KR20030023463A - Positive-type photoresist composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 초LSI나 고용량 마이크로칩의 제조 등의 초마이크로리소그래피 공정이나 그외 광제조공정에 사용하는 포지티브 포토레지스트 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 엑시머레이저광을 포함하는 원자외선 영역, 특히 250㎚이하의 파장의 광을 사용하여 고미세화한 패턴을 형성할 수 있는 포지티브 포토레지스트 조성물에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the positive photoresist composition used for ultramicrolithography processes, such as manufacture of a super LSI and a high capacity | capacitance microchip, and other light manufacturing processes. More specifically, the present invention relates to a positive photoresist composition capable of forming a highly fine pattern by using an ultraviolet ray region including excimer laser light, particularly a light having a wavelength of 250 nm or less.
최근에, 집적회로가 그 집적도가 더욱더 증가되고, 하프마이크론 이하의 선폭을 갖는 초미세패턴의 제조가 ULSI회로용 반도체기판의 제조에 필요하게 되었다. 이런 필요성을 만족시키기 위해, 포토리소그래피에 사용되는 노광장치의 사용파장은 더욱더 단파화하고, 지금은, 원자외선 중에서도, 단파장의 엑시머레이지광(XeCl, KrF, ArF 등)을 사용하는 것이 검토되어 오고 있다.In recent years, the degree of integration of integrated circuits has been further increased, and the manufacture of ultra-fine patterns having a line width of less than half microns has become necessary for the manufacture of semiconductor substrates for ULSI circuits. In order to satisfy this necessity, the wavelength of use of the exposure apparatus used in photolithography becomes shorter and shorter, and now, using far wavelength excimer laser light (XeCl, KrF, ArF, etc.) has been examined. have.
이 파장영역에 있어서의 리소그래피의 패턴형성에 사용되는 것으로서, 화학증폭계 레지스트가 있다.There is a chemically amplified resist used for the pattern formation of lithography in this wavelength region.
ArF광원용의 포토레지스트 조성물로서는, 드라이에칭 내성을 부여하기 위해 지환식 탄화수소 부위가 도입된 수지가 제안되어 있다. 그와 같은 수지로서는, 아크릴산이나 메타크릴산이라는 카르복실산 부위를 갖는 단량체나 수산기나 시아노기를 분자 내에 갖는 단량체를 지환식 탄화수소기를 갖는 단량체와 공중합시킨 수지가 예시된다.As a photoresist composition for an ArF light source, a resin in which an alicyclic hydrocarbon moiety is introduced in order to impart dry etching resistance has been proposed. As such resin, resin which copolymerized the monomer which has a carboxylic acid site | part of acrylic acid or methacrylic acid, the monomer which has a hydroxyl group, or a cyano group in a molecule | numerator with the monomer which has an alicyclic hydrocarbon group is illustrated.
한편, 상기 아크릴레이트계 단량체의 측쇄에 지환식 탄화수소 부위를 도입하는 방법 이외에 중합체 주쇄로서 지환식 탄화수소 부위를 활용한 드라이에칭 내성을 부여하는 방법도 검토되고 있다.On the other hand, in addition to the method of introducing an alicyclic hydrocarbon moiety into the side chain of the acrylate monomer, a method of imparting dry etching resistance utilizing an alicyclic hydrocarbon moiety as a polymer main chain is also studied.
또한, 일본특허공개 평9-73173호, 일본특허공개 평9-90637호, 일본특허공개 평10-161313호 각 공보에는, 지환식기를 함유하는 구조에서 보호된 알칼리가용성기와, 그 알칼리가용성기가 산에 의해 이탈하여 알칼리가용성으로 되게 하는 구조단위를 함유하는 산감응성화합물을 이용한 레지스트재료가 기재되어 있다.Further, Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-73173, 9-90637 and 10-161313 disclose an alkali-soluble group protected by a structure containing an alicyclic group, and an alkali-soluble group. A resist material using an acid-sensitive compound containing a structural unit that is separated by ions and becomes alkali-soluble is described.
게다가, 이들 지환식기를 갖는 수지에, 알칼리현상액에 대한 친수성이나 기판에 대한 밀착성을 향상시킬 목적으로 친수적인 5원환 또는 6원환의 락톤기를 도입한 수지가, 일본특허공개 평9-90637호 공보, 일본특허공개 평10-207069호, 일본특허공개 평10-274852호, 일본특허공개 평10-239846호에 기재되어 있다.Moreover, the resin which introduce | transduced the hydrophilic 5- or 6-membered lactone group in order to improve the hydrophilicity with respect to alkali developing solution, or adhesiveness with respect to a board | substrate to resin which has these alicyclic groups is Unexamined-Japanese-Patent No. 9-90637, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-207069, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-274852, and Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-239846.
이상과 같은 기술에서도, 포토레지스트 조서물에 있어서는(특히 원자외선 노광용 포토레지스트), 산분해성기를 함유하는 수지에 기인하는 개량점이 아직 존재하고 있다.Even in the above technique, in the photoresist preparation (particularly, photoresist for far-ultraviolet exposure), there is still an improvement due to a resin containing an acid-decomposable group.
그러나, 이들 조성물에서는, 라인패턴의 가장자리 조도 등의 요인에 의해, 패턴의 해상력이 저해되는 문제가 있었다. 여기서, 가장자리 조도란, 레지스트의 라인패턴의 상부 및 저부의 가장자리가, 레지스트의 특성에 기인하여, 라인방향과수직한 방향으로 불규칙으로 변동하기 때문에, 패턴을 바로 위에서 봤을 때에 가장자리가 요철하여 보이는 것을 말한다.However, in these compositions, there existed a problem that the resolution of a pattern was inhibited by factors, such as the edge roughness of a line pattern. Here, the edge roughness means that the top and bottom edges of the line pattern of the resist fluctuate irregularly in the direction perpendicular to the line direction due to the characteristics of the resist, so that the edges appear uneven when viewed from the top. Say.
또한, 소밀의존성의 문제에 있어서도 개선의 여지가 있었다. 최근 소자의 경향으로서 여러가지의 패턴이 포함하기 때문에 레지스트에는 다양한 성능이 요구되어지고, 그 하나로, 소밀의존성이 있다. 즉, 소자에는 라인이 밀집하는 부분과, 역으로 라인과 비교하여 공간이 넓은 패턴, 또한 고립된 라인이 존재한다. 이 때문에, 여러가지의 라인을 높은 재현성에 의해 해상하는 것은 중요하다. 그러나, 여러가지의 라인을 재현시키는 것은 광학적인 요인에 의해 반드시 용이한 것은 아니고, 레지스트에 의한 그 해결방법은 명확하지 않은 것이 현상이다. 특히, 상술한 지환식기를 함유하는 레지스트계에 있어서 고립패턴과 밀집패턴의 성능차가 현저하고, 개선이 요망되고 있다.In addition, there was room for improvement in the problem of density dependency. Since various patterns are included as a trend of devices in recent years, various performances are required for resists. That is, the device has a part where the lines are dense, and conversely, a pattern having a larger space than the line, and an isolated line. For this reason, it is important to resolve various lines with high reproducibility. However, it is not always easy to reproduce various lines due to optical factors, and the solution by the resist is not clear. In particular, in the resist system containing the alicyclic group described above, the performance difference between the isolation pattern and the dense pattern is remarkable, and improvement is desired.
또한, 종래의 레지스트 조성물에서는, 노광량의 미세한 변화에 의해 패턴선폭이 변화해 버리는 노광량의존성의 문제가 있고, 보다 선폭변화가 작고 넓은 노광마진을 갖는 레지스트 조성물이 요구되고 있었다.In addition, in the conventional resist composition, there is a problem of the exposure dose dependency in which the pattern line width changes due to a slight change in the exposure dose, and a resist composition having a smaller line width change and a wider exposure margin has been required.
따라서, 본 발명의 목적은, 해상력, 노광마진, 패턴의 가장자리 조도, 소밀의존성의 모든 특성에 우수한 화학증폭형 포지티브 포토레지스트 조성물을 제공하는 것에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a chemically amplified positive photoresist composition excellent in all properties of resolution, exposure margin, pattern roughness, and roughness dependency.
본 발명자 등은, 포지티브 화학증폭계에 있어서의 레지스트 조성물의 구성재료를 예의검토한 결과, 특정 광산발생제와 락톤구조를 갖는 산분해성수지를 사용함으로써, 본 발명의 목적이 달성되는 것을 발견하여 본 발명에 도달했다.The present inventors have found that the object of the present invention is achieved by using an acid-decomposable resin having a specific photoacid generator and a lactone structure as a result of intensive examination of the constituent material of a resist composition in a positive chemical amplification system. Invented.
즉, 상기 목적은 하기 구성에 의해 달성된다.That is, the said object is achieved by the following structures.
(1) (A) 양이온부가 요오드늄 또는 술포늄으로 구성되고, 음이온부가 RFSO3 -(식중, RF는, 탄소수 1∼20의 불소치환된 알킬기임)으로 나타내지는 음이온으로 구성되어 있는 술폰산염에서 선택되고, 또한, 음이온부의 RF의 탄소수의 차가 2∼15의 범위에 있는 적어도 2개의 활성광선 또는 방사선의 조사에 의해 산을 발생하는 광산발생제, 및(1) (A) The cation portion is composed of iodonium or sulfonium, and the anion portion is composed of an anion represented by R F SO 3 − (wherein R F is a fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms). A photoacid generator selected from sulfonate salts and further generating an acid by irradiation of at least two actinic rays or radiations in which the difference in the carbon number of R F in the anion portion is in the range of 2 to 15, and
(B) 하기 일반식(I-1)∼(I-4) 중 적어도 어느 하나로 표시되는 기를 갖는 반복단위를 함유하는, 산의 작용에 의해 분해하여 알칼리에 대한 용해성이 증가하는 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 포지티브 포토레지스트 조성물.(B) a resin containing a repeating unit having a group represented by at least one of the following general formulas (I-1) to (I-4), which is decomposed by the action of an acid to increase its solubility in alkali; A positive photoresist composition.
일반식(I-1)∼(I-4) 중;In general formulas (I-1) to (I-4);
R1∼R5는 같거나 달라도 좋고, 수소원자, 치환기를 가지고 있어도 좋고, 알킬기, 시클로알킬기 또는 알케닐기를 표시한다. R1∼R5내의 2개는, 결합하여 환을 형성하여도 좋다.R <1> -R <5> may be same or different, may have a hydrogen atom and a substituent, and represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an alkenyl group. Two in R 1 to R 5 may be bonded to each other to form a ring.
(2) 제1항에 있어서, (A)성분에 대하여, RF의 탄소수가 상대적으로 큰 광산발제로서는 음이온부의 RF가 탄소수 4∼20의 범위에 있는 직쇄상 불소치환 알킬기인 광산발생제의 군에서 선택되고, RF의 탄소수가 상대적으로 작은 광산발생제로서는 음이온부의 RF가 탄소수 1∼5의 범위에 있는 직쇄상 불소치환 알킬기인 광산발생제의 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 포지티브 포토레지스트 조성물.(2) according to claim 1 wherein, (A) relative to component, of a carbon number of R F is relatively large as the anion portion mine Presentation R F is a straight-chain fluorine-substituted alkyl group of photo-acid generator in a range of 4 to 20 carbon atoms The photonic acid generator selected from the group and having a relatively low carbon number of R F is selected from the group of photoacid generators in which the anionic moiety R F is a linear fluorine-substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Resist composition.
(3) 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 1개의 광산발생제의 양이온부가 하기 일반식(I), (II) 또는 (III)으로 표시되는 것을 특징으로 하는 포지티브 포토레지스트 조성물.(3) The positive photoresist composition according to claim 1 or 2, wherein the cationic portion of the at least one photoacid generator is represented by the following general formulas (I), (II) or (III).
상기 일반식(I)∼(III) 중;In the general formulas (I) to (III);
R1∼R37은 같거나 달라도 좋고, 수소원자, 직쇄상, 분기상 또는 환상 알킬기, 직쇄상, 분기상 또는 환상 알콕시기, 히드록실기, 할로겐원자, 또는 -S-R38기를 표시한다. R38은, 직쇄상, 분기상 또는 환상 알킬기 또는 아릴기를 표시한다. 또는, R1∼R15, R16∼R27, R28∼R37중 2개 이상이 결합하여, 단결합, 탄소, 산소, 황, 및 질소에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 환을 형성하고 있어도 좋다.R 1 to R 37 may be the same or different and represent a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom or a -SR 38 group. R 38 represents a linear, branched or cyclic alkyl group or an aryl group. Or, R 1 containing ~R 15, R 16 ~R 27, R 28 ~R by a combination of two or more of the 37 different, a single bond, carbon, oxygen, sulfur, and one kind selected from nitrogen or in combination of two or more You may form a ring.
(4) 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, (B)의 수지가, 또한 하기 일반식(pI)∼(pVI)으로 표시되는 지환식 탄소수소구조를 함유하는 기 중 적어도 1종의 기로 보호된 알칼리가용성기를 갖는 반복단위를 함유하는 것을 특징으로 하는 포지티브 포토레지스트 조성물.(4) The resin according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin of (B) contains at least one of aliphatic carbon hydrogen structures represented by the following general formulas (pI) to (pVI). A positive photoresist composition comprising a repeating unit having an alkali-soluble group protected by a species group.
일반식(pI)∼(pVI) 중;In general formulas (pI) to (pVI);
R11은, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기 또는 sec-부틸기를 표시하고, Z는, 탄소원자와 함께 지환식 탄화수소기를 형성하는 것에 필요한 원자단을 표시한다.R 11 represents a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group or sec-butyl group, and Z represents an atomic group necessary for forming an alicyclic hydrocarbon group together with a carbon atom. Display.
R12∼R16은, 각각 독립적으로, 탄소수 1∼4개의, 직쇄 또는 분기의 알킬기 또는 지환식 탄화수소기를 표시하고, 단, R12∼R14중 적어도 1개, 또는 R15, R16중 어느 하나는 지환식 탄화수소기를 표시한다.R 12 to R 16 each independently represent a linear or branched alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, provided that at least one of R 12 to R 14 , or any of R 15 and R 16 One represents an alicyclic hydrocarbon group.
R17∼R21은, 각각 독립적으로, 수소원자, 탄소수 1∼4개의 직쇄 또는 분기상 알킬기 또는 지환식 탄화수소기를 표시하고, 단, R17∼R21중 적어도 1개는 지환식 탄화수소기를 표시한다. 또한, R19, R21중 어느 하나는 탄소수 1∼4개의, 직쇄 또는 분기의 알킬기 또는 지환식 탄화수소기를 표시한다.R 17 to R 21 each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group, provided that at least one of R 17 to R 21 represents an alicyclic hydrocarbon group . In addition, any one of R <19> , R <21> represents a C1-C4 linear or branched alkyl group or alicyclic hydrocarbon group.
R22∼R25는 각각 독립적으로, 탄소수 1∼4개의, 직쇄 또는 분기의 알킬기 또는 지환식 탄화수소기를 표시하고, 단, R22∼R25중 적어도 1개는 지환식 탄화수소기를 표시한다.R 22 to R 25 each independently represent a C1-4 straight or branched alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group, provided that at least one of R 22 to R 25 represents an alicyclic hydrocarbon group.
(5) 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일반식(pI)∼(pVI)으로 표시되는 지환식 탄화수소구조를 함유하는 기가, 하기 일반식(pIa)으로 표시되는기인 것을 특징으로 하는 포지티브 포토레지스트 조성물.(5) The group according to any one of claims 1 to 4, wherein the group containing an alicyclic hydrocarbon structure represented by general formulas (pI) to (pVI) is a group represented by the following general formula (pIa). A positive photoresist composition.
일반식(pIa) 중, R28은, 치환기를 가지고 있어도 좋은 알킬기를 표시한다. R29∼R31은, 같거나 달라도 좋고, 히드록시기, 할로겐원자, 카르복시기 또는, 치환기를 가지고 있어도 좋은, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알콕실기, 알콕시카르보닐기 또는 아실기를 표시한다. p, q, r은, 각각 독립적으로, 0 또는 1∼3의 정수를 표시한다.R <28> represents the alkyl group which may have a substituent in general formula (pIa). R 29 to R 31 may be the same or different and represent an hydroxy group, a halogen atom, a carboxy group or an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group or an acyl group which may have a substituent. p, q, and r respectively independently represent the integer of 0 or 1-3.
(6) 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (B)의 수지가, 하기 일반식(a)으로 표시되는 반복단위를 함유하는 것을 특징으로 하는 포지티브 포토레지스트 조성물.(6) The positive photoresist composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the resin of (B) contains a repeating unit represented by the following general formula (a).
일반식(a) 중, R은, 수소원자, 할로겐원자, 또는 탄소수 1∼4의 치환 또는 미치환 알킬기를 표시한다. R32∼R34는 같거나 달라도 좋고, 수소원자 또는 수산기를 표시한다. R32∼R34중 적어도 1개는 수산기를 표시한다.In general formula (a), R represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a C1-C4 substituted or unsubstituted alkyl group. R <32> -R <34> may be same or different and represents a hydrogen atom or a hydroxyl group. At least one of R 32 to R 34 represents a hydroxyl group.
또한 이하의 형태도 바람직하다.Moreover, the following forms are also preferable.
(7) 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 또한 (C)산확산억제제를 함유하는 것을 특징으로 하는 포지티브 포토레지스트 조성물.(7) The positive photoresist composition according to any one of items 1 to 6, further comprising (C) an acid diffusion inhibitor.
(발명의 실시형태)Embodiment of the Invention
이하, 본 발명에 사용하는 화합물에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the compound used for this invention is demonstrated in detail.
