are partially substituted by one or more acid labile groups. Alternatively, the hydrogen atom of the hydroxyl group is represented by the following general formula (3a) or (3b) at a ratio of more than 0 mol% and 50 mol% or less of the hydrogen atom of the carboxyl group and the hydroxyl group of the whole polymer silicone compound of the formula (1). The polymer silicone compound according to claim 2, wherein the polymer silicone compound is crosslinked intra- and / or intermolecularly by being substituted with a group having a C-O-C group.
Figure 2004190036
(Wherein, R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Alternatively, R 3 and R 4 may form a ring, When a ring is formed, R 3 and R 4 represent a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and R 5 represents a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. And d is an integer of 0 or 1 to 10. A represents a c-valent aliphatic or alicyclic saturated hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group, May have a hetero atom interposed, and a part of the hydrogen atom bonded to the carbon atom may be substituted by a hydroxyl group, a carboxyl group, an acyl group or a fluorine atom. -, -NHCO-O- or -NHCONH-, where c is an integer of 2 to 8 and c 'is an integer of 1 to 7.)
Claim 4:
The polymer according to claim 3, wherein the crosslinking group having a C-O-C group represented by the general formula (3a) or (3b) is represented by the following general formula (3a "") or (3b ""). Silicone compounds.
Figure 2004190036
(Wherein, R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Alternatively, R 3 and R 4 may form a ring, When a ring is formed, R 3 and R 4 represent a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and R 5 represents a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. And d is an integer of 0 or 1 to 5. A ′ is a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyltriyl group or an alkyltetrayl group having a c ″ valency. Or an arylene group having 6 to 30 carbon atoms, and these groups may have a hetero atom interposed, and a part of the hydrogen atoms bonded to the carbon atom is a hydroxyl group, a carboxyl group, an acyl group or a fluorine atom. B represents -CO-O-, -NHCO-O- or -NHCONH- C ″ is an integer of 2 to 4 and c ″ ′ is an integer of 1 to 3.)
Claim 5:
The acid labile group is a group represented by the following general formula (4), a group represented by the following general formula (5), a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, and a tertiary alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in each alkyl group. The polymer silicone compound according to claim 2, which is one or more groups selected from a trialkylsilyl group and an oxoalkyl group having 4 to 20 carbon atoms.
Figure 2004190036
(R 6 and R 7 each represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and R 8 represents a monovalent group which may have a hetero atom having 1 to 18 carbon atoms. R 6 and R 7 , R 6 and R 8 or R 7 and R 8 may form a ring, and when forming a ring, R 6 , R 7 and R 8 each represent a hydrocarbon group; A linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, R 9 represents a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, a trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms in each alkyl group, Represents an oxoalkyl group of 4 to 20 or a group represented by the above general formula (4), and a is an integer of 0 to 6.)
Claim 6:
A resist material comprising the polymer silicone compound according to claim 1.
Claim 7:
(A) an organic solvent (B) a polymer silicone compound having a repeating unit represented by the following general formula (1), or a carboxyl group of the polymer silicone compound or part or all of a hydrogen atom of a carboxyl group and a hydroxyl group is one kind Or a high molecular weight silicone compound having a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000 substituted by two or more acid labile groups,
Figure 2004190036
[In the formula, Z is a divalent to hexavalent non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group having 5 to 12 carbon atoms or a bridged cyclic hydrocarbon group, and Z ′ is a divalent to hexavalent hydrocarbon group. A linear or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group or a bridged cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, In these groups, a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom may be interposed between carbon-carbon bonds, and a hydrogen atom on the carbon atom is substituted with a halogen atom, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group or an acetyl group. And the methylene group in the carbon skeleton may be substituted with a carbonyl group.
x, y, and z each represent an integer of 1 to 5, depending on the valence of Z and Z '.
R 1 is a group represented by the following general formula (2a) or (2b); R 2 is a linear, branched or cyclic unsubstituted or substituted alkyl or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or carbon number 5 to 12 non-aromatic monovalent polycyclic hydrocarbon groups or bridged cyclic hydrocarbon groups.
Figure 2004190036
(In the formula, R represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R ′ represents a linear, branched or cyclic alkylene having 1 to 20 carbon atoms. These alkyl groups and alkylene groups may have an oxygen atom interposed in the carbon-carbon bond, or a part of the carbon-bonded hydrogen atom may be substituted with a hydroxyl group. 'May form a ring with each other, and when forming a ring, R and R' each represent a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms.)
In the formula (1), p1, p2, p3, and p4 are p1 + p2 + p3 + p4 = 1, p1 and p2 are positive numbers, p3 is 0 or a positive number, and p4 is 0,
0 <p1 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.9
0 <p2 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.8
0 ≦ p3 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.7
Or p1 and p4 are positive numbers, p3 is 0 or a positive number, p2 is 0,
0 <p1 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.9
0 ≦ p3 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.7
0 <p4 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.9
Is a number that satisfies.
Further, the carboxyl group or the remaining carboxyl group of the high molecular silicone compound represented by the general formula (1) in which a part of the hydrogen atom of the carboxyl group and the hydroxyl group is partially substituted with one or more acid labile groups. And / or substitution by a group having a C—O—C group represented by the following general formula (3a) or (3b) at a ratio of more than 0 mol% and not more than 50 mol% of all hydrogen atoms of a hydroxyl group. And / or may be cross-linked between molecules.
Figure 2004190036
(Wherein, R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Alternatively, R 3 and R 4 may form a ring, When a ring is formed, R 3 and R 4 represent a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and R 5 represents a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. And d is an integer of 0 or 1 to 10. A represents a c-valent aliphatic or alicyclic saturated hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group, May have a hetero atom interposed, and a part of the hydrogen atom bonded to the carbon atom may be substituted by a hydroxyl group, a carboxyl group, an acyl group or a fluorine atom. -, -NHCO-O- or -NHCONH-, where c is an integer of 2 to 8 and c 'is an integer of 1 to 7.)
(C) A resist material comprising an acid generator.
Claim 8:
The acid labile group is a group represented by the following general formula (4), a group represented by the following general formula (5), a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, and a tertiary alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in each alkyl group. The resist material according to claim 7, which is one or more groups selected from a trialkylsilyl group and an oxoalkyl group having 4 to 20 carbon atoms.
Figure 2004190036
(R 6 and R 7 each represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and R 8 represents a monovalent group which may have a hetero atom having 1 to 18 carbon atoms. R 6 and R 7 , R 6 and R 8 or R 7 and R 8 may form a ring, and when forming a ring, R 6 , R 7 and R 8 each represent a hydrocarbon group; A linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, R 9 represents a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, a trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms in each alkyl group, Represents an oxoalkyl group of 4 to 20 or a group represented by the above general formula (4), and a is an integer of 0 to 6.)
Claim 9:
9. The resist material according to claim 7, further comprising (D) a dissolution controlling agent.
Claim 10:
10. The resist material according to claim 7, further comprising (E) a basic compound.
Claim 11:
The resist material according to any one of claims 7 to 10, further comprising (F) a compound having a group represented by ≡C-COOH in the molecule.
Claim 12:
The resist material according to any one of claims 7 to 11, further comprising (G): an acetylene alcohol derivative.
Claim 13:
(A) an organic solvent (B) a polymer silicone compound having a repeating unit represented by the following general formula (1), or one or two of a carboxyl group or a hydrogen atom of a carboxyl group and a hydroxyl group of the polymer silicone compound are A high molecular weight silicone compound having a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000 substituted by at least one kind of acid labile group,
Figure 2004190036
[In the formula, Z is a divalent to hexavalent non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group having 5 to 12 carbon atoms or a bridged cyclic hydrocarbon group, and Z ′ is a divalent to hexavalent hydrocarbon group. A linear or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group or a bridged cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, In these groups, a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom may be interposed between carbon-carbon bonds, and a hydrogen atom on the carbon atom is substituted with a halogen atom, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group or an acetyl group. And the methylene group in the carbon skeleton may be substituted with a carbonyl group.
x, y, and z each represent an integer of 1 to 5, depending on the valence of Z and Z '.
R 1 is a group represented by the following general formula (2a) or (2b); R 2 is a linear, branched or cyclic unsubstituted or substituted alkyl or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or carbon number 5 to 12 non-aromatic monovalent polycyclic hydrocarbon groups or bridged cyclic hydrocarbon groups.
Figure 2004190036
(In the formula, R represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R ′ represents a linear, branched or cyclic alkylene having 1 to 20 carbon atoms. These alkyl groups and alkylene groups may have an oxygen atom interposed in the carbon-carbon bond, or a part of the carbon-bonded hydrogen atom may be substituted with a hydroxyl group. 'May form a ring with each other, and when forming a ring, R and R' each represent a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms.)
In the formula (1), p1, p2, p3, and p4 are p1 + p2 + p3 + p4 = 1, p1 and p2 are positive numbers, p3 is 0 or a positive number, and p4 is 0,
0 <p1 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.9
0 <p2 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.8
0 ≦ p3 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.7
Or p1 and p4 are positive numbers, p3 is 0 or a positive number, p2 is 0,
0 <p1 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.9
0 ≦ p3 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.7
0 <p4 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.9
Is a number that satisfies.
Further, the carboxyl group or the remaining carboxyl group of the high molecular silicone compound represented by the general formula (1) in which a part of the hydrogen atom of the carboxyl group and the hydroxyl group is partially substituted with one or more acid labile groups. And / or substitution by a group having a C—O—C group represented by the following general formula (3a) or (3b) at a ratio of more than 0 mol% and not more than 50 mol% of all hydrogen atoms of a hydroxyl group. And / or may be cross-linked between molecules.
Figure 2004190036
(Wherein, R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Alternatively, R 3 and R 4 may form a ring, When a ring is formed, R 3 and R 4 represent a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and R 5 represents a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. And d is an integer of 0 or 1 to 10. A represents a c-valent aliphatic or alicyclic saturated hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group, May have a hetero atom interposed, and a part of the hydrogen atom bonded to the carbon atom may be substituted by a hydroxyl group, a carboxyl group, an acyl group or a fluorine atom. -, -NHCO-O- or -NHCONH-, where c is an integer of 2 to 8 and c 'is an integer of 1 to 7.)
(C) an acid generator,
(H) A resist material comprising a compound which is crosslinked by the action of an acid.
Claim 14:
The acid labile group is a group represented by the following general formula (4), a group represented by the following general formula (5), a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, and a tertiary alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in each alkyl group. 14. The resist material according to claim 13, which is one or more groups selected from a trialkylsilyl group and an oxoalkyl group having 4 to 20 carbon atoms.
Figure 2004190036
(R 6 and R 7 each represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and R 8 represents a monovalent group which may have a hetero atom having 1 to 18 carbon atoms. R 6 and R 7 , R 6 and R 8 or R 7 and R 8 may form a ring, and when forming a ring, R 6 , R 7 and R 8 each represent a hydrocarbon group; A linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, R 9 represents a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, a trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms in each alkyl group, And represents an oxoalkyl group of 4 to 20 or a group represented by the general formula (4), and a is an integer of 0 to 6.)
Claim 15:
(I) applying the resist material according to any one of claims 6 to 14 onto a substrate;
(Ii) then, after the heat treatment, exposing with a high energy beam or an electron beam having a wavelength of 300 nm or less through a photomask;
(Iii) performing a heat treatment as necessary, and then developing using a developer.

即ち、本発明者らは、特開平6−118651号公報にあるようなフェニル基を有した高分子シリコーン化合物以外で、遠紫外領域の光に対して高透過率を与え、かつアルカリ可溶性基の全てを酸不安定基で保護せず部分的に保護し、高解像度を与えるポリマーを鋭意検討、探索した。一方、フェニル基を有しない高分子シリコーン化合物としては、特開平5−323611号公報にあるような、エチルカルボキシル基を有した高分子シリコーン化合物が挙げられるが、この合成方法のように水素原子を有したポリシロキサンにメタクリル酸のような不飽和カルボン酸を反応させることは、専ら不飽和カルボン酸のα位に付加反応が生じ、例示されているような高分子シリコーン化合物は得難い。また、高分子化合物中へハイドロシリレーション反応を行うことは、定量的に難しく、高分子シリコーン化合物を安定に供給することは困難となり、更に、レジストの品質管理が難しくなる。   That is, the present inventors provide a high transmittance to light in the far ultraviolet region, except for a high molecular silicone compound having a phenyl group as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-118651, and All of the polymers, which are partially protected instead of being protected by acid labile groups and give high resolution, have been studied and searched for. On the other hand, as the high molecular silicone compound having no phenyl group, a high molecular silicone compound having an ethyl carboxyl group as described in JP-A-5-323611 can be mentioned. When an unsaturated carboxylic acid such as methacrylic acid is reacted with the polysiloxane, an addition reaction occurs exclusively at the α-position of the unsaturated carboxylic acid, and it is difficult to obtain a high molecular silicone compound as exemplified. Further, it is difficult to quantitatively perform the hydrosilylation reaction in the polymer compound, it is difficult to stably supply the polymer silicone compound, and it is difficult to control the quality of the resist.

このような高分子化合物に対して、上述したような芳香族環を有しない高分子シリコーン化合物のカルボキシル基の一部に酸不安定基を導入させた高分子シリコーン化合物を用いたレジスト材料は、220nm以下の短波長光に対しても透明性が高く、これら露光光でパターン形成できることを知見し、本発明をなすに至ったものである。   For such a polymer compound, a resist material using a polymer silicone compound in which an acid labile group is introduced into a part of the carboxyl group of the polymer silicone compound having no aromatic ring as described above, The present inventors have found that they have high transparency even with light having a short wavelength of 220 nm or less and can form a pattern with such exposure light, and have accomplished the present invention.

また、カルボキシル基とアルケニルエーテル化合物及び/又はハロゲン化アルキルエーテル化合物の反応によって得られるC−O−C基を有する架橋基によって分子内及び/又は分子間で架橋させた高分子シリコーン化合物を用いたレジスト材料は、少量の架橋で溶解阻止性を発揮し、かつ架橋による分子量の増大によって耐熱性が向上する。しかも、露光前よりも露光後に架橋基の脱離が生じるので、ポリマーの分子量が小さくなることにより、レジスト膜の溶解コントラストを高めることが可能で、結果的に高感度及び高解像性を有する。また、表面難溶層や裾引き発現の問題も少ないことから、パターンの寸法制御、パターンの形状のコントロールを組成により任意に行うことが可能であり、プロセス適応性にも優れたレジスト材料となることを知見し、本発明をなすに至ったものである。   Further, a high molecular silicone compound crosslinked intramolecularly and / or intermolecularly by a crosslinking group having a C—O—C group obtained by a reaction of a carboxyl group with an alkenyl ether compound and / or a halogenated alkyl ether compound was used. The resist material exhibits a dissolution inhibiting property with a small amount of crosslinking, and the heat resistance is improved by an increase in molecular weight due to the crosslinking. Moreover, since the cross-linking group is eliminated after the exposure before the exposure, the dissolution contrast of the resist film can be increased by reducing the molecular weight of the polymer, resulting in high sensitivity and high resolution. . In addition, since there are few problems of the surface hardly soluble layer and the occurrence of footing, it is possible to arbitrarily control the dimension of the pattern and the shape of the pattern by the composition, and it becomes a resist material excellent in process adaptability. This has led to the achievement of the present invention.

本発明の高分子シリコーン化合物をベース樹脂としたレジスト材料は、高エネルギー線に感応し、感度、解像性に優れているため、電子線や遠紫外線による微細加工に有用である。特にArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザーの露光波長での吸収が小さいため、微細でしかも基板に対して垂直なパターンを容易に形成することができるという特徴を有する。また、酸素プラズマエッチング耐性に優れているため、下層レジスト膜の上に本発明のレジスト膜を塗布した2層レジストは、微細なパターンを高アスペクト比で形成し得るという特徴も有する。   The resist material using the polymer silicone compound of the present invention as a base resin is sensitive to high energy rays, and has excellent sensitivity and resolution, and thus is useful for fine processing by electron beams or far ultraviolet rays. In particular, since the absorption at the exposure wavelength of the ArF excimer laser and the KrF excimer laser is small, a fine pattern perpendicular to the substrate can be easily formed. Further, because of its excellent oxygen plasma etching resistance, the two-layer resist in which the resist film of the present invention is applied on the lower resist film has a feature that a fine pattern can be formed with a high aspect ratio.

以下、本発明につき更に詳細に説明すると、本発明の新規高分子シリコーン化合物は、下記一般式(1)で表わされる繰り返し単位を有する高分子シリコーン化合物に必要により酸不安定基及び/又は架橋基を導入したものである。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The novel high molecular silicone compound of the present invention is obtained by adding an acid labile group and / or a crosslinking group to a high molecular silicone compound having a repeating unit represented by the following general formula (1). Is introduced.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

ここで、Zは2価〜6価の炭素数5〜12の非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基であり、具体的に次の炭化水素基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。即ち、この炭化水素基として、シクロペンタンジイル基、シクロヘキサンジイル基、シクロヘプタンジイル基、シクロペンタントリイル基、シクロヘキサントリイル基、シクロヘプタントリイル基、シクロヘキサンテトライル基、シクロヘキサンペンタイル基、シクロヘキサンヘキサイル基、シクロオクタンジイル基、シクロノナンジイル基、シクロデカンジイル基、シクロオクタントリイル基、シクロノナントリイル基、シクロデカントリイル基、ノルボルナンジイル基、イソボルナンジイル基、ノルボルナントリイル基、イソボルナントリイル基、アダマンタンジイル基、トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンジイル基、アダマンタントリイル基、トリシクロ[5,2,1,02,6]デカントリイル基、トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンメチレンジイル基、トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンメチレントリイル基、テトラシクロ[4,4,0,12,5,17,10]ドデカンジイル基、テトラシクロ[4,4,0,12,5,12,10]ドデカントリイル基等が挙げられる。 Here, Z is a divalent or hexavalent non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group having 5 to 12 carbon atoms or a bridged cyclic hydrocarbon group. Groups, but are not limited thereto. That is, as the hydrocarbon group, a cyclopentanediyl group, a cyclohexanediyl group, a cycloheptanediyl group, a cyclopentanetriyl group, a cyclohexanetriyl group, a cycloheptanetriyl group, a cyclohexanetetrayl group, a cyclohexanepentyl group, a cyclohexanepentyl group, cyclohexane Hexayl group, cyclooctanediyl group, cyclononanediyl group, cyclodecanediyl group, cyclooctanetriyl group, cyclononanetriyl group, cyclodecanetriyl group, norbornanediyl group, isobornanediyl group, norbornanetriyl group , isobornyl Nantes Riiru group, adamantane-diyl group, a tricyclo [5,2,1,0 2,6] decanediyl group, adamantanetricarboxylic yl group, tricyclo [5,2,1,0 2,6] Dekantoriiru group, tricyclo [ 5,2,1,0 2, 6] decane methylene diyl group, a tricyclo [5,2,1,0 2,6] decane-methylene tri-yl group, tetracyclo [4,4,0,1 2,5, 1 7,10] dodecanediyl group, tetracyclo [4 , 4,0,1 2,5, 1 2,10] dodecane tri-yl group and the like.

Z’は2価〜6価の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基又は炭素数3〜20の非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基であり、これらの基は、炭素−炭素結合間に窒素原子、酸素原子又は硫黄原子が介在されていてもよく、炭素原子上の水素原子はハロゲン原子、アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基又はアセチル基で置換されていてもよく、炭素骨格中のメチレン基はカルボニル基に置換されていてもよい。   Z ′ is a divalent to hexavalent linear or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a bridged These groups are cyclic hydrocarbon groups, and these groups may have a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom interposed between carbon-carbon bonds, and the hydrogen atom on the carbon atom is a halogen atom, an alkoxy group, or a nitro group. , A cyano group or an acetyl group, and the methylene group in the carbon skeleton may be substituted with a carbonyl group.

ここで、2価〜6価の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基としては、アルキル基又はアルケニル基より、上記価数Mに応じ、その価数Mより1を減じた数(M−1の数)だけ炭素原子結合水素原子が脱離した基を挙げることができ、例えば2価の場合、アルキレン基、アルケニレン基を挙げることができる。但し、炭素数1の炭化水素基の場合、最大価数は4であり、炭素数2の不飽和炭化水素基の場合も最大価数は4である。   Here, as the divalent to hexavalent linear or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, 1 is subtracted from the valence M according to the valence M from the alkyl group or the alkenyl group. Groups (the number of M-1) from which carbon-bonded hydrogen atoms have been eliminated. For example, in the case of divalence, an alkylene group and an alkenylene group can be exemplified. However, in the case of a hydrocarbon group having 1 carbon atom, the maximum valence is 4, and also in the case of an unsaturated hydrocarbon group having 2 carbon atoms, the maximum valence is 4.

また、炭素−炭素結合間に窒素原子が介在する場合、−C−NH−C−として介在することができ、酸素原子、硫黄原子の場合はそれぞれ−C−O−C−、−C−S−C−として介在する。   In addition, when a nitrogen atom is interposed between carbon-carbon bonds, it can be interposed as -C-NH-C-, and when an oxygen atom and a sulfur atom are present, -C-O-C- and -C-S-S respectively. -C- intervenes.

更に、炭素原子上の水素原子と置換されるハロゲン原子としては、F、Cl、Br等が挙げられ、アルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブチルオキシ、イソブチルオキシ、tert−ブチルオキシ等の炭素数1〜6のアルコキシ基が好ましい。炭素骨格中のメチレン基がカルボニル基に置換されるとは、例えば、
−CH2−CH2−CH2

−CH2−C(=O)−CH2
となることをいう。
Further, examples of the halogen atom substituted with a hydrogen atom on a carbon atom include F, Cl, Br and the like, and examples of the alkoxy group include methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, n-butyloxy, isobutyloxy, tert- An alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as butyloxy is preferred. A methylene group in the carbon skeleton is substituted with a carbonyl group, for example,
-CH 2 -CH 2 -CH 2 -
There -CH 2 -C (= O) -CH 2 -
It means that it becomes.

具体的には、Z’として、メチレン基、エチレン基、プロパンジイル基、ブタンジイル基、ペンタンジイル基、ヘキサンジイル基、ヘプタンジイル基、オクタンジイル基、ノナンジイル基、デカンジイル基、イソプロパンジイル基、イソブタンジイル基、sec−ブタンジイル基、tert−ブタントリイル基、イソペンタンジイル基、ネオペンタントリイル基、ビニル基、アリル基、プロペンジイル基、ブテンジイル基、ヘキセンジイル基、シクロペンタンジイル基、シクロペンテンジイル基、シクロヘキサンジイル基、シクロヘキセンジイル基、シクロヘプタンジイル基、シクロペンタントリイル基、シクロヘキサントリイル基、シクロヘプタントリイル基、シクロヘキサンテトライル基、シクロヘキサンペンタイル基、シクロヘキサンヘキサイル基、シクロオクタンジイル基、シクロノナンジイル基、シクロデカンジイル基、シクロオクタントリイル基、シクロノナントリイル基、シクロデカントリイル基、シクロペンタンメチレンジイル基、シクロヘキサンメチレンジイル基、シクロヘキサン−4,4−ジメチレントリイル基、ノルボルナンジイル基、イソボルナンジイル基、ノルボルナントリイル基、イソボルナントリイル基、ノルボルナン−5,5−ジメチレントリイル基、アダマンタンジイル基、アダマンタンメチレンジイル基、アダマンタントリイル基、アダマンタンメチレントリイル基、トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンジイル基、トリシクロ[5,2,1,02,6]デカントリイル基、トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンメチレンジイル基、トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンメチレントリイル基、テトラシクロ[4,4,0,12,5,17,10]ドデカンジイル基、テトラシクロ[4,4,0,12,5,17,10]ドデカントリイル基等が挙げられる。 Specifically, as Z ′, a methylene group, an ethylene group, a propanediyl group, a butanediyl group, a pentanediyl group, a hexanediyl group, a heptanediyl group, an octanediyl group, a nonanediyl group, a decanediyl group, an isopropanediyl group, an isobutanediyl group , Sec-butanediyl group, tert-butanetriyl group, isopentanediyl group, neopentantriyl group, vinyl group, allyl group, propenediyl group, butenediyl group, hexenediyl group, cyclopentanediyl group, cyclopentenediyl group, cyclohexanediyl group, cyclohexene Diyl group, cycloheptanediyl group, cyclopentanetriyl group, cyclohexanetriyl group, cycloheptanetriyl group, cyclohexanetetrayl group, cyclohexanepentile group, cyclohexane Oxayl group, cyclooctanediyl group, cyclononanediyl group, cyclodecanediyl group, cyclooctanetriyl group, cyclononanthryl group, cyclodecanetriyl group, cyclopentanemethylenediyl group, cyclohexanemethylenediyl group, cyclohexane-4, 4-dimethylenetriyl group, norbornanediyl group, isobornanediyl group, norbornanetriyl group, isobornanetriyl group, norbornane-5,5-dimethylenetriyl group, adamantanediyl group, adamantanemethylenediyl group, adamantanetricarboxylic yl group, adamantan methylenetriphenylphosphorane yl group, tricyclo [5,2,1,0 2,6] decanediyl group, a tricyclo [5,2,1,0 2,6] Dekantoriiru group, tricyclo [5, 2, 1 , 0 2,6] decane-methylene-diyl group, Torishi B [5,2,1,0 2,6] decane-methylene tri-yl group, tetracyclo [4,4,0,1 2,5, 1 7,10] dodecanediyl group, tetracyclo [4,4,0,1 2 , 5,1 7,10 ] dodecantriyl group and the like.

x、y、zは上記Z、Z’の価数に応じ、それぞれ1〜5の整数を示すが、好ましくはそれぞれ1〜3、更に好ましくは1又は2である。   x, y, and z each represent an integer of 1 to 5 according to the valence of Z and Z ', preferably 1 to 3, and more preferably 1 or 2.

1は下記一般式(2a)又は(2b)で示される基である。 R 1 is a group represented by the following general formula (2a) or (2b).

Figure 2004190036
(式中、Rは水素原子、水酸基又は炭素数1〜20、好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜6の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示し、R’は炭素数1〜20、好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜6の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示し、これらアルキル基、アルキレン基は炭素−炭素結合中に酸素原子が介在されていてもよく、また炭素結合水素原子の一部が水酸基で置換されていてもよい。更に、RとR’はそれぞれ互いに環を形成してもよく、環を形成する場合には、R、R’はそれぞれ炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。)
Figure 2004190036
(Wherein, R represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and R ′ has 1 carbon atom. -20, preferably 1-10, and more preferably 1-6, linear, branched or cyclic alkylene groups, wherein these alkyl groups and alkylene groups have an oxygen atom interposed in a carbon-carbon bond. And a part of the carbon-bonded hydrogen atom may be substituted with a hydroxyl group, and R and R 'may form a ring with each other, and when forming a ring, R and R' Represents a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, respectively.

上記アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基、ミリスチル基等が挙げられ、上記アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、ヘキシレン基、シクロヘキシレン基、オクチレン基等が挙げられる。   Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, octyl, decyl, myristyl, and the like. Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, an isopropylene group, a butylene group, an isobutylene group, a hexylene group, a cyclohexylene group, and an octylene group.

上記式(2a)、(2b)の基として具体的には下記の基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the groups of the formulas (2a) and (2b) include the following groups, but are not limited thereto.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

また、上記式(1)において、R2は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状の非置換もしくは置換のアルキル基又はアルケニル基、又は炭素数5〜12の非芳香族系の1価の多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基を示す。 In the above formula (1), R 2 is a linear, branched or cyclic unsubstituted or substituted alkyl or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a non-aromatic group having 5 to 12 carbon atoms. It represents a monovalent polycyclic hydrocarbon group or a bridged cyclic hydrocarbon group.

ここで、炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状の非置換アルキル基又はアルケニル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等を例示できる。置換アルキル基又はアルケニル基としては、これら非置換のアルキル基又はアルケニル基の水素原子の一部又は全部が例えばシアノ基、ニトロ基、炭素数1〜5のアルコキシ基等で置換されたものを挙げることができる。同様に炭素数5〜12の非芳香族系の1価の多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基としては、シクロペンチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプチル基、シクロヘプテニル基、シクロオクチル基、シクロノナニル基、シクロデカニル基、ノルボルナニル基、ノルボルネニル基、イソボルナニル基、アダマンチル基、アダマンチルメチレン基、トリシクロ[5,2,1,02,6]デカニル基、トリシクロ[5,2,1,02,6]デケニル基、トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンメチレン基、テトラシクロ[4,4,0,12,5,17,10]ドデカニル基、テトラシクロ[4,4,0,12,5,17,10]ドデケニル基等が挙げられる。 Here, as the linear, branched or cyclic unsubstituted alkyl group or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert- Examples thereof include a butyl group, a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, a butenyl group, a hexenyl group, and a cyclohexenyl group. Examples of the substituted alkyl group or alkenyl group include those in which part or all of the hydrogen atoms of these unsubstituted alkyl groups or alkenyl groups are substituted with, for example, a cyano group, a nitro group, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. be able to. Similarly, examples of the non-aromatic monovalent polycyclic hydrocarbon group having 5 to 12 carbon atoms or the bridged cyclic hydrocarbon group include a cyclopentyl group, a cyclopentenyl group, a cyclohexyl group, a cyclohexenyl group, and a cycloheptyl group. , Cycloheptenyl group, cyclooctyl group, cyclononanyl group, cyclodecanyl group, norbornanyl group, norbornenyl group, isobornanyl group, adamantyl group, adamantylmethylene group, tricyclo [5,2,1,0 2,6 ] decanyl group, tricyclo [5, 2,1,0 2,6] Dekeniru group, tricyclo [5,2,1,0 2,6] decane methylene group, tetracyclo [4,4,0,1 2,5, 1 7,10] dodecanyl group, tetracyclo [4,4,0,1 2,5, 1 7,10] Dodekeniru group and the like.

