JP2006162796A - Positive resist composition and method for forming resist pattern - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive resist composition excellent in dimension controlling property and to provide a method for forming a resist pattern. <P>SOLUTION: The positive resist composition contains: a resin component (A) which has a structural unit (a11) derived from (α-methyl)hydroxyl styrene, a structural unit (a12) derived from a (α-lower alkyl) acrylic acid ester having an alcoholic hydroxyl group, and a structural unit (a21) derived by substituting an acid-dissociable dissolution inhibiting group for a hydrogen atom of the hydroxyl group in the structural unit (a11), and/or a structural unit (a22) derived by substituting an acid-dissociable dissolution inhibiting group for a hydrogen atom of the alcoholic hydroxyl group in the structural unit (a12), and which has an acid-dissociable dissolution inhibiting group containing an acid-dissociable dissolution inhibiting group (II) expressed by general formula (II) and a specified chain acid-dissociable dissolution inhibiting group (III); and an acid generator component (B) which generates acid by exposure. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a positive resist composition and a resist pattern forming method.

フォトリソグラフィー技術においては、例えば基板の上にレジスト組成物からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、所定のパターンが形成されたフォトマスクを介して、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程が行われる。露光した部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト組成物をポジ型、露光した部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト組成物をネガ型という。
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速に微細化が進んでいる。微細化の手段としては露光光の短波長化が一般的に行われており、具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザー(248nm)が導入され、さらに、ArFエキシマレーザー(193nm)が導入され始めている。また、それより短波長のFエキシマレーザー(157nm)や、EUV(極紫外線)、電子線、X線などについても検討が行われている。電子線やEUVによる露光は、通常、真空中で所望のマスクパターンを介した露光または直接描画により行われている。
In the photolithography technique, for example, a resist film made of a resist composition is formed on a substrate, and the resist film is irradiated with radiation such as light or an electron beam through a photomask in which a predetermined pattern is formed. A step of forming a resist pattern having a predetermined shape on the resist film is performed by performing selective exposure and developing. A resist composition in which the exposed portion changes to a property that dissolves in the developer is referred to as a positive type, and a resist composition that changes to a property in which the exposed portion does not dissolve in the developer is referred to as a negative type.
In recent years, in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements, miniaturization has rapidly progressed due to advances in lithography technology. As a means for miniaturization, the wavelength of exposure light is generally shortened. Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used, but now KrF is used. Excimer laser (248 nm) has been introduced, and ArF excimer laser (193 nm) has begun to be introduced. In addition, studies have been conducted on shorter wavelength F 2 excimer lasers (157 nm), EUV (extreme ultraviolet rays), electron beams, X-rays, and the like. The exposure with an electron beam or EUV is usually performed by exposure through a desired mask pattern or direct drawing in a vacuum.

また、微細な寸法のパターンを再現するためには、高解像性を有するレジスト材料が必要である。かかるレジスト材料として、ベース樹脂と、露光により酸を発生する酸発生剤とを含有する化学増幅型のレジスト組成物が用いられている。たとえばポジ型の化学増幅型レジストは、酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂成分と、露光により酸を発生する酸発生剤成分とを含有しており、レジストパターン形成時に、露光により酸発生剤から酸が発生すると、露光部がアルカリ可溶性となる。
ポジ型レジスト組成物の樹脂成分としては、一般的に、ポリヒドロキシスチレン系樹脂の水酸基の一部を酸解離性溶解抑制基で保護した樹脂や、アクリル系樹脂のカルボキシ基の一部を酸解離性溶解抑制基で保護した樹脂などが用いられている。該酸解離性溶解抑制基としては、1−エトキシエチル基に代表される鎖状エーテル基又はテトラヒドロピラニル基に代表される環状エーテル基等のいわゆるアセタール基、tert−ブチル基に代表される第3級アルキル基、tert−ブトキシカルボニル基に代表される第3級アルコキシカルボニル基等が主に用いられている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−341538号公報
Further, in order to reproduce a pattern with a fine dimension, a resist material having high resolution is required. As such a resist material, a chemically amplified resist composition containing a base resin and an acid generator that generates an acid upon exposure is used. For example, a positive chemically amplified resist contains a resin component whose alkali solubility is increased by the action of an acid and an acid generator component that generates an acid upon exposure. When acid is generated from the above, the exposed part becomes alkali-soluble.
As a resin component of a positive resist composition, a resin in which a part of hydroxyl groups of a polyhydroxystyrene resin is generally protected with an acid dissociable, dissolution inhibiting group, or a part of carboxy groups in an acrylic resin is acid dissociated. Resins protected with a soluble dissolution inhibiting group are used. Examples of the acid dissociable, dissolution inhibiting group include so-called acetal groups such as chain ether groups typified by 1-ethoxyethyl groups or cyclic ether groups typified by tetrahydropyranyl groups, and tert-butyl groups. Tertiary alkyl groups, tertiary alkoxycarbonyl groups represented by tert-butoxycarbonyl groups, and the like are mainly used (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-341538 A

しかし、上述のようなレジスト材料を用いた場合、特に真空中での露光、たとえば電子線の直接描画を行った場合に、同一基板面内で、同一露光条件であっても、目的とするパターン寸法と形成されるパターン寸法とのずれが大きく、寸法制御性が悪いという問題がある。   However, when the resist material as described above is used, the target pattern can be obtained within the same substrate surface even under the same exposure conditions, particularly when exposure in vacuum, for example, direct drawing of electron beams is performed. There is a problem that the difference between the dimension and the pattern dimension to be formed is large and the dimensional controllability is poor.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、寸法制御性に優れたポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a positive resist composition and a resist pattern forming method excellent in dimensional controllability.

上記課題を解決する本発明の第一の態様は、アルカリ可溶性の構成単位(a1)と、酸解離性溶解抑制基を有する構成単位(a2)とを有し、酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含むポジ型レジスト組成物であって、
前記構成単位(a1)が、(α−メチル)ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位(a11)と、アルコール性水酸基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a12)とを有し、
前記構成単位(a2)が、前記構成単位(a11)の水酸基の水素原子が酸解離性溶解抑制基で置換されてなる構成単位(a21)および/または前記構成単位(a12)のアルコール性水酸基の水素原子が酸解離性溶解抑制基で置換されてなる構成単位(a22)を有し、かつ前記酸解離性溶解抑制基が下記一般式(II)
The first aspect of the present invention that solves the above-mentioned problems includes an alkali-soluble structural unit (a1) and a structural unit (a2) having an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and increases alkali solubility by the action of an acid. A positive resist composition comprising a resin component (A) to be generated and an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure,
The structural unit (a1) is a structural unit (a11) derived from (α-methyl) hydroxystyrene, and a structural unit (a12) derived from an (α-lower alkyl) acrylic acid ester having an alcoholic hydroxyl group; Have
In the structural unit (a2), the hydrogen atom of the hydroxyl group of the structural unit (a11) is substituted with an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and / or the alcoholic hydroxyl group of the structural unit (a12). It has a structural unit (a22) in which a hydrogen atom is substituted with an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and the acid dissociable, dissolution inhibiting group has the following general formula (II)

Figure 2006162796
[式中、Xは脂肪族環式基、芳香族環式炭化水素基または炭素数1〜5のアルキル基を表し、Rは炭素数1〜5のアルキル基を表し、もしくはXおよびRがそれぞれ独立に炭素数1〜5のアルキレン基であってXの末端とRの末端とが結合していてもよく、Rは炭素数1〜5のアルキル基または水素原子を表す。]
で表される酸解離性溶解抑制基(II)と、鎖状第3級アルコキシカルボニル基、鎖状第3級アルキル基、および鎖状第3級アルコキシカルボニルアルキル基からなる群から選択される少なくとも1種である酸解離性溶解抑制基(III)とを含むことを特徴とするポジ型レジスト組成物である。
Figure 2006162796
[Wherein, X represents an aliphatic cyclic group, an aromatic cyclic hydrocarbon group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 1 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or X and R 1 Each independently represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and the end of X and the end of R 1 may be bonded to each other, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a hydrogen atom. ]
At least selected from the group consisting of an acid dissociable, dissolution inhibiting group (II) represented by: a chain tertiary alkoxycarbonyl group, a chain tertiary alkyl group, and a chain tertiary alkoxycarbonylalkyl group A positive resist composition comprising an acid dissociable, dissolution inhibiting group (III) as one type.

また、本発明の第2の態様は、前記第一の態様のポジ型レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を選択的に露光する工程、前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法である。   The second aspect of the present invention includes a step of forming a resist film on a substrate using the positive resist composition of the first aspect, a step of selectively exposing the resist film, This is a resist pattern forming method including a step of forming a resist pattern by alkali development.

なお、本明細書および特許請求の範囲において、「構成単位」とは、重合体を構成するモノマー単位を意味する。
「露光」は放射線の照射全般を含む概念とし、電子線の照射も含まれる。
In the present specification and claims, the “constituent unit” means a monomer unit constituting the polymer.
“Exposure” is a concept that includes general irradiation of radiation, and includes irradiation of an electron beam.

本発明により、寸法制御性に優れたポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法が提供できる。   According to the present invention, a positive resist composition and a resist pattern forming method excellent in dimensional controllability can be provided.

<ポジ型レジスト組成物>
本発明のポジ型レジスト組成物は、アルカリ可溶性の構成単位(a1)と、酸解離性溶解抑制基を有する構成単位(a2)とを有し、酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂成分(A)(以下、(A)成分ということがある)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下、(B)成分ということがある)とを含有するものである。
前記(A)成分においては、露光により前記(B)成分から発生した酸が作用すると、酸解離性溶解抑制基が解離し、これによって(A)成分全体がアルカリ不溶性からアルカリ可溶性に変化する。
そのため、レジストパターンの形成においてマスクパターンを介してまたは介さずに選択的に露光すると、または露光に加えて露光後加熱(PEB)を行うと、露光部はアルカリ可溶性へ転じる一方で未露光部はアルカリ不溶性のまま変化しないので、アルカリ現像することによりポジ型のレジストパターンが形成できる。
<Positive resist composition>
The positive resist composition of the present invention comprises an alkali-soluble constituent unit (a1) and a constituent unit (a2) having an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and a resin component (in which alkali solubility is increased by the action of an acid ( A) (hereinafter also referred to as component (A)) and an acid generator component (B) that generates acid upon exposure (hereinafter also referred to as component (B)).
In the component (A), when an acid generated from the component (B) acts upon exposure, the acid dissociable, dissolution inhibiting group is dissociated, thereby changing the entire component (A) from alkali-insoluble to alkali-soluble.
Therefore, when the resist pattern is selectively exposed through or not through the mask pattern, or when post-exposure heating (PEB) is performed in addition to the exposure, the exposed portion turns into alkali-soluble while the unexposed portion becomes Since it remains insoluble in alkali and does not change, a positive resist pattern can be formed by alkali development.

[(A)成分]
・構成単位(a1)
(A)成分において、アルカリ可溶性の構成単位(a1)とは、当該構成単位内に水酸基、カルボキシ基等の極性基を有し、当該構成単位を誘導するモノマーが、アルカリ現像液等のアルカリに可溶性である構成単位を意味する。
本発明においては、構成単位(a1)が、下記構成単位(a11)および構成単位(a12)を有することが必要である。
[(A) component]
・ Structural unit (a1)
In the component (A), the alkali-soluble structural unit (a1) is a polar group such as a hydroxyl group or a carboxy group in the structural unit, and the monomer for deriving the structural unit becomes an alkali such as an alkali developer. A structural unit that is soluble.
In the present invention, the structural unit (a1) needs to have the following structural unit (a11) and structural unit (a12).

構成単位(a11)は、(α−メチル)ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位である。
ここで、(α−メチル)ヒドロキシスチレンとは、ヒドロキシスチレンおよびα−メチルヒドロキシスチレンの一方または両方を意味する。「α−メチルヒドロキシスチレン」とは、ヒドロキシスチレンのα炭素原子に結合した水素原子がメチル基で置換されたものを意味する。「(α−メチル)スチレンから誘導される構成単位」とは、(α−メチル)スチレンのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
構成単位(a11)としては、下記一般式(I)で表される構成単位が例示できる。
The structural unit (a11) is a structural unit derived from (α-methyl) hydroxystyrene.
Here, (α-methyl) hydroxystyrene means one or both of hydroxystyrene and α-methylhydroxystyrene. “Α-methylhydroxystyrene” means a hydrogen atom bonded to an α carbon atom of hydroxystyrene substituted with a methyl group. The “structural unit derived from (α-methyl) styrene” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of (α-methyl) styrene.
Examples of the structural unit (a11) include structural units represented by the following general formula (I).

Figure 2006162796
[式中、Rは水素原子又はメチル基であり、mは1〜3の整数である。]
Figure 2006162796
[In formula, R is a hydrogen atom or a methyl group, and m is an integer of 1-3. ]

一般式(I)中、Rは水素原子又はメチル基であり、水素原子であることが好ましい。
mは1〜3の整数であり、好ましくは1である。
水酸基の位置は、mが1である場合、o−位、m−位、p−位のいずれでもよいが、容易に入手可能で低価格であることからp−位が好ましい。さらに、mが2または3の場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。
In general formula (I), R is a hydrogen atom or a methyl group, and is preferably a hydrogen atom.
m is an integer of 1 to 3, and preferably 1.
When m is 1, the position of the hydroxyl group may be any of the o-position, m-position, and p-position, but the p-position is preferred because it is readily available and inexpensive. Furthermore, when m is 2 or 3, arbitrary substitution positions can be combined.