<(A)활성광선 또는 방사선의 조사에 의해 산을 발생하는 화합물(광산발생제 또는 (A)성분이라고 함)><(A) Compound which generate | occur | produces an acid by irradiation of actinic light or a radiation (it is called a photoacid generator or (A) component)>
본 발명에서는, 광산발생제로서, 양이온부가 요오드늄 또는 술포늄으로 구성되고, 음이온부가 RFSO3 -(식중, RF는, 탄소수 1∼20의 불소치환된 알킬기임)으로 표시되는 술폰산염에서 선택되고, 또한, 음이온부의 RF의 탄소수의 차가 2∼15의 범위에 있는 적어도 2개의 광산발생제를 사용한다.In the present invention, as the photoacid generator, a sulfonate in which the cation portion is composed of iodonium or sulfonium, and the anion portion is represented by R F SO 3 − (wherein R F is a fluorine-substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms). At least two photoacid generators are selected from which the carbon number difference of R F in the anion portion is in the range of 2 to 15.
또, RF의 탄소수가 상대적으로 큰 광상발생제로서는 음이온부의 RF가 탄소수 4∼20의 범위에 있는 직쇄상 불소치환 알킬기인 광산발생제의 군에서 선택되고, RF의 탄소수가 상대적으로 작은 광산발생제로서는 음이온부의 RF가 탄소수 1∼5의 범위에 있는 직쇄상 불소치환 알킬기인 광산발생제의 군에서 선택되는 것이 특히 바람직하다.In addition, the carbon number of R F is a relatively large light image generating composition As the anion part R F is selected from the group consisting of a straight chain fluorine-substituted alkyl group of photo-acid generator in a range of 4 to 20 carbon atoms, the carbon number of R F is relatively small The photoacid generator is particularly preferably selected from the group of photoacid generators in which R F in the anion portion is a linear fluorine-substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
또한, 양이온부는 하기 일반식(I), (II) 또는 (III)으로 표시되는 광산발생제가 바람직하다.Moreover, the photoacid generator represented with the following general formula (I), (II), or (III) is preferable for a cation part.
상기 일반식(I)∼(III) 중;In the general formulas (I) to (III);
R1∼R37은, 같거나 달라도 좋고, 수소원자, 직쇄상, 분기상 또는 환상 알킬기, 직쇄상, 분기상 또는 환상 알콕시기, 히드록실기, 할로겐원자, 또는 -S-R38기를 표시한다. R38은, 직쇄상, 분기상 또는 환상 알킬기 또는 아릴기를 표시한다. 또한 R1∼R15, R16∼R27, R28∼R37중 2개 이상이 결합하여, 단결합, 탄소, 산소, 황, 및 질소에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 환을 형성하고 있어도 좋다.R 1 to R 37 may be the same or different and represent a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom or a -SR 38 group. R 38 represents a linear, branched or cyclic alkyl group or an aryl group. And a ring containing two or more selected from R 1 to R 15 , R 16 to R 27 , and R 28 to R 37 , selected from a single bond, carbon, oxygen, sulfur, and nitrogen; May be formed.
본 발명에서는, 양이온부가 요오드늄 또는 술포늄으로 구성되고, 음이온부가 RFSO3 -(식중, 상기 RF는, 탄소수 1∼20의 불소치환된 알킬기를 표시함)으로 표시되는 음이온으로 구성되어 있는 술폰산염에서 선택된 복수종의 광산발생제가 사용된다.In the present invention, the cation portion is composed of iodonium or sulfonium, and the anion portion is composed of an anion represented by R F SO 3 − (wherein R F represents a fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms). A plurality of photoacid generators selected from the sulfonate salts are used.
RF으로 표시되는 불소치환된 알킬기는, 직쇄상, 분기상, 환상 중 어느 것이라도 좋다. 바람직한 RF로서는, CF3(CF2)y으로 표시되고, y는 0∼9의 정수인 불소치환 직쇄상 알킬기이다.The fluorine-substituted alkyl group represented by R F may be any of linear, branched and cyclic. Examples of preferred R F, is represented by CF 3 (CF 2) y, y is an integer, a fluorine-substituted straight chain alkyl of 0-9.
RF로서의 알킬기는, 수산기, 시아노기 등의 치환기를 가지고 있어도 좋고, 또한, - O -, - S -, - CO -, - COO -, - NHCO -, - CONHSO2- 등의 2가의 연결기를 함유하고 있어도 좋다. 또, 이 경우, RF의 탄소수란, 연결기의 탄소수도 포함한 것이다.The alkyl group as R F may have substituents such as a hydroxyl group and a cyano group, and further includes divalent linking groups such as -O-, -S-, -CO-, -COO-,-NHCO-, and -CONHSO 2- . You may contain it. In this case, the carbon number of R F also includes the carbon number of the linking group.
또한, RF으로 표시되는 알킬기는 1개 이상의 불소원자에 의해 치환되어 있으면 좋고, 바람직하게는 술폰산의 α위치의 탄소원자의 수소원자가 불소원자에 의해 치환된 것이다.The alkyl group represented by R F may be substituted with one or more fluorine atoms, and preferably the hydrogen atom of the carbon atom at the α-position of sulfonic acid is substituted with the fluorine atom.
본 발명의 조성물은, 광산발생제로서, 상기 RF의 탄소수의 차가 2∼15, 바람직하게는 3∼7의 범위에 있는 적어도 2종(1쌍)의 광산발생제를 함유한다.The composition of the present invention contains, as a photoacid generator, at least two (one pair) photoacid generators in which the difference in carbon number of R F is in the range of 2 to 15, preferably 3 to 7.
예컨데 RF의 탄소수가 각각 3, 4, 5인 3종의 광산발생제가 사용되어 있는 경우, RF의 탄소수의 차가 2∼15의 범위에 있는 광산발생제가 1쌍 존재하고 상기 조건을 만족한다. 또한, RF의 탄소수가 각각 2, 6, 8인 3종의 광산발생제가 사용되어 있는 경우, 3쌍 존재하고 상기 조건을 만족한다.If for example in the carbon number of R F it is used 3, 4, 5, the photo-acid generator of three kinds of I, respectively, of the difference in carbon number of R F acid generator in a range from 2 to 15 pairs of I 1 exists and satisfying the above conditions. When three kinds of photoacid generators each having 2, 6, or 8 carbon atoms of R F are used, three pairs exist and the above conditions are satisfied.
상기 적어도 2종을 함유하는 광산발생제 중, 쌍을 형성하고 있는 광산발생제의 합계량은, 전체 광상발생제에 대하여 50∼100몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70∼100몰%이다.It is preferable that the total amount of the photo-acid generator which forms a pair among the said photo-acid generator containing at least 2 types is 50-100 mol% with respect to all the photo-acid generators, More preferably, it is 70-100 mol%. .
본 발명의 포지티브 포토레지스트 조성물이, 상기 조건을 만족하는 복수의 광산발생제를, 상세하게는 후술하는 상기 (B) 특정 수지(B-1) 또는 중합체(B-2)와 함께 함유함으로써, ArF 엑시머레이저광을 사용하는 마이크로광제조에 있어서, 해상력, 노광마진, 패턴의 가장자리 조도, 소밀의존성의 모든 특성에 우수한 것으로 된다.The positive photoresist composition of the present invention contains a plurality of photoacid generators satisfying the above conditions together with the above-mentioned (B) specific resin (B-1) or polymer (B-2), which will be described later in detail. In the micro-light manufacturing using excimer laser light, it is excellent in all the characteristics of resolution, exposure margin, edge roughness of pattern, and density dependency.
바람직한 형태에 있어서, 음이온부의 RF의 탄소수의 차가 2∼15의 범위에 있는 적어도 1쌍의 광산발생제 중, RF의 탄소수가 상대적으로 큰 광산발생제의 RF는 탄소수 4∼20인 직쇄상 불소치환 알킬기이고(이하 이 광산발생제를 「광산발생제A1」로 약기하는 것도 있음), 또한 RF의 탄소수가 상대적으로 작은 광산발생제의 RF는 탄소수 1∼5인 직쇄상 불소치환 알킬기이다(이하 이 광산발생제를 「광산발생제A2」로 약기하는 것도 있음).In a preferred embodiment, among the at least one pair of photoacid generators in which the difference in the carbon number of R F in the anion portion is in the range of 2 to 15, the R F of the photoacid generator having a relatively high carbon number of R F is 4 to 20 carbon atoms. -chain fluorine-substituted alkyl group (in the following also abbreviated as a photo-acid generator "photo-acid generator A1"), and R F R F of the number of carbon atoms is relatively small in a photo-acid generating agent is a straight-chain fluorine-substituted 1 to 5 carbon atoms It is an alkyl group (Hereinafter, this photoacid generator is abbreviated as "mine generator A2.").
또한, 광산발생제A1과 광산발생제A2의 몰비(A1/A2)가, 90/10 ∼ 10/90, 특히 80/20∼20/80인 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that molar ratio (A1 / A2) of photo-acid generator A1 and photo-acid generator A2 is 90/10-10/90, especially 80/20-20/80.
광산발생제의 양이온부는, 바람직하게는 상기 일반식(I)∼(III)으로 표시된다.The cationic portion of the photoacid generator is preferably represented by the general formulas (I) to (III).
일반식(I)∼(III)에 있어서, R1∼R38의 직쇄상, 분기상 알킬기로서는, 치환기를 가져도 좋고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기와 같은 탄소수 1∼4개의 것이 예시된다. 환상 알킬기로서는, 치환기를 가져도 좋고, 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기와 같은 탄소수 3∼8개의 것이 예시된다.In general formula (I)-(III), as a linear, branched alkyl group of R <1> -R <38> , you may have a substituent, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, t The C1-C4 thing like a butyl group is illustrated. As a cyclic alkyl group, you may have a substituent and a C3-C8 thing like a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group is illustrated.
R1∼R37의 직쇄상, 분기상 알콕시기로서는, 예컨데, 메톡시기, 에톡시기, 히드록시에톡시기, 프로폭시기, n-부톡시기, 이소부톡시기, sec-부톡시기, t-부톡시기와 같은 탄소수 1∼4개의 것이 예시된다.As a linear, branched alkoxy group of R <1> -R <37> , for example, a methoxy group, an ethoxy group, a hydroxyethoxy group, a propoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, t-butok The thing of 1-4 carbon atoms similar to a time is illustrated.
환상 알콕시기로서는, 시클로펜틸옥시기, 예컨데, 시클로펜틸옥시기, 시클로헥실옥시기가 예시된다.As a cyclic alkoxy group, a cyclopentyloxy group, for example, a cyclopentyloxy group, a cyclohexyloxy group is illustrated.
R1∼R37의 할로겐원자로서는, 불소원자, 염소원자, 브롬원자, 요오드원자를 예시할 수 있다.As the halogen atom of R 1 ~R 37, there can be mentioned a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
R38의 아릴기로서는, 예컨데, 페닐기, 톨릴기, 메톡시페닐기, 나프틸기와 같은 치환기를 가져도 좋은 탄소수 6∼14개의 것이 예시된다.As an aryl group of R <38>, the C6-C14 thing which may have substituents, such as a phenyl group, a tolyl group, a methoxyphenyl group, a naphthyl group, is mentioned, for example.
이들 치환기로서 바람직하게는, 탄소수 1∼4개의 알콕시기, 할로겐원자(불소원자, 염소원자, 요오드원자), 탄소수 6∼10개의 아릴기, 탄소수 2∼6개의 알케닐기, 시아노기, 히드록실기, 카르복시기, 알콕시카르보닐기, 니트로기 등이 예시된다.As these substituents, Preferably, a C1-C4 alkoxy group, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, an iodine atom), a C6-C10 aryl group, a C2-C6 alkenyl group, a cyano group, a hydroxyl group , Carboxyl group, alkoxycarbonyl group, nitro group and the like.
또한, R1∼R15, R16∼R27, R28∼R38중 2개 이상이 결합하여 형성하는, 단결합, 탄소, 산소, 황, 및 질소에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 환으로서는, 예컨데, 푸란환, 디히드로푸란환, 피란환, 트리히드로피란환, 티오펜환, 피롤환 등을 예시할 수 있다.Moreover, 1 type (s) or 2 or more types chosen from a single bond, carbon, oxygen, sulfur, and nitrogen which two or more of R <1> -R <15> , R <16> -R <27> and R <28> -R <38> couple | bond and form are formed As a ring to contain, a furan ring, a dihydrofuran ring, a pyran ring, a trihydropyran ring, a thiophene ring, a pyrrole ring, etc. can be illustrated, for example.
또한, 하기 일반식(IV) 또는 (V)으로 표시되는 광산발생제도 바람직하다.Moreover, the photo-acid generator represented by the following general formula (IV) or (V) is also preferable.
활성광선 또는 방사선의 조사에 의해 산을 발생하는, 페나실술포늄염구조를 갖는 화합물이란, 예컨데, 이하의 일반식(IV)으로 표시되는 화합물을 예시할 수 있다.The compound which has a penacylsulfonium salt structure which generate | occur | produces an acid by irradiation of actinic light or a radiation can illustrate the compound represented by the following general formula (IV), for example.
R1c∼R5c는, 각각 독립적으로, 수소원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 할로겐원자를 표시한다.R 1c to R 5c each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
R6c및 R7c는, 각각 독립적으로, 수소원자, 알킬기, 또는 아릴기를 표시한다.R 6c and R 7c each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group.
Rx 및 Ry는, 각각 독립적으로, 알킬기, 2-옥소알킬기, 알콕시카르보닐메틸기, 알릴기, 또는 비닐기를 표시한다.Rx and Ry each independently represent an alkyl group, a 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylmethyl group, an allyl group, or a vinyl group.
R1c∼R7c중 2개 이상, 및 Rx와 Ry는, 각각 결합하여 환구조를 형성하여도 좋고, 이 환구조는, 산소원자, 유황원자, 에스테르결합, 아미드결합을 함유하고 있어도 좋다.Two or more of R 1c to R 7c , and Rx and Ry may be bonded to each other to form a ring structure, and this ring structure may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, and an amide bond.
X-는, RFSO3 -를 표시한다. RF는 상술한 것과 동일하다.X - is, R F SO 3 - displays. R F is the same as described above.
R1c∼R5c로서의 알킬기는, 직쇄, 분기, 환상 중 어느 것이라도 좋고, 예컨데 탄소수 1∼10의 알킬기, 바람직하게는, 탄소수 1∼5개의 직쇄 및 분기 알킬기(예컨데, 메틸기, 에틸기, 직쇄 또는 분기 프로필기, 직쇄 또는 분기 부틸기, 직쇄 또는 분기 펜틸기), 탄소수 3∼8의 환상 알킬기(예컨데, 시클로펜틸기, 시클로헥실기)를 예시할 수 있다.The alkyl group as R 1c to R 5c may be any of linear, branched or cyclic, for example, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably a linear and branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (eg, a methyl group, an ethyl group, a straight chain or A branched propyl group, a linear or branched butyl group, a linear or branched pentyl group, and a C3-C8 cyclic alkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group) can be illustrated.
R1c∼R5c로서의 알콕시기는, 직쇄, 분기, 환상 중 어느 것이라도 좋고, 예컨데 탄소수 1∼10의 알콕시기, 바람직하게는, 탄소수 1∼5의 직쇄 및 분기 알콕시기(예컨데, 메톡시기, 에톡시기, 직쇄 또는 분기 프로폭시기, 직쇄 또는 분기 부톡시기, 직쇄 또는 분기 펜톡시기), 탄소수 3∼8의 환상 알콕시기(예컨데, 시클로펜틸옥시기, 시클로헥실옥시기)를 예시할 수 있다.The alkoxy group as R 1c to R 5c may be any of linear, branched or cyclic, for example, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably a linear and branched alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms (for example, a methoxy group and an ethoxy group). The time period, a linear or branched propoxy group, a linear or branched butoxy group, a linear or branched pentoxy group, and a C3-C8 cyclic alkoxy group (for example, a cyclopentyloxy group, a cyclohexyloxy group) can be illustrated.
바람직하게는 R1c∼R5c중 어느 하나가 직쇄, 분기, 환상 알킬기, 또는 직쇄, 분기, 환상 알콕시기이고, 보다 바람직하게는 R1c∼R5c의 탄소수의 합이 2∼15이다.이로써, 보다 용제용해성이 향상하고, 보존시에 입자 발생이 억제된다.Preferably, any one of R 1c to R 5c is a straight chain, branched, cyclic alkyl group, or a straight chain, branched or cyclic alkoxy group, and more preferably, the sum of the carbon numbers of R 1c to R 5c is 2 to 15. Solvent solubility improves more, and particle | grain generation is suppressed at the time of storage.
R6c및 R7c로서 알킬기에 대해서는, R1c∼R5c로서의 알킬기와 동일한 것을 예시할 수 있다. 아릴기로서는, 예컨데, 탄소수 6∼14의 아릴기(예컨데, 페닐기)를 예시할 수 있다.As an alkyl group as R <6c> and R <7c> , the thing similar to the alkyl group as R <1c> -R <5c> can be illustrated. As an aryl group, a C6-C14 aryl group (for example, a phenyl group) can be illustrated, for example.
Rx 및 Ry로서의 알킬기는, R1c∼R5c로서의 알킬기와 동일한 것을 예시할 수 있다.The alkyl group as Rx and Ry can illustrate the same thing as the alkyl group as R <1c> -R <5c> .
2-옥소알킬기는, R1c∼R5c로서의 알킬기의 2위치에 >C=O 를 갖는 기를 예시할 수 있다.2-oxoalkyl group can illustrate the group which has> C = O at the 2nd position of the alkyl group as R < 1c > -R < 5c >.
알콕시카르보닐메틸기에 있어서의 알콕시기에 대해서는, R1c∼R5c로서의 알콕시기와 동일한 것을 예시할 수 있다.About the alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group, the same thing as the alkoxy group as R <1c> -R <5c> can be illustrated.
Rx 및 Ry가 결합하여 형성하는 기로서는, 부틸렌기, 펜틸렌기 등을 예시할 수 있다.As a group which Rx and Ry combine and form, a butylene group, a pentylene group, etc. can be illustrated.
식(IV)의 화합물은, 환을 형성함으로써 입체구조가 고정되고, 광분해능이 향상한다. R1c∼R7c중 2개가 결합하여 환구조를 형성하는 경우에 대해서는, R1c∼R5c중 1개와 R6c및 R7c중 1개가 결합하여 단결합 또는 연결기로 되고, 환을 형성하는 경우가 바람직하고, 특히 R5c와 R6c또는 R7c가 결합하여 단결합 또는 연결기로 되어 환을 형성하는 경우가 바람직하다.By forming a ring, the compound of Formula (IV) is fixed in a three-dimensional structure, and the optical resolution is improved. For R 1c if two of the dogs with combined ~R 7c form a ring structure, in combination have one of the R 1c ~R 5c 1 and one R 6c and R 7c of being a single bond or a linking group, the case of forming a ring It is particularly preferable when R 5c and R 6c or R 7c are bonded to form a ring by a single bond or a linking group.
연결기로서는, 치환기를 가지고 있어도 좋은 알킬렌기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 알케닐렌기, - O -, - S -, - CO -, - CONR -(R은 수소원자, 알킬기, 아실기임), 및 이들을 2개 이상 조합시켜서 되는 기를 예시할 수 있고, 또한, 치환기를 가지고 있어도 좋고, 알킬렌기, 산소원자를 함유하는 알킬렌기, 유황원자를 함유하는 알킬렌기가 바람직하다. 치환기로서는, 알킬기(바람직하게는 탄소수 1∼15), 아릴기(바람직하게는 탄소수 6∼10, 예컨데 페닐기), 아실기(예컨데, 탄소수 2∼11), 아실기(예컨데, 탄소수 2∼11) 등을 예시할 수 있다.Examples of the linking group include an alkylene group which may have a substituent, an alkenylene group which may have a substituent, -O-, -S-, -CO-, -CONR- (R is a hydrogen atom, an alkyl group or an acyl group), and these The group combined by 2 or more can be illustrated, Moreover, you may have a substituent, The alkylene group, the alkylene group containing an oxygen atom, and the alkylene group containing a sulfur atom are preferable. As a substituent, an alkyl group (preferably C1-C15), an aryl group (preferably C6-C10, a phenyl group), an acyl group (for example, C2-C11), an acyl group (for example, C2-C11) Etc. can be illustrated.
또한, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, - CH2- O -, - CH2- S -와 같이 5∼7원환을 형성하는 연결기가 바람직하고, 에틸렌기, - CH2- O -, - CH2- S - 등과 같이 6원환을 형성하는 연결기가 특히 바람직하다. 6원환을 형성함으로써 카르보닐 평면과 C - S + 시그마결합이 보다 수직에 근접하게 되고, 궤도상호작용에 의해 광분해능이 향상한다.Further, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, - CH 2 - O -, - CH 2 - S - and preferably a connection such as to form a 5 to 7-membered ring, an ethylene group, and - CH 2 - O -, - CH 2 - S - group is connected to form a 6-membered ring such as is particularly preferred. By forming the six-membered ring, the carbonyl plane and the C-S + sigma bond are closer to the vertical, and the photo resolution is improved by the orbital interaction.
또한, R1c∼R7c및 Rx와 Ry 중 어느 하나의 위치에서, 단결합 또는 연결기를 통하여 결합하고, 식(IV)의 구조를 2개 이상 갖는 화합물이어도 좋다.Moreover, the compound which couple | bonds through R1c- R7c and Rx and Ry in any one position through a single bond or a linking group, and has two or more structures of Formula (IV) may be sufficient.
방향환을 갖지 않은 술포늄염이란, 다음 식(V)으로 표시되는 술포늄을 양이온으로 하는 염이다.The sulfonium salt which does not have an aromatic ring is a salt which uses sulfonium represented by following formula (V) as a cation.
식중, R1b∼R3b는, 각각 독립적으로, 방향환을 함유하지 않은 유기기를 표시한다. 여기서 방향환이란, 헤테로원자를 함유하는 방향족환도 포함하는 것이다.In formula, R <1b> -R <3b> respectively independently represents the organic group which does not contain an aromatic ring. Here, the aromatic ring also includes an aromatic ring containing a hetero atom.
X-는, RFSO3 -를 표시한다. RF는 상술한 것과 동일하다.X - is, R F SO 3 - displays. R F is the same as described above.
R1b∼R3b로서의 방향환을 함유하지 않은 유기기는, 일반적으로 탄소수 1∼30, 바람직하게는 탄소수1∼20이다.The organic group which does not contain an aromatic ring as R 1b to R 3b is generally 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.
R1b∼R3b는, 각각 독립적으로, 바람직하게는 알킬기, 2-옥소알킬기, 알콕시카르보닐메틸기, 알릴기, 비닐기이고, 보다 바람직하게는 직쇄, 분기, 환상 2-옥소알킬기, 알콕시카르보닐메틸기, 가장 바람직하게는 직쇄, 분기 2-옥소알킬기이다.R 1b to R 3b are each independently, preferably an alkyl group, a 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylmethyl group, an allyl group, a vinyl group, and more preferably a straight chain, branched, cyclic 2-oxoalkyl group, or alkoxycarbonyl Methyl groups, most preferably straight chain, branched 2-oxoalkyl groups.
R1b∼R3b로서의 알킬기는, 직쇄, 분기, 환상 중 어느 것이어도 좋고, 바람직하게는 탄소수 1∼10의 직쇄 또는 분기 알킬기(예컨데, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기), 탄소수 3∼10의 환상 알킬기(시클로펜틸기, 시클로헥실기, 노르보르닐기)를 예시할 수 있다.The alkyl group as R 1b to R 3b may be any of linear, branched or cyclic, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (eg, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group) and carbon number The cyclic alkyl group (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group) of 3-10 can be illustrated.
R1b∼R3b로서의 2-옥소알킬기는, 직쇄, 분기, 환상 중 어느 것이어도 좋고, 바람직하게는, 상기 알킬기의 2위치에 > C=O 를 갖는 기를 예시할 수 있다.The 2-oxoalkyl group as R 1b to R 3b may be any of straight chain, branched or cyclic, and preferably, a group having> C═O at the 2-position of the alkyl group can be exemplified.
R1b∼R3b로서의 알콕시카르보닐메틸기에 있어서의 알콕시기로서는, 바람직하게는, 탄소수 1∼5의 알킬기(메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기)를 예시할 수 있다.As the alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group as R 1b to R 3b , preferably, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group) can be exemplified.
R1b∼R3b는, 할로겐원자, 알콕시기(예컨데 탄소수 1∼5), 수산기, 시아노기, 니트로기에 의해 더 치환되어 있어도 좋다.R 1b to R 3b may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (for example, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, and a nitro group.
R1b∼R3b중 2개가 결합하여 환구조를 형성하여도 좋고, 환 내에 산소원자, 유황원자, 에스테르결합, 아미드결합, 카르보닐기를 함유하고 있어도 좋다. R1b∼R3b내의 2개가 결합하여 형성하는 기로서는, 알킬렌기(예컨데, 부틸렌기, 펜틸렌기)를 예시할 수 있다.Two of R 1b to R 3b may be bonded to each other to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. Examples of the group formed by bonding two of R 1b to R 3b to each other include an alkylene group (for example, butylene group and pentylene group).
광반응성의 관점에서, R1b∼R3b중 1개가 탄소-탄소 2중결합, 또는 탄소-산소 2중결합을 갖는 기가 바람직하다.From the viewpoint of photoreactivity, a group in which one of R 1b to R 3b has a carbon-carbon double bond or a carbon-oxygen double bond is preferable.
일반식(V)으로 표시되는 화합물의 R1b∼R3b의 적어도 하나가, 일반식(V)으로 표시되는 다른 화합물의 R1b∼R3b의 적어도 하나와 결합하는 구조를 취하여도 좋다.At least one of R 1b to R 3b of the compound represented by General Formula (V) may have a structure in which at least one of R 1b to R 3b of another compound represented by General Formula (V) is bonded.
본 발명에서 사용할 수 있는 광산발생제A1의 구체예(A1-1)∼(A1-91)를 이하에 나타낸다.Specific examples (A1-1) to (A1-91) of the photoacid generator A1 which can be used in the present invention are shown below.
본 발명에서 사용할 수 있는 광산발생제A2의 구체예(A2-1)∼(A2-74)를 이하에 나타낸다.Specific examples (A2-1) to (A2-74) of the photoacid generator A2 which can be used in the present invention are shown below.
그 중에서도, 광산발생제A1으로서는, CF3(CF2)3SO3H, CF3(CF2)7SO3H를 발생하는 화합물이 바람직하고, 광산발생제A2로서는 CF3SO3H, CF3(CF2)3SO3H를 발생하는 화합물이 바람직하다. 광산발생제A1과 A2의 바람직한 조합(광산발생제A1/A2, 발생하는 산을 표시함)으로서는, CF3(CF2)3SO3H/CF3SO3H, CF3(CF2)7SO3H/CF3SO3H, CF3(CF2)7SO3H/CF3(CF2)3SO3H이다.Examples Of these, a photo-acid generator A1, CF 3 (CF 2) 3 SO 3 H, CF 3 (CF 2) 7 SO 3 H Examples of the compounds are preferred, and photo acid generator A2 occurring CF 3 SO 3 H, CF Preference is given to compounds which generate 3 (CF 2 ) 3 SO 3 H. As a preferable combination of photoacid generators A1 and A2 (photoacid generators A1 / A2, indicating generated acids), CF 3 (CF 2 ) 3 SO 3 H / CF 3 SO 3 H, CF 3 (CF 2 ) 7 SO 3 H / CF 3 SO 3 H, CF 3 (CF 2 ) 7 SO 3 H / CF 3 (CF 2 ) 3 SO 3 H.
본 발명에 있어서 (A)성분으로서의 광산발생제의 첨가량, 즉, 쌍을 이루고 있는 2개 이상의 광산발생제의 총량은, 조성물 중의 고형분을 기준으로서, 통상 0.001∼40중량%의 범위에서 사용되고, 바람직하게는 0.01∼20중량%, 보다 바람직하게는 0.1∼5중량의 범위에서 사용된다. 광산발샌제의 첨가량이, 0.001중량% 보다작으면 감도가 저하되고, 또한 첨가량이 40중량% 보다 많으면 레지스트의 광흡수가 지나치게 높아지고, 프로파일의 악화나, 공정(특히 베이크)마진이 좁게되어 바람직하지 않다.In this invention, the addition amount of the photo-acid generator as (A) component, ie, the total amount of two or more paired photo-acid generators, is normally used in 0.001-40 weight% based on solid content in a composition, Preferably Preferably it is used in 0.01-20 weight%, More preferably, it is 0.1 to 5 weight range. If the amount of the photoacid generator is less than 0.001% by weight, the sensitivity is lowered. If the amount of the photoacid generator is more than 40% by weight, the light absorption of the resist is excessively high, so that the profile is deteriorated and the process (especially bake) margin is narrowed. not.
광산발생제A1 또는 광산발생제A2의 술포늄염은, 예컨데 아릴마그네슘브로미드 등의 아릴그리냐르시약과 치환 또는 미치환의 페닐술폭시드를 반응시켜, 얻어진 트리아릴술포늄할라이드를 대응하는 술폰산과 염교환하는 방법, 또는 치환 또는 미치환의 페닐술폭시드와 대응하는 방향족화합물을 메탄술폰산/오산화이인 또는 염화알루미늄 등의 산촉매를 이용하여 축합, 염교환하는 방법, 디아릴요오드늄염과 디아릴술피드를 초산동 등의 촉매를 사용하는 축합, 염교환하는 방법 등에 의해 합성할 수 있다.The sulfonium salt of the photoacid generator A1 or the photoacid generator A2 is, for example, a sulfonic acid and a salt corresponding to a triarylsulfonium halide obtained by reacting a substituted or unsubstituted phenyl sulfoxide with an aryl grignard reagent such as aryl magnesium bromide. A method of exchanging or condensing or salt-exchanging a substituted or unsubstituted phenylsulfoxide with a corresponding aromatic compound using an acid catalyst such as methanesulfonic acid / diphosphate or aluminum chloride, copper acetate of diarylionium salt and diarylsulfide It can synthesize | combine by the method of condensation, salt exchange, etc. using catalysts, such as these.
한편, 광산발생제A1 또는 광산발생제A2의 요오드늄염은, 과요오드산염을 사용하여 방향족화합물을 반응시켜, 얻어진 요오드늄염을 대응하는 술폰산에 염교환함으로써 합성가능하다.On the other hand, the iodonium salt of the photoacid generator A1 or the photoacid generator A2 can be synthesized by reacting an aromatic compound with a periodate, and salt-exchanging the obtained iodonium salt with a corresponding sulfonic acid.
또한, 염교환에 사용하는 술폰산, 또는 술폰산염은, 시판되는 술폰산을 그대로 사용하거나, 또는 술포산할라이드의 가수분해 등에 의해 얻을 수 있다.In addition, the sulfonic acid or sulfonic acid salt used for salt exchange can be obtained by using a commercially available sulfonic acid as it is, or by hydrolysis of a sulfonic acid halide or the like.
본 발명의 포지티브 포토레지스트 조성물에는, 상기 특정 화합물 이외의 광산발생제를 병용할 수 있다.The positive photoresist composition of this invention can use together photoacid generators other than the said specific compound.
병용할 수 있는 광산발생제로서는, 광양이온중합의 광개시제, 광라디칼중합의 광개시제, 색소류의 광소색제, 광변색제, 또는 마이크로레지스트 등에 사용되고 있는 공지의 광(400∼200㎚의 자외선, 원자외선, 특히 바람직하게는, g선, h선, i선, KrF엑시머레이저광), ArF엑시머레이저광, 전자선, X선, 분자선 또는 이온빔에 의해 산을 발생하는 화합물 및 그들의 혼합물을 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.As a photo-acid generator which can be used together, well-known light (400-200 nm ultraviolet-ray, far ultraviolet rays used for photoinitiator of photocationic polymerization, photoinitiator of radical photopolymerization, photochromic agent of pigment | dye, photochromic agent, or microresist etc.) And, particularly preferably, g-ray, h-ray, i-ray, KrF excimer laser light), ArF excimer laser light, electron beam, X-ray, molecular beam or ion beam, and an acid-generating compound and mixtures thereof. Can be.
또한, 그외의 병용할 수 있는 광산발생제로서는, 예컨데 디아조늄염, 암모늄염, 포스포늄염, 요오드늄염, 술포늄염, 셀레노늄염, 아르소늄염, 오늄염, 유기할로겐화합물, 유기금속/유기할로겐화물, o-니트로벤질형 보호기를 갖는 광산발생제, 이미노술포네이트 등으로 대표되는 광분해하여 술폰산을 발생하는 화합물, 디술폰화합물, 디아조케토술폰, 디아조디술폰화합물 등을 예시할 수 있다.As other photoacid generators that can be used in combination, for example, diazonium salts, ammonium salts, phosphonium salts, iodonium salts, sulfonium salts, selenium salts, arsonium salts, onium salts, organic halogen compounds, organometallic / organohalogens The compound which produces | generates sulfonic acid by photolysis represented by a cargo, the photo-acid generator which has o-nitrobenzyl type protecting group, an imino sulfonate, etc., a disulfone compound, a diazo keto sulfone, a diazo disulfone compound, etc. can be illustrated.
또한, 이들 광에 의해 산을 발생하는 기, 또는 화합물을 중합체의 주쇄 또는 측쇄에 도입한 화합물도 병용할 수 있다.Moreover, the compound which introduce | transduced the group which generate | occur | produces an acid by these light, or a compound in the main chain or side chain of a polymer can also be used together.
또한 V.N.R.Pillai,Synthesis,(1),1(1980), A.Abad etal, Tetrahedron Lett., (47)4555(1971), D.H.R.Barton etal,J.Chem.Soc.,(C),329(1970), 미국특허 제3,779,778호, 유럽특허 제126,712호 등에 기재된 광에 의해 산을 발생하는 화합물도 병용할 수 있다.See also VNRPillai, Synthesis, (1), 1 (1980), A. Abad et al, Tetrahedron Lett., (47) 4555 (1971), DHR Barton et al, J. Chem. Soc., (C), 329 (1970). ), US Pat. No. 3,779,778, European Patent No. 126,712 and the like can also be used in combination with the acid-producing compound.
상기 활성광선 또는 방사선의 조사에 의해 분해하여 산을 발생하는 화합물 중에서, 특히 유효하게 사용되는 것으로서, 하기 일반식(PAG3), 일반식(PAG4), 일반식(PAG6) 또는 일반식(PAG7)으로 표시되는 화합물을 예시할 수 있다.Among the compounds generating an acid by decomposition by irradiation of the actinic ray or radiation, particularly usefully used, the following general formula (PAG3), general formula (PAG4), general formula (PAG6) or general formula (PAG7) The compound displayed can be illustrated.
일반식(PAG3), (PAG4) 중, Ar1, Ar2는 같거나 달라도 좋고, 치환 또는 미치환의 아릴기를 나타낸다. 바람직한 치환기로서는, 알킬기, 할로알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 알콕시기, 니트로기, 카르복실기, 알콕시카르보닐기, 히드록시기, 메르캅토기 및 할로겐원자가 예시된다.Ar <1> , Ar <2> may be same or different in general formula (PAG3) and (PAG4), and represents a substituted or unsubstituted aryl group. Preferred substituents include alkyl, haloalkyl, cycloalkyl, aryl, alkoxy, nitro, carboxyl, alkoxycarbonyl, hydroxy, mercapto and halogen atoms.
R203, R204, R205는, 같거나 달라도 좋고, 치환 또는 미치환 알킬기, 아릴기를 나타낸다. 바람직하게는, 탄소수 6∼14의 아릴기, 탄소수 1∼8의 알킬기 및 그들의 치환유도체이다. 바람직한 치환기로서는, 아릴기에 대해서는 탄소수 1∼8의 알콕시기, 탄소수 1∼8의 알킬기, 니트로기, 카르복실기, 히드록시기 및 할로겐원자이고, 알킬기에 대해서는 탄소수 1∼8의 알콕시기, 카르복실기, 알콕시카르보닐기이다.R 203 , R 204 and R 205 may be the same or different and represent a substituted or unsubstituted alkyl group and an aryl group. Preferably, they are a C6-C14 aryl group, a C1-C8 alkyl group, and their substituted derivatives. Preferable substituents include an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a nitro group, a carboxyl group, a hydroxyl group and a halogen atom for the aryl group, and an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a carboxyl group and an alkoxycarbonyl group for the alkyl group.
Z-는 쌍음이온을 나타내고, 예컨데 BF4 -, AsF6 -, PF6 -, SiF6 2-, ClO4 -, 치환하여도 좋은 알칸술폰산, 퍼플로로알칸술폰산, 치환하고 있어도 좋은 벤젠술폰산, 나프탈렌술폰산, 안트라센술폰산, 장뇌술폰산 등이 예시되지만 이들에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 알칼술폰산, 퍼플로로알칸술폰산, 알킬치환 벤젠술폰산, 펜타플로로벤젠술폰산이다.Z - represents a counter anion, for example BF 4 -, AsF 6 -, PF 6 -, SiF 6 2-, ClO 4 -, substituted and also good alkane sulfonic acid, alkane sulfonic acid as a purple, and optionally substituted benzene sulfonic acid, Naphthalene sulfonic acid, anthracene sulfonic acid, camphor sulfonic acid and the like are exemplified, but not limited thereto. Preferably, they are alkalsulfonic acid, perfluoro alkanesulfonic acid, alkyl substituted benzene sulfonic acid, and pentafluorobenzene sulfonic acid.
또한 R203, R204, R205중 2개 및 Ar1, Ar2는 각각 단결 또는 치환기를 통하여 결합하여도 좋다.In addition, two of R 203 , R 204 , and R 205 , and Ar 1 and Ar 2 may each be bonded via a single bond or a substituent.
일반식(PAG6), (PAG7) 중, R206은 치환 또는 미치환 알킬기, 아릴기를 나타낸다. A는 치환 또는 미치환 알킬렌기, 알케닐렌기, 아릴렌기를 나타낸다. R은, 직쇄상, 분기상 또는 환상 알킬기, 또는 치환하고 있어도 좋은 아릴기를 나타낸다.R <206> represents a substituted or unsubstituted alkyl group and an aryl group in general formula (PAG6) and (PAG7). A represents a substituted or unsubstituted alkylene group, alkenylene group, arylene group. R represents a linear, branched or cyclic alkyl group or an aryl group which may be substituted.
이들의 구체예로서는 이하에 나타내는 화합물이 예시되지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.Although the compound shown below is illustrated as these specific examples, It is not limited to these.
본 발명에 있어서는, 병용할 수 있는 산발생제로서는 상기 식(PAG-7)으로 나타내는 것이 바람직하다.In this invention, what is represented by said formula (PAG-7) as an acid generator which can be used together is preferable.
이들 병용할 수 있는 광산발생제는, 조성물 중의 고헝분을 기준으로서, 5중량% 이하의 범위에서 사용되고, 바람직하게는 2중량% 이하의 범위에서 사용된다.These photoacid generators that can be used in combination are used in the range of 5% by weight or less, preferably in the range of 2% by weight or less, based on the high moisture content in the composition.
<(B)산의 작용에 의해 분해하여 알칼리에 대한 용해성이 증가하는 수지><Resin which decomposes by action of (B) acid and increases solubility to alkali>
본 발명의 조성물에 사용되는 상기 (B)산의 작용에 의해 알칼리에 대한 용해성이 증가하는 수지(이하, 간단히 「(B)의 수지」라 함)는, 상기 일반식(I-1)(I-4)으로 표시되는 기를 갖는 반복단위를 함유한다.Resin (hereinafter, simply referred to as "resin of (B)") whose solubility in alkali increases due to the action of the acid (B) used in the composition of the present invention is the above general formula (I-1) (I It contains a repeating unit which has group represented by -4).
일반식(I-1)∼(I-4)에 있어서, R1∼R5에 있어서의 알킬기로서는, 직쇄상, 분기상의 알킬기가 예시되고, 치환기를 가지고 있어도 좋다. 직쇄상, 분기상의 알킬기로서는, 탄소수 1∼12개의 직쇄상 또는 분기상 알킬기가 바람직하고, 보다 바람직하게는 탄소수 1∼10개의 직쇄상 또는 분기상 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기이다.In general formula (I-1)-(I-4), as an alkyl group in R <1> -R <5> , a linear and branched alkyl group may be illustrated and may have a substituent. As a linear or branched alkyl group, a C1-C12 linear or branched alkyl group is preferable, More preferably, it is a C1-C10 linear or branched alkyl group, More preferably, it is a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. , Isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group and decyl group.
R1∼R5에 있어서의 시클로알킬기로서는, 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 등의 탄소수 3∼8개의 것이 바람직하다.As a cycloalkyl group in R <1> -R <5> , a C3-C8 thing, such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group, is preferable.
R1∼R5에 있어서의 알케닐기로서는, 비닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 헥세닐기 등의 탄소수 2∼6개의 것이 바람직하다.As an alkenyl group in R <1> -R <5> , a C2-C6 thing, such as a vinyl group, a propenyl group, butenyl group, and a hexenyl group, is preferable.
또한, R1∼R5내의 2개가 결합하여 형성하는 환으로서는, 시클로프로판환, 시클로부탄환, 시클로펜탄환, 시클로헥산환, 시클로옥탄환 등의 3∼8원환이 예시된다.Moreover, as a ring formed by combining two of R <1> -R <5> , 3-8 membered rings, such as a cyclo propane ring, a cyclobutane ring, a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, and a cyclooctane ring, are illustrated.
또한, 일반식(I-1), (I-2)에서, R1∼R5는, 환상골격을 구성하고 있는 탄소원자 7개 중 어느 것에 결합하고 있어도 좋다.In General Formulas (I-1) and (I-2), R 1 to R 5 may be bonded to any of seven carbon atoms constituting a cyclic skeleton.
또한, 상기 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기의 다른 치환기로서는, 탄소수 1∼4개의 알콕시기, 할로겐원자(불소원자, 염소원자, 브롬원자, 요오드원자), 아실기, 아실옥시기, 시아노기, 수산기, 카르복시기, 알콕시카르보닐기, 니트로기 등을 예시할 수 있다.As the other substituent of the alkyl group, cycloalkyl group and alkenyl group, alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), acyl group, acyloxy group, cyano group, hydroxyl group , Carboxyl group, alkoxycarbonyl group, nitro group and the like can be exemplified.
일반식(I-1)∼(I-4)으로 표시되는 기를 갖는 반복단위로서 바람직한 것으로서, 하기 일반식(AI)으로 표시되는 반복단위가 예시된다.As a preferable repeating unit which has group represented by general formula (I-1)-(I-4), the repeating unit represented by the following general formula (AI) is illustrated.
일반식(AI) 중, R은, 후술하는 일반식(a) 중 R과 동일하다. A'는 단결합, 에테르기, 에스테르기, 카르보닐기, 알킬렌기, 또는 이들을 조합시킨 2가의 기를 표시한다. B는, 일반식(I-1)∼(I-4) 중 어느 하나로 표시되는 기를 표시한다. A'에있어서, 상기 조합시킨 2가의 기로서는, 예컨데 하기 식의 것이 예시된다.In general formula (AI), R is the same as R in general formula (a) mentioned later. A 'represents a single bond, an ether group, an ester group, a carbonyl group, an alkylene group, or a bivalent group combining these. B represents the group represented by either of general formulas (I-1) to (I-4). In A ', the thing of the following formula is illustrated as a bivalent group combined above, for example.
상기 식에 있어서, Ra, Rb, r1은, 각각 후술하는 것과 동일하다. m은 1∼3의 정수를 나타낸다.In the above formula, Ra, Rb, and r1 are the same as described later, respectively. m represents the integer of 1-3.
이하에, 일반식(AI)으로 표시되는 반복단위의 구체예를 예시하지만, 본 발명의 내용이 이들에 제한되는 것은 아니다.Although the specific example of the repeating unit represented by general formula (AI) is illustrated below, the content of this invention is not restrict | limited to these.
본 발명에 있어서는, (B)의 수지가, 또한 상기 일반식(pI)∼(pVI)으로 표시되는 지환식 탄화수소구조를 함유하는 기 중 적어도 1종의 기로 보호된 알칼리가용성기를 갖는 반복단위를 함유하는 것이, 본 발명의 효과를 보다 현저하게 하는 점에서 바람직하다.In the present invention, the resin of (B) further contains a repeating unit having an alkali-soluble group protected with at least one group among the groups containing an alicyclic hydrocarbon structure represented by the general formulas (pI) to (pVI). It is preferable to make the effect of this invention more remarkable.
일반식(pI)∼(pVI)에 있어서, R12∼R25에 있어서의 알킬기로서는, 치환 또는 미치환 중 어느 것이어도 좋고, 1∼4개의 탄소원자를 갖는 직쇄 또는 분기의 알킬기를 표시한다. 그 알킬기로서는, 예컨데 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기 등이 예시된다.In general formula (pI)-(pVI), as an alkyl group in R <12> -R <25> , any of substituted or unsubstituted may be sufficient, and the linear or branched alkyl group which has 1-4 carbon atoms is represented. Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group and the like.
또한, 상기 알킬기의 다른 치환기로서는, 탄소수 1∼4개의 알콕시기, 할로겐원자(불소원자, 염소원자, 브롬원자, 요오드원자), 아실기, 아실옥시기, 시아노기, 수산기, 카르복시기, 알콕시카르보닐기, 니트로기 등을 예시할 수 있다.Further, other substituents of the alkyl group include an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), acyl group, acyloxy group, cyano group, hydroxyl group, carboxyl group, alkoxycarbonyl group, Nitro group etc. can be illustrated.
R11∼R25에 있어서의 지환식 탄화수소기 또는 Z와 탄소원자가 형성하는 지환식 탄화수소기로서는, 단환식이거나 다환식이어도 좋다. 구체적으로는, 탄소수 5 이상의 모노시클로, 비시클로, 트리시클로, 테트라시클로 구조 등을 갖는 기를 예시할 수 있다. 그 탄소수는 6∼30개가 바람직하고, 특히 탄소수 7∼25개가 바람직하다. 이들 지환식 탄화수소기는 치환기를 가지고 있어도 좋다.As an alicyclic hydrocarbon group in R <11> -R <25> or the alicyclic hydrocarbon group which Z and a carbon atom form, monocyclic or polycyclic may be sufficient. Specifically, the group which has a C5 or more monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure, etc. can be illustrated. 6-30 are preferable and, as for the carbon number, 7-25 are especially preferable. These alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent.
이하에, 지환식 탄화수소구조를 함유하는 기 중, 지환식 부분의 구조예를 나타낸다.Below, the structural example of an alicyclic part is shown among the groups containing an alicyclic hydrocarbon structure.
본 발명에 있어서는, 상기 지환식 부분의 바람직한 것으로서는, 아다만틸기, 노르아다만틸기, 데카린잔기, 트리시클로데카닐기, 테트라시클로도데카닐기, 노르보르닐기, 세드롤기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 시클로데카닐기, 시클로도데카닐기를 예시할 수 있다. 보다 바람직하게는, 아다만틸기, 데카린잔기, 노르보르닐기, 세드롤기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 시클로데카닐기, 시클로도데카닐기이다.In this invention, as a preferable thing of the said alicyclic part, an adamantyl group, a noadamantyl group, a decalin residue group, a tricyclo decanyl group, a tetracyclo dodecanyl group, a norbornyl group, a cedrol group, a cyclohexyl group, a cyclo A heptyl group, a cyclooctyl group, a cyclodecanyl group, and a cyclododecanyl group can be illustrated. More preferably, they are an adamantyl group, a decalin residue group, a norbornyl group, a cedrol group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclodecanyl group, and a cyclododecanyl group.
이들 지환식 탄화수소기의 치환기로서는, 알킬기, 치환 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 아실기, 할로겐원자, 수산기, 알콕시기, 카르복실기, 알콕시카르보닐기가 예시된다. 알킬기로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기 등의 저급 알킬기가 바람직하고, 보다 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기이다. 치환 알킬기의 치환기로서는, 수산기, 할로겐원자, 알콕시기를 예시할 수 있다.As a substituent of these alicyclic hydrocarbon groups, an alkyl group, a substituted alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an acyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, and an alkoxycarbonyl group are illustrated. As an alkyl group, lower alkyl groups, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, isopropyl group, and a butyl group, are preferable, More preferably, they are a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. As a substituent of a substituted alkyl group, a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group can be illustrated.
알콕시기(알콕시카르보닐기의 알콕시기도 포함함)로서는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 등의 탄소수 1∼4개의 것을 예시할 수 있다.Examples of the alkoxy group (including the alkoxy group of the alkoxycarbonyl group) include those having 1 to 4 carbon atoms such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group and butoxy group.
시클로알킬기로서는, 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등이 예시된다.As a cycloalkyl group, a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, etc. are illustrated.
알케닐기로서는, 탄소수 2∼6개의 알케닐기가 예시되고, 구체적으로는 비닐기, 프로페닐기, 알릴기, 부테닐기, 펜테닐기, 헥세닐기 등이 예시된다.As an alkenyl group, a C2-C6 alkenyl group is illustrated and a vinyl group, a propenyl group, an allyl group, butenyl group, a pentenyl group, a hexenyl group, etc. are mentioned specifically ,.
아실기로서는, 아세틸기, 에틸카르보닐기, 프로필카르보닐기 등이 예시된다. 할로겐원자로서는, 염소원자, 브롬원자, 요오드원자, 불소원자 등이 예시된다.As an acyl group, an acetyl group, an ethylcarbonyl group, a propyl carbonyl group, etc. are illustrated. Examples of the halogen atom include chlorine atom, bromine atom, iodine atom, fluorine atom and the like.
일반식(pI)∼(pVI)으로 표시되는 구조 중에서도, 바람직하게는 일반식(pI)이고, 보다 바람직하게는 상기 일반식(pIa)으로 표시되는 기이다. 일반식(pIa) 중 R28의 알킬기, R29∼R31에 있어서의 할로겐원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 알콕시카르보닐기, 아실기는, 상기 지환식 탄화수소기의 치환기에서 예시된예를 들 수 있다.Among the structures represented by general formulas (pI) to (pVI), the group is preferably a general formula (pI), and more preferably a group represented by the general formula (pIa). In the general formula (pIa), an alkyl group of R 28 , a halogen atom in R 29 to R 31 , an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group and an acyl group are exemplified in the substituent of the alicyclic hydrocarbon group. Can be mentioned.
상기 수지에 있어서의 일반식(pI)∼(pVI)으로 표시되는 구조에서 보호되는 알칼리가용성기로서는, 이 기술분야에 있어서 공지의 여러가지의 기가 예시된다. 구체적으로는, 카르복실산기, 술폰산기, 페놀기, 티올기가 예시되고, 바람직하게는 카르복실산기, 술폰산기이다.As an alkali-soluble group protected by the structure represented by general formula (pI)-(pVI) in the said resin, various well-known groups in this technical field are illustrated. Specifically, a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phenol group, and a thiol group are illustrated, Preferably they are a carboxylic acid group and a sulfonic acid group.
상기 수지에 있어서의 일반식(pI)∼(pVI)으로 표시되는 구조에서 보호된 알칼리가용성기로서는, 바람직하게는 하기 일반식(pVII)∼(pXI)으로 표시되는 기가예시된다.As an alkali-soluble group protected by the structure represented by general formula (pI)-(pVI) in the said resin, Preferably, the group represented by the following general formula (pVII)-(pXI) is illustrated.
여기서, R11∼R25및 Z는, 각각 상기 정의와 동일하다.Here, R <11> -R <25> and Z are the same as the said definition, respectively.
상기 수지를 구성하는, 일반식(pI)∼(pVI)으로 표시되는 구조에서 보호된 알칼리가용성기를 갖는 반복단위로서는, 하기 일반식(pA)으로 표시되는 반복단위가 바람직하다.As a repeating unit which has the alkali-soluble group protected by the structure represented by general formula (pI)-(pVI) which comprises the said resin, the repeating unit represented by the following general formula (pA) is preferable.
일반식(pA) 중;In general formula (pA);
R은, 수소원자, 할로겐원자 또는 탄소수 1∼4의 치환 또는 미치환의 직쇄 또는 분기의 알킬기를 표시한다. 복수의 R은, 각각 같거나 달라도 좋다. 이 R의 할로겐원자, 알킬기는, 후술하는 일반식(a)의 R과 동일한 예를 예시할 수 있다.R represents a hydrogen atom, a halogen atom or a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Some R may be same or different, respectively. The halogen atom and alkyl group of this R can illustrate the same example as R of general formula (a) mentioned later.
A'는 상기와 동일한다.A 'is the same as above.
Ra는, 상기 식(pI)∼(pVI) 중 어느 하나의 기를 표시한다.Ra represents any one of formulas (pI) to (pVI).
이하, 일반식(pA)으로 표시되는 반복단위에 상당하는 단량체의 구체예를 나타낸다.Hereinafter, the specific example of the monomer corresponded to the repeating unit represented by general formula (pA) is shown.
(B)수지는, 또한 다른 반복단위를 함유하여도 좋다.The resin (B) may further contain other repeating units.