上記式(1)おいて、p1は正数、p2、p3、p4はそれぞれ0又は正数であり、p1+p2+p3+p4=1を満足する数である。即ちp1、p2、p3、p4は、本発明の化合物のp1の繰り返し単位、p2の繰り返し単位、p3の繰り返し単位、p4の繰り返し単位の比率を示すものであるが、0≦p3/(p1+p2+p3+p4)≦0.7、好ましくは0≦p3/(p1+p2+p3+p4)≦0.6、より好ましくは0≦p3/(p1+p2+p3+p4)≦0.5であり、0.7を超えるとアルカリ不溶性となるので、レジスト用のベースポリマーとしては不適当である。一方、p3/(p1+p2+p3+p4)が低すぎると耐熱性が低下する場合がある。   In the above formula (1), p1 is a positive number, p2, p3, and p4 are each 0 or a positive number, and are numbers satisfying p1 + p2 + p3 + p4 = 1. That is, p1, p2, p3, and p4 indicate the ratio of the p1 repeating unit, the p2 repeating unit, the p3 repeating unit, and the p4 repeating unit of the compound of the present invention, and 0 ≦ p3 / (p1 + p2 + p3 + p4). .Ltoreq.0.7, preferably 0.ltoreq.p3 / (p1 + p2 + p3 + p4) .ltoreq.0.6, more preferably 0.ltoreq.p3 / (p1 + p2 + p3 + p4) .ltoreq.0.5. Are not suitable as base polymers. On the other hand, if p3 / (p1 + p2 + p3 + p4) is too low, the heat resistance may decrease.

また、0<p1/(p1+p2+p3+p4)≦0.9、好ましくは0.1≦p1/(p1+p2+p3+p4)≦0.85、より好ましくは0.2≦p1/(p1+p2+p3+p4)≦0.8、0≦p2/(p1+p2+p3+p4)≦0.8、好ましくは0≦p2/(p1+p2+p3+p4)≦0.6、より好ましくは0≦p2/(p1+p2+p3+p4)≦0.5、0≦p4/(p1+p2+p3+p4)≦0.9、好ましくは0<p4/(p1+p2+p3+p4)≦0.9、より好ましくは0.1≦p4/(p1+p2+p3+p4)≦0.85、更に好ましくは0.2≦p4/(p1+p2+p3+p4)≦0.8である。なお、p1が0になると、アルカリ溶解速度のコントラストが小さくなり、解像度が悪くなる。一方、0.9を超えるとアルカリに対して溶解性がなくなったり、アルカリ現像の際に膜厚変化や膜内応力又は気泡の発生を引き起こしたり、親水基が少なくなるために基板との密着性が劣る場合がある。
この場合、本発明においては、式(1)において、p1、p2、p3、p4は、p1+p2+p3+p4=1で、p1、p2が正数、p3が0又は正数、p4が0であって、
0<p1/(p1+p2+p3)≦0.9
0<p2/(p1+p2+p3)≦0.8
0≦p3/(p1+p2+p3)≦0.7
を満足する数であるか、又は、p1、p4が正数、p3が0又は正数、p2が0であって、
0<p1/(p1+p3+p4)≦0.9
0≦p3/(p1+p3+p4)≦0.7
0<p4/(p1+p3+p4)≦0.9
を満足する数であるとすることができる。
Also, 0 <p1 / (p1 + p2 + p3 + p4) ≦ 0.9, preferably 0.1 ≦ p1 / (p1 + p2 + p3 + p4) ≦ 0.85, more preferably 0.2 ≦ p1 / (p1 + p2 + p3 + p4) ≦ 0.8, 0 ≦ p2 /(P1+p2+p3+p4)≦0.8, preferably 0 ≦ p2 / (p1 + p2 + p3 + p4) ≦ 0.6, more preferably 0 ≦ p2 / (p1 + p2 + p3 + p4) ≦ 0.5, 0 ≦ p4 / (p1 + p2 + p3 + p4) ≦ 0.9, Preferably, 0 <p4 / (p1 + p2 + p3 + p4) ≦ 0.9, more preferably 0.1 ≦ p4 / (p1 + p2 + p3 + p4) ≦ 0.85, and still more preferably 0.2 ≦ p4 / (p1 + p2 + p3 + p4) ≦ 0.8. When p1 becomes 0, the contrast of the alkali dissolution rate decreases and the resolution deteriorates. On the other hand, if it exceeds 0.9, it will not be soluble in alkali, or it will cause a change in film thickness, the generation of stress in the film or the generation of bubbles during alkali development, and the adhesion to the substrate will be reduced because the number of hydrophilic groups will be reduced. May be inferior.
In this case, in the present invention, in the formula (1), p1, p2, p3, and p4 are p1 + p2 + p3 + p4 = 1, p1 and p2 are positive numbers, p3 is 0 or a positive number, and p4 is 0,
0 <p1 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.9
0 <p2 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.8
0 ≦ p3 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.7
Or p1 and p4 are positive numbers, p3 is 0 or a positive number, p2 is 0,
0 <p1 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.9
0 ≦ p3 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.7
0 <p4 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.9
Can be satisfied.

本発明の高分子シリコーン化合物は、上記一般式(1)で示される繰り返し単位を有する高分子シリコーン化合物又はこの高分子シリコーン化合物のカルボキシル基又はカルボキシル基と水酸基の水素原子の一部又は全部が1種又は2種以上の酸不安定基及び/又は架橋基により置換されている重量平均分子量1,000〜50,000のものである。即ち、式(1)の高分子シリコーン化合物のカルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基の水素原子の0〜100モル%が1種又は2種以上の酸不安定基により置換されているものである。   The polymer silicone compound of the present invention is a polymer silicone compound having a repeating unit represented by the above general formula (1), or a carboxyl group of the polymer silicone compound or part or all of hydrogen atoms of a carboxyl group and a hydroxyl group are 1 or more. It has a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000 substituted by one or more kinds of acid labile groups and / or crosslinking groups. That is, 0 to 100 mol% of the hydrogen atoms of the carboxyl group or the carboxyl group and the hydroxyl group of the high molecular silicone compound of the formula (1) are substituted by one or more acid labile groups.

この場合、酸不安定基としては、種々選定されるが、特に下記一般式(4)で示される基、下記一般式(5)で示される基、炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基及び炭素数4〜20のオキソアルキル基より選ばれる1種又は2種以上の基であることが好ましい。   In this case, the acid labile group is variously selected, and in particular, a group represented by the following general formula (4), a group represented by the following general formula (5), a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, Preferably, each alkyl group is one or more groups selected from a trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms and an oxoalkyl group having 4 to 20 carbon atoms.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

式中、R6、R7は水素原子又は炭素数1〜18、好ましくは1〜6、更に好ましくは1〜5の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示し、R8は炭素数1〜18、好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜8の酸素原子等のヘテロ原子を有していてもよい1価の炭化水素基を示し、R6とR7、R6とR8、R7とR8とは環を形成してもよく、環を形成する場合にはR6、R7、R8はそれぞれ炭素数1〜18、好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R9は炭素数4〜20、好ましくは4〜15、更に好ましくは4〜10の三級アルキル基、各アルキル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20、好ましくは4〜15、更に好ましくは4〜10のオキソアルキル基又は上記一般式(4)で示される基を示す。また、aは0〜6の整数である。 Wherein, R 6, R 7 is a hydrogen atom or 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 6, more preferably a straight, branched or cyclic alkyl group of 1 to 5, R 8 is the number of carbon atoms 1 to 18, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 8, monovalent hydrocarbon groups which may have a hetero atom such as an oxygen atom, and R 6 and R 7 , R 6 and R 8 , R 7 and R 8 may form a ring, and when forming a ring, R 6 , R 7 and R 8 each have 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms. 8 represents a linear or branched alkylene group. R 9 is a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, preferably 4 to 15, more preferably 4 to 10, each alkyl group is a trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms, and 4 to 20 carbon atoms, preferably Represents an oxoalkyl group of 4 to 15, more preferably 4 to 10, or a group represented by the general formula (4). A is an integer of 0 to 6.

6、R7の炭素数1〜18の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基としては、Rで説明したものと同様の基が挙げられる。 As the linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms for R 6 and R 7, the same groups as described for R can be mentioned.

8としては、直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、フェニル基、p−メチルフェニル基、p−エチルフェニル基、p−メトキシフェニル基等のアルコキシ置換フェニル基等の非置換又は置換アリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等や、これらの基に酸素原子を有する、或いは炭素原子に結合する水素原子が水酸基に置換されたり、2個の水素原子が酸素原子で置換されてカルボニル基を形成する下記式で示されるようなアルキル基等の基を挙げることができる。 R 8 is an unsubstituted or substituted aryl such as a linear, branched or cyclic alkyl group, phenyl group, p-methylphenyl group, p-ethylphenyl group, alkoxy-substituted phenyl group such as p-methoxyphenyl group. Group, benzyl group, aralkyl group such as phenethyl group, or those groups having an oxygen atom, or a hydrogen atom bonded to a carbon atom is substituted with a hydroxyl group, or two hydrogen atoms are substituted with an oxygen atom. Examples of the carbonyl group include groups such as an alkyl group represented by the following formula.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

また、R9の炭素数4〜20の三級アルキル基としては、tert−ブチル基、1−メチルシクロヘキシル基、2−(2−メチル)アダマンチル基、tert−アミル基等を挙げることができる。 Examples of the tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms for R 9 include a tert-butyl group, a 1-methylcyclohexyl group, a 2- (2-methyl) adamantyl group, and a tert-amyl group.

各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ジメチル−tert−ブチル基等が挙げられ、炭素数4〜20のオキソアルキル基としては、3−オキソシクロヘキシル基、下記式で示される基等が挙げられる。   Examples of the trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms of each alkyl group include trimethylsilyl group, triethylsilyl group, dimethyl-tert-butyl group and the like. Examples of the oxoalkyl group having 4 to 20 carbon atoms include 3-methylsilyl group. An oxocyclohexyl group, a group represented by the following formula, and the like are given.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

上記式(4)で示される酸不安定基として、具体的には、例えば1−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基、1−n−プロポキシエチル基、1−イソプロポキシエチル基、1−n−ブトキシエチル基、1−イソブトキシエチル基、1−sec−ブトキシエチル基、1−tert−ブトキシエチル基、1−tert−アミロキシエチル基、1−エトキシ−n−プロピル基、1−シクロヘキシロキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシプロピル基、1−メトキシ−1−メチル−エチル基、1−エトキシ−1−メチル−エチル基等の直鎖状もしくは分岐状アセタール基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基等の環状アセタール基等が挙げられ、好ましくはエトキシエチル基、ブトキシエチル基、エトキシプロピル基が挙げられる。一方、上記式(5)の酸不安定基として、例えばtert−ブトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニルメチル基、tert−アミロキシカルボニル基、tert−アミロキシカルボニルメチル基、1−エトキシエトキシカルボニルメチル基、2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニルメチル基、2−テトラヒドロフラニルオキシカルボニルメチル基等が挙げられる。   Specific examples of the acid labile group represented by the above formula (4) include, for example, 1-methoxyethyl group, 1-ethoxyethyl group, 1-n-propoxyethyl group, 1-isopropoxyethyl group, 1-n -Butoxyethyl group, 1-isobutoxyethyl group, 1-sec-butoxyethyl group, 1-tert-butoxyethyl group, 1-tert-amyloxyethyl group, 1-ethoxy-n-propyl group, 1-cyclohexyloxy Linear or branched acetal groups such as ethyl group, methoxypropyl group, ethoxypropyl group, 1-methoxy-1-methyl-ethyl group, 1-ethoxy-1-methyl-ethyl group, tetrahydrofuranyl group, tetrahydropyranyl And a cyclic acetal group such as a group, preferably an ethoxyethyl group, a butoxyethyl group, or an ethoxypropyl group. It is. On the other hand, as the acid labile group of the above formula (5), for example, a tert-butoxycarbonyl group, a tert-butoxycarbonylmethyl group, a tert-amyloxycarbonyl group, a tert-amyloxycarbonylmethyl group, a 1-ethoxyethoxycarbonylmethyl group , 2-tetrahydropyranyloxycarbonylmethyl group, 2-tetrahydrofuranyloxycarbonylmethyl group and the like.

上記酸不安定基の導入率は、上記式(1)の高分子シリコーン化合物をポジ型レジスト材料のベース樹脂として用いる場合、カルボキシル基の水素原子全体の0モル%を超え、100モル%以下、より好ましくは20〜98モル%、更に好ましくは30〜95モル%であることがよく、また水酸基の水素原子全体の0〜100モル%、より好ましくは0〜80モル%、更に好ましくは0〜60モル%であることがよい。カルボキシル基の水素原子が酸不安定基で置換されていない(カルボキシル基の水素原子に対する酸不安定基の導入率が0モル%)と、アルカリ溶解速度のコントラストが小さくなり、解像度が悪くなる。   When the polymer silicone compound of the above formula (1) is used as a base resin for a positive resist material, the introduction rate of the acid labile group is more than 0 mol% and not more than 100 mol% of all hydrogen atoms of a carboxyl group. It is more preferably 20 to 98 mol%, further preferably 30 to 95 mol%, and 0 to 100 mol%, more preferably 0 to 80 mol%, and still more preferably 0 to 100 mol% of all hydrogen atoms of the hydroxyl group. It is preferably 60 mol%. If the hydrogen atom of the carboxyl group is not replaced by an acid labile group (the introduction ratio of the acid labile group to the hydrogen atom of the carboxyl group is 0 mol%), the contrast of the alkali dissolution rate becomes small and the resolution becomes poor.

一方、上記式(1)の高分子シリコーン化合物をネガ型レジスト材料のベース樹脂として用いる場合の酸不安定基の導入率は、カルボキシル基の水素原子全体の0〜90モル%、より好ましくは0〜80モル%、更に好ましくは0〜70モル%であることがよい。また、水酸基の水素原子全体の0〜70モル%、より好ましくは0〜60モル%、更に好ましくは0〜50モル%であることがよい。   On the other hand, when the polymer silicone compound of the above formula (1) is used as a base resin for a negative resist material, the introduction ratio of acid labile groups is 0 to 90 mol%, preferably 0 to 90 mol% of all hydrogen atoms of carboxyl groups. The content is preferably from 80 to 80 mol%, more preferably from 0 to 70 mol%. Further, the content is preferably 0 to 70 mol%, more preferably 0 to 60 mol%, and still more preferably 0 to 50 mol% of the whole hydrogen atoms of the hydroxyl group.

また、本発明の高分子シリコーン化合物は、カルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基の水素原子の一部又は全部が1種又は2種以上の酸不安定基により0モル%から100モル%の割合で置換された上記一般式(1)で示される高分子シリコーン化合物の残りのカルボキシル基及び/又は水酸基の水素原子が、カルボキシル基及び水酸基の水素原子全体の0モル%を超え50モル%以下、より好ましくは0.2〜40モル%、更に好ましくは0.25〜30モル%の割合で下記一般式(3a)又は(3b)で示されるC−O−C基を有する基で置換されることにより分子内及び/又は分子間で架橋されていてもよい。   In the high molecular silicone compound of the present invention, a part or all of hydrogen atoms of a carboxyl group or a carboxyl group and a hydroxyl group are substituted by one or more acid labile groups at a ratio of 0 mol% to 100 mol%. The remaining hydrogen atoms of the carboxyl group and / or hydroxyl group of the high molecular silicone compound represented by the above general formula (1) are more than 0 mol% and 50 mol% or less, more preferably all the hydrogen atoms of the carboxyl group and hydroxyl group. Is substituted with a group having a C—O—C group represented by the following general formula (3a) or (3b) at a ratio of 0.2 to 40 mol%, more preferably 0.25 to 30 mol%. It may be crosslinked intra- and / or intermolecularly.

Figure 2004190036
(式中、R3、R4は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R3とR4とは環を形成してもよく、環を形成する場合にはR3、R4は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R5は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、dは0又は1〜10の整数である。Aは、c価の炭素数1〜50の脂肪族もしくは脂環式飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基又はヘテロ環基を示し、これらの基はヘテロ原子を介在していてもよく、またその炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、アシル基又はフッ素原子によって置換されていてもよい。Bは−CO−O−、−NHCO−O−又は−NHCONH−を示す。cは2〜8、c’は1〜7の整数である。)
Figure 2004190036
(Wherein, R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Alternatively, R 3 and R 4 may form a ring, When a ring is formed, R 3 and R 4 represent a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and R 5 represents a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. And d is an integer of 0 or 1 to 10. A represents a c-valent aliphatic or alicyclic saturated hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group, May have a hetero atom interposed, and a part of the hydrogen atom bonded to the carbon atom may be substituted by a hydroxyl group, a carboxyl group, an acyl group or a fluorine atom. -, -NHCO-O- or -NHCONH-, where c is an integer of 2 to 8 and c 'is an integer of 1 to 7.)

ここで、炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基としては上述したものと同様のものを例示することができる。R5の炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、シクロへキシレン基、シクロペンチレン基等を例示することができる。なお、Aの具体例は後述する。この架橋基(3a)、(3b)は、後述するアルケニルエーテル化合物、ハロゲン化アルキルエーテル化合物に由来する。 Here, as the linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, the same as those described above can be exemplified. Examples of the linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 10 carbon atoms of R 5 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, an isopropylene group, an n-butylene group, an isobutylene group, a cyclohexylene group, and a cycloalkyl group. Pentylene groups and the like can be exemplified. A specific example of A will be described later. The crosslinking groups (3a) and (3b) are derived from alkenyl ether compounds and halogenated alkyl ether compounds described below.

架橋基は、上記式(3a)、(3b)のc’の値から明らかなように、2価に限られず、3価〜8価の基でもよい。例えば、2価の架橋基としては、下記式(3a’)、(3b’)、3価の架橋基としては、下記式(3a’’)、(3b’’)で示されるものが挙げられる。   As is clear from the value of c ′ in the above formulas (3a) and (3b), the crosslinking group is not limited to divalent, and may be a trivalent to octavalent group. For example, examples of the divalent crosslinking group include those represented by the following formulas (3a ′) and (3b ′), and examples of the trivalent crosslinking group include those represented by the following formulas (3a ″) and (3b ″). .

Figure 2004190036

なお、好ましい架橋基は下記一般式(3a’’’)又は(3b’’’)である。
Figure 2004190036

In addition, a preferable crosslinking group is the following general formula (3a "") or (3b "").

Figure 2004190036
(式中、R3、R4は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R3とR4とは環を形成してもよく、環を形成する場合にはR3、R4は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R5は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、dは0又は1〜5の整数である。A’は、c’’価の炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、アルキルトリイル基、アルキルテトライル基又は炭素数6〜30のアリーレン基を示し、これらの基はヘテロ原子を介在していてもよく、またその炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、アシル基又はフッ素原子によって置換されていてもよい。Bは−CO−O−、−NHCO−O−又は−NHCONH−を示す。c’’は2〜4、c’’’は1〜3の整数である。)
Figure 2004190036
(Wherein, R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Alternatively, R 3 and R 4 may form a ring, When a ring is formed, R 3 and R 4 represent a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and R 5 represents a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. And d is an integer of 0 or 1 to 5. A ′ is a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyltriyl group or an alkyltetrayl group having a c ″ valency. Or an arylene group having 6 to 30 carbon atoms, and these groups may have a hetero atom interposed, and a part of the hydrogen atoms bonded to the carbon atom is a hydroxyl group, a carboxyl group, an acyl group or a fluorine atom. B represents -CO-O-, -NHCO-O- or -NHCONH- C ″ is an integer of 2 to 4 and c ″ ′ is an integer of 1 to 3.)

本発明の高分子シリコーン化合物としては、下記一般式(1a)で示される繰り返し単位を有するものが好ましい。   As the polymer silicone compound of the present invention, those having a repeating unit represented by the following general formula (1a) are preferable.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

式中、R0は上述した酸不安定基を示す。p11+p12=p1で、p11≧0、p12>0であり、好ましくは0<p12/p1≦1、より好ましくは0.2≦p12/p1≦0.98、更に好ましくは0.3≦p12/p1≦0.95である。また、p41+p42=p4で、p41>0、p42≧0である。この場合、0<(p12+p42)/(p1+p4)≦1であることが好ましく、より好ましくは0.05≦(p12+p42)/(p1+p4)≦0.9、更に好ましくは0.1≦(p12+p42)/(p1+p4)≦0.8である。なお、Z、Z’、x、y、z、R1、R2、p1、p2、p3、p4は上記の通りである。 In the formula, R 0 represents the above-described acid labile group. p11 + p12 = p1, p11 ≧ 0, p12> 0, preferably 0 <p12 / p1 ≦ 1, more preferably 0.2 ≦ p12 / p1 ≦ 0.98, even more preferably 0.3 ≦ p12 / p1 ≤ 0.95. Also, p41 + p42 = p4, and p41> 0 and p42 ≧ 0. In this case, it is preferable that 0 <(p12 + p42) / (p1 + p4) ≦ 1, more preferably 0.05 ≦ (p12 + p42) / (p1 + p4) ≦ 0.9, and even more preferably 0.1 ≦ (p12 + p42) / (P1 + p4) ≦ 0.8. Incidentally, Z, Z ', x, y, z, R 1, R 2, p1, p2, p3, p4 are as defined above.

また、本発明のC−O−C基を有する架橋基を有する高分子シリコーン化合物の例としては、下記式(1b)〜(1e)で示されるものを挙げることができる。なお、下記の例は、x、y、zがそれぞれ1であるものの例であり、また式(1b)、(1d)の化合物は分子間結合、式(1c)、(1e)は分子内結合をしている状態を示すが、本発明は下記の例に制限されものではない。   Examples of the polymer silicone compound having a crosslinkable group having a C—O—C group of the present invention include those represented by the following formulas (1b) to (1e). The following examples are examples in which x, y, and z are each 1. Compounds of formulas (1b) and (1d) are intermolecular bonds, and formulas (1c) and (1e) are intramolecular bonds. However, the present invention is not limited to the following example.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

上記式において、QはC−O−C基を有する架橋基、典型的には上記式(3a)又は(3b)で示される架橋基、特に式(3a’)、(3b’)や(3a’’)、(3b’’)、好ましくは(3a’’’)、(3b’’’)で示される架橋基である。この場合、架橋基が3価以上の場合、上記式において、下記の単位の3個以上にQが結合したものとなる。   In the above formula, Q is a cross-linking group having a C—O—C group, typically a cross-linking group represented by the above formula (3a) or (3b), especially formulas (3a ′), (3b ′) and (3a). '') And (3b ''), preferably (3a '' ') and (3b' ''). In this case, when the crosslinking group is trivalent or more, in the above formula, Q is bonded to three or more of the following units.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

また、上記式(1b)〜(1e)において、p111+p112=p11、p411+p412=p41であり、0≦p112/p1≦0.5、0≦p412/p4≦0.5、0≦(p112+p412)/(p1+p4)≦0.5であることが好ましく、より好ましくは0.002≦p112/p1≦0.5、0≦p412/p4≦0.4、0.001≦(p112+p412)/(p1+p4)≦0.45であり、更に好ましくは0.0025≦p112/p1≦0.4、0≦p412/p4≦0.3、0.001≦(p112+p412)/(p1+p4)≦0.4である。また、(p12+p112+p42+p412)/(p1+p4)は0を超え1以下、より好ましくは0.05〜0.9、更に好ましくは0.1〜0.8である。   In the above formulas (1b) to (1e), p111 + p112 = p11, p411 + p412 = p41, and 0 ≦ p112 / p1 ≦ 0.5, 0 ≦ p412 / p4 ≦ 0.5, 0 ≦ (p112 + p412) / ( (p1 + p4) ≦ 0.5, more preferably 0.002 ≦ p112 / p1 ≦ 0.5, 0 ≦ p412 / p4 ≦ 0.4, 0.001 ≦ (p112 + p412) / (p1 + p4) ≦ 0 .45, more preferably 0.0025 ≦ p112 / p1 ≦ 0.4, 0 ≦ p412 / p4 ≦ 0.3, and 0.001 ≦ (p112 + p412) / (p1 + p4) ≦ 0.4. In addition, (p12 + p112 + p42 + p412) / (p1 + p4) is more than 0 and 1 or less, more preferably 0.05 to 0.9, and still more preferably 0.1 to 0.8.

なお、C−O−C基を有する架橋基の割合が0モル%となると、アルカリ溶解速度のコントラストが小さくなり、架橋基の長所を引き出すことができなくなり、解像度が悪くなる場合があり、一方、多すぎると架橋しすぎてゲル化し、アルカリに対して溶解性がなくなったり、アルカリ現像の際に膜厚変化や膜内応力又は気泡の発生を引き起こしたり、親水基が少なくなるために基板との密着性に劣る場合がある。   When the proportion of the crosslinking group having a C—O—C group is 0 mol%, the contrast of the alkali dissolution rate is reduced, and the advantages of the crosslinking group cannot be brought out, and the resolution may be deteriorated. If the amount is too large, it crosslinks too much and gels, loses its solubility in alkali, causes a change in film thickness or the occurrence of stress or bubbles in the film during alkali development, and reduces the number of hydrophilic groups and the substrate. May have poor adhesion.

また、酸不安定基の割合が0モル%になるとアルカリ溶解速度のコントラストが小さくなり、解像度が悪くなる。一方、多すぎるとアルカリに対する溶解性がなくなったり、アルカリ現像の際に現像液との親和性が低くなり、解像性が劣る場合がある。   On the other hand, when the proportion of the acid labile group is 0 mol%, the contrast of the alkali dissolution rate becomes small, and the resolution becomes poor. On the other hand, if the amount is too large, the solubility in alkali may be lost, or the affinity with a developing solution may be reduced during alkali development, resulting in poor resolution.

この場合、C−O−C基を有する架橋基及び酸不安定基はその値を上記範囲内で適宜選定することによりパターンの寸法制御、パターンの形状コントロールを任意に行うことができる。本発明の高分子シリコーン化合物において、C−O−C基を有する架橋基及び酸不安定基の含有量は、レジスト膜の溶解速度のコントラストに影響し、パターン寸法制御、パターン形状等のレジスト材料の特性にかかわるものである。   In this case, the size of the pattern and the shape of the pattern can be arbitrarily controlled by appropriately selecting the values of the crosslinking group having a C—O—C group and the acid labile group within the above ranges. In the polymer silicone compound of the present invention, the content of the crosslinking group having a C—O—C group and the acid labile group affects the contrast of the dissolution rate of the resist film, and controls the resist dimensions such as pattern dimension control and pattern shape. It is related to the characteristics of

ここで、上記高分子シリコーン化合物は分子内に2種以上の酸不安定基を持つものでもよく、異なる酸不安定基を持つ2種以上のポリマー同士をブレンドしてもよい。   Here, the high molecular silicone compound may have two or more acid labile groups in the molecule, or may blend two or more polymers having different acid labile groups.

この場合、上述した式(1a)〜(1e)において、下記の酸不安定基を有する単位(u−1)、(u−2)としては、特に下記の基(u−1’)、(u−2’)であることが好ましい。   In this case, in the above formulas (1a) to (1e), as the units (u-1) and (u-2) having the following acid labile groups, the following groups (u-1 ′), u-2 ′).

Figure 2004190036
Figure 2004190036

上記式中、p121+p122=p12であり、p121/p12は0〜1であり、より好ましくは0.05〜1、更に好ましくは0.1〜1である。また、p421+p422=p42であり、p421/p42は0〜1であり、より好ましくは0.05〜1、更に好ましくは0.1〜1であるが、(p121+p421)/(p12+p42)は0〜1であり、より好ましくは0.05〜1、更に好ましくは0.1〜1である。   In the above formula, p121 + p122 = p12, and p121 / p12 is 0 to 1, more preferably 0.05 to 1, and still more preferably 0.1 to 1. Also, p421 + p422 = p42, and p421 / p42 is from 0 to 1, more preferably from 0.05 to 1, and even more preferably from 0.1 to 1, (p121 + p421) / (p12 + p42) is from 0 to 1. And more preferably 0.05 to 1, and still more preferably 0.1 to 1.

本発明の高分子シリコーン化合物は、重量平均分子量が1,000〜50,000、好ましくは1,500〜30,000である。重量平均分子量が1,000に満たないとレジスト材料が耐熱性に劣るものとなり、50,000を超えるとレジスト材料をスピンコートするとき均一に塗布することができなくなる。   The polymer silicone compound of the present invention has a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000, preferably 1,500 to 30,000. When the weight average molecular weight is less than 1,000, the resist material has poor heat resistance, and when it exceeds 50,000, the resist material cannot be uniformly applied when spin-coated.

次に、本発明の高分子シリコーン化合物の製造方法について説明すると、この高分子シリコーン化合物はカルボン酸アルキルエステル基が結合した2価〜6価の炭素数5〜12の非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基を有するトリクロロシラン化合物及びアルキルカルボニルオキシ基が結合した2価〜6価の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基、又は炭素数3〜20の非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基を有するトリクロロシラン化合物、更に必要に応じて直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を有するトリクロロシラン化合物を加水分解し、加水分解縮合物を更に熱縮合した後、アルキルエステル基及びアルキルカルボニルオキシ基を一般的な方法によって加水分解(KOH、NaOH等)して下記式(1’)の高分子シリコーン化合物を得ることができる。なお、保存安定性を考慮して主鎖末端のシラノール基を保護するためにトリメチルシリル化することが好ましい。得られた高分子シリコーン化合物のカルボキシル基に酸不安定基を導入し、目的とする高分子シリコーン化合物を得ることができる。またはカルボキシル基及び水酸基にR0の酸不安定基、R1の基を導入したり、架橋基を導入することによって目的とする高分子シリコーン化合物を得ることができる。なお、R1の基の導入は常法によって行うことができ、例えば、R1が一般式(2a)で表されるようなエステル構造の場合は、酸触媒を用いた脱水反応による合成法、トリフルオロ酢酸無水物やジシクロヘキシルカルボジイミド等を用いた活性エステルを経由する方法、アゾジカルボン酸ジエチル等を用いたアルコールを活性化する方法、それにジアゾアルカン等のO−アルキル化剤を用いる方法が挙げられる。 Next, the method for producing the high molecular silicone compound of the present invention will be described. The high molecular silicone compound is a divalent to hexavalent non-aromatic monocyclic monocyclic ring having 5 to 12 carbon atoms to which a carboxylic acid alkyl ester group is bonded. A trichlorosilane compound having a formula or polycyclic hydrocarbon group or a bridged cyclic hydrocarbon group, and a divalent to hexavalent linear or branched C1-C20 hydrocarbon having an alkylcarbonyloxy group bonded thereto Group, or a trichlorosilane compound having a non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group or a bridged cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and further, if necessary, linear, branched or After hydrolyzing a trichlorosilane compound having a cyclic alkyl group and further thermally condensing the hydrolyzed condensate, the alkyl ester group and the alkylcarbonyloxy group are converted by a general method. It is possible to obtain a high molecular silicone compounds of formula (1 ') is hydrolyzed (KOH, NaOH, etc.) Te. Note that trimethylsilylation is preferable in order to protect the silanol group at the terminal of the main chain in consideration of storage stability. By introducing an acid labile group into the carboxyl group of the obtained high molecular silicone compound, the desired high molecular silicone compound can be obtained. Alternatively, a polymer silicone compound of interest can be obtained by introducing an acid labile group of R 0 or a group of R 1 into a carboxyl group and a hydroxyl group, or by introducing a crosslinking group. The introduction of the group of R 1 can be performed by a conventional method. For example, when R 1 has an ester structure represented by the general formula (2a), a synthesis method by a dehydration reaction using an acid catalyst, Examples include a method using an active ester using trifluoroacetic anhydride or dicyclohexylcarbodiimide, a method for activating an alcohol using diethyl azodicarboxylate, and a method using an O-alkylating agent such as diazoalkane. .

