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JP2004272227A - Negative radiation-sensitive resin composition - Google Patents

Negative radiation-sensitive resin composition Download PDF

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JP2004272227A
JP2004272227A JP2004030114A JP2004030114A JP2004272227A JP 2004272227 A JP2004272227 A JP 2004272227A JP 2004030114 A JP2004030114 A JP 2004030114A JP 2004030114 A JP2004030114 A JP 2004030114A JP 2004272227 A JP2004272227 A JP 2004272227A
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JP
Japan
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group
radiation
sensitive
acid
negative
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Pending
Application number
JP2004030114A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Nishimura
幸生 西村
Hidekazu Kobayashi
英一 小林
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JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
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Publication date
Application filed by JSR Corp filed Critical JSR Corp
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Pending legal-status Critical Current

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

【課題】 ライン・アンド・スペースパターンにおいて、高い解像性を示し、矩形なレジストパターンを形成することができ、現像後に橋架け(ブリッジング)などのレジストパターン欠陥を減少させ、感度、現像性、寸法忠実度等にも優れる。
【解決手段】 下記式(1−1)で表される繰り返し単位(1−1)および下記式(1−2)で表される繰り返し単位(1−2)を含有する共重合樹脂(A)と、感放射線性酸発生剤(B)と、酸架橋剤(C)とを含有することを特徴とする。
【化1】

Figure 2004272227

1は水素原子またはメチル基を表し、式(1−1)において、X1およびX2は相互に独立に水素原子またはフルオロアルキル基を表し、かつX1およびX2の少なくとも1つがフルオロアルキル基を表し、Yは2価の有機基を表し、Zは2〜4価の有機基を表し、Tは単結合または炭素数1〜3の2価の有機基を表し、nは1〜3の整数を表す。
【選択図】 無PROBLEM TO BE SOLVED: To show a high resolution in a line-and-space pattern, form a rectangular resist pattern, reduce resist pattern defects such as bridging after development, and improve sensitivity and developability. Also, it has excellent dimensional fidelity.
SOLUTION: The copolymer resin (A) contains a repeating unit (1-1) represented by the following formula (1-1) and a repeating unit (1-2) represented by the following formula (1-2). And a radiation-sensitive acid generator (B) and an acid crosslinking agent (C).
Embedded image
Figure 2004272227

R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group; in the formula (1-1), X 1 and X 2 independently represent a hydrogen atom or a fluoroalkyl group, and at least one of X 1 and X 2 is a fluoroalkyl Y represents a divalent organic group; Z represents a divalent to tetravalent organic group; T represents a single bond or a divalent organic group having 1 to 3 carbon atoms; Represents an integer.
[Selection diagram] None

Description

本発明は、ネガ型感放射線性樹脂組成物に関し、特にKrFエキシマレーザーあるいはArFエキシマレーザー等の遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線等の荷電粒子線の如き各種の放射線を使用する微細加工に有用な化学増幅型レジストとして好適に使用できるネガ型感放射線性樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a negative-type radiation-sensitive resin composition, and particularly uses various radiations such as far-ultraviolet rays such as KrF excimer laser or ArF excimer laser, X-rays such as synchrotron radiation, and charged particle beams such as electron beams. The present invention relates to a negative-type radiation-sensitive resin composition that can be suitably used as a chemically amplified resist useful for fine processing.

集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野においては、より高い集積度を得るために、最近ではArFエキシマレーザー(波長193nm)、F2エキシマレーザー(波長157nm)等を用いた200nm程度以下のレベルでの微細加工が可能なリソグラフィー技術が必要とされている。このようなエキシマレーザーによる照射に適した感放射線性樹脂組成物として、酸解離性官能基を有する成分と放射線の照射により酸を発生する成分である酸発生剤とによる化学増幅効果を利用した化学増幅型感放射線性樹脂組成物が数多く提案されている。化学増幅型感放射線性樹脂組成物の中で、ネガ型感放射線性樹脂組成物は、放射線照射部で架橋反応を進行させることにより、現像液への溶解速度を低下させてパターンを形成させている。
従来、ネガ型感放射線性樹脂組成物として、ジヒドロキシ脂環基を有する(メタ)アクリレート誘導体を架橋部位とする化学増幅型ネガ型レジストが知られている(特許文献1)。
ところで、レジストを用いて実際に集積回路を製造する際には、通常、感放射線性成分、被膜形成性樹脂成分等を溶剤に溶解してレジスト溶液としての感放射線性樹脂組成物を調製し、該レジスト溶液を加工に供される基板上に塗布してレジスト被膜を形成させた後、該レジスト被膜に所定のマスクを介して放射線照射し、現像し、それにより微細加工に適したパターンを形成させる。その際パターン断面の形状(パターン断面形状)が微細加工の精度に重大な影響を与え、精度を向上させるためには矩形の形状が好ましいとされている。
特開2000−122288号公報(段落[0022])
In field of microfabrication represented by fabrication of integrated circuit devices, in order to achieve a higher degree of integration, ArF excimer laser (wavelength 193 nm) has recently, F 2 excimer laser (wavelength 157 nm) or less 200nm about using such There is a need for a lithography technology capable of microfabrication at a level. Such a radiation-sensitive resin composition suitable for irradiation with an excimer laser is a chemical composition utilizing a chemical amplification effect of a component having an acid dissociable functional group and an acid generator which is a component that generates an acid upon irradiation with radiation. Many amplification-type radiation-sensitive resin compositions have been proposed. Among the chemically amplified radiation-sensitive resin compositions, the negative-type radiation-sensitive resin composition is formed by causing a crosslinking reaction to proceed in a radiation-irradiated portion, thereby reducing a dissolution rate in a developer and forming a pattern. I have.
Conventionally, as a negative radiation-sensitive resin composition, a chemically amplified negative resist having a (meth) acrylate derivative having a dihydroxy alicyclic group as a crosslinking site has been known (Patent Document 1).
By the way, when actually manufacturing an integrated circuit using a resist, usually, a radiation-sensitive component, a film-forming resin component and the like are dissolved in a solvent to prepare a radiation-sensitive resin composition as a resist solution, After applying the resist solution on a substrate to be processed to form a resist film, the resist film is irradiated with radiation through a predetermined mask and developed, thereby forming a pattern suitable for fine processing. Let it. At that time, the shape of the pattern cross section (pattern cross section shape) has a significant influence on the precision of the fine processing, and a rectangular shape is preferable in order to improve the precision.
JP-A-2000-122288 (paragraph [0022])

しかしながら、従来の化学増幅型ネガ型レジストは、当該レジストの現像液に対する放射線照射部と未放射線照射部との間の溶解速度の差が十分に大きくないために解像度が低く、またパターンの頭部形状が矩形にならず丸くなるという問題がある。さらに未放射線照射部の溶解速度が極度に高すぎるため放射線照射部の溶解速度の低下を十分に与えることができなく、パターンが現像液により膨潤したり、蛇行したりする問題もあった。   However, the conventional chemically amplified negative resist has a low resolution because the difference in dissolution rate between the irradiated part and the non-irradiated part in the developing solution of the resist is not large enough, and the pattern has There is a problem that the shape is not rectangular but round. Furthermore, since the dissolution rate of the unirradiated part is too high, the dissolution rate of the irradiated part cannot be sufficiently reduced, and there is a problem that the pattern is swollen or meandered by the developer.

本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、ArF光源を利用するネガ型感放射線性樹脂組成物として、従来の通常濃度の現像液に問題なく適用でき、かつ通常のライン・アンド・スペースパターンにおいて、高い解像性を示し、矩形なレジストパターンを形成することができ、現像後に橋架け(ブリッジング)などのレジストパターン欠陥を減少させ、感度、現像性、寸法忠実度等にも優れる化学増幅型ネガ型レジストとして好適なネガ型感放射線性樹脂組成物の提供を目的とする。   The present invention has been made in order to address such a problem, and can be applied as a negative-type radiation-sensitive resin composition using an ArF light source to a conventional normal-concentration developer without any problem.・ High resolution and rectangular pattern can be formed in the AND space pattern. Resist pattern defects such as bridging after development can be reduced, and sensitivity, developability and dimensional fidelity can be reduced. It is an object of the present invention to provide a negative-type radiation-sensitive resin composition suitable as a chemically amplified negative-type resist having excellent properties.

本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物は、下記式(1−1)で表される繰り返し単位(1−1)および下記式(1−2)で表される繰り返し単位(1−2)を含有する共重合樹脂(A)と、感放射線性酸発生剤(B)と、酸架橋剤(C)とを含有することを特徴とする。

Figure 2004272227
上記式(1−1)および式(1−2)において、R1は水素原子またはメチル基を表し、式(1−1)において、X1およびX2は相互に独立に水素原子またはフルオロアルキル基を表し、かつX1およびX2の少なくとも1つがフルオロアルキル基を表し、Yは2価の有機基を表し、Zは2〜4価の有機基を表し、Tは単結合または炭素数1〜3の2価の有機基を表し、nは1〜3の整数を表す。
また、共重合樹脂(A)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算重量平均分子量が1,000〜50,000であることを特徴とする。 The negative-type radiation-sensitive resin composition of the present invention comprises a repeating unit (1-1) represented by the following formula (1-1) and a repeating unit (1-2) represented by the following formula (1-2). , A radiation-sensitive acid generator (B), and an acid crosslinking agent (C).
Figure 2004272227
In the above formulas (1-1) and (1-2), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group. In the formula (1-1), X 1 and X 2 independently represent a hydrogen atom or a fluoroalkyl group. Represents a group, and at least one of X 1 and X 2 represents a fluoroalkyl group, Y represents a divalent organic group, Z represents a divalent to tetravalent organic group, and T represents a single bond or one carbon atom. Represents a divalent organic group of 3 to 3, and n represents an integer of 1 to 3.
Further, the copolymer resin (A) has a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 1,000 to 50,000 as measured by gel permeation chromatography (GPC).

本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物は、上記共重合樹脂(A)、感放射線性酸発生剤(B)および酸架橋剤(C)とともに、酸拡散制御剤(D)を含有することを特徴とする。
また、感放射線性酸発生剤(B)の配合量が共重合樹脂(A)100重量部に対して0.1〜20重量部であることを特徴とする。
また、感放射線性酸発生剤(B)は、下記式(2−1)、式(2−2)および式(2−3)から選ばれる酸発生剤を少なくとも1種以上含有することを特徴とする。

Figure 2004272227
上記式(2−1)、式(2−2)および式(2−3)において、Xは、R3−SO3 を表し、R3は、部分的もしくは全てフッ素化されていてもよい、脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基を表し、R2は、水素原子、または、脂肪族炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基を表し、R4は、部分的もしくは全てフッ素化されていてもよい、脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基を表し、Uは2価の有機基を表し、R5およびR6は、互いに独立に水素原子、脂肪族炭化水素基、または芳香族炭化水素基を表し、mは0〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表す。
また、特に感放射線性酸発生剤(B)が式(2−3)であることを特徴とする。 The negative radiation-sensitive resin composition of the present invention contains an acid diffusion controller (D) together with the copolymer resin (A), the radiation-sensitive acid generator (B) and the acid crosslinking agent (C). It is characterized by.
Further, the compounding amount of the radiation-sensitive acid generator (B) is 0.1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the copolymer resin (A).
Further, the radiation-sensitive acid generator (B) is characterized by containing at least one or more acid generators selected from the following formulas (2-1), (2-2) and (2-3). And
Figure 2004272227
The formula (2-1), in the formula (2-2) and formula (2-3), X - is, R 3 -SO 3 - represents, R 3, even if it is partially or all fluorinated R 2 represents a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and R 4 represents a partially or fully fluorinated group. Represents an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, U represents a divalent organic group, and R 5 and R 6 independently represent a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group, or an aromatic group; Represents a group hydrocarbon group, m represents an integer of 0 to 3, and n represents an integer of 0 to 2.
Further, the radiation-sensitive acid generator (B) is preferably represented by the formula (2-3).

本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物は、酸架橋剤(C)の配合量が共重合樹脂(A)100重量部に対して0.5〜50重量部であることを特徴とする。
また、樹脂成分が溶剤に溶解され、全固形分濃度が3〜50重量%であることを特徴とする。
ここで、全固形分濃度の測定は、ネガ型感放射線性樹脂組成物試料約1gを100℃で4時間乾燥することにより行なう。
上記溶剤が2−ヘキサノン、2−ヘプタノン、2−オクタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、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、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチ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エチルエーテル、ジエチ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エチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸n−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルおよびγ−ブチロラクトンの群から選ばれた少なくとも一種の溶剤であることを特徴とする。
また、酸拡散制御剤(D)は、下記式(4)で表されることを特徴とする。

Figure 2004272227
上記式(4)において、R23およびR24は互いに独立に水素原子もしくはアルキル基、または、互いに結合して形成された脂環式炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基を表し、R25は水素原子、アルキル基、または、−C(O)OR27基を表し、R27はアルキル基を表し、R26は水素原子、アルキル基、脂環式炭化水素基、または、芳香族炭化水素基を表す。 The negative radiation-sensitive resin composition of the present invention is characterized in that the compounding amount of the acid crosslinking agent (C) is 0.5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the copolymer resin (A).
The resin component is dissolved in a solvent, and the total solid content concentration is 3 to 50% by weight.
Here, the measurement of the total solid content is performed by drying about 1 g of the negative-type radiation-sensitive resin composition sample at 100 ° C. for 4 hours.
The solvent is 2-hexanone, 2-heptanone, 2-octanone, cyclopentanone, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate, 3- Methyl ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol Monoethyl ether, n-butyl acetate , Methyl pyruvate, ethyl pyruvate, diethylene glycol monomethyl ether, characterized in that at least one solvent selected from the group consisting of diethylene glycol monoethyl ether and γ- butyrolactone.
Further, the acid diffusion controller (D) is characterized by being represented by the following formula (4).
Figure 2004272227
In the above formula (4), R 23 and R 24 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group, or represents an alicyclic hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group which is formed by bonding, R 25 is hydrogen Represents an atom, an alkyl group, or a —C (O) OR 27 group, R 27 represents an alkyl group, and R 26 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, or an aromatic hydrocarbon group. Represent.