構成単位(a12)は、アルコール性水酸基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位である。
かかる構成単位(a12)は、構成単位(a11)よりもアルカリ現像液に対する溶解性が低い。そのため、(A)成分が構成単位(a1)として構成単位(a11)のみを有する場合よりも、酸解離性溶解抑制基が解離した状態での(A)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が低くなる。このため、構成単位(a1)として構成単位(a11)のみを有する場合よりも、酸解離性溶解抑制基を有する構成単位(a2)の割合が小さくても、アルカリ現像液に対する十分な不溶性を得ることができ、現像後の膜減りを低減できる。
したがって、構成単位(a12)は、そのような作用を有する限り、アルコール性水酸基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位であれば限定されない。
The structural unit (a12) is a structural unit derived from an (α-lower alkyl) acrylate ester having an alcoholic hydroxyl group.
Such a structural unit (a12) has lower solubility in an alkaline developer than the structural unit (a11). Therefore, the solubility of the component (A) in the alkali developer in the state where the acid dissociable, dissolution inhibiting group is dissociated is lower than when the component (A) has only the structural unit (a11) as the structural unit (a1). Become. For this reason, sufficient insolubility with respect to an alkaline developer is obtained even if the proportion of the structural unit (a2) having an acid dissociable, dissolution inhibiting group is smaller than when the structural unit (a1) has only the structural unit (a11). And film loss after development can be reduced.
Therefore, the structural unit (a12) is not limited as long as it has such an action, as long as it is a structural unit derived from an (α-lower alkyl) acrylate ester having an alcoholic hydroxyl group.

ここで、「(α−低級アルキル)アクリル酸エステル」とは、メタクリル酸エステル等のα−低級アルキルアクリル酸エステルおよびアクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。「α−低級アルキルアクリル酸エステル」とは、アクリル酸エステルのα炭素原子に結合した水素原子が低級アルキル基で置換されたものを意味する。「(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、(α−低級アルキル)アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。   Here, “(α-lower alkyl) acrylic acid ester” means one or both of α-lower alkyl acrylic acid ester such as methacrylic acid ester and acrylic acid ester. The “α-lower alkyl acrylate ester” means that a hydrogen atom bonded to the α carbon atom of the acrylate ester is substituted with a lower alkyl group. The “structural unit derived from (α-lower alkyl) acrylate ester” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of (α-lower alkyl) acrylate ester.

α−低級アルキルアクリル酸エステルのα炭素原子に結合している低級アルキル基は、好ましくは炭素数1〜5の直鎖又は分岐状アルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられる。工業的にはメチル基が好ましい。   The lower alkyl group bonded to the α carbon atom of the α-lower alkyl acrylate ester is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or an isopropyl group. , N-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. Industrially, a methyl group is preferable.

構成単位(a12)としては、アルコール性水酸基を有する脂肪族多環式基含有(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位が好ましい。かかる構成単位においては、脂肪族多環式基を含有することから、エッチング耐性の向上やエッチング後の膜減りの低減が期待される。また、解像性にも優れている。なお、「脂肪族」とは、後述するように、芳香族性を持たない基、化合物等を意味する。
上記アルコール性水酸基を有する脂肪族多環式基を構成する多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから1個の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。この様な多環式基は、ArFレジスト等において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。これらの中でもアダマンチル基、ノルボルニル基、テトラシクロドデカニル基が工業上好ましい。
The structural unit (a12) is preferably a structural unit derived from an aliphatic polycyclic group-containing (α-lower alkyl) acrylate ester having an alcoholic hydroxyl group. Since such a structural unit contains an aliphatic polycyclic group, improvement in etching resistance and reduction in film loss after etching are expected. Also, the resolution is excellent. “Aliphatic” means a group, compound, or the like that does not have aromaticity, as will be described later.
Examples of the polycyclic group constituting the aliphatic polycyclic group having an alcoholic hydroxyl group include groups in which one hydrogen atom has been removed from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, and the like. Specific examples include groups in which one hydrogen atom has been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Such a polycyclic group can be appropriately selected and used from among many proposed ArF resists and the like. Of these, an adamantyl group, a norbornyl group, and a tetracyclododecanyl group are industrially preferable.

構成単位(a12)としては、特に、下記一般式(IV)で表されるような、アルコール性水酸基を有するアダマンチル基含有(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位が好ましい。
一般式(IV)で表される構成単位としては、下記一般式(IVa)で表される構成単位が最も好ましい。
The structural unit (a12) is particularly preferably a structural unit derived from an adamantyl group-containing (α-lower alkyl) acrylate ester having an alcoholic hydroxyl group, as represented by the following general formula (IV).
As the structural unit represented by the general formula (IV), the structural unit represented by the following general formula (IVa) is most preferable.

Figure 2006162796
[式中、Rは水素原子又は低級アルキル基であり、xは1〜3の整数である。]
Figure 2006162796
[Wherein, R is a hydrogen atom or a lower alkyl group, and x is an integer of 1 to 3. ]

本発明においては、構成単位(a1)が、上記構成単位(a11)、構成単位(a12)以外の構成単位を有していてもよい。かかる構成単位としては、(メタ)アクリル酸から誘導される構成単位等が挙げられる。なお、「(メタ)アクリル酸」とは、メタクリル酸とアクリル酸の一方あるいは両方を意味する。また、「(メタ)アクリル酸から誘導される構成単位」とは、(メタ)アクリル酸のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。   In the present invention, the structural unit (a1) may have a structural unit other than the structural unit (a11) and the structural unit (a12). Examples of the structural unit include a structural unit derived from (meth) acrylic acid. “(Meth) acrylic acid” means one or both of methacrylic acid and acrylic acid. Further, the “structural unit derived from (meth) acrylic acid” means a structural unit constituted by cleavage of an ethylenic double bond of (meth) acrylic acid.

(A)成分中、構成単位(a1)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位に対し、50〜95モル%であることが好ましく、60〜85モル%であることがより好ましい。これにより、適度なアルカリ溶解性が得られる。   In the component (A), the proportion of the structural unit (a1) is preferably 50 to 95 mol%, more preferably 60 to 85 mol%, based on all the structural units constituting the component (A). . Thereby, moderate alkali solubility is obtained.

・構成単位(a2)
構成単位(a2)は、酸解離性溶解抑制基を有する構成単位である。
本発明においては、酸解離性溶解抑制基として、酸解離性溶解抑制基(II)と、酸解離性溶解抑制基(III)とを有する必要がある。
・ Structural unit (a2)
The structural unit (a2) is a structural unit having an acid dissociable, dissolution inhibiting group.
In the present invention, it is necessary to have an acid dissociable, dissolution inhibiting group (II) and an acid dissociable, dissolution inhibiting group (III) as acid dissociable, dissolution inhibiting groups.

酸解離性溶解抑制基(II)は、上記一般式(II)で表される基である。
式(II)中、Xは脂肪族環式基、芳香族環式炭化水素基または炭素数1〜5のアルキル基を表す。
ここで、「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。「脂肪族環式基」は、芳香族性を持たない単環式基または多環式基であることを意味し、このとき「脂肪族環式基」は、炭素および水素からなる基(炭化水素基)であることに限定はされないが、炭化水素基であることが好ましい。また、「炭化水素基」は飽和または不飽和のいずれでもよいが、通常は飽和であることが好ましい。好ましくは多環式基である。
この様な脂肪族環式基は、例えば、従来のArFレジストにおいて多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。脂肪族環式基の具体例としては、例えば、炭素数5〜7の脂肪族単環式基、炭素数10〜16の脂肪族多環式基が挙げられる。炭素数5〜7の脂肪族単環式基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が例示でき、具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサンなどから1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。炭素数10〜16の脂肪族多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから1個の水素原子を除いた基などを例示でき、具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。これらの中でもアダマンチル基、ノルボルニル基、テトラシクロドデカニル基が工業上好ましく、特にアダマンチル基が好ましい。
Xの芳香族環式炭化水素基としては、炭素数10〜16の芳香族多環式基が挙げられる。具体的には、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレンなどから1個の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基、2−アントラセニル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、1−ピレニル基等が挙げられ、2−ナフチル基が工業上特に好ましい。
Xのアルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられる。工業的にはメチル基又はエチル基が好ましく、特にメチル基が好ましい。
Xとしては、脂肪族多環式基が好ましい。Xが脂肪族多環式基であると、レジストパターンのラインエッジラフネスおよび断面形状の矩形性が良好になる。また、エッチング耐性も向上する。
また、構成単位(a2)が後述する構成単位(a22)を含む場合、Xは、合成の容易さの点で、炭素数1〜5のアルキル基であることが好ましい。
The acid dissociable, dissolution inhibiting group (II) is a group represented by the above general formula (II).
In formula (II), X represents an aliphatic cyclic group, an aromatic cyclic hydrocarbon group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Here, “aliphatic” is a relative concept with respect to aromatics, and is defined to mean groups, compounds, and the like that do not have aromaticity. “Aliphatic cyclic group” means a monocyclic group or a polycyclic group having no aromaticity. In this case, “aliphatic cyclic group” means a group consisting of carbon and hydrogen (carbonized). Although it is not limited to being a hydrogen group, it is preferably a hydrocarbon group. The “hydrocarbon group” may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated. A polycyclic group is preferred.
Such an aliphatic cyclic group can be used, for example, by appropriately selecting from a large number of proposals in conventional ArF resists. Specific examples of the aliphatic cyclic group include an aliphatic monocyclic group having 5 to 7 carbon atoms and an aliphatic polycyclic group having 10 to 16 carbon atoms. Examples of the aliphatic monocyclic group having 5 to 7 carbon atoms include groups in which one hydrogen atom has been removed from a monocycloalkane. Specifically, one hydrogen atom has been removed from cyclopentane, cyclohexane and the like. Group. Examples of the aliphatic polycyclic group having 10 to 16 carbon atoms include groups in which one hydrogen atom has been removed from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane and the like. Specifically, adamantane, norbornane, Examples include groups in which one hydrogen atom has been removed from a polycycloalkane such as isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among these, an adamantyl group, a norbornyl group, and a tetracyclododecanyl group are industrially preferable, and an adamantyl group is particularly preferable.
Examples of the aromatic cyclic hydrocarbon group for X include aromatic polycyclic groups having 10 to 16 carbon atoms. Specific examples include groups in which one hydrogen atom has been removed from naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, and the like. Specific examples include 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 1-anthracenyl group, 2-anthracenyl group, 1-phenanthryl group, 2-phenanthryl group, 3-phenanthryl group, 1-pyrenyl group, and the like. A naphthyl group is particularly preferred industrially.
The alkyl group of X may be linear or branched. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group. Industrially, a methyl group or an ethyl group is preferable, and a methyl group is particularly preferable.
X is preferably an aliphatic polycyclic group. When X is an aliphatic polycyclic group, the line edge roughness of the resist pattern and the rectangular shape of the cross-sectional shape are improved. Moreover, etching resistance is also improved.
Moreover, when a structural unit (a2) contains the structural unit (a22) mentioned later, it is preferable that X is a C1-C5 alkyl group at the point of the ease of a synthesis | combination.

式(II)中、Rは炭素数1〜5のアルキル基を表し、直鎖状であっても分岐状であってもよい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられる。工業的にはメチル基又はエチル基が好ましく、特にメチル基が好ましい。
は炭素数1〜5のアルキル基または水素原子を表す。該アルキル基としては、Rのアルキル基と同様のものが挙げられる。Rは、工業的には水素原子であることが好ましい。
In the formula (II), R 1 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and may be linear or branched. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group. Industrially, a methyl group or an ethyl group is preferable, and a methyl group is particularly preferable.
R 2 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a hydrogen atom. Examples of the alkyl group include those similar to the alkyl group for R 1 . R 2 is preferably a hydrogen atom industrially.

また、式(II)においては、XおよびRがそれぞれ独立に炭素数1〜5のアルキレン基であってXの末端とRの末端とが結合していてもよい。
この場合、式(II)においては、Rと、Xと、Xが結合した酸素原子と、該酸素原子およびRが結合した炭素原子とにより環式基が形成されている。該環式基としては、4〜7員環が好ましく、4〜6員環がより好ましい。該環式基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。
In Formula (II), X and R 1 may each independently be an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and the end of X and the end of R 1 may be bonded.
In this case, in the formula (II), a cyclic group is formed by R 1 , X, the oxygen atom to which X is bonded, and the carbon atom to which the oxygen atom and R 1 are bonded. The cyclic group is preferably a 4- to 7-membered ring, and more preferably a 4- to 6-membered ring. Specific examples of the cyclic group include a tetrahydropyranyl group and a tetrahydrofuranyl group.

酸解離性溶解抑制基(II)としては、特に、下記一般式(II−1)で表される酸解離性溶解抑制基が、本発明の効果に優れ、好ましい。   As the acid dissociable, dissolution inhibiting group (II), in particular, the acid dissociable, dissolution inhibiting group represented by the following general formula (II-1) is excellent in the effect of the present invention and is preferable.