一方、R1が一般式(2b)で表されるようなアミド構造の場合は、ジシクロヘキシルカルボジイミドやN−エチル−N’−3−ジメチルアミノプロピルカルボジイミド等の縮合剤を用いる方法や活性エステルであるp−ニトロフェニルエステルを経由する方法、それにペプチドヒドラジドを経由するアジド法が挙げられる。 On the other hand, when R 1 has an amide structure represented by the general formula (2b), a method using a condensing agent such as dicyclohexylcarbodiimide or N-ethyl-N′-3-dimethylaminopropylcarbodiimide or an active ester is used. Examples include a method via p-nitrophenyl ester and an azide method via peptide hydrazide.

Figure 2004190036

(式中、Z、Z’、R2、p1、p2、p3、p4、x、zは上記と同様の意味を示す。)
Figure 2004190036

(In the formula, Z, Z ′, R 2 , p1, p2, p3, p4, x, and z have the same meaning as described above.)

ここで、酸不安定基の導入は公知の方法によって行うことができる。また、C−O−C基を有する架橋基により架橋させる方法は、アルケニルエーテル化合物又はハロゲン化アルキルエーテル化合物を使用する方法を挙げることができる。   Here, the introduction of the acid labile group can be performed by a known method. Examples of the method for crosslinking with a crosslinking group having a C—O—C group include a method using an alkenyl ether compound or a halogenated alkyl ether compound.

即ち、C−O−C基を有する架橋基を持つ本発明の高分子シリコーン化合物を製造する方法としては、上記の重合方法により得られた高分子シリコーン化合物(1’)のカルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基に一般式(4)で示される酸不安定基を導入し、単離後、アルケニルエーテル化合物もしくはハロゲン化アルキルエーテル化合物との反応により分子内及び/又は分子間でC−O−C基を有する架橋基により架橋させる方法、或いはアルケニルエーテル化合物もしくはハロゲン化アルキルエーテル化合物との反応により分子内及び/又は分子間でC−O−Cで示される基により架橋させ、単離後、一般式(4)で示される酸不安定基を導入する方法、或いはアルケニルエーテル化合物もしくはハロゲン化アルキルエーテル化合物との反応と一般式(4)で示される酸不安定基の導入を一括に行う方法が挙げられるが、アルケニルエーテル化合物もしくはハロゲン化アルキルエーテル化合物との反応と一般式(4)で示される酸不安定基の導入を一括に行う方法が好ましい。また、これによって得られた高分子シリコーン化合物に、必要に応じて一般式(5)で示される酸不安定基、三級アルキル基、トリアルキルシリル基、オキソアルキル基等の導入を行うことも可能である。   That is, the method for producing the polymer silicone compound of the present invention having a crosslinkable group having a C—O—C group includes the carboxyl group or carboxyl group of the polymer silicone compound (1 ′) obtained by the above polymerization method. And an acid labile group represented by the general formula (4) is introduced into a hydroxyl group, and after isolation, is reacted with an alkenyl ether compound or a halogenated alkyl ether compound to form a C—O—C group within and / or between molecules. Or a reaction with an alkenyl ether compound or a halogenated alkyl ether compound, whereby the compound is cross-linked by a group represented by C—O—C within a molecule and / or between molecules, and isolated, and then subjected to the general formula (4) a method for introducing an acid labile group, or an alkenyl ether compound or a halogenated alkyl ether compound The reaction with an alkenyl ether compound or a halogenated alkyl ether compound and the reaction with an acid represented by the general formula (4) may be performed simultaneously. A method in which unstable groups are introduced at once is preferable. Further, an acid labile group, a tertiary alkyl group, a trialkylsilyl group, an oxoalkyl group, or the like represented by the general formula (5) may be introduced into the polymer silicone compound obtained as needed. It is possible.

具体的には、第1方法として、上記式(1’)で示される繰り返し単位を有する高分子シリコーン化合物と、下記一般式(I)又は(II)で示されるアルケニルエーテル化合物と、下記一般式(4a)で示される化合物を用いる方法、第2方法として、上記式(1’)で示される繰り返し単位を有する高分子シリコーン化合物と、下記一般式(VII)又は(VIII)で示されるハロゲン化アルキルエーテル化合物と、下記一般式(4b)で示される化合物を用いる方法が挙げられる。   Specifically, as a first method, a polymer silicone compound having a repeating unit represented by the above formula (1 ′), an alkenyl ether compound represented by the following general formula (I) or (II), As a second method using the compound represented by (4a), a polymer silicone compound having a repeating unit represented by the above formula (1 ′) and a halogenated compound represented by the following general formula (VII) or (VIII) A method using an alkyl ether compound and a compound represented by the following general formula (4b) is exemplified.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

ここで、Z、Z’、R2、p1、p2、p3、p4、x、z及びR4、R5、R7、R8は上記と同様の意味を示し、また、R3a、R6aは水素原子又は炭素数1〜7の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。 Here, Z, Z ′, R 2 , p 1, p 2 , p 3, p 4, x, z and R 4 , R 5 , R 7 , R 8 have the same meaning as described above, and R 3a , R 6a Represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 7 carbon atoms.

更に、式(I)又は(II)で示されるビニルエーテル化合物において、Aはc価(cは2〜8を示す)の炭素数1〜50の脂肪族もしくは脂環式飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基又はヘテロ環基を示し、Bは−CO−O−、−NHCOO−又は−NHCONH−を示し、R5は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示し、dは0又は1〜10の整数を示す。 Further, in the vinyl ether compound represented by the formula (I) or (II), A is an aliphatic or alicyclic saturated hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms having a c value (c represents 2 to 8), or an aromatic group. a hydrocarbon group or heterocyclic group, B is -CO-O -, - NHCOO- or -NHCONH- indicates, R 5 is a straight or branched alkylene of 1 to 10 carbon atoms, d Represents 0 or an integer of 1 to 10.

具体的には、Aのc価の脂肪族もしくは脂環式飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基としては、好ましくは炭素数1〜50、特に1〜40のO、NH、N(CH3)、S、SO2等のヘテロ原子が介在してもよい非置換又は水酸基、カルボキシル基、アシル基又はフッ素原子置換のアルキレン基、好ましくは炭素数6〜50、特に6〜40のアリーレン基、これらアルキレン基とアリーレン基とが結合した基、上記各基の炭素原子に結合した水素原子が脱離したc’’価(c’’は3〜8の整数)の基が挙げられ、更にc価のヘテロ環基、このヘテロ環基と上記炭化水素基とが結合した基などが挙げられる。 Specifically, as the c-valent aliphatic or alicyclic saturated hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group of A, preferably, C, 1 to 50, particularly 1 to 40 O, NH, N (CH 3 ), An unsubstituted or hydroxyl group, a carboxyl group, an acyl group or a fluorine atom-substituted alkylene group which may be intervened with a hetero atom such as S or SO 2 , preferably an arylene group having 6 to 50, particularly 6 to 40, carbon atoms; A group in which an alkylene group and an arylene group are bonded, and a group having a c ″ value (c ″ is an integer of 3 to 8) in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom of each of the above groups is eliminated. And a group in which the heterocyclic group is bonded to the hydrocarbon group.

具体的に例示すると、Aとして下記のものが挙げられる。   Specific examples include the following.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

一般式(I)で示される化合物は、例えば、Stephen.C.Lapin,Polymers Paint Colour Journal.179(4237)、321(1988)に記載されている方法、即ち多価アルコールもしくは多価フェノールとアセチレンとの反応、又は多価アルコールもしくは多価フェノールとハロゲン化アルキルビニルエーテルとの反応により合成することができる。   The compound represented by the general formula (I) is described, for example, in Stephen. C. Lapin, Polymers Paint Color Journal Journal. 179 (4237) and 321 (1988), that is, by a reaction between a polyhydric alcohol or a polyhydric phenol and acetylene, or a reaction between a polyhydric alcohol or a polyhydric phenol and a halogenated alkyl vinyl ether. Can be.

式(I)の化合物の具体例として、エチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、1,2−プロパンジオールジビニルエーテル、1,3−プロパンジオールジビニルエーテル、1,3−ブタンジオールジビニルエーテル、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル、テトラメチレングリコールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、トリメチロールエタントリビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、1,4−シクロヘキサンジオールジビニルエーテル、テトラエチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ソルビトールテトラビニルエーテル、ソルビトールペンタビニルエーテル、エチレングリコールジエチレンビニルエーテル、トリエチレングリコールジエチレンビニルエーテル、エチレングリコールジプロピレンビニルエーテル、トリエチレングリコールジエチレンビニルエーテル、トリメチロールプロパントリエチレンビニルエーテル、トリメチロールプロパンジエチレンビニルエーテル、ペンタエリスリトールジエチレンビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリエチレンビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラエチレンビニルエーテル並びに以下の式(I−1)〜(I−31)で示される化合物を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the compound of the formula (I) include ethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, 1,2-propanediol divinyl ether, 1,3-propanediol divinyl ether, 1,3-butanediol divinyl ether, 1,4-butanediol divinyl ether, tetramethylene glycol divinyl ether, neopentyl glycol divinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, trimethylolethane trivinyl ether, hexanediol divinyl ether, 1,4-cyclohexanediol divinyl ether, tetraethylene glycol divinyl Vinyl ether, pentaerythritol divinyl ether, pentaerythritol trivinyl ether, pentaerythritol tetrabi Ether, sorbitol tetravinyl ether, sorbitol pentavinyl ether, ethylene glycol diethylene vinyl ether, triethylene glycol diethylene vinyl ether, ethylene glycol dipropylene vinyl ether, triethylene glycol diethylene vinyl ether, trimethylolpropane triethylene vinyl ether, trimethylolpropane diethylene vinyl ether, pentaerythritol diethylene vinyl ether Pentaerythritol triethylene vinyl ether, pentaerythritol tetraethylene vinyl ether, and the compounds represented by the following formulas (I-1) to (I-31), but are not limited thereto.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

一方、Bが−CO−O−の場合の上記一般式(II)で示される化合物は、多価カルボン酸とハロゲン化アルキルビニルエーテルとの反応により製造することができる。Bが−CO−O−の場合の式(II)で示される化合物の具体例としては、テレフタル酸ジエチレンビニルエーテル、フタル酸ジエチレンビニルエーテル、イソフタル酸ジエチレンビニルエーテル、フタル酸ジプロピレンビニルエーテル、テレフタル酸ジプロピレンビニルエーテル、イソフタル酸ジプロピレンビニルエーテル、マレイン酸ジエチレンビニルエーテル、フマル酸ジエチレンビニルエーテル、イタコン酸ジエチレンビニルエーテル等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。   On the other hand, when B is -CO-O-, the compound represented by the general formula (II) can be produced by reacting a polyvalent carboxylic acid with a halogenated alkyl vinyl ether. Specific examples of the compound represented by the formula (II) when B is -CO-O- include diethylene vinyl ether terephthalate, diethylene vinyl ether phthalate, diethylene vinyl ether isophthalate, dipropylene vinyl ether phthalate, and dipropylene vinyl ether terephthalate. Diethylene vinyl ether isophthalate, diethylene vinyl ether maleate, diethylene vinyl ether fumarate, diethylene vinyl ether itaconate, and the like, but are not limited thereto.

更に、本発明において好適に用いられるアルケニルエーテル基含有化合物としては、下記一般式(III)、(IV)又は(V)等で示される活性水素を有するアルケニルエーテル化合物とイソシアナート基を有する化合物との反応により合成されるアルケニルエーテル基含有化合物を挙げることができる。   Further, the alkenyl ether group-containing compound preferably used in the present invention includes an alkenyl ether compound having an active hydrogen represented by the following general formula (III), (IV) or (V) and a compound having an isocyanate group. And the alkenyl ether group-containing compound synthesized by the above reaction.

Figure 2004190036

(R3a、R4、R5は上記と同様の意味を示す。)
Figure 2004190036

(R 3a , R 4 and R 5 have the same meaning as described above.)

Bが−NHCOO−又は−NHCONH−の場合の上記一般式(II)で示されるイソシアナート基を有する化合物としては、例えば架橋剤ハンドブック(大成社刊、1981年発行)に記載の化合物を用いることができる。具体的には、トリフェニルメタントリイソシアナート、ジフェニルメタンジイソシアナート、トリレンジイソシアナート、2,4−トリレンジイソシアナートの二量体、ナフタレン−1,5−ジイソシアナート、o−トリレンジイソシアナート、ポリメチレンポリフェニルイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート等のポリイソシアナート型、トリレンジイソシアナートとトリメチロールプロパンの付加体、ヘキサメチレンジイソシアナートと水との付加体、キシレンジイソシアナートとトリメチロールプロパンとの付加体等のポリイソシアナートアダクト型等を挙げることができる。上記イソシアナート基含有化合物と活性水素含有アルケニルエーテル化合物とを反応させることにより末端にアルケニルエーテル基を持つ種々の化合物ができる。このような化合物として以下の式(II−1)〜(II−11)で示されるものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。   When B is -NHCOO- or -NHCONH-, as the compound having an isocyanate group represented by the above general formula (II), for example, a compound described in a crosslinking agent handbook (published by Taiseisha, 1981) may be used. Can be. Specifically, triphenylmethane triisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, dimer of 2,4-tolylene diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, o-tolylene diisocyanate Polyisocyanate type such as nate, polymethylene polyphenyl isocyanate, hexamethylene diisocyanate, adduct of tolylene diisocyanate and trimethylol propane, adduct of hexamethylene diisocyanate and water, xylene diisocyanate Examples thereof include polyisocyanate adducts such as adducts with trimethylolpropane. By reacting the above-mentioned isocyanate group-containing compound with an active hydrogen-containing alkenyl ether compound, various compounds having an alkenyl ether group at a terminal can be obtained. Examples of such compounds include, but are not limited to, those represented by the following formulas (II-1) to (II-11).

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

上記第1方法においては、C−O−C基を有する架橋基で架橋された高分子シリコーン化合物を得る場合、重量平均分子量が1,000〜50,000であり、好ましくは一般式(1’)で示される高分子化合物のカルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基の1モルに対してp112+p412モルの一般式(I)、(II)で示されるアルケニルエーテル化合物及びp12+p42モルの一般式(4a)で示される化合物を反応させて、例えば下記一般式(3a’−1)、(3a’−2)で示される高分子化合物を得ることができる。   In the first method, when a high molecular silicone compound cross-linked by a cross-linking group having a C—O—C group is obtained, the weight-average molecular weight is 1,000 to 50,000, and preferably the general formula (1 ′) ), The alkenyl ether compound represented by the general formula (I) or (II) having p112 + p412 mol and the general formula (4a) having p12 + p42 mol per mol of the carboxyl group or the carboxyl group and the hydroxyl group of the polymer compound represented by the formula (4a). By reacting the compounds, for example, polymer compounds represented by the following general formulas (3a'-1) and (3a'-2) can be obtained.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

第1の方法において、反応溶媒としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、酢酸エチル等の非プロトン性極性溶媒が好ましく、単独でも2種以上混合して使用してもかまわない。   In the first method, the reaction solvent is preferably an aprotic polar solvent such as dimethylformamide, dimethylacetamide, tetrahydrofuran, or ethyl acetate, and may be used alone or as a mixture of two or more.

触媒の酸としては、塩酸、硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩等が好ましく、その使用量は反応する一般式(1’)で示される高分子化合物のカルボキシル基の1モルに対して0.1〜10モル%であることが好ましい。   As the acid of the catalyst, hydrochloric acid, sulfuric acid, trifluoromethanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, trifluoroacetic acid, pyridinium p-toluenesulfonate and the like are preferably used. It is preferable that the amount is 0.1 to 10 mol% based on 1 mol of the carboxyl group of the polymer compound represented by ').

反応温度としては−20〜100℃、好ましくは0〜60℃であり、反応時間としては0.2〜100時間、好ましくは0.5〜20時間である。   The reaction temperature is −20 to 100 ° C., preferably 0 to 60 ° C., and the reaction time is 0.2 to 100 hours, preferably 0.5 to 20 hours.

上記反応を単離せずに一括して行う場合、一般式(I)又は(II)で示されるアルケニルエーテル化合物と一般式(4a)で示される化合物を添加する順序は特に限定されないが、初めに一般式(4a)で示される化合物を添加し、反応が十分進行した後に一般式(I)又は(II)で示されるアルケニルエーテル化合物を添加するのが好ましい。例えば一般式(I)又は(II)で示されるアルケニルエーテル化合物と一般式(4a)で示される化合物を同時に添加したり、一般式(I)又は(II)で示されるアルケニルエーテル化合物を先に添加した場合には、一般式(I)又は(II)で示されるアルケニルエーテル化合物の反応点の一部が反応系中の水分により加水分解され、生成した高分子化合物の構造が複雑化し、物性の制御が困難となる場合がある。   When the above reaction is carried out collectively without isolation, the order of adding the alkenyl ether compound represented by the general formula (I) or (II) and the compound represented by the general formula (4a) is not particularly limited. It is preferable to add the compound represented by the general formula (4a) and, after the reaction has sufficiently proceeded, add the alkenyl ether compound represented by the general formula (I) or (II). For example, the alkenyl ether compound represented by the general formula (I) or (II) and the compound represented by the general formula (4a) are added simultaneously, or the alkenyl ether compound represented by the general formula (I) or (II) is added first. When added, some of the reaction points of the alkenyl ether compound represented by the general formula (I) or (II) are hydrolyzed by moisture in the reaction system, and the structure of the resulting polymer compound becomes complicated, Control may be difficult.

Figure 2004190036

(式中、Z、Z’、R2、p1、p2、p3、p4、x、z及びR5、R6a、R7、R8、c、dはそれぞれ上記と同様の意味を示し、Dはハロゲン原子(Cl、Br又はI)である。)
Figure 2004190036

(Wherein, Z, Z ′, R 2 , p1, p2, p3, p4, x, z, and R 5 , R 6a , R 7 , R 8 , c, and d each have the same meaning as described above; Is a halogen atom (Cl, Br or I).

なお、上記式(VI)、(VII)の化合物や式(4b)の化合物は、上記式(I)、(II)の化合物や式(4a)の化合物に塩化水素、臭化水素又はヨウ化水素を反応させることにより得ることができる。   The compounds of the formulas (VI) and (VII) and the compound of the formula (4b) can be obtained by adding the compound of the formulas (I) and (II) and the compound of the formula (4a) to hydrogen chloride, hydrogen bromide or iodide. It can be obtained by reacting hydrogen.

上記第2方法は、架橋高分子シリコーン化合物を得る場合、重量平均分子量が1,000〜500,000の上記一般式(1’)で示される繰り返し単位を有する高分子化合物のカルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基の1モルに対してp112+p412モルの一般式(VI)又は(VII)で示されるハロゲン化アルキルエーテル化合物及びp12+p42モルの一般式(4b)で示される化合物を反応させて、例えば上記式(3a’−1)、(3a’−2)で示される高分子化合物を得ることができる。   In the second method, when a crosslinked high molecular silicone compound is obtained, a carboxyl group or a carboxyl group of a high molecular compound having a repeating unit represented by the above general formula (1 ′) having a weight average molecular weight of 1,000 to 500,000 is used. And the halogenated alkyl ether compound represented by the general formula (VI) or (VII) (p112 + p412 mol) and the compound represented by the general formula (4b) (p12 + p42 mol) with respect to 1 mol of the hydroxyl group are reacted with, for example, the above-mentioned formula ( Polymer compounds represented by 3a'-1) and (3a'-2) can be obtained.

上記製造方法は、溶媒中において塩基の存在下で行うことが好ましい。反応溶媒としては、アセトニトリル、アセトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒が好ましく、単独でも2種以上混合して使用してもかまわない。   The above production method is preferably carried out in a solvent in the presence of a base. The reaction solvent is preferably an aprotic polar solvent such as acetonitrile, acetone, dimethylformamide, dimethylacetamide, tetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, etc., and may be used alone or as a mixture of two or more.

塩基としては、トリエチルアミン、ピリジン、ジイソプロピルアミン、炭酸カリウム等が好ましく、その使用量は反応する一般式(1’)で示される高分子化合物のカルボキシル基の1モルに対して1モル倍以上、特に5モル倍以上であることが好ましい。   As the base, triethylamine, pyridine, diisopropylamine, potassium carbonate and the like are preferable. The amount of the base to be used is 1 mol or more, especially 1 mol, per 1 mol of the carboxyl group of the polymer compound represented by the general formula (1 ′). It is preferably at least 5 mole times.

反応温度としては−50〜100℃、好ましくは0〜60℃であり、反応時間としては0.5〜100時間、好ましくは1〜20時間である。   The reaction temperature is -50 to 100C, preferably 0 to 60C, and the reaction time is 0.5 to 100 hours, preferably 1 to 20 hours.

なお、上述したように、式(1’)で示される繰り返し単位を有する高分子化合物又はそのカルボキシル基の一部をCOR1基に置換した高分子化合物に式(4a)又は(4b)の化合物を反応させて、得られた酸不安定基を有する化合物、例えば下記式(1’’)で示される化合物を得た後、これを単離し、次いで式(I)、(II)或いは(VI)、(VII)で示される化合物を用いて架橋を行うようにしてもよい。 As described above, the polymer compound having the repeating unit represented by the formula (1 ′) or the polymer compound in which a part of the carboxyl group is substituted with a COR 1 group is used as the compound of the formula (4a) or (4b). To obtain a compound having an acid labile group, for example, a compound represented by the following formula (1 ″), which is isolated, and then isolated from the compound represented by the formula (I), (II) or (VI). ) And (VII) may be used for crosslinking.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

上記第1又は第2方法により得られた例えば式(3a’−1)、(3a’−2)で示されるような高分子化合物に、必要に応じて元の一般式(1’)で示される高分子化合物のカルボキシル基の1モルに対してp122+p422モルの二炭酸ジアルキル化合物、アルコキシカルボニルアルキルハライド等を反応させて一般式(5)で示される酸不安定基を導入したり、三級アルキルハライド、トリアルキルシリルハライド、オキソアルキル化合物等を反応させて、例えば一般式(3b’−1)、(3b’−2)で示される高分子化合物を得ることができる。   The polymer represented by the formula (3a'-1) or (3a'-2) obtained by the above first or second method may, if necessary, be represented by the original formula (1 '). P122 + p422 mol of a dialkyl dicarbonate compound, an alkoxycarbonylalkyl halide or the like is reacted with 1 mol of the carboxyl group of the polymer compound to introduce an acid labile group represented by the general formula (5), By reacting a halide, a trialkylsilyl halide, an oxoalkyl compound, or the like, a polymer compound represented by, for example, general formulas (3b′-1) and (3b′-2) can be obtained.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

上記式(5)の酸不安定基の導入方法は、溶媒中において塩基の存在下で行うことが好ましい。   The method for introducing the acid labile group of the above formula (5) is preferably carried out in a solvent in the presence of a base.

反応溶媒としては、アセトニトリル、アセトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒が好ましく、単独でも2種以上混合して使用してもかまわない。   The reaction solvent is preferably an aprotic polar solvent such as acetonitrile, acetone, dimethylformamide, dimethylacetamide, tetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, etc., and may be used alone or as a mixture of two or more.

塩基としては、トリエチルアミン、ピリジン、イミダゾール、ジイソプロピルアミン、炭酸カリウム等が好ましく、その使用量は元の一般式(1’)で示される高分子化合物のカルボキシル基の1モルに対して1モル倍以上、特に5モル倍以上であることが好ましい。   As the base, triethylamine, pyridine, imidazole, diisopropylamine, potassium carbonate and the like are preferable, and the amount of the base used is 1 mole or more per 1 mole of the carboxyl group of the polymer compound represented by the general formula (1 ′). In particular, it is preferably at least 5 mol times.

反応温度としては0〜100℃、好ましくは0〜60℃である。反応時間としては0.2〜100時間、好ましくは1〜10時間である。   The reaction temperature is 0-100 ° C, preferably 0-60 ° C. The reaction time is 0.2 to 100 hours, preferably 1 to 10 hours.

二炭酸ジアルキル化合物としては二炭酸ジ−tert−ブチル、二炭酸ジ−tert−アミル等が挙げられ、アルコキシカルボニルアルキルハライドとしてはtert−ブトキシカルボニルメチルクロライド、tert−アミロキシカルボニルメチルクロライド、tert−ブトキシカルボニルメチルブロマイド、tert−ブトキシカルボニルエチルクロライド等が挙げられ、トリアルキルシリルハライドとしてはトリメチルシリルクロライド、トリエチルシリルクロライド、ジメチル−tert−ブチルシリルクロライド等が挙げられる。   Examples of the dialkyl dicarbonate compound include di-tert-butyl dicarbonate and di-tert-amyl dicarbonate. Examples of the alkoxycarbonylalkyl halide include tert-butoxycarbonylmethyl chloride, tert-amyloxycarbonylmethyl chloride, and tert-butoxy. Examples include carbonylmethyl bromide and tert-butoxycarbonylethyl chloride, and examples of the trialkylsilyl halide include trimethylsilyl chloride, triethylsilyl chloride, and dimethyl-tert-butylsilyl chloride.

また、上記第1又は第2の方法により得られた一般式(3a’−1)、(3a’−2)で示される高分子化合物に、必要に応じて元の一般式(1’)で示される高分子化合物のカルボキシル基の1モルに対してp12+p42モルの三級アルキル化剤、オキソアルキル化合物を反応させて三級アルキル化又はオキソアルキル化することができる。   The polymer compound represented by the general formula (3a′-1) or (3a′-2) obtained by the above first or second method may be added with the original general formula (1 ′) as necessary. The tertiary alkylation or oxoalkylation can be carried out by reacting p12 + p42 mol of a tertiary alkylating agent and an oxoalkyl compound with respect to 1 mol of the carboxyl group of the polymer compound shown.

上記方法は、溶媒中において酸の存在下で行うことが好ましい。
反応溶媒としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、酢酸エチル等の非プロトン性極性溶媒が好ましく、単独でも2種以上混合して使用してもかまわない。
The above method is preferably performed in a solvent in the presence of an acid.
As the reaction solvent, aprotic polar solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, tetrahydrofuran, and ethyl acetate are preferable, and they may be used alone or as a mixture of two or more.

触媒の酸としては、塩酸、硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩等が好ましく、その使用量は元の一般式(1’)で示される高分子合物のカルボキシル基の1モルに対して0.1〜10モル%であることが好ましい。   As the acid for the catalyst, hydrochloric acid, sulfuric acid, trifluoromethanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, pyridinium p-toluenesulfonate and the like are preferable, and the amount of use is represented by the general formula (1 ′). It is preferably 0.1 to 10 mol% with respect to 1 mol of the carboxyl group of the polymer compound to be obtained.

反応温度としては−20〜100℃、好ましくは0〜60℃であり、反応時間としては0.2〜100時間、好ましくは0.5〜20時間である。   The reaction temperature is −20 to 100 ° C., preferably 0 to 60 ° C., and the reaction time is 0.2 to 100 hours, preferably 0.5 to 20 hours.

三級アルキル化剤としてはイソブテン、2−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテン等が挙げられ、オキソアルキル化合物としてはα−アンジェリカラクトン、2−シクロヘキセン−1−オン、5,6−ジヒドロ−2H−ピラン−2−オン等が挙げられる。   Examples of the tertiary alkylating agent include isobutene, 2-methyl-1-butene, and 2-methyl-2-butene. Examples of the oxoalkyl compound include α-angelicalactone, 2-cyclohexen-1-one, and 5,6. -Dihydro-2H-pyran-2-one and the like.

なお、一般式(3a’−1)、(3a’−2)で示される高分子化合物を経由せずに直接下記一般式(3c’−1)又は(3c’−2)で示される繰り返し単位を有する高分子化合物に一般式(5)で示される酸不安定基、三級アルキル基、トリアルキルシリル基、オキソアルキル基等を導入後、必要に応じて一般式(4)で示される酸不安定基を導入することもできる。   The repeating unit represented by the following general formula (3c'-1) or (3c'-2) directly without passing through the polymer compound represented by the general formula (3a'-1) or (3a'-2) After introducing an acid labile group represented by the general formula (5), a tertiary alkyl group, a trialkylsilyl group, an oxoalkyl group or the like into the polymer compound having the general formula (5), the acid represented by the general formula (4) is added as necessary. Unstable groups can also be introduced.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

本発明の高分子化合物において、R2の酸不安定基としては1種に限られず、2種以上を導入することができる。この場合、式(1’)の高分子化合物の全水酸基1モルに対してp41モルの酸不安定基を上記のようにして導入した後、これと異なる酸不安定基を上記と同様の方法でp42モル導入することによって、かかる酸不安定基を2種又は適宜かかる操作を繰り返してそれ以上導入した高分子化合物を得ることができる。 In the polymer compound of the present invention, the acid labile group of R 2 is not limited to one type, and two or more types can be introduced. In this case, after introducing p41 mol of the acid labile group per 1 mol of the total hydroxyl groups of the polymer compound of the formula (1 ′) as described above, a different acid labile group is introduced in the same manner as described above. By introducing p42 mol of the above, a polymer compound in which two or more such acid labile groups are introduced, or by repeating such an operation appropriately, can be obtained.