本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物は、式(1−1)で表される繰り返し単位(1−1)および式(1−2)で表される繰り返し単位(1−2)を含有する共重合樹脂(A)と、感放射線性酸発生剤(B)と、酸架橋剤(C)とを含有するので、通常濃度のアルカリ現像液に適用しても、通常のライン・アンド・スペースパターンを形成することができ、未放射線照射部の十分でない現像液への溶解性に起因すると考えられるパターン下部の溶け残りやパターン上部のブリッジングなどで代表される欠陥発生を抑制することができる。さらに、膨潤に起因する微細領域でのパターン倒壊も抑制しつつ矩形なパターン形状を微細領域でも保持および制御することができる。   The negative radiation-sensitive resin composition of the present invention contains a repeating unit (1-1) represented by the formula (1-1) and a repeating unit (1-2) represented by the formula (1-2). Containing a copolymer resin (A), a radiation-sensitive acid generator (B), and an acid crosslinking agent (C). A space pattern can be formed, and it is possible to suppress the occurrence of defects represented by undissolved residue at the bottom of the pattern and bridging at the top of the pattern, which are considered to be caused by insufficient solubility of the unirradiated part in the developing solution. it can. Further, it is possible to hold and control a rectangular pattern shape even in the fine region while suppressing pattern collapse in the fine region caused by swelling.

ArF光源を利用する従来の化学増幅型ネガ型レジストは、カルボキシル基を含む繰り返し単位を共重合することで、未放射線照射部の溶解速度を付与しているが、この場合、溶解速度が速くなりやすいためその調節が困難で、レジストパターンの解像度が低く、膨潤しやすい。このため、感度、現像性、寸法忠実度等にも優れる化学増幅型ネガ型レジストとして好適なネガ型感放射線性樹脂組成物は、今まで商品化されるには至っていない。
1およびX2の少なくとも1つがフルオロアルキル基を含む繰り返し単位(1−1)と、繰り返し単位(1−2)とを含む共重合体を用いることにより、繰り返し単位(1−1)のフルオロアルキル基の作用により、レジストパターンにおける未放射線照射部の溶解速度の調節が容易にできることを見い出した。本発明はこのような知見に基づくものである。なお、溶解速度とは、所定の現像条件で現像したときの膜厚が初期の値から減少して所定の値に達するまでの時間を測定し、[(初期膜厚−所定の膜厚)/時間]で表される値をいう。
A conventional chemically amplified negative resist using an ArF light source imparts a dissolution rate of a non-irradiated portion by copolymerizing a repeating unit containing a carboxyl group, but in this case, the dissolution rate increases. Therefore, it is difficult to adjust the resist pattern, and the resolution of the resist pattern is low. Therefore, a negative-type radiation-sensitive resin composition suitable as a chemically amplified negative-type resist excellent in sensitivity, developability, dimensional fidelity, and the like has not yet been commercialized.
By using a copolymer containing a repeating unit (1-1) in which at least one of X 1 and X 2 contains a fluoroalkyl group and a repeating unit (1-2), the fluoro group of the repeating unit (1-1) It has been found that the dissolution rate of the unirradiated portion in the resist pattern can be easily adjusted by the action of the alkyl group. The present invention is based on such findings. The dissolution rate is measured by measuring the time required for the film thickness when developed under a predetermined developing condition to decrease from an initial value to reach a predetermined value, and [(initial film thickness−predetermined film thickness) / Time].

ネガ型感放射線性樹脂組成物を構成する各成分について説明する。
共重合樹脂(A):
共重合樹脂(A)を構成する繰り返し単位(1−1)において、Yは2価の有機基を表す。有機基としては、直鎖状、分岐状、または脂環式の炭化水素基が挙げられる。
直鎖状または分岐状の炭化水素基としては炭素数1〜12の炭化水素基が好ましく、具体例としては、メタン、エタン、プロパン、ブタン、イソブタン等に由来する2価の炭化水素基が挙げられる。
脂環式の炭化水素基としては炭素数6〜20の脂環式炭化水素基が好ましく、具体例としては、シクロヘキサン、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、2−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン、アダマンタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカンに由来する2価の脂環式炭化水素基が挙げられる。
Yで表される2価の有機基の中で、プロパン、ブタン、イソブタン、シクロヘキサン、2−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカンに由来する2価の有機基が好ましい。
Each component constituting the negative radiation-sensitive resin composition will be described.
Copolymer resin (A):
In the repeating unit (1-1) constituting the copolymer resin (A), Y represents a divalent organic group. Examples of the organic group include a linear, branched, or alicyclic hydrocarbon group.
As the linear or branched hydrocarbon group, a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms is preferable, and specific examples thereof include divalent hydrocarbon groups derived from methane, ethane, propane, butane, isobutane, and the like. Can be
The alicyclic hydrocarbon group is preferably an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, and specific examples include cyclohexane, bicyclo [2.2.1] heptane, and 2-methylbicyclo [2.2. 1] heptane, adamantane, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . [ 2,7 ] dodecane.
Among the divalent organic groups represented by Y, propane, butane, isobutane, cyclohexane, 2-methylbicyclo [2.2.1] heptane, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . [0 2,7 ] Dodecane is preferably a divalent organic group.

繰り返し単位(1−1)において、フルオロアルキル基としては、炭素数1〜4のフルオロアルキル基が好ましく、具体的にはモノフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基等が挙げられる。これらの中で、トリフルオロメチル基等が好ましい。フルオロアルキル基はX1およびX2の少なくとも1つであり、好ましくはX1およびX2がフルオロアルキル基である。 In the repeating unit (1-1), the fluoroalkyl group is preferably a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and specific examples include a monofluoromethyl group, a difluoromethyl group, and a trifluoromethyl group. Among these, a trifluoromethyl group and the like are preferable. Fluoroalkyl group is at least one of X 1 and X 2, preferably X 1 and X 2 are fluoroalkyl groups.

繰り返し単位(1−2)において、Zは2〜4価の有機基を表す。有機基としては、直鎖状、分岐状、または脂環式の炭化水素基が挙げられる。
直鎖状または分岐状の炭化水素基としては、炭素数1〜12の直鎖状、分岐状の炭化水素基が好ましく、具体例としては、メタン、エタン、プロパン、ブタン、イソブタン等に由来する2〜4価の炭化水素基が挙げられる。
脂環式の炭化水素基としては炭素数6〜20の脂環式炭化水素基が好ましく、具体例としては、シクロヘキサン、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、アダマンタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカンに由来する2〜4価の脂環式炭化水素基が挙げられる。
Zで表される2価の有機基の中で、エタン、プロパン、イソプロパン、ブタン、イソブタン、シクロヘキサン、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカンに由来する2〜4価の有機基が好ましい。
In the repeating unit (1-2), Z represents a divalent to tetravalent organic group. Examples of the organic group include a linear, branched, or alicyclic hydrocarbon group.
As the linear or branched hydrocarbon group, a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms is preferable, and specific examples are derived from methane, ethane, propane, butane, isobutane, and the like. Examples thereof include a divalent to tetravalent hydrocarbon group.
The alicyclic hydrocarbon group is preferably an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclohexane, bicyclo [2.2.1] heptane, adamantane, and tricyclo [5.2.1]. 0.0 2,6 ] decane, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . [ 2,7 ] dodecane, and a divalent to tetravalent alicyclic hydrocarbon group.
Among the divalent organic group represented by Z, ethane, propane, isopropane, butane, isobutane, cyclohexane, bicyclo [2.2.1] heptane, tetracyclo [6.2.1.1 3, 6. [ 02,7 ] Dodecane is preferably a divalent to tetravalent organic group.

繰り返し単位(1−2)において、Tは単結合もしくは炭素数1〜3の2価の有機基を表し、具体的には、単結合、メタン、エタン、プロパン、イソプロパン等に由来する2価の炭化水素基が挙げられる。これらの中で、単結合、メチレン基、エチレン基等が好ましい。
また、式(1−2)において、nは1〜3の整数を表し、1または2が好ましい。
In the repeating unit (1-2), T represents a single bond or a divalent organic group having 1 to 3 carbon atoms, and specifically, a divalent group derived from a single bond, methane, ethane, propane, isopropane, or the like. Hydrocarbon group. Among these, a single bond, a methylene group, an ethylene group and the like are preferable.
In the formula (1-2), n represents an integer of 1 to 3, and 1 or 2 is preferable.

式(1−1)で表される繰り返し単位(1−1)を与える単量体としては、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−3−プロピル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ブチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−5−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸2−{[5−(1',1',1'−トリフルオロ−2'−トリフルオロメチル−2'−ヒドロキシ)プロピル]ビシクロ[2.2.1]ヘプチル}エステル、(メタ)アクリル酸3−{[8−(1',1',1'−トリフルオロ−2'−トリフルオロメチル−2'−ヒドロキシ)プロピル] テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデシル}エステル等の(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。
なお、本発明において「(メタ)アクリル酸」の表示は、「メタアクリル酸」および「アクリル酸」の双方を表示する。
As the monomer giving the repeating unit (1-1) represented by the formula (1-1), (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy- 3-propyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-butyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-tri (Fluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-5-pentyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester, ( (Meth) acrylic acid 2-{[5- (1 ′, 1 ′, 1′-trifluoro-2′-trifluoromethyl-2′-hydroxy) propyl] bicyclo [2.2.1] heptyl} ester; Meta) Acri 3-{[8- (1 ', 1', 1'-trifluoro-2'-trifluoromethyl-2'-hydroxy) propyl] tetracylate] tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . ( 2,7 ) dodecyl ester and the like.
In the present invention, “(meth) acrylic acid” indicates both “methacrylic acid” and “acrylic acid”.

式(1−2)で表される繰り返し単位(1−2)を与える単量体としては、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチルエステル、(メタ)アクリル酸1−ヒドロキシエチルエステル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−ヒドロキシプロピルエステル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3,5,7−トリヒドロキシアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸5−ヒドロキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸5−ヒドロキシメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸5−ヒドロキシメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−メチルエステル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシテトラシクロ [6.2.1.13,6.02,7]ドデカン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシメチルテトラシクロ [6.2.1.13,6.02,7]ドデカン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシテトラシクロ [6.2.1.13,6.02,7]ドデカン−3−メチルエステル等の(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。 Examples of the monomer giving the repeating unit (1-2) represented by the formula (1-2) include (meth) acrylic acid hydroxymethyl ester, (meth) acrylic acid 1-hydroxyethyl ester, and (meth) acrylic acid 2-hydroxyethyl ester, (meth) acrylic acid 1-hydroxypropyl ester, (meth) acrylic acid 2-hydroxypropyl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxypropyl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxyadamantane-1 -Yl ester, 3,5-dihydroxyadamantan-1-yl (meth) acrylate, 3,5,7-trihydroxyadamantan-1-yl (meth) acrylate, 5-hydroxybicyclo (meth) acrylate [2.2.1] Heptane-2-yl ester, (meth) acryl 5-hydroxymethylbicyclo [2.2.1] heptane-2-yl ester, (meth) acrylic acid 5-hydroxymethylbicyclo [2.2.1] heptane-2-methyl ester, (meth) acrylic acid 8- Hydroxytetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecane-3-yl ester, 8-hydroxymethyltetracyclo (meth) acrylate [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecane-3-yl ester, 8-hydroxytetracyclo (meth) acrylate [6.2.1.1 3,6 . ( 2,7 ) dodecane-3-methyl ester and the like.

本発明の共重合樹脂(A)は、上記繰り返し単位(1−1)および繰り返し単位(1−2)以外にさらに他の繰り返し単位を含むことができる。
他の繰り返し単位を与える単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸カルボキシルメチルエステル、(メタ)アクリル酸−2−カルボキシルエチルエステル、(メタ)アクリル酸−3−カルボキシアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸−5−カルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸シアノメチルエステル、(メタ)アクリル酸−2−シアノエチルエステル、(メタ)アクリル酸−3−シアノアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸−5−シアノビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸メチルエステル、(メタ)アクリル酸エチルエステル、(メタ)アクリル酸アダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−7,7−ジメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタ−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−イルエステル、(メタ)アクリル酸−7−オキソ−6−オキサ−ビシクロ[3.2.1]オクタ−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−メトキシカルボニル−7−オキソ−6−オキサ−ビシクロ[3.2.1]オクタ−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−オキソテトラヒドロピラン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−メチル−2−オキソテトラヒドロピラン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−5−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−5−オキソテトラヒドロフラン−2−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸−3,3−ジメチル−5−オキソテトラヒドロフラン−2−イルメチルエステル、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、クロトンアミド、マレインアミド、フマルアミド、メサコンアミド、シトラコンアミド、イタコンアミド等が挙げられる。
The copolymer resin (A) of the present invention may further contain other repeating units in addition to the repeating unit (1-1) and the repeating unit (1-2).
Examples of the monomer giving another repeating unit include (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid carboxymethyl ester, (meth) acrylic acid-2-carboxyethyl ester, and (meth) acrylic acid-3-carboxyadamantane -1-yl ester, (meth) acrylic acid-5-carboxybicyclo [2.2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid cyanomethyl ester, (meth) acrylic acid-2-cyanoethyl ester, (Meth) acrylic acid-3-cyanoadamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid-5-cyanobicyclo [2.2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid methyl ester, (meth) ) Acrylic acid ethyl ester, (meth) acrylic acid adamantane-1-yl ester, (meth) a Bicyclo [2.2.1] hepta-2-yl acrylate, 7,7-dimethylbicyclo [2.2.1] hepta-1-yl acrylate, (meth) acrylic acid tricyclo [meth] acrylate 5.2.1.0 2,6 ] dec-8-yl ester, (meth) acrylic acid-7-oxo-6-oxa-bicyclo [3.2.1] oct-4-yl ester, (meth) Acrylic acid-2-methoxycarbonyl-7-oxo-6-oxa-bicyclo [3.2.1] oct-4-yl ester, (meth) acrylic acid-2-oxotetrahydropyran-4-yl ester, (meth ) Acrylic acid-4-methyl-2-oxotetrahydropyran-4-yl ester, (meth) acrylic acid-5-oxotetrahydrofuran-3-yl ester, (meth) acrylic acid-2-oxo Tetrahydrofuran-3-yl ester, (meth) acrylic acid-5-oxotetrahydrofuran-2-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid-3,3-dimethyl-5-oxotetrahydrofuran-2-ylmethyl ester, N, N -Dimethyl (meth) acrylamide, crotonamide, maleamide, fumaramide, mesaconamide, citraconamide, itaconamide and the like.