Figure 2006162796
[式中、Yは脂肪族環式基、芳香族環式炭化水素基、または炭素数1〜5のアルキル基を表し、Rは炭素数1〜5のアルキル基を表す。]
Figure 2006162796
[Wherein, Y represents an aliphatic cyclic group, an aromatic cyclic hydrocarbon group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 1 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. ]

の炭素数1〜5のアルキル基は上記一般式(II)におけるRと同様である。
また、Yの脂肪族環式基または芳香族環式炭化水素基または炭素数1〜5のアルキル基としては、上記一般式(II)におけるXの脂肪族環式基または芳香族環式炭化水素基または炭素数1〜5のアルキル基と同様である。
Alkyl group of 1 to 5 carbon atoms for R 1 is the same as R 1 in the general formula (II).
In addition, as the aliphatic cyclic group, aromatic cyclic hydrocarbon group or alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of Y, the aliphatic cyclic group or aromatic cyclic hydrocarbon of X in the above general formula (II) It is the same as the group or the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

一般式(II−1)で表される酸解離性溶解抑制基の具体例としては、たとえばYがアルキル基である基、すなわち1−アルコキシアルキル基である場合、1−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基、1−iso−プロポキシエチル基、1−n−ブトキシエチル基、1−tert−ブトキシエチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、iso−プロポキシメチル基、n−ブトキシメチル基、tert−ブトキシメチル基等が挙げられる。また、Yが脂肪族環式基である基としては、1−シクロヘキシルオキシエチル基、1−(2−アダマンチル)オキシメチル基、下記式(II−a)で表される1−(1−アダマンチル)オキシエチル基である。Yが芳香族環式炭化水素基である基としては、下記式(II−b)で表される1−(2−ナフチル)オキシエチル基等が挙げられる。
これらの中でも特に、1−エトキシエチル基または1−(1−アダマンチル)オキシエチル基が好ましい。
Specific examples of the acid dissociable, dissolution inhibiting group represented by formula (II-1) include, for example, when Y is a group that is an alkyl group, that is, a 1-alkoxyalkyl group, a 1-methoxyethyl group, 1- Ethoxyethyl group, 1-iso-propoxyethyl group, 1-n-butoxyethyl group, 1-tert-butoxyethyl group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, iso-propoxymethyl group, n-butoxymethyl group, tert- Examples include butoxymethyl group. Examples of the group in which Y is an aliphatic cyclic group include 1-cyclohexyloxyethyl group, 1- (2-adamantyl) oxymethyl group, and 1- (1-adamantyl) represented by the following formula (II-a). ) An oxyethyl group. Examples of the group in which Y is an aromatic cyclic hydrocarbon group include a 1- (2-naphthyl) oxyethyl group represented by the following formula (II-b).
Among these, a 1-ethoxyethyl group or a 1- (1-adamantyl) oxyethyl group is particularly preferable.

Figure 2006162796
Figure 2006162796

酸解離性溶解抑制基(III)は、鎖状第3級アルコキシカルボニル基、鎖状第3級アルキル基、および鎖状第3級アルコキシカルボニルアルキル基からなる群から選択される少なくとも1種である。
酸解離性溶解抑制基(III)中に含まれる鎖状第3級アルコキシ基および/または鎖状第3級アルキル基の炭素数は、それぞれ、4〜10が好ましく、4〜8がより好ましい。また、酸解離性溶解抑制基(III)の総炭素数としては、4〜10が好ましく、4〜8がより好ましい。
鎖状第3級アルコキシカルボニル基としては、tert−ブトキシカルボニル基、tert−アミルオキシカルボニル基等が挙げられる。
鎖状第3級アルキル基としては、tert−ブチル基、tert−アミル基等が挙げられる。
鎖状第3級アルコキシカルボニルアルキル基としては、tert−ブトキシカルボニルメチル基、tert−アミルオキシカルボニルメチル基等が挙げられる。
これらの中でも、鎖状第3級アルコキシカルボニル基が好ましく、なかでも、tert−ブトキシカルボニル基が、レジストパターン形状が良好となるため最も好ましい。
The acid dissociable, dissolution inhibiting group (III) is at least one selected from the group consisting of a chain tertiary alkoxycarbonyl group, a chain tertiary alkyl group, and a chain tertiary alkoxycarbonylalkyl group. .
The chain tertiary alkoxy group and / or chain tertiary alkyl group contained in the acid dissociable, dissolution inhibiting group (III) preferably has 4 to 10 carbon atoms, and more preferably 4 to 8 carbon atoms. Moreover, as the total carbon number of acid dissociable, dissolution inhibiting group (III), 4-10 are preferable and 4-8 are more preferable.
Examples of the chain tertiary alkoxycarbonyl group include a tert-butoxycarbonyl group and a tert-amyloxycarbonyl group.
Examples of the chain tertiary alkyl group include a tert-butyl group and a tert-amyl group.
Examples of the chain-like tertiary alkoxycarbonylalkyl group include a tert-butoxycarbonylmethyl group and a tert-amyloxycarbonylmethyl group.
Among these, a chain-like tertiary alkoxycarbonyl group is preferable, and among them, a tert-butoxycarbonyl group is most preferable because the resist pattern shape is good.

また、構成単位(a2)は、上記酸解離性溶解抑制基(II)および(III)以外の酸解離性溶解抑制基を有する構成単位を必要に応じて有していてもよい。
酸解離性溶解抑制基(II)および(III)以外の酸解離性溶解抑制基としては、従来公知の酸解離性溶解抑制基が使用できる。従来公知の酸解離性溶解抑制基としては、化学増幅型のKrF用ポジ型レジスト組成物およびArF用ポジ型レジスト組成物における、酸解離性溶解抑制基として提案されているものを適宜用いることができ、例えば、1−メチルシクロペンチル基、1−エチルシクロペンチル基、1−メチルシクロヘキシル基、1−エチルシクロヘキシル基、2−メチル−2−アダマンチル基、2−エチル−2−アダマンチル基等の、環上に第3級炭素原子を含む単環または多環式の脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
Moreover, the structural unit (a2) may have a structural unit having an acid dissociable, dissolution inhibiting group other than the acid dissociable, dissolution inhibiting groups (II) and (III) as necessary.
As acid dissociable, dissolution inhibiting groups other than acid dissociable, dissolution inhibiting groups (II) and (III), conventionally known acid dissociable, dissolution inhibiting groups can be used. As the conventionally known acid dissociable dissolution inhibiting groups, those proposed as acid dissociable dissolution inhibiting groups in chemically amplified KrF positive resist compositions and ArF positive resist compositions may be appropriately used. On the ring, such as 1-methylcyclopentyl group, 1-ethylcyclopentyl group, 1-methylcyclohexyl group, 1-ethylcyclohexyl group, 2-methyl-2-adamantyl group, 2-ethyl-2-adamantyl group, etc. And monocyclic or polycyclic aliphatic hydrocarbon groups containing a tertiary carbon atom.

構成単位(a2)としては、例えば、前記構成単位(a11)の水酸基の水素原子が酸解離性溶解抑制基で置換されてなる構成単位(a21)、前記構成単位(a12)のアルコール性水酸基の水素原子が酸解離性溶解抑制基で置換されてなる構成単位(a22)、(メタ)アクリル酸から誘導される構成単位のカルボキシ基の水素原子が酸解離性溶解抑制基で置換されてなる構成単位等が挙げられる。これらのなかでも、構成単位(a21)および/または構成単位(a22)を有することが好ましい。   Examples of the structural unit (a2) include the structural unit (a21) in which the hydrogen atom of the hydroxyl group of the structural unit (a11) is substituted with an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and the alcoholic hydroxyl group of the structural unit (a12). Structural unit (a22) in which a hydrogen atom is substituted with an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and a structural unit in which a hydrogen atom of a carboxy group in a structural unit derived from (meth) acrylic acid is substituted with an acid dissociable, dissolution inhibiting group Examples include units. Among these, it is preferable to have the structural unit (a21) and / or the structural unit (a22).

(A)成分中、構成単位(a2)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位に対し、5〜45モル%であることが好ましく、10〜45モル%がより好ましく、15〜40モル%がさらに好ましい。これにより、レジストパターンを形成する際の、レジスト膜の未露光部におけるアルカリ不溶性を充分に確保できる。   In the component (A), the proportion of the structural unit (a2) is preferably from 5 to 45 mol%, more preferably from 10 to 45 mol%, based on all the structural units constituting the component (A). 40 mol% is more preferable. Thereby, it is possible to sufficiently ensure alkali insolubility in the unexposed portion of the resist film when forming the resist pattern.

また、(A)成分中、構成単位(a11)および構成単位(a21)の合計(ヒドロキシスチレン系の構成単位)と、構成単位(a12)および構成単位(a22)の合計((α−低級アルキル)アクリル酸エステル系の構成単位)との比率(モル比)は、95:5〜50:50の範囲内であることが好ましく、95:5〜60:40の範囲内であることがさらに好ましく、85:15〜70:30がより好ましいがより好ましい。上記の範囲内とすることにより、現像液に対する溶解性が充分に確保できる。   In addition, in the component (A), the total of the structural unit (a11) and the structural unit (a21) (hydroxystyrene-based structural unit) and the total of the structural unit (a12) and the structural unit (a22) ((α-lower alkyl) The ratio (molar ratio) to (acrylic ester structural unit) is preferably in the range of 95: 5 to 50:50, more preferably in the range of 95: 5 to 60:40. 85:15 to 70:30 is more preferable, but more preferable. By being within the above range, sufficient solubility in a developer can be secured.

(A)成分は、前記構成単位(a1)、(a2)のほかに、さらに、(α−メチル)スチレンから誘導される構成単位(a3)を有していてもよい。
本発明において、構成単位(a3)は必須ではないが、これを含有させると焦点深度が向上する、耐ドライエッチング性が向上するなどの利点が得られる。
In addition to the structural units (a1) and (a2), the component (A) may further have a structural unit (a3) derived from (α-methyl) styrene.
In the present invention, the structural unit (a3) is not essential, but if it is contained, advantages such as an improved depth of focus and improved dry etching resistance can be obtained.

ここで、「(α−メチル)スチレン」とは、スチレンおよびα−メチルスチレンの一方または両方を意味する。「α−メチルスチレン」とは、スチレンのα炭素原子に結合した水素原子がメチル基で置換されたものを意味する。「(α−メチル)スチレンから誘導される構成単位」とは、(α−メチル)スチレンのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。(α−メチル)スチレンは、フェニル基の水素原子が炭素数1〜5のアルキル基等の置換基で置換されていても良い。   Here, “(α-methyl) styrene” means one or both of styrene and α-methylstyrene. “Α-methylstyrene” means that a hydrogen atom bonded to the α carbon atom of styrene is substituted with a methyl group. The “structural unit derived from (α-methyl) styrene” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of (α-methyl) styrene. In (α-methyl) styrene, the hydrogen atom of the phenyl group may be substituted with a substituent such as an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

構成単位(a3)としては、下記一般式(III)で表される構成単位が例示できる。   Examples of the structural unit (a3) include structural units represented by the following general formula (III).

Figure 2006162796
[式中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Rは炭素数1〜5のアルキル基を表し、nは0または1〜3の整数を表す。]
Figure 2006162796
[Wherein, R represents a hydrogen atom or a methyl group, R 3 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and n represents an integer of 0 or 1 to 3. ]

式(III)中、Rは、炭素数1〜5の直鎖又は分岐状アルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられる。工業的にはメチル基又はエチル基が好ましい。
nは、0または1〜3の整数である。これらのうち、nは0または1であることが好ましく、特に工業上0であることが好ましい。
なお、nが1〜3である場合には、Rの置換位置はo−位、m−位、p−位のいずれでもよく、さらに、nが2または3の場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。
In Formula (III), R 3 is a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, or a tert-butyl group. , A pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, and the like. Industrially, a methyl group or an ethyl group is preferable.
n is 0 or an integer of 1 to 3. Of these, n is preferably 0 or 1, and is particularly preferably 0 industrially.
In addition, when n is 1 to 3 , the substitution position of R 3 may be any of the o-position, m-position and p-position, and when n is 2 or 3, any substitution The positions can be combined.

(A)成分が構成単位(a3)を有する場合、構成単位(a3)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位に対し、0.5〜25モル%が好ましく、3〜20モル%がより好ましい構成単位(a3)が上記範囲より多いと現像液に対する溶解性が劣化する傾向にある。   When the component (A) has the structural unit (a3), the proportion of the structural unit (a3) is preferably 0.5 to 25 mol%, preferably 3 to 20 mol, based on all the structural units constituting the component (A). If the structural unit (a3) in which% is more preferable is more than the above range, the solubility in the developer tends to deteriorate.

(A)成分の質量平均分子量(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算、以下同様。)は、3500〜33000が好ましく、5500〜23000がより好ましい。
質量平均分子量を33000以下にすることによってレジスト溶剤に対する溶解性を充分に確保でき、3500以上にすることによって、得られるレジストパターンのドライエッチング耐性が向上し、膜減りが改善される。また、上記範囲内において、質量平均分子量が大きいほど、エッチング後の膜減りが低減される。
また、(A)成分の分散度(Mw/Mn(数平均分子量))が小さいほど(単分散に近いほど)、解像性に優れ、好ましい。分散度は、2.0以下が好ましく、1.7以下がより好ましい。
The weight average molecular weight of component (A) (polystyrene conversion by gel permeation chromatography (GPC), the same shall apply hereinafter) is preferably from 3500 to 33000, more preferably from 5500 to 23000.
By setting the mass average molecular weight to 33000 or less, sufficient solubility in the resist solvent can be secured, and by setting it to 3500 or more, the dry etching resistance of the resulting resist pattern is improved and film loss is improved. Further, within the above range, the film loss after etching is reduced as the mass average molecular weight is larger.
Further, the smaller the degree of dispersion (Mw / Mn (number average molecular weight)) of the component (A), the better the resolution, and the better. The dispersity is preferably 2.0 or less, and more preferably 1.7 or less.

本発明においては、(A)成分が、前記構成単位(a11)と、前記構成単位(a12)と、前記構成単位(a21)および/または前記構成単位(a22)とを有する共重合体(以下、共重合体(A−1)ということがある)を含有することが好ましい。これにより、良好な解像性が得られ、また、現像欠陥が低減する。また、良好な焦点深度幅も得られる。
共重合体(A−1)は、さらに、前記構成単位(a3)を有していてもよい。
In the present invention, the component (A) is a copolymer (hereinafter referred to as the structural unit (a11), the structural unit (a12), the structural unit (a21) and / or the structural unit (a22). And a copolymer (A-1)). Thereby, good resolution is obtained and development defects are reduced. Also, a good depth of focus can be obtained.
The copolymer (A-1) may further have the structural unit (a3).