本発明の高分子シリコーン化合物は、レジスト材料のベースポリマーとして有効であり、本発明のレジスト材料は、この高分子シリコーン化合物をベースポリマーとして含有するものである。この場合、レジスト材料としてはポジ型であってもネガ型であってもよいが、特に化学増幅型であることが好ましい。このようなレジスト材料としては、
(A)有機溶剤、
(B)ベース樹脂として上記高分子シリコーン化合物、
(C)酸発生剤、更に必要により、
(D)溶解制御剤、
(E)塩基性化合物、
(F)分子内に≡C−COOHで示される基を有する化合物、
(G)アセチレンアルコール誘導体を含む化学増幅ポジ型レジスト材料、
或いは、
(A)有機溶剤、
(B)ベース樹脂として上記高分子シリコーン化合物、
(C)酸発生剤、
(H)酸の作用によって架橋する化合物
を含む化学増幅ネガ型レジスト材料を挙げることができる。
The polymeric silicone compound of the present invention is effective as a base polymer of a resist material, and the resist material of the present invention contains the polymeric silicone compound as a base polymer. In this case, the resist material may be a positive type or a negative type, but is preferably a chemically amplified type. As such a resist material,
(A) an organic solvent,
(B) the above polymer silicone compound as a base resin,
(C) an acid generator and, if necessary,
(D) a dissolution controlling agent,
(E) a basic compound,
(F) a compound having a group represented by ≡C-COOH in the molecule,
(G) a chemically amplified positive resist material containing an acetylene alcohol derivative;
Or,
(A) an organic solvent,
(B) the above polymer silicone compound as a base resin,
(C) an acid generator,
(H) A chemically amplified negative resist material containing a compound which is crosslinked by the action of an acid can be used.

ここで、本発明で使用される(A)成分の有機溶剤としては、酸発生剤、ベース樹脂、溶解制御剤等が溶解可能な有機溶媒であればいずれでもよい。このような有機溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、メチル−2−n−アミルケトン等のケトン類、3−メトキシブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール等のアルコール類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチ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、エチ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ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、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、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、3−メ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、酢酸tert−ブチル、プロピオン酸tert−ブチル、プロピレングリコール−モノ−tert−ブチルエーテルアセテート等のエステル類が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を混合して使用することができるが、これらに限定されるものではない。本発明では、これらの有機溶剤の中でもレジスト成分中の酸発生剤の溶解性が最も優れているジエチレングリコールジメチルエーテルや1−エトキシ−2−プロパノールの他、安全溶剤であるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びその混合溶剤が好ましく使用される。   Here, the organic solvent of the component (A) used in the present invention may be any organic solvent that can dissolve the acid generator, the base resin, the dissolution controlling agent and the like. Examples of such an organic solvent include ketones such as cyclohexanone and methyl-2-n-amyl ketone, 3-methoxybutanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2. Alcohols such as propanol, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl Ether acetate, ethyl lactate, ethyl pyruvate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxy Esters such as ethyl lopionate, tert-butyl acetate, tert-butyl propionate, and propylene glycol-mono-tert-butyl ether acetate are used, and one of these may be used alone or in combination of two or more. However, the present invention is not limited to these. In the present invention, among these organic solvents, in addition to diethylene glycol dimethyl ether and 1-ethoxy-2-propanol in which the solubility of the acid generator in the resist component is the most excellent, propylene glycol monomethyl ether acetate as a safe solvent and a mixture thereof Solvents are preferably used.

有機溶剤の使用量は、(B)成分のベース樹脂100部(重量部、以下同様)に対して200〜1,000部、特に400〜800部が好適である。   The amount of the organic solvent to be used is preferably 200 to 1,000 parts, more preferably 400 to 800 parts, per 100 parts (parts by weight, hereinafter the same) of the base resin (B).

(C)成分の酸発生剤としては、
<1>下記一般式(6a−1)、(6a−2)又は(6b)のオニウム塩、
<2>下記一般式(7)のジアゾメタン誘導体、
<3>下記一般式(8)のグリオキシム誘導体、
<4>下記一般式(9)のビススルホン誘導体、
<5>下記一般式(10)のN−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル、
<6>β−ケトスルホン酸誘導体、
<7>ジスルホン誘導体、
<8>ニトロベンジルスルホネート誘導体、
<9>スルホン酸エステル誘導体
等が挙げられる。
As the acid generator of the component (C),
<1> Onium salt of the following general formula (6a-1), (6a-2) or (6b),
<2> a diazomethane derivative represented by the following general formula (7),
<3> a glyoxime derivative represented by the following general formula (8),
<4> a bissulfone derivative represented by the following general formula (9),
<5> a sulfonic acid ester of an N-hydroxyimide compound represented by the following general formula (10),
<6> β-ketosulfonic acid derivative,
<7> disulfone derivative,
<8> nitrobenzyl sulfonate derivative,
<9> Sulfonic acid ester derivatives and the like.

Figure 2004190036

(式中、R30a、R30b、R30cはそれぞれ炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、アルケニル基、オキソアルキル基又はオキソアルケニル基、炭素数6〜20のアリール基又は炭素数7〜12のアラルキル基又はアリールオキソアルキル基を表し、これら基の水素原子の一部又は全部がアルコキシ基等によって置換されていてもよい。また、R30bとR30cとは環を形成してもよく、環を形成する場合には、R30b、R30cはそれそれ炭素数1〜6のアルキレン基を示し、K-は非求核性対向イオンを表す。)
Figure 2004190036

(Wherein, R 30a , R 30b and R 30c each represent a linear, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group, oxoalkyl group or oxoalkenyl group having 1 to 12 carbon atoms, aryl having 6 to 20 carbon atoms) represents a group or an aralkyl group or an aryl oxoalkyl group having 7 to 12 carbon atoms, some or all of the hydrogen atoms in these groups may be substituted by alkoxy or other groups. Further, the ring and R 30b and R 30c And when forming a ring, R 30b and R 30c each represent an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and K represents a non-nucleophilic counter ion.)

上記R30a、R30b、R30cは互いに同一であっても異なっていてもよく、具体的にはアルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロプロピルメチル基、4−メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、プロぺニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。オキソアルキル基、オキソアルケニル基としては、2−オキソシクロペンチル基、2−オキソシクロヘプチル基等が挙げられ、また2−オキソプロピル基、2−シクロペンチル−2−オキソエチル基、2−シクロヘキシル−2−オキソエチル基、2−(4−メチルシクロヘキシル)−2−オキソエチル基等の2−アルキル−2−オキソエチル基を挙げることができる。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等や、p−メトキシフェニル基、m−メトキシフェニル基、o−メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、p−tert−ブトキシフェニル基、m−tert−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基等のアルキルフェニル基、メチルナフチル基、エチルナフチル基等のアルキルナフチル基、メトキシナフチル基、エトキシナフチル基等のアルコキシナフチル基、ジメチルナフチル基、ジエチルナフチル基等のジアルキルナフチル基、ジメトキシナフチル基、ジエトキシナフチル基等のジアルコキシナフチル基等が挙げられる。アラルキル基としてはベンジル基、フェニルエチル基、フェネチル基等が挙げられる。アリールオキソアルキル基としては、2−(フェニル)−2−オキソエチル基、2−(1−ナフチル)−2−オキソエチル基、2−(2−ナフチル)−2−オキソエチル基等の2−アリール−2−オキソエチル基等が挙げられる。K-の非求核性対向イオンとしては塩化物イオン、臭化物イオン等のハライドイオン、トリフレート、パーフルオロオクチルスルホネート、1,1,1−トリフルオロエタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート等のフルオロアルキルスルホネート、トシレート、ベンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネート、4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、1,2,3,4,5−ペンタフルオロベンゼンスルホネート等のアリールスルホネート、メシレート、ブタンスルホネート等のアルキルスルホネートが挙げられる。 R 30a , R 30b and R 30c may be the same or different from each other, and specifically, as an alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group Group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclopropylmethyl group, 4-methylcyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, norbornyl group, adamantyl group, etc. Is mentioned. Examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, a butenyl group, a hexenyl group, and a cyclohexenyl group. Examples of the oxoalkyl group and the oxoalkenyl group include a 2-oxocyclopentyl group and a 2-oxocycloheptyl group, and a 2-oxopropyl group, a 2-cyclopentyl-2-oxoethyl group, and a 2-cyclohexyl-2-oxoethyl group. And 2-alkyl-2-oxoethyl groups such as a 2- (4-methylcyclohexyl) -2-oxoethyl group. Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, a p-methoxyphenyl group, an m-methoxyphenyl group, an o-methoxyphenyl group, an ethoxyphenyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, and an m-tert-butoxyphenyl group. Alkylphenyl groups such as alkoxyphenyl group, 2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, ethylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-butylphenyl group and dimethylphenyl group Alkyl naphthyl groups such as methyl naphthyl group and ethyl naphthyl group, methoxy naphthyl group, alkoxy naphthyl group such as ethoxy naphthyl group, dimethyl naphthyl group, dialkyl naphthyl group such as diethyl naphthyl group, dimethoxy naphthyl group, diethoxy naphthyl group and the like Dialkoxynaphthyl group And the like. Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenylethyl group, and a phenethyl group. Examples of the aryloxoalkyl group include 2-aryl-2 such as 2- (phenyl) -2-oxoethyl group, 2- (1-naphthyl) -2-oxoethyl group, and 2- (2-naphthyl) -2-oxoethyl group. -Oxoethyl group and the like. K - a non-nucleophilic counter chloride ions as the ion, halide ions such as bromide ion, triflate, perfluorooctyl sulfonate, 1,1,1-trifluoro ethanesulfonate, fluoroalkyl sulfonate such as nonafluorobutanesulfonate , Tosylate, benzenesulfonate, 4-fluorobenzenesulfonate, 4-trifluoromethylbenzenesulfonate, arylsulfonates such as 1,2,3,4,5-pentafluorobenzenesulfonate, and alkylsulfonates such as mesylate and butanesulfonate. .

Figure 2004190036

(式中、R31a、R31bはそれぞれ炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、R32は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、R33a、R33bはそれぞれ炭素数3〜7の2−オキソアルキル基を示し、K-は非求核性対向イオンを表す。)
Figure 2004190036

(Wherein, R 31a and R 31b each represent a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, R 32 represents a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 10 carbon atoms; R 33a and R 33b each represent a 2-oxoalkyl group having 3 to 7 carbon atoms, and K represents a non-nucleophilic counter ion.)

上記R31a、R31bとして具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロプロピルメチル基、4−メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基等が挙げられる。R32としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、1,4−シクロへキシレン基、1,2−シクロへキシレン基、1,3−シクロペンチレン基、1,4−シクロオクチレン基、1,4−シクロヘキサンジメチレン基等が挙げられる。R33a、R33bとしては、2−オキソプロピル基、2−オキソシクロペンチル基、2−オキソシクロヘキシル基、2−オキソシクロヘプチル基等が挙げられる。K-は式(6a)と同様のものを挙げることができる。 Specific examples of R 31a and R 31b include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group. , Cyclopentyl, cyclohexyl, cyclopropylmethyl, 4-methylcyclohexyl, cyclohexylmethyl and the like. R 32 is a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, a heptylene group, an octylene group, a nonylene group, a 1,4-cyclohexylene group, a 1,2-cyclohexylene A 1,3-cyclopentylene group, a 1,4-cyclooctylene group, a 1,4-cyclohexanedimethylene group, and the like. Examples of R 33a and R 33b include a 2-oxopropyl group, a 2-oxocyclopentyl group, a 2-oxocyclohexyl group, and a 2-oxocycloheptyl group. K - is can be exemplified the same as the equation (6a).

Figure 2004190036

(式中、R34、R35は炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素数6〜20のアリール基又はハロゲン化アリール基又は炭素数7〜12のアラルキル基を表す。)
Figure 2004190036

(Wherein, R 34 and R 35 represent a linear, branched or cyclic alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group or halogenated aryl group having 6 to 20 carbon atoms or a carbon atom having 7 carbon atoms). ~ 12 aralkyl groups.)

34、R35のアルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、アミル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。ハロゲン化アルキル基としてはトリフルオロメチル基、1,1,1−トリフルオロエチル基、1,1,1−トリクロロエチル基、ノナフルオロブチル基等が挙げられる。アリール基としてはフェニル基、p−メトキシフェニル基、m−メトキシフェニル基、o−メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、p−tert−ブトキシフェニル基、m−tert−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基等のアルキルフェニル基が挙げられる。ハロゲン化アリール基としてはフルオロベンゼン基、クロロベンゼン基、1,2,3,4,5−ペンタフルオロベンゼン基等が挙げられる。アラルキル基としてはベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group for R 34 and R 35 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group and an amyl group. Group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, norbornyl group, adamantyl group and the like. Examples of the halogenated alkyl group include a trifluoromethyl group, a 1,1,1-trifluoroethyl group, a 1,1,1-trichloroethyl group, a nonafluorobutyl group, and the like. Examples of the aryl group include an alkoxyphenyl group such as a phenyl group, a p-methoxyphenyl group, an m-methoxyphenyl group, an o-methoxyphenyl group, an ethoxyphenyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, and a m-tert-butoxyphenyl group; Examples thereof include an alkylphenyl group such as a 2-methylphenyl group, a 3-methylphenyl group, a 4-methylphenyl group, an ethylphenyl group, a 4-tert-butylphenyl group, a 4-butylphenyl group, and a dimethylphenyl group. Examples of the halogenated aryl group include a fluorobenzene group, a chlorobenzene group, a 1,2,3,4,5-pentafluorobenzene group, and the like. Examples of the aralkyl group include a benzyl group and a phenethyl group.

Figure 2004190036

(式中、R36、R37、R38は炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素数6〜20のアリール基又はハロゲン化アリール基又は炭素数7〜12のアラルキル基を表す。また、R37、R38は互いに結合して環状構造を形成してもよく、環状構造を形成する場合、R37、R38はそれぞれ炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を表す。)
Figure 2004190036

(Wherein, R 36 , R 37 , and R 38 each represent a linear, branched, or cyclic alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group or a halogenated aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or And represents an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and R 37 and R 38 may be bonded to each other to form a cyclic structure, and when forming a cyclic structure, R 37 and R 38 each have 1 to 1 carbon atoms. 6 represents a linear or branched alkylene group.)

36、R37、R38のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、アラルキル基としては、R34、R35で説明したものと同様の基が挙げられる。なお、R37、R38のアルキレン基としてはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group, halogenated alkyl group, aryl group, halogenated aryl group, and aralkyl group of R 36 , R 37 , and R 38 include the same groups as those described for R 34 and R 35 . The alkylene group for R 37 and R 38 includes a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, and the like.

Figure 2004190036

(式中、R30a、R30bは上記と同じである。)
Figure 2004190036

(In the formula, R 30a and R 30b are the same as described above.)

Figure 2004190036

(式中、R39は炭素数6〜10のアリーレン基、炭素数1〜6のアルキレン基又は炭素数2〜6のアルケニレン基を表し、これらの基の水素原子の一部又は全部は更に炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルコキシ基、ニトロ基、アセチル基、又はフェニル基で置換されていてもよい。R40は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は置換のアルキル基、アルケニル基又はアルコキシアルキル基、フェニル基、又はナフチル基を表し、これらの基の水素原子の一部又は全部は更に炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基;炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、ニトロ基又はアセチル基で置換されていてもよいフェニル基;炭素数3〜5のヘテロ芳香族基;又はフッ素原子、塩素原子で置換されていてもよい。)
Figure 2004190036

(In the formula, R 39 represents an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms, and a part or all of the hydrogen atoms of these groups further have carbon atoms. R 40 may be substituted with a linear or branched alkyl group or alkoxy group, a nitro group, an acetyl group, or a phenyl group having 1 to 4. R 40 is a linear or branched C 1 to C 8 group. Or a substituted alkyl group, alkenyl group or alkoxyalkyl group, phenyl group, or naphthyl group, and part or all of the hydrogen atoms of these groups are further an alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms; Or a phenyl group which may be substituted by an alkyl group, an alkoxy group, a nitro group or an acetyl group; a heteroaromatic group having 3 to 5 carbon atoms; or a fluorine atom or a chlorine atom.)

ここで、R39のアリーレン基としては、1,2−フェニレン基、1,8−ナフチレン基等が、アルキレン基としては、メチレン基、1,2−エチレン基、1,3−プロピレン基、1,4−ブチレン基、1−フェニル−1,2−エチレン基、ノルボルナン−2,3−ジイル基等が、アルケニレン基としては、1,2−ビニレン基、1−フェニル−1,2−ビニレン基、5−ノルボルネン−2,3−ジイル基等が挙げられる。R40のアルキル基としては、R30a〜R30cと同様のものが、アルケニル基としては、ビニル基、1−プロペニル基、アリル基、1−ブテニル基、3−ブテニル基、イソプレニル基、1−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、ジメチルアリル基、1−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、1−ヘプテニル基、3−ヘプテニル基、6−ヘプテニル基、7−オクテニル基等が、アルコキシアルキル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基、ペントキシメチル基、ヘキシロキシメチル基、ヘプチロキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、ペントキシエチル基、ヘキシロキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシプロピル基、プロポキシプロピル基、ブトキシプロピル基、メトキシブチル基、エトキシブチル基、プロポキシブチル基、メトキシペンチル基、エトキシペンチル基、メトキシヘキシル基、メトキシヘプチル基等が挙げられる。 Here, as the arylene group for R 39 , a 1,2-phenylene group, 1,8-naphthylene group or the like is used, and as the alkylene group, a methylene group, 1,2-ethylene group, 1,3-propylene group, 1 , 4-butylene group, 1-phenyl-1,2-ethylene group, norbornane-2,3-diyl group and the like, and alkenylene groups include 1,2-vinylene group, 1-phenyl-1,2-vinylene group , 5-norbornene-2,3-diyl group and the like. Examples of the alkyl group for R 40 are the same as those for R 30a to R 30c, and examples of the alkenyl group include a vinyl group, a 1-propenyl group, an allyl group, a 1-butenyl group, a 3-butenyl group, an isoprenyl group, and a 1-alkyl group. Pentenyl group, 3-pentenyl group, 4-pentenyl group, dimethylallyl group, 1-hexenyl group, 3-hexenyl group, 5-hexenyl group, 1-heptenyl group, 3-heptenyl group, 6-heptenyl group, 7-octenyl Groups and the like, as alkoxyalkyl group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, propoxymethyl group, butoxymethyl group, pentoxymethyl group, hexyloxymethyl group, heptyloxymethyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, Propoxyethyl group, butoxyethyl group, pentoxyethyl group, hexyloxyethyl group, methoxypropyl group Ethoxypropyl, propoxypropyl group, butoxy propyl group, methoxybutyl group, ethoxybutyl group, propoxybutyl group, a methoxy pentyl group, an ethoxy pentyl group, a methoxy hexyl group, a methoxy heptyl group.

なお、更に置換されていてもよい炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等が、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基等が、炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、ニトロ基又はアセチル基で置換されていてもよいフェニル基としては、フェニル基、トリル基、p−tert−ブトキシフェニル基、p−アセチルフェニル基、p−ニトロフェニル基等が、芳香族基としては、ピリジル基、フリル基等が挙げられる。   Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may be further substituted include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group and a tert-butyl group. Groups are alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, tert-butoxy group, etc. are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, alkoxy group, nitro group; Examples of the phenyl group which may be substituted with a group or an acetyl group include a phenyl group, a tolyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, a p-acetylphenyl group, and a p-nitrophenyl group. Examples include a pyridyl group and a furyl group.

具体的には、例えばトリフルオロメタンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリメチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(2−ノルボニル)メチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、エチレンビス[メチル(2−オキソシクロペンチル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート]、1,2’−ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等のオニウム塩、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(キシレンスルホニル)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(シクロペンチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−アミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソアミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−アミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−アミルスルホニル)ジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−(tert−アミルスルホニル)ジアゾメタン、1−tert−アミルスルホニル−1−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシム、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−2−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−2−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−o−(メタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(トリフルオロメタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(1,1,1−トリフルオロエタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(tert−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(パーフルオロオクタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(シクロヘキサンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(ベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(p−フルオロベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(p−tert−ブチルベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(キシレンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(カンファースルホニル)−α−ジメチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体、ビスナフチルスルホニルメタン、ビストリフルオロメチルスルホニルメタン、ビスメチルスルホニルメタン、ビスエチルスルホニルメタン、ビスプロピルスルホニルメタン、ビスイソプロピルスルホニルメタン、ビス−p−トルエンスルホニルメタン、ビスベンゼンスルホニルメタン等のビススルホン誘導体、2−シクロヘキシルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン、2−イソプロピルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン等のβ−ケトスルホン誘導体、ジフェニルジスルホン、ジシクロヘキシルジスルホン等のジスルホン誘導体、p−トルエンスルホン酸2,6−ジニトロベンジル、p−トルエンスルホン酸2,4−ジニトロベンジル等のニトロベンジルスルホネート誘導体、1,2,3−トリス(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(p−トルエンスルホニルオキシ)ベンゼン等のスルホン酸エステル誘導体、N−ヒドロキシスクシンイミドメチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドエチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドプロピルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドイソプロピルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドペンチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドオクチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド−p−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド−p−アニシルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド−2−クロロエチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド−2,4,6−トリメチルフェニルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドナフチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−2−フェニルスクシンイミドメチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシマレイミドメチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシマレイミドエチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−2−フェニルマレイミドメチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシグルタルイミドメチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシグルタルイミドフェニルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドメチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドフェニルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミド−p−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−1,8−ナフタルイミドメチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−1,8−ナフタルイミドフェニルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドメチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド−p−トルエンスルホン酸エステル等のN−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体等が挙げられるが、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(2−ノルボニル)メチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、1,2’−ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等のオニウム塩、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体、ビスナフチルスルホニルメタン等のビススルホン誘導体、N−ヒドロキシスクシンイミドメチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドプロピルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドイソプロピルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドペンチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド−p−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−1,8−ナフタルイミドメチルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−1,8−ナフタルイミドフェニルスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル等のN−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体が好ましく用いられる。なお、上記酸発生剤は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。オニウム塩は矩形性向上効果に優れ、ジアゾメタン誘導体及びグリオキシム誘導体は定在波低減効果に優れるが、両者を組み合わせることにより、プロファイルの微調整を行うことが可能である。   Specifically, for example, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, (p-tert-butoxyphenyl) phenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium p-toluenesulfonate, phenyl (p-tert-butoxyphenyl) phenyl p-toluenesulfonate Iodonium, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate (p-tert-butoxyphenyl), bis (p-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonate trifluoromethanesulfonate, tris (p-tert) trifluoromethanesulfonate -Butoxyphenyl) sulfonium, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate, p-toluenesulfonic acid (pt rt-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, bis (p-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium p-toluenesulfonate, tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate, Triphenylsulfonium butanesulfonate, trimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trimethylsulfonium p-toluenesulfonate, cyclohexylmethyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, cyclohexylmethyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium p-toluenesulfonate Dimethylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dimethylphenyl p-toluenesulfonate Nylsulfonium, dicyclohexylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dicyclohexylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, trinaphthylsulfonium trifluoromethanesulfonate, cyclohexylmethyl trifluoromethanesulfonate (2-oxocyclohexyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonate (2-norbornyl) Onium salts such as methyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium, ethylenebis [methyl (2-oxocyclopentyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate], 1,2′-naphthylcarbonylmethyltetrahydrothiophenium triflate, bis (benzenesulfonyl) ) Diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (xylene (Honyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclopentylsulfonyl) diazomethane, bis (n-butylsulfonyl) diazomethane, bis (isobutylsulfonyl) diazomethane, bis (sec-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-propylsulfonyl) Diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-amylsulfonyl) diazomethane, bis (isoamylsulfonyl) diazomethane, bis (sec-amylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-amylsulfonyl) Diazomethane, 1-cyclohexylsulfonyl-1- (tert-butylsulfonyl) diazomethane, 1-cyclohexylsulfonyl- Diazomethane derivatives such as-(tert-amylsulfonyl) diazomethane, 1-tert-amylsulfonyl-1- (tert-butylsulfonyl) diazomethane, bis-o- (p-toluenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-o -(P-toluenesulfonyl) -α-diphenylglyoxime, bis-o- (p-toluenesulfonyl) -α-dicyclohexylglyoxime, bis-o- (p-toluenesulfonyl) -2,3-pentanedione glyoxime , Bis-o- (p-toluenesulfonyl) -2-methyl-3,4-pentanedione glyoxime, bis-o- (n-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-o- (n-butane Sulfonyl) -α-diphenylglyoxime, bis-o- (n-butanesulfonyl) -Α-dicyclohexylglyoxime, bis-o- (n-butanesulfonyl) -2,3-pentanedione glyoxime, bis-o- (n-butanesulfonyl) -2-methyl-3,4-pentanedione glyoxime , Bis-o- (methanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-o- (trifluoromethanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-o- (1,1,1-trifluoroethanesulfonyl) -α -Dimethylglyoxime, bis-o- (tert-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-o- (perfluorooctanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-o- (cyclohexanesulfonyl) -α- Dimethylglyoxime, bis-o- (benzenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, -O- (p-fluorobenzenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-o- (p-tert-butylbenzenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-o- (xylenesulfonyl) -α-dimethylglyme Glyoxime derivatives such as oxime, bis-o- (camphorsulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bisnaphthylsulfonylmethane, bistrifluoromethylsulfonylmethane, bismethylsulfonylmethane, bisethylsulfonylmethane, bispropylsulfonylmethane, bisisopropylsulfonyl Bissulfone derivatives such as methane, bis-p-toluenesulfonylmethane, bisbenzenesulfonylmethane, 2-cyclohexylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) propane, 2-isopropylcarbonyl- Β-ketosulfone derivatives such as 2- (p-toluenesulfonyl) propane, disulfone derivatives such as diphenyldisulfone and dicyclohexyldisulfone, 2,6-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate, 2,4-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate and the like Nitrobenzylsulfonate derivative, 1,2,3-tris (methanesulfonyloxy) benzene, 1,2,3-tris (trifluoromethanesulfonyloxy) benzene, 1,2,3-tris (p-toluenesulfonyloxy) benzene Sulfonic acid ester derivatives, such as N-hydroxysuccinimide methyl sulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide trifluoromethyl sulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide ethyl sulfonic acid ester, N-hydroxys Synimidopropylsulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimideisopropylisopropylsulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimidepentylsulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimideoctylsulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide-p-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide -P-anisylsulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide-2-chloroethylsulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimidebenzenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide-2,4,6-trimethylphenylsulfonic acid ester, N- Hydroxysuccinimide naphthyl sulfonate, N-hydroxy-2-phenylsuccinimide methyl sulfonate, N-hydroxy Droxymaleimidomethylsulfonate, N-hydroxymaleimidoethylsulfonate, N-hydroxy-2-phenylmaleimidomethylsulfonate, N-hydroxyglutarimidemethylsulfonate, N-hydroxyglutarimidephenylsulfonate, N-hydroxyphthalimidomethylsulfonic acid ester, N-hydroxyphthalimidophenylsulfonic acid ester, N-hydroxyphthalimidotrifluoromethanesulfonic acid ester, N-hydroxyphthalimido-p-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxy-1,8-naphthalimide Methyl sulfonic acid ester, N-hydroxy-1,8-naphthalimidophenylsulfonic acid ester, N-hydroxy-5-norbornene-2, -Dicarboximide methyl sulfonate, N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboximide trifluoromethanesulfonate, N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboximide-p-toluenesulfone Sulfonate derivatives of N-hydroxyimide compounds such as acid esters, etc., and the like, such as triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, and tris (trifluoromethanesulfonic acid) -Tert-butoxyphenyl) sulfonium, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate, (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium p-toluenesulfonate, p- Tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium ruenesulfonate, trinaphthylsulfonium trifluoromethanesulfonate, cyclohexylmethyl trifluoromethanesulfonate (2-oxocyclohexyl) sulfonium, methyl (2-norbornyl) trifluoromethanesulfonate (2-oxo) Onium salts such as cyclohexyl) sulfonium, 1,2′-naphthylcarbonylmethyltetrahydrothiophenium triflate, bis (benzenesulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (n- Butylsulfonyl) diazomethane, bis (isobutylsulfonyl) diazomethane, bis (sec-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n- Diazomethane derivatives such as propylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonyl) diazomethane, bis-o- (p-toluenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-o- (n-butane Glyoxime derivatives such as sulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bissulfone derivatives such as bisnaphthylsulfonylmethane, N-hydroxysuccinimide methylsulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide trifluoromethylsulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimidepropyl sulfonic acid ester N-hydroxysuccinimide isopropyl sulfonate, N-hydroxysuccinimide pentyl sulfonate, N-hydroxysuccinimide -P-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxy-1,8-naphthalimidomethylsulfonic acid ester, N-hydroxy-1,8-naphthalimidophenylsulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonic acid ester, etc. -A sulfonate derivative of a hydroxyimide compound is preferably used. In addition, the said acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. The onium salt is excellent in the effect of improving the rectangularity, and the diazomethane derivative and the glyoxime derivative are excellent in the effect of reducing the standing wave. However, by combining the two, fine adjustment of the profile can be performed.

酸発生剤の添加量は、ベース樹脂100部に対して好ましくは0.1〜15部、より好ましくは0.5〜8部である。0.1部より少ないと感度が悪い場合があり、15部より多いとアルカリ溶解速度が低下することによってレジスト材料の解像性が低下する場合があり、またモノマー成分が過剰となるために耐熱性が低下する場合がある。   The amount of the acid generator to be added is preferably 0.1 to 15 parts, more preferably 0.5 to 8 parts based on 100 parts of the base resin. If the amount is less than 0.1 part, the sensitivity may be poor. If the amount is more than 15 parts, the resolution of the resist material may be reduced due to a decrease in the alkali dissolution rate. Performance may be reduced.

本発明のレジスト材料には、更に(D)成分として溶解制御剤を添加することができる。溶解制御剤としては、平均分子量が100〜1,000、好ましくは150〜800で、かつ分子内にフェノール性水酸基を2つ以上有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を酸不安定基により全体として平均0〜100モル%の割合で又は分子内にカルボキシル基を有する化合物の該カルボキシル基の水素原子を酸不安定基により全体として平均80〜100モル%の割合で置換した化合物を配合する。   The resist composition of the present invention may further contain a dissolution controlling agent as the component (D). As the dissolution controlling agent, the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of a compound having an average molecular weight of 100 to 1,000, preferably 150 to 800, and having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule is entirely formed by an acid labile group. A compound in which the hydrogen atom of the carboxyl group of the compound having a carboxyl group in the molecule is substituted by an acid labile group at an average rate of 80 to 100 mol%.