本発明の共重合樹脂(A)は、上記繰り返し単位(1−1)および繰り返し単位(1−2)で構成することが好ましく、共重合樹脂(A)は各繰り返し単位を1種以上含有することができる。
また、繰り返し単位(1−2)は、Zとして、脂環式の炭化水素基を含む繰り返し単位と、脂環式の炭化水素基を含まない繰り返し単位との組み合わせが好ましい。本発明の共重合体は、繰り返し単位(1−1)と、脂環式の炭化水素基を含む繰り返し単位および脂環式の炭化水素基を含まない繰り返し単位からなる繰り返し単位(1−2)との組み合わせがブリッジング欠陥を発生することなく、矩形なレジストパターンを形成できるので好ましい。
各繰り返し単位の配合割合は、全繰り返し単位に対して、繰り返し単位(1−1)が40〜80モル%、好ましくは50〜80モル%;繰り返し単位(1−2)が5〜60モル%、好ましくは10〜50モル%である。繰り返し単位(1−1)の含有率が、40モル%未満では、現像液に対する溶解性が劣化する傾向であり、繰り返し単位(1−1)の含有率が80モル%をこえると放射線照射部の溶解性が高すぎ解像劣化および膨潤する傾向にある。
繰り返し単位(1−2)の含有率が、5モル%未満では、放射線照射部の架橋度が足りなく解像性が劣化する傾向にあり、繰り返し単位(1−2)の含有率が60モル%をこえると現像性が低下するとともに、放射線照射部が膨潤する傾向にある。
The copolymer resin (A) of the present invention is preferably composed of the repeating unit (1-1) and the repeating unit (1-2), and the copolymer resin (A) contains at least one kind of each repeating unit. be able to.
The repeating unit (1-2) is preferably a combination of a repeating unit containing an alicyclic hydrocarbon group as Z and a repeating unit containing no alicyclic hydrocarbon group. The copolymer of the present invention comprises a repeating unit (1-1), a repeating unit containing an alicyclic hydrocarbon group and a repeating unit (1-2) containing no alicyclic hydrocarbon group. Is preferable because a rectangular resist pattern can be formed without generating bridging defects.
The mixing ratio of each repeating unit is such that the repeating unit (1-1) is 40 to 80 mol%, preferably 50 to 80 mol%, and the repeating unit (1-2) is 5 to 60 mol%, based on all repeating units. , Preferably 10 to 50 mol%. When the content of the repeating unit (1-1) is less than 40 mol%, the solubility in the developing solution tends to deteriorate. Is too high in solubility and tends to degrade in resolution and swell.
When the content of the repeating unit (1-2) is less than 5 mol%, the degree of crosslinking in the irradiated part tends to be insufficient, and the resolution tends to deteriorate, and the content of the repeating unit (1-2) is 60 mol%. %, The developability tends to decrease, and the irradiated portion tends to swell.

共重合樹脂(A)は、例えば、各繰り返し単位に対応する単量体の混合物を、ヒドロパーオキシド類、ジアルキルパーオキシド類、ジアシルパーオキシド類、アゾ化合物等のラジカル重合開始剤を使用し、必要に応じて連鎖移動剤の存在下、適当な溶媒中で重合することにより製造できる。
重合に使用される溶媒としては、例えば、シクロヘキサン、シクロヘプタン等のシクロアルカン類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の飽和カルボン酸エステル類;γ−ブチロラクトン等のアルキルラクトン類;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエタン類等のエーテル類;2−ブタノン、2−ヘプタノン、メチルイソブチルケトン等のアルキルケトン類;シクロヘキサノン等のシクロアルキルケトン類;2−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類等が挙げられる。
これらの溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
また、重合における反応温度は、通常、40〜120℃、好ましくは50〜100℃であり、反応時間は、通常、1〜48時間、好ましくは1〜24時間である。
The copolymer resin (A) is obtained by, for example, using a mixture of monomers corresponding to each repeating unit with a radical polymerization initiator such as a hydroperoxide, a dialkyl peroxide, a diacyl peroxide, or an azo compound; If necessary, it can be produced by polymerizing in a suitable solvent in the presence of a chain transfer agent.
Examples of the solvent used for the polymerization include cycloalkanes such as cyclohexane and cycloheptane; saturated carboxylic esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, methyl propionate and propylene glycol monomethyl ether acetate. Alkyl lactones such as γ-butyrolactone; ethers such as tetrahydrofuran, dimethoxyethane, and diethoxyethane; alkyl ketones such as 2-butanone, 2-heptanone, and methyl isobutyl ketone; cycloalkyl ketones such as cyclohexanone; Examples thereof include alcohols such as 2-propanol and propylene glycol monomethyl ether.
These solvents can be used alone or in combination of two or more.
The reaction temperature in the polymerization is usually 40 to 120 ° C, preferably 50 to 100 ° C, and the reaction time is usually 1 to 48 hours, preferably 1 to 24 hours.

共重合樹脂(A)は、ハロゲン、金属等の不純物が少ないのは当然のことながら、残留単量体やオリゴマー成分が既定値以下、例えばHPLCで0.1重量%等であることが好ましく、それにより、レジストとしての感度、解像度、プロセス安定性、パターン形状等をさらに改善することができるだけでなく、液中異物や感度等の経時変化がないレジストを提供できる。
共重合樹脂(A)の精製法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。金属等の不純物を除去する方法としては、ゼータ電位フィルターを用いて樹脂溶液中の金属を吸着させる方法や蓚酸やスルホン酸等の酸性水溶液で樹脂溶液を洗浄することで金属をキレート状態にして除去する方法等が挙げられる。また、残留単量体やオリゴマー成分を規定値以下に除去する方法としては、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液々抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、樹脂溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈澱法やろ別した樹脂スラリー貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法がある。また、これらの方法を組み合わせることもできる。上記再沈澱法に用いられる貧溶媒としては、精製する樹脂の物性等に左右され一概には例示することはできない。適宜、貧溶媒は選定されるものである。
Naturally, the copolymer resin (A) has a small amount of impurities such as halogens and metals, and preferably has a residual monomer or oligomer component of a predetermined value or less, for example, 0.1% by weight by HPLC, As a result, not only can the sensitivity, resolution, process stability, pattern shape, and the like of the resist be further improved, but also a resist free from foreign substances in the liquid and changes over time in sensitivity and the like can be provided.
Examples of the method for purifying the copolymer resin (A) include the following methods. As a method for removing impurities such as metals, a method of adsorbing metals in a resin solution using a zeta potential filter or removing the metals in a chelated state by washing the resin solution with an acidic aqueous solution such as oxalic acid or sulfonic acid And the like. Further, as a method of removing the residual monomer or oligomer component to a specified value or less, a liquid-liquid extraction method of removing the residual monomer or oligomer component by washing with water or combining an appropriate solvent, a method of removing a specific molecular weight or less A purification method in a solution state such as ultrafiltration for extracting and removing only a resin, a reprecipitation method and a filtration method for removing residual monomers and the like by coagulating the resin in the poor solvent by dropping the resin solution into the poor solvent. There is a purification method in a solid state such as washing with another resin slurry poor solvent. Also, these methods can be combined. The poor solvent used in the reprecipitation method depends on the physical properties and the like of the resin to be purified, and cannot be unequivocally exemplified. The poor solvent is appropriately selected.

共重合樹脂(A)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」という。)は、本発明においては、1,000〜50,000が好ましく、特に4,000〜40,000が好ましい。この場合、共重合樹脂(A)のMwが1,000未満では、放射線照射部に十分な溶解禁止能が発現せずネガ型レジストとして機能しない傾向にあり、一方50,000をこえると、未放射線照射部のアルカリ現像液に対する溶解性が十分でなく、ネガ型レジストとして機能しない傾向がある。
また、共重合樹脂(A)のMwとゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」という。)との比(Mw/Mn)で定義される分散度が、本発明においては、1.00〜5.00が好ましく、特に1.25〜2.25の範囲が好ましい。分散度が1.25以下ではネガ型レジストパターンの欠陥が発生しやすい傾向にあり、5.00をこえるとネガ型レジストとしての解像度等が低下する傾向にある。
本発明において、共重合樹脂(A)は、「Mw」が1,000〜50,000で、かつ分散度が1.25〜5.00の範囲にあることが好ましい。
本発明において、共重合樹脂(A)は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
In the present invention, the weight average molecular weight (hereinafter, referred to as “Mw”) of the copolymer resin (A) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) is preferably from 1,000 to 50,000, and particularly preferably from 4,000. 000 to 40,000 is preferred. In this case, if the Mw of the copolymer resin (A) is less than 1,000, a sufficient dissolution inhibiting ability does not appear in the irradiated portion and it does not tend to function as a negative resist. The radiation-irradiated portion has insufficient solubility in an alkali developing solution and tends to not function as a negative resist.
Further, the degree of dispersion defined by the ratio (Mw / Mn) between the Mw of the copolymer resin (A) and the number average molecular weight in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) (hereinafter referred to as “Mn”) is as follows: In the present invention, it is preferably from 1.0 to 5.00, particularly preferably from 1.25 to 2.25. When the degree of dispersion is 1.25 or less, a defect of the negative resist pattern tends to occur, and when it exceeds 5.00, the resolution of the negative resist tends to decrease.
In the present invention, the copolymer resin (A) preferably has "Mw" of 1,000 to 50,000 and a dispersity of 1.25 to 5.00.
In the present invention, the copolymer resin (A) can be used alone or in combination of two or more.

感放射線性酸発生剤(B):
上記共重合樹脂(A)と組み合わせて用いることができる感放射線性酸発生剤(B)は、放射線の照射により酸を発生する成分である。
本発明において好適な酸発生剤としては、下記式(2−1)、式(2−2)、式(2−3)から選ばれる酸発生剤を少なくとも1種以上含有することが好ましい。
また、これら感放射線性酸発生剤は特定の条件下で実施されたHPLC測定による溶出時間により、7分未満である感放射線性酸発生剤(B1)と溶出時間が7分以上である感放射線性酸発生剤(B2)とに分別することができ、その区別も同時に以下の具体的な例示に付随させた。

Figure 2004272227
式(2−1)、式(2−2)および式(2−3)において、XはR3−SO3 を表し、R3は、部分的もしくは全てフッ素化されていてもよい炭化水素基を表す。この炭化水素基は炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状の脂肪族炭化水素基、または炭素数6〜12の脂環式炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基を表す。nは0〜2の整数を表す。
3−SO3 の具体例としては、ノナフルオロ−n−ブタンスルホン酸、パーフルオロ−n−オクタンスルホン酸、2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホン酸、カンファースルホン酸等の陰イオンが挙げられる。 Radiation-sensitive acid generator (B):
The radiation-sensitive acid generator (B) that can be used in combination with the copolymer resin (A) is a component that generates an acid upon irradiation with radiation.
The acid generator suitable in the present invention preferably contains at least one or more acid generators selected from the following formulas (2-1), (2-2) and (2-3).
The radiation-sensitive acid generator (B1) having a dissolution time of less than 7 minutes and the radiation-sensitive acid generator (B1) having a dissolution time of 7 minutes or more are obtained, depending on the elution time measured by HPLC under specific conditions. It can be separated into the acid generator (B2), and the distinction is also accompanied by the following specific examples.
Figure 2004272227
In the formula (2-1), (2-2) and formula (2-3), X - is R 3 -SO 3 - represents, R 3 is partially or may be any fluorinated hydrocarbon Represents a hydrogen group. This hydrocarbon group represents a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. n represents the integer of 0-2.
Specific examples of R 3 —SO 3 include nonafluoro-n-butanesulfonic acid, perfluoro-n-octanesulfonic acid, and 2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -1,1. And anions such as 2,2,2-tetrafluoroethanesulfonic acid and camphorsulfonic acid.

式(2−1)において、R2は水素原子、または、炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状の脂肪族炭化水素基、または炭素数6〜12の脂環式炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基を表す。R2の具体例としては、水素原子、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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、アダマンチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカニル基等が挙げられる。 In the formula (2-1), R 2 is a hydrogen atom, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms or an aromatic group. Represents a group hydrocarbon group. Specific examples of R 2 include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a bicyclo [2.2.1] heptyl group, an adamantyl group, and a tricycloalkyl group. [5.2.1.0 2,6 ] decanyl group, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . [0 2,7 ] dodecanyl group.

式(2−1)で表される感放射線性酸発生剤の具体例としては、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムカンファースルホネートが挙げられ、これらは感放射線性酸発生剤(B1)に該当する。
また、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムカンファースルホネートが挙げられ、これらは感放射線性酸発生剤(B2)に該当する。
また、4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムカンファースルホネートが挙げられ、これらは感放射線性酸発生剤(B1)に該当する。
また、トリ(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリ(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリ(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリ(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムカンファースルホネートが挙げられ、これらは感放射線性酸発生剤(B2)に該当する。
Specific examples of the radiation-sensitive acid generator represented by the formula (2-1) include triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, and triphenylsulfonium 2- ( Bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate and triphenylsulfonium camphorsulfonate, which correspond to the radiation-sensitive acid generator (B1) I do.
Also, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] hept-2 -Yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate and 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium camphorsulfonate, which correspond to the radiation-sensitive acid generator (B2).
Also, 4-t-butylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-t-butylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4-t-butylphenyldiphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2 .1] hept-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate and 4-t-butylphenyldiphenylsulfonium camphorsulfonate, which correspond to the radiation-sensitive acid generator (B1) I do.
Also, tri (4-t-butylphenyl) sulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, tri (4-t-butylphenyl) sulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, tri (4-t-butylphenyl) sulfonium 2- (Bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate and tri (4-t-butylphenyl) sulfonium camphorsulfonate, which are radiation-sensitive This corresponds to the acid generator (B2).

式(2−2)において、R4は部分的もしくは全てフッ素化されていてもよい炭化水素基を表す。この炭化水素基は炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状の脂肪族炭化水素基、または炭素数6〜12の脂環式炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基を表す。Uは酸素原子、硫黄原子、スルホキシド基、スルホニル基、オキシスルホニル基、スルホニルオキシ基等を表す。nは0〜2の整数を表す。
4の具体例としては、フッ素化されてないものとして、水素原子、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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、アダマンチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカニル基、カンファー基等が挙げられ、フッ素化されているものとしては、トリフルオロメチル基、ノナフルオロ−n−ブチル基、パーフルオロ−n−オクチル基、2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエチル基等が挙げられる。
In the formula (2-2), R 4 represents a hydrocarbon group which may be partially or completely fluorinated. This hydrocarbon group represents a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. U represents an oxygen atom, a sulfur atom, a sulfoxide group, a sulfonyl group, an oxysulfonyl group, a sulfonyloxy group, or the like. n represents the integer of 0-2.
Specific examples of R 4 include, as those not fluorinated, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a bicyclo [2.2.1. ] Heptyl group, adamantyl group, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decanyl group, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecanyl group, camphor group and the like. Examples of fluorinated groups include a trifluoromethyl group, a nonafluoro-n-butyl group, a perfluoro-n-octyl group, and a 2- (bicyclo [2 2.1] hept-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethyl group and the like.