共重合体(A−1)は、たとえば、構成単位(a11)に相当するモノマーおよび構成単位(a12)に相当するモノマーを重合させた後、構成単位(a11)および構成単位(a12)の水酸基の水素原子の一部を、周知の手法により酸解離性溶解抑制基で置換して構成単位(a21)および/または構成単位(a22)とする方法により製造することができる。
または、構成単位(a21)に相当するモノマーおよび構成単位(a22)に相当するモノマーを調製し、これらのモノマーを常法により重合させた後、加水分解により、酸解離性溶解抑制基を解離させて構成単位(a11)および構成単位(a12)とし、さらに必要であれば構成単位(a11)および/または構成単位(a12)の水酸基の水素原子を、周知の手法により酸解離性溶解抑制基で置換して構成単位(a21)および/または構成単位(a22)とする方法によっても製造することができる。
For example, the copolymer (A-1) is obtained by polymerizing a monomer corresponding to the structural unit (a11) and a monomer corresponding to the structural unit (a12), and then hydroxyl groups of the structural unit (a11) and the structural unit (a12). Can be produced by a method of substituting a part of the hydrogen atoms with an acid dissociable, dissolution inhibiting group into a structural unit (a21) and / or a structural unit (a22) by a known method.
Alternatively, a monomer corresponding to the structural unit (a21) and a monomer corresponding to the structural unit (a22) are prepared, and after these monomers are polymerized by a conventional method, the acid dissociable, dissolution inhibiting group is dissociated by hydrolysis. To the structural unit (a11) and the structural unit (a12), and if necessary, the hydrogen atom of the hydroxyl group of the structural unit (a11) and / or the structural unit (a12) may be replaced with an acid dissociable, dissolution inhibiting group by a known method. It can also be produced by a method of substituting the structural unit (a21) and / or the structural unit (a22).

本発明においては、特に、(A)成分が、前記構成単位(a1)と前記構成単位(a2)とを有し、かつ酸解離性溶解抑制基として前記酸解離性溶解抑制基(II)を有しかつ前記酸解離性溶解抑制基(III)を有さない重合体(A1)と、前記構成単位(a1)と前記構成単位(a2)とを有し、かつ酸解離性溶解抑制基として前記酸解離性溶解抑制基(III)を有しかつ前記酸解離性溶解抑制基(II)を有さない重合体(A2)とを含有することが好ましい。(A)成分としてこのような混合物を用いることにより、形成されるレジストパターンの形状が良好な矩形性を有し、かつ、優れた孤立ラインパターンを得ることができる。また、酸解離性溶解抑制基(II)と酸解離性溶解抑制基(III)とを同じ重合体内に含有させるよりも、異なる重合体に含有させ、それらの混合樹脂とする方が、容易に調製できる。   In the present invention, in particular, the component (A) has the structural unit (a1) and the structural unit (a2), and the acid dissociable dissolution inhibiting group (II) is used as the acid dissociable dissolution inhibiting group. A polymer (A1) having the acid dissociable, dissolution inhibiting group (III), the structural unit (a1) and the structural unit (a2), and having an acid dissociable, dissolution inhibiting group It is preferable to contain the polymer (A2) having the acid dissociable, dissolution inhibiting group (III) and not having the acid dissociable, dissolution inhibiting group (II). By using such a mixture as the component (A), it is possible to obtain an excellent isolated line pattern having a good resist pattern shape and a rectangular shape. In addition, it is easier to contain the acid dissociable, dissolution inhibiting group (II) and the acid dissociable, dissolution inhibiting group (III) in different polymers and use them as a mixed resin, than in the same polymer. Can be prepared.

本発明においては、特に、(A)成分が、重合体(A1)が下記重合体(A12)であり、かつ重合体(A2)が下記重合体(A21)であることが好ましい。
重合体(A12):構成単位(a11)と、前記構成単位(a12)と、前記前記構成単位(a21)および/または前記構成単位(a22)とを有し、かつ酸解離性溶解抑制基として酸解離性溶解抑制基(II)を有しかつ前記酸解離性溶解抑制基(III)を有さない重合体
重合体(A21):前記構成単位(a11)および前記構成単位(a21)を有し、かつ前記構成単位(a12)および前記構成単位(a22)を有さず、かつ酸解離性溶解抑制基として酸解離性溶解抑制基(III)を有しかつ前記酸解離性溶解抑制基(II)を有さない重合体
In the present invention, it is particularly preferable that the component (A) is such that the polymer (A1) is the following polymer (A12) and the polymer (A2) is the following polymer (A21).
Polymer (A12): the structural unit (a11), the structural unit (a12), the structural unit (a21) and / or the structural unit (a22), and an acid dissociable, dissolution inhibiting group Polymer having acid dissociable, dissolution inhibiting group (II) and not having acid dissociable, dissolution inhibiting group (III) Polymer (A21): Having structural unit (a11) and structural unit (a21) And having no structural unit (a12) or structural unit (a22), having an acid dissociable, dissolution inhibiting group (III) as an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and the above acid dissociable, dissolution inhibiting group ( II) Polymer without

重合体(A12)は、構成単位(a11)と、構成単位(a12)と、構成単位(a21)および構成単位(a22)の少なくとも一方とを有する重合体である。
構成単位(a21)および構成単位(a22)は、どちらか一方が含まれていればよく、特に限定されない。特に、構成単位(a21)のみを含有するか、または構成単位(a21)および(a22)の両方を含有することが好ましい。
The polymer (A12) is a polymer having the structural unit (a11), the structural unit (a12), and at least one of the structural unit (a21) and the structural unit (a22).
The structural unit (a21) and the structural unit (a22) are not particularly limited as long as one of them is included. In particular, it is preferable to contain only the structural unit (a21) or to contain both the structural units (a21) and (a22).

重合体(A12)中、構成単位(a11)と、酸解離性溶解抑制基が解離した状態、すなわち酸解離性溶解抑制基が水素原子で置換された状態の構成単位(a21)とは同一でも異なっていてもよい。たとえば、ヒドロキシスチレンのα位の炭素原子に結合した基が同一(ともに水素原子またはメチル基)であっても、異なって(一方が水素原子、他方がメチル基)もよい。アルカリ溶解性のコントロールの点で、ともに水素原子であることが好ましい。
また、重合体(A12)が構成単位(a22)を有する場合、構成単位(a12)と、酸解離性溶解抑制基が解離した状態、すなわち酸解離性溶解抑制基が水素原子で置換された状態の構成単位(a22)とは、同一でも異なっていてもよい。たとえば、構成単位(a21)および構成単位(a22)は、アクリル酸エステルから誘導される構成単位であってもメタクリル酸エステルから誘導される構成単位であってもよく、また、アルコール性水酸基を含有する脂肪族多環式基の構造が同一でも異なっていてもよい。アルカリ溶解性のコントロールの点で、構成単位(a12)および構成単位(a22)がともにアクリル酸エステルから誘導される構成単位であることが好ましい。
In the polymer (A12), the structural unit (a11) may be the same as the structural unit (a21) in a state where the acid dissociable, dissolution inhibiting group is dissociated, that is, in a state where the acid dissociable, dissolution inhibiting group is substituted with a hydrogen atom. May be different. For example, the groups bonded to the α-position carbon atom of hydroxystyrene may be the same (both are hydrogen atoms or methyl groups) or may be different (one is a hydrogen atom and the other is a methyl group). In terms of alkali solubility control, both are preferably hydrogen atoms.
When the polymer (A12) has the structural unit (a22), the structural unit (a12) and the acid dissociable, dissolution inhibiting group are dissociated, that is, the acid dissociable, dissolution inhibiting group is replaced with a hydrogen atom. The structural unit (a22) may be the same or different. For example, the structural unit (a21) and the structural unit (a22) may be a structural unit derived from an acrylate ester or a structural unit derived from a methacrylic acid ester, and contain an alcoholic hydroxyl group. The structure of the aliphatic polycyclic group may be the same or different. In terms of alkali solubility control, both the structural unit (a12) and the structural unit (a22) are preferably structural units derived from an acrylate ester.

重合体(A12)においては、酸解離性溶解抑制基(II)が、前記式(II−1)中のYがアルキル基である基、すなわち1−アルコキシアルキル基であることが好ましい。   In the polymer (A12), the acid dissociable, dissolution inhibiting group (II) is preferably a group in which Y in the formula (II-1) is an alkyl group, that is, a 1-alkoxyalkyl group.

重合体(A12)中、構成単位(a11)、構成単位(a12)、構成単位(a21)および構成単位(a22)の合計に対する、構成単位(a21)および構成単位(a22)の合計の割合、すなわち共重合体(A−1)中の水酸基の保護割合(水酸基の水素原子が酸解離性溶解抑制基で置換されている割合)は、10〜40モル%であることが好ましく、15〜35モル%がより好ましく、20〜30モル%がさらに好ましい。上記範囲の上限以下とすることにより、現像後のレジストパターンのパターン欠陥(現像欠陥)を効果的に防止することができる。一方、水酸基の保護割合を上記範囲の下限以上とすることにより、エッチング耐性が向上し、膜減りが低減される。また、解像性能の劣化が抑制できる。また、水酸基の保護割合が高いほど、現像後の膜減りが低減できる。   In the polymer (A12), the ratio of the total of the structural unit (a21) and the structural unit (a22) to the total of the structural unit (a11), the structural unit (a12), the structural unit (a21), and the structural unit (a22), That is, the protection ratio of the hydroxyl group in the copolymer (A-1) (ratio in which the hydrogen atom of the hydroxyl group is substituted with an acid dissociable, dissolution inhibiting group) is preferably 10 to 40 mol%, and preferably 15 to 35. More preferably, mol% is more preferable, and 20-30 mol% is further more preferable. By setting it to the upper limit of the above range or less, pattern defects (development defects) of the resist pattern after development can be effectively prevented. On the other hand, when the protection ratio of the hydroxyl group is not less than the lower limit of the above range, the etching resistance is improved and the film loss is reduced. In addition, degradation of resolution performance can be suppressed. Further, the higher the hydroxyl group protection ratio, the more the film loss after development can be reduced.

また、重合体(A12)中、構成単位(a11)および構成単位(a21)の合計(ヒドロキシスチレン系の構成単位)と、構成単位(a12)および構成単位(a22)の合計((α−低級アルキル)アクリル酸エステル系の構成単位)との比率(モル比)が、95:5〜50:50の範囲内であることが好ましく、95:5〜60:40の範囲内であることがさらに好ましく、85:15〜70:30がより好ましい上記の範囲内とすることにより、現像液に対する溶解性が充分に確保できる。   In the polymer (A12), the total of the structural unit (a11) and the structural unit (a21) (hydroxystyrene-based structural unit) and the total of the structural unit (a12) and the structural unit (a22) ((α-lower) The ratio (molar ratio) to (alkyl) acrylic ester-based structural unit) is preferably in the range of 95: 5 to 50:50, and more preferably in the range of 95: 5 to 60:40. Preferably, 85:15 to 70:30 is more preferably within the above range, so that sufficient solubility in the developer can be secured.

重合体(A12)においては、構成単位(a11)と、前記構成単位(a12)と、前記前記構成単位(a21)および/または前記構成単位(a22)との合計が、重合体(A12)を構成する全構成単位の合計に対し、90モル%以上であることが好ましく、95モル%以上がより好ましく、100モル%でもよい。90モル%以上であると、解像性が良好である。   In the polymer (A12), the total of the structural unit (a11), the structural unit (a12), the structural unit (a21) and / or the structural unit (a22) is the polymer (A12). It is preferably 90 mol% or more, more preferably 95 mol% or more, and may be 100 mol% with respect to the total of all the constituent units to be constituted. When it is 90 mol% or more, the resolution is good.

重合体(A12)は、構成単位(a11)、構成単位(a12)、構成単位(a21)、構成単位(a22)のほかに、さらに、構成単位(a3)を有していてもよい。
構成単位(a3)を有する場合、重合体(A12)中の構成単位(a3)の割合は、重合体(A12)を構成する全構成単位の合計の0.5〜10モル%であることが好ましく、2〜5モル%がより好ましい。構成単位(a3)が上記範囲より多いと、現像液に対する溶解性が劣化する傾向にある。
The polymer (A12) may further have a structural unit (a3) in addition to the structural unit (a11), the structural unit (a12), the structural unit (a21), and the structural unit (a22).
When the structural unit (a3) is included, the proportion of the structural unit (a3) in the polymer (A12) is 0.5 to 10 mol% of the total of all the structural units constituting the polymer (A12). Preferably, 2 to 5 mol% is more preferable. When the structural unit (a3) is more than the above range, the solubility in the developer tends to deteriorate.

重合体(A12)は、質量平均分子量(Mw)が5000以上20000以下であることが好ましく、4500以上15000以下であることがより好ましい。質量平均分子量が得られるレジストパターンのドライエッチング耐性が向上し、膜減りが改善される。また、マイクロブリッジの発生を防止することができる。また、該質量平均分子量が2000以上であると耐熱性が良好である。
ここでのマイクロブリッジとは、現像欠陥の一種であり、例えばラインアンドスペースパターンにおいて、隣接するレジストパターンの表面に近い部分どうしがレジストでつながれて橋かけ状態になった欠陥をいう。マイクロブリッジは、質量平均分子量が高いほど、また露光後加熱(PEB)の温度が高いほど発生し易い。
また、重合体(A12)の分散度(Mw/Mn比)が小さい単分散のものであると、解像性に優れ好ましい。該分散度は、具体的には、2.0以下が好ましく、1.7以下がより好ましい。
The polymer (A12) has a mass average molecular weight (Mw) of preferably 5000 or more and 20000 or less, and more preferably 4500 or more and 15000 or less. The resistance to dry etching of the resist pattern from which the mass average molecular weight is obtained is improved, and the film loss is improved. Moreover, generation | occurrence | production of a microbridge can be prevented. Moreover, heat resistance is favorable in this mass mean molecular weight being 2000 or more.
The microbridge here is a kind of development defect, for example, a defect in a line-and-space pattern in which a portion close to the surface of an adjacent resist pattern is connected by a resist and is in a bridged state. Microbridges are more likely to occur as the mass average molecular weight is higher and the post-exposure heating (PEB) temperature is higher.
Moreover, it is excellent in the resolution property that it is a monodispersed thing with a small dispersion degree (Mw / Mn ratio) of a polymer (A12). Specifically, the dispersity is preferably 2.0 or less, and more preferably 1.7 or less.