なお、フェノール性水酸基又はカルボキシル基の水素原子の酸不安定基による置換率は、平均でフェノール性水酸基又はカルボキシル基全体の0モル%以上、好ましくは30モル%以上であり、また、その上限は100モル%、より好ましくは80モル%である。   In addition, the substitution rate of the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group or the carboxyl group by the acid labile group is 0 mol% or more, preferably 30 mol% or more of the entire phenolic hydroxyl group or the carboxyl group, and the upper limit thereof is It is 100 mol%, more preferably 80 mol%.

この場合、かかるフェノール性水酸基を2つ以上有する化合物又はカルボキシル基を有する化合物としては、下記式(i)〜(xiv)で示されるものが好ましい。   In this case, as the compound having two or more phenolic hydroxyl groups or the compound having a carboxyl group, those represented by the following formulas (i) to (xiv) are preferable.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036

(但し、式中R15、R16はそれぞれ水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基であり、R17は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基、あるいは−(R21h−COOHであり、R18は−(CH2i−(i=2〜10)、炭素数6〜10のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子、R19は炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数6〜10のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子、R20は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル基、アルケニル基、それぞれ水酸基で置換されたフェニル基又はナフチル基であり、R21は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキレン基、R22は水素原子又は水酸基である。また、jは0〜5の整数であり、u、hは0又は1である。s、t、s’、t’、s’’、t’’はそれぞれs+t=8、s’+t’=5、s’’+t’’=4を満足し、かつ各フェニル骨格中に少なくとも1つの水酸基を有するような数である。αは式(viii)、(ix)の化合物の分子量を100〜1,000とする数である。)
Figure 2004190036

(Wherein, R 15 and R 16 each represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R 17 represents a hydrogen atom or a linear chain having 1 to 8 carbon atoms. A branched or branched alkyl or alkenyl group, or-(R 21 ) h -COOH, wherein R 18 is-(CH 2 ) i- (i = 2 to 10), an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, A carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom or a sulfur atom, R 19 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom or a sulfur atom, and R 20 is a hydrogen atom Or a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group, a phenyl group or a naphthyl group each substituted with a hydroxyl group, and R 21 has a linear or branched C 1 to 10 carbon atom. alkylene group, R 22 is a hydrogen atom Is a hydroxyl group, j is an integer of 0 to 5, u and h are 0 or 1. s, t, s ′, t ′, s ″, and t ″ are each s + t = 8, s ′ + t ′ = 5, s ″ + t ″ = 4, and a number having at least one hydroxyl group in each phenyl skeleton. α is a number of the compounds of formulas (viii) and (ix) It is a number that makes the molecular weight 100 to 1,000.)

上記式中R15、R16としては、例えば水素原子、メチル基、エチル基、ブチル基、プロピル基、エチニル基、シクロヘキシル基、R17としては、例えばR15、R16と同様なもの、あるいは−COOH、−CH2COOH、R18としては、例えばエチレン基、フェニレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子、硫黄原子等、R19としては、例えばメチレン基、あるいはR18と同様なもの、R20としては例えば水素原子、メチル基、エチル基、ブチル基、プロピル基、エチニル基、シクロヘキシル基、それぞれ水酸基で置換されたフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。 In the above formula, R 15 and R 16 are, for example, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a propyl group, an ethynyl group, a cyclohexyl group, and R 17 are, for example, the same as R 15 and R 16 , or -COOH, as the -CH 2 COOH, R 18, for example, ethylene group, a phenylene group, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom, a sulfur atom, etc. Examples of the R 19, for example, methylene group, or ones similar to R 18,, Examples of R 20 include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a propyl group, an ethynyl group, a cyclohexyl group, a phenyl group substituted with a hydroxyl group, a naphthyl group, and the like.

ここで、溶解制御剤の酸不安定基としては、上記一般式(4)で示される基、上記一般式(5)で示される基、炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基等が挙げられる。   Here, the acid labile group of the dissolution controlling agent includes a group represented by the above general formula (4), a group represented by the above general formula (5), a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, and each alkyl group. A trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms and an oxoalkyl group having 4 to 20 carbon atoms.

上記溶解制御剤の配合量は、ベース樹脂100部に対し、0〜50部、好ましくは5〜50部、より好ましくは10〜30部であり、単独又は2種以上を混合して使用できる。配合量が5部に満たないと解像性の向上がない場合があり、50部を超えるとパターンの膜減りが生じ、解像度が低下する場合がある。   The compounding amount of the dissolution controlling agent is 0 to 50 parts, preferably 5 to 50 parts, more preferably 10 to 30 parts with respect to 100 parts of the base resin, and they can be used alone or in combination of two or more. If the amount is less than 5 parts, the resolution may not be improved. If the amount exceeds 50 parts, the pattern may be reduced in film thickness and the resolution may be reduced.

なお、上記のような溶解制御剤はフェノール性水酸基又はカルボキシル基を有する化合物にベース樹脂と同様に酸不安定基を化学反応させることにより合成することができる。   The dissolution controlling agent as described above can be synthesized by chemically reacting a compound having a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group with an acid labile group in the same manner as in the base resin.

本発明のレジスト材料は、上記溶解制御剤の代わりに又はこれに加えて別の溶解制御剤として重量平均分子量が1,000未満で、かつ分子内にカルボキシル基を有する化合物の該カルボキシル基の水素原子を酸不安定基により全体として平均0%以上100%以下の割合で部分置換した化合物を配合することができる。   The resist composition of the present invention may be a compound having a weight average molecular weight of less than 1,000 and having a carboxyl group in the molecule as a dissolution controller instead of or in addition to the dissolution controller. A compound in which atoms are partially substituted by an acid labile group at an average ratio of 0% to 100% as a whole can be blended.

この場合、かかる酸不安定基でカルボキシル基の水素原子が部分置換された化合物としては、下記一般式(11)で示される繰り返し単位を有し、重量平均分子量が1,000未満である化合物から選ばれる1種又は2種以上の化合物が好ましい。   In this case, the compound in which the hydrogen atom of the carboxyl group is partially substituted with such an acid labile group includes a compound having a repeating unit represented by the following general formula (11) and having a weight average molecular weight of less than 1,000. One or more selected compounds are preferred.

Figure 2004190036

(式中、Z、Z’、R2、p1、p2、p3、p4、x、zは上記と同様の意味を示す。)
Figure 2004190036

(In the formula, Z, Z ′, R 2 , p1, p2, p3, p4, x, and z have the same meaning as described above.)

ここで、上記溶解制御剤の酸不安定基としては、上記一般式(4)で示される基、上記一般式(5)で示される基、炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基等が挙げられる。   Here, examples of the acid labile group of the dissolution controlling agent include a group represented by the general formula (4), a group represented by the general formula (5), a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, and each alkyl. Examples thereof include a trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms and an oxoalkyl group having 4 to 20 carbon atoms.

上記別の溶解制御剤の配合量は、上記溶解制御剤と合計した溶解制御剤全体としてベース樹脂100部に対し0〜50部、特に0〜30部、好ましくは0〜5部となるような範囲であることが好ましい。   The compounding amount of the other dissolution controlling agent is 0 to 50 parts, particularly 0 to 30 parts, preferably 0 to 5 parts based on 100 parts of the base resin as a whole of the dissolution controlling agent and the dissolution controlling agent. Preferably, it is within the range.

なお、上記のような別の溶解制御剤は、カルボキシル基を有する化合物にベース樹脂と同様に酸不安定基を化学反応させることにより合成することができる。   In addition, another dissolution controlling agent as described above can be synthesized by chemically reacting an acid labile group with a compound having a carboxyl group in the same manner as in the base resin.

また、溶解制御剤(D)は酸素プラズマエッチング耐性を損わないために、シリコーン化合物が好ましく使用できる。シリコーン化合物の溶解制御剤としては、下記一般式(12)〜(14)で示されるシリコーン化合物のカルボキシル基又はヒドロキシル基をtert−ブチル基又はtert−ブトキシカルボニルメチル基で保護したものを使用することが好ましい。   In addition, a silicone compound can be preferably used as the dissolution controlling agent (D) because the dissolution controlling agent (D) does not deteriorate oxygen plasma etching resistance. As the dissolution controlling agent for the silicone compound, use is made of a silicone compound represented by the following general formulas (12) to (14) in which a carboxyl group or a hydroxyl group is protected with a tert-butyl group or a tert-butoxycarbonylmethyl group. Is preferred.

Figure 2004190036

(式中、R10はメチル基又はフェニル基を示し、R11はカルボキシエチル基又はp−ヒドロキシフェニルアルキル基(但し、アルキル基は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基)を示す。Eはトリメチルシリル基、トリフェニルシリル基又は−SiR1011(R10、R11は上記と同様の意味を示す)基を示す。γは0〜50の整数、δは1〜50の整数、εは3〜10の整数を示す。)
Figure 2004190036

(Wherein, R 10 represents a methyl group or a phenyl group, and R 11 represents a carboxyethyl group or a p-hydroxyphenylalkyl group (provided that the alkyl group is a linear, branched or cyclic alkyl having 1 to 8 carbon atoms) a group) .E trimethylsilyl group, a triphenylsilyl group or a -SiR 10 R 11 (R 10, R 11 are as defined above) .Ganma showing a group 0-50 integers, [delta] is 1 Is an integer of 5050, and 示 す is an integer of 3 to 10.)

ここで、上記式(12)〜(14)のシリコーン化合物のカルボキシル基又はヒドロキシル基をアルカリ可溶性基(tert−ブチル基又はtert−ブトキシカルボニルメチル基)で保護したシリコーン化合物としては、それぞれ下記A〜C群の化合物が例示される。なお、Meはメチル基、t−Buはtert−ブチル基を示す。   Here, as the silicone compounds in which the carboxyl group or hydroxyl group of the silicone compounds of the above formulas (12) to (14) are protected with an alkali-soluble group (tert-butyl group or tert-butoxycarbonylmethyl group), Compounds of the C group are exemplified. Note that Me represents a methyl group, and t-Bu represents a tert-butyl group.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

溶解制御剤の含量は、ベ−ス樹脂全体の40重量%以下がよく、特に10〜30重量%とすることが好ましい。40重量%より多くては、レジスト膜の酸素プラズマエッチング耐性が著しく低下するため、2層レジストとして使用できなくなるおそれがある。   The content of the dissolution controlling agent is preferably 40% by weight or less based on the whole base resin, and particularly preferably 10 to 30% by weight. If it exceeds 40% by weight, the resistance of the resist film to oxygen plasma etching is remarkably reduced, so that the resist film may not be usable as a two-layer resist.

更に、本発明のレジスト材料には、(E)成分として塩基性化合物を配合することができる。   Furthermore, the resist composition of the present invention may contain a basic compound as the component (E).

この(E)添加剤として配合される塩基性化合物は、酸発生剤より発生する酸がレジスト膜中に拡散する際の拡散速度を抑制することができる化合物が適しており、このような塩基性化合物の配合により、レジスト膜中での酸の拡散速度が抑制されて解像度が向上し、露光後の感度変化を抑制したり、基板や環境依存性を少なくし、露光余裕度やパターンプロファイル等を向上することができる。   As the basic compound to be added as the (E) additive, a compound capable of suppressing the diffusion rate when the acid generated from the acid generator diffuses into the resist film is suitable. By compounding the compound, the diffusion rate of acid in the resist film is suppressed and the resolution is improved, the sensitivity change after exposure is suppressed, the dependence on the substrate and the environment is reduced, and the exposure margin and pattern profile are improved. Can be improved.

このような塩基性化合物としては、第一級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、混成アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシ基を有する含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化合物、ヒドロキシ基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物、アミド誘導体、イミド誘導体等が挙げられる。   Examples of such basic compounds include primary, secondary, and tertiary aliphatic amines, mixed amines, aromatic amines, heterocyclic amines, nitrogen-containing compounds having a carboxy group, and sulfonyl group. A nitrogen-containing compound having a hydroxy group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyphenyl group, an alcoholic nitrogen-containing compound, an amide derivative, an imide derivative and the like.

具体的には、第1級の脂肪族アミン類として、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ペンチルアミン、tert−アミルアミン、シクロペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、セチルアミン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、テトラエチレンペンタミン等が例示され、第2級の脂肪族アミン類として、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、ジペンチルアミン、ジシクロペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、ジドデシルアミン、ジセチルアミン、N,N−ジメチルメチレンジアミン、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジメチルテトラエチレンペンタミン等が例示され、第三級の脂肪族アミン類として、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリ−sec−ブチルアミン、トリペンチルアミン、トリシクロペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、トリドデシルアミン、トリセチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルテトラエチレンペンタミン等が例示される。   Specifically, as primary aliphatic amines, ammonia, methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, pentylamine, tert-amine Amylamine, cyclopentylamine, hexylamine, cyclohexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dodecylamine, cetylamine, methylenediamine, ethylenediamine, tetraethylenepentamine, and the like.Examples of the secondary aliphatic amines include: Dimethylamine, diethylamine, di-n-propylamine, diisopropylamine, di-n-butylamine, diisobutylamine, di-sec-butylamine, dipentylamine, Lopentylamine, dihexylamine, dicyclohexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, didodecylamine, dicetylamine, N, N-dimethylmethylenediamine, N, N-dimethylethylenediamine, N, N-dimethyltetraethylenepentane And tertiary aliphatic amines such as trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, triisopropylamine, tri-n-butylamine, triisobutylamine, tri-sec-butylamine and tripentylamine. , Tricyclopentylamine, trihexylamine, tricyclohexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, tridodecylamine, Cetylamine, N, N, N ', N'-tetramethylmethylenediamine, N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine, N, N, N ', N'-tetramethyltetraethylenepentamine and the like are exemplified. Is done.

また、混成アミン類としては、例えばジメチルエチルアミン、メチルエチルプロピルアミン、ベンジルアミン、フェネチルアミン、ベンジルジメチルアミン等が例示される。芳香族アミン類及び複素環アミン類の具体例としては、アニリン誘導体(例えばアニリン、N−メチルアニリン、N−エチルアニリン、N−プロピルアニリン、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、エチルアニリン、プロピルアニリン、トリメチルアニリン、2−ニトロアニリン、3−ニトロアニリン、4−ニトロアニリン、2,4−ジニトロアニリン、2,6−ジニトロアニリン、3,5−ジニトロアニリン、N,N−ジメチルトルイジン等)、ジフェニル(p−トリル)アミン、メチルジフェニルアミン、トリフェニルアミン、フェニレンジアミン、ナフチルアミン、ジアミノナフタレン、ピロール誘導体(例えばピロール、2H−ピロール、1−メチルピロール、2,4−ジメチルピロール、2,5−ジメチルピロール、N−メチルピロール等)、オキサゾール誘導体(例えばオキサゾール、イソオキサゾール等)、チアゾール誘導体(例えばチアゾール、イソチアゾール等)、イミダゾール誘導体(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等)、ピラゾール誘導体、フラザン誘導体、ピロリン誘導体(例えばピロリン、2−メチル−1−ピロリン等)、ピロリジン誘導体(例えばピロリジン、N−メチルピロリジン、ピロリジノン、N−メチルピロリドン等)、イミダゾリン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ピリジン誘導体(例えばピリジン、メチルピリジン、エチルピリジン、プロピルピリジン、ブチルピリジン、4−(1−ブチルペンチル)ピリジン、ジメチルピリジン、トリメチルピリジン、トリエチルピリジン、フェニルピリジン、3−メチル−2−フェニルピリジン、4−tert−ブチルピリジン、ジフェニルピリジン、ベンジルピリジン、メトキシピリジン、ブトキシピリジン、ジメトキシピリジン、1−メチル−2−ピリドン、4−ピロリジノピリジン、1−メチル−4−フェニルピリジン、2−(1−エチルプロピル)ピリジン、アミノピリジン、ジメチルアミノピリジン等)、ピリダジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾリジン誘導体、ピペリジン誘導体、ピペラジン誘導体、モルホリン誘導体、インドール誘導体、イソインドール誘導体、1H−インダゾール誘導体、インドリン誘導体、キノリン誘導体(例えばキノリン、3−キノリンカルボニトリル等)、イソキノリン誘導体、シンノリン誘導体、キナゾリン誘導体、キノキサリン誘導体、フタラジン誘導体、プリン誘導体、プテリジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントリジン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、1,10−フェナントロリン誘導体、アデニン誘導体、アデノシン誘導体、グアニン誘導体、グアノシン誘導体、ウラシル誘導体、ウリジン誘導体等が例示される。   Examples of the hybrid amines include dimethylethylamine, methylethylpropylamine, benzylamine, phenethylamine, and benzyldimethylamine. Specific examples of the aromatic amines and heterocyclic amines include aniline derivatives (for example, aniline, N-methylaniline, N-ethylaniline, N-propylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, Methylaniline, 4-methylaniline, ethylaniline, propylaniline, trimethylaniline, 2-nitroaniline, 3-nitroaniline, 4-nitroaniline, 2,4-dinitroaniline, 2,6-dinitroaniline, 3,5- Dinitroaniline, N, N-dimethyltoluidine, etc.), diphenyl (p-tolyl) amine, methyldiphenylamine, triphenylamine, phenylenediamine, naphthylamine, diaminonaphthalene, pyrrole derivatives (for example, pyrrole, 2H-pyrrole, 1-methylpyrrole, 2,4-dimension Lupyrrole, 2,5-dimethylpyrrole, N-methylpyrrole, etc.), oxazole derivatives (eg, oxazole, isoxazole, etc.), thiazole derivatives (eg, thiazole, isothiazole, etc.), imidazole derivatives (eg, imidazole, 4-methylimidazole, -Methyl-2-phenylimidazole, etc.), pyrazole derivatives, furazane derivatives, pyrroline derivatives (eg, pyrroline, 2-methyl-1-pyrroline, etc.), pyrrolidine derivatives (eg, pyrrolidine, N-methylpyrrolidine, pyrrolidinone, N-methylpyrrolidone, etc.) ), Imidazoline derivatives, imidazolidine derivatives, pyridine derivatives (eg, pyridine, methylpyridine, ethylpyridine, propylpyridine, butylpyridine, 4- (1-butylpentyl) pyridine, dimethyl) Lysine, trimethylpyridine, triethylpyridine, phenylpyridine, 3-methyl-2-phenylpyridine, 4-tert-butylpyridine, diphenylpyridine, benzylpyridine, methoxypyridine, butoxypyridine, dimethoxypyridine, 1-methyl-2-pyridone, 4-pyrrolidinopyridine, 1-methyl-4-phenylpyridine, 2- (1-ethylpropyl) pyridine, aminopyridine, dimethylaminopyridine, etc.), pyridazine derivative, pyrimidine derivative, pyrazine derivative, pyrazoline derivative, pyrazolidine derivative, piperidine Derivatives, piperazine derivatives, morpholine derivatives, indole derivatives, isoindole derivatives, 1H-indazole derivatives, indoline derivatives, quinoline derivatives (e.g., quinoline, 3-quinolinecarbo) Nitrile, etc.), isoquinoline derivatives, cinnoline derivatives, quinazoline derivatives, quinoxaline derivatives, phthalazine derivatives, purine derivatives, pteridine derivatives, carbazole derivatives, phenanthridine derivatives, acridine derivatives, phenazine derivatives, 1,10-phenanthroline derivatives, adenine derivatives, adenosine Derivatives, guanine derivatives, guanosine derivatives, uracil derivatives, uridine derivatives and the like are exemplified.

更に、カルボキシ基を有する含窒素化合物としては、例えばアミノ安息香酸、インドールカルボン酸、アミノ酸誘導体(例えばニコチン酸、アラニン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、グリシルロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、スレオニン、リジン、3−アミノピラジン−2−カルボン酸、メトキシアラニン)等が例示され、スルホニル基を有する含窒素化合物として3−ピリジンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム等が例示され、ヒドロキシ基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物としては、2−ヒドロキシピリジン、アミノクレゾール、2,4−キノリンジオール、3−インドールメタノールヒドレート、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、2,2’−イミノジエタノール、2−アミノエタノ−ル、3−アミノ−1−プロパノール、4−アミノ−1−ブタノール、4−(2−ヒドロキシエチル)モルホリン、2−(2−ヒドロキシエチル)ピリジン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、1−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチル]ピペラジン、ピペリジンエタノール、1−(2−ヒドロキシエチル)ピロリジン、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリジノン、3−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、3−ピロリジノ−1,2−プロパンジオール、8−ヒドロキシユロリジン、3−クイヌクリジノール、3−トロパノール、1−メチル−2−ピロリジンエタノール、1−アジリジンエタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)フタルイミド、N−(2−ヒドロキシエチル)イソニコチンアミド等が例示される。アミド誘導体としては、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、ベンズアミド等が例示される。イミド誘導体としては、フタルイミド、サクシンイミド、マレイミド等が例示される。   Further, examples of the nitrogen-containing compound having a carboxy group include aminobenzoic acid, indolecarboxylic acid, and amino acid derivatives (eg, nicotinic acid, alanine, arginine, aspartic acid, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, glycylleucine, leucine, methionine). Phenylalanine, threonine, lysine, 3-aminopyrazine-2-carboxylic acid, methoxyalanine), and the like, and nitrogen-containing compounds having a sulfonyl group include 3-pyridinesulfonic acid, pyridinium p-toluenesulfonate, and the like. Examples of the nitrogen-containing compound having a hydroxy group, the nitrogen-containing compound having a hydroxyphenyl group, and the alcoholic nitrogen-containing compound include 2-hydroxypyridine, aminocresol, 2,4-quinolinediol, and 3-indolemeta. Ethyl hydrate, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N, N-diethylethanolamine, triisopropanolamine, 2,2′-iminodiethanol, 2-aminoethanol, 3-amino-1-propanol , 4-amino-1-butanol, 4- (2-hydroxyethyl) morpholine, 2- (2-hydroxyethyl) pyridine, 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, 1- [2- (2-hydroxyethoxy) Ethyl] piperazine, piperidineethanol, 1- (2-hydroxyethyl) pyrrolidine, 1- (2-hydroxyethyl) -2-pyrrolidinone, 3-piperidino-1,2-propanediol, 3-pyrrolidino-1,2-propane Diol, 8-hydroxy Loridine, 3-quinuclidinol, 3-tropanol, 1-methyl-2-pyrrolidineethanol, 1-aziridineethanol, N- (2-hydroxyethyl) phthalimide, N- (2-hydroxyethyl) isonicotinamide and the like. Is exemplified. Examples of the amide derivative include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide and the like. Examples of the imide derivative include phthalimide, succinimide, and maleimide.

更に、下記一般式(15)及び(16)で示される塩基性化合物を配合することもできる。   Further, basic compounds represented by the following general formulas (15) and (16) can be blended.

Figure 2004190036

(式中、R41、R42、R43、R47、R48はそれぞれ独立して直鎖状、分岐鎖状又は環状の炭素数1〜20のアルキレン基、R44、R45、R46、R49、R50は水素原子、炭素数1〜20のアルキル基又はアミノ基を示し、R44とR45、R45とR46、R44とR46、R44とR45とR46、R49とR50はそれぞれ結合して環を形成してもよい。S、T、Uはそれぞれ0〜20の整数を示す。但し、S、T、U=0のとき、R44、R45、R46、R49、R50は水素原子を含まない。)
Figure 2004190036

(Wherein, R 41 , R 42 , R 43 , R 47 and R 48 are each independently a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, R 44 , R 45 , R 46 , R 49 and R 50 represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an amino group, and R 44 and R 45 , R 45 and R 46 , R 44 and R 46 , R 44 and R 45 and R 46 , may be R 49 and R 50 is bonded to each other to form a ring .S, T, U each represent an integer of 0 to 20. However, S, T, when U = 0, R 44, R 45 , R 46 , R 49 and R 50 do not contain a hydrogen atom.)

ここで、R41、R42、R43、R47、R48のアルキレン基としては、炭素数1〜20、好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜8のものであり、具体的には、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、n−ペンチレン基、イソペンチレン基、ヘキシレン基、ノニレン基、デシレン基、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基等が挙げられる。 Here, the alkylene group of R 41 , R 42 , R 43 , R 47 , and R 48 has 1 to 20, preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 8 carbon atoms. , Methylene group, ethylene group, n-propylene group, isopropylene group, n-butylene group, isobutylene group, n-pentylene group, isopentylene group, hexylene group, nonylene group, decylene group, cyclopentylene group, cyclohexylene group And the like.

また、R44、R45、R46、R49、R50のアルキル基としては、炭素数1〜20、好ましくは1〜8、更に好ましくは1〜6のものであり、これらは直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。 The alkyl group of R 44 , R 45 , R 46 , R 49 , and R 50 has 1 to 20, preferably 1 to 8, and more preferably 1 to 6 carbon atoms. , Branched or cyclic. Specifically, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, hexyl, nonyl, decyl, dodecyl Group, tridecyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like.

更に、R44とR45、R45とR46、R44とR46、R44とR45とR46、R49とR50が環を形成する場合、R44、R45、R46、R49、R50はそれぞれ炭素数は1〜20、より好ましくは1〜8、更に好ましくは1〜6のアルキレン基であり、またこれらの環は炭素数1〜6、特に1〜4のアルキル基が分岐していてもよい。 Further, when R 44 and R 45 , R 45 and R 46 , R 44 and R 46 , R 44 and R 45 and R 46 , and R 49 and R 50 form a ring, R 44 , R 45 , R 46 , R 49 and R 50 are each an alkylene group having 1 to 20, more preferably 1 to 8, and still more preferably 1 to 6 carbon atoms, and these rings are alkyl having 1 to 6 carbon atoms, particularly 1 to 4 carbon atoms. The groups may be branched.

S、T、Uはそれぞれ0〜20の整数であり、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜8の整数である。   S, T and U are each an integer of 0 to 20, more preferably 1 to 10, and still more preferably 1 to 8.

上記(15)、(16)の化合物として具体的には、トリス{2−(メトキシメトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス[2−{(2−メトキシエトキシ)メトキシ}エチル]アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシプロポキシ)エチル}アミン、トリス[2−{(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチル]アミン、4,7,13,16,21,24−ヘキサオキサ−1,10−ジアザビシクロ[8.8.8]ヘキサコサン、4,7,13,18−テトラオキサ−1,10−ジアザビシクロ[8.5.5]エイコサン、1,4,10,13−テトラオキサ−7,16−ジアザビシクロオクタデカン、1−アザ−12−クラウン−4、1−アザ−15−クラウン−5、1−アザ−18−クラウン−6等が挙げられる。特に第三級アミン、アニリン誘導体、ピロリジン誘導体、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、アミノ酸誘導体、ヒドロキシ基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物、アミド誘導体、イミド誘導体、トリス{2−(メトキシメトキシ)エチル}アミン、トリス{(2−(2−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス[2−{(2−メトキシエトキシ)メチル}エチル]アミン、1−アザ−15−クラウン−5等が好ましい。   Specific examples of the compounds of the above (15) and (16) include tris {2- (methoxymethoxy) ethyl} amine, tris {2- (methoxyethoxy) ethyl} amine, and tris [2-{(2-methoxyethoxy) amine. ) Methoxy {ethyl] amine, tris {2- (2-methoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (1-methoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (1-ethoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (1-ethoxypropoxy) ethyl} amine, tris [2-{(2-hydroxyethoxy) ethoxy} ethyl] amine, 4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10-diazabicyclo [ 8.8.8] hexacosan, 4,7,13,18-tetraoxa-1,10-diazabicyclo [8.5.5] eicosan, , 4,10,13-Tetraoxa-7,16-diazabicyclooctadecane, 1-aza-12-crown-4, 1-aza-15-crown-5, 1-aza-18-crown-6 and the like. Can be In particular, tertiary amines, aniline derivatives, pyrrolidine derivatives, pyridine derivatives, quinoline derivatives, amino acid derivatives, nitrogen-containing compounds having a hydroxy group, nitrogen-containing compounds having a hydroxyphenyl group, alcoholic nitrogen-containing compounds, amide derivatives, imide derivatives, Tris {2- (methoxymethoxy) ethyl} amine, tris {(2- (2-methoxyethoxy) methyl} amine, tris [2-{(2-methoxyethoxy) methyl} ethyl] amine, 1-aza-15- Crown-5 and the like are preferred.

上記塩基性化合物の配合量は、酸発生剤1部に対して0.001〜10部、好ましくは0.01〜1部である。配合量が0.001部未満であると添加剤としての効果が十分に得られない場合があり、10部を超えると解像度や感度が低下する場合がある。   The compounding amount of the basic compound is 0.001 to 10 parts, preferably 0.01 to 1 part, per part of the acid generator. If the amount is less than 0.001 part, the effect as an additive may not be sufficiently obtained, and if it exceeds 10 parts, the resolution and sensitivity may be reduced.

更に、本発明のレジスト材料には、(F)成分として分子内に≡C−COOHで示される基を有する化合物を配合することができる。   Further, a compound having a group represented by ΔC-COOH in the molecule can be blended as the component (F) in the resist composition of the present invention.

この(F)成分として配合される分子内に≡C−COOHで示される基を有する化合物は、例えば下記I群及びII群から選ばれる1種又は2種以上の化合物を使用することができるが、これらに限定されるものではない。(F)成分の配合により、レジストのPED安定性を向上させ、窒化膜基板上でのエッジラフネスを改善することができる。
[I群]
下記一般式(17)〜(26)で示される化合物のフェノール性水酸基の水素原子の一部又は全部を−R51−COOH(R51は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキレン基)により置換してなり、かつ分子中のフェノール性水酸基(C)と≡C−COOHで示される基(D)とのモル比率がC/(C+D)=0.1〜1.0である化合物。
[II群]
下記一般式(27)〜(31)で示される化合物。
As the compound having a group represented by ≡C-COOH in the molecule blended as the component (F), for example, one or more compounds selected from the following groups I and II can be used. However, the present invention is not limited to these. By blending the component (F), the PED stability of the resist can be improved, and the edge roughness on the nitride film substrate can be improved.
[Group I]
Following general formula (17) ~ -R 51 -COOH ( R 51 a part or all of the hydrogen atoms of the phenolic hydroxyl group of the compound represented by (26) is a straight or branched alkylene And the molar ratio of the phenolic hydroxyl group (C) in the molecule to the group (D) represented by ΔC-COOH is C / (C + D) = 0.1 to 1.0. Compound.
[Group II]
Compounds represented by the following general formulas (27) to (31).