式(2−2)で表される感放射線性酸発生剤の具体例としては、4−n−ブチルスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−n−ブチルスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−n−ブチルスルホニルフェニルジフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−n−ブチルスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムカンファースルホネートが挙げられ、これらは感放射線性酸発生剤(B1)に該当する。
また、4−シクロヘキシルスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−シクロヘキシルスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−シクロヘキシルスルホニルフェニルジフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−シクロヘキシルスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムカンファースルホネートが挙げられ、これらは感放射線性酸発生剤(B1)に該当する。
また、4−ノナフルオロ−n−ブチルスルホニルオキシフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−ノナフルオロ−n−ブチルスルホニルオキシフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−ノナフルオロ−n−ブチルスルホニルオキシフェニルジフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−ノナフルオロ−n−ブチルスルホニルオキシフェニルジフェニルスルホニウムカンファースルホネートが挙げられ、これらは感放射線性酸発生剤(B2)に該当する。
また、4−カンファースルホニルオキシフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−カンファースルホニルオキシフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−カンファースルホニルオキシフェニルジフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−カンファースルホニルオキシフェニルジフェニルスルホニウムカンファースルホネートが挙げられ、これらは感放射線性酸発生剤(B2)に該当する。
また、4−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエチルスルホニルオキシフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエチルスルホニルオキシフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエチルスルホニルオキシフェニルジフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエチルスルホニルオキシフェニルジフェニルスルホニウムカンファースルホネートが挙げられ、これらは感放射線性酸発生剤(B2)に該当する。
Specific examples of the radiation-sensitive acid generator represented by the formula (2-2) include 4-n-butylsulfonylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate and 4-n-butylsulfonylphenyldiphenylsulfonium perfluoro -N-octanesulfonate, 4-n-butylsulfonylphenyldiphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-n- And butylsulfonylphenyldiphenylsulfonium camphorsulfonate, which corresponds to the radiation-sensitive acid generator (B1).
Also, 4-cyclohexylsulfonylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexylsulfonylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4-cyclohexylsulfonylphenyldiphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] Hept-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate and 4-cyclohexylsulfonylphenyldiphenylsulfonium camphorsulfonate, which correspond to the radiation-sensitive acid generator (B1).
Also, 4-nonafluoro-n-butylsulfonyloxyphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-nonafluoro-n-butylsulfonyloxyphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4-nonafluoro-n-butylsulfonyl Oxyphenyldiphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-nonafluoro-n-butylsulfonyloxyphenyldiphenylsulfonium camphorsulfonate These correspond to the radiation-sensitive acid generator (B2).
Also, 4-camphorsulfonyloxyphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-camphorsulfonyloxyphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4-camphorsulfonyloxyphenyldiphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2 .1] hept-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate and 4-camphorsulfonyloxyphenyldiphenylsulfonium camphorsulfonate, which correspond to the radiation-sensitive acid generator (B2) I do.
Also, 4- (bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethylsulfonyloxyphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4- (bicyclo [2 2.2.1] Hept-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethylsulfonyloxyphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4- (bicyclo [2.2.1] hept-2 -Yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethylsulfonyloxyphenyldiphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate , 4- (Bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethylsulfonyl Hydroxyphenyl camphorsulfonate and the like, which corresponds to the radiation-sensitive acid generator (B2).

式(2−3)において、R5およびR6は、互いに独立に水素原子または炭化水素基を表す。この炭化水素基は炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状の脂肪族炭化水素基、または炭素数6〜12の脂環式炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基を表す。mは0〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表す。
5およびR6の具体例としては、水素原子、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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、アダマンチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカニル基等が挙げられる。
In the formula (2-3), R 5 and R 6 independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group. This hydrocarbon group represents a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. m represents an integer of 0 to 3, and n represents an integer of 0 to 2.
Specific examples of R 5 and R 6 include a hydrogen atom, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, bicyclo [2.2.1] heptyl group, adamantyl Group, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decanyl group, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . [0 2,7 ] dodecanyl group.

式(2−3)で表される感放射線性酸発生剤の具体例としては、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムカンファースルホネートが挙げられ、これらは感放射線性酸発生剤(B1)に該当する。
また、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムカンファースルホネートが挙げられ、これらは感放射線性酸発生剤(B1)に該当する。
Specific examples of the radiation-sensitive acid generator represented by the formula (2-3) include 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium 2- (bicyclo [2.2 .1] hept-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate and 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium camphorsulfonate. This corresponds to the radioactive acid generator (B1).
Also, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n -Octanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoro Ethane sulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium camphorsulfonate, which correspond to the radiation-sensitive acid generator (B1).

式(2−1)、式(2−2)、式(2−3)で表される本発明に好適な酸発生剤とともに使用できる酸発生剤を「その他の感放射線性酸発生剤」と表記し、その具体的な例示としては、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムカンファースルホネートが挙げられ、これらは感放射線性酸発生剤(B1)に該当する。
また、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムカンファースルホネートが挙げられ、これらは感放射線性酸発生剤(B2)に該当する。
また、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−[2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ]スクシンイミド、N−(カンファースルホニルオキシ)スクシンイミドが挙げられ、これらは感放射線性酸発生剤(B1)に該当する。
また、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−[(−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ]ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(カンファースルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミドが挙げられ、これらは感放射線性酸発生剤(B1)に該当する。
Acid generators that can be used together with the acid generators of the formulas (2-1), (2-2) and (2-3) that are suitable for the present invention are referred to as "other radiation-sensitive acid generators". And specific examples thereof include diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, and diphenyliodonium 2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-yl). -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate and diphenyliodonium camphorsulfonate, which correspond to the radiation-sensitive acid generator (B1).
Also, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2- (Bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate and bis (4-t-butylphenyl) iodonium camphorsulfonate, which are radiation-sensitive This corresponds to the acid generator (B2).
Also, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) succinimide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) succinimide, N- [2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-yl)- 1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy] succinimide and N- (camphorsulfonyloxy) succinimide, which correspond to the radiation-sensitive acid generator (B1).
Also, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2 2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N-[(-(bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoro Ethanesulfonyloxy] bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (camphorsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3 -Dicarboximides, which correspond to the radiation-sensitive acid generator (B1).

本発明において、感放射線性酸発生剤(2−1)、感放射線性酸発生剤(2−2)、感放射線性酸発生剤(2−3)およびその他の感放射線性酸発生剤「総称しては感放射線性酸発生剤(B)と表記する」は、それぞれ単独でまたは2種以上を混合して使用できる。
感放射線性酸発生剤(B)の使用量は、レジストとしての感度および解像性を確保する観点から、共重合樹脂(A)100重量部に対して、0.1〜20重量部、好ましくは0.1〜15重量部である。この場合、感放射線性酸発生剤(B)の使用量が0.1重量部未満では、感度および現像性が低下する傾向があり、一方20重量部をこえると、放射線に対する透明性が低下して、レジスト表面のみ不溶化する現象(T−top現象)が発生する傾向になるためレジストパターンを得られ難くなる傾向がある。
In the present invention, the radiation-sensitive acid generator (2-1), the radiation-sensitive acid generator (2-2), the radiation-sensitive acid generator (2-3) and other radiation-sensitive acid generators are referred to as "generic name". Are referred to as "radiation-sensitive acid generators (B)" can be used alone or in combination of two or more.
The amount of the radiation-sensitive acid generator (B) to be used is preferably 0.1 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the copolymer resin (A), from the viewpoint of securing the sensitivity and resolution as a resist. Is 0.1 to 15 parts by weight. In this case, if the amount of the radiation-sensitive acid generator (B) used is less than 0.1 part by weight, sensitivity and developability tend to decrease, while if it exceeds 20 parts by weight, transparency to radiation decreases. Therefore, a phenomenon (T-top phenomenon) of insolubilizing only the resist surface tends to occur, so that it becomes difficult to obtain a resist pattern.

酸架橋剤(C):
本発明における酸架橋剤(C)は、例えば放射線照射により感放射線性酸発生剤(B)より生じた酸の存在下で、アルカリ可溶性樹脂である共重合樹脂(A)を架橋しアルカリ現像液に対する溶解性を抑止することができるものであればよくその種類は特に限定されないが、本発明では特に下記式(3−1)で表されるN−(アルコキシメチル)グリコールウリル化合物に代表される酸架橋剤(C)を含有することが好ましい。

Figure 2004272227
上記式(3−1)において、R7〜R10は互いに独立に炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表す。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、ブチル基、イソブチル基等が挙げられる。
式(3−1)で表されるN−(アルコキシメチル)グリコールウリル化合物の具体例としては、N,N,N,N−テトラ(メトキシメチル)グリコールウリル、N,N,N,N−テトラ(エトキシメチル)グリコールウリル、N,N,N,N−テトラ(n−プロポキシメチル)グリコールウリル、N,N,N,N−テトラ(i−プロポキシメチル)グリコールウリル、N,N,N,N−テトラ(n−ブトキシメチル)グリコールウリル、N,N,N,N−テトラ(t−ブトキシメチル)グリコールウリル等が挙げられる。 Acid crosslinking agent (C):
The acid cross-linking agent (C) in the present invention cross-links the copolymer resin (A), which is an alkali-soluble resin, in the presence of an acid generated from the radiation-sensitive acid generator (B) upon irradiation, for example, to form an alkali developer. The type is not particularly limited as long as it can suppress the solubility of the compound in the present invention, but in the present invention, it is particularly represented by an N- (alkoxymethyl) glycoluril compound represented by the following formula (3-1). It preferably contains an acid crosslinking agent (C).
Figure 2004272227
In the above formula (3-1), R 7 to R 10 independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, and an isobutyl group.
Specific examples of the N- (alkoxymethyl) glycoluril compound represented by the formula (3-1) include N, N, N, N-tetra (methoxymethyl) glycoluril and N, N, N, N-tetra (Ethoxymethyl) glycoluril, N, N, N, N-tetra (n-propoxymethyl) glycoluril, N, N, N, N-tetra (i-propoxymethyl) glycoluril, N, N, N, N -Tetra (n-butoxymethyl) glycoluril, N, N, N, N-tetra (t-butoxymethyl) glycoluril and the like.

本発明においてネガ型感放射線性樹脂組成物は、酸架橋剤(3−1)以外の酸架橋剤(「その他の酸架橋剤」という)を含有していてもよく、その他の酸架橋剤としては、下記式(3−2)で表されるN−(アルコキシメチル)ウレア化合物、下記式(3−3)で表されるN−(アルコキシメチル)メラミン化合物、下記式(3−4)で表されるN−(アルコキシメチル)エチレンウレア化合物などのN−(アルコキシメチル)アミノ化合物等が挙げられる。

Figure 2004272227
上記式(3−2)、(3−3)および(3−4)において、R11〜R22は互いに独立に炭素数1〜4の直鎖状、分岐状のアルキル基を表す。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、ブチル基、イソブチル基等が挙げられる。
上記式(3−2)で表されるN−(アルコキシメチル)ウレア化合物の具体例としては、N,N−ジ(メトキシメチル)ウレア、N,N−ジ(エトキシメチル)ウレア、N,N−ジ(n−プロポキシメチル)ウレア、N,N−ジ(i−プロポキシメチル)ウレア、N,N−ジ(n−ブトキシメチル)ウレア、N,N−ジ(t−ブトキシメチル)ウレア等が挙げられ。
また、上記式(3−3)で表されるN−(アルコキシメチル)メラミン化合物の具体例としては、N,N,N,N,N,N−ヘキサ(メトキシメチル)メラミン、 N,N,N,N,N,N−ヘキサ(エトキシメチル)メラミン、 N,N,N,N,N,N−ヘキサ(n−プロポキシメチル)メラミン、 N,N,N,N,N,N−ヘキサ(i−プロポキシメチル)メラミン、 N,N,N,N,N,N−ヘキサ(n−ブトキシメチル)メラミン、 N,N,N,N,N,N−ヘキサ(t−ブトキシメチル)メラミン等が挙げられる。
また、上記式(3−4)で表されるN−(アルコキシメチル)エチレンウレア化合物の具体例としては、N,N−ジ(メトキシメチル)−4,5−ジ(メトキシメチル)エチレンウレア、N,N−ジ(エトキシメチル)−4,5−ジ(エトキシメチル)エチレンウレア、N,N−ジ(n−プロポキシメチル)−4,5−ジ(n−プロポキシメチル)エチレンウレア、N,N−ジ(i−プロポキシメチル)−4,5−ジ(i−プロポキシメチルメチル)エチレンウレア、N,N−ジ(n−ブトキシメチル)−4,5−ジ(n−ブトキシメチル)エチレンウレア、N,N−ジ(t−ブトキシメチル)−4,5−ジ(t−ブトキシメチルメチル)エチレンウレア等が挙げられる。 In the present invention, the negative radiation-sensitive resin composition may contain an acid crosslinking agent other than the acid crosslinking agent (3-1) (hereinafter referred to as “other acid crosslinking agent”). Is an N- (alkoxymethyl) urea compound represented by the following formula (3-2), an N- (alkoxymethyl) melamine compound represented by the following formula (3-3), and a compound represented by the following formula (3-4) And N- (alkoxymethyl) amino compounds such as the represented N- (alkoxymethyl) ethyleneurea compound.
Figure 2004272227
In the above formulas (3-2), (3-3) and (3-4), R 11 to R 22 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, and an isobutyl group.
Specific examples of the N- (alkoxymethyl) urea compound represented by the above formula (3-2) include N, N-di (methoxymethyl) urea, N, N-di (ethoxymethyl) urea, N, N -Di (n-propoxymethyl) urea, N, N-di (i-propoxymethyl) urea, N, N-di (n-butoxymethyl) urea, N, N-di (t-butoxymethyl) urea and the like No.
Specific examples of the N- (alkoxymethyl) melamine compound represented by the above formula (3-3) include N, N, N, N, N, N-hexa (methoxymethyl) melamine, N, N, N, N, N, N-hexa (ethoxymethyl) melamine, N, N, N, N, N, N-hexa (n-propoxymethyl) melamine, N, N, N, N, N, N-hexa ( i-propoxymethyl) melamine, N, N, N, N, N, N-hexa (n-butoxymethyl) melamine, N, N, N, N, N, N, N-hexa (t-butoxymethyl) melamine and the like No.
Specific examples of the N- (alkoxymethyl) ethylene urea compound represented by the above formula (3-4) include N, N-di (methoxymethyl) -4,5-di (methoxymethyl) ethylene urea N, N-di (ethoxymethyl) -4,5-di (ethoxymethyl) ethyleneurea, N, N-di (n-propoxymethyl) -4,5-di (n-propoxymethyl) ethyleneurea, N, N-di (i-propoxymethyl) -4,5-di (i-propoxymethylmethyl) ethyleneurea, N, N-di (n-butoxymethyl) -4,5-di (n-butoxymethyl) ethyleneurea , N, N-di (t-butoxymethyl) -4,5-di (t-butoxymethylmethyl) ethyleneurea and the like.