본 발명에 있어서의 (B)수지는, 다른 공중합성분으로서, 상기 일반식(a)으로 표시되는 반복단위를 함유하는 것이 바람직하다. 이로써, 현상성이나 기판과의 밀착성이 향상한다. 일반식(a)에 있어서의 R의 치환기를 가지고 있어도 좋은 알킬로서는, 상기 일반식(I-1)∼(I-4)에 있어서의 R1과 동일한 예를 들 수 있다. R의 할로겐원자로서는, 불소원자, 염소원자, 브롬원자, 요오드원자를 예시할 수 있다. 일반식(a)의 R32∼R34중 적어도 1개는 수산기이고, 바람직하게는 디히드록시체, 모노히드록시체이고, 보다 바람직하게는 모노히드록시체이다.It is preferable that (B) resin in this invention contains the repeating unit represented by said general formula (a) as another copolymerization component. Thereby, developability and adhesiveness with a board | substrate improve. As alkyl which may have a substituent of R in general formula (a), the example similar to R1 in said general formula (I-1)-(I-4) is mentioned. As a halogen atom of R, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom can be illustrated. At least 1 of R <32> -R <34> of general formula (a) is a hydroxyl group, Preferably it is a dihydroxy body and a monohydroxy body, More preferably, it is a monohydroxy body.
또한, 본 발명에 있어서의 (B)수지는, 다른 공중합성분으로서, 하기 일반식(III-a)∼(III-d)으로 나타내는 반복단위를 함유하는 것이 바람직하다. 이로써, 컨택트홀 패턴의 해상력이 향상한다.Moreover, it is preferable that (B) resin in this invention contains the repeating unit represented by the following general formula (III-a) (III-d) as another copolymerization component. This improves the resolution of the contact hole pattern.
상기 식중, R1은, 상기 R과 동일하다. R5∼R12는 각각 독립적으로 수소원자 또는 치환기를 가지고 있어도 좋은 알킬기를 표시한다. R은 수소원자 또는, 치환기를 가지고 있어도 좋은, 알킬기, 환상 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기를 표시한다. m은, 1∼10의 정수를 표시한다. X는, 단결합 또는, 치환기를 가지고 있어도 좋은,알킬렌기, 환상 알킬렌기, 아릴렌기 또는, 에테르기, 티오에테르기, 카르보닐기, 에스테르기, 아미드기, 술폰아미드기, 우레탄기, 우레아기로 이루어지는 군에서 선택되는 단독, 또는 이들 기의 적어도 2개 이상이 조합되어, 산의 작용에 의해 분해하지 않는 2가의 기를 표시한다.In said formula, R <1> is the same as said R. R 5 to R 12 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent. R represents a hydrogen atom or an alkyl group, a cyclic alkyl group, an aryl group or an aralkyl group which may have a substituent. m represents the integer of 1-10. X is a group consisting of an alkylene group, a cyclic alkylene group, an arylene group or an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a urea group which may have a single bond or a substituent. At least two or more of these groups selected alone or in combination are combined to represent a divalent group which does not decompose by the action of an acid.
Z는, 단결합, 에테르기, 에스테르기, 아미드기, 알킬렌기, 또는 이들을 조합시킨 2가의 기를 표시한다. R13은, 단결합, 알킬렌기, 아릴렌기, 또는 이들을 조합시킨 2가의 기를 표시한다. R15는, 알킬렌기, 아릴렌기, 또는 이들을 조합시킨 2가의 기를 표시한다. R14는 치환기를 가지고 있어도 좋은, 알킬기, 환상 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기를 표시한다. R16은, 수소원자 또는, 치환기를 가지고 있어도 좋은, 알킬기, 환상 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 아랄킬기를 표시한다.Z represents a single bond, an ether group, an ester group, an amide group, an alkylene group, or the bivalent group which combined these. R <13> represents a single bond, an alkylene group, an arylene group, or the bivalent group which combined these. R <15> represents an alkylene group, an arylene group, or the bivalent group which combined these. R <14> represents the alkyl group, cyclic alkyl group, aryl group, or aralkyl group which may have a substituent. R <16> represents a hydrogen atom or the alkyl group, cyclic alkyl group, alkenyl group, aryl group, or aralkyl group which may have a substituent.
A는, 하기에 나타내는 관능기 중 어느 하나를 표시한다.A represents either of the functional groups shown below.
R5∼R12, R, R14, R16의 알킬기로서는, 직쇄상, 분기상의 알킬기가 예시되고,치환기를 가지고 있어도 좋다. 직쇄상, 분기상의 알킬기로서는, 탄소수 1∼12개의 직쇄상 또는 분기상 알킬기가 바람직하고, 보다 바람직하게는 탄소수 1∼10개의 직쇄상 또는 분기상 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기이다.As an alkyl group of R <5> -R <12> , R, R <14> , R <16> , a linear and branched alkyl group may be illustrated and may have a substituent. As a linear or branched alkyl group, a C1-C12 linear or branched alkyl group is preferable, More preferably, it is a C1-C10 linear or branched alkyl group, More preferably, it is a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. , Isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group and decyl group.
R, R14, R16의 환상 알킬기로서는, 탄소수 3∼30개의 것이 예시되고, 구체적으로는, 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 아다만틸기, 노르보르닐기, 보로닐기, 트리시클로데카닐기, 디시클로펜테닐기, 노보르난에폭시기, 멘틸기, 이소멘틸기, 네오멘틸기, 테트라시클로도데카닐기, 스테로이드잔기 등을 예시할 수 있다.Examples of cyclic alkyl groups of R, R 14, R 16, and examples 3 to 30 carbon atoms is, specifically, a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, a norbornyl group, Boro group, a tricyclo Decanyl group, dicyclopentenyl group, norbornane epoxy group, menthyl group, isomentyl group, neomentyl group, tetracyclododecanyl group, steroid residue and the like can be exemplified.
R, R14, R16의 아릴기로서는, 탄소수 6∼20개의 것이 예시되고, 치환기를 가지고 있어도 좋다. 구체적으로는 페닐기, 톨릴기, 나프틸기 등이 예시된다.R, R 14, of R 16 and the aryl group, and examples of 6 to 20 carbon atoms is, may have a substituent. Specifically, a phenyl group, tolyl group, naphthyl group, etc. are illustrated.
R, R14, R16의 아랄킬기로서는, 탄소수 7∼20개의 것이 예시되고, 치환기를 가지고 있어도 좋은, 벤질기, 페네틸기, 쿠밀기 등이 예시된다. R16의 알케닐기로서는, 탄소수 2∼6개의 알케닐기가 예시되고, 구체적으로는 비닐기, 프로페닐기, 알릴기, 부테닐기, 펜테닐기, 헥세닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 3-옥소시클로헥세닐기, 3-옥소시클로펜테닐기, 3-옥소이소데닐기 등이 예시된다. 이들 중 환상의 알케닐기는, 산소원자를 함유하고 있어도 좋다.As the aralkyl group of R, R 14, R 16, and illustrated that 7 to 20 carbon atoms, which may optionally have a substituent such as a good, a benzyl group, a phenethyl group, a cumyl group and the like. As an alkenyl group of R <16> , a C2-C6 alkenyl group is illustrated, Specifically, a vinyl group, a propenyl group, an allyl group, butenyl group, a pentenyl group, a hexenyl group, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, 3 -Oxocyclohexenyl group, 3-oxocyclopentenyl group, 3-oxoisodenyl group, etc. are illustrated. Of these, the cyclic alkenyl group may contain an oxygen atom.
연결기 X로서는, 치환기를 가지고 있어도 좋은, 알킬렌기, 환상 알킬렌기,아릴렌기 또는, 에테르기, 티오에테르기, 카르보닐기, 에스테르기, 아미드기, 술폰아미드기, 우레탄기, 우레아기로 이루어지는 군에서 선택되는 단독, 또는 이들 기의 적어도 2개 이상을 조합되어, 산의 작용에 의해 분해하지 않은 2가의 기가 예시된다.The linking group X is selected from the group consisting of an alkylene group, a cyclic alkylene group, an arylene group, which may have a substituent, or an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a urea group. Divalent groups, alone or in combination of at least two or more of these groups, which are not decomposed by the action of an acid are exemplified.
Z는, 단결합, 에테르기, 에스테르기, 아미드기, 알킬렌기, 또는 이들을 조합시킨 2가의 기를 표시한다. R13은, 단결합, 알킬렌기, 아릴렌기, 또는 이들을 조합시킨 2가의 기를 표시한다. R15는, 알킬렌기, 아릴렌기, 또는 이들을 조합시킨 2가의 기를 표시한다.Z represents a single bond, an ether group, an ester group, an amide group, an alkylene group, or the bivalent group which combined these. R <13> represents a single bond, an alkylene group, an arylene group, or the bivalent group which combined these. R <15> represents an alkylene group, an arylene group, or the bivalent group which combined these.
X, R13, R15에 있어서 아릴렌기로서는, 탄소수 6∼10개의 것이 예시되고, 치환기를 가지고 있어도 좋다. 구체적으로는 페닐렌기, 트릴렌기, 나프틸렌기 등이 예시된다.As an arylene group in X, R <13> , R <15> , a C6-C10 thing is illustrated and may have a substituent. Specifically, a phenylene group, a trylene group, a naphthylene group, etc. are illustrated.
X의 환상 알킬렌기로서는, 상술한 환상 알킬기가 2가로 된 것이 예시된다.As X cyclic alkylene group, what the above-mentioned cyclic alkyl group becomes bivalent is illustrated.
X, Z, R13, R15에 있어서의 알킬렌기로서는, 하기 식으로 표시되는 기를 예시할 수 있다.As an alkylene group in X, Z, R <13> , R <15> , group represented by a following formula can be illustrated.
= [ C (Ra) (Rb) ] r1 -= [C (Ra) (Rb)] r1-
식중, Ra, Rb는, 수소원자, 알킬기, 치환 알킬기, 할로겐원자, 수산기, 알콕시기를 표시하고, 양자는 같거나 달라도 좋다. 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기 등의 저급 알킬기가 바람직하고, 보다 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기에서 선택된다. 치환 알킬기의 치환기로서는, 수산기, 할로겐원자, 알콕시기를 예시할 수 있다. 알콕시기로서는, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 등의 탄소수 1∼4개의 것을 예시할 수 있다. 할로겐원자로서는, 염소원자, 브롬원자, 불소원자, 요오드원자 등을 예시할 수 있다. r1은 1∼10의 정수를 표시한다.In formula, Ra and Rb represent a hydrogen atom, an alkyl group, a substituted alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, and an alkoxy group, and both may be same or different. As an alkyl group, lower alkyl groups, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and a butyl group, are preferable, More preferably, they are selected from a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. As a substituent of a substituted alkyl group, a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group can be illustrated. As an alkoxy group, C1-C4 things, such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, butoxy group, can be illustrated. As a halogen atom, a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, an iodine atom, etc. can be illustrated. r1 represents the integer of 1-10.
연결기X의 구체예를 이하에 나타내지만 본 발명의 내용이 이들에 한정되는것은 아니다.Although the specific example of linking group X is shown below, the content of this invention is not limited to these.
상기 알킬기, 환상 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아랄킬기, 알킬렌기, 환상 알킬렌기, 아릴렌기에 있어서의 다른 치환기로서는, 카르복실기, 아실옥시기, 시아노기, 알킬기, 치환 알킬기, 할로겐원자, 수산기, 알콕시기, 아세틸아미드기, 알콕시카르보닐기, 아실기가 예시된다. 여기서 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로피기, 부틸기, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기 등의 저급 알킬기를 예시할 수 있다. 치환 알킬기의 치환기로서는, 수산기, 할로겐원자, 알콕시기를 예시할 수 있다. 알콕시로서는, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 등의 탄소수 1∼4개의 것을 예시할 수 있다. 아실옥시시로서는, 아세톡시기 등이 예시된다. 할로겐원자로서는, 염소원자, 브롬원자, 불소원자, 요오드원자 등을 예시할 수 있다.Examples of other substituents in the alkyl group, cyclic alkyl group, alkenyl group, aryl group, aralkyl group, alkylene group, cyclic alkylene group and arylene group include a carboxyl group, acyloxy group, cyano group, alkyl group, substituted alkyl group, halogen atom, hydroxyl group, An alkoxy group, an acetylamide group, an alkoxycarbonyl group, and an acyl group are illustrated. Here, as an alkyl group, lower alkyl groups, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropy group, a butyl group, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclopentyl group, can be illustrated. As a substituent of a substituted alkyl group, a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group can be illustrated. As alkoxy, C1-C4 things, such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, butoxy group, can be illustrated. As acyloxy, an acetoxy group etc. are illustrated. As a halogen atom, a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, an iodine atom, etc. can be illustrated.
이하, 일반식(III-b)에 있어서의 측쇄의 구조의 구체예로서, X를 제거한 말단의 구조의 구체예를 이하에 나타내지만, 본 발명의 내용이 이들에 한정되는 것은아니다.Hereinafter, although the specific example of the structure of the terminal remove | excluding X is shown as a specific example of the structure of the side chain in general formula (III-b), the content of this invention is not limited to these.
이하, 일반식(III-c)으로 나타내는 반복구조단위에 상당하는 단량체의 구체예를 나타내지만, 본 발명의 내용이 이들에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, although the specific example of the monomer corresponded to the repeating structural unit represented by general formula (III-c) is shown, the content of this invention is not restrict | limited to these.
이하, 일반식((III-d)으로 나타내는 반복구조단위에 상당하는 단량체의 구체예를 나타내지만, 본 발명의 내용이 이들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although the specific example of the monomer corresponded to the repeating structural unit represented by general formula ((III-d) is shown, the content of this invention is not limited to these.
일반식(III-b)에 있어서, R5∼R12로서는, 수소원자, 메틸기가 바람직하다. R로서는, 수소원자, 탄소수 1∼4개의 알킬기가 바람직하다. m은 1∼6이 바람직하다.In general formula (III-b), as R <5> -R <12> , a hydrogen atom and a methyl group are preferable. As R, a hydrogen atom and a C1-C4 alkyl group are preferable. 1-6 of m are preferable.
일반식(III-c)에 있어서, R13으로서는, 단결합, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기 등의 알킬렌기가 바람직하고, R14로서는, 메틸기, 에틸기 등의 탄소수 1∼10개의 알킬기, 시클로프로필기, 시클로헥실기, 장뇌잔기 등의 환상 알킬기, 나프틸기, 나프틸메틸기가 바람직하다. Z는, 단결합, 에테르결합, 에스테르결합, 탄소수 1∼6개의 알킬렌기, 또는 이들의 조합이 바람직하고, 보다 바람직하게는 단결합, 에스테르결합이다.In general formula (III-c), as R <13> , alkylene groups, such as a single bond, a methylene group, ethylene group, a propylene group, butylene group, are preferable, and as R <14> , C1-C10, such as a methyl group and an ethyl group, is preferable. Preference is given to cyclic alkyl groups such as alkyl groups, cyclopropyl groups, cyclohexyl groups and camphor residues, naphthyl groups and naphthylmethyl groups. Z is preferably a single bond, an ether bond, an ester bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or a combination thereof, and more preferably a single bond or an ester bond.
일반식(III-d)에 있어서, R15로서는, 탄소수 1∼4개의 알킬렌기가 바람직하다. R16으로서는, 치환기를 가지고 있어도 좋은, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 네오펜틸기, 옥틸기 등의 탄소수 1∼8개의 알킬기, 시클로헥실기, 아다만틸기, 노르보르닐기, 보로닐기, 이소보로닐기, 멘틸기, 몰포리노기, 4-옥소시클로헥실기, 치환기를 가지고 있어도 좋은, 페닐기, 톨루일기, 메시틸기, 나프틸기, 장뇌잔기가 바람직하다. 이들의 다른 치환기로서는, 불소원자 등의 할로겐원자, 탄소수 1∼4개의 알콕시기 등이 바람직하다.In general formula (III-d), as R <15> , a C1-C4 alkylene group is preferable. As R <16> , a C1-C8 alkyl group, cyclohexyl group, adamantyl group, norbornyl group, such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, neopentyl group, and octyl group which may have a substituent Phenyl group, toluyl group, mesityl group, naphthyl group, camphor residue which may have a substituent, a boronyl group, an isoboroyl group, a menthyl group, a morpholino group, 4-oxocyclohexyl group, and a substituent are preferable. As these other substituents, halogen atoms, such as a fluorine atom, a C1-C4 alkoxy group etc. are preferable.
본 발명에 있어서는 일반식(III-a)∼일반식(III-d) 중에서도, 일반식(III-b), 일반식(III-d)으로 나타내는 반복단위가 바람직하다.In this invention, the repeating unit represented by general formula (III-b) and general formula (III-d) is preferable also among general formula (III-a)-general formula (III-d).
(B)의 수지는, 상기 이외에, 드라이에칭 내성이나 표준현상액 적성, 기판밀착성, 레지스트 프로파일, 또한 레지스트의 일반직인 필요요건인 해상력, 내열성, 감도 등을 조절할 목적으로 여러가지의 단량체 반복단위와의 공중합체로서 사용할 수 있다.In addition to the above, the resin of (B) is used in combination with various monomer repeating units for the purpose of controlling dry etching resistance, standard developer aptitude, substrate adhesion, resist profile, and resolution, heat resistance, sensitivity, etc. which are general requirements of resist. It can be used as coalescing.
이와 같은 반복단위로서는, 이하와 같은 단량체에 상당하는 반복단위를 예시할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.As such a repeating unit, although the repeating unit corresponded to the following monomers can be illustrated, it is not limited to these.
이로써, 상기 수지에 요구되는 성능, 특히 (1) 도포용제에 대한 용해성, (2) 제막성(유리전이점), (3) 알칼리 현상성, (4) 막손실(친소수성, 알칼리 가용성기 선택), (5) 비노광부의 기판으로의 밀착성, (6) 드라이에칭 내성의 미세조정이 가능하게 된다.Thus, the performance required for the resin, in particular, (1) solubility in the coating solvent, (2) film forming property (glass transition point), (3) alkali developability, and (4) film loss (hydrophilicity, alkali soluble group selection) ), (5) adhesion to the substrate of the non-exposed part, and (6) fine adjustment of dry etching resistance.
이러한 공중합단량체로서는, 예컨데, 아크릴산에스테르류, 메타크릴산에스테르류, 아크릴아미드류, 메타크릴아미드류, 알릴화합물, 비닐에테르류, 비닐에스테르류 등에서 선택되는 부가중합성 불포화결합을 1개 갖는 화합물을 들 수 있다.Examples of such copolymerized monomers include compounds having one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, and the like. Can be mentioned.
구체적으로는, 예컨데, 아크릴산에스테르류, 예컨데 알킬(알킬기의 탄소원자수는 1∼10개인 것이 바람직하다)아크릴레이트(예컨데, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산프로필, 아크릴산아밀, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산에틸헥실, 아크릴산옥틸, 아크릴산-t-옥틸, 클로로에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2,2-디메틸히드록시프로필아크릴레이트, 5-히드록시펜틸아크릴레이트, 트리메틸올프로판모노아크릴레이트, 펜타에리트리톨모노아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 메톡시벤질아크릴레이트, 푸르푸릴아크릴레이트 및 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트 등);Specifically, for example, acrylic esters, for example alkyl (preferably having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl group) acrylate (for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, amyl acrylate, cyclohexyl acrylate, ethylhexyl acrylate , Octyl acrylate, t-octyl acrylate, chloroethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2,2-dimethylhydroxypropyl acrylate, 5-hydroxypentyl acrylate, trimethylolpropane monoacrylate, penta Erythritol monoacrylate, benzyl acrylate, methoxybenzyl acrylate, furfuryl acrylate and tetrahydrofurfuryl acrylate, etc.);
메타크릴산에스테르류, 예컨데 알킬(알킬기의 탄소원자수는 1∼10개인 것이 바람직하다)메타크릴레이트(예컨데 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, 아밀메타크릴레이트, 헥실메타아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 벤질메타아크릴레이트, 클로로벤질메타아크릴레이트, 옥틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 4-히드록시부틸메타크릴레이트, 5-히드록시펜틸메타크릴레이트, 2,2-디메틸-3-히드록시프로필메타크릴레이트, 트리메틸올프로판모노메타크릴레이트, 펜타에리트리톨모노메타크릴레이트, 푸르푸릴메타크릴레이트 및 테트라히드로푸르푸릴메타크릴레이트 등);Methacrylic acid esters, for example alkyl (preferably having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl group) methacrylate (eg methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, amyl methacrylate) Acrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, chlorobenzyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 5- Hydroxypentyl methacrylate, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl methacrylate, trimethylolpropane monomethacrylate, pentaerythritol monomethacrylate, furfuryl methacrylate and tetrahydrofurfuryl methacrylate Rate, etc.);
아크릴아미드류, 예컨데 아크릴아미드, N-알킬아크릴아미드류(알킬기로서는 탄소원자수 1∼10개의 것, 예컨데, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, t-부틸기, 헵틸기, 옥틸기, 시클로헥실기 및 히드록시에틸기 등), N,N-디알킬아크릴아미드(알킬기로서는 탄소원자수 1∼10개의 것, 예컨데, 메틸기, 에틸기, 부틸기, 이소부틸기, 에틸헥실기 및 시클로헥실기 등), N-히드록시에틸-N-메틸아크릴아미드 및 N-2-아세트아미드에틸-N-아세틸아크릴아미드 등;Acrylamides, for example acrylamide, N-alkyl acrylamides (as alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, t-butyl group, heptyl group, octyl group, cyclohex Real groups, hydroxyethyl groups, etc.), N, N-dialkylacrylamides (as alkyl groups having from 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, butyl, isobutyl, ethylhexyl and cyclohexyl groups); N-hydroxyethyl-N-methylacrylamide and N-2-acetamideethyl-N-acetylacrylamide and the like;
메타크릴아미드류, 예컨데, 메타크릴아미드, N-알킬메타크릴아미드(알킬기로서는 탄소원자수 1∼10개의 것, 예컨데, 메틸기, 에틸기, t-부틸기, 에틸헥실기, 히드록시에틸기, 시클로헥실기 등), N,N-디알킬메타크릴아미드(알킬기로서는 에틸기, 프로필기, 부틸기 등), N-히드록시에틸-N-메틸아크릴아미드 등;Methacrylamides, such as methacrylamide, N-alkyl methacrylamide (as alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, t-butyl group, ethylhexyl group, hydroxyethyl group, cyclohexyl group Etc.), N, N-dialkyl methacrylamide (as alkyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, etc.), N-hydroxyethyl-N-methyl acrylamide, etc .;
알릴화합물, 예컨데, 알릴에스테르류(예컨데, 초산알릴, 카프론산알릴, 카프릴산알릴, 라우린산알릴, 팔미틴산알릴, 스테아린산알릴, 안식향산알릴, 아세트초산알릴 및 유산알릴), 알릴옥시에탄올 등;Allyl compounds such as allyl esters (for example, allyl acetate, allyl capronate, allyl caprylic acid, allyl laurate, allyl palmitate, allyl stearate, allyl benzoate, allyl acetic acid and allyl lactate), and allyloxyethanol;
비닐에테르류, 예컨데, 알킬비닐에테르(예컨데, 헥실비닐에테르, 옥틸비닐에테르, 데실비닐에테르, 에틸헥실비닐에테르, 메톡시에틸비닐에테르, 에톡시에틸비닐에테르, 클로로에틸비닐에테르, 1-메틸-2,2-디메틸프로필비닐에테르, 2-에틸부틸비닐에테르, 히드록시에틸비닐에테르, 디에틸렌글리콜비닐에테르, 디메틸아미노에틸비닐에테르, 디에틸아미노에틸비닐에테르, 부틸아미노에틸비닐에테르, 벤질비닐에테르, 테트라히드로푸르푸릴비닐에테르 등);Vinyl ethers, such as alkyl vinyl ethers (eg, hexyl vinyl ether, octyl vinyl ether, decyl vinyl ether, ethyl hexyl vinyl ether, methoxyethyl vinyl ether, ethoxy ethyl vinyl ether, chloroethyl vinyl ether, 1-methyl-); 2,2-dimethylpropyl vinyl ether, 2-ethylbutyl vinyl ether, hydroxyethyl vinyl ether, diethylene glycol vinyl ether, dimethylaminoethyl vinyl ether, diethylaminoethyl vinyl ether, butylaminoethyl vinyl ether, benzyl vinyl ether , Tetrahydrofurfuryl vinyl ether, etc.);
비닐에스테르류, 예컨데 비닐부티레이트, 비닐이소부티레이트, 비닐트리메틸아세테이트, 비닐디에틸아세테이트, 비닐발레레이트, 비닐카프로에이트, 비닐클로로아세테이트, 비닐디클로로아세테이트, 비닐메톡시아세테이트, 비닐부톡시아세테이트, 비닐아세토아세테이트, 비닐락테이트, 비닐-β-페닐부티레이트, 비닐시클로헥실카르복실레이트 등;Vinyl esters, such as vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl trimethyl acetate, vinyl diethyl acetate, vinyl valerate, vinyl caproate, vinyl chloro acetate, vinyl dichloro acetate, vinyl methoxy acetate, vinyl butoxy acetate, vinyl acetate Vinyl lactate, vinyl-β-phenylbutyrate, vinylcyclohexylcarboxylate, and the like;
이타콘산디알킬류(예컨데, 이타콘산디메틸, 이타콘산디에틸, 이타콘산디부틸 등); 푸말산의 디알킬에스테르류(예컨데 디부틸푸말레이트 등) 또는 모노알킬에스테르류;Dialkyl itaconic acid (for example, dimethyl itaconate, diethyl itaconate, dibutyl itaconate, etc.); Dialkyl esters of fumaric acid (for example, dibutyl fumarate and the like) or monoalkyl esters;
그외 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 무수말레인산, 말레이미드, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 말레일로니트릴 등을 예시할 수 있다. 그외에도, 상기 여러가지 반복구조단위와 공중합 가능한 부가중합성 불포화화합물이라면 좋다.In addition, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic anhydride, maleimide, acrylonitrile, methacrylonitrile, maleonitrile, etc. can be illustrated. In addition, the addition-polymerizable unsaturated compound copolymerizable with the above various repeating structural units may be sufficient.
(B)의 수지에 있어서, 각 반복단위구조의 함유몰비는, 산가, 레지스트의 드라이에칭 내성, 표준현상액 적성, 기판 밀착성, 레지스트 프로파일의 조밀의존성, 또는 레지스트에 일반적으로 요청되는 해상력, 내열성, 감도 등를 조절하기 위해 적절하게 설정된다.In the resin of (B), the molar ratio of each repeating unit structure includes acid value, dry etching resistance of resist, standard developer suitability, substrate adhesion, dense dependency of resist profile, or resolution, heat resistance, and sensitivity generally required for resist. It is appropriately set to adjust the back.
(B)의 수지 중, 일반식(I-1)∼(I-4)으로 표시되는 기를 갖는 반복단위의 함유량은, 전체 반복단위 중 30∼70몰%이고, 바람직하게는 35∼65몰%, 더욱 바람직하게는 40∼60몰%이다.Content of the repeating unit which has group represented by General Formula (I-1)-(I-4) in resin of (B) is 30-70 mol% in all the repeating units, Preferably it is 35-65 mol% More preferably, it is 40-60 mol%.
또한, 일반식(pI)∼(pVI)으로 표시되는 기를 갖는 반복단위의 함유량은, 전체 반복단위 중, 통상 20∼75몰%이고, 바람직하게는 25∼70몰%, 더욱 바람직하게는 30∼65몰%이다.Moreover, content of the repeating unit which has group represented by General Formula (pI)-(pVI) is 20-75 mol% normally in all the repeating units, Preferably it is 25-70 mol%, More preferably, it is 30- 65 mol%.
(B)의 수지 중, 일반식(a)으로 표시되는 반복단위의 함유량은, 통상 전체 단량체 반복단위 중 0몰%∼70몰%이고, 바람직하게는 10∼40몰%, 더욱 바람직하게는 15∼30몰%이다.Content of the repeating unit represented by general formula (a) in resin of (B) is 0 mol%-70 mol% normally in all the monomer repeating units, Preferably it is 10-40 mol%, More preferably, it is 15 It is-30 mol%.
또한, (B)의 수지 중, 일반식(III-a)∼일반식(III-d)으로 표시되는 반복단위의 함유량은, 통상 전체 단량체 반복단위 중 0.1몰%∼30몰%이고, 바람직하게는 0.5∼25몰%, 더욱 바람직하게는 1∼20몰%이다.Moreover, content of the repeating unit represented by general formula (III-a)-general formula (III-d) in resin of (B) is 0.1-30 mol% normally in all the monomer repeating units, Preferably Is 0.5 to 25 mol%, more preferably 1 to 20 mol%.
또한, 상기 다른 공중합성분의 단량체에 기초하여 반복단위의 수지 중의 함유량도, 소망하는 레지스트의 성능에 따라서 적절하게 설정할 수 있지만, 일반적으로는, 일반식(I-1)∼(I-4) 중 어느 하나로 표시되는 기를 함유하는 반복단위 및 일반식(pI)∼(pVI)으로 표시되는 기를 갖는 반복단위를 합계한 총몰수에 대하여 99몰% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 90몰% 이하, 더욱 바람직하게는 80몰% 이하이다.Moreover, based on the monomer of the said other copolymerization component, content in resin of a repeating unit can also be set suitably according to the performance of a desired resist, Generally, in general formula (I-1)-(I-4), 99 mol% or less is preferable with respect to the total mole number which totaled the repeating unit containing group represented by either, and the repeating unit which has group represented by general formula (pI)-(pVI), More preferably, 90 mol% or less, More preferably, it is 80 mol% or less.
(B)의 수지의 중량평균분자량 Mw는, 겔투과크로마토그래피(GPC)법에 의해, 폴리스틸렌 표준으로, 바람직하게는 1,000∼1,000,000이고. 보다 바람직하게는1,500∼500,000, 더욱 바람직하게는 2,000∼200,000, 특히 바람직하게는 2,500∼100,000의 범위이고, 중량평균분자량은 클수록, 내열성 등이 향상하는 한편으로, 현상성 등이 저하하고, 이들의 균형에 의해 바람직한 범위로 조정된다.The weight average molecular weight Mw of the resin of (B) is polystyrene standard by gel permeation chromatography (GPC) method, Preferably it is 1,000-1,000,000. More preferably, it is 1,500-500,000, More preferably, it is 2,000-200,000, Especially preferably, it is the range of 2,500-100,000, The larger the weight average molecular weight, the more heat resistance etc. improve, while developability etc. fall, It adjusts to a preferable range by balance.
본 발명에 사용되는 (B)의 수지는, 상법에 따라서, 예컨데 라디칼중합법에 의해, 합성할 수 있다.Resin of (B) used for this invention can be synthesize | combined by the radical polymerization method according to a conventional method, for example.
이하, 본 발명의 (B)의 수지의 구체예를 예시하지만, 본 발명의 내용이 이들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although the specific example of resin of (B) of this invention is illustrated, the content of this invention is not limited to these.
상기 식중, m, n, p, 또는, n1, n2, n3은 모두 반복수의 몰비를 나타낸다. (I-1)∼(I-4) 중 어느 하나로 표시되는 기를 갖는 반복단위를 n으로 표시하고, 2종 이상 조합시킨 경우를 n1, n2 등으로 구별하였다. (pI)∼(pVI)으로 표시되는 지환식 탄화수소구조를 함유하는 기를 갖는 반복단위는 m으로 나타내었다. 일반식(III-a)∼(III-d)으로 나타내는 반복단위는 p로 나타내었다.In said formula, m, n, p, or n1, n2, n3 all show the molar ratio of repeating number. The repeating unit which has group represented by either of (I-1)-(I-4) was represented by n, and the case where two or more types are combined was distinguished by n1, n2, etc. The repeating unit having a group containing an alicyclic hydrocarbon structure represented by (pI) to (pVI) was represented by m. The repeating unit represented by general formulas (III-a) to (III-d) was represented by p.
일반식(III-a)∼(III-d)으로 나타내는 반복단위를 함유하는 경우, m/n/p는, (25∼70)/(25∼65)/(3∼40)이다. 일반식(III-a)∼(III-d)으로 나타내는 반복단위를 함유하지 않은 경우, m/n은, (30∼70)/(70∼30)이다. 블록 공중합체이거나 랜덤 공중합체라도 좋다. 규칙적 중합체이라도 좋고, 불규칙적 중합체이라도 좋다.When it contains the repeating unit represented by general formula (III-a)-(III-d), m / n / p is (25-70) / (25-65) / (3-40). When it does not contain the repeating unit represented by general formula (III-a)-(III-d), m / n is (30-70) / (70-30). It may be a block copolymer or a random copolymer. It may be a regular polymer or an irregular polymer.
본 발명의 원자외선 노광용 포지티브 포토레지스트 조성물에 있어서, (B)의 수지의 조성물 전체 중의 첨가량은, 전체 레지스트 고형분 중 40∼99.99중량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 50∼99.97중량%이다.In the positive photoresist composition for far ultraviolet exposure of the present invention, the amount of the resin added in the whole composition of the resin of (B) is preferably 40 to 99.99% by weight in the total resist solid content, and more preferably 50 to 99.97% by weight.
본 발명의 포지티브 포토레지스트 조성물에는, 필요에 따라서 또한 산분해성 용해저지 화합물, 염료, 가소제, 계면활성제, 광증감제, 유기염기성 화합물 및 현상액에 대한 용해성을 촉진시키는 화합물 등을 함유시킬 수 있다.The positive photoresist composition of the present invention may further contain, if necessary, an acid-decomposable dissolution inhibiting compound, a dye, a plasticizer, a surfactant, a photosensitizer, an organic base compound, a compound for promoting solubility in a developing solution, and the like.
본 발명의 포지티브 레지스트 조성물은, 계면활성제를 함유하는 것이 바람직하고, 불소 및/또는 실리콘 계면활성제를 함유하는 것이 특히 바람직하다.It is preferable that the positive resist composition of this invention contains surfactant, and it is especially preferable that it contains a fluorine and / or silicone surfactant.
즉, 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제 및 불소원자와 규소원자의 양쪽을 함유하는 계면활성제 중 어느 하나, 또는 2종 이상을 함유하는 것이 특히 바람직하다.That is, it is especially preferable to contain any one, or 2 or more types of fluorine-type surfactant, silicone type surfactant, and surfactant containing both a fluorine atom and a silicon atom.
이들 계면활성제로서, 예컨데 일본특허공개 소62-36663호, 일본특허공개 소61-226746호, 일본특허공개 소61-226745호, 일본특허공개 소62-170950호, 일본특허공개 소63-34540호, 일본특허공개 평7-230165호, 일본특허공개 평8-62834호, 일본특허공개 평9-54432호, 일본특허공개 평9-5988호에 기재된 계면활성제를 예시할 수 있고, 하기 시판되는 계면활성제를 그대로 사용할 수 있다.As these surfactants, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-36663, Japanese Patent Laid-Open No. 61-226746, Japanese Patent Laid-Open No. 61-226745, Japanese Patent Laid-Open No. 62-170950, Japanese Patent Laid-Open No. 63-34540 , Surfactants described in JP-A-7-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432 and JP-A-9-5988, and the following commercially available interfaces The active agent can be used as it is.
사용할 수 있는 시판되는 계면활성제로서는, 예컨데, Eftop EF301, EF303(신 아키타 카세이사 제품), Florard FC430, FC431(스미톰 3M사 제품), Megafack F171, F173, F176, F189, R08(다이니폰 잉크사 제품), Surflon S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106(아사히 가라스사 제품) 등의 불소계 계면활성제 또는 실리콘계 계면활성제를 들 수 있다. 또한, 폴리실록산 중합체 KP-341(신에츠 카가쿠고교사 제품)도 실리콘계 계면활성제로서 사용할 수 있다.Commercially available surfactants include, for example, Eftop EF301, EF303 (manufactured by New Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, FC431 (manufactured by Sumitom 3M), Megafack F171, F173, F176, F189, R08 (Dainippon Ink Company And fluorine-based surfactants or silicone-based surfactants such as Surflon S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, and SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.). Moreover, polysiloxane polymer KP-341 (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicone type surfactant.
계면활성제의 배합량은, 본 발명의 조성물 중의 고형분을 기준으로서, 통상 0.001중량%∼2중량%, 바람직하게는 0.01중량%∼1중량%이다. 이들 계면활성제는 단독으로 첨가하여도 좋고, 또한, 몇 개의 조합으로 첨가할 수도 있다.The compounding quantity of surfactant is 0.001 weight%-2 weight% normally, based on solid content in the composition of this invention, Preferably they are 0.01 weight%-1 weight%. These surfactants may be added alone, or may be added in any combination.
상기 이외에 사용할 수 있는 계면활성제로서는, 구체적으로는, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌세틸에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬에테르류; 폴리옥시에틸렌옥틸페놀에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페놀에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬알릴에테르류; 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌 블록 공중합체; 소르비탄모노라우레이트, 소르비탄모노팔미테이트, 소르비탄모노스테아레이트, 소르비탄모노올레이트, 소르비탄트리올레이트 및 소르비탄트리스테아레이트 등의 소르비탄지방산에스테르류; 폴리옥시에틸렌소르비탄모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노팔미테이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄트리올레이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄트리스테아레이트 등의 폴리옥시에틸렌소르비탄지방산에스테르류 등의 비이온계 계면활성제를 들 수 있다.As surfactant which can be used for that excepting the above, Specifically, Polyoxyethylene alkyl ether, such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene oleyl ether; Polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as polyoxyethylene octyl phenol ether and polyoxyethylene nonyl phenol ether; Polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer; Sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate and sorbitan tristearate; Polyoxyethylene sorbitan such as polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate Nonionic surfactants, such as nonfatty acid ester, are mentioned.
이들 계면활성제의 배합량은, 본 발명의 조성물 중의 고형분 100중량부당, 통상 2중량부 이하이고, 바람직하게는 1중량부 이하이다.The compounding quantity of these surfactant is 2 weight part or less normally per 100 weight part of solid content in the composition of this invention, Preferably it is 1 weight part or less.
본 발명에 사용할 수 있는 (C) 산확산억제제는, 노광후 가열 및 현상처리까지의 시간경과시에서의 감도, 해상도의 변동을 억제하는 점에서 첨가하는 것이 바람직하고, 바람직하게는 유기염기성 화합물이다. 유기염기성 화합물은, 이하의 구조를 갖는 질소함유 염기성 화합물 등이 예시된다.The acid diffusion inhibitor (C) which can be used in the present invention is preferably added in view of suppressing fluctuations in sensitivity and resolution during the time elapsed from post-exposure heating and development, and are preferably organic basic compounds. . Examples of the organic basic compound include a nitrogen-containing basic compound having the following structure.
여기서, R250, R251및 R252는, 같거나 달라도 좋고, 수소원자, 탄소수 1∼6개의 알킬기, 탄소수 1∼6개의 아미노알킬기, 탄소수 1∼6개의 히드록시알킬기 또는 탄소수 6∼20개의 치환 또는 미치환의 아릴기를 표시하고, 여기서 R251및 R252는 서로 결합하여 환을 형성하여도 좋다.Here, R 250 , R 251, and R 252 may be the same or different and are a hydrogen atom, a C 1-6 alkyl group, a C 1-6 aminoalkyl group, a C 1-6 hydroxyalkyl group, or a C 6-20 substituent Or an unsubstituted aryl group, wherein R 251 and R 252 may combine with each other to form a ring.
(식중, R253, R254, R255및 R256은 같거나 달라도 좋고, 탄소수 1∼6개의 알킬기를 나타낸다)(Wherein, R 253 , R 254 , R 255 and R 256 may be the same or different and represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms)
보다 바람직한 화합물은, 한분자 중에 다른 화학적환경의 질소원자를 2개 이상 가지는 질소함유 염기성 화합물이고, 특히 바람직하게는, 치환 또는 미치환의 아미노기와 질소원자를 함유하는 환구조를 모두 갖는 화합물, 또는 알킬아미노기를 갖는 화합물이다. 바람직한 구체예로서는, 치환 또는 미치환 구아니딘, 치환 또는 미치환 아미노피리딘, 치환 또는 미치환 아미노알킬피리딘, 치환 또는 미치환 아미노피롤리딘, 치환 또는 미치환 인다졸, 치환 또는 미치환 피라졸, 치환 또는 미치환 피라진, 치환 또는 미치환 피리미딘, 치환 또는 미치환 푸린, 치환 또는 미치환 이미다졸린, 치환 또는 미치환 피라졸린, 치환 또는 미치환 피페라진, 치환 또는 미치환 아미노몰포린 및 치환 또는 미치환 아미노알킬몰포린 등을 들 수 있다. 바람직한 치환기로서는 아미노기, 아미노알킬기, 알킬아미노기, 아미노아릴기, 아릴아미노기, 알킬기, 알콕실기, 아실기, 아실옥시기, 아릴기, 아릴옥시기, 니트로기, 수산기 및 시아노기를 들 수 있다.A more preferable compound is a nitrogen-containing basic compound having two or more nitrogen atoms in different chemical environments in one molecule, particularly preferably a compound having both a ring structure containing a substituted or unsubstituted amino group and a nitrogen atom, or It is a compound which has an alkylamino group. Preferred embodiments include substituted or unsubstituted guanidine, substituted or unsubstituted aminopyridine, substituted or unsubstituted aminoalkylpyridine, substituted or unsubstituted aminopyrrolidine, substituted or unsubstituted indazole, substituted or unsubstituted pyrazole, substituted or Unsubstituted pyrazine, substituted or unsubstituted pyrimidine, substituted or unsubstituted purine, substituted or unsubstituted imidazoline, substituted or unsubstituted pyrazoline, substituted or unsubstituted piperazine, substituted or unsubstituted aminomorpholine and substituted or unsubstituted Substituted aminoalkyl morpholine etc. are mentioned. Preferred substituents include amino groups, aminoalkyl groups, alkylamino groups, aminoaryl groups, arylamino groups, alkyl groups, alkoxyl groups, acyl groups, acyloxy groups, aryl groups, aryloxy groups, nitro groups, hydroxyl groups and cyano groups.
바람직한 구체적 화합물로서, 구아니딘, 1,1-디메틸구아니딘, 1,1,3,3-테트라메틸구아니딘, 2-아미노피리딘, 3-아미노피리딘, 4-아미노피리딘, 2-디메틸아미노피리딘, 4-디메틸아미노피리딘, 2-디에틸아미노피리딘, 2-(아미노메틸)피리딘, 2-아미노-3-메틸-피리딘, 2-아미노-4-메틸피리딘, 2-아미노-5-메틸피리딘, 2-아미노-6-메틸피리딘, 3-아미노에틸피리딘, 4-아미노에틸피리딘, 3-아미노피롤리딘, 피페라진, N-(2-아미노에틸)피페라진, N-(2-아미노에틸)피페리딘, 4-아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘, 4-피페리디노피페리딘, 2-이미노피페리딘, 1-(2-아미노에틸)피롤리딘, 피라졸, 3-아미노-5-메틸피라졸, 5-아미노-3-메틸-1-p-톨릴-피라졸, 피라진, 2-(아미노메틸)-5-메틸피라진, 피리미딘, 2,4-디아미노피리미딘, 4,6-디히드록시피리미딘, 2-피라졸린, 3-피라졸린, N-아미노몰포린, N-(2-아미노에틸)몰포린, 1,5-디아자비시클로[4,3,0]노나-5-엔, 1,8-디아자비시클로[5,4,0]운데카-7-엔, 2,4,5-트리페닐이미다졸, N-메틸몰포린, N-에틸몰포린, N-히드록시에틸몰포린, N-벤질몰포린, 시클로헥실몰포리노에틸티오우레아 (CHMETU) 등의 3급 몰포린 유도체 및 일본특허공개 평11-52575호 공보에 기재된 간섭아민류(예컨데, 이 공보의 [0005]단락에 기재된 것)를 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.Preferred specific compounds include guanidine, 1,1-dimethylguanidine, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, 4-aminopyridine, 2-dimethylaminopyridine, 4-dimethyl Aminopyridine, 2-diethylaminopyridine, 2- (aminomethyl) pyridine, 2-amino-3-methyl-pyridine, 2-amino-4-methylpyridine, 2-amino-5-methylpyridine, 2-amino- 6-methylpyridine, 3-aminoethylpyridine, 4-aminoethylpyridine, 3-aminopyrrolidine, piperazine, N- (2-aminoethyl) piperazine, N- (2-aminoethyl) piperidine, 4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-piperidinopiperidine, 2-iminopiperidine, 1- (2-aminoethyl) pyrrolidine, pyrazole, 3 -Amino-5-methylpyrazole, 5-amino-3-methyl-1-p-tolyl-pyrazole, pyrazine, 2- (aminomethyl) -5-methylpyrazine, pyrimidine, 2,4-diaminopyri Midine, 4,6-dihydroxypyrimidine, 2-pyrazoline, 3-pyrazoline, N-aminomorpho , N- (2-aminoethyl) morpholine, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] nona-5-ene, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undeca-7 -Ene, 2,4,5-triphenylimidazole, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, N-hydroxyethylmorpholine, N-benzylmorpholine, cyclohexylmorpholinoethylthiourea (CHMETU Although tertiary morpholine derivatives, such as) and interference amines (for example, what is described in the paragraph of this publication) of Unexamined-Japanese-Patent No. 11-52575 are mentioned, It is not limited to these.
특히 바람직한 구체예로서는, 1,5-디아자비시클로[4,3,0]노나-5-엔, 1,8-디아자비시클로[5,4,0]운데카-7-엔, 1,4-디아지비시클로[2,2,2]옥탄, 4-디메틸아미노피리딘, 헥사메틸렌테트라아민, 4,4-디-메틸이미다졸린, 피롤, 피라졸, 이미다졸, 피리다진, 피리미딘, CHMETU 등의 3급 몰포린류, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트 등의 간섭아민을 들 수 있다.As a particularly preferred embodiment, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] nona-5-ene, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undeca-7-ene, 1,4- Diazibicyclo [2,2,2] octane, 4-dimethylaminopyridine, hexamethylenetetraamine, 4,4-di-methylimidazoline, pyrrole, pyrazole, imidazole, pyridazine, pyrimidine, CHMETU, etc. And interfering amines such as tertiary morpholines and bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate.
그 중에서도, 1,5-디아자비시클로[4,3,0]노나-5-엔, 1,8-디아자비시클로 [5,4,0]운데카-7-엔, 1,4-디아지비시클로[2,2,2]옥탄, 4-디메틸아미노피리딘, 헥사메틸렌테트라아민, CHMETU 및 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트가 바람직하다.Among them, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] nona-5-ene, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undeca-7-ene, 1,4-diazabi Cyclo [2,2,2] octane, 4-dimethylaminopyridine, hexamethylenetetraamine, CHMETU and bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate are preferred.
이들 질소함유 염기성화합물은, 단독 또는 2종 이상 조합시켜서 사용된다.질소함유 염기성화합물의 사용량은, 감광성 수지 조성물의 전체 조성물의 고형분에 대하여, 통상 0.001∼10중량%이고, 바람직하게는 0.01∼5중량%이다. 0.001중량%미만에서는 상기 질소함유 염기성화합물의 첨가효과가 얻어지지 않는다. 한편, 10중량%를 초과하면 감도의 저하 및 비노광부의 현상성이 악화하는 경향이 있다.These nitrogen-containing basic compounds are used alone or in combination of two or more thereof. The amount of the nitrogen-containing basic compound is usually 0.001 to 10% by weight, preferably 0.01 to 5% by weight, based on the solids of the entire composition of the photosensitive resin composition. Weight percent. If it is less than 0.001% by weight, the effect of adding the nitrogen-containing basic compound is not obtained. On the other hand, when it exceeds 10 weight%, there exists a tendency for the fall of a sensitivity and the developability of a non-exposed part to deteriorate.
본 발명의 포지티브 레지스트 조성물은, 상기 각 성분을 용해하는 용제에 용해하여 지지체 상에 도포한다. 여기서 사용하는 용제로서는, 에틸렌디클라이드, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 2-헵타논, γ-부티롤락톤, 메틸에틸케톤, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 2-메톡시에틸아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 톨루엔, 초산에틸, 유산메틸, 유산에틸, 메톡시프로피온산메틸, 에톡시프로피온산에틸, 피루빈산메틸, 피루빈산에틸, 피루빈산프로필, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, N-메틸피롤리돈, 테트라히드로푸란 등이 바람직하고. 이들 용제를 단독 또는 그 혼합하여 사용된다.The positive resist composition of this invention is melt | dissolved in the solvent which melt | dissolves each said component, and apply | coats on a support body. Examples of the solvent used herein include ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, and 2-methoxyethyl Acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, pyrubin Ethyl acid, propyl pyruvate, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran and the like are preferred. These solvents are used individually or in mixture of them.
이 중에서도, 바람직한 용제로서는, 2-헵타논, γ-부티롤락톤, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 유산메틸, 유산에틸, 메톡시프로피온산메틸, 에톡시프로피온산에틸, N-메틸피롤리돈, 테트라히드로푸란을 들 수 있다.Especially, as a preferable solvent, 2-heptanone, (gamma) -butyrolactone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene Glycol monomethyl ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxy propionate, ethyl ethoxy propionate, N-methylpyrrolidone and tetrahydrofuran.
용제를 2종 이상 혼합하는 것도 바람직하고, 특히 바람직하게는 수산기를 함유하지 않는 용제와 수산기를 함유하는 용제의 혼합용제이다.It is also preferable to mix 2 or more types of solvents, Especially preferably, it is a mixed solvent of the solvent which does not contain a hydroxyl group, and the solvent containing a hydroxyl group.
본 발명의 이러한 포지티브 레지스트 조성물은 기판 상에 도포되어 박막을 형성한다. 이 도포막의 두께는 0.2∼1.2㎛가 바람직하다. 본 발명에 있어서는, 필요에 의해 시판되는 무기 또는 유기 반사방지막을 사용할 수 있다.This positive resist composition of the present invention is applied onto a substrate to form a thin film. As for the thickness of this coating film, 0.2-1.2 micrometer is preferable. In the present invention, a commercially available inorganic or organic antireflection film can be used.
반사방지막으로서는, 티탄, 이산화티탄, 질화티탄, 산화크롬, 탄소, α-실리콘 등의 무기막형과, 흡광제와 중합체재료로 이루어지는 유기막형을 사용할 수 있다. 전자는 막형성에 진공증착장치, CVD장치, 스퍼터링장치 등의 설비를 필요로 한다. 유기 반사방지막으로서는, 예컨데 일본특허공고 평7-69611호에 기재된 디페닐아민유도체와 포름알데히드 변성 멜라민수지와의 축합체, 알칼리가용성 수지, 흡광제로 이루어지는 것이나, 미국특허 제5294680호에 기재된 무수말레인산 공중합체와 디아민형 흡광제의 반응물, 일본특허공개 평6-118631호에 기재된 수지바인더와 메틸올멜라민계 열가교제를 함유하는 것, 일본특허공개 평6-118656호에 기재된 카르복실산기와 에폭시기와 흡광기를 동일분자내에 가지는 아크릴수지형 반사방지막, 일본특허공개 평8-87115호에 기재된 메틸올멜라민과 벤조페논계 흡광제로 이루어지는 것, 일본특허공개 평8-179509호에 기재된 폴리비닐알콜 수지에 저분자 흡광제를 첨가한 것 등이 예시된다.As the antireflection film, an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, α-silicon, and an organic film type made of a light absorber and a polymer material can be used. The former requires equipment such as a vacuum deposition apparatus, a CVD apparatus, a sputtering apparatus, etc. to form the film. As the organic antireflection film, for example, a condensation product of a diphenylamine derivative described in Japanese Patent Publication No. Hei 7-69611 with a formaldehyde-modified melamine resin, an alkali-soluble resin and a light absorber, or maleic anhydride described in US Patent No. 5294680 A reaction product of a copolymer with a diamine type light absorber, the resin binder described in JP-A-6-118631 and the methylolmelamine-based crosslinking agent, and the carboxylic acid group and the epoxy group-absorption described in JP-A-6-118656. Acryl resin antireflection film having a group in the same molecule, consisting of methylol melamine and benzophenone light absorbing agent described in Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 8-87115, low molecular absorption in polyvinyl alcohol resin of Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 8-179509 Addition of the agent, etc. are illustrated.
또한, 유기 반사방지막으로서, 브레워사이언스사에서 제조한 DUV-30시리즈, DUV-40시리즈, 시프레사에서 제조한 AC-2, AC-3 등을 사용할 수도 있다.In addition, as the organic antireflection film, DUV-30 series, DUV-40 series, AC-2, AC-3, etc., manufactured by Brae Science, Inc. may be used.
상기 레지스트액을 정밀집적회로소자의 제조에 사용되도록 기판(예:실리콘/이산화실리콘 피복)상에 (필요에 의해 상기 반사방지막을 설치된 기판 상에), 스피너, 코터 등의 적당한 도포방법에 의해 도포한 후, 소정 마스크를 통하여 노광하고, 굽고(baking), 현상하는 것에 의해 양호한 레지스트패턴을 얻을 수 있다. 여기에서 노광광으로서는, 바람직하게는 150㎚∼250㎚의 파장의 광이다. 구체적으로는, KrF엑시머레이저(248㎚), ArF엑시머레이저(193㎚), F2엑시머레이저(157㎚), X선, 전자선 등을 들 수 있다.The resist solution is applied on a substrate (e.g., silicon / silicon dioxide coating) by a suitable coating method such as spinner, coater, etc. to be used in the manufacture of precision integrated circuit elements After that, a good resist pattern can be obtained by exposing, baking, and developing through a predetermined mask. The exposure light is preferably light having a wavelength of 150 nm to 250 nm. Specifically, KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F2 excimer laser (157 nm), an X-ray, an electron beam, etc. are mentioned.
현상액으로서는, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 나트륨실리케이트, 나트륨메타실리케이트, 암모니아수 등의 무기알칼리류; 에틸아민, n-프로필아민 등의 1차아민류; 디에틸아민, 디-n-부틸아민 등의 2차아민류; 트리에틸아민, 메틸디에틸아민 등의 3차아민류; 디메틸에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 알콜아민류; 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드 등의 4급암모늄염; 피롤, 피페리딘 등의 환상 아민류 등의 알칼리성 수용액을 사용할 수 있다.As a developing solution, Inorganic alkalis, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia water; Primary amines such as ethylamine and n-propylamine; Secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine; Tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine; Alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine; Quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide; Alkaline aqueous solutions, such as cyclic amines, such as a pyrrole and a piperidine, can be used.
또한, 상기 알칼리성 수용액에 알콜류, 계면활성제를 적당량 첨가하여 사용할 수도 있다.Moreover, alcohol and surfactant can be added to the alkaline aqueous solution in an appropriate amount.
(실시예)(Example)
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example.
[(A)성분인 광산발생제의 합성][Synthesis of Photoacid Generator as (A) Component]
이하, (A)성분인 광산발생제의 합성예를 2예 나타내지만, 하기에서 사용되고 있는 다른 광산발생제는, 동일한 방법, 또는 상기 일반적인 방법으로 합성된 것이거나, 시판되는 것을 사용하였다.Hereinafter, although the synthesis example of the photo-acid generator which is (A) component is shown, the other photo-acid generator used below was synthesize | combined by the same method or the said general method, or what was marketed was used.
하기 광산발생제는, 미도리카가쿠사가 제조한 것을 사용하였다.The following photo-acid generator used what was produced by Midorikagaku Corporation.
트리페닐술포늄퍼플로로-n-부탄술포네이트:Triphenylsulfonium perfluoro-n-butanesulfonate:
(A1-1), (A2-4)(A1-1), (A2-4)
트리페닐술포늄트리플로로메탄술포네이트:(A2-1)Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate: (A2-1)
비스(t-부틸페닐요오드늄)퍼플로로-n-부탄술포네이트:(A1-49)Bis (t-butylphenyl iodonium) perfluoro-n-butanesulfonate: (A1-49)
[트리페닐술포늄퍼플로로-n-옥탄술포네이트(A1-3)의 합성][Synthesis of triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate (A1-3)]
디페닐술폭시드 50g을 벤젠 800㎖에 용해시키고, 이들에 염화알루미늄 200g을 첨가하고, 24시간 환류하였다. 반응액을 물 2L에 천천히 주입하고, 이것에 강한 염산 400㎖를 첨가하여 70℃에서 10분 가열하였다. 이 수용액을 초산에틸 500㎖로 세정하고, 여과한 후에 요오드화암모늄 200g을 물 400㎖에 용해한 것을 가했다. 석출한 분체를 여과하여 회수하고, 물로 세정한 후 초산에틸로 세정하고, 건조하면 트리페닐술포늄요지드가 70g 얻어졌다.50 g of diphenyl sulfoxide was dissolved in 800 ml of benzene, and 200 g of aluminum chloride was added thereto, and the mixture was refluxed for 24 hours. The reaction solution was slowly poured into 2 L of water, and 400 ml of strong hydrochloric acid was added thereto, followed by heating at 70 ° C for 10 minutes. This aqueous solution was washed with 500 ml of ethyl acetate, and after filtering, 200 g of ammonium iodide dissolved in 400 ml of water was added. The precipitated powder was collected by filtration, washed with water, washed with ethyl acetate and dried to obtain 70 g of triphenylsulfonium iodine.
트리페닐술포늄요지드 17.6g을 메탄올 1000㎖에 용해시키고, 이 용액에 산화은 12.5g을 첨가하고, 실온에서 4시간 교반하였다. 용액을 여과하고, 이것에 25g 퍼플로로-n-옥탄술폰산의 메탄올용액을 첨가하였다. 반응액을 농축하여, 석출한 기름형상물질을 초산에틸에 용해시키고, 물로 세정, 건조, 농축하면 목적물이 20.5g얻어졌다.17.6 g of triphenylsulfonium yodine was dissolved in 1000 ml of methanol, 12.5 g of silver oxide was added to the solution, and the mixture was stirred at room temperature for 4 hours. The solution was filtered and 25 g of perfluoro-n-octanesulfonic acid methanol solution was added thereto. The reaction solution was concentrated, and the precipitated oily substance was dissolved in ethyl acetate, washed with water, dried and concentrated to give 20.5 g of the target product.
[트리(t-부틸페닐)술포늄퍼플로로-n-부탄술포네이트(A1-5) 및 (A2-8)의 합성][Synthesis of tri (t-butylphenyl) sulfonium perfluoro-n-butanesulfonate (A1-5) and (A2-8)]
디(t-부틸페닐)술피드(80밀리몰), 디(t-부틸페닐)요오드늄퍼플로로-n-부탄술포네이트(20밀리몰), 안식향산은(4밀리몰)의 혼합물을 실온기류하 130℃에서 4시간교반하였다. 반응액을 방치하여 냉각하고, 이것에 에탄올 100㎖를 첨가하고, 석출물을 제거하였다. 여과액을 농축하고, 이것에 에테르 200㎖를 첨가하면 분말이 석출되고, 이것을 여과하여 취하고, 에테르로 세정, 건조하면 목적물이 얻어졌다.A mixture of di (t-butylphenyl) sulfide (80 mmol), di (t-butylphenyl) iodium perfluoro-n-butanesulfonate (20 mmol) and silver benzoic acid (4 mmol) was carried out at room temperature. It stirred at 4 degreeC for 4 hours. The reaction solution was left to cool, 100 ml of ethanol was added thereto, and the precipitate was removed. The filtrate was concentrated, and when 200 ml of ether was added thereto, the powder was precipitated, which was collected by filtration, washed with ether and dried to obtain the target product.
[본 발명의 수지예(1)의 합성][Synthesis of Resin Example (1) of the Present Invention]
2-메틸-2-아다만틸메타크릴레이트와, 6-endo-히드록시비시클로[2.2.1]헵탄-2-endo-카르복실산-γ-락톤의 5-exo-메타크릴레이트를 몰비 50/50의 비율로 넣고, N,N-디메틸아세트아미드/테트라히드로푸란=5/5로 용해하고, 고형분 농도 20%의 용액 100㎖를 조정하였다.Molar ratio of 2-methyl-2-adamantyl methacrylate and 5-exo-methacrylate of 6-endo-hydroxybicyclo [2.2.1] heptane-2-endo-carboxylic acid-γ-lactone It put in the ratio of 50/50, melt | dissolved in N, N- dimethylacetamide / tetrahydrofuran = 5/5, and adjusted 100 ml of the solution of 20% of solid content concentration.
6-endo-히드록시비시클로[2.2.1]헵탄-2-endo-카르복실산-γ-락톤의 5-exo-메타크릴레이트는, 6-endo-히드록시비시클로[2.2.1]헵탄-2-endo-카르복실산을 아세톡시-락톤화한 후, 아세톡시기를 히드록시기에 알칼리가수분해하고, 또한 메타크릴산클로리드로 에스테르화함으로써 합성한 것을 사용하였다. J. Chem. Soc., 227(1959), Tetrahedron, 21., 1501(1965)기재된 방법을 따랐다.5-exo-methacrylate of 6-endo-hydroxybicyclo [2.2.1] heptane-2-endo-carboxylic acid-γ-lactone is 6-endo-hydroxybicyclo [2.2.1] heptane After acetoxy-lactoneization of 2-endo-carboxylic acid, a compound synthesized by alkali hydrolysis of the acetoxy group to the hydroxy group and esterification with methacrylic acid chloride was used. J. Chem. Soc., 227 (1959), Tetrahedron, 21., 1501 (1965).
이 용액에 와코우준야쿠고교사 제품 V-65를 3몰% 첨가하고, 이것을 질소분위기하, 3시간에 걸쳐서 60℃로 가열한 N,N-디메틸아세트아미드 10㎖에 적하하였다. 적하종료후, 반응액을 3시간 가열, 재차 V-65를 1몰% 첨가하고, 3시간 교반하였다. 반응종료후, 반응액을 실온까지 냉각하고, 증류수 3L에 정석, 석출한 백색분말을 회수하였다. C13NMR으로부터 구한 중합체 조성은 51/49이었다. 또한, GPC측정에 의해 구한 표준 폴리스틸렌 환산의 중량평균분자량은 7,200이었다.3 mol% of Wako Junyaku Kogyo Co., Ltd. product V-65 was added to this solution, and it was dripped at 10 ml of N, N- dimethylacetamide heated to 60 degreeC over 3 hours under nitrogen atmosphere. After completion of the dropwise addition, the reaction solution was heated for 3 hours, 1 mol% of V-65 was added again, and stirred for 3 hours. After the reaction was completed, the reaction solution was cooled to room temperature, and the white powder was crystallized and precipitated in 3 L of distilled water. The polymer composition determined from C 13 NMR was 51/49. In addition, the weight average molecular weight of the standard polystyrene conversion calculated | required by GPC measurement was 7,200.
상기 합성예와 동일하게 하여, 앞서 나타낸 수지예(2)∼(59)를 합성하였다. 표 1에 반복단위의 몰비(각 수지예에서 나타낸 반복단위의 왼쪽부터의 순서) 및 중량평균분자량을 나타낸다.In the same manner as in the synthesis example, the resin examples (2) to (59) shown above were synthesized. Table 1 shows the molar ratio of the repeating units (the order from the left of the repeating units shown in each resin example) and the weight average molecular weight.
실시예1∼59 및 비교예1∼5Examples 1 to 59 and Comparative Examples 1 to 5
[감광성 조성물의 조정과 평가][Adjustment and Evaluation of Photosensitive Composition]
상기 합성예에서 합성한 수지와 표 2에 기재한 각 성분을 고형분 12중량%의 비율로 표 2에 기재한 용제에 용해한 후, 0.1㎛의 마이크로프로파일로 여과하고,실시예1∼59, 비교예1∼5의 포지티브 레지스트를 조정하였다.The resin synthesized in the above synthesis example and each component shown in Table 2 were dissolved in the solvent shown in Table 2 at a ratio of 12% by weight of solid content, and then filtered through a 0.1 μm microprofile, and Examples 1 to 59 and Comparative Examples. Positive resists of 1 to 5 were adjusted.
사용한 본 발명의 조성물의 각 성분을 표 2에 나타낸다.Table 2 shows each component of the composition of the present invention used.
표 2 중의 각 기호는 이하를 나타낸다.Each symbol in Table 2 shows the following.
수지Z:2-메틸-2-아다만틸메타크릴레이트메발로닉락톤메타크릴레이트(50/50), 중량평균분자량6900Resin Z: 2-Methyl-2-adamantyl methacrylate mechatronic lactone methacrylate (50/50), weight average molecular weight 6900
[산확산억제제]Acid Diffusion Inhibitor
B1:DBN;1,5-디아자비시클로[4.3.0]노나-5-엔B1: DBN; 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nona-5-ene
B2:TPI;2,4,5-트리페닐이미다졸B2: TPI; 2,4,5-triphenylimidazole
B3:DCMA;디시클로헥실메틸아민B3: DCMA; dicyclohexylmethylamine
B4:2,6-디이소프로필아닐린B4: 2,6-diisopropylaniline
B5:TPSA;트리페닐술포늄아세테이트B5: TPSA; triphenylsulfonium acetate
[계면활성제][Surfactants]
W1: 메가팍크 F176(다이니폰 잉크사 제품)(불소계)W1: Mega pack F176 (product made by Dainippon Ink Corporation) (fluorine system)
W2: 메가팍크 R08(다이니폰 잉크사 제품)(불소 및 실리콘계)W2: Mega pack R08 (product of Dainippon Ink Corporation) (fluorine and silicon type)
W3: 폴리실록산 중합체 KP-341(신에츠카가쿠고교사 제품)(실리콘계)W3: polysiloxane polymer KP-341 (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (silicone type)
W4: 토로이졸 S-366(토로이 케미칼사 제품)W4: Toroazole S-366 (Toro Chemical Co., Ltd.)
[용제][solvent]
PGMEA:프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트PGMEA: Propylene glycol monomethyl ether acetate
PGME:프로필렌글리콜모노메틸에테르PGME: Propylene glycol monomethyl ether
CH:시클로헥사논CH: cyclohexanone
BL:γ-부티로락톤BL: γ-butyrolactone
<화상평가법><Image evaluation method>
(1) 해상력, 노광마진, 소밀의존성, 라인 가장자리 조도의 평가(1) Evaluation of resolution, exposure margin, roughness dependence and line edge roughness
스핀코터로 헥사메틸디실라잔 처리를 실시한 실리콘기판 상에 블류와사이언스사 제품 반사방지막 DUV-42를 600옴스트롬 균일하게 도포하고, 100℃로 90초간 포토레지스트 상에서 건조한 후, 190℃에서 240초간 가열건조를 행하였다. 그후,각 감광성 수지 조성물을 스핀코터로 도포하여 120℃에서 90초 건조를 행하고 0.3㎛의 레지스트막을 형성하였다. 이 레지스트막에 대하여, 마스크를 통하여 ArF엑시머레이저 스텝퍼(stepper)(ISI사 제품 NA=0.6)로 노광하고, 노광후 즉시 120℃에서 90초간 포토레지스트 상에서 가열하였다. 또한 2.38% 테트라메틸안티모늄히드록시드 수용액으로 23℃에서 60초간 현상하고, 30초간 순수로 헹군 후, 건조하고, 레지스트 라인패턴을 얻었다.On a silicon substrate treated with hexamethyldisilazane with a spin coater, an anti-reflection film DUV-42 manufactured by Bluwa Science Co., Ltd. was uniformly coated with 600 ohms, dried on a photoresist at 100 ° C. for 90 seconds, and then 240 ° C. at 190 ° C. for 240 seconds. Heat drying was performed. Then, each photosensitive resin composition was apply | coated with a spin coater, it dried for 90 second at 120 degreeC, and the resist film of 0.3 micrometer was formed. The resist film was exposed through an mask with an ArF excimer laser stepper (NA = 0.6 manufactured by ISI) and heated on a photoresist at 120 ° C for 90 seconds immediately after the exposure. Further, the solution was developed at 23 ° C. for 60 seconds in an aqueous 2.38% tetramethylantimonium hydroxide solution, rinsed with pure water for 30 seconds, and dried to obtain a resist line pattern.
[해상력]:해상력은 0.13㎛의 마스크패턴을 재현하는 노광량에 있어서의 한계 해상력을 나타낸다.RESOLUTION: The resolution represents the limit resolution in the exposure amount which reproduces the mask pattern of 0.13 micrometer.
[노광마진]:0.13㎛의 라인 엔드 스페이스(1/1)의 마스크패턴을 재현하는 노광량을 최적노광량으로 하고, 0.13㎛ ±10%의 선폭을 재현하는 노광량폭을 최적노광량으로 나눈 값을 100분율(%)로 표시하였다. 숫자가 클수록 노광량변화에 대하여 선폭변화가 작다.[Exposure Margin]: The exposure dose for reproducing the mask pattern of the line end space (1/1) of 0.13 mu m is the optimal exposure dose, and the exposure dose width for the line width of 0.13 mu m ± 10% divided by the optimum exposure dose is 100%. It is expressed as (%). The larger the number, the smaller the change in line width with respect to the change in exposure dose.
[소밀의존성]Roughness dependency
선폭 0.13㎛의 라인 엔드 스페이스 패턴(밀집패턴:라인 엔드 스페이스 1/1)과 고립 라인패턴(성김패턴:라인 엔드 스페이스 1/5)에 있어서, 각각 0.13㎛ ±10%를 허용하는 초점심도의 겹침 범위를 구하였다. 이 범위가 클수록 소밀의존성이 양호한 것을 나타낸다.Overlapping depths of focus allowing 0.13 µm ± 10% in line end space patterns (dense pattern: line end space 1/1) and isolated line patterns (coarse pattern: line end space 1/5) having a line width of 0.13 µm, respectively. The range was obtained. The larger this range, the better the density dependency.
[라인 가장자리 조도][Line Edge Roughness]
고립 라인패턴의 길이방향의 가장자리 5㎛의 범위에 대해서, 가장자리가 있는 적절한 기준선에서의 거리를 측장SEM.(니치리츠세이사쿠쇼사 제품 S-8840)에 의해 50포인트 측정하고, 표준편차를 구하고, 3σ를 산출하였다. 값이 작을수록 양호한 성능인 것을 나타낸다.For a range of 5 μm in the longitudinal edge of the isolated line pattern, the distance from the appropriate baseline with the edge was measured by 50 points by measuring SEM (S-8840, manufactured by Nichiritsu Seisakusho Co., Ltd.), and the standard deviation was determined. 3σ was calculated. Smaller values indicate better performance.
표 3에 결과를 나타내었다.Table 3 shows the results.
표 3의 결과로부터 명백해지는 바와 같이, 본 발명의 포지티브 레지스트 조성물은 그 모두에 대해서 만족할 만한 수준에 있다. 즉, ArF엑시머레이저 노광을 시작으로 하는 원자외선을 사용한 리소그래피에 바람직하다.As will be apparent from the results in Table 3, the positive resist composition of the present invention is at a satisfactory level for all of them. That is, it is suitable for lithography using far ultraviolet rays starting with ArF excimer laser exposure.
본 발명은, 원자외광, 특히 ArF엑시머광에 바람직하고, 해상력, 노광마진, 소밀의존성, 라인 가장자리 조도의 점에서 우수한 포지티브 레지스트 조성물을 제공할 수 있다.The present invention is capable of providing a positive resist composition which is preferable for far ultraviolet light, especially ArF excimer light, and which is excellent in terms of resolution, exposure margin, density dependency, and line edge roughness.
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