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036

(但し、式中R1は水素原子又はメチル基であり、R52、R53はそれぞれ水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基であり、R54は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基、或いは−(R59h−COOR’基(R’は水素原子又は−R59−COOH)であり、R55は−(CH2i−(i=2〜10)、炭素数6〜10のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子、R56は炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数6〜10のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子、R57は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル基、アルケニル基、それぞれ水酸基で置換されたフェニル基又はナフチル基であり、R58は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基又は−R59−COOH基である。R59は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキレン基である。jは0〜5の整数であり、u、hは0又は1である。s1、t1、s2、t2、s3、t3、s4、t4はそれぞれs1+t1=8、s2+t2=5、s3+t3=4、s4+t4=6を満足し、かつ各フェニル骨格中に少なくとも1つの水酸基を有するような数である。κは式(23)の化合物を重量平均分子量1,000〜5,000とする数、λは式(24)の化合物を重量平均分子量1,000〜10,000とする数である。)
Figure 2004190036

Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 52 and R 53 are a hydrogen atom or a linear or branched alkyl or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, respectively, and R 54 is A hydrogen atom, a linear or branched alkyl or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a — (R 59 ) h —COOR ′ group (R ′ is a hydrogen atom or —R 59 —COOH); 55 is-(CH 2 ) i- (i = 2 to 10), an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom or a sulfur atom, R 56 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, An arylene group having 6 to 10 carbon atoms, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom or a sulfur atom, and R 57 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, each of which is substituted with a hydroxyl group. Phenyl or naphthyl group , R 58 is .R 59 is straight or branched having 1 to 10 carbon atoms is a linear or branched alkyl or alkenyl group, or -R 59 -COOH group having 1 to 8 carbon hydrogen or C J is an integer of 0 to 5, and u and h are 0 or 1. s1, t1, s2, t2, s3, t3, s4, and t4 are s1 + t1 = 8 and s2 + t2 = 5, respectively. , S3 + t3 = 4, s4 + t4 = 6, and has at least one hydroxyl group in each phenyl skeleton, and κ is a compound having a weight average molecular weight of from 1,000 to 5,000. Λ is a number that makes the compound of formula (24) have a weight average molecular weight of 1,000 to 10,000.)

Figure 2004190036

(R52、R53、R59は上記と同様の意味を示す。s5、t5は、s5≧0、t5≧0で、s5+t5=5を満足する数である。また、R60は水素原子又は水酸基、h’は0又は1である。)
Figure 2004190036

(R 52 , R 53 and R 59 have the same meaning as described above. S5 and t5 are s5 ≧ 0 and t5 ≧ 0 and are numbers satisfying s5 + t5 = 5. Further, R 60 is a hydrogen atom or The hydroxyl group and h 'are 0 or 1.)

上記(F)成分として、具体的には下記一般式VIII−1〜14及びIX−1〜10で示される化合物を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the component (F) include, but are not limited to, compounds represented by the following formulas VIII-1 to VIII-14 and IX-1-10.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036

(但し、R”は水素原子又はCH2COOH基を示し、各化合物においてR”の10〜100モル%はCH2COOH基である。α、κは上記と同様の意味を示す。)
Figure 2004190036

(However, R ″ represents a hydrogen atom or a CH 2 COOH group, and in each compound, 10 to 100 mol% of R ″ is a CH 2 COOH group. Α and κ have the same meanings as described above.)

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

なお、上記分子内に≡C−COOHで示される基を有する化合物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   The compound having a group represented by 示 C-COOH in the molecule can be used alone or in combination of two or more.

上記分子内に≡C−COOHで示される基を有する化合物の添加量は、ベース樹脂100部に対して0〜5部、好ましくは0.1〜5部、より好ましくは0.1〜3部、更に好ましくは0.1〜2部である。5部より多いとレジスト材料の解像性が低下する場合がある。   The amount of the compound having a group represented by ≡C-COOH in the molecule is 0 to 5 parts, preferably 0.1 to 5 parts, more preferably 0.1 to 3 parts based on 100 parts of the base resin. And more preferably 0.1 to 2 parts. If the amount is more than 5 parts, the resolution of the resist material may decrease.

更に、本発明のレジスト材料には、(G)成分としてアセチレンアルコール誘導体を配合することができ、これにより保存安定性を向上させることができる。   Further, an acetylene alcohol derivative can be added to the resist composition of the present invention as the component (G), whereby the storage stability can be improved.

アセチレンアルコール誘導体としては、下記一般式(32)、(33)で示されるものを好適に使用することができる。   As the acetylene alcohol derivative, those represented by the following general formulas (32) and (33) can be suitably used.

Figure 2004190036

(式中、R71、R72、R73、R74、R75はそれぞれ水素原子、又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であり、X、Yは0又は正数を示し、下記値を満足する。0≦X≦30、0≦Y≦30、0≦X+Y≦40である。)
Figure 2004190036

(Wherein, R 71 , R 72 , R 73 , R 74 , and R 75 are each a hydrogen atom or a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and X and Y are 0 or It indicates a positive number and satisfies the following values: 0 ≦ X ≦ 30, 0 ≦ Y ≦ 30, and 0 ≦ X + Y ≦ 40.)

アセチレンアルコール誘導体として好ましくは、サーフィノール61、サーフィノール82、サーフィノール104、サーフィノール104E、サーフィノール104H、サーフィノール104A、サーフィノールTG、サーフィノールPC、サーフィノール440、サーフィノール465、サーフィノール485(Air Products and Chemicals Inc.製)、サーフィノールE1004(日信化学工業(株)製)等が挙げられる。   As the acetylene alcohol derivative, Surfynol 61, Surfynol 82, Surfynol 104, Surfynol 104E, Surfynol 104H, Surfynol 104A, Surfynol TG, Surfynol PC, Surfynol 440, Surfynol 465, Surfynol 485 (Made by Air Products and Chemicals Inc.), Surfynol E1004 (made by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) and the like.

上記アセチレンアルコール誘導体の添加量は、レジスト組成物100重量%中0.01〜2重量%、より好ましくは0.02〜1重量%である。0.01重量%より少ないと塗布性及び保存安定性の改善効果が十分に得られない場合があり、2重量%より多いとレジスト材料の解像性が低下する場合がある。   The amount of the acetylene alcohol derivative to be added is 0.01 to 2% by weight, more preferably 0.02 to 1% by weight, based on 100% by weight of the resist composition. When the amount is less than 0.01% by weight, the effect of improving coating properties and storage stability may not be sufficiently obtained, and when the amount is more than 2% by weight, the resolution of the resist material may decrease.

また、本発明においては、上記(A)〜(G)成分を含むレジスト材料とは異なるレジスト材料として、
(A)上記した有機溶剤、
(B)上記した高分子シリコーン化合物、
(C)上記した酸発生剤
に加え、下記酸の作用によって架橋する化合物(H)を含むレジスト材料を提供する。
Further, in the present invention, as a resist material different from the resist material containing the components (A) to (G),
(A) the organic solvent described above,
(B) the high molecular silicone compound described above,
(C) In addition to the above-mentioned acid generator, there is provided a resist material containing a compound (H) which is crosslinked by the action of the following acid.

ここで、酸の作用によって架橋する化合物(H)としては、下記のようなエポキシ系化合物、ウレア系化合物が挙げられる。   Here, examples of the compound (H) that is crosslinked by the action of an acid include the following epoxy compounds and urea compounds.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

酸の作用によって架橋する化合物の配合量は、ベース樹脂100部に対して、好ましくは5〜95部、特に好ましくは15〜85部、更に好ましくは20〜75部である。5部未満では、十分な架橋反応を起こすことが困難で残膜率の低下、パターンの蛇行、膨潤などを招きやすい。また、95部を超えるとスカムが多く現像性が悪化する傾向にある。   The compounding amount of the compound which is crosslinked by the action of an acid is preferably 5 to 95 parts, particularly preferably 15 to 85 parts, and more preferably 20 to 75 parts based on 100 parts of the base resin. If the amount is less than 5 parts, it is difficult to cause a sufficient cross-linking reaction, which tends to cause a decrease in the residual film ratio, meandering of the pattern, and swelling. On the other hand, if it exceeds 95 parts, scum tends to be large and developability tends to deteriorate.

本発明のレジスト材料には、上記成分以外に任意成分として塗布性を向上させるために慣用されている界面活性剤を添加することができる。なお、任意成分の添加量は、本発明の効果を妨げない範囲で通常量とすることができる。   In addition to the above components, a surfactant which is commonly used for improving coating properties can be added to the resist composition of the present invention. In addition, the addition amount of the optional component can be a normal amount as long as the effect of the present invention is not hindered.

ここで、界面活性剤としては非イオン性のものが好ましく、パーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノール、フッ素化アルキルエステル、パーフルオロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロアルキルEO付加物、含フッ素オルガノシロキサン系化合物などが挙げられる。例えばフロラード「FC−430」、「FC−431」(いずれも住友スリーエム(株)製)、サーフロン「S−141」、「S−145」(いずれも旭硝子(株)製)、ユニダイン「DS−401」、「DS−403」、「DS−451」(いずれもダイキン工業(株)製)、メガファック「F−8151」(大日本インキ工業(株)製)、「X−70−092」、「X−70−093」(いずれも信越化学工業(株)製)等を挙げることができる。好ましくは、フロラード「FC−430」(住友スリーエム(株)製)、「X−70−093」(信越化学工業(株)製)が挙げられる。   Here, nonionic surfactants are preferable, and perfluoroalkylpolyoxyethylene ethanol, fluorinated alkyl esters, perfluoroalkylamine oxides, perfluoroalkyl EO adducts, fluorinated organosiloxane compounds, etc. No. For example, Florad “FC-430” and “FC-431” (all manufactured by Sumitomo 3M Limited), Surflon “S-141” and “S-145” (all manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Unidyne “DS- 401 "," DS-403 "," DS-451 "(all manufactured by Daikin Industries, Ltd.), Megafac" F-8151 "(manufactured by Dainippon Ink Industries, Ltd.)," X-70-092 " And "X-70-093" (all manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). Preferably, Florard "FC-430" (manufactured by Sumitomo 3M Limited) and "X-70-093" (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) are exemplified.

本発明のレジスト材料を使用してパターンを形成するには、公知のリソグラフィー技術を採用して行うことができ、例えばシリコンウエハー等の基板上にスピンコーティング等の手法で膜厚が0.5〜2.0μmとなるように塗布し、これをホットプレート上で60〜150℃、1〜10分間、好ましくは80〜120℃、1〜5分間プリベークする。次いで目的のパターンを形成するためのマスクを上記のレジスト膜上にかざし、波長300nm以下の遠紫外線、エキシマレーザー、X線等の高エネルギー線もしくは電子線を露光量1〜200mJ/cm2程度、好ましくは10〜100mJ/cm2程度となるように照射した後、ホットプレート上で60〜150℃、1〜5分間、好ましくは80〜120℃、1〜3分間ポストエクスポージャベーク(PEB)する。更に、0.1〜5%、好ましくは2〜3%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)等のアルカリ水溶液の現像液を用い、0.1〜3分間、好ましくは0.5〜2分間、浸漬(dip)法、パドル(puddle)法、スプレー(spray)法等の常法により現像することにより基板上に目的のパターンが形成される。なお、本発明材料は、特に高エネルギー線の中でも254〜193nmの遠紫外線又はエキシマレーザー、X線及び電子線による微細パターンニングに最適である。また、上記範囲を上限及び下限から外れる場合は、目的のパターンを得ることができない場合がある。 To form a pattern using the resist material of the present invention, a known lithography technique can be employed.For example, a film having a thickness of 0.5 to 0.5 on a substrate such as a silicon wafer by a method such as spin coating. It is applied to 2.0 μm and prebaked on a hot plate at 60 to 150 ° C. for 1 to 10 minutes, preferably at 80 to 120 ° C. for 1 to 5 minutes. Next, a mask for forming a target pattern is held over the resist film, and a deep ultraviolet ray having a wavelength of 300 nm or less, an excimer laser, a high energy ray such as an X-ray or an electron beam is exposed at a dose of about 1 to 200 mJ / cm 2 . After irradiating to preferably about 10 to 100 mJ / cm 2 , post-exposure bake (PEB) is performed on a hot plate at 60 to 150 ° C. for 1 to 5 minutes, preferably 80 to 120 ° C. for 1 to 3 minutes. . Further, using a developer of an aqueous alkali solution such as 0.1-5%, preferably 2-3% tetramethylammonium hydroxide (TMAH), immersion for 0.1-3 minutes, preferably 0.5-2 minutes. A target pattern is formed on the substrate by developing by a conventional method such as a (dip) method, a paddle method, a spray method, or the like. The material of the present invention is particularly suitable for fine patterning with 254 to 193 nm far ultraviolet rays or excimer lasers, X-rays and electron beams among high energy rays. If the above range is outside the upper and lower limits, the desired pattern may not be obtained.

また、本発明のレジスト材料は高分子シリコーン化合物をベース樹脂としたことにより、酸素プラズマエッチング耐性に優れているので2層レジスト材料としても有用である。   The resist material of the present invention is also useful as a two-layer resist material because it has excellent resistance to oxygen plasma etching by using a polymer silicone compound as a base resin.

即ち、常法に従い、基板上に下層レジストとして厚い有機ポリマー層を形成後、本発明のレジスト溶液をその上にスピン塗布する。上層の本発明のレジスト層は上記と同様の方法でパターン形成を行った後、エッチングを行うことにより下層レジストが選択的にエッチングされるため、上層のレジストパターンを下層に形成することができる。   That is, after forming a thick organic polymer layer as a lower resist on a substrate according to a conventional method, the resist solution of the present invention is spin-coated thereon. The upper resist layer of the present invention is patterned by the same method as described above, and then the lower resist is selectively etched by etching, so that the upper resist pattern can be formed in the lower layer.

なお、下層レジストには、ノボラック樹脂系ポジ型レジストを使用することができ、基板上に塗布した後、200℃で1時間ハードベークすることにより、シリコーン系レジストとのインターミキシングを防ぐことができる。   As the lower layer resist, a novolak resin-based positive resist can be used, and after coating on a substrate, hard-baking at 200 ° C. for 1 hour can prevent intermixing with the silicone-based resist. .

以下、合成例及び実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Synthesis Examples and Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

[合成例1]
ポリ(3−カルボキシシクロヘキシルシルセスキオキサン)の合成
3−トリクロロシリル−1−シクロヘキシルカルボン酸メチルエステル150.0g(0.544mol)をトルエン150gに溶解し、水300g中へ室温で撹拌しながら滴下添加した。滴下終了後、反応混合物より酸性水層を分離し、次いで水1Lで有機層を水洗し、水層が中性になってから更に2回水洗を行った。有機層をエバポレーターにより溶媒留去した。その濃縮液を200℃で2時間加熱し、重合した。重合物にテトラヒドロフラン800gを加えて溶解したものを、10%水酸化ナトリウム溶液1,000gへ滴下し、40℃で3時間加熱しメチルエステル基を加水分解した。塩酸で酸性にしてポリマーを晶出し、濾過、乾燥を行い、ポリ(3−カルボキシシクロヘキシルシルセスキオキサン)を収量83.4gで得た。得られたポリマーの重量平均分子量は3,000であった。
[Synthesis Example 1]
Synthesis of poly (3-carboxycyclohexylsilsesquioxane) 150.0 g (0.544 mol) of 3-trichlorosilyl-1-cyclohexylcarboxylic acid methyl ester was dissolved in 150 g of toluene and added dropwise to 300 g of water with stirring at room temperature. Was added. After completion of the dropwise addition, an acidic aqueous layer was separated from the reaction mixture, and then the organic layer was washed with 1 L of water, and further washed twice after the aqueous layer became neutral. The solvent was distilled off from the organic layer using an evaporator. The concentrate was heated at 200 ° C. for 2 hours to polymerize. A solution obtained by adding 800 g of tetrahydrofuran to the polymer and dissolving the solution was dropped into 1,000 g of a 10% sodium hydroxide solution, and heated at 40 ° C. for 3 hours to hydrolyze a methyl ester group. The polymer was crystallized by acidification with hydrochloric acid, filtered and dried to obtain 83.4 g of poly (3-carboxycyclohexylsilsesquioxane). The weight average molecular weight of the obtained polymer was 3,000.

[合成例2]
ポリ[(3−カルボキシシクロヘキシルシルセスキオキサン)−(シクロヘキシルシルセスキオキサン)]の合成
3−トリクロロシリル−1−シクロヘキシルカルボン酸メチルエステル75.0g(0.272mol)とシクロヘキシルトリクロロシラン59.2g(0.272mol)をトルエン150gに溶解し、水300g中へ室温で撹拌しながら滴下添加した。滴下終了後、反応混合物より酸性水層を分離し、次いで水1Lで有機層を水洗し、水層が中性になってから更に2回水洗を行った。有機層をエバポレーターにより溶媒留去した。その濃縮液を200℃で2時間加熱し、重合した。重合物にテトラヒドロフラン800gを加えて溶解したものを、10%水酸化ナトリウム溶液1,000gへ滴下し、40℃で3時間加熱しメチルエステル基を加水分解した。塩酸で酸性にしてポリマーを晶出し、濾過、乾燥を行い、ポリ[(3−カルボキシシクロヘキシルシルセスキオキサン)−(シクロヘキシルシルセスキオキサン)]を収量82.0gで得た。得られたポリマーの重量平均分子量は3,500であった。また、1H−NMRの分析において、3−カルボキシシクロヘキシルシルセスキオキサン/シクロヘキシルシルセスキオキサンの組成比は50/50(モル比)であった。
[Synthesis Example 2]
Synthesis of poly [(3-carboxycyclohexylsilsesquioxane)-(cyclohexylsilsesquioxane)] 3-trichlorosilyl-1-cyclohexylcarboxylic acid methyl ester 75.0 g (0.272 mol) and cyclohexyltrichlorosilane 59.2 g (0.272 mol) was dissolved in 150 g of toluene, and added dropwise to 300 g of water while stirring at room temperature. After completion of the dropwise addition, an acidic aqueous layer was separated from the reaction mixture, and then the organic layer was washed with 1 L of water, and further washed twice after the aqueous layer became neutral. The solvent was distilled off from the organic layer using an evaporator. The concentrate was heated at 200 ° C. for 2 hours to polymerize. A solution obtained by adding 800 g of tetrahydrofuran to the polymer and dissolving the solution was dropped into 1,000 g of a 10% sodium hydroxide solution, and heated at 40 ° C. for 3 hours to hydrolyze a methyl ester group. The polymer was crystallized by acidification with hydrochloric acid, filtered and dried to obtain 82.0 g of poly [(3-carboxycyclohexylsilsesquioxane)-(cyclohexylsilsesquioxane)]. The weight average molecular weight of the obtained polymer was 3,500. In 1 H-NMR analysis, the composition ratio of 3-carboxycyclohexylsilsesquioxane / cyclohexylsilsesquioxane was 50/50 (molar ratio).

[合成例3〜8]
合成例1、2と同様な方法で表1に示すシリコーンポリマーを得た。
上記合成例1〜8で得られたポリマーの重量平均分子量、比を表1に示す。
[Synthesis Examples 3 to 8]
Silicone polymers shown in Table 1 were obtained in the same manner as in Synthesis Examples 1 and 2.
Table 1 shows the weight average molecular weights and ratios of the polymers obtained in Synthesis Examples 1 to 8 above.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

[合成例9]
合成例1で得られたポリマー50gをテトラヒドロフラン450mlに溶解させ、触媒量のp−トルエンスルホン酸を添加後、20℃で撹拌しながらエチルビニルエーテル15.0gを添加した。1時間反応させた後、濃アンモニア水により中和し、水5Lに中和反応液を滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン100mlに溶解させ、水5Lに滴下し、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマー60gをテトラヒドロフラン560mlに溶解させ、1−ヒドロベンゾトリアゾール34.0g、ジイソプロピルカルボンジイミド31.6gを添加後、エタノールアミン7.7gを添加した。30℃で5時間反応させた後、濃縮して、水3Lに滴下したところ白色の固体が得られた。これを濾過後、アセトン50mlに溶かし、水3Lに滴下し、濾過後、真空乾燥させ、ポリマーを得た。得られたポリマーは、下記示性式(Polym.1)で示される構造を有し、1H−NMRによる分析において、高分子化合物のカルボキシル基の水素原子の50%がエトキシエチル化され、50%が−NHCH2CH2OHで置換されていることが確認された。
[Synthesis Example 9]
50 g of the polymer obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 450 ml of tetrahydrofuran, and after adding a catalytic amount of p-toluenesulfonic acid, 15.0 g of ethyl vinyl ether was added while stirring at 20 ° C. After reacting for 1 hour, the mixture was neutralized with concentrated aqueous ammonia and the neutralized reaction solution was added dropwise to 5 L of water to obtain a white solid. After filtration, this was dissolved in 100 ml of acetone, dropped into 5 L of water, filtered, and dried under vacuum. 60 g of the obtained polymer was dissolved in 560 ml of tetrahydrofuran, and after adding 34.0 g of 1-hydrobenzotriazole and 31.6 g of diisopropylcarbodiimide, 7.7 g of ethanolamine was added. After reacting at 30 ° C. for 5 hours, the mixture was concentrated and dropped into 3 L of water to obtain a white solid. After filtration, this was dissolved in 50 ml of acetone, dropped into 3 L of water, filtered, and dried under vacuum to obtain a polymer. The obtained polymer has a structure represented by the following descriptive formula (Polym. 1). In the analysis by 1 H-NMR, 50% of the hydrogen atoms of the carboxyl group of the polymer compound are ethoxyethylated, and % it was confirmed substituted with -NHCH 2 CH 2 OH.

[合成例10]
合成例1で得られたポリマー50gをテトラヒドロフラン450mlに溶解させ、触媒量のp−トルエンスルホン酸を添加後、20℃で撹拌しながらエチレン−1−プロペニルエーテル12.0gを滴下し、2時間後、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル8.7gを滴下し、30分間反応させた後、濃アンモニア水により中和し、水5Lに中和反応液を滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン100mlに溶解させ、水5Lに滴下し、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマー60gをテトラヒドロフラン560mlに溶解させ、1−ヒドロベンゾトリアゾール34.0g、ジイソプロピルカルボンジイミド31.6gを添加後、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオール26.3gを添加した。30℃で5時間反応させた後、濃縮して、水3Lに滴下したところ白色の固体が得られた。これを濾過後、アセトン50mlに溶かし、水3Lに滴下し、濾過後、真空乾燥させ、ポリマーを得た。得られたポリマーは、下記示性式(Polym.2)で示される構造を有し、1H−NMRによる分析において、高分子化合物のカルボキシル基の水素原子の40%がエトキシプロピル化され、20%が架橋構造を有し、40%がNHC(CH3)(CH2OH)2で置換されていることが確認された。
[Synthesis Example 10]
After dissolving 50 g of the polymer obtained in Synthesis Example 1 in 450 ml of tetrahydrofuran and adding a catalytic amount of p-toluenesulfonic acid, 12.0 g of ethylene-1-propenyl ether was added dropwise with stirring at 20 ° C., and after 2 hours, Then, 8.7 g of 1,4-butanediol divinyl ether was added dropwise, reacted for 30 minutes, neutralized with concentrated aqueous ammonia, and the neutralized reaction solution was added dropwise to 5 L of water to obtain a white solid. After filtration, this was dissolved in 100 ml of acetone, dropped into 5 L of water, filtered, and dried under vacuum. Dissolve 60 g of the obtained polymer in 560 ml of tetrahydrofuran, add 34.0 g of 1-hydrobenzotriazole and 31.6 g of diisopropylcarbondiimide, and then add 26.3 g of 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol. did. After reacting at 30 ° C. for 5 hours, the mixture was concentrated and dropped into 3 L of water to obtain a white solid. After filtration, this was dissolved in 50 ml of acetone, dropped into 3 L of water, filtered, and dried under vacuum to obtain a polymer. The obtained polymer has a structure represented by the following descriptive formula (Polym. 2). In the analysis by 1 H-NMR, 40% of the hydrogen atoms of the carboxyl group of the polymer compound are ethoxypropylated, and % Had a crosslinked structure, and it was confirmed that 40% was substituted with NHC (CH 3 ) (CH 2 OH) 2 .

[合成例11〜18]
合成例9、10において、合成例1〜8のいずれかのポリマーを用い、エチルビニルエーテル及びエタノールアミンの代わりにPolym.3〜10に示す酸不安定基及び一般式(2b)で示される基を導入し得る化合物を用いる以外、また1,4−ブタンジオールジビニルエーテルの代わりに1,4−ビス[(ビニルオキシ)メチル]シクロヘキサンを用いる以外は同様な方法により下記示性式(Polym.3〜10)で示されるシリコーンポリマーを得た。
[Synthesis Examples 11 to 18]
In Synthesis Examples 9 and 10, the polymer of any of Synthesis Examples 1 to 8 was used, and instead of ethyl vinyl ether and ethanolamine, Polym. Except that a compound capable of introducing an acid labile group represented by 3 to 10 and a group represented by formula (2b) is used, and instead of 1,4-butanediol divinyl ether, 1,4-bis [(vinyloxy) methyl A silicone polymer represented by the following formula (Polym. 3 to 10) was obtained in the same manner except that cyclohexane was used.

[合成例19]
合成例1で得られたポリマー50gをテトラヒドロフラン450mlに溶解させ、無水トリフルオロ酢酸69.7gを添加後、20℃で撹拌しながらt−ブチルアルコール17.2gを添加した。5時間反応させた後、濃アンモニア水により中和し、水5Lに中和反応液を滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン100mlに溶解させ、水5Lに滴下し、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマー60gをテトラヒドロフラン560mlに溶解させ、1−ヒドロベンゾトリアゾール34.0g、ジイソプロピルカルボンジイミド31.6gを添加後、4−アミノメチル−1−シクロヘキサノール19.5gを添加した。30℃で5時間反応させた後、濃縮して、水3Lに滴下したところ白色の固体が得られた。これを濾過後、アセトン50mlに溶かし、水3Lに滴下し、濾過後、真空乾燥させ、ポリマーを得た。得られたポリマーは、下記示性式(Polym.11)で示される構造を有し、1H−NMRによる分析において、高分子化合物のカルボキシル基の水素原子の40%がtert−ブチル化され、60%が下記式で置換されていることが確認された。
[Synthesis Example 19]
50 g of the polymer obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 450 ml of tetrahydrofuran, 69.7 g of trifluoroacetic anhydride was added, and 17.2 g of t-butyl alcohol was added with stirring at 20 ° C. After reacting for 5 hours, the mixture was neutralized with concentrated aqueous ammonia, and the neutralized reaction solution was added dropwise to 5 L of water to obtain a white solid. After filtration, this was dissolved in 100 ml of acetone, dropped into 5 L of water, filtered, and dried under vacuum. 60 g of the obtained polymer was dissolved in 560 ml of tetrahydrofuran, 34.0 g of 1-hydrobenzotriazole and 31.6 g of diisopropylcarbondiimide were added, and 19.5 g of 4-aminomethyl-1-cyclohexanol was added. After reacting at 30 ° C. for 5 hours, the mixture was concentrated and dropped into 3 L of water to obtain a white solid. After filtration, this was dissolved in 50 ml of acetone, dropped into 3 L of water, filtered, and dried under vacuum to obtain a polymer. The obtained polymer has a structure represented by the following descriptive formula (Polym. 11). In 1 H-NMR analysis, 40% of the hydrogen atoms of the carboxyl group of the polymer compound are tert-butylated, It was confirmed that 60% was substituted by the following formula.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

[合成例20]
合成例19において、合成例2のポリマーを用い、4−アミノメチル−1−シクロヘキサノールの代わりに3−アミノ−1,2−プロパンジオールを用いる以外は同様な方法により下記示性式(Polym.12)で示されるシリコーンポリマーを得た。
[Synthesis Example 20]
In Synthesis Example 19, the following descriptive formula (Polym.) Was used in the same manner as in Synthesis Example 2 except that the polymer of Synthesis Example 2 was used and 3-amino-1,2-propanediol was used instead of 4-aminomethyl-1-cyclohexanol. A silicone polymer represented by 12) was obtained.

[合成例21]
合成例19において、合成例6のポリマーを用い、1−アミノメチル−1−シクロヘキサノールの代わりに2−(2−アミノエトキシ)エタノールを用いる以外は同様な方法により下記示性式(Polym.13)で示されるシリコーンポリマーを得た。
[Synthesis Example 21]
In Synthesis Example 19, the following descriptive formula (Polym. 13) was used in the same manner as in Synthesis Example 6 except that the polymer of Synthesis Example 6 was used and 2- (2-aminoethoxy) ethanol was used instead of 1-aminomethyl-1-cyclohexanol. ) Was obtained.

[合成例22]
合成例1で得られたポリマー50gをテトラヒドロフラン450mlに溶解させ、触媒量のp−トルエンスルホン酸を添加後、20℃で撹拌しながらエチル−1−プロペニルエーテル21.5gを添加した。2時間反応させた後、濃アンモニア水により中和し、水5Lに中和反応液を滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン100mlに溶解させ、水5Lに滴下し、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマー60gをテトラヒドロフランに溶解させ、炭酸カリウムを固体のまま添加し、撹袢しながらブロムエタノール27.8gを添加し、60℃で6時間反応させた後、反応液から固体の炭酸カリウムを濾別した。濾液から減圧下で溶媒及び未反応のブロムエタノールを留去した。残渣をアセトンに溶解し水5Lに滴下したところ、白色の固体が得られた。これを濾過後、アセトン200mlに溶かし、水3Lに滴下し、濾過後、真空乾燥させ、ポリマーを得た。得られたポリマーは、下記示性式(Polym.14)で示される構造を有し、1H−NMRによる分析において、高分子化合物のカルボキシル基の水素原子の60%がエトキシプロピル化され、40%が−OCH2CH2OHで置換されていることが確認された。
[Synthesis Example 22]
50 g of the polymer obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 450 ml of tetrahydrofuran, and after adding a catalytic amount of p-toluenesulfonic acid, 21.5 g of ethyl-1-propenyl ether was added while stirring at 20 ° C. After reacting for 2 hours, the mixture was neutralized with concentrated aqueous ammonia, and the neutralized reaction solution was added dropwise to 5 L of water, whereby a white solid was obtained. After filtration, this was dissolved in 100 ml of acetone, dropped into 5 L of water, filtered, and dried under vacuum. 60 g of the obtained polymer is dissolved in tetrahydrofuran, potassium carbonate is added as a solid, 27.8 g of bromoethanol is added with stirring, and the mixture is reacted at 60 ° C. for 6 hours. Was filtered off. The solvent and unreacted bromoethanol were distilled off from the filtrate under reduced pressure. When the residue was dissolved in acetone and added dropwise to 5 L of water, a white solid was obtained. This was filtered, dissolved in 200 ml of acetone, dropped into 3 L of water, filtered, and dried under vacuum to obtain a polymer. The obtained polymer has a structure represented by the following descriptive formula (Polym. 14). In the analysis by 1 H-NMR, 60% of the hydrogen atoms of the carboxyl group of the polymer compound are ethoxypropylated, and % it was confirmed substituted with -OCH 2 CH 2 OH.