本発明において、酸架橋剤(C)は、単独でまたは2種以上混合して使用することができるが、特に好ましくは酸架橋剤(3−1)を少なくとも1種以上含有し、加えてその他の酸架橋剤を適宜含有することが好ましい。
本発明において、酸架橋剤(C)の含有量は、好ましくは、アルカリ可溶性樹脂である共重合樹脂(A)の100重量部に対して、0.5〜50重量部、より好ましくは1〜30重量部、さらに好ましくは2〜20重量部である。酸架橋剤(C)の配合量が0.5重量部未満では、共重合樹脂(A)のアルカリ現像液に対する溶解性を低下させる不溶化効果が不十分であり、パターンが膨潤しやすく、パターンの蛇行などが見られたり、感度が著しく低下したりする傾向がある。一方50重量部をこえると、レジストとしての耐熱性および透明性が低下したり、レジスト表面のみが不溶化したりする現象がみられる傾向がある。
In the present invention, the acid cross-linking agent (C) can be used alone or as a mixture of two or more, and particularly preferably contains at least one or more acid cross-linking agents (3-1). It is preferable to appropriately contain an acid cross-linking agent.
In the present invention, the content of the acid crosslinking agent (C) is preferably 0.5 to 50 parts by weight, more preferably 1 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the copolymer resin (A) which is an alkali-soluble resin. It is 30 parts by weight, more preferably 2 to 20 parts by weight. When the compounding amount of the acid crosslinking agent (C) is less than 0.5 part by weight, the insolubilizing effect of lowering the solubility of the copolymer resin (A) in an alkali developing solution is insufficient, and the pattern easily swells, and There is a tendency for meandering and the like to be observed, and for the sensitivity to be significantly reduced. On the other hand, when the amount exceeds 50 parts by weight, there is a tendency that the heat resistance and the transparency of the resist are reduced, and that only the resist surface is insolubilized.

酸拡散制御剤(D)
本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物には、射線性照射により感放射線性酸発生剤(B)から生じる酸のレジスト被膜中における拡散現象を制御し、非射線性照射領域における好ましくない化学反応を抑制する作用を有する酸拡散制御剤を配合することが好ましい。
酸拡散制御剤(D)は、酸と親和性が強ければ特に限定しないが、本発明においては、特に下記式(4)で表される酸拡散制御剤を少なくとも1種以上含有することが好ましい。

Figure 2004272227
上記式(4)において、R23およびR24は、互いに独立に水素原子または炭素数1〜6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、または、R23およびR24が互いに結合して形成された炭素数4〜12の脂環式炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基を表す。
25は、水素原子または炭素数1〜6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、または、−C(O)OR27基を表す。
26は、水素原子または炭素数1〜6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、または、炭素数6〜12の脂環式の脂環式炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基を表す。
27は、水素原子または炭素数1〜6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基を表す。
23およびR24における、炭素数1〜6の直鎖状、分岐状あるいは環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、ブチル基、イソブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられ、互いに結合して形成された炭素数4〜12の脂環式炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、フェニル基、ナフチル基等が挙げられ、これらは置換基を有していてもよい。
25における、水素原子または炭素数1〜6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基としては、水素原子、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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられ、または、−C(O)OR27基が挙げられる。
26における、炭素数1〜6の直鎖状、分岐状もしくは環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、ブチル基、イソブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられ、炭素数6〜12の脂環式の脂環式炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基としては、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、フェニル基、ナフチル基が挙げられ、かつ、これらは置換基を有していてもよい。
27における、水素原子または炭素数1〜6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基としては、水素原子、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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。 Acid diffusion controller (D)
The negative-working radiation-sensitive resin composition of the present invention controls the diffusion phenomenon of an acid generated from the radiation-sensitive acid generator (B) in the resist film by irradiation with radiation, thereby preventing undesired chemicals in the non-radiation-irradiated region. It is preferable to add an acid diffusion controlling agent having an action of suppressing the reaction.
The acid diffusion controller (D) is not particularly limited as long as it has a strong affinity for an acid, but in the present invention, it is particularly preferable to contain at least one or more acid diffusion controllers represented by the following formula (4). .
Figure 2004272227
In the above formula (4), R 23 and R 24 are each independently a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or R 23 and R 24 are bonded to each other. Represents an alicyclic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms formed.
R 25 represents a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a —C (O) OR 27 group.
R 26 represents a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alicyclic alicyclic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. Represent.
R 27 represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Examples of the linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms for R 23 and R 24 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. Examples of the alicyclic hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms formed by bonding to each other include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a phenyl group, and a naphthyl group. And these may have a substituent.
Examples of a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms for R 25 include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group and a cyclopentyl group. , A cyclohexyl group, or a -C (O) OR 27 group.
Examples of the linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms for R 26 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group. Examples of the alicyclic alicyclic hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms include a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a phenyl group and a naphthyl group, and these have a substituent. It may be.
Examples of a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms for R 27 include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group and a cyclopentyl group. And a cyclohexyl group.

上記式(4)で表される酸拡散制御剤の具体的な例示としては、イミダゾール、4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、2−フェニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−メチルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール、1−ベンジルイミダゾール、1−メチル−2−フェニルベンズイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルベンズイミダゾール等が挙げられる。
このような酸拡散制御剤を配合することにより、得られるネガ型感放射線性樹脂組成物の貯蔵安定性がさらに向上し、またレジストとしての解像度がさらに向上するとともに、放射線照射から現像処理までの引き置き時間(PED)の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れた組成物が得られるだけでなく、パターン上部から下部にかけての溶解性のばらつきを抑制することが可能となり、特にパターン上部のブリッジングやパターン下部の溶け残りを抑制することができる。
Specific examples of the acid diffusion controller represented by the above formula (4) include imidazole, 4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, benzimidazole, -Phenylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-methylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole, 1-benzylimidazole, 1-methyl-2 -Phenylbenzimidazole, 1-benzyl-2-phenylbenzimidazole and the like.
By blending such an acid diffusion controller, the storage stability of the resulting negative-type radiation-sensitive resin composition is further improved, and the resolution as a resist is further improved, and from the irradiation to the development processing. It is possible to suppress a change in the line width of the resist pattern due to a change in the withdrawal time (PED), and not only to obtain a composition having excellent process stability, but also to suppress a variation in solubility from the top to the bottom of the pattern. In particular, bridging at the upper part of the pattern and unmelted residue at the lower part of the pattern can be suppressed.

また、本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物は、上記式(4)で表される酸拡散制御剤以外の骨格を有する酸拡散制御剤(以下、「その他の酸拡散制御剤」とする)を含有することができる。
その他の酸拡散制御剤としては、「3級アミン化合物」、「アミド基含有化合物」、「4級アンモニウムヒドロキシド化合物」、「含窒素複素環化合物」等が挙げられる。
「3級アミン化合物」としては、例えば、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、2,6−ジメチルアニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン等の芳香族アミン類;トリエタノールアミン、N,N−ジ(ヒドロキシエチル)アニリンなどのアルカノールアミン類;N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、1,3−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼンテトラメチレンジアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2−ジエチルアミノエチル)エーテル等が挙げられる。
「アミド基含有化合物」としては、例えば、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−オクチルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジシクロヘキシルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−4,4'−ジアミノジフェニルメタン、N,N'−ジ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N,N'N'−テトラ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、t−ブチル(テトラヒドロ−2−オキサ−3−フラニル)カルバメート、N,N'−ジ−t−ブトキシカルボニル−4,4'−ジアミノジフェニルメタン、N−t−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−メチルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール等のN−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物等が挙げられる。
「4級アンモニウムヒドロキシド化合物」としては、例えば、テトラ−n−プロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。
「含窒素複素環化合物」としては、例えば、;ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、2−メチル−4−フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、4−ヒドロキシキノリン、8−オキシキノリン、アクリジン等のピリジン類;ピペラジン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン等のピペラジン類のほか、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、3−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、モルホリン、4−メチルモルホリン、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ [2.2.2] オクタン等が挙げられる。
これらのその他の酸拡散制御剤のうち、3級アミン化合物、N−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物が好ましい。
Further, the negative-type radiation-sensitive resin composition of the present invention comprises an acid diffusion controller having a skeleton other than the acid diffusion controller represented by the above formula (4) (hereinafter referred to as “other acid diffusion controller”). ) Can be contained.
Examples of other acid diffusion controllers include “tertiary amine compounds”, “amide group-containing compounds”, “quaternary ammonium hydroxide compounds”, and “nitrogen-containing heterocyclic compounds”.
Examples of the “tertiary amine compound” include, for example, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n Tri (cyclo) alkylamines such as octylamine, cyclohexyldimethylamine, dicyclohexylmethylamine and tricyclohexylamine; aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, 4 Aromatic amines such as -methylaniline, 4-nitroaniline, 2,6-dimethylaniline and 2,6-diisopropylaniline; alkanolamines such as triethanolamine and N, N-di (hydroxyethyl) aniline; N , N, N ', N'-tetramethylethylene Amine, N, N, N ', N'-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzenetetramethylenediamine, bis (2- Dimethylaminoethyl) ether, bis (2-diethylaminoethyl) ether and the like.
Examples of the “amide group-containing compound” include, for example, Nt-butoxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-butoxycarbonyldicyclohexylamine, Nt-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-butoxy Carbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, N, N-di-tert-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, N, N-di-tert-butoxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, Nt -Butoxycarbonyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, N, N'-di-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N, N'N'-tetra-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, 1- (t -Butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, t-butyl (tetrahydro-2- Oxa-3-furanyl) carbamate, N, N′-di-tert-butoxycarbonyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-methylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds such as Nt-butoxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole and the like.
Examples of the “quaternary ammonium hydroxide compound” include tetra-n-propylammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium hydroxide and the like.
As the “nitrogen-containing heterocyclic compound”, for example, pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methyl-4 Pyridines such as phenylpyridine, nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, quinoline, 4-hydroxyquinoline, 8-oxyquinoline and acridine; piperazines such as piperazine and 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, and pyrazines , Pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, 3-piperidino-1,2-propanediol, morpholine, 4-methylmorpholine, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] Octane and the like.
Of these other acid diffusion controllers, tertiary amine compounds and Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds are preferred.

本発明において、酸拡散制御剤(D)は、単独でまたは2種以上混合して使用することができるが、特に好ましくは式(4)で表される酸拡散制御剤を少なくとも1種以上含有し、加えてその他の酸拡散制御剤を適宜含有することが好ましい。
酸拡散制御剤(D)の配合量は、共重合樹脂(A)100重量部に対して、通常、15重量部以下、好ましくは10重量部以下、さらに好ましくは5重量部以下である。この場合、酸拡散制御剤(D)の配合量が15重量部をこえると、レジストとしての感度が著しく低下する傾向がある。なお、酸拡散制御剤の配合量が0.001重量部未満であると、プロセス条件によっては、レジストとしてのパターン形状や寸法忠実度が低下するおそれがある。
In the present invention, the acid diffusion controller (D) can be used alone or as a mixture of two or more, and particularly preferably contains at least one or more acid diffusion controllers represented by the formula (4). In addition, it is preferable to appropriately contain other acid diffusion controlling agents.
The compounding amount of the acid diffusion controller (D) is usually 15 parts by weight or less, preferably 10 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the copolymer resin (A). In this case, if the amount of the acid diffusion controller (D) exceeds 15 parts by weight, the sensitivity as a resist tends to be significantly reduced. If the amount of the acid diffusion controller is less than 0.001 part by weight, the pattern shape and dimensional fidelity as a resist may be reduced depending on the process conditions.

本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物には、溶解制御剤、溶解促進剤、界面活性剤、増感剤などの各種添加剤を配合できる。
溶解制御剤:
溶解制御剤は、アルカリ可溶性樹脂である共重合樹脂(A)のアルカリ現像液に対する溶解性が高すぎる場合に、その溶解性を制御し、アルカリ現像時の該樹脂の溶解速度を適度に減少させる作用を有する成分である。このような溶解制御剤としては、レジスト被膜の焼成、放射線照射、現像等の工程において化学変化しないものが好ましい。
溶解制御剤としては、飽和炭化水素類、特に脂環式骨格を有する炭化水素類が好ましく、単独ではアルカリ可溶性を示さない化合物が好ましい。これらの溶解制御剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
溶解促進剤:
溶解促進剤は、アルカリ可溶性樹脂である共重合樹脂(A)のアルカリ現像液に対する溶解性が低すぎる場合に、その溶解性を高めてアルカリ現像時の該樹脂の溶解速度を適度に増大させる作用を有する成分である。このような溶解促進剤としては、レジスト被膜の焼成、放射線照射、現像等の工程において化学変化しないものが好ましい。
溶解促進剤としては、飽和炭化水素類、特に脂環式骨格を有する炭化水素類が好ましく、単独ではアルカリ可溶性を示す化合物が好ましい。これらの溶解制御剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
上記溶解制御剤あるいは溶解促進剤の配合量は、共重合樹脂(A)100重量部に対して、通常、50重量部以下、好ましくは30重量部以下である。この場合、溶解制御剤あるいは溶解促進剤の配合量が50重量部をこえると、レジストとしての耐熱性が低下する傾向がある。
In the negative radiation-sensitive resin composition of the present invention, various additives such as a dissolution controlling agent, a dissolution accelerator, a surfactant, and a sensitizer can be blended.
Dissolution control agent:
When the solubility of the copolymer resin (A), which is an alkali-soluble resin, in an alkali developer is too high, the solubility control agent controls the solubility of the copolymer resin and appropriately reduces the dissolution rate of the resin during alkali development. It is a component that has an effect. As such a dissolution controlling agent, a dissolution controlling agent that does not chemically change in the steps of baking, radiation irradiation, development and the like of the resist film is preferable.
As the dissolution controlling agent, saturated hydrocarbons, particularly hydrocarbons having an alicyclic skeleton are preferable, and compounds that do not show alkali solubility alone are preferable. These dissolution controlling agents can be used alone or in combination of two or more.
Dissolution promoter:
When the solubility of the copolymer resin (A), which is an alkali-soluble resin, in an alkali developer is too low, the dissolution accelerator enhances the solubility of the copolymer resin (A) to appropriately increase the dissolution rate of the resin during alkali development. It is a component which has. As such a dissolution accelerator, one that does not chemically change in steps such as baking, irradiation of radiation, and development of a resist film is preferable.
As the dissolution accelerator, saturated hydrocarbons, particularly hydrocarbons having an alicyclic skeleton are preferable, and compounds which are alkali-soluble alone are preferable. These dissolution controlling agents can be used alone or in combination of two or more.
The compounding amount of the above-mentioned dissolution controlling agent or dissolution promoter is usually 50 parts by weight or less, preferably 30 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the copolymer resin (A). In this case, when the amount of the dissolution controlling agent or the dissolution promoter exceeds 50 parts by weight, the heat resistance of the resist tends to decrease.