重合体(A12)としては、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。   As a polymer (A12), 1 type may be used independently and 2 or more types may be mixed and used.

重合体(A12)は、例えば、構成単位(a11)に相当するモノマーと構成単位(a12)に相当するモノマーとを共重合させた後、構成単位(a11)および/または構成単位(a12)の水酸基の水素原子の一部を、周知の手法により酸解離性溶解抑制基で保護して構成単位(a21)および/または構成単位(a22)とする方法により製造することができる。
または、構成単位(a11)、(a12)、(a21)および(a22)に相当するモノマーを調製し、常法により共重合することで製造することができる。
The polymer (A12) is obtained, for example, by copolymerizing a monomer corresponding to the structural unit (a11) and a monomer corresponding to the structural unit (a12), and then the structural unit (a11) and / or the structural unit (a12). It can be produced by a method in which a part of the hydrogen atom of the hydroxyl group is protected with an acid dissociable, dissolution inhibiting group by a known method to form the structural unit (a21) and / or the structural unit (a22).
Alternatively, it can be produced by preparing monomers corresponding to the structural units (a11), (a12), (a21) and (a22) and copolymerizing them by a conventional method.

重合体(A21)中、構成単位(a11)の割合は、解像性、構成単位(a21)とのバランス等の点から、重合体(A21)を構成する全構成単位の合計に対して、30〜70モル%が好ましく、35〜60モル%がより好ましく、40〜55モル%が最も好ましい。   In the polymer (A21), the proportion of the structural unit (a11) is based on the total of all the structural units constituting the polymer (A21) in terms of resolution, balance with the structural unit (a21), and the like. 30 to 70 mol% is preferable, 35 to 60 mol% is more preferable, and 40 to 55 mol% is most preferable.

また、重合体(A21)中、構成単位(a21)の割合は、重合体(A21)を構成する全構成単位の合計に対して、30〜50モル%であることが好ましく、35〜45モル%がより好ましい。含有割合を上記の範囲の下限値以上にすることによって、優れた露光量マージンが得られ、解像性、特に孤立ラインパターンの解像性が向上する。また、上記の範囲の上限値以下にすることによって、構成単位(a11)とのバランスが良好になる。   Moreover, it is preferable that the ratio of a structural unit (a21) in a polymer (A21) is 30-50 mol% with respect to the sum total of all the structural units which comprise a polymer (A21), and 35-45 mol. % Is more preferable. By setting the content ratio to be equal to or higher than the lower limit of the above range, an excellent exposure amount margin can be obtained, and the resolution, in particular, the resolution of an isolated line pattern is improved. Moreover, by making it below the upper limit of said range, a balance with a structural unit (a11) becomes favorable.

重合体(A21)の質量平均分子量が、2000〜30000であることが好ましく、5000〜20000がより好ましい。
該質量平均分子量を30000以下にすることによって、レジスト溶剤に対する溶解性を向上させることができ、2000以上にすることによって、良好なレジストパターン形状が得られる。
また、重合体(A21)の分散度としては、分散度が小さい単分散であると、解像性に優れ好ましい。具体的には、2.0以下が好ましく、さらに1.7以下が好ましい。
It is preferable that the mass average molecular weights of a polymer (A21) are 2000-30000, and 5000-20000 are more preferable.
By making the mass average molecular weight 30000 or less, solubility in a resist solvent can be improved, and by making it 2000 or more, a good resist pattern shape can be obtained.
Moreover, as a dispersion degree of a polymer (A21), it is excellent in the resolution property that it is monodispersion with a small dispersion degree, and preferable. Specifically, it is preferably 2.0 or less, and more preferably 1.7 or less.

重合体(A21)としては、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい   As the polymer (A21), one type may be used alone, or two or more types may be mixed and used.

重合体(A21)は、例えば、構成単位(a11)に相当するモノマーを重合させた後、構成単位(a11)の水酸基の水素原子の一部を、周知の手法により酸解離性溶解抑制基(酸解離性溶解抑制基(III)を含む)で保護して構成単位(a21)とする方法により製造することができる。
または、予め構成単位(a21)に相当するモノマーを調製し、これを常法により重合させた後、加水分解により、酸解離性溶解抑制基で保護された水酸基の水素原子の一部を水素原子に変えて構成単位(a11)とする方法によっても製造することができる。
For example, the polymer (A21) is obtained by polymerizing a monomer corresponding to the structural unit (a11), and then converting some of the hydrogen atoms of the hydroxyl group of the structural unit (a11) to an acid dissociable, dissolution inhibiting group ( It can be produced by a method in which the structural unit (a21) is protected with an acid dissociable, dissolution inhibiting group (including III).
Alternatively, a monomer corresponding to the structural unit (a21) is prepared in advance, polymerized by a conventional method, and then a part of the hydrogen atom of the hydroxyl group protected with an acid dissociable, dissolution inhibiting group is converted into a hydrogen atom by hydrolysis. It can manufacture also by the method of changing to and using as a structural unit (a11).

(A)成分中、重合体(A12)と重合体(A21)との含有量の比(質量比)は、10/90〜90/10の範囲内であることが好ましく、20/80〜80/20がより好ましく、20/80〜70/30がより好ましい。比率をこの範囲内とすることにより、本発明の効果が特に優れたものとなる。
また、(A)成分中の重合体(A12)と重合体(A21)との合計量は、本発明の効果のためには、50〜100質量%が好ましく、70〜100質量%がより好ましい。最も好ましくは100質量%、すなわち(A)成分が重合体(A12)と重合体(A21)との混合樹脂であることが好ましい。
In the component (A), the content ratio (mass ratio) of the polymer (A12) and the polymer (A21) is preferably in the range of 10/90 to 90/10, and 20/80 to 80 / 20 is more preferable, and 20/80 to 70/30 is more preferable. By making the ratio within this range, the effect of the present invention becomes particularly excellent.
Further, the total amount of the polymer (A12) and the polymer (A21) in the component (A) is preferably 50 to 100% by mass and more preferably 70 to 100% by mass for the effect of the present invention. . Most preferably, 100% by mass, that is, the component (A) is preferably a mixed resin of the polymer (A12) and the polymer (A21).

本発明のポジ型レジスト組成物において、(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚に応じて調整すればよい。   In the positive resist composition of the present invention, the content of the component (A) may be adjusted according to the resist film thickness to be formed.

(B)成分としては、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト用の酸発生剤として提案されているものを使用することができる。このような酸発生剤としては、これまで、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが知られている。   The component (B) is not particularly limited, and those that have been proposed as acid generators for chemically amplified resists can be used. Examples of such acid generators include onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, and poly (bissulfonyl) diazomethanes. There are various known diazomethane acid generators, nitrobenzyl sulfonate acid generators, imino sulfonate acid generators, disulfone acid generators, and the like.

オニウム塩系酸発生剤としては、下記一般式(b−1)または(b−2)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the onium salt acid generator include compounds represented by the following general formula (b-1) or (b-2).

Figure 2006162796
[式中、R”〜R”,R”〜R”は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表し;R”は、直鎖、分岐または環状のアルキル基またはフッ素化アルキル基を表し;R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表し、R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表す。]
Figure 2006162796
[Wherein R 1 ″ to R 3 ″ and R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group; R 4 ″ represents a linear, branched or cyclic alkyl group or fluorinated group. Represents an alkyl group; at least one of R 1 ″ to R 3 ″ represents an aryl group, and at least one of R 5 ″ to R 6 ″ represents an aryl group.]

式(b−1)中、R”〜R”はそれぞれ独立にアリール基またはアルキル基を表す。R”〜R”のうち、少なくとも1つはアリール基を表す。R”〜R”のうち、2以上がアリール基であることが好ましく、R”〜R”のすべてがアリール基であることが最も好ましい。
”〜R”のアリール基としては、特に制限はなく、例えば、炭素数6〜20のアリール基であって、該アリール基は、その水素原子の一部または全部がアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等で置換されていてもよく、されていなくてもよい。アリール基としては、安価に合成可能なことから、炭素数6〜10のアリール基が好ましい。具体的には、たとえばフェニル基、ナフチル基が挙げられる。
前記アリール基の水素原子が置換されていても良いアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n‐ブチル基、tert‐ブチル基であることが最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていても良いアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていても良いハロゲン原子としては、フッ素原子であることが好ましい。
”〜R”のアルキル基としては、特に制限はなく、例えば炭素数1〜10の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基等が挙げられる。解像性に優れる点から、炭素数1〜5であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ノニル基、デカニル基等が挙げられ、解像性に優れ、また安価に合成可能なことから好ましいものとして、メチル基を挙げることができる。
これらの中で、R〜Rはすべてフェニル基であることが最も好ましい。
In formula (b-1), R 1 ″ to R 3 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group. At least one of R 1 ″ to R 3 ″ represents an aryl group. Of R 1 ″ to R 3 ″, two or more are preferably aryl groups, and most preferably all R 1 ″ to R 3 ″ are aryl groups.
The aryl group for R 1 ″ to R 3 ″ is not particularly limited, and is, for example, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, in which part or all of the hydrogen atoms are alkyl groups, alkoxy groups It may or may not be substituted with a group, a halogen atom or the like. The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms because it can be synthesized at a low cost. Specific examples include a phenyl group and a naphthyl group.
The alkyl group that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group. Is most preferred.
The alkoxy group that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methoxy group or an ethoxy group.
The halogen atom that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably a fluorine atom.
The alkyl group for R 1 "~R 3", is not particularly limited, for example, a straight, include alkyl groups such as branched or cyclic. It is preferable that it is C1-C5 from the point which is excellent in resolution. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an n-pentyl group, a cyclopentyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, a nonyl group, and a decanyl group. A methyl group is preferable because it is excellent in resolution and can be synthesized at low cost.
Among these, it is most preferable that all of R 1 to R 3 are phenyl groups.

”は、直鎖、分岐または環状のアルキル基またはフッ素化アルキル基を表である。
前記直鎖のアルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。
前記環状のアルキル基としては、前記R”で示したような環式基であって、炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜10であることがさらに好ましく、炭素数6〜10であることが最も好ましい。
前記フッ素化アルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。また。該フッ化アルキル基のフッ素化率(アルキル基中のフッ素原子の割合)は、好ましくは10〜100%、さらに好ましくは50〜100%であり、特に水素原子をすべてフッ素原子で置換したものが、酸の強度が強くなるので好ましい。
”としては、直鎖または環状のアルキル基、またはフッ素化アルキル基であることが最も好ましい。
R 4 ″ represents a linear, branched or cyclic alkyl group or a fluorinated alkyl group.
The linear alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms.
The cyclic alkyl group is a cyclic group as indicated by R 1 ″ and preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and more preferably 6 carbon atoms. Most preferably, it is -10.
The fluorinated alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms. Also. The fluorination rate of the fluorinated alkyl group (ratio of fluorine atoms in the alkyl group) is preferably 10 to 100%, more preferably 50 to 100%, and particularly those in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. Since the strength of the acid is increased, it is preferable.
R 4 ″ is most preferably a linear or cyclic alkyl group or a fluorinated alkyl group.

式(b−2)中、R”〜R”はそれぞれ独立にアリール基またはアルキル基を表す。R”〜R”のうち、少なくとも1つはアリール基を表す。R”〜R”のうち、2以上がアリール基であることが好ましく、R”〜R”のすべてがアリール基であることが最も好ましい。
”〜R”のアリール基としては、R”〜R”のアリール基と同様のものが挙げられる。
”〜R”のアルキル基としては、R”〜R”のアルキル基と同様のものが挙げられる。
これらの中で、R”〜R”はすべてフェニル基であることが最も好ましい。
式(b−2)中のR”としては上記式(b−1)のR”と同様のものが挙げられる。
In formula (b-2), R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group. At least one of R 5 ″ to R 6 ″ represents an aryl group. Of R 5 ″ to R 6 ″, two or more are preferably aryl groups, and all of R 5 ″ to R 6 ″ are most preferably aryl groups.
As the aryl group for R 5 ″ to R 6 ″, the same as the aryl groups for R 1 ″ to R 3 ″ can be used.
Examples of the alkyl group for R 5 ″ to R 6 ″ include the same as the alkyl group for R 1 ″ to R 3 ″.
Among these, it is most preferable that all of R 5 ″ to R 6 ″ are phenyl groups.
"As R 4 in the formula (b-1)" R 4 in the In the formula (b-2) include the same as.

オニウム塩系酸発生剤の具体例としては、ジフェニルヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−メチルフェニル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジメチル(4−ヒドロキシナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、モノフェニルジメチルスルホニウムのトリフルオロンメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジフェニルモノメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−tert−ブチル)フェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジフェニル(1−(6−メトキシ)ナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネートなどが挙げられる。また、これらのオニウム塩のアニオン部がメタンスルホネート、n−プロパンスルホネート、n−ブタンスルホネート、n−オクタンスルホネートに置き換えたオニウム塩も用いることができる。   Specific examples of the onium salt-based acid generator include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, and triphenylsulfonium trifluoromethane. Sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, tri (4-methylphenyl) sulfonium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, dimethyl (4-hydroxynaphthyl) sulfonium trifluoromethane Sulfonate, its heptafluoropropane sulphonate or its Nafluorobutane sulfonate, trifluoromethane sulfonate of monophenyldimethylsulfonium, heptafluoropropane sulfonate or nonafluorobutane sulfonate thereof, trifluoromethane sulfonate of diphenyl monomethylsulfonium, heptafluoropropane sulfonate or nonafluorobutane sulfonate thereof, (4- Trifluoromethanesulfonate of methylphenyl) diphenylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of (4-methoxyphenyl) diphenylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, tri (4 -Tert-bu E) phenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, heptafluoropropanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, diphenyl (1- (6-methoxy) naphthyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, heptafluoropropanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate Is mentioned. In addition, onium salts in which the anion portion of these onium salts is replaced with methanesulfonate, n-propanesulfonate, n-butanesulfonate, or n-octanesulfonate can also be used.