[合成例23]
合成例6のポリマーを用いた以外、合成例20と同様な方法で行い、下記示性式(Polym.15)のシリコーンポリマーを得た。
[Synthesis Example 23]
Except for using the polymer of Synthesis Example 6, the same procedure as in Synthesis Example 20 was carried out to obtain a silicone polymer represented by the following formula (Polym. 15).

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

[合成例24]
ポリ[(3−カルボキシシクロヘキシルシルセスキオキサン)−(8−ヒドロキシ−4−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカニルシルセスキオキサン)]の合成
3−トリクロロシリル−1−シクロヘキシルカルボン酸メチルエステル75.0g(0.272mol)と8−アセトキシ−4−トリクロロシリルトリシクロ[5,2,1,02,6]デカン89.1g(0.272mol)をトルエン150gに溶解し、水300g中へ室温で撹拌しながら滴下添加した。滴下終了後、反応混合物より酸性水層を分離し、次いで水1Lで有機層を水洗し、水層が中性になってから更に2回水洗を行った。有機層をエバポレーターにより溶媒留去した。その濃縮液を200℃で2時間加熱し、重合した。重合物にテトラヒドロフラン800gを加えて溶解したものを、10%水酸化ナトリウム溶液1,000gへ滴下し、40℃で3時間加熱し、メチルエステル基、アセトキシ基を加水分解した。塩酸で酸性にしてポリマーを晶出し、濾過、乾燥を行い、ポリ[(3−カルボキシシクロヘキシルシルセスキオキサン)−(8−ヒドロキシ−4−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカニルシルセスキオキサン]を収量98.6gで得た。得られたポリマーの重量平均分子量は4,000であった。また、1H−NMRの分析において、3−カルボキシシクロヘキシルシルセスキオキサン/8−ヒドロキシ−4−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカニルシルセスキオキサンの組成比は50/50(モル比)であった。
[Synthesis Example 24]
Synthesis of poly [(3-carboxycyclohexylsilsesquioxane)-(8-hydroxy-4-tricyclo [5,2,1,0 2,6 ] decanylsilsesquioxane)] 3-trichlorosilyl-1- 75.0 g (0.272 mol) of cyclohexylcarboxylic acid methyl ester and 89.1 g (0.272 mol) of 8-acetoxy-4-trichlorosilyltricyclo [5,2,1,0 2,6 ] decane are dissolved in 150 g of toluene. Then, it was added dropwise to 300 g of water at room temperature with stirring. After completion of the dropwise addition, an acidic aqueous layer was separated from the reaction mixture, and then the organic layer was washed with 1 L of water, and further washed twice after the aqueous layer became neutral. The solvent was distilled off from the organic layer using an evaporator. The concentrate was heated at 200 ° C. for 2 hours to polymerize. A solution obtained by adding 800 g of tetrahydrofuran to the polymer and dissolving the solution was dropped into 1,000 g of a 10% sodium hydroxide solution, and heated at 40 ° C. for 3 hours to hydrolyze a methyl ester group and an acetoxy group. The polymer was crystallized by acidification with hydrochloric acid, filtered, and dried. Poly [(3-carboxycyclohexylsilsesquioxane)-(8-hydroxy-4-tricyclo [5,2,1,0 2,6 ] de Canyl silsesquioxane] in a yield of 98.6 g. The obtained polymer had a weight average molecular weight of 4,000. In 1 H-NMR analysis, 3-carboxycyclohexyl silsesquioxane / The composition ratio of 8-hydroxy-4-tricyclo [5,2,1,0 2,6 ] decanylsilsesquioxane was 50/50 (molar ratio).

[合成例25]
ポリ[(3−カルボキシシクロヘキシルシルセスキオキサン)−(8−ヒドロキシ−4−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカニルシルセスキオキサン)−(シクロヘキシルシルセスキオキサン)]の合成
3−トリクロロシリル−1−シクロヘキシルカルボン酸メチルエステル60.1g(0.218mol)と8−アセトキシ−4−トリクロロシリルトリシクロ[5,2,1,02,6]デカン71.4g(0.218mol)とシクロヘキシルトリクロロシラン23.7g(0.109mol)をトルエン150gに溶解し、水300g中へ室温で撹拌しながら滴下添加した。滴下終了後、反応混合物より酸性水層を分離し、次いで水1Lで有機層を水洗し、水層が中性になってから更に2回水洗を行った。有機層をエバポレーターにより溶媒留去した。その濃縮液を200℃で2時間加熱し、重合した。重合物にテトラヒドロフラン800gを加えて溶解したものを、10%水酸化ナトリウム溶液1,000gへ滴下し、40℃で3時間加熱し、メチルエステル基、アセトキシ基を加水分解した。塩酸で酸性にしてポリマーを晶出し、濾過、乾燥を行い、ポリ[(3−カルボキシシクロヘキシルシルセスキオキサン)−(8−ヒドロキシ−4−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカニルシルセスキオキサン)−(シクロヘキシルシルセスキオキサン)]を収量83.4gで得た。得られたポリマーの重量平均分子量は5,000であった。また、1H−NMRの分析において、3−カルボキシシクロヘキシルシルセスキオキサン/8−ヒドロキシ−4−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカニルシルセスキオキサン/シクロヘキシルシルセスキオキサンの組成比は40/40/20(モル比)であった。
[Synthesis Example 25]
Poly [(3-carboxycyclohexylsilsesquioxane)-(8-hydroxy-4-tricyclo [5,2,1,0 2,6 ] decanylsilsesquioxane)-(cyclohexylsilsesquioxane)] Synthesis 30.1 g (0.218 mol) of 3-trichlorosilyl-1-cyclohexylcarboxylic acid methyl ester and 71.4 g of 8-acetoxy-4-trichlorosilyltricyclo [5,2,1,0 2,6 ] decane (0 .218 mol) and 23.7 g (0.109 mol) of cyclohexyltrichlorosilane were dissolved in 150 g of toluene, and added dropwise to 300 g of water with stirring at room temperature. After completion of the dropwise addition, an acidic aqueous layer was separated from the reaction mixture, and then the organic layer was washed with 1 L of water, and further washed twice after the aqueous layer became neutral. The solvent was distilled off from the organic layer using an evaporator. The concentrate was heated at 200 ° C. for 2 hours to polymerize. A solution obtained by adding 800 g of tetrahydrofuran to the polymer and dissolving the solution was dropped into 1,000 g of a 10% sodium hydroxide solution, and heated at 40 ° C. for 3 hours to hydrolyze a methyl ester group and an acetoxy group. The polymer was crystallized by acidification with hydrochloric acid, filtered, and dried. Poly [(3-carboxycyclohexylsilsesquioxane)-(8-hydroxy-4-tricyclo [5,2,1,0 2,6 ] de Canylsilsesquioxane)-(cyclohexylsilsesquioxane)] in a yield of 83.4 g. The weight average molecular weight of the obtained polymer was 5,000. In 1 H-NMR analysis, 3-carboxycyclohexylsilsesquioxane / 8-hydroxy-4-tricyclo [5,2,1,0 2,6 ] decanylsilsesquioxane / cyclohexylsilsesquioxane Was 40/40/20 (molar ratio).

[合成例26〜31]
合成例24、25と同様な方法で表2に示すシリコーンポリマーを得た。得られたポリマーの重量平均分子量、組成比を表2に示す。
[Synthesis Examples 26 to 31]
Silicone polymers shown in Table 2 were obtained in the same manner as in Synthesis Examples 24 and 25. Table 2 shows the weight average molecular weight and composition ratio of the obtained polymer.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

[合成例32]
合成例24で得られたポリマー50gをテトラヒドロフラン450mlに溶解させ、触媒量のp−トルエンスルホン酸を添加後、20℃で撹拌しながらエチルビニルエーテル10.8gを添加した。1時間反応させた後、濃アンモニア水により中和し、水5Lに中和反応液を滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン100mlに溶解させ、水5Lに滴下し、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマーは、下記示性式(Polym.16)で示される構造を有し、1H−NMRによる分析において、高分子化合物のカルボキシル基の水素原子の90%がエトキシエチル化されたことが確認された。
[Synthesis Example 32]
50 g of the polymer obtained in Synthesis Example 24 was dissolved in 450 ml of tetrahydrofuran, and after adding a catalytic amount of p-toluenesulfonic acid, 10.8 g of ethyl vinyl ether was added while stirring at 20 ° C. After reacting for 1 hour, the mixture was neutralized with concentrated aqueous ammonia and the neutralized reaction solution was added dropwise to 5 L of water to obtain a white solid. After filtration, this was dissolved in 100 ml of acetone, dropped into 5 L of water, filtered, and dried under vacuum. The obtained polymer had a structure represented by the following descriptive formula (Polym. 16). According to analysis by 1 H-NMR, 90% of the hydrogen atoms of the carboxyl group of the polymer compound were ethoxyethylated. Was confirmed.

[合成例33]
合成例31で得られたポリマー50gをテトラヒドロフラン450mlに溶解させ、触媒量のp−トルエンスルホン酸を添加後、20℃で撹拌しながらエチルビニルエーテル8.7gを添加した。1時間反応させた後、濃アンモニア水により中和し、水5Lに中和反応液を滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン100mlに溶解させ、水5Lに滴下し、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマー60gをテトラヒドロフラン540mlに溶解させ、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール27.0g、N,N’−ジイソプロピルカルボジイミド12.6gを添加後、エタノールアミン6.1gを添加した。30℃で5時間反応させた後、濃縮して、水3Lに滴下したところ白色の固体が得られた。これを濾過後、アセトン50mlに溶かし、水3Lに滴下し、濾過後、真空乾燥させ、ポリマーを得た。得られたポリマーは、下記示性式(Polym.17)で示される構造を有し、1H−NMRによる分析において、高分子化合物のカルボキシル基の水素原子の60%がエトキシエチル化され、30%が−NHCH2CH2OHで置換されていることが確認された。
[Synthesis Example 33]
50 g of the polymer obtained in Synthesis Example 31 was dissolved in 450 ml of tetrahydrofuran, a catalytic amount of p-toluenesulfonic acid was added, and then 8.7 g of ethyl vinyl ether was added while stirring at 20 ° C. After reacting for 1 hour, the mixture was neutralized with concentrated aqueous ammonia and the neutralized reaction solution was added dropwise to 5 L of water to obtain a white solid. After filtration, this was dissolved in 100 ml of acetone, dropped into 5 L of water, filtered, and dried under vacuum. 60 g of the obtained polymer was dissolved in 540 ml of tetrahydrofuran, 27.0 g of 1-hydroxybenzotriazole and 12.6 g of N, N'-diisopropylcarbodiimide were added, and then 6.1 g of ethanolamine was added. After reacting at 30 ° C. for 5 hours, the mixture was concentrated and dropped into 3 L of water to obtain a white solid. After filtration, this was dissolved in 50 ml of acetone, dropped into 3 L of water, filtered, and dried under vacuum to obtain a polymer. The obtained polymer has a structure represented by the following descriptive formula (Polym. 17), and when analyzed by 1 H-NMR, 60% of the hydrogen atoms of the carboxyl group of the polymer compound are ethoxyethylated to give 30%. % it was confirmed substituted with -NHCH 2 CH 2 OH.

[合成例34]
合成例31で得られたポリマー50gをテトラヒドロフラン450mlに溶解させ、触媒量のp−トルエンスルホン酸を添加後、20℃で撹拌しながらエチレン−1−プロペニルエーテル6.9gを滴下し、2時間後、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル5.7gを滴下し、30分間反応させた後、濃アンモニア水により中和し、水5Lに中和反応液を滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン100mlに溶解させ、水5Lに滴下し、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマー60gをテトラヒドロフラン540mlに溶解させ、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール27.0g、N,N’−ジイソプロピルカルボジイミド12.6gを添加後、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオール10.5gを添加した。30℃で5時間反応させた後、濃縮して、水3Lに滴下したところ白色の固体が得られた。これを濾過後、アセトン50mlに溶かし、水3Lに滴下し、濾過後、真空乾燥させ、ポリマーを得た。得られたポリマーは、下記示性式(Polym.18)で示される構造を有し、1H−NMRによる分析において、高分子化合物のカルボキシル基の水素原子の40%がエトキシプロピル化され、20%が架橋構造を有し、30%がNHC(CH3)(CH2OH)2で置換されていることが確認された。
[Synthesis Example 34]
After dissolving 50 g of the polymer obtained in Synthesis Example 31 in 450 ml of tetrahydrofuran and adding a catalytic amount of p-toluenesulfonic acid, 6.9 g of ethylene-1-propenyl ether was added dropwise with stirring at 20 ° C., and after 2 hours, After dropping 5.7 g of 1,4-butanediol divinyl ether and reacting for 30 minutes, the mixture was neutralized with concentrated aqueous ammonia and the neutralized reaction solution was dropped into 5 L of water to obtain a white solid. After filtration, this was dissolved in 100 ml of acetone, dropped into 5 L of water, filtered, and dried under vacuum. 60 g of the obtained polymer was dissolved in 540 ml of tetrahydrofuran, 27.0 g of 1-hydroxybenzotriazole and 12.6 g of N, N'-diisopropylcarbodiimide were added, and then 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol 10 0.5 g was added. After reacting at 30 ° C. for 5 hours, the mixture was concentrated and dropped into 3 L of water to obtain a white solid. After filtration, this was dissolved in 50 ml of acetone, dropped into 3 L of water, filtered, and dried under vacuum to obtain a polymer. The obtained polymer has a structure represented by the following descriptive formula (Polym. 18). In the analysis by 1 H-NMR, 40% of the hydrogen atoms of the carboxyl group of the polymer compound are ethoxypropylated, and % Had a crosslinked structure, and 30% was substituted with NHC (CH 3 ) (CH 2 OH) 2 .

[合成例35〜41]
合成例32、33、34において、合成例24〜31のいずれかのポリマーを用い、エチルビニルエーテル及びエタノールアミンの代わりにPolym.19〜25に示す酸不安定基及び一般式(2a)又は(2b)で示される基を導入し得る化合物を用いる以外、また1,4−ブタンジオールジビニルエーテルの代わりに1,4−ビス[(ビニルオキシ)メチル]シクロヘキサンを用いる以外は同様な方法により下記示性式(Polym.19〜25)で示されるシリコーンポリマーを得た。
[Synthesis Examples 35 to 41]
In Synthesis Examples 32, 33 and 34, the polymer of any of Synthesis Examples 24 to 31 was used, and instead of ethyl vinyl ether and ethanolamine, Polym. Except for using a compound capable of introducing an acid labile group represented by 19 to 25 and a group represented by the general formula (2a) or (2b), and instead of 1,4-butanediol divinyl ether, 1,4-bis [ By the same method except that (vinyloxy) methyl] cyclohexane was used, a silicone polymer represented by the following descriptive formula (Polym. 19 to 25) was obtained.

[合成例42]
合成例24で得られたポリマー20gをジメチルホルムアミド200mlに溶解させ、炭酸カリウムを固体のまま添加し、撹拌しながらクロロ酢酸−tert−ブチルエステル15.1gを添加し、60℃で6時間反応させた後、反応液から固体の炭酸カリウムを濾別して水10Lを滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン100mlに溶かし、水5Lに滴下し、濾過後、真空乾燥させ、ポリマーを得た。得られたポリマーは、下記示性式(Polym.26)で示される構造を有し、1H−NMRによる分析において、高分子化合物のカルボキシル基の水素原子のtert−ブトキシカルボニルメチル化率は60%であることが確認された。
[Synthesis Example 42]
20 g of the polymer obtained in Synthesis Example 24 was dissolved in 200 ml of dimethylformamide, potassium carbonate was added as it was, 15.1 g of chloroacetic acid-tert-butyl ester was added with stirring, and the mixture was reacted at 60 ° C. for 6 hours. After that, solid potassium carbonate was filtered off from the reaction solution, and 10 L of water was added dropwise, whereby a white solid was obtained. After filtration, this was dissolved in 100 ml of acetone, dropped into 5 L of water, filtered, and dried in vacuo to obtain a polymer. The obtained polymer has a structure represented by the following descriptive formula (Polym. 26), and the analysis by 1 H-NMR shows that the tert-butoxycarbonyl methylation rate of the hydrogen atom of the carboxyl group of the polymer compound is 60. %.

[合成例43]
合成例24で得られたポリマー50gをテトラヒドロフラン180mlに溶解させ、無水トリフルオロ酢酸52.5gを添加後、5℃以下で撹拌しながらtーブチルアルコール18.5gを添加した。2時間反応させた後、濃アンモニア水により中和し、水5Lに中和反応液を滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン100mlに溶解させ、水5Lに滴下し、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマーは、下記示性式(Polym.27)で示される構造を有し、1H−NMRによる分析において、高分子化合物のカルボキシル基の水素原子の80%がtert−ブチル化されたことが確認された。
[Synthesis Example 43]
50 g of the polymer obtained in Synthesis Example 24 was dissolved in 180 ml of tetrahydrofuran, 52.5 g of trifluoroacetic anhydride was added, and then 18.5 g of t-butyl alcohol was added while stirring at 5 ° C. or lower. After reacting for 2 hours, the mixture was neutralized with concentrated aqueous ammonia, and the neutralized reaction solution was added dropwise to 5 L of water, whereby a white solid was obtained. After filtration, this was dissolved in 100 ml of acetone, dropped into 5 L of water, filtered, and dried under vacuum. The obtained polymer has a structure represented by the following descriptive formula (Polym. 27), and when analyzed by 1 H-NMR, 80% of the hydrogen atoms of the carboxyl groups of the polymer compound are tert-butylated. It was confirmed that.

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

[実施例1〜28]
上記合成例で得られたポリマー(Polym.1〜15)をベース樹脂として使用し、下記式(PAG.1〜5)で示される酸発生剤、下記式(DRR.1,2)で示される溶解制御剤、塩基性化合物、下記式(ACC.1)で示される分子内に≡C−COOHで示される基を有する芳香族化合物を表3、4に示す組成でプロピレングリコールモノエチルアセテート(PGMEA)、乳酸エチル(EL)又はジエチレングリコールモノメチルエーテル(DGLYME)に溶解してレジスト材料を調合し、更に各組成物を0.2μmのテフロン製フィルターで濾過することにより、レジスト液をそれぞれ調製した。
[Examples 1 to 28]
Using the polymer (Polym. 1 to 15) obtained in the above synthesis example as a base resin, an acid generator represented by the following formula (PAG. 1 to 5), represented by the following formula (DRR. 1, 2) A dissolution controlling agent, a basic compound, and an aromatic compound having a group represented by ≡C-COOH in a molecule represented by the following formula (ACC.1) are mixed with propylene glycol monoethyl acetate (PGMEA) in the composition shown in Tables 3 and 4. ), Ethyl lactate (EL) or diethylene glycol monomethyl ether (DGLYME) to prepare a resist material, and each composition was filtered through a 0.2 μm Teflon filter to prepare a resist solution.

得られたレジスト液をシリコンウエハー上へスピンコーティングし、0.3μmの厚さに塗布した。次いで、このシリコンウエハーをホットプレートを用いて100℃で90秒間ベークした。これをArFエキシマレーザーステッパー(ニコン社、NA=0.55)を用いて露光し、110℃で90秒間ベークを施し、2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液で現像を行うと、パターンを得ることができた。得られたレジストパターンを次のように評価した。結果を表3、4に示す。
評価方法:まず、感度を求めた。次に0.20μmのラインアンドスペースを1:1で解像する露光量を最適露光量(Eop)として、この露光量における分離しているラインアンドスペースの最小線幅を評価レジストの解像度とした。解像したレジストパターンの形状は、走査型電子顕微鏡を用いて観察した。また、0.18μmラインアンドスペースの凹凸(エッジラフネス)を測長機能付走査型電子顕微鏡(日立製作所製、S7280)にて測定した。
The obtained resist solution was spin-coated on a silicon wafer and applied to a thickness of 0.3 μm. Next, the silicon wafer was baked at 100 ° C. for 90 seconds using a hot plate. This was exposed using an ArF excimer laser stepper (Nikon Corporation, NA = 0.55), baked at 110 ° C. for 90 seconds, and developed with an aqueous solution of 2.38% by weight of tetramethylammonium hydroxide. I got a pattern. The obtained resist pattern was evaluated as follows. The results are shown in Tables 3 and 4.
Evaluation method: First, the sensitivity was determined. Next, an exposure amount at which a 0.20 μm line and space is resolved at 1: 1 is defined as an optimum exposure amount (Eop), and a minimum line width of a separated line and space at this exposure amount is defined as a resolution of an evaluation resist. . The shape of the resolved resist pattern was observed using a scanning electron microscope. The unevenness (edge roughness) of the 0.18 μm line and space was measured by a scanning electron microscope with a length measuring function (S7280, manufactured by Hitachi, Ltd.).

表3、4の結果より、本発明のレジスト材料は、高い解像力と凹凸のない(エッジラフネスの小さい)パターンとなることが確認された。   From the results of Tables 3 and 4, it was confirmed that the resist material of the present invention had a pattern with high resolution and no irregularities (small edge roughness).

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

[実施例29]
シリコンウエハーに下層レジスト材料として、OFPR800(東京応化社製)を2.0μmの厚さに塗布し、200℃で5分間加熱し、硬化させた。この下層レジスト膜上に実施例1で用いたレジスト材料を上述と同様な方法で約0.35μmの厚さで塗布し、プリベークした。次いでKrFエキシマレーザー露光、現像を行い、パターンを下層レジスト膜上に形成した。この時、下層レジスト膜に対して垂直なパターンを得ることができ、裾引きの発現を認めることはなかった。
[Example 29]
OFPR800 (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) as a lower layer resist material was applied to a silicon wafer to a thickness of 2.0 μm, and heated at 200 ° C. for 5 minutes to be cured. The resist material used in Example 1 was applied on the lower resist film to a thickness of about 0.35 μm in the same manner as described above, and prebaked. Next, KrF excimer laser exposure and development were performed to form a pattern on the lower resist film. At this time, a pattern perpendicular to the lower resist film could be obtained, and the occurrence of footing was not recognized.

その後、平行平板型スパッタエッチング装置で酸素ガスをエッチャントガスとしてエッチングを行った。下層レジスト膜のエッチング速度が150nm/minであるのに対し、本レジスト膜は15nm/min以下であった。15分間エッチングすることによって本レジスト膜に覆われていない部分の下層レジスト膜は完全に消失し、1μm以上の厚さの2層レジストパターンが形成できた。このエッチング条件を以下に示す。
ガス流量:50sccm,ガス圧:1.3Pa,
rfパワー:50W, dcバイアス:450V
Thereafter, etching was performed with a parallel plate type sputter etching apparatus using oxygen gas as an etchant gas. While the etching rate of the lower resist film was 150 nm / min, this resist film was 15 nm / min or less. By etching for 15 minutes, the lower layer resist film not covered with the present resist film completely disappeared, and a two-layer resist pattern having a thickness of 1 μm or more was formed. The etching conditions are shown below.
Gas flow rate: 50 sccm, gas pressure: 1.3 Pa,
rf power: 50 W, dc bias: 450 V

[実施例30〜64]
上記合成例で得られたポリマー(Polym.16〜28)をベース樹脂として使用し、下記式(PAG.1〜8)で示される酸発生剤、下記式(DRR.1〜4)で示される溶解制御剤、塩基性化合物、下記式(ACC.1)で示される分子内に≡C−COOHで示される基を有する化合物、酸の作用によって架橋する化合物(Crosslinker 1、2)を表5〜7に示す組成でFC−430(住友3M製)0.05重量%を含む溶媒中に溶解してレジスト材料を調合し、更に各組成物を0.2μmのテフロン製フィルターで濾過することにより、レジスト液をそれぞれ調製した。
[Examples 30 to 64]
Using the polymer (Polym. 16 to 28) obtained in the above synthesis example as a base resin, an acid generator represented by the following formula (PAG. 1 to 8), and an acid generator represented by the following formula (DRR. 1 to 4) Table 5 shows a dissolution controlling agent, a basic compound, a compound having a group represented by CCC-COOH in a molecule represented by the following formula (ACC.1), and a compound (Crosslinker 1, 2) which is crosslinked by the action of an acid. A resist material was prepared by dissolving in a solvent containing 0.05% by weight of FC-430 (manufactured by Sumitomo 3M) with the composition shown in No. 7 to prepare a resist material, and further filtering each composition with a 0.2 μm Teflon filter. Each resist solution was prepared.

得られたレジスト液をシリコンウエハー上へスピンコーティングし、0.3μmの厚さに塗布した。次いで、このシリコンウエハーをホットプレートを用いて100℃で90秒間ベークした。これをArFエキシマレーザーステッパー(ニコン社、NA=0.55)を用いて露光し、110℃で90秒間ベークを施し(PEB)、2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液で現像を行うと、パターンを得ることができた。得られたレジストパターンを次のように評価した。結果を表5〜7に示す。
評価方法:
まず、感度を求めた。次に0.20μmのラインアンドスペースを1:1で解像する露光量を最適露光量(Eop)として、この露光量における分離しているラインアンドスペースの最小線幅を評価レジストの解像度とした。解像したレジストパターンの形状は、走査型電子顕微鏡を用いて観察した。また、0.20μmラインアンドスペースの凹凸(エッジラフネス)を測長機能付走査型電子顕微鏡(日立製作所、S7280)にて測定した。
The obtained resist solution was spin-coated on a silicon wafer and applied to a thickness of 0.3 μm. Next, the silicon wafer was baked at 100 ° C. for 90 seconds using a hot plate. This is exposed using an ArF excimer laser stepper (Nikon Corporation, NA = 0.55), baked at 110 ° C. for 90 seconds (PEB), and developed with a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. And I was able to get a pattern. The obtained resist pattern was evaluated as follows. The results are shown in Tables 5 to 7.
Evaluation method:
First, the sensitivity was determined. Next, an exposure amount at which a 0.20 μm line and space is resolved at 1: 1 is defined as an optimum exposure amount (Eop), and a minimum line width of a separated line and space at this exposure amount is defined as a resolution of an evaluation resist. . The shape of the resolved resist pattern was observed using a scanning electron microscope. The unevenness (edge roughness) of 0.20 μm line and space was measured by a scanning electron microscope with a length measuring function (S7280, Hitachi, Ltd.).

表5〜7の結果より、本発明のレジスト材料は、高い解像力と凹凸のない(エッジラフネスの小さい)パターンとなることが確認された。   From the results of Tables 5 to 7, it was confirmed that the resist material of the present invention had a pattern with high resolution and no irregularities (small edge roughness).

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036
Figure 2004190036

Figure 2004190036

PGMEA:プロピレングリコールメチルエーテルアセテート
EL:乳酸エチル
EIPA:1−エトキシ−2−プロパノール
Figure 2004190036

PGMEA: Propylene glycol methyl ether acetate EL: Ethyl lactate EIPA: 1-ethoxy-2-propanol

[実施例65]
シリコンウエハーに下層レジスト材料として、OFPR800(東京応化社製)を1.0μmの厚さに塗布し、300℃で5分間加熱し、硬化させた。この下層レジスト膜上に実施例30で用いたレジスト材料を上述と同様な方法で0.3μmの厚さで塗布し、プリベークした。次いでKrFエキシマレーザー露光、現像を行い、パターンを下層レジスト膜上に形成した。この時、下層レジスト膜に対して垂直なパターンを得ることができ、裾引きの発現を認めることはなかった。
[Example 65]
OFPR800 (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) as a lower layer resist material was applied to a silicon wafer to a thickness of 1.0 μm, and heated at 300 ° C. for 5 minutes to be cured. The resist material used in Example 30 was applied on the lower resist film to a thickness of 0.3 μm in the same manner as described above, and prebaked. Next, KrF excimer laser exposure and development were performed to form a pattern on the lower resist film. At this time, a pattern perpendicular to the lower resist film could be obtained, and the occurrence of footing was not recognized.