界面活性剤:
本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物には、塗布性、現像性等を改良する作用を示す界面活性剤を配合できる。
界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤のほか、以下商品名で、KP341(信越化学工業(株)製)、ポリフローNo.75,同No.95(共栄社化学(株)製)、エフトップEF301,同EF303,同EF352(トーケムプロダクツ(株)製)、メガファックスF171,同F173(大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC430,同FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710,サーフロンS−382,同SC−101,同SC−102,同SC−103,同SC−104,同SC−105,同SC−106(旭硝子(株)製)等が挙げられる。これらの界面活性剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
界面活性剤の配合量は、共重合樹脂(A)100重量部に対して、通常、2重量部以下である。
Surfactant:
The negative-working radiation-sensitive resin composition of the present invention may contain a surfactant having an effect of improving coatability, developability and the like.
Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, and polyethylene glycol. In addition to nonionic surfactants such as distearate, KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and Polyflow No. No. 75, the same No. 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), F-top EF301, EF303, and EF352 (manufactured by Tochem Products), Megafax F171 and F173 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), Florard FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), Asahigard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 ( (Made by Asahi Glass Co., Ltd.). These surfactants can be used alone or in combination of two or more.
The amount of the surfactant is usually 2 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the copolymer resin (A).

増感剤:
本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物には、感度等を改良する作用を示す増感剤を配合できる。
好ましい増感剤としては、例えば、カルバゾール類、ベンゾフェノン類、ローズベンガル類、アントラセン類、フェノール類等が挙げられる。これらの増感剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用できる。
増感剤の配合量は、共重合樹脂(A)100重量部に対して、好ましくは50重量部以下である。
さらに、前記以外の添加剤としては、ハレーション防止剤、接着助剤、保存安定化剤、消泡剤等が挙げられる。
Sensitizer:
The negative-type radiation-sensitive resin composition of the present invention may contain a sensitizer having an effect of improving sensitivity and the like.
Preferred sensitizers include, for example, carbazoles, benzophenones, rose bengals, anthracenes, phenols and the like. These sensitizers can be used alone or in combination of two or more.
The amount of the sensitizer is preferably 50 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the copolymer resin (A).
Furthermore, examples of the additives other than the above include an antihalation agent, an adhesion aid, a storage stabilizer, and an antifoaming agent.

本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物は、その使用に際して、全固形分濃度が、通常、3〜50重量%、好ましくは5〜25重量%となるように、溶剤に溶解したのち、例えば孔径200nm程度のフィルターでろ過することによって、組成物溶液として調製される。
この組成物溶液の調製に使用される溶剤としては、例えば、2−ヘキサノン、2−ヘプタノン、2−オクタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、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、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチ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エチルエーテル、ジエチ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エチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸n−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。
これらの溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができるが、上記例示した中で、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、γ−ブチロラクトン等が好ましく、特に本発明では、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メチルエーテル等を少なくとも含有することが好ましい。
Upon use, the negative-type radiation-sensitive resin composition of the present invention is dissolved in a solvent so that the total solid content concentration is usually 3 to 50% by weight, preferably 5 to 25% by weight. It is prepared as a composition solution by filtering with a filter having a pore size of about 200 nm.
Examples of the solvent used for preparing this composition solution include 2-hexanone, 2-heptanone, 2-octanone, cyclopentanone, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, and 2-hydroxy. Methyl propionate, ethyl 2-hydroxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene Glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene Glycol monoethyl ether acetate n- butyl, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, .gamma.-butyrolactone.
These solvents can be used alone or as a mixture of two or more. Among the above examples, 2-heptanone, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl 2-hydroxypropionate, 3-ethoxy Ethyl propionate, propylene glycol monomethyl ether, γ-butyrolactone, and the like are preferable, and in the present invention, it is particularly preferable that at least propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and the like are contained.

本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物は、特に化学増幅型ネガ型レジストとして有用である。
化学増幅型ネガ型レジストにおいては、放射線照射により感放射線性酸発生剤(B)から発生した酸の作用によって、酸架橋剤(C)から求電子部位が形成され、それが共重合樹脂(A)中の極性基、例えばヒドロキシル基に求電子攻撃し架橋反応が起こる。その結果、レジストの放射線照射部のアルカリ現像液に対する溶解性が低下し、未放射線照射部がアルカリ現像液によって溶解、除去され、ネガ型のレジストパターンが得られる。
本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物からレジストパターンを形成する際には、組成物溶液を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布、スプレー塗布等の適宜の塗布手段によって、例えば、シリコンウエハー等の基板上に塗布することにより、レジスト被膜を形成し、場合により予め加熱処理(以下、「PB」という。)を行なったのち、所定のレジストパターンを形成するように該レジスト被膜に放射線照射する。その際に使用される放射線としては、例えば、KrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)、F2エキシマレーザー(波長157nm)、EUV(極紫外線、波長13nm等)等の遠紫外線、電子線等の荷電粒子線、シンクロトロン放射線等のX線等を適宜選択して使用することができるが、これらのうち遠紫外線、電子線が好ましい。また、放射線照射量等の放射線照射条件は、ネガ型感放射線性樹脂組成物の配合組成、各添加剤の種類等に応じて、適宜選定される。
本発明においては、高精度の微細パターンを安定して形成するために、放射線照射後に加熱処理(以下、「PEB」という。)を行なうことが好ましい。このPEBにより、放射線照射部における架橋反応が円滑に進行する。PEBの加熱条件は、ネガ型感放射線性樹脂組成物の配合組成によって変わるが、通常、30〜200℃、好ましくは50〜170℃である。
The negative radiation-sensitive resin composition of the present invention is particularly useful as a chemically amplified negative resist.
In the chemically amplified negative resist, an electrophilic site is formed from the acid crosslinking agent (C) by the action of the acid generated from the radiation-sensitive acid generator (B) upon irradiation, and the electrophilic site is formed by the copolymer resin (A). ), An electrophilic attack on a polar group, for example, a hydroxyl group, causes a crosslinking reaction. As a result, the solubility of the irradiated portion of the resist in the alkali developing solution is reduced, and the unirradiated portion is dissolved and removed by the alkali developing solution, so that a negative resist pattern is obtained.
When forming a resist pattern from the negative-type radiation-sensitive resin composition of the present invention, the composition solution, by a suitable coating means such as spin coating, casting coating, roll coating, spray coating, for example, silicon wafer After applying a heat treatment (hereinafter referred to as “PB”) in some cases, the resist film is irradiated with radiation so as to form a predetermined resist pattern. I do. Radiation used at that time is, for example, far ultraviolet rays such as KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), EUV (extreme ultraviolet light, wavelength 13 nm, etc.). A charged particle beam such as an electron beam and an X-ray such as synchrotron radiation can be appropriately selected and used, and of these, far ultraviolet rays and an electron beam are preferable. The irradiation conditions such as the irradiation dose are appropriately selected according to the composition of the negative-type radiation-sensitive resin composition, the type of each additive, and the like.
In the present invention, in order to stably form a high-precision fine pattern, it is preferable to perform a heat treatment (hereinafter, referred to as “PEB”) after irradiation with radiation. Due to this PEB, a crosslinking reaction in the radiation irradiation part proceeds smoothly. The PEB heating conditions vary depending on the composition of the negative radiation-sensitive resin composition, but are usually 30 to 200 ° C, preferably 50 to 170 ° C.

本発明においては、ネガ型感放射線性樹脂組成物の潜在能力を最大限に引き出すため、例えば特公平6−12452号公報等に開示されているように、使用される基板上に有機系あるいは無機系の反射防止膜を形成しておくこともでき、また環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響を防止するため、例えば特開平5−188598号公報等に開示されているように、レジスト被膜上に保護膜を設けることもでき、あるいはこれらの技術を併用することもできる。
次いで、放射線照射されたレジスト被膜を現像することにより、所定のレジストパターンを形成する。現像に使用される現像液としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドを溶解したアルカリ性水溶液が好ましい。アルカリ性水溶液の濃度は、通常、1〜10重量%、好ましくは1〜5重量%である。また、アルカリ性水溶液からなる現像液には、界面活性剤等を適量添加することもできる。なお、アルカリ性水溶液からなる現像液で現像したのちは、一般に、水で洗浄して乾燥する。
In the present invention, in order to maximize the potential of the negative-type radiation-sensitive resin composition, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-12452, an organic or inorganic A system antireflection film can be formed in advance, and in order to prevent the influence of basic impurities and the like contained in the environmental atmosphere, a resist such as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 188598/1993 is used. A protective film can be provided on the coating, or these techniques can be used in combination.
Next, a predetermined resist pattern is formed by developing the resist film irradiated with radiation. As a developer used for development, for example, an alkaline aqueous solution in which tetramethylammonium hydroxide is dissolved is preferable. The concentration of the alkaline aqueous solution is usually 1 to 10% by weight, preferably 1 to 5% by weight. In addition, an appropriate amount of a surfactant or the like can be added to a developer composed of an alkaline aqueous solution. After development with a developing solution composed of an alkaline aqueous solution, the film is generally washed with water and dried.

以下、本発明の実施例をさらに具体的に説明する。ここで、部は、特記しない限り重量基準である。
実施例および比較例における各測定・評価は、下記の要領で行なった。
(1)MwおよびMw/Mn:
東ソー(株)製GPCカラム(G2000HXL 2本、G3000HXL 1本、G4000HXL 1本)を用い、流量1.0ミリリットル/分、溶出溶媒テトラヒドロフラン、カラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。
(2)感度:
シリコンウエハー表面に膜厚78nmのARC29A(日産化学製)膜を形成した基板を用い、各組成物溶液を、基板上にスピンコートにより塗布し、ホットプレート上にて、105℃の温度にて90秒間の条件でPBを行なって形成した膜厚265nmのレジスト被膜に、ニコン製ArFエキシマレーザー露光装置(光学条件:NA=0.55、2/3Annular)を用い、Crで被覆された部分がArFレーザーを6%透過しかつ位相が180度反転するフェイズシフトマスク(PSMマスク)を介して放射線照射した。その後、105℃の温度にて90秒間の条件でPEBを行なったのち、2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により、25℃で60秒間現像し、水洗し、乾燥して、ネガ型のレジストパターンを形成した。このとき、線幅140nmのライン・アンド・スペースパターン(1L1S)を1対1の線幅に形成する放射線照射量を最適放射線照射量とし、この最適放射線照射量を感度とした。
(3)解像度:
最適放射線照射量で解像される最小のライン・アンド・スペースパターンの寸法を解像度とし、140nm、130nm、120nmの3水準で定義した。
(4)酸発生剤のHPLC測定条件:
ジー・エル・サイエンス社製ODSカラムを用い、溶離液としてアセトニトリル/水=60/40(重量比)に水に対して0.1重量%のリン酸を添加したものを用い、流速1.0ミリリットル/分にて測定した。検出には、220nmの吸収の面積により極大を測定した。その溶出時間が7分未満の感放射線性酸発生剤を(B1)、7分以上の感放射線性酸発生剤を(B2)とする。
(5)放射線透過率:
樹脂をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)に溶解した樹脂溶液を石英ガラス上にスピンコートにより塗布し、ホットプレート上にて、105℃の温度にて90秒間の条件でPBを行なって形成したレジスト被膜について測定した波長193nmにおける吸光度から、膜厚265nmの放射線透過率を算出した。
Hereinafter, examples of the present invention will be described more specifically. Here, parts are by weight unless otherwise specified.
Each measurement and evaluation in Examples and Comparative Examples was performed in the following manner.
(1) Mw and Mw / Mn:
Tosoh Corporation GPC column (G2000H XL 2 present, one G3000H XL, G4000H XL one) using, Flow rate: 1.0 ml / minute, eluting solvent tetrahydrofuran, in the analysis conditions of column temperature 40 ° C., monodisperse polystyrene Was measured by gel permeation chromatography (GPC) using as standard.
(2) Sensitivity:
Using a substrate having an ARC29A (manufactured by Nissan Chemical Industries) film with a thickness of 78 nm formed on the surface of a silicon wafer, each composition solution was applied on the substrate by spin coating, and then heated on a hot plate at a temperature of 105 ° C. at 90 ° C. Using a Nikon ArF excimer laser exposure apparatus (optical conditions: NA = 0.55, 2/3 Annular), a portion coated with Cr was coated on the resist film having a thickness of 265 nm formed by performing PB under the conditions of seconds. Irradiation was performed through a phase shift mask (PSM mask) that transmits 6% of the laser beam and inverts the phase by 180 degrees. Thereafter, PEB is performed at a temperature of 105 ° C. for 90 seconds, and then developed with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide at 25 ° C. for 60 seconds, washed with water, and dried to obtain a negative mold. Was formed. At this time, the radiation dose for forming a line-and-space pattern (1L1S) having a line width of 140 nm in a one-to-one line width was defined as an optimum radiation dose, and the optimum radiation dose was defined as sensitivity.
(3) Resolution:
The minimum line-and-space pattern dimension resolved at the optimal radiation dose was defined as the resolution and defined at three levels of 140 nm, 130 nm, and 120 nm.
(4) HPLC measurement conditions for acid generator:
An ODS column manufactured by GL Sciences Co., Ltd. was used, and an eluent obtained by adding 0.1% by weight of phosphoric acid to water in acetonitrile / water = 60/40 (weight ratio) was used. It was measured at milliliter / min. For detection, the maximum was measured by the area of the absorption at 220 nm. The radiation-sensitive acid generator having an elution time of less than 7 minutes is referred to as (B1), and the radiation-sensitive acid generator for 7 minutes or more is referred to as (B2).
(5) Radiation transmittance:
A resist formed by applying a resin solution in which resin is dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) by spin coating on quartz glass, and performing PB on a hot plate at 105 ° C. for 90 seconds. The radiation transmittance at a film thickness of 265 nm was calculated from the absorbance at a wavelength of 193 nm measured for the coating.

(6)残膜率:
シリコンウエハー表面上にスピンコートにより塗布し、ホットプレート上にて、105℃の温度にて90秒間の条件でPBを行なって形成したレジスト被膜の膜厚をAとし、そのレジスト被膜に対して2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により、25℃で60秒間現像し、水洗し、乾燥して後に測定したレジスト被膜の膜厚Bとした場合に、残膜率=(B/A)X100の式で計算した。
(7)パターン下部の溶け残り:
樹脂の溶解性と架橋後の溶解性などのバランスで、パターン下部にて極度の裾引き形状を示す場合がある。断面SEM観察による目視の判断で、裾引きが見られないものに関しては「○」、裾引きが見られるが基板まで解像しているものに関しては「△」、裾引きが見られ且つ基板まで解像していないものに関しては「×」で示した。
(8)パターン上部のブリッジング:
樹脂の溶解性および架橋後の溶解性などのバランスで、パターン上部にてブリッジングが確認できる場合がある。断面SEM観察による目視の判断で、ブリッジング見られないものに関しては「○」、ブリッジングの名残の髭が見られるがパターン間の繋がりまでは至っていないものに関しては「△」、ブリッジングにより明らかにパターン間で繋がりが観察できるものに関しては「×」で示した。
(6) Residual film ratio:
The thickness of the resist film formed by spin coating on the surface of a silicon wafer and performing PB on a hot plate at 105 ° C. for 90 seconds is A, and the resist film is Residual film ratio = (B / A), where the resist film was developed with a .38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide at 25 ° C. for 60 seconds, washed with water, and dried to obtain a measured film thickness B of the resist film. It was calculated by the formula of X100.
(7) Residual residue at the bottom of the pattern
The bottom of the pattern may exhibit an extreme skirting shape due to the balance between the solubility of the resin and the solubility after crosslinking. As a result of visual judgment by cross-sectional SEM observation, “○” indicates that footing is not observed, “△” indicates that footing is observed but resolution is performed to the substrate, and “△” indicates footing is observed and reaches the substrate. Those that have not been resolved are indicated by “x”.
(8) Bridging at the top of the pattern:
Bridging may be observed at the upper part of the pattern depending on the balance between the solubility of the resin and the solubility after crosslinking. When judged visually by cross-sectional SEM observation, "○" indicates that bridging was not observed, and "△" indicates that bridging remains were observed but did not reach the connection between patterns. Those in which the connection between the patterns can be observed are indicated by "x".

合成例1

Figure 2004272227
100ミリリットルの三口フラスコにメタクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル(S1−1)5.42g(70モル%)、メタクリル酸(3−ヒドロキシアダマンタン−1−イル)エステル(S1−2)1.24g(20モル%)、メタクリル酸(1−ヒドロキシエチル)エステル(S1−3)0.34g(10モル%)と2−プロパノール17.86gとを入れ、撹拌溶解の後、内温80℃で30分間窒素置換した。そこへ2,2−アゾビス(イソブチロニトリル)0.09gを投入し、窒素雰囲気下で還流条件下で、16時間重合した。重合終了後、重合溶液は水冷することにより30℃以下に冷却し、2200gのn−ヘキサンへ投入し、析出した白色粉末をろ別する。ろ別された白色粉末を3度55gのn−ヘキサンにてスラリー状で洗浄した後、ろ別し、60℃にて17時間乾燥し、白色粉末の共重合樹脂を得た(5.67g、収率81%)。この共重合樹脂はMwが39,400、Mw/Mnは3.17であった。13C−NMR測定により、(S1−1)、(S1−2)、(S1−3)の各繰り返し単位の含有率が69.0:20.1:10.9(モル%)の共重合体であった。この共重合樹脂を樹脂(A−1)とする。この樹脂(A−1)の放射線透過率は、82.5%であった。 Synthesis Example 1
Figure 2004272227
In a 100-ml three-necked flask, 5.42 g (70 mol%) of methacrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester (S1-1), methacrylic acid ( 1.24 g (20 mol%) of 3-hydroxyadamantan-1-yl) ester (S1-2), 0.34 g (10 mol%) of methacrylic acid (1-hydroxyethyl) ester (S1-3) and 2-propanol 17.86 g, and after stirring and dissolving, the atmosphere was replaced with nitrogen at an internal temperature of 80 ° C for 30 minutes. Thereto was added 0.09 g of 2,2-azobis (isobutyronitrile), and the mixture was polymerized under a refluxing condition under a nitrogen atmosphere for 16 hours. After completion of the polymerization, the polymerization solution is cooled to 30 ° C. or lower by water cooling, poured into 2200 g of n-hexane, and the precipitated white powder is separated by filtration. The filtered white powder was washed with 55 g of n-hexane three times in a slurry state, then filtered and dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a white powder copolymer resin (5.67 g, Yield 81%). This copolymer resin had Mw of 39,400 and Mw / Mn of 3.17. By 13 C-NMR measurement, the weight of each of the repeating units (S1-1), (S1-2), and (S1-3) was 69.0: 20.1: 10.9 (mol%). It was united. This copolymer resin is referred to as resin (A-1). The radiation transmittance of this resin (A-1) was 82.5%.

合成例2
メタクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル(S1−1)11.60g(70モル%)、メタクリル酸(3−ヒドロキシアダマンタン−1−イル)エステル(S1−2)2.66g(20モル%)、メタクリル酸(1−ヒドロキシエチル)エステル(S1−3)0.73g(10モル%)を2−ブタノン30gに溶解し、さらに2,2−アゾビス(イソブチロニトリル)0.19gを投入した単量体溶液を準備し、15gの2−ブタノンを投入した100ミリリットルの三口フラスコを30分窒素パージする。窒素パージの後、反応釜を攪拌しながら内温80℃に加熱し、事前に準備した上記単量体溶液を滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合終了後、重合溶液は水冷することにより30℃以下に冷却し、600gのn−ヘキサンへ投入し、析出した白色粉末をろ別する。ろ別された白色粉末を2度60gのn−ヘキサンにてスラリー状で洗浄した後、ろ別し、60℃にて17時間乾燥し、白色粉末の共重合樹脂を得た(12.12g、収率80.8%)。この共重合樹脂はMwが14,600であり、Mw/Mnは2.05であった。13C−NMR測定により、(S1−1)、(S1−2)、(S1−3)の各繰り返し単位の含有率が67.2:21.8:11.0(モル%)の共重合体であった。この共重合樹脂を樹脂(A−2)とする。この樹脂(A−2)の放射線透過率は、81.6%であった。
Synthesis Example 2
Methacrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester (S1-1) 11.60 g (70 mol%), methacrylic acid (3-hydroxyadamantane-1) 2.66 g (20 mol%) of (-yl) ester (S1-2) and 0.73 g (10 mol%) of methacrylic acid (1-hydroxyethyl) ester (S1-3) were dissolved in 30 g of 2-butanone. A monomer solution charged with 0.19 g of 2,2-azobis (isobutyronitrile) is prepared, and a 100 ml three-necked flask charged with 15 g of 2-butanone is purged with nitrogen for 30 minutes. After the nitrogen purge, the reactor was heated to an internal temperature of 80 ° C. while stirring, and the above-prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The polymerization reaction was carried out for 6 hours, with the start of the dropwise addition as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the polymerization solution is cooled to 30 ° C. or lower by water cooling, poured into 600 g of n-hexane, and the precipitated white powder is separated by filtration. The filtered white powder was washed twice with 60 g of n-hexane in a slurry state, filtered, and dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a white powder copolymer resin (12.12 g, Yield 80.8%). This copolymer resin had Mw of 14,600 and Mw / Mn of 2.05. By 13 C-NMR measurement, the weight of each of the repeating units (S1-1), (S1-2), and (S1-3) was 67.2: 21.8: 11.0 (mol%). It was united. This copolymer resin is referred to as a resin (A-2). The radiation transmittance of this resin (A-2) was 81.6%.

合成例3
メタクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル(S1−1)11.60g(70モル%)、メタクリル酸(3−ヒドロキシアダマンタン−1−イル)エステル(S1−2)2.66g(20モル%)、メタクリル酸(1−ヒドロキシエチル)エステル(S1−3)0.73g(10モル%)を2−ブタノン30gに溶解し、さらに2,2−アゾビス(イソブチロニトリル)0.37gを投入した単量体溶液を準備し、15gの2−ブタノンを投入した100ミリリットルの三口フラスコを30分窒素パージする。窒素パージの後、反応釜を攪拌しながら内温80℃に加熱し、事前に準備した上記単量体溶液を滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合終了後、重合溶液は水冷することにより30℃以下に冷却し、600gのn−ヘキサンへ投入し、析出した白色粉末をろ別する。ろ別された白色粉末を2度60gのn−ヘキサンにてスラリー状で洗浄した後、ろ別し、60℃にて17時間乾燥し、白色粉末の共重合樹脂を得た(12.24g、収率81.6%)。この共重合樹脂はMwが10,500であり、Mw/Mnは2.00であった。13C−NMR測定により、(S1−1)、(S1−2)、(S1−3)の各繰り返し単位の含有率が68.3:21.0:10.7(モル%)の共重合体であった。この共重合樹脂を樹脂(A−3)とする。この樹脂(A−3)の放射線透過率は、80.6%であった。
Synthesis Example 3
Methacrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester (S1-1) 11.60 g (70 mol%), methacrylic acid (3-hydroxyadamantane-1) 2.66 g (20 mol%) of (-yl) ester (S1-2) and 0.73 g (10 mol%) of methacrylic acid (1-hydroxyethyl) ester (S1-3) were dissolved in 30 g of 2-butanone. A monomer solution charged with 0.37 g of 2,2-azobis (isobutyronitrile) is prepared, and a 100 ml three-necked flask charged with 15 g of 2-butanone is purged with nitrogen for 30 minutes. After the nitrogen purge, the reactor was heated to an internal temperature of 80 ° C. while stirring, and the above-prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The polymerization reaction was carried out for 6 hours, with the start of the dropwise addition as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the polymerization solution is cooled to 30 ° C. or lower by water cooling, poured into 600 g of n-hexane, and the precipitated white powder is separated by filtration. The filtered white powder was washed twice in a slurry form with 60 g of n-hexane, then filtered and dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a white powder copolymer resin (12.24 g, Yield 81.6%). This copolymer resin had Mw of 10,500 and Mw / Mn of 2.00. According to 13 C-NMR measurement, the content of each repeating unit of (S1-1), (S1-2), and (S1-3) was 68.3: 21.0: 10.7 (mol%). It was united. This copolymer resin is referred to as a resin (A-3). The radiation transmittance of this resin (A-3) was 80.6%.

合成例4
メタクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル(S1−1)15.47g(70モル%)、メタクリル酸(3−ヒドロキシアダマンタン−1−イル)エステル(S1−2)3.55g(20モル%)、メタクリル酸(1−ヒドロキシエチル)エステル(S1−3)0.98g(10モル%)を2−ブタノン40gに溶解し、さらに2,2−アゾビス(イソブチロニトリル)0.99gを投入した単量体溶液を準備し、20gの2−ブタノンを投入した100ミリリットルの三口フラスコを30分窒素パージする。窒素パージの後、反応釜を攪拌しながら内温80℃に加熱し、事前に準備した上記単量体溶液を滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合終了後、重合溶液は水冷することにより30℃以下に冷却し、800gのn−ヘキサンへ投入し、析出した白色粉末をろ別する。ろ別された白色粉末を2度80gのn−ヘキサンにてスラリー状で洗浄した後、ろ別し、60℃にて17時間乾燥し、白色粉末の樹脂を得た(14.92g、収率74.6%)。この共重合樹脂はMwが6,600であり、Mw/Mnは1.88であった。13C−NMR測定により、(S1−1)、(S1−2)、(S1−3)の各繰り返し単位の含有率が66.6:23.1:10.4(モル%)の共重合体であった。この共重合樹脂を樹脂(A−4)とする。この樹脂(A−4)の放射線透過率は、76.4%であった。
Synthesis Example 4
15.47 g (70 mol%) of methacrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester (S1-1), methacrylic acid (3-hydroxyadamantane-1) -Yl) ester (S1-2) 3.55 g (20 mol%) and methacrylic acid (1-hydroxyethyl) ester (S1-3) 0.98 g (10 mol%) were dissolved in 2-butanone 40 g. A monomer solution charged with 0.99 g of 2,2-azobis (isobutyronitrile) is prepared, and a 100 ml three-necked flask charged with 20 g of 2-butanone is purged with nitrogen for 30 minutes. After the nitrogen purge, the reactor was heated to an internal temperature of 80 ° C. while stirring, and the above-prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The polymerization reaction was carried out for 6 hours, with the start of the dropwise addition as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the polymerization solution is cooled to 30 ° C. or lower by cooling with water, poured into 800 g of n-hexane, and the precipitated white powder is filtered. The filtered white powder was washed twice with 80 g of n-hexane in a slurry form, filtered, and dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a resin as a white powder (14.92 g, yield). 74.6%). This copolymer resin had Mw of 6,600 and Mw / Mn of 1.88. According to 13 C-NMR measurement, the content of each of the repeating units (S1-1), (S1-2) and (S1-3) was 66.6: 23.1: 10.4 (mol%). It was united. This copolymer resin is referred to as a resin (A-4). The radiation transmittance of this resin (A-4) was 76.4%.

合成例5
メタクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル(S1−1)15.47g(70モル%)、メタクリル酸(3−ヒドロキシアダマンタン−1−イル)エステル(S1−2)3.55g(20モル%)、メタクリル酸(1−ヒドロキシエチル)エステル(S1−3)0.98g(10モル%)を2−ブタノン40gに溶解し、さらに2,2−アゾビス(イソブチロニトリル)1.48gを投入した単量体溶液を準備し、20gの2−ブタノンを投入した100ミリリットルの三口フラスコを30分窒素パージする。窒素パージの後、反応釜を攪拌しながら内温80℃に加熱し、事前に準備した上記単量体溶液を滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合終了後、重合溶液は水冷することにより30℃以下に冷却し、800gのn−ヘキサンへ投入し、析出した白色粉末をろ別する。ろ別された白色粉末を2度80gのn−ヘキサンにてスラリー状で洗浄した後、ろ別し、60℃にて17時間乾燥し、白色粉末の樹脂を得た(15.92g、収率79.6%)。この共重合樹脂はMwが4,300であり、Mw/Mnは1.60であった。13C−NMR測定により、(S1−1)、(S1−2)、(S1−3)の各繰り返し単位の含有率が67.5:22.2:10.3(モル%)の共重合体であった。この共重合樹脂を樹脂(A−5)とする。この樹脂(A−5)の放射線透過率は、76.2%であった。
Synthesis Example 5
15.47 g (70 mol%) of methacrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester (S1-1), methacrylic acid (3-hydroxyadamantane-1) -Yl) ester (S1-2) 3.55 g (20 mol%) and methacrylic acid (1-hydroxyethyl) ester (S1-3) 0.98 g (10 mol%) were dissolved in 2-butanone 40 g. A monomer solution charged with 1.48 g of 2,2-azobis (isobutyronitrile) is prepared, and a 100 ml three-necked flask charged with 20 g of 2-butanone is purged with nitrogen for 30 minutes. After the nitrogen purge, the reactor was heated to an internal temperature of 80 ° C. while stirring, and the above-prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The polymerization reaction was carried out for 6 hours, with the start of the dropwise addition as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the polymerization solution is cooled to 30 ° C. or lower by cooling with water, poured into 800 g of n-hexane, and the precipitated white powder is filtered. The filtered white powder was washed twice with 80 g of n-hexane in a slurry form, filtered, and dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a white powder resin (15.92 g, yield). 79.6%). This copolymer resin had Mw of 4,300 and Mw / Mn of 1.60. According to 13 C-NMR measurement, the content of each repeating unit of (S1-1), (S1-2), and (S1-3) was 67.5: 22.2: 10.3 (mol%). It was united. This copolymer resin is referred to as a resin (A-5). The radiation transmittance of this resin (A-5) was 76.2%.

合成例6
メタクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル(S1−1)13.56g(60モル%)、メタクリル酸(3−ヒドロキシアダマンタン−1−イル)エステル(S1−2)5.44g(30モル%)、メタクリル酸(1−ヒドロキシエチル)エステル(S1−3)1.00g(10モル%)を2−ブタノン40gに溶解し、さらに2,2−アゾビス(イソブチロニトリル)1.43g、n−ドデカンチオール0.31gを投入した単量体溶液を準備し、20gの2−ブタノンを投入した100ミリリットルの三口フラスコを30分窒素パージする。窒素パージの後、反応釜を攪拌しながら内温80℃に加熱し、事前に準備した上記単量体溶液を滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合終了後、重合溶液は水冷することにより30℃以下に冷却し、800gのn−ヘキサンへ投入し、析出した白色粉末をろ別する。ろ別された白色粉末を2度80gのn−ヘキサンにてスラリー状で洗浄した後、ろ別し、60℃にて17時間乾燥し、白色粉末の樹脂を得た(15.92g、収率79.6%)。この共重合樹脂はMwが5,600であり、Mw/Mnは1.69であった。13C−NMR測定により、(S1−1)、(S1−2)、(S1−3)の各繰り返し単位の含有率が67.0:22.4:10.6(モル%)の共重合体であった。この共重合樹脂を樹脂(A−6)とする。この樹脂(A−6)の放射線透過率は、75.6%であった。
Synthesis Example 6
13.56 g (60 mol%) of methacrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester (S1-1), methacrylic acid (3-hydroxyadamantane-1) -Yl) ester (S1-2) (5.44 g, 30 mol%) and methacrylic acid (1-hydroxyethyl) ester (S1-3), 1.00 g (10 mol%), were dissolved in 2-butanone (40 g). A monomer solution containing 1.43 g of 2,2-azobis (isobutyronitrile) and 0.31 g of n-dodecanethiol was prepared, and a 100 ml three-necked flask charged with 20 g of 2-butanone was charged with nitrogen for 30 minutes. Purge. After the nitrogen purge, the reactor was heated to an internal temperature of 80 ° C. while stirring, and the above-prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The polymerization reaction was carried out for 6 hours, with the start of the dropwise addition as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the polymerization solution is cooled to 30 ° C. or lower by cooling with water, poured into 800 g of n-hexane, and the precipitated white powder is filtered. The filtered white powder was washed twice with 80 g of n-hexane in a slurry form, filtered, and dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a white powder resin (15.92 g, yield). 79.6%). This copolymer resin had Mw of 5,600 and Mw / Mn of 1.69. According to 13 C-NMR measurement, the weight of each of the repeating units (S1-1), (S1-2), and (S1-3) was 67.0: 22.4: 10.6 (mol%). It was united. This copolymer resin is referred to as a resin (A-6). The resin (A-6) had a radiation transmittance of 75.6%.

実施例1〜実施例17
表1に示す成分からなる各組成物溶液について、各種評価を行なった。評価結果を表2に示す。表1における重合体(A−1)〜(A−6)以外の成分は以下の通りである。
感放射線性酸発生剤(B)
B−1:4−t−ブチルフェニル・ジフェニルスルホニウム・ノナフルオロ−n−ブタンスルホネート(HPLC溶出時間:7.21分)
B−2:トリフェニルスルホニウム・ノナフルオロ−n−ブタンスルホネート(HPLC溶出時間:4.71分)
B−3:4−シクロヘキシルスルホニルフェニル・ジフェニルスルホニウム・ノナフルオロ−n−ブタンスルホネート(HPLC溶出時間:6.60分)
B−4:4−カンファースルホニルオキシフェニル・ジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート(HPLC溶出時間:8.30分)
B−5:1−(4−n−ブトキシナフタレンー1−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート(HPLC溶出時間:7.32分)
酸架橋剤(C)
C−1:N,N,N,N−テトラ(メトキシメチル)グリコールウリル
酸拡散制御剤(D)
D−1:テトラ(n−ブチル)アンモニウム・ヒドロキシド
D−2:2−フェニルベンズイミダゾール
溶剤(E)
E−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
Examples 1 to 17
Various evaluations were performed on each composition solution composed of the components shown in Table 1. Table 2 shows the evaluation results. Components other than the polymers (A-1) to (A-6) in Table 1 are as follows.
Radiation-sensitive acid generator (B)
B-1: 4-t-butylphenyl / diphenylsulfonium / nonafluoro-n-butanesulfonate (HPLC elution time: 7.21 minutes)
B-2: Triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate (HPLC elution time: 4.71 minutes)
B-3: 4-cyclohexylsulfonylphenyl / diphenylsulfonium / nonafluoro-n-butanesulfonate (HPLC elution time: 6.60 minutes)
B-4: 4-Camphorsulfonyloxyphenyl / diphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate (HPLC elution time: 8.30 minutes)
B-5: 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate (HPLC elution time: 7.32 minutes)
Acid crosslinking agent (C)
C-1: N, N, N, N-tetra (methoxymethyl) glycolurilic acid diffusion controller (D)
D-1: Tetra (n-butyl) ammonium hydroxide D-2: 2-Phenylbenzimidazole solvent (E)
E-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate

Figure 2004272227
Figure 2004272227
Figure 2004272227
Figure 2004272227

本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物は、活性放射線、特に、ArFエキシマレーザー(波長193nm)に代表される遠紫外線に感応する化学増幅型ネガ型レジストとして、今後さらに微細化が進むと予想される半導体デバイスの製造に極めて好適に使用することができる。   The negative-working radiation-sensitive resin composition of the present invention is expected to be further miniaturized in the future as a chemically amplified negative-working resist that is sensitive to actinic radiation, in particular, far ultraviolet rays represented by ArF excimer laser (wavelength 193 nm). It can be used very suitably in the manufacture of semiconductor devices to be manufactured.

Claims (10)

下記式(1−1)で表される繰り返し単位(1−1)および下記式(1−2)で表される繰り返し単位(1−2)を含有する共重合樹脂(A)と、感放射線性酸発生剤(B)と、酸架橋剤(C)とを含有することを特徴とするネガ型感放射線性樹脂組成物。
Figure 2004272227
(上記式(1−1)および式(1−2)において、R1は水素原子またはメチル基を表し、式(1−1)において、X1およびX2は相互に独立に水素原子またはフルオロアルキル基を表し、かつX1およびX2の少なくとも1つがフルオロアルキル基を表し、Yは2価の有機基を表し、Zは2〜4価の有機基を表し、Tは単結合または炭素数1〜3の2価の有機基を表し、nは1〜3の整数を表す。)
A copolymer resin (A) containing a repeating unit (1-1) represented by the following formula (1-1) and a repeating unit (1-2) represented by the following formula (1-2); A negative-type radiation-sensitive resin composition, comprising: an acid generator (B); and an acid crosslinking agent (C).
Figure 2004272227
(In the above formulas (1-1) and (1-2), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group. In the formula (1-1), X 1 and X 2 each independently represent a hydrogen atom or a fluoro group. X represents an alkyl group, and at least one of X 1 and X 2 represents a fluoroalkyl group; Y represents a divalent organic group; Z represents a divalent to tetravalent organic group; Represents a divalent organic group of 1-3, and n represents an integer of 1-3.)
前記共重合樹脂(A)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算重量平均分子量が1,000〜50,000であることを特徴とする請求項1記載のネガ型感放射線性樹脂組成物。 2. The negative-type radiation-sensitive resin according to claim 1, wherein the copolymer resin (A) has a weight average molecular weight in terms of polystyrene of 1,000 to 50,000 as measured by gel permeation chromatography (GPC). 3. Composition. 前記共重合樹脂(A)、前記感放射線性酸発生剤(B)および前記酸架橋剤(C)とともに、酸拡散制御剤(D)を含有することを特徴とする請求項1記載のネガ型感放射線性樹脂組成物。 The negative mold according to claim 1, further comprising an acid diffusion controller (D) together with the copolymer resin (A), the radiation-sensitive acid generator (B), and the acid crosslinking agent (C). Radiation-sensitive resin composition. 前記感放射線性酸発生剤(B)の配合量が前記共重合樹脂(A)100重量部に対して0.1〜20重量部であることを特徴とする請求項1記載のネガ型感放射線性樹脂組成物。 The negative radiation sensitive composition according to claim 1, wherein the amount of the radiation sensitive acid generator (B) is 0.1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the copolymer resin (A). Resin composition. 前記感放射線性酸発生剤(B)は、下記式(2−1)、式(2−2)および式(2−3)から選ばれる酸発生剤を少なくとも1種以上含有することを特徴とする請求項1記載のネガ型感放射線性樹脂組成物。
Figure 2004272227
(上記式(2−1)、式(2−2)および式(2−3)において、Xは、R3−SO3 を表し、R3は、部分的もしくは全てフッ素化されていてもよい炭化水素基を表し、R2は、水素原子または炭化水素基を表し、R4は、部分的もしくは全てフッ素化されていてもよい炭化水素基を表し、Uは2価の有機基を表し、R5およびR6は、互いに独立に水素原子または炭化水素基を表し、mは0〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表す。)
The radiation-sensitive acid generator (B) contains at least one or more acid generators selected from the following formulas (2-1), (2-2) and (2-3). The negative-type radiation-sensitive resin composition according to claim 1.
Figure 2004272227
In (the above formula (2-1), (2-2) and formula (2-3), X - is, R 3 -SO 3 - represents, R 3 is partially or have been all fluorinated R 2 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group, R 4 represents a hydrocarbon group which may be partially or completely fluorinated, and U represents a divalent organic group. R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group, m represents an integer of 0 to 3, and n represents an integer of 0 to 2.)
前記感放射線性酸発生剤(B)が式(2−3)であることを特徴とする請求項5記載のネガ型感放射線性樹脂組成物。 The negative radiation-sensitive resin composition according to claim 5, wherein the radiation-sensitive acid generator (B) has the formula (2-3). 前記酸架橋剤(C)の配合量が前記共重合樹脂(A)100重量部に対して0.5〜50重量部であることを特徴とする請求項1記載のネガ型感放射線性樹脂組成物。 2. The negative radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein the amount of the acid crosslinking agent (C) is 0.5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the copolymer resin (A). object. 樹脂成分が溶剤に溶解され、全固形分濃度が3〜50重量%であることを特徴とする請求項1記載のネガ型感放射線性樹脂組成物。 The negative radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein the resin component is dissolved in a solvent, and the total solid content concentration is 3 to 50% by weight. 前記溶剤が下記の群から選ばれた少なくとも一種の溶剤であることを特徴とする請求項8記載のネガ型感放射線性樹脂組成物。
溶剤群:2−ヘキサノン、2−ヘプタノン、2−オクタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、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、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチ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エチルエーテル、ジエチ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エチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸n−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、γ−ブチロラクトン。
The negative radiation-sensitive resin composition according to claim 8, wherein the solvent is at least one solvent selected from the following group.
Solvent group: 2-hexanone, 2-heptanone, 2-octanone, cyclopentanone, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate, 3- Methyl ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol Monoethyl ether, n-butyl acetate Methyl pyruvate, ethyl pyruvate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, .gamma.-butyrolactone.
前記酸拡散制御剤(D)は、下記式(4)で表されることを特徴とする請求項2記載のネガ型感放射線性樹脂組成物。
Figure 2004272227
(上記式(4)において、R23およびR24は互いに独立に水素原子もしくはアルキル基、または、互いに結合して形成された脂環式炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基を表し、R25は水素原子、アルキル基、または、−C(O)OR27基を表し、R27はアルキル基を表し、R26は水素原子、アルキル基、脂環式炭化水素基、または、芳香族炭化水素基を表す。)
The negative-type radiation-sensitive resin composition according to claim 2, wherein the acid diffusion controller (D) is represented by the following formula (4).
Figure 2004272227
In (the above formula (4), R 23 and R 24 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group, or represents an alicyclic hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group which is formed by bonding, R 25 is A hydrogen atom, an alkyl group, or a —C (O) OR 27 group; R 27 represents an alkyl group; R 26 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, or an aromatic hydrocarbon group; Represents.)
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