また、前記一般式(b−1)又は(b−2)において、アニオン部を下記一般式(b−3)又は(b−4)で表されるアニオン部に置き換えたものも用いることができる(カチオン部は(b−1)又は(b−2)と同様)。   Moreover, what replaced the anion part by the anion part represented by the following general formula (b-3) or (b-4) in the said general formula (b-1) or (b-2) can also be used. (The cation moiety is the same as (b-1) or (b-2)).

Figure 2006162796
[式中、X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数2〜6のアルキレン基を表し;Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜10のアルキル基を表す。]
Figure 2006162796
[Wherein X ″ represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom; Y ″ and Z ″ each independently represent at least one hydrogen atom as a fluorine atom; Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and substituted with

X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状または分岐状のアルキレン基であり、該アルキレン基の炭素数は2〜6であり、好ましくは炭素数3〜5、最も好ましくは炭素数3である。
Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状または分岐状のアルキル基であり、該アルキル基の炭素数は1〜10であり、好ましくは炭素数1〜7、より好ましくは炭素数1〜3である。
X”のアルキレン基の炭素数またはY”、Z”のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。
また、X”のアルキレン基またはY”、Z”のアルキル基において、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。該アルキレン基またはアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキレン基またはパーフルオロアルキル基である。
X ″ is a linear or branched alkylene group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the alkylene group has 2 to 6 carbon atoms, preferably 3 to 5 carbon atoms, Preferably it is C3.
Y ″ and Z ″ are each independently a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms, preferably It is C1-C7, More preferably, it is C1-C3.
The carbon number of the alkylene group of X ″ or the carbon number of the alkyl group of Y ″ and Z ″ is preferably as small as possible because the solubility in the resist solvent is good within the above carbon number range.
In addition, in the alkylene group of X ″ or the alkyl group of Y ″ and Z ″, as the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms increases, the strength of the acid increases, and high-energy light or electron beam of 200 nm or less The ratio of fluorine atoms in the alkylene group or alkyl group, that is, the fluorination rate is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all. Are a perfluoroalkylene group or a perfluoroalkyl group in which a hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.

本発明において、オキシムスルホネート系酸発生剤とは、下記一般式(B−1)で表される基を少なくとも1つ有する化合物であって、放射線の照射によって酸を発生する特性を有するものである。この様なオキシムスルホネート系酸発生剤は、化学増幅型レジスト組成物用として多用されているので、任意に選択して用いることができる。   In the present invention, the oxime sulfonate-based acid generator is a compound having at least one group represented by the following general formula (B-1), and has a property of generating an acid upon irradiation with radiation. . Such oxime sulfonate acid generators are frequently used for chemically amplified resist compositions, and can be arbitrarily selected and used.

Figure 2006162796
(式(B−1)中、R21、R22はそれぞれ独立に有機基を表す。)
Figure 2006162796
(In formula (B-1), R 21 and R 22 each independently represents an organic group.)

本発明において、有機基は、炭素原子を含む基であり、炭素原子以外の原子(たとえば水素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子等)等)を有していてもよい。
21の有機基としては、直鎖、分岐または環状のアルキル基またはアリール基が好ましい。これらのアルキル基、アリール基は置換基を有していても良い。該置換基としては、特に制限はなく、たとえばフッ素原子、炭素数1〜6の直鎖、分岐または環状のアルキル基等が挙げられる。ここで、「置換基を有する」とは、アルキル基またはアリール基の水素原子の一部または全部が置換基で置換されていることを意味する。
アルキル基としては、炭素数1〜20が好ましく、炭素数1〜10がより好ましく、炭素数1〜8がさらに好ましく、炭素数1〜6が特に好ましく、炭素数1〜4が最も好ましい。アルキル基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアルキル基(以下、ハロゲン化アルキル基ということがある)が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味し、完全にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味する。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。すなわち、ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
アリール基は、炭素数4〜20が好ましく、炭素数4〜10がより好ましく、炭素数6〜10が最も好ましい。アリール基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアリール基が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味し、完全にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味する。
21としては、特に、置換基を有さない炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数1〜4のフッ素化アルキル基が好ましい。
In the present invention, the organic group is a group containing a carbon atom, and has an atom other than a carbon atom (for example, a hydrogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, etc.)). It may be.
The organic group for R 21 is preferably a linear, branched or cyclic alkyl group or aryl group. These alkyl groups and aryl groups may have a substituent. There is no restriction | limiting in particular as this substituent, For example, a fluorine atom, a C1-C6 linear, branched or cyclic alkyl group etc. are mentioned. Here, “having a substituent” means that part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group or aryl group are substituted with a substituent.
As an alkyl group, C1-C20 is preferable, C1-C10 is more preferable, C1-C8 is more preferable, C1-C6 is especially preferable, and C1-C4 is the most preferable. As the alkyl group, a partially or completely halogenated alkyl group (hereinafter sometimes referred to as a halogenated alkyl group) is particularly preferable. The partially halogenated alkyl group means an alkyl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a halogen atom, and the fully halogenated alkyl group means that all of the hydrogen atoms are halogen atoms. Means an alkyl group substituted with Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable. That is, the halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group.
The aryl group preferably has 4 to 20 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms. As the aryl group, a partially or completely halogenated aryl group is particularly preferable. The partially halogenated aryl group means an aryl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a halogen atom, and the fully halogenated aryl group means that all of the hydrogen atoms are halogen atoms. Means an aryl group substituted with.
R 21 is particularly preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms having no substituent or a fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

22の有機基としては、直鎖、分岐または環状のアルキル基、アリール基またはシアノ基が好ましい。R22のアルキル基、アリール基としては、前記R21で挙げたアルキル基、アリール基と同様のものが挙げられる。
22としては、特に、シアノ基、置換基を有さない炭素数1〜8のアルキル基、または炭素数1〜8のフッ素化アルキル基が好ましい。
As the organic group for R 22 , a linear, branched, or cyclic alkyl group, aryl group, or cyano group is preferable. As the alkyl group and aryl group for R 22, the same alkyl groups and aryl groups as those described above for R 21 can be used.
R 22 is particularly preferably a cyano group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms having no substituent, or a fluorinated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

オキシムスルホネート系酸発生剤として、さらに好ましいものとしては、下記一般式(B−2)または(B−3)で表される化合物が挙げられる。   More preferable examples of the oxime sulfonate-based acid generator include compounds represented by the following general formula (B-2) or (B-3).

Figure 2006162796
[式(B−2)中、R31は、シアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R32はアリール基である。R33は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。]
Figure 2006162796
[In Formula (B-2), R 31 represents a cyano group, an alkyl group having no substituent, or a halogenated alkyl group. R 32 is an aryl group. R 33 is an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. ]

Figure 2006162796
[式(B−3)中、R34はシアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R35は2または3価の芳香族炭化水素基である。R36は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。pは2または3である。]
Figure 2006162796
[In the formula (B-3), R 34 represents a cyano group, an alkyl group having no substituent, or a halogenated alkyl group. R 35 is a divalent or trivalent aromatic hydrocarbon group. R 36 is an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. p is 2 or 3. ]

前記一般式(B−2)において、R31の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜6が最も好ましい。
31としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましい。
31におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上フッ素化されていることが好ましい。
In the general formula (B-2), the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 31 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and more preferably carbon atoms. Numbers 1 to 6 are most preferable.
R 31 is preferably a halogenated alkyl group, more preferably a fluorinated alkyl group.
The fluorinated alkyl group for R 31 is preferably fluorinated by 50% or more of the hydrogen atom of the alkyl group, more preferably 70% or more, and even more preferably 90% or more.

32のアリール基としては、フェニル基、ビフェニル(biphenylyl)基、フルオレニル(fluorenyl)基、ナフチル基、アントラセル(anthracyl)基、フェナントリル基等の、芳香族炭化水素の環から水素原子を1つ除いた基、およびこれらの基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロアリール基等が挙げられる。これらのなかでも、フルオレニル基が好ましい。
32のアリール基は、炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基等の置換基を有していても良い。該置換基におけるアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜8であることが好ましく、炭素数1〜4がさらに好ましい。また、該ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
As the aryl group of R 32 , one hydrogen atom is removed from an aromatic hydrocarbon ring such as a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a naphthyl group, an anthracyl group, a phenanthryl group, or the like. And a heteroaryl group in which a part of carbon atoms constituting the ring of these groups is substituted with a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. Among these, a fluorenyl group is preferable.
The aryl group represented by R 32 may have a substituent such as an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group, or an alkoxy group. The alkyl group or halogenated alkyl group in the substituent preferably has 1 to 8 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms. The halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group.

33の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜6が最も好ましい。
33としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましく、部分的にフッ素化されたアルキル基が最も好ましい。
33におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上フッ素化されていることが、発生する酸の強度が高まるため好ましい。最も好ましくは、水素原子が100%フッ素置換された完全フッ素化アルキル基である。
The alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 33 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 6 carbon atoms.
R 33 is preferably a halogenated alkyl group, more preferably a fluorinated alkyl group, and most preferably a partially fluorinated alkyl group.
The fluorinated alkyl group in R 33 preferably has 50% or more of the hydrogen atom of the alkyl group, more preferably 70% or more, and even more preferably 90% or more. This is preferable because the strength of the acid is increased. Most preferably, it is a fully fluorinated alkyl group in which a hydrogen atom is 100% fluorine-substituted.

前記一般式(B−3)において、R34の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基としては、上記R31の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
35の2または3価の芳香族炭化水素基としては、上記R32のアリール基からさらに1または2個の水素原子を除いた基が挙げられる。
36の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基としては、上記R33の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
pは好ましくは2である。
In the general formula (B-3), the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 34 is the same as the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 31. Is mentioned.
Examples of the divalent or trivalent aromatic hydrocarbon group for R 35 include groups obtained by further removing one or two hydrogen atoms from the aryl group for R 32 .
Examples of the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 36 include the same alkyl groups or halogenated alkyl groups as those having no substituent for R 33 .
p is preferably 2.

オキシムスルホネート系酸発生剤の具体例としては、α‐(p‐トルエンスルホニルオキシイミノ)‐ベンジルシアニド、α‐(p‐クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐ベンジルシアニド、α‐(4‐ニトロベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐ベンジルシアニド、α‐(4‐ニトロ‐2‐トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐ベンジルシアニド、α‐(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐4‐クロロベンジルシアニド、α‐(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐2,4‐ジクロロベンジルシアニド、α‐(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐2,6‐ジクロロベンジルシアニド、α‐(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐4‐メトキシベンジルシアニド、α‐(2‐クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐4‐メトキシベンジルシアニド、α‐(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐チエン‐2‐イルアセトニトリル、α‐(4‐ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐ベンジルシアニド、α‐[(p‐トルエンスルホニルオキシイミノ)‐4‐メトキシフェニル]アセトニトリル、α‐[(ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐4‐メトキシフェニル]アセトニトリル、α‐(トシルオキシイミノ)‐4‐チエニルシアニド、α‐(メチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロペンテニルアセトニトリル、α‐(メチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロヘキセニルアセトニトリル、α‐(メチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロヘプテニルアセトニトリル、α‐(メチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロオクテニルアセトニトリル、α‐(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロペンテニルアセトニトリル、α‐(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)‐シクロヘキシルアセトニトリル、α‐(エチルスルホニルオキシイミノ)‐エチルアセトニトリル、α‐(プロピルスルホニルオキシイミノ)‐プロピルアセトニトリル、α‐(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)‐シクロペンチルアセトニトリル、α‐(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)‐シクロヘキシルアセトニトリル、α‐(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロペンテニルアセトニトリル、α‐(エチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロペンテニルアセトニトリル、α‐(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロペンテニルアセトニトリル、α‐(n‐ブチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロペンテニルアセトニトリル、α‐(エチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロヘキセニルアセトニトリル、α‐(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロヘキセニルアセトニトリル、α‐(n‐ブチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−p−メチルフェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−ブロモフェニルアセトニトリルなどが挙げられる。
また、下記化学式で表される化合物が挙げられる。
Specific examples of oxime sulfonate acid generators include α- (p-toluenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (p-chlorobenzenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (4-nitrobenzenesulfonyloxy). Imino) -benzylcyanide, α- (4-nitro-2-trifluoromethylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-chlorobenzylcyanide, α- (benzenesulfonyl) Oxyimino) -2,4-dichlorobenzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -2,6-dichlorobenzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-methoxybenzylcyanide, α- ( 2-Chlorobenzenesulfonyloxyimino) 4-methoxybenzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -thien-2-ylacetonitrile, α- (4-dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α-[(p-toluenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α-[(dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α- (tosyloxyimino) -4-thienyl cyanide, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclo Pentenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cycloheptenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclooctene Acetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -ethylacetonitrile, α- (propyl Sulfonyloxyimino) -propylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclopentylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- ( Ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cyclope Nthenyl acetonitrile, α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile , Α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (trifluoro Methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -p- Butoxy phenylacetonitrile, alpha-(propylsulfonyl oxyimino)-p-methylphenyl acetonitrile, alpha-like (methylsulfonyloxyimino)-p-bromophenyl acetonitrile.
Moreover, the compound represented by the following chemical formula is mentioned.

Figure 2006162796
Figure 2006162796

また、前記一般式(B−2)または(B−3)で表される化合物のうち、好ましい化合物の例を下記に示す。   Moreover, the example of a preferable compound is shown below among the compounds represented by the said general formula (B-2) or (B-3).

Figure 2006162796
Figure 2006162796

Figure 2006162796
Figure 2006162796

上記例示化合物の中でも、下記の3つの化合物が好ましい。   Among the above exemplified compounds, the following three compounds are preferable.

Figure 2006162796
Figure 2006162796

Figure 2006162796
Figure 2006162796

Figure 2006162796
Figure 2006162796

ジアゾメタン系酸発生剤のうち、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類の具体例としては、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。
また、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類としては、例えば、以下に示す構造をもつ1,3−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン(化合物A)、1,4−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ブタン(化合物B)、1,6−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン(化合物C)、1,10−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカン(化合物D)、1,2−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)エタン(化合物E)、1,3−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン(化合物F)、1,6−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン(化合物G)、1,10−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカン(化合物H)などを挙げることができる。
Among diazomethane acid generators, specific examples of bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes include bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane, Examples include bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, and the like.
Examples of poly (bissulfonyl) diazomethanes include 1,3-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) propane (compound A) and 1,4-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) having the following structure. Butane (compound B), 1,6-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane (compound C), 1,10-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) decane (compound D), 1,2-bis (cyclohexylsulfonyl) Diazomethylsulfonyl) ethane (compound E), 1,3-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) propane (compound F), 1,6-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane (compound G), 1,10- Bis (cyclohex Le diazomethylsulfonyl) decane (compound H) and the like.

Figure 2006162796
Figure 2006162796

中でも、(B)成分として、フッ素化アルキルスルホン酸イオンをアニオンとするオニウム塩系酸発生剤、およびオキシムスルホネート系酸発生剤からなる群から選択される少なくとも1種を含有することが好ましく、フッ素化アルキルスルホン酸イオンをアニオンとするオニウム塩系酸発生剤とオキシムスルホネート系酸発生剤の両方を含有することがより好ましい。これにより、高解像性を達成することができる。   Among them, the component (B) preferably contains at least one selected from the group consisting of an onium salt acid generator having a fluorinated alkyl sulfonate ion as an anion and an oxime sulfonate acid generator. It is more preferable to contain both an onium salt-based acid generator and an oxime sulfonate-based acid generator having an alkylsulfonate ion as an anion. Thereby, high resolution can be achieved.

(B)成分としては、これらの酸発生剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のポジ型レジスト組成物における(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、0.5〜30質量部、好ましくは1〜10質量部とされる。上記範囲とすることでパターン形成が十分に行われる。また、均一な溶液が得られ、保存安定性が良好となるため好ましい。
(B) As a component, these acid generators may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Content of (B) component in the positive resist composition of this invention is 0.5-30 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component, Preferably it is 1-10 mass parts. By setting it within the above range, pattern formation is sufficiently performed. Moreover, since a uniform solution is obtained and storage stability becomes favorable, it is preferable.

本発明のポジ型レジスト組成物は、(A)成分、(B)成分、および後述する任意の成分を有機溶剤に溶解させて製造することができる。
有機溶剤としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
例えば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類や、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソアミルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコール、またはジプロピレングリコールモノアセテートのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテルまたはモノフェニルエーテルなどの多価アルコール類およびその誘導体や、ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類などを挙げることができる。
これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
また、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)と極性溶剤とを混合した混合溶媒は好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2の範囲内とすることが好ましい。
より具体的には、極性溶剤としてELを配合する場合は、PGMEA:ELの質量比が好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2であると好ましい。
また、有機溶剤として、その他には、PGMEA及びELの中から選ばれる少なくとも1種とγ−ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者の質量比が好ましくは70:30〜95:5とされる。
有機溶剤の使用量は特に限定しないが、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定されるものであるが、一般的にはレジスト組成物の固形分濃度2〜20質量%、好ましくは5〜15質量%の範囲内となる様に用いられる。
The positive resist composition of the present invention can be produced by dissolving the component (A), the component (B), and any component described later in an organic solvent.
Any organic solvent may be used as long as it can dissolve each component to be used to form a uniform solution, and one or two kinds of conventionally known solvents for chemically amplified resists can be used. These can be appropriately selected and used.
For example, lactones such as γ-butyrolactone, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl isoamyl ketone, 2-heptanone, ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol, propylene glycol monoacetate Polyhydric alcohols such as dipropylene glycol or dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether and derivatives thereof, cyclic ethers such as dioxane, Methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, pyruvate Le, methyl methoxypropionate, esters such as ethyl ethoxypropionate can be exemplified.
These organic solvents may be used independently and may be used as 2 or more types of mixed solvents.
A mixed solvent obtained by mixing propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and a polar solvent is preferable. The blending ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility between PGMEA and the polar solvent, preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. It is preferable to be within the range.
More specifically, when EL is blended as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: EL is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2.
In addition, as the organic solvent, a mixed solvent of at least one selected from PGMEA and EL and γ-butyrolactone is also preferable. In this case, the mixing ratio of the former and the latter is preferably 70:30 to 95: 5.
Although the amount of the organic solvent used is not particularly limited, it is a concentration that can be applied to a substrate and the like, and is appropriately set according to the coating film thickness. In general, the solid content concentration of the resist composition is 2 to 20 mass. %, Preferably 5-15% by mass.

本発明のポジ型レジスト組成物には、レジストパターン形状、引き置き経時安定性などを向上させるために、さらに任意の成分として、含窒素有機化合物(D)(以下、(D)成分という)を配合させることができる。
この(D)成分は、既に多種多様なものが提案されているので、公知のものから任意に用いれば良く、例えば、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン等のモノアルキルアミン;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジアルキルアミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デカニルアミン、トリ−n−ドデシルアミン等のトリアルキルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジ−n−オクタノールアミン、トリ−n−オクタノールアミン等のアルキルアルコールアミンが挙げらる。これらの中でも、特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンが好ましく、炭素数5〜10のトリアルキルアミンがさらに好ましく、トリ−n−オクチルアミンが最も好ましい。
これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
In the positive resist composition of the present invention, a nitrogen-containing organic compound (D) (hereinafter referred to as “component (D)”) is further added as an optional component in order to improve the resist pattern shape, stability over time and the like. Can be blended.
Since a wide variety of components (D) have already been proposed, any known one may be used. For example, n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, monoalkylamines such as n-decylamine; dialkylamines such as diethylamine, di-n-propylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, dicyclohexylamine; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, Tri-n-butylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decanylamine, tri-n- Trialkylamines such as dodecylamine; diethanolamine, trieta Ruamin, diisopropanolamine, triisopropanolamine, di -n- octanol amine, alkyl alcohol amines tri -n- octanol amine is Ageraru. Among these, a secondary aliphatic amine and a tertiary aliphatic amine are particularly preferable, a trialkylamine having 5 to 10 carbon atoms is more preferable, and tri-n-octylamine is most preferable.
These may be used alone or in combination of two or more.
(D) component is normally used in 0.01-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component.

また、本発明のポジ型レジスト組成物には、前記(D)成分の配合による感度劣化の防止、またレジストパターン形状、引き置き安定性等の向上の目的で、さらに任意の成分として、有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体(E)(以下、(E)成分という)を含有させることができる。なお、(D)成分と(E)成分は併用することもできるし、いずれか1種を用いることもできる。
有機カルボン酸としては、例えば、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。
リンのオキソ酸若しくはその誘導体としては、リン酸、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステルなどのリン酸又はそれらのエステルのような誘導体、ホスホン酸、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸−ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステルなどのホスホン酸及びそれらのエステルのような誘導体、ホスフィン酸、フェニルホスフィン酸などのホスフィン酸及びそれらのエステルのような誘導体が挙げられ、これらの中で特にホスホン酸が好ましい。
(E)成分は、(A)成分100質量部当り0.01〜5.0質量部の割合で用いられる。
In addition, the positive resist composition of the present invention includes an organic carboxylic acid as an optional component for the purpose of preventing sensitivity deterioration due to the blending of the component (D), and improving the resist pattern shape, retention stability, and the like. Acid or phosphorus oxo acid or its derivative (E) (hereinafter referred to as component (E)) can be contained. In addition, (D) component and (E) component can also be used together, and any 1 type can also be used.
As the organic carboxylic acid, for example, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are suitable.
Phosphorus oxoacids or derivatives thereof include phosphoric acid, phosphoric acid di-n-butyl ester, phosphoric acid diphenyl ester and other phosphoric acid or derivatives thereof such as phosphonic acid, phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid- Like phosphonic acids such as di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, phosphonic acid dibenzyl ester and derivatives thereof, phosphinic acids such as phosphinic acid, phenylphosphinic acid and their esters Among these, phosphonic acid is particularly preferable.
(E) A component is used in the ratio of 0.01-5.0 mass parts per 100 mass parts of (A) component.

本発明のポジ型レジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料などを適宜、添加含有させることができる。   The positive resist composition of the present invention may further contain miscible additives as desired, for example, an additional resin for improving the performance of the resist film, a surfactant for improving coating properties, a dissolution inhibitor, Plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents, dyes, and the like can be added and contained as appropriate.

本発明のポジ型レジスト組成物は、上述のように、寸法制御性に優れたものである。これは、本発明のポジ型レジスト組成物が、真空中においてその性能が変化しにくいレジスト膜、すなわち真空中での安定性の高いレジスト膜を形成できるためである。すなわち、従来、フォトマスク製造においては、レジスト膜の露光は、通常、真空中(例えば1×10−7〜1×10−5Pa)で、電子線による直接描画により行われている。しかし、電子線の直接描画による露光においては、パターンの微細化に伴って、描画を開始してから終了する迄に長い時間(たとえば12〜24時間程度)がかかる。そのため、同一基板面内でも、最初に露光した部分と最後に露光した部分とでは、露光から露光後加熱(PEB)や現像を行うまでの時間が異なってしまう。そして、従来は、レジスト膜の真空中での安定性が低く、経時的な性能変化が大きいため、レジストの性能に差が生じ、最初に露光した部分のパターン寸法と、最後に露光した部分のパターン寸法とが異なってしまい、結果、寸法制御性が低下していたと推測される。これに対し、本発明のポジ型レジスト組成物は、真空中での安定性が高く、性能の経時変化が小さいため、寸法制御性が良好であると考えられる。
さらに、本発明のポジ型レジスト組成物は、基板の影響を受けにくく、どのような基板を用いた場合でも、たとえばシリコン基板上や反射防止膜上等においても、矩形のパターンを形成できる。
As described above, the positive resist composition of the present invention is excellent in dimensional controllability. This is because the positive resist composition of the present invention can form a resist film whose performance is not easily changed in vacuum, that is, a resist film having high stability in vacuum. That is, conventionally, in the production of a photomask, exposure of a resist film is usually performed by direct writing with an electron beam in a vacuum (for example, 1 × 10 −7 to 1 × 10 −5 Pa). However, in exposure by direct drawing of an electron beam, it takes a long time (for example, about 12 to 24 hours) from the start to the end of drawing as the pattern becomes finer. Therefore, even within the same substrate surface, the time from exposure to post-exposure heating (PEB) and development differs between the first exposed portion and the last exposed portion. Conventionally, since the resist film has low stability in vacuum and the performance change over time is large, there is a difference in resist performance, and the pattern size of the first exposed part and the last exposed part of the pattern are different. It is presumed that the dimensional controllability was lowered as a result of the difference in pattern dimensions. On the other hand, the positive resist composition of the present invention is considered to have good dimensional controllability because of high stability in vacuum and small change in performance over time.
Furthermore, the positive resist composition of the present invention is not easily affected by the substrate, and a rectangular pattern can be formed on any substrate, for example, on a silicon substrate or an antireflection film.

<レジストパターン形成方法>
本発明のレジストパターン形成方法は例えば以下の様にして行うことができる。
すなわち、まずシリコンウェーハのような基板上に、上記ポジ型レジスト組成物をスピンナーなどで塗布し、80〜150℃の温度条件下、プレベークを40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施し、これに例えば電子線描画装置などにより、電子線やその他遠紫外線等を所望のマスクパターンを介してまたは介さずに選択的に露光する。すなわちマスクパターンを介して露光する、またはマスクパターンを介さずに電子線を直接照射して描画した後、80〜150℃の温度条件下、PEB(露光後加熱)を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施す。次いでこれをアルカリ現像液、例えば0.1〜10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液を用いて現像処理する。このようにして、マスクパターンに忠実なレジストパターンを得ることができる。
なお、基板とレジスト組成物の塗布層との間には、有機系または無機系の反射防止膜を設けることもできる。
<Resist pattern formation method>
The resist pattern forming method of the present invention can be performed, for example, as follows.
That is, first, the positive resist composition is applied onto a substrate such as a silicon wafer with a spinner and prebaked for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds under a temperature condition of 80 to 150 ° C. Further, for example, an electron beam or other far ultraviolet rays are selectively exposed with or without a desired mask pattern by an electron beam drawing apparatus or the like. That is, after exposing through a mask pattern or drawing by direct irradiation with an electron beam without passing through a mask pattern, PEB (post-exposure heating) is performed for 40 to 120 seconds under a temperature condition of 80 to 150 ° C., preferably Apply for 60-90 seconds. Next, this is developed using an alkali developer, for example, an aqueous solution of 0.1 to 10% by mass of tetramethylammonium hydroxide (TMAH). In this way, a resist pattern faithful to the mask pattern can be obtained.
An organic or inorganic antireflection film can be provided between the substrate and the coating layer of the resist composition.

露光に用いる上記電子線やその他遠紫外線等の波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、電子線、X線、軟X線などの放射線を用いて行うことができる。
本発明のポジ型レジスト組成物は、真空下での安定性が高いことから、真空下での露光工程を含むレジストパターン形成に好適に用いることができ、EUV(極紫外線)または電子線用として好ましく、特に電子線用として好適である。
The wavelength of the electron beam or other far ultraviolet rays used for exposure is not particularly limited, and ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), electron beam, X-ray, It can be performed using radiation such as soft X-rays.
Since the positive resist composition of the present invention has high stability under vacuum, it can be suitably used for resist pattern formation including an exposure step under vacuum, and for EUV (extreme ultraviolet) or electron beam use. Particularly preferred for an electron beam.

以下本発明の実施例を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例1〜4、比較例1、実施例5〜8、比較例2
下記表1に示す(A)成分100質量部と、(B)成分として8質量部のα−(メチルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリルと、(D)成分として0.96質量部のトリ−n−オクチルアミンと、(E)成分として0.364質量部のサリチル酸と、0.05質量部の界面活性剤「XR−08」(商品名、大日本インキ化学工業社製)とを、1150質量部のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解してポジ型レジスト組成物溶液を調整した。
Examples of the present invention will be described below, but the scope of the present invention is not limited to these examples.
Examples 1-4, Comparative Example 1, Examples 5-8, Comparative Example 2
100 parts by mass of component (A) shown in Table 1 below, 8 parts by mass of α- (methyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile as component (B), and 0.96 parts by mass of trimethyl as component (D) -N-octylamine, 0.364 parts by weight of salicylic acid as component (E), and 0.05 parts by weight of surfactant “XR-08” (trade name, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) A positive resist composition solution was prepared by dissolving in 1150 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate.

得られたポジ型レジスト組成物溶液を、ヘキサメチルジシラザン処理を施した8インチシリコン基板上に、下記表1に示すレジスト膜厚となるよう均一に塗布し、110℃にて90秒間のベーク処理(PAB)を行って成膜した。その基板を、電子線描画機(日立製HL−800D、70kV加速電圧)にて描画を行った後、110℃にて90秒間のベーク処理(PEB)を行い、2.38質量%TMAH水溶液で23℃で60秒間現像し、純水にて30秒リンスし、振り切り乾燥を行った後、100℃にて60秒間ポストベーク処理を行い、ライン幅200nmのラインアンドスペース(ライン幅/スペース幅=1/1)をターゲットとするレジストパターン(以下、200nmのレジストパターンという)を形成した。
得られたレジストパターンを走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、200nmのレジストパターンが形成される最適露光量における限界解像度(nm)を求めた。その結果を「解像性」として表2に示す。
The obtained positive resist composition solution was uniformly applied on an 8-inch silicon substrate subjected to hexamethyldisilazane treatment so as to have the resist film thickness shown in Table 1 below, and baked at 110 ° C. for 90 seconds. The film was formed by performing the treatment (PAB). The substrate was drawn with an electron beam drawing machine (Hitachi HL-800D, 70 kV acceleration voltage) and then baked (PEB) at 110 ° C. for 90 seconds, with a 2.38 mass% TMAH aqueous solution. After developing at 23 ° C. for 60 seconds, rinsing with pure water for 30 seconds, performing shake-off drying, post-baking treatment is performed at 100 ° C. for 60 seconds, and a line and space with a line width of 200 nm (line width / space width = A resist pattern (hereinafter, referred to as a 200 nm resist pattern) targeting 1/1) was formed.
The obtained resist pattern was observed with a scanning electron microscope (SEM), and the limit resolution (nm) at the optimum exposure amount at which a 200 nm resist pattern was formed was determined. The results are shown in Table 2 as “resolution”.

また、上記で得られたポジ型レジスト組成物溶液を8インチシリコン基板上に、レジスト膜厚300nmとなるよう塗布し、110℃にて90秒間のPABを行って成膜した後、該基板を電子線描画装置(日立製HL−800D、70kV加速電圧)内に0時間から最大24時間引き置き、2時間おきに同一露光量で描画を行った後、2.38質量%TMAH水溶液で23℃で60秒間現像し、純水にて30秒リンスし、振り切り乾燥を行った後、100℃にて60秒間ポストベーク処理を行った。これにより、同一基板上に、描画装置内に引き置いた時間が異なる複数の200nmのレジストパターンが形成された。描画装置内の圧力は1.8×10−5Paであった。
得られた200nmのレジストパターンについて、寸法変化量を下記のようにして算出した。その結果を表2に示す。
寸法変化量(nm)=変化量が最も大きいライン幅−200nm(形成されたレジストパターンのうち、ラインパターンの最も太い部分のライン幅から200nmを減じた値と、最も細い部分のライン幅から200nmを減じた値とを比較して、その絶対値が大きい方の値)
表2中、+の値はパターンが太くなっていることを示し、−の値はパターンが細くなっていることを示す。
Further, the positive resist composition solution obtained above was applied on an 8-inch silicon substrate so as to have a resist film thickness of 300 nm, and was subjected to PAB at 110 ° C. for 90 seconds to form a film. In the electron beam drawing apparatus (Hitachi HL-800D, 70 kV acceleration voltage), the drawing is performed at the same exposure amount every 2 hours after being drawn for 24 hours at maximum, and then 23 ° C. with 2.38 mass% TMAH aqueous solution. The film was developed for 60 seconds, rinsed with pure water for 30 seconds, shaken and dried, and then post-baked at 100 ° C. for 60 seconds. As a result, a plurality of 200 nm resist patterns having different times of leaving in the drawing apparatus were formed on the same substrate. The pressure in the drawing apparatus was 1.8 × 10 −5 Pa.
With respect to the obtained resist pattern of 200 nm, the dimensional change was calculated as follows. The results are shown in Table 2.
Dimensional change amount (nm) = line width having the largest change amount−200 nm (of the formed resist pattern, the value obtained by subtracting 200 nm from the line width of the thickest part of the line pattern and 200 nm from the line width of the thinnest part) The value with the larger absolute value)
In Table 2, a value of + indicates that the pattern is thick, and a value of-indicates that the pattern is thin.

Figure 2006162796
Figure 2006162796

Figure 2006162796
[式中、a:b:c:d(モル比)=58:17:22:3(モル比)であり、Evは1−エトキシエチル基を表す。Mw=12000、Mw/Mn=1.7]
Figure 2006162796
[Wherein, a 1 : b 1 : c 1 : d 1 (molar ratio) = 58: 17: 22: 3 (molar ratio), and Ev represents a 1-ethoxyethyl group. Mw = 12000, Mw / Mn = 1.7]

Figure 2006162796
[式中、a:b:c:d(モル比)=57:17:23:3であり、Evは1−エトキシエチル基を表す。Mw=10000、Mw/Mn=1.5]
Figure 2006162796
[Wherein, a 2 : b 2 : c 2 : d 2 (molar ratio) = 57: 17: 23: 3, and Ev represents a 1-ethoxyethyl group. Mw = 10000, Mw / Mn = 1.5]

Figure 2006162796
[式中、m:n(モル比)=56:44である。Mw=12400、Mw/Mn=1.2]
Figure 2006162796
[Wherein, m: n (molar ratio) = 56: 44. Mw = 12400, Mw / Mn = 1.2]

Figure 2006162796
Figure 2006162796

上記結果に示すように、実施例1〜7においては、いずれも解像性が70nmであり、寸法変化量も小さかった。また、実施例8は、解像性が80nmと充分に高いものであり、寸法変化量も非常に小さかった。このことから、実施例1〜8のポジ型レジスト組成物の寸法制御性が、真空中での安定性に優れたものであったことが確認できた。なかでも、樹脂1または樹脂2と、樹脂5とを、20/80〜70/30(質量比)の範囲内の比率で用いた実施例2〜4および実施例6〜8は特に結果が良好であった。
一方、比較例1〜2のポジ型レジスト組成物は、解像性は高かったものの、寸法変化量が大きく、真空中での安定性が低かった。

As shown in the above results, in each of Examples 1 to 7, the resolution was 70 nm and the dimensional change was small. In Example 8, the resolution was sufficiently high as 80 nm, and the dimensional change was very small. From this, it was confirmed that the dimensional controllability of the positive resist compositions of Examples 1 to 8 was excellent in stability in vacuum. Among them, Examples 2 to 4 and Examples 6 to 8 in which the resin 1 or the resin 2 and the resin 5 are used in a ratio within the range of 20/80 to 70/30 (mass ratio) have particularly good results. Met.
On the other hand, although the positive resist compositions of Comparative Examples 1 and 2 had high resolution, the dimensional change was large and the stability in vacuum was low.

Claims (9)

アルカリ可溶性の構成単位(a1)と、酸解離性溶解抑制基を有する構成単位(a2)とを有し、酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含むポジ型レジスト組成物であって、
前記構成単位(a1)が、(α−メチル)ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位(a11)と、アルコール性水酸基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a12)とを有し、
前記構成単位(a2)が、前記構成単位(a11)の水酸基の水素原子が酸解離性溶解抑制基で置換されてなる構成単位(a21)および/または前記構成単位(a12)のアルコール性水酸基の水素原子が酸解離性溶解抑制基で置換されてなる構成単位(a22)を有し、かつ前記酸解離性溶解抑制基が下記一般式(II)
Figure 2006162796
[式中、Xは脂肪族環式基、芳香族環式炭化水素基または炭素数1〜5のアルキル基を表し、Rは炭素数1〜5のアルキル基を表し、もしくはXおよびRがそれぞれ独立に炭素数1〜5のアルキレン基であってXの末端とRの末端とが結合していてもよく、Rは炭素数1〜5のアルキル基または水素原子を表す。]
で表される酸解離性溶解抑制基(II)と、鎖状第3級アルコキシカルボニル基、鎖状第3級アルキル基、および鎖状第3級アルコキシカルボニルアルキル基からなる群から選択される少なくとも1種である酸解離性溶解抑制基(III)とを含むことを特徴とするポジ型レジスト組成物。
A resin component (A) having an alkali-soluble structural unit (a1) and a structural unit (a2) having an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and increased in alkali solubility by the action of an acid, and generates an acid upon exposure. A positive resist composition comprising an acid generator component (B),
The structural unit (a1) is a structural unit (a11) derived from (α-methyl) hydroxystyrene, and a structural unit (a12) derived from an (α-lower alkyl) acrylic acid ester having an alcoholic hydroxyl group; Have
In the structural unit (a2), the hydrogen atom of the hydroxyl group of the structural unit (a11) is substituted with an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and / or the alcoholic hydroxyl group of the structural unit (a12). It has a structural unit (a22) in which a hydrogen atom is substituted with an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and the acid dissociable, dissolution inhibiting group has the following general formula (II)
Figure 2006162796
[Wherein, X represents an aliphatic cyclic group, an aromatic cyclic hydrocarbon group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 1 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or X and R 1 Each independently represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and the end of X and the end of R 1 may be bonded to each other, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a hydrogen atom. ]
At least selected from the group consisting of an acid dissociable, dissolution inhibiting group (II) represented by: a chain tertiary alkoxycarbonyl group, a chain tertiary alkyl group, and a chain tertiary alkoxycarbonylalkyl group A positive resist composition comprising one type of acid dissociable, dissolution inhibiting group (III).
前記構成単位(a12)が、アルコール性水酸基を有する脂肪族多環式基含有(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位である請求項1記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 1, wherein the structural unit (a12) is a structural unit derived from an aliphatic polycyclic group-containing (α-lower alkyl) acrylate ester having an alcoholic hydroxyl group. 前記酸解離性溶解抑制基(II)が、下記一般式(II−1)
Figure 2006162796
[式中、Yは脂肪族環式基、芳香族環式炭化水素基、または炭素数1〜5のアルキル基を表し、Rは炭素数1〜5のアルキル基を表す。]
で表される酸解離性溶解抑制基である請求項1または2記載のポジ型レジスト組成物。
The acid dissociable, dissolution inhibiting group (II) is represented by the following general formula (II-1)
Figure 2006162796
[Wherein, Y represents an aliphatic cyclic group, an aromatic cyclic hydrocarbon group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 1 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. ]
The positive resist composition according to claim 1, which is an acid dissociable, dissolution inhibiting group represented by the formula:
前記酸解離性溶解抑制基(III)が、鎖状第3級アルコキシカルボニル基である請求項1〜3のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the acid dissociable, dissolution inhibiting group (III) is a chain-like tertiary alkoxycarbonyl group. 前記樹脂成分(A)が、前記構成単位(a11)と、前記構成単位(a12)と、前記前記構成単位(a21)および/または前記構成単位(a22)とを有し、かつ酸解離性溶解抑制基として前記酸解離性溶解抑制基(II)を有しかつ前記酸解離性溶解抑制基(III)を有さない重合体(A1)と、
前記構成単位(a11)および前記構成単位(a21)を有し、前記構成単位(a12)および前記構成単位(a22)を有さず、かつ酸解離性溶解抑制基として前記酸解離性溶解抑制基(III)を有しかつ前記酸解離性溶解抑制基(II)を有さない重合体(A2)とを含有する請求項1〜4のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
The resin component (A) has the structural unit (a11), the structural unit (a12), the structural unit (a21) and / or the structural unit (a22), and has an acid dissociable dissolution A polymer (A1) having the acid dissociable, dissolution inhibiting group (II) as an inhibiting group and not having the acid dissociable, dissolution inhibiting group (III);
It has the structural unit (a11) and the structural unit (a21), does not have the structural unit (a12) and the structural unit (a22), and the acid dissociable dissolution inhibiting group as an acid dissociable dissolution inhibiting group The positive resist composition according to any one of claims 1 to 4, comprising a polymer (A2) having (III) and not having the acid dissociable, dissolution inhibiting group (II).
前記重合体(A1)と前記重合体(A2)との含有量の比(質量比)が、10/90〜90/10の範囲内である請求項5記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 5, wherein the content ratio (mass ratio) of the polymer (A1) and the polymer (A2) is in the range of 10/90 to 90/10. 前記重合体(A2)を構成する全構成単位の合計に対する前記構成単位(a21)の割合が30〜50モル%である請求項5または6記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 5 or 6, wherein a proportion of the structural unit (a21) with respect to a total of all the structural units constituting the polymer (A2) is 30 to 50 mol%. さらに含窒素有機化合物(D)を含む請求項1〜7のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。   Furthermore, the positive resist composition as described in any one of Claims 1-7 containing a nitrogen-containing organic compound (D). 請求項1〜8のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を選択的に露光する工程、前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法。

A step of forming a resist film on a substrate using the positive resist composition according to claim 1, a step of selectively exposing the resist film, and alkali developing the resist film. A resist pattern forming method including a step of forming a resist pattern.

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