その後、平行平板型スパッタエッチング装置で酸素ガスをエッチャントガスとしてエッチングを行った。下層レジスト膜のエッチング速度が150nm/minであるのに対し、本レジスト膜は15nm/min以下であった。15分間エッチングすることによって本レジスト膜に覆われていない部分の下層レジスト膜は完全に消失し、1μm以上の厚さの2層レジストパターンが形成できた。このエッチング条件を以下に示す。
ガス流量:50sccm, ガス圧:1.3Pa,
rfパワー:50W, dcバイアス:450V
Thereafter, etching was performed with a parallel plate type sputter etching apparatus using oxygen gas as an etchant gas. While the etching rate of the lower resist film was 150 nm / min, this resist film was 15 nm / min or less. By etching for 15 minutes, the lower layer resist film not covered with the present resist film completely disappeared, and a two-layer resist pattern having a thickness of 1 μm or more was formed. The etching conditions are shown below.
Gas flow rate: 50 sccm, gas pressure: 1.3 Pa,
rf power: 50 W, dc bias: 450 V

Claims (15)

下記一般式(1)で示される繰り返し単位からなり、重量平均分子量が1,000〜50,000である高分子シリコーン化合物。
Figure 2004190036
[式中、Zは2価〜6価の炭素数5〜12の非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基、Z’は2価〜6価の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基又は炭素数3〜20の非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基であり、これらの基は、炭素−炭素結合間に窒素原子、酸素原子又は硫黄原子が介在されていてもよく、炭素原子上の水素原子はハロゲン原子、アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基又はアセチル基で置換されていてもよく、炭素骨格中のメチレン基はカルボニル基に置換されていてもよい。
x、y、zは上記Z、Z’の価数に応じ、それぞれ1〜5の整数を示す。
1は下記一般式(2a)又は(2b)で示される基、R2は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状の非置換もしくは置換のアルキル基又はアルケニル基、又は炭素数5〜12の非芳香族系の1価の多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基を示す。
Figure 2004190036
(式中、Rは水素原子、水酸基又は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示し、R’は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示し、これらアルキル基、アルキレン基は炭素−炭素結合中に酸素原子が介在されていてもよく、また炭素結合水素原子の一部が水酸基で置換されていてもよい。更に、RとR’はそれぞれ互いに環を形成してもよく、環を形成する場合には、R、R’はそれぞれ炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。)
式(1)において、p1、p2、p3、p4は、p1+p2+p3+p4=1で、p1、p2が正数、p3が0又は正数、p4が0であって、
0<p1/(p1+p2+p3)≦0.9
0<p2/(p1+p2+p3)≦0.8
0≦p3/(p1+p2+p3)≦0.7
を満足する数であるか、又は、p1、p4が正数、p3が0又は正数、p2が0であって、
0<p1/(p1+p3+p4)≦0.9
0≦p3/(p1+p3+p4)≦0.7
0<p4/(p1+p3+p4)≦0.9
を満足する数である。]
A polymeric silicone compound comprising a repeating unit represented by the following general formula (1) and having a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000.
Figure 2004190036
[In the formula, Z is a divalent to hexavalent non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group having 5 to 12 carbon atoms or a bridged cyclic hydrocarbon group, and Z ′ is a divalent to hexavalent hydrocarbon group. A linear or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group or a bridged cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, In these groups, a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom may be interposed between carbon-carbon bonds, and a hydrogen atom on the carbon atom is substituted with a halogen atom, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group or an acetyl group. And the methylene group in the carbon skeleton may be substituted with a carbonyl group.
x, y, and z each represent an integer of 1 to 5, depending on the valence of Z and Z '.
R 1 is a group represented by the following general formula (2a) or (2b); R 2 is a linear, branched or cyclic unsubstituted or substituted alkyl or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or carbon number 5 to 12 non-aromatic monovalent polycyclic hydrocarbon groups or bridged cyclic hydrocarbon groups.
Figure 2004190036
(In the formula, R represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R ′ represents a linear, branched or cyclic alkylene having 1 to 20 carbon atoms. These alkyl groups and alkylene groups may have an oxygen atom interposed in the carbon-carbon bond, or a part of the carbon-bonded hydrogen atom may be substituted with a hydroxyl group. 'May form a ring with each other, and when forming a ring, R and R' each represent a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms.)
In the formula (1), p1, p2, p3, and p4 are p1 + p2 + p3 + p4 = 1, p1 and p2 are positive numbers, p3 is 0 or a positive number, and p4 is 0,
0 <p1 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.9
0 <p2 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.8
0 ≦ p3 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.7
Or p1 and p4 are positive numbers, p3 is 0 or a positive number, p2 is 0,
0 <p1 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.9
0 ≦ p3 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.7
0 <p4 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.9
Is a number that satisfies. ]
請求項1記載の一般式(1)で示される繰り返し単位からなる高分子シリコーン化合物のカルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基の水素原子の一部又は全部が1種又は2種以上の酸不安定基により置換されている重量平均分子量1,000〜50,000の高分子シリコーン化合物。   A carboxyl group or a part or all of hydrogen atoms of a carboxyl group and a hydroxyl group of the high molecular silicone compound comprising a repeating unit represented by the general formula (1) according to claim 1 is one or more acid labile groups. A substituted high-molecular silicone compound having a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000. カルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基の水素原子の一部が1種又は2種以上の酸不安定基により部分置換された上記一般式(1)で示される高分子シリコーン化合物の残りのカルボキシル基及び/又は水酸基の水素原子が、式(1)の高分子シリコーン化合物全体のカルボキシル基及び水酸基の水素原子の0モル%を超え50モル%以下の割合で下記一般式(3a)又は(3b)で示されるC−O−C基を有する基で置換されることにより分子内及び/又は分子間で架橋された請求項2記載の高分子シリコーン化合物。
Figure 2004190036
(式中、R3、R4は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R3とR4とは環を形成してもよく、環を形成する場合にはR3、R4は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R5は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、dは0又は1〜10の整数である。Aは、c価の炭素数1〜50の脂肪族もしくは脂環式飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基又はヘテロ環基を示し、これらの基はヘテロ原子を介在していてもよく、またその炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、アシル基又はフッ素原子によって置換されていてもよい。Bは−CO−O−、−NHCO−O−又は−NHCONH−を示す。cは2〜8、c’は1〜7の整数である。)
The remaining carboxyl groups and / or the remaining carboxyl groups of the high molecular silicone compound represented by the above general formula (1) in which a part of the hydrogen atoms of the carboxyl group or the carboxyl group and the hydroxyl group are partially substituted by one or more acid labile groups. Alternatively, the hydrogen atom of the hydroxyl group is represented by the following general formula (3a) or (3b) at a ratio of more than 0 mol% and 50 mol% or less of the hydrogen atom of the carboxyl group and the hydroxyl group of the whole polymer silicone compound of the formula (1). The polymer silicone compound according to claim 2, wherein the polymer silicone compound is crosslinked intra- and / or intermolecularly by being substituted with a group having a C-O-C group.
Figure 2004190036
(Wherein, R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Alternatively, R 3 and R 4 may form a ring, When a ring is formed, R 3 and R 4 represent a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and R 5 represents a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. And d is an integer of 0 or 1 to 10. A represents a c-valent aliphatic or alicyclic saturated hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group, May have a hetero atom interposed, and a part of the hydrogen atom bonded to the carbon atom may be substituted by a hydroxyl group, a carboxyl group, an acyl group or a fluorine atom. -, -NHCO-O- or -NHCONH-, where c is an integer of 2 to 8 and c 'is an integer of 1 to 7.)
一般式(3a)又は(3b)で示されるC−O−C基を有する架橋基が、下記一般式(3a’’’)又は(3b’’’)で示される請求項3記載の高分子シリコーン化合物。
Figure 2004190036
(式中、R3、R4は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R3とR4とは環を形成してもよく、環を形成する場合にはR3、R4は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R5は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、dは0又は1〜5の整数である。A’は、c’’価の炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、アルキルトリイル基、アルキルテトライル基又は炭素数6〜30のアリーレン基を示し、これらの基はヘテロ原子を介在していてもよく、またその炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、アシル基又はフッ素原子によって置換されていてもよい。Bは−CO−O−、−NHCO−O−又は−NHCONH−を示す。c’’は2〜4、c’’’は1〜3の整数である。)
The polymer according to claim 3, wherein the crosslinking group having a C-O-C group represented by the general formula (3a) or (3b) is represented by the following general formula (3a "") or (3b ""). Silicone compounds.
Figure 2004190036
(Wherein, R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Alternatively, R 3 and R 4 may form a ring, When a ring is formed, R 3 and R 4 represent a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and R 5 represents a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. And d is an integer of 0 or 1 to 5. A ′ is a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyltriyl group or an alkyltetrayl group having a c ″ valency. Or an arylene group having 6 to 30 carbon atoms, and these groups may have a hetero atom interposed, and a part of the hydrogen atoms bonded to the carbon atom is a hydroxyl group, a carboxyl group, an acyl group or a fluorine atom. B represents -CO-O-, -NHCO-O- or -NHCONH- C ″ is an integer of 2 to 4 and c ″ ′ is an integer of 1 to 3.)
酸不安定基が、下記一般式(4)で示される基、下記一般式(5)で示される基、炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基及び炭素数4〜20のオキソアルキル基より選ばれる1種又は2種以上の基である請求項2、3又は4記載の高分子シリコーン化合物。
Figure 2004190036
(R6、R7は水素原子又は炭素数1〜18の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基を示し、R8は炭素数1〜18のヘテロ原子を有してもよい1価の炭化水素基を示し、R6とR7、R6とR8又はR7とR8とは環を形成していてもよく、環を形成する場合、R6、R7、R8はそれぞれ炭素数1〜18の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R9は炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基又は上記一般式(4)で示される基を示す。aは0〜6の整数である。)
The acid labile group is a group represented by the following general formula (4), a group represented by the following general formula (5), a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, and a tertiary alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in each alkyl group. The polymer silicone compound according to claim 2, which is one or more groups selected from a trialkylsilyl group and an oxoalkyl group having 4 to 20 carbon atoms.
Figure 2004190036
(R 6 and R 7 each represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and R 8 represents a monovalent group which may have a hetero atom having 1 to 18 carbon atoms. R 6 and R 7 , R 6 and R 8 or R 7 and R 8 may form a ring, and when forming a ring, R 6 , R 7 and R 8 each represent a hydrocarbon group; A linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, R 9 represents a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, a trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms in each alkyl group, And represents an oxoalkyl group of 4 to 20 or a group represented by the general formula (4), and a is an integer of 0 to 6.)
請求項1乃至5のいずれか1項記載の高分子シリコーン化合物を含有してなることを特徴とするレジスト材料。   A resist material comprising the polymer silicone compound according to claim 1. (A)有機溶剤
(B)下記一般式(1)で示される繰り返し単位を有する高分子シリコーン化合物又はこの高分子シリコーン化合物のカルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基の水素原子の一部又は全部が1種又は2種以上の酸不安定基により置換されている重量平均分子量1,000〜50,000の高分子シリコーン化合物、
Figure 2004190036
[式中、Zは2価〜6価の炭素数5〜12の非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基、Z’は2価〜6価の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基又は炭素数3〜20の非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基であり、これらの基は、炭素−炭素結合間に窒素原子、酸素原子又は硫黄原子が介在されていてもよく、炭素原子上の水素原子はハロゲン原子、アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基又はアセチル基で置換されていてもよく、炭素骨格中のメチレン基はカルボニル基に置換されていてもよい。
x、y、zは上記Z、Z’の価数に応じ、それぞれ1〜5の整数を示す。
1は下記一般式(2a)又は(2b)で示される基、R2は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状の非置換もしくは置換のアルキル基又はアルケニル基、又は炭素数5〜12の非芳香族系の1価の多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基を示す。
Figure 2004190036
(式中、Rは水素原子、水酸基又は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示し、R’は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示し、これらアルキル基、アルキレン基は炭素−炭素結合中に酸素原子が介在されていてもよく、また炭素結合水素原子の一部が水酸基で置換されていてもよい。更に、RとR’はそれぞれ互いに環を形成してもよく、環を形成する場合には、R、R’はそれぞれ炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。)
式(1)において、p1、p2、p3、p4は、p1+p2+p3+p4=1で、p1、p2が正数、p3が0又は正数、p4が0であって、
0<p1/(p1+p2+p3)≦0.9
0<p2/(p1+p2+p3)≦0.8
0≦p3/(p1+p2+p3)≦0.7
を満足する数であるか、又は、p1、p4が正数、p3が0又は正数、p2が0であって、
0<p1/(p1+p3+p4)≦0.9
0≦p3/(p1+p3+p4)≦0.7
0<p4/(p1+p3+p4)≦0.9
を満足する数である。
また、カルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基の水素原子の一部が1種又は2種以上の酸不安定基により部分置換された上記一般式(1)で示される高分子シリコーン化合物の残りのカルボキシル基及び/又は水酸基の水素原子全体の0モル%を超え50モル%以下の割合で下記一般式(3a)又は(3b)で示されるC−O−C基を有する基で置換することにより分子内及び/又は分子間で架橋されていてもよい。
Figure 2004190036
(式中、R3、R4は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R3とR4とは環を形成してもよく、環を形成する場合にはR3、R4は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R5は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、dは0又は1〜10の整数である。Aは、c価の炭素数1〜50の脂肪族もしくは脂環式飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基又はヘテロ環基を示し、これらの基はヘテロ原子を介在していてもよく、またその炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、アシル基又はフッ素原子によって置換されていてもよい。Bは−CO−O−、−NHCO−O−又は−NHCONH−を示す。cは2〜8、c’は1〜7の整数である。)]
(C)酸発生剤
を含有してなることを特徴とするレジスト材料。
(A) an organic solvent (B) a polymer silicone compound having a repeating unit represented by the following general formula (1), or a carboxyl group of the polymer silicone compound or part or all of a hydrogen atom of a carboxyl group and a hydroxyl group is one kind Or a high molecular weight silicone compound having a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000 substituted by two or more acid labile groups,
Figure 2004190036
[In the formula, Z is a divalent to hexavalent non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group having 5 to 12 carbon atoms or a bridged cyclic hydrocarbon group, and Z ′ is a divalent to hexavalent hydrocarbon group. A linear or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group or a bridged cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, In these groups, a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom may be interposed between carbon-carbon bonds, and a hydrogen atom on the carbon atom is substituted with a halogen atom, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group or an acetyl group. And the methylene group in the carbon skeleton may be substituted with a carbonyl group.
x, y, and z each represent an integer of 1 to 5, depending on the valence of Z and Z '.
R 1 is a group represented by the following general formula (2a) or (2b); R 2 is a linear, branched or cyclic unsubstituted or substituted alkyl or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or carbon number 5 to 12 non-aromatic monovalent polycyclic hydrocarbon groups or bridged cyclic hydrocarbon groups.
Figure 2004190036
(In the formula, R represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R ′ represents a linear, branched or cyclic alkylene having 1 to 20 carbon atoms. These alkyl groups and alkylene groups may have an oxygen atom interposed in the carbon-carbon bond, or a part of the carbon-bonded hydrogen atom may be substituted with a hydroxyl group. 'May form a ring with each other, and when forming a ring, R and R' each represent a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms.)
In the formula (1), p1, p2, p3, and p4 are p1 + p2 + p3 + p4 = 1, p1 and p2 are positive numbers, p3 is 0 or a positive number, and p4 is 0,
0 <p1 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.9
0 <p2 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.8
0 ≦ p3 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.7
Or p1 and p4 are positive numbers, p3 is 0 or a positive number, p2 is 0,
0 <p1 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.9
0 ≦ p3 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.7
0 <p4 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.9
Is a number that satisfies.
Further, the carboxyl group or the remaining carboxyl group of the high molecular silicone compound represented by the general formula (1) in which a part of the hydrogen atom of the carboxyl group and the hydroxyl group is partially substituted with one or more acid labile groups. And / or substitution by a group having a C—O—C group represented by the following general formula (3a) or (3b) at a ratio of more than 0 mol% and not more than 50 mol% of all hydrogen atoms of a hydroxyl group. And / or may be cross-linked between molecules.
Figure 2004190036
(Wherein, R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Alternatively, R 3 and R 4 may form a ring, When a ring is formed, R 3 and R 4 represent a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and R 5 represents a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. And d is an integer of 0 or 1 to 10. A represents a c-valent aliphatic or alicyclic saturated hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group, May have a hetero atom interposed, and a part of the hydrogen atom bonded to the carbon atom may be substituted by a hydroxyl group, a carboxyl group, an acyl group or a fluorine atom. -, -NHCO-O- or -NHCONH-, where c is an integer of 2 to 8 and c 'is an integer of 1 to 7.)
(C) A resist material comprising an acid generator.
酸不安定基が、下記一般式(4)で示される基、下記一般式(5)で示される基、炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基及び炭素数4〜20のオキソアルキル基より選ばれる1種又は2種以上の基である請求項7記載のレジスト材料。
Figure 2004190036
(R6、R7は水素原子又は炭素数1〜18の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基を示し、R8は炭素数1〜18のヘテロ原子を有してもよい1価の炭化水素基を示し、R6とR7、R6とR8又はR7とR8とは環を形成していてもよく、環を形成する場合、R6、R7、R8はそれぞれ炭素数1〜18の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R9は炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基又は上記一般式(4)で示される基を示す。aは0〜6の整数である。)
The acid labile group is a group represented by the following general formula (4), a group represented by the following general formula (5), a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, and a tertiary alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in each alkyl group. The resist material according to claim 7, which is one or more groups selected from a trialkylsilyl group and an oxoalkyl group having 4 to 20 carbon atoms.
Figure 2004190036
(R 6 and R 7 each represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and R 8 represents a monovalent group which may have a hetero atom having 1 to 18 carbon atoms. R 6 and R 7 , R 6 and R 8 or R 7 and R 8 may form a ring, and when forming a ring, R 6 , R 7 and R 8 each represent a hydrocarbon group; A linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, R 9 represents a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, a trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms in each alkyl group, And represents an oxoalkyl group of 4 to 20 or a group represented by the general formula (4), and a is an integer of 0 to 6.)
更に、(D)溶解制御剤を配合したことを特徴とする請求項7又は8記載のレジスト材料。   9. The resist material according to claim 7, further comprising (D) a dissolution controlling agent. 更に、(E)塩基性化合物を配合したことを特徴とする請求項7、8又は9記載のレジスト材料。   10. The resist material according to claim 7, further comprising (E) a basic compound. 更に、(F):分子内に≡C−COOHで示される基を有する化合物を配合したことを特徴とする請求項7乃至10のいずれか1項記載のレジスト材料。   The resist material according to any one of claims 7 to 10, further comprising (F): a compound having a group represented by ≡C-COOH in the molecule. 更に、(G):アセチレンアルコール誘導体を配合したことを特徴とする請求項7乃至11のいずれか1項記載のレジスト材料。   The resist material according to any one of claims 7 to 11, further comprising (G): an acetylene alcohol derivative. (A)有機溶剤
(B)下記一般式(1)で示される繰り返し単位を有する高分子シリコーン化合物又はこの高分子シリコーン化合物のカルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基の水素原子の一部が1種又は2種以上の酸不安定基により置換されている重量平均分子量1,000〜50,000の高分子シリコーン化合物、
Figure 2004190036
[式中、Zは2価〜6価の炭素数5〜12の非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基、Z’は2価〜6価の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基又は炭素数3〜20の非芳香族系の単環式もしくは多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基であり、これらの基は、炭素−炭素結合間に窒素原子、酸素原子又は硫黄原子が介在されていてもよく、炭素原子上の水素原子はハロゲン原子、アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基又はアセチル基で置換されていてもよく、炭素骨格中のメチレン基はカルボニル基に置換されていてもよい。
x、y、zは上記Z、Z’の価数に応じ、それぞれ1〜5の整数を示す。
1は下記一般式(2a)又は(2b)で示される基、R2は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状の非置換もしくは置換のアルキル基又はアルケニル基、又は炭素数5〜12の非芳香族系の1価の多環式炭化水素基又は有橋環式炭化水素基を示す。
Figure 2004190036
(式中、Rは水素原子、水酸基又は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示し、R’は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示し、これらアルキル基、アルキレン基は炭素−炭素結合中に酸素原子が介在されていてもよく、また炭素結合水素原子の一部が水酸基で置換されていてもよい。更に、RとR’はそれぞれ互いに環を形成してもよく、環を形成する場合には、R、R’はそれぞれ炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。)
式(1)において、p1、p2、p3、p4は、p1+p2+p3+p4=1で、p1、p2が正数、p3が0又は正数、p4が0であって、
0<p1/(p1+p2+p3)≦0.9
0<p2/(p1+p2+p3)≦0.8
0≦p3/(p1+p2+p3)≦0.7
を満足する数であるか、又は、p1、p4が正数、p3が0又は正数、p2が0であって、
0<p1/(p1+p3+p4)≦0.9
0≦p3/(p1+p3+p4)≦0.7
0<p4/(p1+p3+p4)≦0.9
を満足する数である。
また、カルボキシル基又はカルボキシル基及び水酸基の水素原子の一部が1種又は2種以上の酸不安定基により部分置換された上記一般式(1)で示される高分子シリコーン化合物の残りのカルボキシル基及び/又は水酸基の水素原子全体の0モル%を超え50モル%以下の割合で下記一般式(3a)又は(3b)で示されるC−O−C基を有する基で置換することにより分子内及び/又は分子間で架橋されていてもよい。
Figure 2004190036
(式中、R3、R4は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R3とR4とは環を形成してもよく、環を形成する場合にはR3、R4は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R5は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、dは0又は1〜10の整数である。Aは、c価の炭素数1〜50の脂肪族もしくは脂環式飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基又はヘテロ環基を示し、これらの基はヘテロ原子を介在していてもよく、またその炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、アシル基又はフッ素原子によって置換されていてもよい。Bは−CO−O−、−NHCO−O−又は−NHCONH−を示す。cは2〜8、c’は1〜7の整数である。)]
(C)酸発生剤、
(H)酸の作用によって架橋する化合物
を含有してなることを特徴とするレジスト材料。
(A) an organic solvent (B) a polymer silicone compound having a repeating unit represented by the following general formula (1), or one or two of a carboxyl group or a hydrogen atom of a carboxyl group and a hydroxyl group of the polymer silicone compound are A high molecular weight silicone compound having a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000 substituted by at least one kind of acid labile group,
Figure 2004190036
[In the formula, Z is a divalent to hexavalent non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group having 5 to 12 carbon atoms or a bridged cyclic hydrocarbon group, and Z ′ is a divalent to hexavalent hydrocarbon group. A linear or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a non-aromatic monocyclic or polycyclic hydrocarbon group or a bridged cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, In these groups, a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom may be interposed between carbon-carbon bonds, and a hydrogen atom on the carbon atom is substituted with a halogen atom, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group or an acetyl group. And the methylene group in the carbon skeleton may be substituted with a carbonyl group.
x, y, and z each represent an integer of 1 to 5, depending on the valence of Z and Z '.
R 1 is a group represented by the following general formula (2a) or (2b); R 2 is a linear, branched or cyclic unsubstituted or substituted alkyl or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or carbon number 5 to 12 non-aromatic monovalent polycyclic hydrocarbon groups or bridged cyclic hydrocarbon groups.
Figure 2004190036
(In the formula, R represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R ′ represents a linear, branched or cyclic alkylene having 1 to 20 carbon atoms. These alkyl groups and alkylene groups may have an oxygen atom interposed in the carbon-carbon bond, or a part of the carbon-bonded hydrogen atom may be substituted with a hydroxyl group. 'May form a ring with each other, and when forming a ring, R and R' each represent a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms.)
In the formula (1), p1, p2, p3, and p4 are p1 + p2 + p3 + p4 = 1, p1 and p2 are positive numbers, p3 is 0 or a positive number, and p4 is 0,
0 <p1 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.9
0 <p2 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.8
0 ≦ p3 / (p1 + p2 + p3) ≦ 0.7
Or p1 and p4 are positive numbers, p3 is 0 or a positive number, p2 is 0,
0 <p1 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.9
0 ≦ p3 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.7
0 <p4 / (p1 + p3 + p4) ≦ 0.9
Is a number that satisfies.
Further, the carboxyl group or the remaining carboxyl group of the high molecular silicone compound represented by the general formula (1) in which a part of the hydrogen atom of the carboxyl group and the hydroxyl group is partially substituted with one or more acid labile groups. And / or substitution by a group having a C—O—C group represented by the following general formula (3a) or (3b) at a ratio of more than 0 mol% and not more than 50 mol% of all hydrogen atoms of a hydroxyl group. And / or may be cross-linked between molecules.
Figure 2004190036
(Wherein, R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Alternatively, R 3 and R 4 may form a ring, When a ring is formed, R 3 and R 4 represent a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and R 5 represents a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. And d is an integer of 0 or 1 to 10. A represents a c-valent aliphatic or alicyclic saturated hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group, May have a hetero atom interposed, and a part of the hydrogen atom bonded to the carbon atom may be substituted by a hydroxyl group, a carboxyl group, an acyl group or a fluorine atom. -, -NHCO-O- or -NHCONH-, where c is an integer of 2 to 8 and c 'is an integer of 1 to 7.)
(C) an acid generator,
(H) A resist material comprising a compound which is crosslinked by the action of an acid.
酸不安定基が、下記一般式(4)で示される基、下記一般式(5)で示される基、炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基及び炭素数4〜20のオキソアルキル基より選ばれる1種又は2種以上の基である請求項13記載のレジスト材料。
Figure 2004190036
(R6、R7は水素原子又は炭素数1〜18の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基を示し、R8は炭素数1〜18のヘテロ原子を有してもよい1価の炭化水素基を示し、R6とR7、R6とR8又はR7とR8とは環を形成していてもよく、環を形成する場合、R6、R7、R8はそれぞれ炭素数1〜18の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R9は炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基又は上記一般式(4)で示される基を示す。aは0〜6の整数である。)
The acid labile group is a group represented by the following general formula (4), a group represented by the following general formula (5), a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, and a tertiary alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in each alkyl group. 14. The resist material according to claim 13, which is one or more groups selected from a trialkylsilyl group and an oxoalkyl group having 4 to 20 carbon atoms.
Figure 2004190036
(R 6 and R 7 each represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and R 8 represents a monovalent group which may have a hetero atom having 1 to 18 carbon atoms. R 6 and R 7 , R 6 and R 8 or R 7 and R 8 may form a ring, and when forming a ring, R 6 , R 7 and R 8 each represent a hydrocarbon group; A linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, R 9 represents a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, a trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms in each alkyl group, And represents an oxoalkyl group of 4 to 20 or a group represented by the general formula (4), and a is an integer of 0 to 6.)
(i)請求項6乃至14のいずれか1項記載のレジスト材料を基板上に塗布する工程と、
(ii)次いで加熱処理後、フォトマスクを介して波長300nm以下の高エネルギー線もしくは電子線で露光する工程と、
(iii)必要に応じて加熱処理した後、現像液を用いて現像する工程と
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
(I) applying the resist material according to any one of claims 6 to 14 onto a substrate;
(Ii) then, after the heat treatment, exposing with a high energy beam or an electron beam having a wavelength of 300 nm or less through a photomask;
(Iii) performing a heat treatment as necessary, and then developing using a developer.
JP2004009982A 1997-08-06 2004-01-19 High molecular silicone compound, resist material and pattern forming method Expired - Fee Related JP3918943B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004009982A JP3918943B2 (en) 1997-08-06 2004-01-19 High molecular silicone compound, resist material and pattern forming method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22438997 1997-08-06
JP5276098 1998-02-18
JP2004009982A JP3918943B2 (en) 1997-08-06 2004-01-19 High molecular silicone compound, resist material and pattern forming method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22763398A Division JP3533951B2 (en) 1997-08-06 1998-07-28 Polymeric silicone compound, resist material and pattern forming method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004190036A true JP2004190036A (en) 2004-07-08
JP3918943B2 JP3918943B2 (en) 2007-05-23

Family

ID=32776647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004009982A Expired - Fee Related JP3918943B2 (en) 1997-08-06 2004-01-19 High molecular silicone compound, resist material and pattern forming method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3918943B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008038448A1 (en) * 2006-09-26 2008-04-03 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Negative-type resist composition for electron beam, and method for formation of resist pattern
US7511169B2 (en) 2005-04-06 2009-03-31 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Sulfonate salts and derivatives, photoacid generators, resist compositions, and patterning process
US7527912B2 (en) 2006-09-28 2009-05-05 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Photoacid generators, resist compositions, and patterning process
US7531290B2 (en) 2005-10-31 2009-05-12 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Sulfonate salts and derivatives, photoacid generators, resist compositions, and patterning process
US7556909B2 (en) 2005-10-31 2009-07-07 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Sulfonate salts and derivatives, photoacid generators, resist compositions, and patterning process
US7569324B2 (en) 2006-06-27 2009-08-04 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Sulfonate salts and derivatives, photoacid generators, resist compositions, and patterning process
US7928262B2 (en) 2006-06-27 2011-04-19 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Sulfonate salts and derivatives, photoacid generators, resist compositions, and patterning process

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7511169B2 (en) 2005-04-06 2009-03-31 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Sulfonate salts and derivatives, photoacid generators, resist compositions, and patterning process
US7919226B2 (en) 2005-04-06 2011-04-05 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Sulfonate salts and derivatives, photoacid generators, resist compositions, and patterning process
US7531290B2 (en) 2005-10-31 2009-05-12 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Sulfonate salts and derivatives, photoacid generators, resist compositions, and patterning process
US7556909B2 (en) 2005-10-31 2009-07-07 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Sulfonate salts and derivatives, photoacid generators, resist compositions, and patterning process
US7569324B2 (en) 2006-06-27 2009-08-04 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Sulfonate salts and derivatives, photoacid generators, resist compositions, and patterning process
US7928262B2 (en) 2006-06-27 2011-04-19 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Sulfonate salts and derivatives, photoacid generators, resist compositions, and patterning process
US8030515B2 (en) 2006-06-27 2011-10-04 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Sulfonate salts and derivatives, photoacid generators, resist compositions, and patterning process
WO2008038448A1 (en) * 2006-09-26 2008-04-03 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Negative-type resist composition for electron beam, and method for formation of resist pattern
JP2008083192A (en) * 2006-09-26 2008-04-10 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Negative resist composition for electron beam and resist pattern forming method
US7527912B2 (en) 2006-09-28 2009-05-05 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Photoacid generators, resist compositions, and patterning process

Also Published As

Publication number Publication date
JP3918943B2 (en) 2007-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3533951B2 (en) Polymeric silicone compound, resist material and pattern forming method
US6309796B1 (en) High molecular weight silicone compounds resist compositions, and patterning method
JP3505990B2 (en) High molecular silicone compound, chemically amplified positive resist material and pattern forming method
KR100416184B1 (en) Silicone Polymer Compound, Chemically Amplified Positive Resist Materials and Method for Forming Pattern
JP4019247B2 (en) Polymer compound, resist material, and pattern forming method
JP3796559B2 (en) Resist material and pattern forming method
US20020012871A1 (en) Polymers, resist compositions and patterning process
JP3838329B2 (en) Polymer compound, resist material, and pattern forming method
JP3570477B2 (en) High molecular compound and chemically amplified positive resist material
JP2001083695A (en) Resist material and pattern forming method
KR100957932B1 (en) Photoacid Generator Compound, Chemically Amplified Positive Resist Material and Pattern Forming Method
KR100461033B1 (en) Novel High Molecular Weight Silicone Compounds, Chemically Amplified Positive Resist Compositions and Patterning Method
JP2001215714A (en) Radiation sensitive resin composition
JP3942263B2 (en) Polymer compound, chemically amplified positive resist material, and pattern forming method
JP3736606B2 (en) Polymer compound, resist material, and pattern forming method
JP3918943B2 (en) High molecular silicone compound, resist material and pattern forming method
JP2001337448A (en) Resist material and pattern forming method
JPH10268508A (en) Partially hydrogenated polymer compound and chemically amplified positive resist material
JP4300383B2 (en) Resist material and pattern forming method
JP3666550B2 (en) Novel polymeric silicone compound, chemically amplified positive resist material and pattern forming method
JP3874061B2 (en) Polymer compound, resist material, and pattern forming method
JP4257480B2 (en) Polymer compound, chemically amplified resist material, and pattern forming method
JP3818337B2 (en) Chemically amplified positive resist material
JP2002131918A (en) Radiation-sensitive resin composition
JP3874080B2 (en) Polymer compound, resist material, and pattern forming method

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070124

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070206

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130223

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160223

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees