JP2006322988A - Radiation-sensitive resin composition - Google Patents

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Satoru Nishiyama
覚 西山
Toshiyuki Kai
敏之 甲斐
Shinji Matsumura
信司 松村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a preferable radiation-sensitive resin composition for minute pattern formation due to an electron ray and an extreme ultraviolet ray. <P>SOLUTION: The radiation-sensitive resin composition has the characteristics that a resolution in forming a pattern is 90 nm or less in a line and space pattern and 100 nm or less in an isolated line pattern, and includes an acid forming agent having a structure of the following formula (1), and an acid dissociation group contained resin being an alkali insoluble or hardly soluble resin having an acid dissociation group and being alkali soluble by dissociating the acid dissociation group. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は微細加工に好適な感放射線性樹脂組成物に関する。特に電子線(以下、EBと略称する)、極紫外線(以下、EUVと略称する)による微細パターン形成に好適な感放射線性樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a radiation sensitive resin composition suitable for fine processing. In particular, the present invention relates to a radiation-sensitive resin composition suitable for forming a fine pattern using an electron beam (hereinafter abbreviated as EB) or extreme ultraviolet rays (hereinafter abbreviated as EUV).

集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野においては、集積回路のより高い集積度を得るために、リソグラフィにおけるデザインルールの微細化が急速に進行しており、微細加工を安定して行なうことができるリソグラフィプロセスの開発が強く推し進められている。しかしながら、従来のKrF、ArFエキシマレーザーを用いる方法では100nm以下の微細パターンを高精度に形成することが困難であるため、EB、EUVを使用する方法が提案されている。   In the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements, in order to obtain a higher degree of integration of integrated circuits, miniaturization of design rules in lithography is progressing rapidly, and microfabrication is performed stably. The development of lithography processes that can do this is strongly promoted. However, since it is difficult to form a fine pattern of 100 nm or less with high accuracy by the conventional method using KrF or ArF excimer laser, a method using EB or EUV has been proposed.

このような超微細加工に使用される電子線または極紫外線用ポジ型レジスト材として用いられる感放射線性樹脂組成物として、以下の各種が提案されている。
(1)PMMA(ポリメチルメタクリレート)等のメタクリル系主鎖切断型感放射線性樹脂組成物:
解像度には優れるが、エッチング耐性、感度に問題があり実用化は困難である。解像度と感度のバランスに優れるポリt−ブチルα−クロロメチルスチレン(特許文献1参照)、樹脂末端に電子線により切断され易い原子(N、O、S)を導入した特許出願(特許文献2参照)がされている。しかし感度の改良は認められるが感度、エッチング耐性共実用レベルには至っていない。
(2)酸解離性官能基で部分的に保護されたポリヒドロキシスチレン系樹脂(KrFエキシマ用樹脂)およびノボラック(i線用樹脂)と酸発生剤を有する化学増幅型感放射線性樹脂組成物:
感度、解像度、エッチング耐性のバランスに優れ、部分アセタール保護ポリヒドロキシスチレン樹脂+酸発生剤(特許文献3参照)、各種酸解離性部分保護ポリヒドロキシスチレン樹脂+フッ素含有芳香族スルホン酸発生オニウム塩+フッ素系またはシリコン系界面活性剤(特許文献4参照)、カチオン部の置換基として少なくとも1つの電子吸引基(F、シアノ基、ニトロ基)を有するオニウム塩(特許文献5参照)、ジスルホニル基を有する樹脂(特許文献6参照)、N−オキシイミドスルホニル基を有する樹脂(特許文献7参照)等各種特許が出願されている。しかし、微細なパターン形成時の膜面荒れ(以下ラフネスと記す)、感度、解像度で実用レベルには至っていない。
(3)また、酸発生剤として、トリフェニルスルホニウム1,1,2,2−テトラフルオロ−2−(ノルボルナン−2−イル)エタンスルホネート(特許文献8参照)、トリフェニルスルホニウム1,1−ジフルオロ−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エタンスルホネート(特許文献9参照)は既に知られている。しかしEB、EUVを用いるポジ型感感放射線性樹脂組成物において、近年のより微細化された感度、解像度に対しては十分となり得ないという問題がある。
Various types of radiation-sensitive resin compositions used as such positive resist materials for electron beams or extreme ultraviolet rays used in such ultrafine processing have been proposed.
(1) A methacrylic main chain-cutting radiation sensitive resin composition such as PMMA (polymethyl methacrylate):
Although the resolution is excellent, there are problems in etching resistance and sensitivity, and it is difficult to put it to practical use. Poly t-butyl α-chloromethylstyrene (see Patent Document 1) having a good balance between resolution and sensitivity, and patent application (see Patent Document 2) in which atoms (N, O, S) that are easily cut by an electron beam are introduced at the resin terminal ) Has been. However, although improvement in sensitivity is recognized, sensitivity and etching resistance have not reached a practical level.
(2) Chemically amplified radiation-sensitive resin composition having a polyhydroxystyrene-based resin (resin for KrF excimer) and a novolak (resin for i-line) partially protected with an acid-dissociable functional group and an acid generator:
Excellent balance of sensitivity, resolution, and etching resistance, partially acetal protected polyhydroxystyrene resin + acid generator (see Patent Document 3), various acid dissociable partially protected polyhydroxystyrene resins + fluorine-containing aromatic sulfonic acid generated onium salt + Fluorine-based or silicon-based surfactant (see Patent Document 4), onium salt having at least one electron-withdrawing group (F, cyano group, nitro group) as a cation moiety substituent (see Patent Document 5), disulfonyl group Various patents have been filed, such as a resin having an N-oxyimide sulfonyl group (see Patent Document 7), and the like. However, the film surface roughness (hereinafter referred to as roughness), sensitivity, and resolution at the time of forming a fine pattern has not reached a practical level.
(3) As an acid generator, triphenylsulfonium 1,1,2,2-tetrafluoro-2- (norbornan-2-yl) ethanesulfonate (see Patent Document 8), triphenylsulfonium 1,1-difluoro 2- (Bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) ethanesulfonate (see Patent Document 9) is already known. However, the positive-type radiation-sensitive resin composition using EB or EUV has a problem that it cannot be sufficient for the recent finer sensitivity and resolution.

特開2000−147777号公報JP 2000-147777 A 特開平11−29612号公報JP 11-29612 A 特開平6−194842号公報JP-A-6-194842 特開2000−187330号公報JP 2000-187330 A 特開2001−075283号公報JP 2001-075283 A 特開2002−072483号公報JP 2002-072483 A 特開2002−107920号公報JP 2002-107920 A 特開2004‐117959号公報JP 2004-117959 A 国際公開 WO2004/078703号公報International Publication No. WO2004 / 078703

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、ラフネス、エッチング耐性、感度、解像度に優れ、微細パターンを高精度にかつ安定して形成することができるポジ型の感放射線性樹脂組成物の提供を目的とする。
また、本発明のさらなる目的は、電子線または極紫外線に有効に感応するEB、EUV用として好適な化学増幅型ポジ型の感放射線性樹脂組成物を提供することにある。
The present invention has been made to address the above problems, and is a positive radiation-sensitive resin composition that is excellent in roughness, etching resistance, sensitivity, resolution, and can form a fine pattern with high accuracy and stability. The purpose is to provide goods.
A further object of the present invention is to provide a chemically amplified positive radiation sensitive resin composition suitable for EB and EUV that is effectively sensitive to electron beams or extreme ultraviolet rays.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、パターン形成時における解像度がライン・アンド・スペースパターンで90nm以下かつ孤立ラインパターンで100nm以下の特性を有する感放射線性樹脂組成物であって、
該樹脂組成物は、下記式(1)の構造を有する酸発生剤と、酸解離性基を有するアルカリ不溶またはアルカリ難溶性の樹脂であり上記酸解離性基が解離することでアルカリ可溶性になる酸解離性基含有樹脂とを含むことを特徴とする。

Figure 2006322988
(式(1)において、R1は−R5、−COR6、−COOR6、−CON(R6)(R7)、−N(R6)(R7)、−N(R6)CO(R7)、−N(R6)COOR7、−N(COR6)(COR7)、−SR6、−SOR6、−SO26または−SO2(OR6)を表し、該R1が複数存在する場合それらは相互に同一でも異なってもよく、また該R1がノルボルナン構造中に含まれる場合それらは炭素原子と共に環を形成してもよく、また該R1が複数存在する場合何れか2つ以上のR1が相互に結合して環を形成してもよく、上記R5は置換もしくは非置換の炭素数1〜30の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基または置換もしくは非置換の原子数4〜30の1価のヘテロ環状有機基を表し、上記R6およびR7は相互に独立に水素原子、置換もしくは非置換の炭素数1〜30の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基または置換もしくは非置換の原子数4〜30の1価のヘテロ環状有機基を表し、
2、R3およびR4は相互に独立に水素原子または炭素数1〜30の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基を表し、
kは0以上の整数、nは0〜5の整数であり、Mは1価のオニウムカチオンを表す。)
また、本発明の感放射線性樹脂組成物は、電子線または140nm以下の波長を有する放射線照射によりアルカリ可溶性になることを特徴とする。 The radiation sensitive resin composition of the present invention is a radiation sensitive resin composition having a resolution of 90 nm or less in a line and space pattern and 100 nm or less in an isolated line pattern at the time of pattern formation,
The resin composition is an acid generator having a structure of the following formula (1) and an alkali-insoluble or hardly-alkali-soluble resin having an acid-dissociable group, and becomes alkali-soluble when the acid-dissociable group is dissociated. And an acid dissociable group-containing resin.
Figure 2006322988
(In the formula (1), R 1 -R 5, -COR 6, -COOR 6 , -CON (R 6) (R 7), - N (R 6) (R 7), - N (R 6) CO (R 7), - N (R 6) COOR 7, -N (COR 6) (COR 7), - SR 6, -SOR 6, represents -SO 2 R 6, or -SO 2 (oR 6), When a plurality of R 1 are present, they may be the same or different from each other, and when R 1 is contained in a norbornane structure, they may form a ring together with a carbon atom, and a plurality of R 1 may be present. When present, any two or more R 1 s may be bonded to each other to form a ring, and the R 5 is a substituted or unsubstituted 1 to 30 linear, branched or cyclic 1 carbon atom. A valent hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted monovalent heterocyclic group having 4 to 30 atoms. Represents a group, the R 6 and R 7 individually represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C 1-30 linear, branched or cyclic, monovalent hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted An aryl group having 6 to 30 carbon atoms or a substituted or unsubstituted monovalent heterocyclic organic group having 4 to 30 atoms;
R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms,
k is an integer of 0 or more, n is an integer of 0 to 5, and M + represents a monovalent onium cation. )
The radiation-sensitive resin composition of the present invention is characterized in that it becomes alkali-soluble by irradiation with an electron beam or radiation having a wavelength of 140 nm or less.

式(1)の構造を有する酸発生剤は、−SO3 基のα位の炭素原子に強い含フッ素系電子吸引基をもつため、発生するスルホン酸等の酸性度が高く、また沸点が十分高いためフォトリソグラフィ工程中で揮発し難く、かつレジスト被膜中での酸の拡散長も適度に短いという特性を有する。さらに、発生するスルホン酸中のフッ素含有量が高級パーフルオロアルカンスルホン酸に比べて少ないため、燃焼性が比較的高く、また人体蓄積性も低い。このため、式(1)の構造を有する酸発生剤を用いることにより、パターン形成時における解像度がライン・アンド・スペースパターンで90nm以下かつ孤立ラインパターンで100nm以下に、あるいは電子線または140nm以下の波長を有する放射線の照射によりアルカリ可溶性となる。 Since the acid generator having the structure of the formula (1) has a strong fluorine-containing electron withdrawing group at the α-position carbon atom of the —SO 3 group, the acidity of the generated sulfonic acid is high, and the boiling point is high. Since it is sufficiently high, it is difficult to volatilize during the photolithography process, and the acid diffusion length in the resist film is appropriately short. Further, since the fluorine content in the generated sulfonic acid is smaller than that of higher perfluoroalkanesulfonic acid, the combustibility is relatively high and the human body accumulation property is also low. For this reason, by using an acid generator having the structure of formula (1), the resolution at the time of pattern formation is 90 nm or less for a line-and-space pattern and 100 nm or less for an isolated line pattern, or an electron beam or 140 nm or less. It becomes alkali-soluble when irradiated with radiation having a wavelength.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
酸発生剤
式(1)において、R1は−R5、−COR6、−COOR6、−CON(R6)(R7)、−N(R6)(R7)、−N(R6)CO(R7)、−N(R6)COOR7、−N(COR6)(COR7)、−SR6、−SOR6、−SO26または−SO2(OR6)を表す。
ここで、R5は、置換もしくは非置換の炭素数1〜30の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基または置換もしくは非置換の原子数4〜30の1価のヘテロ環状有機基を表す。
また、上記R6およびR7は相互に独立に水素原子、置換もしくは非置換の炭素数1〜30の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基または置換もしくは非置換の原子数4〜30の1価のヘテロ環状有機基を表す。
5、R6およびR7の非置換の炭素数1〜30の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、i−ペンチル基、1,1−ジメチルプロピル基、1−メチルブチル基、1,1−ジメチルブチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、i−ヘキシル基、n−オクチル基、i−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4−t−ブチルシクロヘキシル基等のアルキル基や、シクロヘキセニル基、ノルボルネン骨格を有する基、ノルボルナン骨格を有する基、イソボルニル骨格を有する基、トリシクロデカン骨格を有する基、テトラシクロドデカン骨格を有する基、アダマンタン骨格を有する基等が挙げられる。
また、上記炭化水素基の置換基としては、例えば、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基や、ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子等のヘテロ原子を含む原子数1〜30の基等が挙げられる。なお、これらの置換基はさらに任意の置換基、例えば上記した置換基を1種以上有することができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
In the acid generating agent formula (1), R 1 -R 5, -COR 6, -COOR 6 , -CON (R 6) (R 7), - N (R 6) (R 7), - N (R 6) CO (R 7), - N (R 6) COOR 7, -N (COR 6) (COR 7), - SR 6, -SOR 6, -SO 2 R 6 or -SO 2 a (oR 6) To express.
Here, R 5 is a substituted or unsubstituted linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, An unsubstituted monovalent heterocyclic organic group having 4 to 30 atoms is represented.
R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C 1-30 linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted carbon number. Represents a 6-30 aryl group or a substituted or unsubstituted monovalent heterocyclic organic group having 4-30 atoms.
Examples of the unsubstituted linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms of R 5 , R 6 and R 7 include, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, i -Propyl group, n-butyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, t-butyl group, n-pentyl group, i-pentyl group, 1,1-dimethylpropyl group, 1-methylbutyl group, 1 , 1-dimethylbutyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, i-hexyl group, n-octyl group, i-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl Group, n-dodecyl group, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, 4-t-butylcyclohexyl group and other alkyl groups, cyclohexenyl group, group having norbornene skeleton, norbornane skeleton , A group having an isobornyl skeleton, a group having a tricyclodecane skeleton, a group having a tetracyclododecane skeleton, a group having an adamantane skeleton, and the like.
Examples of the substituent of the hydrocarbon group include an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a linear, branched or cyclic alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a halogen atom, an oxygen atom, and a nitrogen atom. , Groups having 1 to 30 atoms including heteroatoms such as sulfur atom, phosphorus atom and silicon atom. In addition, these substituents can further have one or more arbitrary substituents, for example, the above-described substituents.

上記置換基で置換された炭素数1〜30の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基としては、例えば、ベンジル基、メトキシメチル基、メチルチオメチル基、エトキシメチル基、フェノキシメチル基、メトキシカルボニルメチル基、エトキシカルボニルメチル基、アセチルメチル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロメチル基、トリクロロメチル基、2−フルオロプロピル基、(トリフルオロアセチル)メチル基、(トリクロロアセチル)メチル基、(ペンタフルオロベンゾイル)メチル基、アミノメチル基、(シクロヘキシルアミノ)メチル基、(ジフェニルホスフィノ)メチル基、(トリメチルシリル)メチル基、2−フェニルエチル基、3−フェニルプロピル基、2−アミノエチル基等が挙げられる。   Examples of the linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms substituted with the above substituent include, for example, benzyl group, methoxymethyl group, methylthiomethyl group, ethoxymethyl group, phenoxymethyl. Group, methoxycarbonylmethyl group, ethoxycarbonylmethyl group, acetylmethyl group, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, chloromethyl group, trichloromethyl group, 2-fluoropropyl group, (trifluoroacetyl) methyl group, (trichloroacetyl group) ) Methyl group, (pentafluorobenzoyl) methyl group, aminomethyl group, (cyclohexylamino) methyl group, (diphenylphosphino) methyl group, (trimethylsilyl) methyl group, 2-phenylethyl group, 3-phenylpropyl group, 2 -An aminoethyl group etc. are mentioned.

置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基としては、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、1−フェナントリル基等が挙げられる。
置換もしくは非置換の原子数4〜30の1価のヘテロ環状有機基としては、例えば、フリル基、チエニル基、ピラニル基、ピロリル基、チアントレニル基、ピラゾリル基、イソチアゾリル基、イソオキサゾリル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、テララヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロチオピラニル基、テトラヒドロチオフラニル基、3−テトラヒドロチオフェン−1,1−ジオキシド基等が挙げられる。
また、上記アリール基および1価のヘテロ環状有機基の置換基としては、炭素数1〜30の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基や、ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子等のヘテロ原子を含む原子数1〜30の基等が挙げられる。なお、これらの置換基はさらに任意の置換基、例えば上記した置換基を1種以上有することができる。
Examples of the substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms include a phenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, a 1-anthryl group, and a 1-phenanthryl group.
Examples of the substituted or unsubstituted monovalent heterocyclic organic group having 4 to 30 atoms include a furyl group, a thienyl group, a pyranyl group, a pyrrolyl group, a thiantenyl group, a pyrazolyl group, an isothiazolyl group, an isoxazolyl group, a pyrazinyl group, Examples include a pyrimidinyl group, a pyridazinyl group, a terahydrohydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, a tetrahydrothiopyranyl group, a tetrahydrothiofuranyl group, and a 3-tetrahydrothiophene-1,1-dioxide group.
Examples of the substituent for the aryl group and the monovalent heterocyclic organic group include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms, halogen atoms, oxygen atoms, nitrogen atoms, sulfur atoms, Examples thereof include groups having 1 to 30 atoms containing heteroatoms such as phosphorus atoms and silicon atoms. In addition, these substituents can further have one or more arbitrary substituents, for example, the above-described substituents.

上記置換基で置換された炭素数6〜30のアリール基としては、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、p−ヒドロキシフェニル基、p−メトキシフェニル基、メシチル基、o−クメニル基、2,3−キシリル基、2,4−キシリル基、2,5−キシリル基、2,6−キシリル基、3,4−キシリル基、3,5−キシリル基、p−フルオロフェニル基、p−トリフルオロメチルフェニル基、p−ブロモフェニル基、p−クロロフェニル基、p−ヨードフェニル基等が挙げられる。
また、置換された炭素数4〜30の1価のヘテロ環状有機基としては、例えば、2−ブロモフリル基、3−メトキシチエニル基、3−ブロモテトラヒドロピラニル基、4−メトキシテトラヒドロピラニル基、4−メトキシテトラヒドロチオピラニル基等が挙げられる。
式(1)において、R1は式中のノルボルナン環を構成する炭素原子(ただし、R2、R3およびR4が結合する炭素原子を除く。)の何れにも結合することができ、複数存在するR1は相互に同一でも異なってもよく、R1がノルボルナン構造中に含まれる場合それらは炭素原子と共に環を形成してもよく、また該R1が複数存在する場合何れか2つ以上のR1が相互に結合して環を形成してもよい。
Examples of the aryl group having 6 to 30 carbon atoms substituted with the above substituent include o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, p-hydroxyphenyl group, p-methoxyphenyl group, mesityl group, o- Cumenyl group, 2,3-xylyl group, 2,4-xylyl group, 2,5-xylyl group, 2,6-xylyl group, 3,4-xylyl group, 3,5-xylyl group, p-fluorophenyl group , P-trifluoromethylphenyl group, p-bromophenyl group, p-chlorophenyl group, p-iodophenyl group, and the like.
Examples of the substituted monovalent heterocyclic organic group having 4 to 30 carbon atoms include, for example, 2-bromofuryl group, 3-methoxythienyl group, 3-bromotetrahydropyranyl group, 4-methoxytetrahydropyranyl group, 4-methoxytetrahydrothiopyranyl group etc. are mentioned.
In the formula (1), R 1 can be bonded to any of the carbon atoms constituting the norbornane ring in the formula (excluding the carbon atom to which R 2 , R 3 and R 4 are bonded). R 1 present may be the same as or different from each other, and when R 1 is included in the norbornane structure, they may form a ring together with the carbon atom, or any two of R 1 may be present. The above R 1 may be bonded to each other to form a ring.

2、R3およびR4の炭素数1〜30の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基としては、例えば上記R5、R6およびR7の非置換の炭素数1〜30の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基について例示したアルキル基と同様の基等を挙げることができ、これらは相互に同一でも異なってもよい。 Examples of the linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms of R 2 , R 3, and R 4 include, for example, the above-described unsubstituted C 1-30 carbon atoms of R 5 , R 6, and R 7. Examples include the same groups as the alkyl groups exemplified for the chain, branched or cyclic monovalent hydrocarbon groups, and these may be the same or different.

式(1)において、R1としては、例えば、−R5、−COOR6、−SR6、−SOR6、−SO26または−SO2(OR6)等が好ましい。具体的には、−CH3、−COOCH3、−SCH3、−SOCH3、−SO2CH3、−SO2(OCH3)が挙げられる。
また、R2、R3およびR4としては、それぞれ、例えば、水素原子、炭素数1〜5の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基が好ましく、特に水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基が好ましい。
また、kは0〜3の整数が好ましく、nは0または1の整数が好ましい。
In the formula (1), as R 1 , for example, —R 5 , —COOR 6 , —SR 6 , —SOR 6 , —SO 2 R 6, —SO 2 (OR 6 ) and the like are preferable. Specifically, —CH 3 , —COOCH 3 , —SCH 3 , —SOCH 3 , —SO 2 CH 3 , —SO 2 (OCH 3 ) may be mentioned.
R 2 , R 3 and R 4 are each preferably, for example, a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, particularly a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a propyl group. Is preferred.
K is preferably an integer of 0 to 3, and n is preferably an integer of 0 or 1.

式(1)におけるオニウムカチオン(M)を除いた具体例としては、例えば、下記式(S−1)〜(S−25)で表される化学構造が挙げられる。

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上記構造の中で、特に式(S−1)、式(S−7)、式(S−14)または式(S−20)で表される化学構造が好ましい。 Specific examples of the formula (1) excluding the onium cation (M + ) include chemical structures represented by the following formulas (S-1) to (S-25).
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Among the above structures, a chemical structure represented by formula (S-1), formula (S-7), formula (S-14) or formula (S-20) is particularly preferable.

は1価のオニウムカチオンを表す。1価のオニウムカチオンとしては、例えば、O、S、Se、N、P、As、Sb、Cl、Br、I等のオニウムカチオンが好ましい。
これらのオニウムカチオンのうち、SおよびIのオニウムカチオンが好ましい。
式(1)において、Mの1価のオニウムカチオンとしては、例えば、下記式(2)または式(3)で表されるものが挙げられる。

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式(2)において、R5、R6およびR7は相互に独立に置換もしくは非置換の炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数6〜18のアリール基を表すか、あるいはR5、R6およびR7のうちの何れか2つ以上が相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成している。
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式(3)において、R8およびR9は相互に独立に置換もしくは非置換の炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数6〜18のアリール基を表すか、あるいはR8およびR9が相互に結合して式中のヨウ素原子と共に環を形成している。 M + represents a monovalent onium cation. As the monovalent onium cation, for example, onium cations such as O, S, Se, N, P, As, Sb, Cl, Br, and I are preferable.
Of these onium cations, S and I onium cations are preferred.
In the formula (1), examples of the M + monovalent onium cation include those represented by the following formula (2) or formula (3).
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In the formula (2), R 5 , R 6 and R 7 are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a substituted or unsubstituted carbon group having 6 to 18 carbon atoms. Or any two or more of R 5 , R 6 and R 7 are bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula.
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In formula (3), R 8 and R 9 are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 18 carbon atoms. Or R 8 and R 9 are bonded to each other to form a ring together with the iodine atom in the formula.

で表される1価のオニウムカチオン部位は、例えばAdvances in Polymer Sciences,Vol.62,p.1−48(1984)に記載されている公知の方法に準じて製造することができる。
好ましい1価のオニウムカチオンとしては、例えば、下記式(2−1)〜(2−64)で表されるスルホニウムカチオン、下記式(3−1)〜(3−39)で表されるヨードニウムカチオン等が挙げられる。

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The monovalent onium cation moiety represented by M + can be produced according to a known method described in, for example, Advances in Polymer Sciences, Vol. 62, p. 1-48 (1984).
Preferred monovalent onium cations include, for example, sulfonium cations represented by the following formulas (2-1) to (2-64) and iodonium cations represented by the following formulas (3-1) to (3-39). Etc.
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これらの1価のオニウムカチオンのうち、例えば、式(2−1)、式(2−2)、式(2−6)、式(2−8)、式(2−13)、式(2−19)、式(2−25)、式(2−27)、式(2−29)、式(2−30)、式(2−31)で表されるスルホニウムカチオン;式(3−1)または式(3−11)で表されるヨードニウムカチオン等が好ましい。   Among these monovalent onium cations, for example, Formula (2-1), Formula (2-2), Formula (2-6), Formula (2-8), Formula (2-13), Formula (2) -19), a formula (2-25), a formula (2-27), a formula (2-29), a formula (2-30), a sulfonium cation represented by the formula (2-31); formula (3-1) ) Or an iodonium cation represented by the formula (3-11) is preferable.

本発明においては、式(1)の構造を有する酸発生剤と、この酸発生剤以外のEB、EUVの照射により酸を発生する化合物(以下、「他の酸発生剤」という。)とを併用することができる。
他の酸発生剤としては、式(1)の構造を有する酸発生剤以外のオニウム塩、N−スルホニルオキシイミド化合物、ジアゾメタン化合物、、オキシムスルホネート化合物等が挙げられるが、スルホニル塩、ヨードニウム塩またはN−スルホニルオキシイミド化合物でトリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、10−カンファースルホネート、p−トルエンスルホネートを発生する化合物が好ましい。
他の酸発生剤の具体例としては、オニウム塩として、
ビス(p−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(p−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(p−t−ブチルフェニル)ヨードニウムo−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ビス(p−t−ブチルフェニル)ヨードニウム10−カンファ−スルホネート、ビス(p−t−ブチルフェニル)ヨードニウムp−トルエンスルホネート、ビス(p−t−ブチルフェニル)ヨードニウムn−オクタンスルホネート、
トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムo−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウムp−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウム10−カンファ−スルホネート、トリフェニルスルホニウムp−トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムピレンスルホネート、トリフェニルスルホニウムn−ドデシルベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウムベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2,4−ジフルオロベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウムn−オクタンスルホネート、
p−メチルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、p−メチルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、p−メチルフェニルジフェニルスルホニウムo−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、p−メチルフェニルジフェニルスルホニウムp−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、p−メチルフェニルジフェニルスルホニウム10−カンファ−スルホネート、p−メチルフェニルジフェニルスルホニウムp−トルエンスルホネート、p−メチルフェニルジフェニルスルホニウムピレンスルホネート、p−メチルフェニルジフェニルスルホニウムn−ドデシルベンゼンスルホネート、p−メチルフェニルジフェニルスルホニウムベンゼンスルホネート、p−メチルフェニルジフェニルスルホニウム2,4−ジフルオロベンゼンスルホネート、p−メチルフェニルジフェニルスルホニウムn−オクタンスルホネート、
In the present invention, an acid generator having the structure of formula (1) and a compound that generates an acid upon irradiation with EB and EUV other than the acid generator (hereinafter referred to as “other acid generator”). Can be used together.
Other acid generators include onium salts other than acid generators having the structure of formula (1), N-sulfonyloxyimide compounds, diazomethane compounds, oxime sulfonate compounds, etc., but sulfonyl salts, iodonium salts or Compounds that generate trifluoromethanesulfonate, nonafluoro-n-butanesulfonate, 10-camphorsulfonate, and p-toluenesulfonate with N-sulfonyloxyimide compounds are preferred.
Specific examples of other acid generators include onium salts,
Bis (pt-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (pt-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (pt-butylphenyl) iodonium o-trifluoromethylbenzenesulfonate, Bis (pt-butylphenyl) iodonium 10-camphor-sulfonate, bis (pt-butylphenyl) iodonium p-toluenesulfonate, bis (pt-butylphenyl) iodonium n-octanesulfonate,
Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium o-trifluoromethylbenzenesulfonate, triphenylsulfonium p-trifluoromethylbenzenesulfonate, triphenylsulfonium 10-camphor-sulfonate, triphenylsulfonium o-trifluoromethylbenzenesulfonate Phenylsulfonium p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium pyrenesulfonate, triphenylsulfonium n-dodecylbenzenesulfonate, triphenylsulfoniumbenzenesulfonate, triphenylsulfonium 2,4-difluorobenzenesulfonate, triphenylsulfonium n-octanesulfonate,
p-methylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, p-methylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, p-methylphenyldiphenylsulfonium o-trifluoromethylbenzenesulfonate, p-methylphenyldiphenylsulfonium p-trifluoromethylbenzene Sulfonate, p-methylphenyldiphenylsulfonium 10-camphor-sulfonate, p-methylphenyldiphenylsulfonium p-toluenesulfonate, p-methylphenyldiphenylsulfonium pyrenesulfonate, p-methylphenyldiphenylsulfonium n-dodecylbenzenesulfonate, p-methylphenyl Diphenylsulfonium benzenesulfonate, p-methylpheny Diphenylsulfonium 2,4-difluoro benzenesulfonate, p- methylphenyl sulfonium n- octane sulfonate,

p−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、p−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、p−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムo−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、p−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムp−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、p−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム10−カンファ−スルホネート、p−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムp−トルエンスルホネート、p−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムピレンスルホネート、p−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムn−ドデシルベンゼンスルホネート、p−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムベンゼンスルホネート、p−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム2,4−ジフルオロベンゼンスルホネート、p−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムn−オクタンスルホネート、
p−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、p−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、p−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムo−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、p−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムp−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、p−メトキシフェニルジフェニルスルホニウム10−カンファ−スルホネート、p−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムp−トルエンスルホネート、p−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムピレンスルホネート、p−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムn−ドデシルベンゼンスルホネート、p−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムベンゼンスルホネート、p−メトキシフェニルジフェニルスルホニウム2,4−ジフルオロベンゼンスルホネート、p−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムn−オクタンスルホネート、
p−t−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、p−t−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、p−t−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウムo−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、p−t−ブトキシフェニルフェニルジフェニルスルホニウムp−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、p−t−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウム10−カンファ−スルホネート、p−t−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウムp−トルエンスルホネート、p−t−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウムピレンスルホネート、p−t−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウムn−ドデシルベンゼンスルホネート、p−t−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウムベンゼンスルホネート、p−t−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウム2,4−ジフルオロベンゼンスルホネート、p−t−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウムn−オクタンスルホネート、
トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムスルホニウムo−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムスルホニウムスルホニウムp−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムスルホニウムスルホニウムスルホニウム10−カンファ−スルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムp−トルエンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムn−オクタンスルホネート等を挙げることができる。
pt-butylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, pt-butylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, pt-butylphenyldiphenylsulfonium o-trifluoromethylbenzenesulfonate, pt-butylphenyl Diphenylsulfonium p-trifluoromethylbenzenesulfonate, pt-butylphenyldiphenylsulfonium 10-camphor-sulfonate, pt-butylphenyldiphenylsulfonium p-toluenesulfonate, pt-butylphenyldiphenylsulfonium pyrenesulfonate, p- t-butylphenyldiphenylsulfonium n-dodecylbenzenesulfonate, pt-butylphenyldiphenylsulfonium base Zen sulfonate, p-t-butylphenyl diphenyl sulfonium 2,4-difluoro benzenesulfonate, p-t-butylphenyl diphenyl sulfonium n- octane sulfonate,
p-methoxyphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, p-methoxyphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, p-methoxyphenyldiphenylsulfonium o-trifluoromethylbenzenesulfonate, p-methoxyphenyldiphenylsulfonium p-trifluoromethylbenzene Sulfonate, p-methoxyphenyldiphenylsulfonium 10-camphor-sulfonate, p-methoxyphenyldiphenylsulfonium p-toluenesulfonate, p-methoxyphenyldiphenylsulfonium pyrenesulfonate, p-methoxyphenyldiphenylsulfonium n-dodecylbenzenesulfonate, p-methoxyphenyl Diphenylsulfonium benzene sulfonate p- methoxyphenyl diphenyl sulfonium 2,4-difluoro benzenesulfonate, p- methoxyphenyl diphenyl sulfonium n- octane sulfonate,
pt-butoxyphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, pt-butoxyphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, pt-butoxyphenyldiphenylsulfonium o-trifluoromethylbenzenesulfonate, pt-butoxyphenyl Phenyldiphenylsulfonium p-trifluoromethylbenzenesulfonate, pt-butoxyphenyldiphenylsulfonium 10-camphor-sulfonate, pt-butoxyphenyldiphenylsulfonium p-toluenesulfonate, pt-butoxyphenyldiphenylsulfonium pyrenesulfonate, p -T-butoxyphenyldiphenylsulfonium n-dodecylbenzenesulfonate, pt-butoxypheny Diphenylsulfonium benzenesulfonate, p-t-butoxyphenyl diphenylsulfonium 2,4-difluoro benzenesulfonate, p-t-butoxyphenyl diphenylsulfonium n- octane sulfonate,
Tris (4-methoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (4-methoxyphenyl) sulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, tris (4-methoxyphenyl) sulfonium sulfonium o-trifluoromethylbenzenesulfonate, tris (4-methoxy Phenyl) sulfonium sulfonium sulfonium p-trifluoromethylbenzenesulfonate, tris (4-methoxyphenyl) sulfonium sulfoniumsulfonium sulfonium 10-camphor-sulfonate, tris (4-methoxyphenyl) sulfonium p-toluenesulfonate, tris (4-methoxyphenyl) Examples include sulfonium n-octane sulfonate.

N−スルホニルオキシイミド化合物の具体例としては、
N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、
N−(10−カンファースルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)フタルイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ナフチルイミド、
Specific examples of the N-sulfonyloxyimide compound include
N- (trifluoromethylsulfonyloxy) succinimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) phthalimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1 ] Hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) -7-oxabicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] heptane-5,6-oxy-2,3-dicarboximide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) naphthylimide,
N- (10-camphorsulfonyloxy) succinimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) phthalimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1 ] Hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (10-camphorsulfonyloxy) -7-oxabicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (10-camphorsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] heptane-5,6-oxy-2,3-dicarboximide, N- (10-camphorsulfonyloxy) naphthylimide,

N−(p−メチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(p−メチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(p−メチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(p−メチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(p−メチルフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(p−メチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシミド、N−(p−メチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、
N−(o−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(o−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(o−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(o−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(o−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(o−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシミド、N−(o−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、
N- (p-methylphenylsulfonyloxy) succinimide, N- (p-methylphenylsulfonyloxy) phthalimide, N- (p-methylphenylsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- (p-methylphenylsulfonyloxy) bicyclo [2 2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (p-methylphenylsulfonyloxy) -7-oxabicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3 -Dicarboximide, N- (p-methylphenylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] heptane-5,6-oxy-2,3-dicarboximide, N- (p-methylphenylsulfonyloxy) naphthyl Imide,
N- (o-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) succinimide, N- (o-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) phthalimide, N- (o-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- (o-trifluoro Methylphenylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (o-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) -7-oxabicyclo [2.2.1 ] Hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (o-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] heptane-5,6-oxy-2,3-dicarboximide N- (o-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) naphthylimide,

N−(p−フルオロフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(p−フルオロフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(p−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(p−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(p−フルオロフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(p−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシミド、N−(p−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド等を挙げることができる。 N- (p-fluorophenylsulfonyloxy) succinimide, N- (p-fluorophenylsulfonyloxy) phthalimide, N- (p-fluorophenylsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- (p-fluorophenylsulfonyloxy) bicyclo [2 2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (p-fluorophenylsulfonyloxy) -7-oxabicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3 -Dicarboximide, N- (p-fluorophenylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] heptane-5,6-oxy-2,3-dicarboximide, N- (p-fluorophenylsulfonyloxy) naphthyl An imide etc. can be mentioned.

ジアゾメタン化合物の具体例としては、
ビス(トリフルオロメチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(t―ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−メチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,4―ジオキサスピロ[4.5]デカン−7―スルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,5―ジオキサスピロ[5.5]ウンデカン−8―スルホニル)ジアゾメタン、ビス(3,3―ジメチル−1,5―ジオキサスピロ[5.5]ウンデカン−8―スルホニル)ジアゾメタン、
メチルスルホニル・シクロヘキシルスルホニルジアゾメタン、メチルスルホニル・フェニルスルホニルジアゾメタン、メチルスルホニル・p−メチルフェニルスルホニルジアゾメタン、t−ブチルスルホニル・シクロヘキシルスルホニルジアゾメタン、t−ブチルスルホニル・フェニルスルホニルジアゾメタン、t−ブチルスルホニル・p−メチルフェニルスルホニルジアゾメタン、
シクロヘキシルスルホニル・1,4―ジオキサスピロ[4.5]デカン−7―スルホニルジアゾメタン、シクロヘキシルスルホニル・1,5―ジオキサスピロ[5.5]ウンデカン−8―スルホニルジアゾメタン、シクロヘキシルスルホニル・3,3―ジメチル−1,5―ジオキサスピロ[5.5]ウンデカン−8―スルホニルジアゾメタン等を挙げることができる。
Specific examples of diazomethane compounds include
Bis (trifluoromethylsulfonyl) diazomethane, bis (t-butylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (phenylsulfonyl) diazomethane, bis (p-methylphenylsulfonyl) diazomethane, bis (1,4-dioxaspiro [ 4.5] decane-7-sulfonyl) diazomethane, bis (1,5-dioxaspiro [5.5] undecan-8-sulfonyl) diazomethane, bis (3,3-dimethyl-1,5-dioxaspiro [5.5] Undecane-8-sulfonyl) diazomethane,
Methylsulfonyl cyclohexylsulfonyldiazomethane, methylsulfonyl phenylsulfonyldiazomethane, methylsulfonyl p-methylphenylsulfonyldiazomethane, t-butylsulfonyl cyclohexylsulfonyldiazomethane, t-butylsulfonyl phenylsulfonyldiazomethane, t-butylsulfonyl p-methyl Phenylsulfonyldiazomethane,
Cyclohexylsulfonyl 1,4-dioxaspiro [4.5] decane-7-sulfonyldiazomethane, cyclohexylsulfonyl-1,5-dioxaspiro [5.5] undecane-8-sulfonyldiazomethane, cyclohexylsulfonyl 3,3-dimethyl-1 , 5-dioxaspiro [5.5] undecane-8-sulfonyldiazomethane and the like.

オキシムスルホネート化合物の具体例としては、
(5−n―プロピルスルホニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−インデン)(2−メチルフェニノン)アセトニトリル、2,2,2―トリフルオロ−1−{4−(3−[4−{2,2,2―トリフルオロ−1−(1−n―プロパンスルホニルオキシイミノ)エチル}フェノキシ]n―プロポキシ)フェニル}エタンオキシム 1―n―プロパンスルホネート等を挙げることができる。
上記他の酸発生剤の中ではスルホニウム塩、ヨードニウム塩、N−スルホニルオキシイミド化合物が好ましい。
As a specific example of the oxime sulfonate compound,
(5-n-propylsulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-indene) (2-methylpheninone) acetonitrile, 2,2,2-trifluoro-1- {4- (3- [4- {2, 2,2-trifluoro-1- (1-n-propanesulfonyloxyimino) ethyl} phenoxy] n-propoxy) phenyl} ethaneoxime 1-n-propanesulfonate and the like.
Among the other acid generators, sulfonium salts, iodonium salts, and N-sulfonyloxyimide compounds are preferable.

式(1)の構造を有する酸発生剤は、酸発生剤全体(式(1)の構造を有する酸発生剤+他の酸発生剤)に対して少なくとも5重量%含まれる。5重量%未満では、パターン形成時における解像度が90nm以下とすることが困難になる傾向がある。   The acid generator having the structure of the formula (1) is contained at least 5% by weight with respect to the whole acid generator (acid generator having the structure of the formula (1) + other acid generator). If it is less than 5% by weight, the resolution during pattern formation tends to be difficult to be 90 nm or less.

ポジ型感放射線性樹脂組成物における酸発生剤の配合量は酸解離性基が解離したときにアルカリ可溶性となるアルカリ不溶あるいはアルカリ難溶性樹脂に対し通常2〜35重量%、好ましくは4〜30重量%、さらに好ましくは5〜25重量%である。酸発生剤の使用量が2重量%未満では、解像度とラインエッジラフネスが低下し、一方35重量%をこえると、レジストの塗布性、パターン形状、耐熱性等が低下するおそれがある。   The compounding amount of the acid generator in the positive radiation-sensitive resin composition is usually 2 to 35% by weight, preferably 4 to 30%, based on the alkali-insoluble or alkali-insoluble resin that becomes alkali-soluble when the acid-dissociable group is dissociated. % By weight, more preferably 5 to 25% by weight. When the amount of the acid generator used is less than 2% by weight, the resolution and the line edge roughness are lowered. On the other hand, when it exceeds 35% by weight, the resist coating property, pattern shape, heat resistance, etc. may be lowered.

酸解離性樹脂
酸解離性基を有するアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性樹脂は、フェノール性水酸基、アルコール性水酸基、カルボキシル基等の1種以上の酸素含有官能基を有する樹脂中の該酸素含有官能基の水素原子を、酸の存在下で解離することができる1種以上の酸解離性基で置換した、それ自体としてはアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の樹脂であって、該酸解離性基が解離したときアルカリ可溶性となる樹脂である。
ここで言う「アルカリ不溶性またはアルカリ難溶性」とは、酸解離性基含有樹脂を含有するポジ型レジスト組成物を用いて形成されるレジスト被膜からレジストパターンを形成する際に採用されるアルカリ現像条件下で、当該レジスト被膜の代わりに酸解離性基含有樹脂のみを用いた被膜を現像した場合に、当該被膜の初期膜厚の50%以上が現像後に残存する性質を意味する。
Acid-dissociable resin An alkali-insoluble or alkali-insoluble resin having an acid-dissociable group is a resin having one or more oxygen-containing functional groups such as a phenolic hydroxyl group, an alcoholic hydroxyl group, and a carboxyl group. A hydrogen atom is substituted with one or more acid-dissociable groups that can dissociate in the presence of an acid, which is itself an alkali-insoluble or alkali-insoluble resin, and the acid-dissociable group is dissociated. Sometimes it becomes alkali-soluble resin.
The term “alkali insoluble or alkali poorly soluble” as used herein refers to alkali development conditions employed when forming a resist pattern from a resist film formed using a positive resist composition containing an acid-dissociable group-containing resin. Below, when a film using only an acid-dissociable group-containing resin instead of the resist film is developed, it means that 50% or more of the initial film thickness of the film remains after development.

酸解離性基含有樹脂における上記酸解離性基としては、例えば、置換メチル基、1−置換エチル基、1−置換−n−プロピル基、1−分岐アルキル基、シリル基、ゲルミル基、アルコキシカルボニル基、アシル基、環式酸解離性基等が挙げられる。
上記置換メチル基としては、例えば、メトキシメチル基、メチルチオメチル基、エトキシメチル基、エチルチオメチル基、メトキシエトキシメチル基、ベンジルオキシメチル基、ベンジルチオメチル基、フェナシル基、4−ブロモフェナシル基、4−メトキシフェナシル基、4−メチルチオフェナシル基、α−メチルフェナシル基、シクロプロピルメチル基、ベンジル基、ジフェニルメチル基、トリフェニルメチル基、アダマンチルメチル基、4−ブロモベンジル基、4−ニトロベンジル基、4−メトキシベンジル基、4−メチルチオベンジル基、4−エトキシベンジル基、4−エチルチオベンジル基、ピペロニル基、メトキシカルボニルメチル基、エトキシカルボニルメチル基、n−プロポキシカルボニルメチル基、i−プロポキシカルボニルメチル基、n−ブトキシカルボニルメチル基、t−ブトキシカルボニルメチル基等が挙げられる。
また、上記1−置換エチル基としては、例えば、1−メトキシエチル基、1−メチルチオエチル基、1,1−ジメトキシエチル基、1−エトキシエチル基、1−エチルチオエチル基、1,1−ジエトキシエチル基、1−フェノキシエチル基、1−フェニルチオエチル基、1,1−ジフェノキシエチル基、1−ベンジルオキシエチル基、1−ベンジルチオエチル基、1−シクロプロピルオキシエチル基、1−シクロヘキシルオキシエチル基、1−フェニルエチル基、1,1−ジフェニルエチル基、1−メトキシカルボニルエチル基、1−エトキシカルボニルエチル基、1−n−プロポキシカルボニルエチル基、1−i−プロポキシカルボニルエチル基、1−n−ブトキシカルボニルエチル基、1−t−ブトキシカルボニルエチル基、1−シクロヘキシルオキシカルボニルエチル基等が挙げられる。
Examples of the acid dissociable group in the acid dissociable group-containing resin include a substituted methyl group, a 1-substituted ethyl group, a 1-substituted-n-propyl group, a 1-branched alkyl group, a silyl group, a germyl group, and an alkoxycarbonyl. Group, acyl group, cyclic acid dissociable group and the like.
Examples of the substituted methyl group include methoxymethyl group, methylthiomethyl group, ethoxymethyl group, ethylthiomethyl group, methoxyethoxymethyl group, benzyloxymethyl group, benzylthiomethyl group, phenacyl group, 4-bromophenacyl group, 4 -Methoxyphenacyl group, 4-methylthiophenacyl group, α-methylphenacyl group, cyclopropylmethyl group, benzyl group, diphenylmethyl group, triphenylmethyl group, adamantylmethyl group, 4-bromobenzyl group, 4-nitro Benzyl group, 4-methoxybenzyl group, 4-methylthiobenzyl group, 4-ethoxybenzyl group, 4-ethylthiobenzyl group, piperonyl group, methoxycarbonylmethyl group, ethoxycarbonylmethyl group, n-propoxycarbonylmethyl group, i- Propoxycarbo Rumechiru group, n- butoxycarbonyl methyl group, and the like t- butoxycarbonyl methyl group.
Examples of the 1-substituted ethyl group include 1-methoxyethyl group, 1-methylthioethyl group, 1,1-dimethoxyethyl group, 1-ethoxyethyl group, 1-ethylthioethyl group, 1,1- Diethoxyethyl group, 1-phenoxyethyl group, 1-phenylthioethyl group, 1,1-diphenoxyethyl group, 1-benzyloxyethyl group, 1-benzylthioethyl group, 1-cyclopropyloxyethyl group, 1 -Cyclohexyloxyethyl group, 1-phenylethyl group, 1,1-diphenylethyl group, 1-methoxycarbonylethyl group, 1-ethoxycarbonylethyl group, 1-n-propoxycarbonylethyl group, 1-i-propoxycarbonylethyl Group, 1-n-butoxycarbonylethyl group, 1-t-butoxycarbonylethyl group, 1-cyclo Like hexyl butyloxycarbonylethyl group.

また、上記1−置換−n−プロピル基としては、例えば、1−メトキシ−n−プロピル基、1−エトキシ−n−プロピル基等が挙げられる。
また、上記1−分岐アルキル基としては、例えば、i−プロピル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、1,1−ジメチルプロピル基、1−メチルブチル基、1,1−ジメチルブチル基等が挙げられる。
また、上記シリル基としては、例えば、トリメチルシリル基、エチルジメチルシリル基、メチルジエチルシリル基、トリエチルシリル基、i−プロピルジメチルシリル基、メチルジ−i−プロピルシリル基、トリ−i−プロピルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、メチルジ−t−ブチルシリル基、トリ−t−ブチルシリル基、フェニルジメチルシリル基、メチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基等が挙げられる。
また、上記ゲルミル基としては、例えば、トリメチルゲルミル基、エチルジメチルゲルミル基、メチルジエチルゲルミル基、トリエチルゲルミル基、i−プロピルジメチルゲルミル基、メチルジ−i−プロピルゲルミル基、トリ−i−プロピルゲルミル基、t−ブチルジメチルゲルミル基、メチルジ−t−ブチルゲルミル基、トリ−t−ブチルゲルミル基、フェニルジメチルゲルミル基、メチルジフェニルゲルミル基、トリフェニルゲルミル基等が挙げられる。
また、上記アルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基等が挙げられる。
Examples of the 1-substituted-n-propyl group include a 1-methoxy-n-propyl group and a 1-ethoxy-n-propyl group.
Examples of the 1-branched alkyl group include i-propyl group, sec-butyl group, t-butyl group, 1,1-dimethylpropyl group, 1-methylbutyl group, 1,1-dimethylbutyl group, and the like. Can be mentioned.
Examples of the silyl group include trimethylsilyl group, ethyldimethylsilyl group, methyldiethylsilyl group, triethylsilyl group, i-propyldimethylsilyl group, methyldi-i-propylsilyl group, tri-i-propylsilyl group, Examples thereof include a t-butyldimethylsilyl group, a methyldi-t-butylsilyl group, a tri-t-butylsilyl group, a phenyldimethylsilyl group, a methyldiphenylsilyl group, and a triphenylsilyl group.
Examples of the germyl group include a trimethylgermyl group, an ethyldimethylgermyl group, a methyldiethylgermyl group, a triethylgermyl group, an i-propyldimethylgermyl group, a methyldi-i-propylgermyl group, and a trimethylgermyl group. -I-propylgermyl group, t-butyldimethylgermyl group, methyldi-t-butylgermyl group, tri-t-butylgermyl group, phenyldimethylgermyl group, methyldiphenylgermyl group, triphenylgermyl group, etc. It is done.
Examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an i-propoxycarbonyl group, and a t-butoxycarbonyl group.

また、上記アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ヘプタノイル基、ヘキサノイル基、バレリル基、ピバロイル基、イソバレリル基、ラウリロイル基、ミリストイル基、パルミトイル基、ステアロイル基、オキサリル基、マロニル基、スクシニル基、グルタリル基、アジポイル基、ピペロイル基、スベロイル基、アゼラオイル基、セバコイル基、アクリロイル基、プロピオロイル基、メタクリロイル基、クロトノイル基、オレオイル基、マレオイル基、フマロイル基、メサコノイル基、カンホロイル基、ベンゾイル基、フタロイル基、イソフタロイル基、テレフタロイル基、ナフトイル基、トルオイル基、ヒドロアトロポイル基、アトロポイル基、シンナモイル基、フロイル基、テノイル基、ニコチノイル基、イソニコチノイル基、p−トルエンスルホニル基、メシル基等が挙げられる。
さらに、上記環式酸解離性基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4−t−ブチルシクロヘキシル基、4−メトキシシクロヘキシル基、シクロヘキセニル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、トリシクロデカニル基、アダマンチル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロチオピラニル基、テトラヒドロチオフラニル基、3−ブロモテトラヒドロピラニル基、4−メトキシテトラヒドロピラニル基、4−メトキシテトラヒドロチオピラニル基、3−テトラヒドロチオフェン−1,1−ジオキシド基や、メチルアダマンチル基、エチルアダマンチル基、メチルトリシクロデカニル基、エチルトリシクロデカニル基、メチルシクロペンチル基、エチルシクロペンチル基、メチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基、−C(R)3基等が挙げられる。−C(R)3基において、各Rは相互に独立に炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または置換されてもよい炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基を表し、かつ少なくとも1つのRが置換されてもよい炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基であるか、あるいは何れか2つのRが相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に、置換されてもよい炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基を形成し、残りのRが炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または置換されてもよい炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基を表す。
Examples of the acyl group include acetyl group, propionyl group, butyryl group, heptanoyl group, hexanoyl group, valeryl group, pivaloyl group, isovaleryl group, laurylyl group, myristoyl group, palmitoyl group, stearoyl group, oxalyl group, malonyl Group, succinyl group, glutaryl group, adipoyl group, piperoyl group, suberoyl group, azelaoil group, sebacoyl group, acryloyl group, propioyl group, methacryloyl group, crotonoyl group, oleoyl group, maleoyl group, fumaroyl group, mesaconoyl group, canphoroyl group Benzoyl group, phthaloyl group, isophthaloyl group, terephthaloyl group, naphthoyl group, toluoyl group, hydroatropoyl group, atropoyl group, cinnamoyl group, furoyl group, thenoyl group, nicotinoyl group Isonicotinoyl group, p- toluenesulfonyl group, mesyl group, and the like.
Further, examples of the cyclic acid dissociable group include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a 4-t-butylcyclohexyl group, a 4-methoxycyclohexyl group, a cyclohexenyl group, a norbornyl group, an isobornyl group, and a tricyclo group. Decanyl group, adamantyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, tetrahydrothiopyranyl group, tetrahydrothiofuranyl group, 3-bromotetrahydropyranyl group, 4-methoxytetrahydropyranyl group, 4-methoxytetrahydrothiopyrani Group, 3-tetrahydrothiophene-1,1-dioxide group, methyladamantyl group, ethyladamantyl group, methyltricyclodecanyl group, ethyltricyclodecanyl group, methylcyclopentyl group, ethylcyclopentyl group, Le cyclohexyl group, an ethyl cyclohexyl group, -C (R) 3 group, and the like. In the -C (R) 3 group, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a monovalent alicyclic carbon atom having 4 to 20 carbon atoms which may be substituted. Each represents a hydrogen group and at least one R is a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms which may be substituted, or any two Rs are bonded to each other, A divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms which may be substituted is formed together with the bonded carbon atom, and the remaining R is a linear or branched alkyl having 1 to 4 carbon atoms. Or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms which may be substituted.

これらの酸解離性基のうち、ベンジル基、t−ブトキシカルボニルメチル基、1−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基、1−シクロヘキシルオキシエチル基、1−エトキシ−n−プロピル基、t−ブチル基、1,1−ジメチルプロピル基、トリメチルシリル基、t−ブトキシカルボニル基、4−t−ブチルシクロヘキシル基、イソボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロチオピラニル基、テトラヒドロチオフラニル基、メチルアダマンチル基、エチルアダマンチル基、メチルトリシクロデカニル基、エチルトリシクロデカニル基、メチルシクロペンチル基、エチルシクロペンチル基、メチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基、−C(R)3基等が好ましい。
好ましい基−C(R)3の具体例としては、1−(2−ノルボルニル)−1−メチルエチル基、1−(5−ヒドロキシ−2−ノルボルニル)−1−メチルエチル基、1−(3−テトラシクロデカニル)−1−メチルエチル基、1−(8−ヒドロキシ−3−テトラシクロデカニル)−1−メチルエチル基、1−(1−アダマンチル)−1−メチルエチル基、1−(3−ヒドロキシ−1−アダマンチル)−1−メチルエチル基、2−メチル−2−ノルボルニル基、2−メチル−5−ヒドロキシ−2−ノルボルニル基、3−メチル−3−テトラシクロデカニル基、3−メチル−8−ヒドロキシ−3−テトラシクロデカニル基、2−メチル−2−アダマンチル基、2−メチル−7−ヒドロキシ−2−アダマンチル基等が挙げられる。
Among these acid dissociable groups, benzyl group, t-butoxycarbonylmethyl group, 1-methoxyethyl group, 1-ethoxyethyl group, 1-cyclohexyloxyethyl group, 1-ethoxy-n-propyl group, t-butyl Group, 1,1-dimethylpropyl group, trimethylsilyl group, t-butoxycarbonyl group, 4-t-butylcyclohexyl group, isobornyl group, tricyclodecanyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, tetrahydrothiopyranyl group , Tetrahydrothiofuranyl group, methyladamantyl group, ethyladamantyl group, methyltricyclodecanyl group, ethyltricyclodecanyl group, methylcyclopentyl group, ethylcyclopentyl group, methylcyclohexyl group, ethylcyclohexyl group, -C (R) Three groups are preferred.
Specific examples of preferred group -C (R) 3 include 1- (2-norbornyl) -1-methylethyl group, 1- (5-hydroxy-2-norbornyl) -1-methylethyl group, 1- (3 -Tetracyclodecanyl) -1-methylethyl group, 1- (8-hydroxy-3-tetracyclodecanyl) -1-methylethyl group, 1- (1-adamantyl) -1-methylethyl group, 1- (3-hydroxy-1-adamantyl) -1-methylethyl group, 2-methyl-2-norbornyl group, 2-methyl-5-hydroxy-2-norbornyl group, 3-methyl-3-tetracyclodecanyl group, Examples include 3-methyl-8-hydroxy-3-tetracyclodecanyl group, 2-methyl-2-adamantyl group, 2-methyl-7-hydroxy-2-adamantyl group and the like.

酸解離性基含有樹脂中における酸解離性基の導入率(酸解離性基含有樹脂中の酸素含有官能基と酸解離性基との合計数に対する酸解離性基の数の割合)は、酸解離性基や該基が導入されるアルカリ可溶性樹脂の種類により一概には規定できないが、好ましくは10〜70%、さらに好ましくは10〜50%である。   The rate of introduction of acid dissociable groups in the acid dissociable group-containing resin (ratio of the number of acid dissociable groups to the total number of oxygen-containing functional groups and acid dissociable groups in the acid dissociable group-containing resin) Although it cannot be generally defined by the type of the dissociable group or the alkali-soluble resin into which the group is introduced, it is preferably 10 to 70%, more preferably 10 to 50%.

酸解離性基含有樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定したポリスチレン換算重量分子量(以下、「Mw」という。)は、好ましくは1,000〜100,000、さらに好ましくは3,000〜50,000、さらに好ましくは5,000〜3,0000である。
また、酸解離性基含有樹脂のMwとゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)で測定したポリスチレン換算数分子量(以下、「Mn」という。)との比(Mw/Mn)は、通常、1〜5、好ましくは1〜3、さらに好ましくは1.0〜2.0である。
上記酸解離性基含有樹脂は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
The polystyrene-reduced weight molecular weight (hereinafter referred to as “Mw”) of the acid-dissociable group-containing resin measured by gel permeation chromatography is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 3,000 to 50,000, More preferably, it is 5,000-3,000.
Further, the ratio (Mw / Mn) of Mw of the acid-dissociable group-containing resin and polystyrene-reduced number molecular weight (hereinafter referred to as “Mn”) measured by gel permeation chromatography (GPC) is usually 1 to 5, Preferably it is 1-3, More preferably, it is 1.0-2.0.
The acid dissociable group-containing resins can be used alone or in admixture of two or more.

ポジ型感放射線性樹脂組成物に特に好適に用いられる酸解離性基含有樹脂としては、下記式(4)で表される繰り返し単位の1種以上と、上記酸解離性基を有する繰り返し単位の1種以上とを有するアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の樹脂が好ましい。

Figure 2006322988
式(4)において、R10は水素原子または1価の有機基を示し、eおよびfはそれぞれ1〜3の整数で、(e+f)≦5である。
式(4)で表される繰り返し単位としては、4−ヒドロキシスチレン、3−ヒドロキシスチレン、2−ヒドロキシスチレン、4−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、3−メチル−4−ヒドロキシスチレン、2−メチル−4−ヒドロキシスチレン、2−メチル−3−ヒドロキシスチレン、4−メチル−3−ヒドロキシスチレン、5−メチル−3−ヒドロキシスチレン、3,4−ジヒドロキシスチレン、2,4,6−トリヒドロキシスチレン等の重合性不飽和結合が開裂した単位が挙げられる。
これらの繰り返し単位のうち、4−ヒドロキシスチレン、3−ヒドロキシスチレン、2−ヒドロキシスチレン、4−ヒドロキシ−α−メチルスチレン等の重合性不飽和結合が開裂した単位が好ましい。 The acid-dissociable group-containing resin particularly preferably used for the positive radiation-sensitive resin composition includes at least one repeating unit represented by the following formula (4) and a repeating unit having the acid-dissociable group. An alkali-insoluble or hardly alkali-soluble resin having at least one kind is preferred.
Figure 2006322988
In the formula (4), R 10 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, e and f are each an integer of 1 to 3, and (e + f) ≦ 5.
As the repeating unit represented by the formula (4), 4-hydroxystyrene, 3-hydroxystyrene, 2-hydroxystyrene, 4-hydroxy-α-methylstyrene, 3-methyl-4-hydroxystyrene, 2-methyl- Such as 4-hydroxystyrene, 2-methyl-3-hydroxystyrene, 4-methyl-3-hydroxystyrene, 5-methyl-3-hydroxystyrene, 3,4-dihydroxystyrene, 2,4,6-trihydroxystyrene, etc. Examples include a unit in which a polymerizable unsaturated bond is cleaved.
Of these repeating units, units having a polymerizable unsaturated bond cleaved such as 4-hydroxystyrene, 3-hydroxystyrene, 2-hydroxystyrene, 4-hydroxy-α-methylstyrene are preferred.

上記酸解離性基を有する繰り返し単位としては、フェノール性水酸基、カルボキシル基等の1種以上の酸性官能基を含有する繰り返し単位、好ましくは式(4)で表される繰り返し単位あるいは(メタ)アクリル酸の重合性不飽和結合が開裂した繰り返し単位中のフェノール性水酸基あるいはカルボキシル基の水素原子を上記酸解離性基で置換した単位が挙げられる。具体的には、4−t−ブトキシスチレン、4−t−ブトキシカルボニルオキシスチレン、4−t−ブトキシカルボニルメチルオキシスチレン、4−テトラヒドロフラニルオキシスチレン、4−テトラヒドロピラニルオキシスチレン、2−エトキシエトキシスチレン、t−ブチル(メタ)アクリレート、メチルアダマンチル(メタ)アクリレート、エチルアダマンチル(メタ)アクリレート、メチルシクロペンチル(メタ)アクリレート、エチルシクロペンチル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、エチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート等の重合性不飽和結合が開裂した単位が挙げられる。   As the repeating unit having an acid dissociable group, a repeating unit containing one or more acidic functional groups such as a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group, preferably a repeating unit represented by formula (4) or (meth) acrylic Examples thereof include a unit in which a hydrogen atom of a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group in a repeating unit in which a polymerizable unsaturated bond of an acid is cleaved is substituted with the acid dissociable group. Specifically, 4-t-butoxystyrene, 4-t-butoxycarbonyloxystyrene, 4-t-butoxycarbonylmethyloxystyrene, 4-tetrahydrofuranyloxystyrene, 4-tetrahydropyranyloxystyrene, 2-ethoxyethoxy Styrene, t-butyl (meth) acrylate, methyladamantyl (meth) acrylate, ethyladamantyl (meth) acrylate, methylcyclopentyl (meth) acrylate, ethylcyclopentyl (meth) acrylate, methylcyclohexyl (meth) acrylate, ethylcyclohexyl (meth) Examples include units in which a polymerizable unsaturated bond such as acrylate is cleaved.

また、該酸解離性樹脂は、上記以外の他の繰り返し単位を1種以上有することができる。
他の繰り返し単位としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−メトキシスチレン、3−メトキシスチレン、4−メトキシスチレン、4−(2−t−ブトキシカルボニルエチルオキシ)スチレン等のビニル芳香族化合物;
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸i−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸フェネチル等の(メタ)アクリル酸エステル類;
(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、けい皮酸等の不飽和カルボン酸類;
(メタ)アクリル酸2−カルボキシエチル、(メタ)アクリル酸2−カルボキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−カルボキシプロピル等の不飽和カルボン酸のカルボキシアルキルエステル類;
(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、クロトンニトリル、マレインニトリル、フマロニトリル等の不飽和ニトリル化合物;
(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、クロトンアミド、マレインアミド、フマルアミド等の不飽和アミド化合物;
マレイミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等の不飽和イミド化合物;
N−ビニル−ε−カプロラクタム、N−ビニルピロリドン、2−ビニルピリジン、3−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、2−ビニルイミダゾール、4−ビニルイミダゾール等の他の含窒素ビニル化合物等の重合性不飽和結合が開裂した単位が挙げられる。
これらの他の繰り返し単位のうち、スチレン、α−メチルスチレン、4−(2−t−ブトキシカルボニルエチルオキシ)スチレン単位が好ましい。
また、ポジ型感放射線性樹脂組成物には、他の酸解離性基含有樹脂として、クレゾールノボラック樹脂のフェノール性水酸基の水素原子を上記酸解離性基で置換した樹脂も好適に使用することができる。この樹脂における好ましい酸解離性基としては、例えば、エトキシエチル基、t−ブチル基、t−ブトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニルメチル基、メチルアダマンチル基、エチルアダマンチル基等が挙げられる。
In addition, the acid dissociable resin can have one or more kinds of repeating units other than those described above.
As other repeating units, for example, styrene, α-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methoxystyrene, 3-methoxystyrene, 4-methoxystyrene, 4- (2 Vinyl aromatic compounds such as -t-butoxycarbonylethyloxy) styrene;
Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, N-hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, (meth ) (Meth) acrylic acid esters such as phenyl acrylate and phenethyl (meth) acrylate;
Unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, cinnamic acid;
Carboxyalkyl esters of unsaturated carboxylic acids such as 2-carboxyethyl (meth) acrylate, 2-carboxypropyl (meth) acrylate, 3-carboxypropyl (meth) acrylate;
Unsaturated nitrile compounds such as (meth) acrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, crotonnitrile, maleinnitrile, fumaronitrile;
Unsaturated amide compounds such as (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, crotonamide, maleinamide, fumaramide;
Unsaturated imide compounds such as maleimide, N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide;
N-vinyl-ε-caprolactam, N-vinyl pyrrolidone, 2-vinyl pyridine, 3-vinyl pyridine, 4-vinyl pyridine, 2-vinyl imidazole, other nitrogen-containing vinyl compounds such as 4-vinyl imidazole, etc. Examples include units in which a saturated bond is cleaved.
Of these other repeating units, styrene, α-methylstyrene, and 4- (2-t-butoxycarbonylethyloxy) styrene units are preferred.
In addition, a resin in which the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of the cresol novolak resin is substituted with the acid dissociable group is preferably used as the positive-type radiation-sensitive resin composition as another acid-dissociable group-containing resin. it can. Preferable acid dissociable groups in this resin include, for example, ethoxyethyl group, t-butyl group, t-butoxycarbonyl group, t-butoxycarbonylmethyl group, methyladamantyl group, ethyladamantyl group and the like.

その他の成分
アルカリ溶解制御剤
本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物においては、場合により、下記アルカリ溶解制御剤を配合することができる。
アルカリ溶解制御剤としては、例えば、フェノール性水酸基、カルボキシル基等の酸性官能基の水素原子を酸解離性基やt−ブトキシカルボニルメチル基で置換した化合物等が挙げられる。
上記酸解離性基としては、例えば、上記酸解離性基含有樹脂における酸解離性基について例示した置換メチル基、1−置換エチル基、1−置換−n−プロピル基、1−分岐アルキル基、シリル基、ゲルミル基、アルコキシカルボニル基、アシル基、環式酸解離性基等と同様の基が挙げられる。
Other Components Alkali Dissolution Control Agent In the positive radiation sensitive resin composition of the present invention, the following alkali dissolution control agent can be blended in some cases.
Examples of the alkali dissolution control agent include compounds in which a hydrogen atom of an acidic functional group such as a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group is substituted with an acid dissociable group or a t-butoxycarbonylmethyl group.
Examples of the acid dissociable group include a substituted methyl group, a 1-substituted ethyl group, a 1-substituted-n-propyl group, a 1-branched alkyl group exemplified for the acid dissociable group in the acid dissociable group-containing resin, Examples thereof include the same groups as silyl group, germyl group, alkoxycarbonyl group, acyl group, cyclic acid dissociable group and the like.

本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物におけるアルカリ溶解抑制剤としては、特に、コール酸、デオキシコール酸、リトコール酸等のステロイド類(胆汁酸類)や、アダマンタンカルボン酸、アダマンタンジカルボン酸等の脂環族環あるいは芳香族環を有するカルボン酸化合物中のカルボキシル基の水素原子を前記酸解離性基やt−ブトキシカルボニルメチル基で置換した化合物等が好ましい。
ポジ型感放射線性樹脂組成物における上記アルカリ溶解性制御剤の配合量は、酸解離性樹脂100重量部に対し0.5〜50重量部、好ましくは1〜30重量部、さらに好ましくは2〜20重量部である。
また、アルカリ溶解性制御剤は単独でまたは2種以上を混合して使用できる。
Examples of the alkali dissolution inhibitor in the positive radiation sensitive resin composition of the present invention include steroids (bile acids) such as cholic acid, deoxycholic acid, and lithocholic acid, and fats such as adamantane carboxylic acid and adamantane dicarboxylic acid. A compound in which a hydrogen atom of a carboxyl group in a carboxylic acid compound having a cyclic ring or an aromatic ring is substituted with the acid dissociable group or t-butoxycarbonylmethyl group is preferable.
The blending amount of the alkali solubility control agent in the positive radiation sensitive resin composition is 0.5 to 50 parts by weight, preferably 1 to 30 parts by weight, more preferably 2 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the acid dissociable resin. 20 parts by weight.
Moreover, an alkali solubility control agent can be used individually or in mixture of 2 or more types.

感放射線性樹脂組成物に配合される他の成分である酸拡散制御剤、酸解離性樹脂用アルカリ可溶性樹脂、界面活性剤、増感剤、溶剤について説明する。
酸拡散制御剤
感放射線性樹脂組成物には、電子線または140nm以下の波長を有する放射線照射により酸発生剤から生じた酸のレジスト被膜中における拡散現象を制御し、非照射領域での好ましくない化学反応を抑制する作用を有する酸拡散制御剤を配合することが好ましい。
このような酸拡散制御剤を使用することにより、組成物の貯蔵安定性が向上し、またレジストとして解像度が向上するとともに、照射から照射後の加熱処理までの引き置き時間(PED)の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れたものとなる。
The acid diffusion controller, the alkali-soluble resin for acid-dissociable resin, the surfactant, the sensitizer, and the solvent, which are other components blended in the radiation-sensitive resin composition, will be described.
Acid diffusion control agent The radiation-sensitive resin composition controls the diffusion phenomenon in the resist film of the acid generated from the acid generator by irradiation with an electron beam or radiation having a wavelength of 140 nm or less, which is not preferable in a non-irradiated region. It is preferable to add an acid diffusion controller having an action of suppressing a chemical reaction.
By using such an acid diffusion control agent, the storage stability of the composition is improved, the resolution is improved as a resist, and due to fluctuations in the holding time (PED) from irradiation to heat treatment after irradiation. Changes in the line width of the resist pattern can be suppressed, and the process stability is extremely excellent.

酸拡散制御剤としては、レジストパターンの形成工程中の放射線照射や加熱処理により塩基性が変化しない含窒素有機化合物が好ましい。
このような含窒素有機化合物としては、例えば、下記式(5)で表される化合物(以下、「含窒素化合物(α) )という。」、同一分子内に窒素原子を2個有するジアミノ化合物(以下、「含窒素化合物(β)」という。)、窒素原子を3個以上有するジアミノ重合体(以下、「含窒素化合物(γ) 」という。)、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等が挙げられる。

Figure 2006322988
式(5)において、各R11は相互に独立に水素原子、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を示し、これらの基は例えばヒドロキシ基等の官能基で置換されていてもよい。 As the acid diffusion controller, a nitrogen-containing organic compound whose basicity is not changed by radiation irradiation or heat treatment in the resist pattern forming step is preferable.
As such a nitrogen-containing organic compound, for example, a compound represented by the following formula (5) (hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound (α))”, a diamino compound having two nitrogen atoms in the same molecule ( Hereinafter, referred to as “nitrogen-containing compound (β)”), diamino polymer having 3 or more nitrogen atoms (hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound (γ)”), amide group-containing compound, urea compound, nitrogen-containing complex. A ring compound etc. are mentioned.
Figure 2006322988
In the formula (5), each R 11 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group, and these groups may be substituted with a functional group such as a hydroxy group.

含窒素化合物(α)としては、例えば、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン等のモノアルキルアミン類;ジ−n−ブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−n−ヘキシルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジ−n−ノニルアミン、ジ−n−デシルアミン等のジアルキルアミン類;トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン等のトリアルキルアミン類;アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、1−ナフチルアミン等の芳香族アミン類等が挙げられる。
含窒素化合物(β) としては、例えば、エチレンジアミン、N,N,N',
N'−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノベンゾフェノン、4,4'−ジアミノジフェニルアミン、2,2'−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼン、1,3−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼン等が挙げられる。
含窒素化合物(γ)としては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ジメチルアミノエチルアクリルアミドの重合体等が挙げられる。
上記アミド基含有化合物としては、例えば、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン等が挙げられる。
上記ウレア化合物としては、例えば、尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラメチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、トリブチルチオウレア等が挙げられる。
Examples of the nitrogen-containing compound (α) include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine; di-n-butylamine, di-n- Dialkylamines such as pentylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, di-n-nonylamine, di-n-decylamine; triethylamine, tri-n-propylamine, Trialkylamines such as tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine Aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methyl Ruanirin, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, diphenylamine, triphenylamine, aromatic amines such as 1-naphthylamine, and the like.
Examples of the nitrogen-containing compound (β) include ethylenediamine, N, N, N ′,
N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminodiphenylamine, 2,2′-bis (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2 -(4-aminophenyl) -2- (3-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (4-hydroxyphenyl) propane, 1,4-bis [1- (4-aminophenyl) ) -1-Methylethyl] benzene, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl Benzene, and the like.
Examples of the nitrogen-containing compound (γ) include polymers of polyethyleneimine, polyallylamine, dimethylaminoethylacrylamide, and the like.
Examples of the amide group-containing compound include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone and the like. Is mentioned.
Examples of the urea compound include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tributylthiourea and the like. It is done.

上記含窒素複素環化合物としては、例えば、イミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、2−フェニルベンズイミダゾール等のイミダゾール類;ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、N−メチル−4−フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、8−オキシキノリン、アクリジン等のピリジン類のほか、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、4−メチルモルホリン、ピペラジン、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、フェナントロリン等が挙げられる。
また、上記含窒素有機化合物として、酸解離性基を有する含窒素化合物を用いることもできる。
上記酸解離性基を有する含窒素化合物としては、例えば、N―(t−ブトキシカルボニル)ピペリジン、N―(t−ブトキシカルボニル)イミダゾール、N―(t−ブトキシカルボニル)ベンズイミダゾール、N―(t−ブトキシカルボニル)2フェニルベンズイミダゾール、N―(t−ブトキシカルボニル)ジオクチルアミン、N―(t−ブトキシカルボニル)ジエタノールアミン、N―(t−ブトキシカルボニル)ジシクロヘキシルアミン、N―(t−ブトキシカルボニル)ジフェニルアミン等が挙げられる。
Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include imidazoles such as imidazole, 4-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, benzimidazole, 2-phenylbenzimidazole; pyridine, 2-methylpyridine, 4-methyl. Such as pyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, N-methyl-4-phenylpyridine, nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, quinoline, 8-oxyquinoline, acridine, etc. In addition to pyridines, pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, morpholine, 4-methylmorpholine, piperazine, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, phenanthro Emissions, and the like.
Moreover, the nitrogen-containing compound which has an acid dissociable group can also be used as said nitrogen-containing organic compound.
Examples of the nitrogen-containing compound having an acid dissociable group include N- (t-butoxycarbonyl) piperidine, N- (t-butoxycarbonyl) imidazole, N- (t-butoxycarbonyl) benzimidazole, N- (t -Butoxycarbonyl) 2-phenylbenzimidazole, N- (t-butoxycarbonyl) dioctylamine, N- (t-butoxycarbonyl) diethanolamine, N- (t-butoxycarbonyl) dicyclohexylamine, N- (t-butoxycarbonyl) diphenylamine Etc.

これらの含窒素有機化合物のうち、含窒素化合物(α)、含窒素化合物(β)、含窒素複素環化合物、酸解離性基を有する含窒素化合物等が好ましい。
上記酸拡散制御剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
酸拡散制御剤の配合量は、ポジ型感放射線性樹脂組成物における酸解離性基含有樹脂におけるアルカリ可溶性樹脂100重量部当り、通常、15重量部以下、好ましくは0.001〜10重量部、さらに好ましくは0.005〜5重量部である。この場合、酸拡散制御剤の配合量が15重量部をこえると、レジストとしての感度や照射部の現像性が低下する傾向がある。なお、酸拡散制御剤の配合量が0.001重量部未満であると、プロセス条件によっては、レジストとしてのパターン形状や寸法忠実度が低下するおそれがある。
Of these nitrogen-containing organic compounds, nitrogen-containing compounds (α), nitrogen-containing compounds (β), nitrogen-containing heterocyclic compounds, nitrogen-containing compounds having an acid-dissociable group, and the like are preferable.
The acid diffusion control agents can be used alone or in admixture of two or more.
The compounding amount of the acid diffusion controller is usually 15 parts by weight or less, preferably 0.001 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of the alkali-soluble resin in the acid-dissociable group-containing resin in the positive radiation sensitive resin composition. More preferably, it is 0.005-5 weight part. In this case, when the compounding amount of the acid diffusion controller exceeds 15 parts by weight, the sensitivity as a resist and the developability of the irradiated part tend to decrease. If the amount of the acid diffusion controller is less than 0.001 part by weight, the pattern shape and dimensional fidelity as a resist may be lowered depending on the process conditions.

界面活性剤
感放射線性樹脂組成物の塗布性やストリエーション、レジストとしての現像性等を改良する作用を示す界面活性剤を配合することができる。
このような界面活性剤としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェノールエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等を挙げることができ、また市販品としては、例えば、エフトップEF301、同EF303、同EF352(トーケムプロダクツ社製)、メガファックスF171、同F173(以上、大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC430、同FC431(以上、住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC101、同SC102、同SC103、同SC104、同SC105、同SC106(以上、旭硝子(株)製)、KP341(信越化学工業(株)製)、ポリフローNo.75、同No.95(以上、共栄社化学(株)製)等が挙げられる。
これらの界面活性剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
界面活性剤の配合量は、ポジ型感放射線性樹脂組成物における酸解離性基含有樹脂100重量部当り、好ましくは2重量部以下である。
Surfactant A surfactant exhibiting an effect of improving the coatability and striation of the radiation-sensitive resin composition, the developability as a resist, and the like can be blended.
Examples of such surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenol ether, polyoxyethylene n-nonylphenol ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol dilaurate. Examples of commercially available products include F-top EF301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products), Megafax F171, F173 (above, Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) )), Fluorad FC430, FC431 (above, manufactured by Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, the SC105, the SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.).
These surfactants can be used alone or in admixture of two or more.
The blending amount of the surfactant is preferably 2 parts by weight or less per 100 parts by weight of the acid-dissociable group-containing resin in the positive radiation sensitive resin composition.

増感剤
感放射線性樹脂組成物には、増感剤を配合することができる。好ましい増感剤としては、例えば、カルバゾール類、ベンゾフェノン類、ローズベンガル類、アントラセン類等が挙げられる。
これらの増感剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。 増感剤の配合量は、ポジ型レジスト組成物における酸解離性基含有樹脂100重量部当り、好ましくは50重量部以下である。
Sensitizer A sensitizer can be mix | blended with a radiation sensitive resin composition. Preferred sensitizers include, for example, carbazoles, benzophenones, rose bengals, anthracene and the like.
These sensitizers can be used alone or in admixture of two or more. The amount of the sensitizer is preferably 50 parts by weight or less per 100 parts by weight of the acid-dissociable group-containing resin in the positive resist composition.

溶剤
感放射線性樹脂組成物は、その使用に際して、全固形分の濃度が、通常、0.1〜50重量%、好ましくは1〜30重量%になるように、溶剤に均一に溶解したのち、例えば孔径0.2μm程度のフィルターでろ過することにより、組成物溶液として調製される。
上記組成物溶液の調製に使用される溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;
プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;
プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル等のプロピレングリコールジアルキルエーテル類;
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;
乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−プロピル、乳酸i−プロピル等の乳酸エステル類;
ぎ酸n−アミル、ぎ酸i−アミル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、酢酸n−アミル、酢酸i−アミル、プロピオン酸i−プロピル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸i−ブチル等の脂肪族カルボン酸エステル類;
ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸メチル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、3−メチル−3−メトキシブチルブチレート、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等の他のエステル類;
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;
メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類;
N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類;
γ−ブチロラクン等のラクトン類等が挙げられる。
これらの溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
Solvent The radiation-sensitive resin composition is dissolved in a solvent so that the concentration of the total solid content is usually 0.1 to 50% by weight, preferably 1 to 30% by weight. For example, it is prepared as a composition solution by filtering with a filter having a pore size of about 0.2 μm.
Examples of the solvent used for the preparation of the composition solution include ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-butyl ether acetate and the like. Glycol monoalkyl ether acetates;
Propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether;
Propylene glycol dialkyl ethers such as propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol di-n-propyl ether, propylene glycol di-n-butyl ether;
Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol mono-n-butyl ether acetate;
Lactate esters such as methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, i-propyl lactate;
N-amyl formate, i-amyl formate, ethyl acetate, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, n-amyl acetate, i-amyl acetate, i-propyl propionate Aliphatic carboxylic acid esters such as n-butyl propionate and i-butyl propionate;
Ethyl hydroxyacetate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutyrate, ethyl methoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxy Methyl propionate, ethyl 3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutylpropionate, 3-methyl-3-methoxybutyl butyrate, Other esters such as methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate;
Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene;
Ketones such as methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl butyl ketone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, cyclohexanone;
Amides such as N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone;
Examples include lactones such as γ-butyrolacun.
These solvents can be used alone or in admixture of two or more.

レジストパターンの形成
感放射線性樹脂組成物からレジストパターンを形成する際には、前述したようにして調製された組成物溶液を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布手段によって、例えば、シリコンウエハ、アルミニウムで被覆されたウエハ等の基板上に塗布し、場合により予め70℃〜160℃程度の温度で加熱処理(以下、「PB」という。)を行なって、レジスト被膜を形成したのち、放射線、好ましくは電子線を照射することにより描画する。この描画条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成、各添加剤の種類等に応じて、適宜選定される。
Formation of resist pattern When forming a resist pattern from a radiation-sensitive resin composition, the composition solution prepared as described above is applied by appropriate application means such as spin coating, cast coating, roll coating, etc. For example, it is applied onto a substrate such as a silicon wafer or a wafer coated with aluminum, and in some cases, a heat treatment (hereinafter referred to as “PB”) is performed at a temperature of about 70 ° C. to 160 ° C. to form a resist film. After that, drawing is performed by irradiating with radiation, preferably an electron beam. The drawing conditions are appropriately selected according to the composition of the radiation sensitive resin composition, the type of each additive, and the like.

本発明においては、高精度の微細パターンを安定して形成するために、照射後に、50℃〜200℃、好ましくは70〜160℃の温度で30秒以上加熱処理(以下、「PEB」という。)を行なうことが好ましい。この場合、PEBの温度が50℃未満では、基板の種類による感度のばらつきが広がるおそれがある。
その後、アルカリ現像液により、通常、10〜50℃で10〜200秒、好ましくは15〜30℃で15〜100秒の条件で現像することにより、所定のレジストパターンを形成する。
上記アルカリ現像液としては、例えば、アルカリ金属水酸化物、アンモニア水、モノ−、ジ−あるいはトリ−アルキルアミン類、モノ−、ジ−あるいはトリ−アルカノールアミン類、複素環式アミン類、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド類、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性化合物を、通常、1〜10重量%、好ましくは1〜5重量%、特に好ましくは1〜3重量%の濃度となるよう溶解したアルカリ性水溶液が使用される。
また、上記アルカリ性水溶液からなる現像液には、例えばメタノール、エタノール等の水溶性有機溶剤や界面活性剤を適宜添加することもできる。
レジストパターンの形成に際しては、環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響や被膜中の帯電を防止するため、レジスト被膜上に保護膜や帯電防止膜を設けることができる。
In the present invention, in order to stably form a high-precision fine pattern, a heat treatment (hereinafter referred to as “PEB”) is performed at a temperature of 50 to 200 ° C., preferably 70 to 160 ° C. for 30 seconds or more after irradiation. ) Is preferable. In this case, when the temperature of the PEB is less than 50 ° C., there is a possibility that the variation in sensitivity depending on the type of the substrate is widened.
Then, a predetermined resist pattern is formed by developing with an alkali developer usually at 10 to 50 ° C. for 10 to 200 seconds, preferably at 15 to 30 ° C. for 15 to 100 seconds.
Examples of the alkali developer include alkali metal hydroxide, aqueous ammonia, mono-, di- or tri-alkylamines, mono-, di- or tri-alkanolamines, heterocyclic amines, and tetraalkyls. Alkaline compounds such as ammonium hydroxides, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [4.3.0] -5-nonene are usually used. An alkaline aqueous solution dissolved so as to have a concentration of 1 to 10% by weight, preferably 1 to 5% by weight, particularly preferably 1 to 3% by weight is used.
In addition, a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol or a surfactant can be appropriately added to the developer composed of the alkaline aqueous solution.
In forming the resist pattern, a protective film or an antistatic film can be provided on the resist film in order to prevent the influence of basic impurities contained in the environmental atmosphere and the charge in the film.

以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。ここで、%および部は特記しない限り重量基準である。
下記する酸発生剤(A−1)、(A−2)の質量分析は、下記の条件で実施した。
装置:日本電子株式会社製JMS−AX505W型質量分析計
エミッター電流:5mA(使用ガス:Xe)
加速電圧 :3.0kV
10N MULTI :1.3
イオン化法 :高速原子衝撃法(FAB)
検出イオン :カチオン(+)
測定質量範囲 :20〜1500m/z
スキャン :30秒
分解能 :1500
マトリックス :3−ニトロベンジルアルコール
また、酸発生剤(A−1)、(A−2)の 1H−NMR分析は、日本電子株式会社製「JNM−EX270」を用い、測定溶媒としてCDCl3を使用して実施した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Here,% and parts are based on weight unless otherwise specified.
Mass analysis of the following acid generators (A-1) and (A-2) was performed under the following conditions.
Apparatus: JMS-AX505W type mass spectrometer manufactured by JEOL Ltd. Emitter current: 5 mA (used gas: Xe)
Acceleration voltage: 3.0 kV
10N MULTI: 1.3
Ionization method: Fast atom bombardment method (FAB)
Detection ion: Cation (+)
Measurement mass range: 20-1500 m / z
Scan: 30 seconds Resolution: 1500
Matrix: 3-nitrobenzyl alcohol In addition, 1 H-NMR analysis of acid generators (A-1) and (A-2) uses “JNM-EX270” manufactured by JEOL Ltd., and CDCl 3 is used as a measurement solvent. Carried out using.

合成例1:酸発生剤(A−1)の合成
亜二チオン酸ナトリウム69.6gおよび炭酸水素ナトリウム50.4gを、十分に窒素置換した2リットルの3つ口フラスコに入れ、室温でジメチルスルホキシド600ミリリットルおよび1−ブロモ−1,1−ジフルオロ−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エタン47.8gを順次添加して、窒素雰囲気下80℃で5時間攪拌した。その後、反応溶液を減圧蒸留してジメチルスルホキシドを除去したのち、イオン交換水300g、タングステン酸ナトリウム二水和物350mgおよびリン酸水素二ナトリウム5.0gを加えて、反応溶液のpHを維持しつつ、30%過酸化水素水5.6ミリリットルを室温で注意深く滴下して、60℃で1時間攪拌した。その後減圧濃縮して水を除去し、残渣をメタノールで2回抽出したのち、減圧濃縮してメタノールを除去することにより、1,1−ジフルオロ−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エタンスルホン酸ナトリウム(以下、「化合物(a)」と略称する。)27.3gを得た。
次いで、トリフェニルスルホニウムブロミド7.0gをイオン交換水75ミリリットルに溶解した溶液を、200ミリリットルナスフラスコに入れ、化合物(a)5.0gおよび塩化メチレン75ミリリットルを室温で添加したのち、同温度で1時間攪拌した。その後、有機層を分離してイオン交換水で5回洗浄したのち、減圧濃縮することにより、白色固体状のトリフェニルスルホニウム1,1−ジフルオロ−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エタンスルホネート8.35gを得た。
この化合物を、酸発生剤(A−1)とし、その化学構造式を以下に示す。

Figure 2006322988
Synthesis Example 1: Synthesis of acid generator (A-1) 69.6 g of sodium dithionite and 50.4 g of sodium hydrogen carbonate were placed in a 2-liter three-necked flask sufficiently purged with nitrogen, and dimethyl sulfoxide was obtained at room temperature. 600 ml and 47.8 g of 1-bromo-1,1-difluoro-2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) ethane were sequentially added and stirred at 80 ° C. for 5 hours under a nitrogen atmosphere. . Thereafter, the reaction solution was distilled under reduced pressure to remove dimethyl sulfoxide, and then 300 g of ion exchange water, 350 mg of sodium tungstate dihydrate and 5.0 g of disodium hydrogen phosphate were added to maintain the pH of the reaction solution. Then, 5.6 ml of 30% hydrogen peroxide solution was carefully added dropwise at room temperature and stirred at 60 ° C. for 1 hour. Thereafter, the mixture was concentrated under reduced pressure to remove water, and the residue was extracted twice with methanol, and then concentrated under reduced pressure to remove methanol, whereby 1,1-difluoro-2- (bicyclo [2.2.1] heptane- 27.3 g of sodium 2-yl) ethane sulfonate (hereinafter abbreviated as “compound (a)”) was obtained.
Next, a solution obtained by dissolving 7.0 g of triphenylsulfonium bromide in 75 ml of ion-exchanged water was placed in a 200 ml eggplant flask, and 5.0 g of compound (a) and 75 ml of methylene chloride were added at room temperature. Stir for 1 hour. Thereafter, the organic layer was separated, washed 5 times with ion-exchanged water, and concentrated under reduced pressure to obtain white solid triphenylsulfonium 1,1-difluoro-2- (bicyclo [2.2.1] heptane- There were obtained 8.35 g of 2-yl) ethanesulfonate.
This compound is used as an acid generator (A-1), and the chemical structural formula thereof is shown below.
Figure 2006322988

酸発生剤(A−1)の質量分析の結果は、アニオン部分がm/z=239(M+)であった。
また、酸発生剤(A−1)の1H−NMR分析の結果(化学シフトδ(ppm))は、次のとおりである。
7.80〜7.65(15H)
2.45〜2.06( 4H)
1.94〜1.77( 1H)
1.58〜0.74( 8H)
As a result of mass spectrometry of the acid generator (A-1), the anion portion was m / z = 239 (M +).
Moreover, the result (chemical shift δ (ppm)) of the 1 H-NMR analysis of the acid generator (A-1) is as follows.
7.80-7.65 (15H)
2.45 to 2.06 (4H)
1.94 to 1.77 (1H)
1.58 to 0.74 (8H)

合成例2:酸発生剤(A−2)の合成
ジフェニルヨードニウムクロリド6.45gをイオン交換水100ミリリットルに溶解した溶液を、300ミリリットルナスフラスコに入れ、化合物(a)5.0gおよび塩化メチレン100ミリリットルを室温で添加して、同温度で1時間攪拌した。その後、有機層を分離してイオン交換水で5回洗浄したのち、減圧濃縮して、白色固体状のジフェニルヨードニウム1,1−ジフルオロ−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エタンスルホネート8.1gを得た。
この化合物を、酸発生剤(A−2)とし、その化学構造式を以下に示す。

Figure 2006322988
Synthesis Example 2: Synthesis of acid generator (A-2) A solution prepared by dissolving 6.45 g of diphenyliodonium chloride in 100 ml of ion-exchanged water was placed in a 300 ml eggplant flask, and 5.0 g of compound (a) and 100 of methylene chloride were obtained. Milliliter was added at room temperature and stirred at the same temperature for 1 hour. Thereafter, the organic layer was separated, washed 5 times with ion-exchanged water, concentrated under reduced pressure, and diphenyliodonium 1,1-difluoro-2- (bicyclo [2.2.1] heptane-2-ylate in the form of a white solid. Y) 8.1 g of ethanesulfonate was obtained.
This compound is used as an acid generator (A-2), and the chemical structural formula thereof is shown below.
Figure 2006322988

酸発生剤(A−2)の質量分析の結果は、アニオン部分がm/z=239(M+)であった。
また、酸発生剤(A−2)の1H−NMR分析の結果(化学シフトδ(ppm))は、次のとおりである。
8.03(4H)
7.56(2H)
7.41(4H)
2.15〜1.72(5H)
1.49〜0.61(8H)
As a result of mass spectrometry of the acid generator (A-2), the anion portion was m / z = 239 (M +).
Moreover, the result (chemical shift δ (ppm)) of the 1 H-NMR analysis of the acid generator (A-2) is as follows.
8.03 (4H)
7.56 (2H)
7.41 (4H)
2.15 to 1.72 (5H)
1.49-0.61 (8H)

合成例3:酸解離性基含有樹脂(B−1)の合成
p−アセトキシスチレン100g、アクリル酸2−メチル−2−アダマンチル40.6g、アゾビスイソブチロニトリル6.5g、t−ドデシルメルカプタン1.7gを、プロピレングリコールモノメチルエーテル141gをセパラブルフラスコに投入し、室温で攪拌して均一溶液とした。窒素雰囲気下、反応温度を80℃まで昇温させ攪拌下10時間重合した。重合終了後、反応液を大量のメタノールで再沈させて精製し、得られた重合体130gをプロピレングリコールモノメチルエーテル800gに溶解させ、これを減圧濃縮した。
次いで、重合体溶液約300g、トリエチルアミン60g、イオン交換水10g、メタノール300gをセパラブルフラスコに仕込み、攪拌、還流下、加水分解反応を行なった。その後、加水分解溶液を減圧濃縮し、多量のイオン交換水で再沈させて精製し、50℃にて真空乾燥することによりP−ヒドロキシスチレン/アクリル酸2−メチル−2−アダマンチル(モル比で77/23)共重合体(Mw;9500、Mw/Mn;1.52)102gを得た。MwおよびMw/Mnは、東ソー(株)製高速GPC装置(型式「HLC−8120」)に東ソー(株)製のGPCカラム(商品名「G2000HXL」;2本、「G3000HXL」;1本、「G4000HXL」;1本)を用い、流量1.0ミリリットル/分、溶出溶剤テトラヒドロフラン、カラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定した。
この化合物を酸解離性基含有樹脂(B−1)とし、その化学構造式を以下に示す。

Figure 2006322988
Synthesis Example 3: Synthesis of acid-dissociable group-containing resin (B-1) 100 g of p-acetoxystyrene, 40.6 g of 2-methyl-2-adamantyl acrylate, 6.5 g of azobisisobutyronitrile, t-dodecyl mercaptan 1.7 g and 141 g of propylene glycol monomethyl ether were put into a separable flask and stirred at room temperature to obtain a uniform solution. Under a nitrogen atmosphere, the reaction temperature was raised to 80 ° C., and polymerization was carried out for 10 hours with stirring. After completion of the polymerization, the reaction solution was purified by reprecipitation with a large amount of methanol, and 130 g of the resulting polymer was dissolved in 800 g of propylene glycol monomethyl ether, and this was concentrated under reduced pressure.
Next, about 300 g of the polymer solution, 60 g of triethylamine, 10 g of ion-exchanged water, and 300 g of methanol were charged into a separable flask and subjected to a hydrolysis reaction with stirring and reflux. Thereafter, the hydrolyzed solution was concentrated under reduced pressure, purified by reprecipitation with a large amount of ion-exchanged water, and vacuum-dried at 50 ° C. to obtain P-hydroxystyrene / 2-methyl-2-adamantyl acrylate (in molar ratio). 77/23) 102 g of a copolymer (Mw; 9500, Mw / Mn; 1.52) was obtained. Mw and Mw / Mn are the same as those of Tosoh Corporation's high-speed GPC device (model “HLC-8120”), Tosoh Corporation GPC column (trade name “G2000HXL”; 2, “G3000HXL”; G4000HXL "; 1), and measurement was performed by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard under analysis conditions of a flow rate of 1.0 ml / min, an elution solvent tetrahydrofuran, and a column temperature of 40 ° C.
This compound is referred to as acid dissociable group-containing resin (B-1), and the chemical structural formula thereof is shown below.
Figure 2006322988

合成例4:酸解離性基含有樹脂(B−2)の合成
p−アセトキシスチレン100g、アクリル酸2−エチル−2−アダマンチル43g、アゾビスイソブチロニトリル6.5g、t−ドデシルメルカプタン1.8gを、プロピレングリコールモノメチルエーテル141gをセパラブルフラスコに投入し、室温で攪拌して均一溶液とした。窒素雰囲気下、反応温度を80℃まで昇温させ攪拌下10時間重合した。重合終了後、反応液を大量のメタノールで再沈させて精製し、得られた重合体132gをプロピレングリコールモノメチルエーテル800gに溶解させ、これを減圧濃縮した。
次いで、重合体溶液約300g、トリエチルアミン60g、イオン交換水10g、メタノール300gをセパラブルフラスコに仕込み、攪拌、還流下、加水分解反応を行った。その後、加水分解溶液を減圧濃縮し、多量のイオン交換水で再沈させて精製し、50℃にて真空乾燥することによりP−ヒドロキシスチレン/アクリル酸2−エチル−2−アダマンチル(モル比で77/23)共重合体(Mw;9600、Mw/Mn;1.49)104gを得た。
この化合物を酸解離性基含有樹脂(B−2)とし、その化学構造式を以下に示す。

Figure 2006322988
Synthesis Example 4: Synthesis of acid-dissociable group-containing resin (B-2) 100 g of p-acetoxystyrene, 43 g of 2-ethyl-2-adamantyl acrylate, 6.5 g of azobisisobutyronitrile, t-dodecyl mercaptan 8 g and 141 g of propylene glycol monomethyl ether were put into a separable flask and stirred at room temperature to obtain a uniform solution. Under a nitrogen atmosphere, the reaction temperature was raised to 80 ° C., and polymerization was carried out for 10 hours with stirring. After completion of the polymerization, the reaction solution was purified by reprecipitation with a large amount of methanol, and 132 g of the resulting polymer was dissolved in 800 g of propylene glycol monomethyl ether, and concentrated under reduced pressure.
Next, about 300 g of the polymer solution, 60 g of triethylamine, 10 g of ion-exchanged water, and 300 g of methanol were charged into a separable flask, and a hydrolysis reaction was performed under stirring and reflux. Thereafter, the hydrolyzed solution was concentrated under reduced pressure, purified by reprecipitation with a large amount of ion-exchanged water, and vacuum-dried at 50 ° C. to obtain P-hydroxystyrene / 2-ethyl-2-adamantyl acrylate (in molar ratio). 77/23) 104 g of copolymer (Mw; 9600, Mw / Mn; 1.49) was obtained.
This compound is referred to as acid dissociable group-containing resin (B-2), and the chemical structural formula thereof is shown below.
Figure 2006322988

合成例5:酸解離性基含有樹脂(B−3)の合成
p−アセトキシスチレン100g、アクリル酸1−メチル−1−シクロペンチル52g、アゾビスイソブチロニトリル6.3g、t−ドデシルメルカプタン2.1gを、プロピレングリコールモノメチルエーテル150gをセパラブルフラスコに投入し、室温で攪拌して均一溶液とした。窒素雰囲気下、反応温度を80℃まで昇温させ攪拌下10時間重合した。重合終了後、反応液を大量のメタノールで再沈させて精製し、得られた重合体138gをプロピレングリコールモノメチルエーテル800gに溶解させ、これを減圧濃縮した。
次いで、重合体溶液約300g、トリエチルアミン60g、イオン交換水10g、メタノール300gをセパラブルフラスコに仕込み、攪拌、還流下、加水分解反応を行った。その後、加水分解溶液を減圧濃縮し、多量のイオン交換水で再沈させて精製し、50℃にて真空乾燥することによりP−ヒドロキシスチレン/アクリル酸1−メチル−1−シクロペンチル(モル比で65/35)共重合体(Mw;10500、Mw/Mn;1.54)110gを得た。
この化合物を酸解離性基含有樹脂(B−3)とし、その化学構造式を以下に示す。

Figure 2006322988
Synthesis Example 5: Synthesis of acid-dissociable group-containing resin (B-3) 100 g of p-acetoxystyrene, 52 g of 1-methyl-1-cyclopentyl acrylate, 6.3 g of azobisisobutyronitrile, t-dodecyl mercaptan 1 g and 150 g of propylene glycol monomethyl ether were put into a separable flask and stirred at room temperature to obtain a uniform solution. Under a nitrogen atmosphere, the reaction temperature was raised to 80 ° C., and polymerization was carried out for 10 hours with stirring. After completion of the polymerization, the reaction solution was purified by reprecipitation with a large amount of methanol, and 138 g of the resulting polymer was dissolved in 800 g of propylene glycol monomethyl ether and concentrated under reduced pressure.
Next, about 300 g of the polymer solution, 60 g of triethylamine, 10 g of ion-exchanged water, and 300 g of methanol were charged into a separable flask, and a hydrolysis reaction was performed under stirring and reflux. Thereafter, the hydrolyzed solution is concentrated under reduced pressure, purified by reprecipitation with a large amount of ion-exchanged water, and vacuum-dried at 50 ° C. to thereby obtain P-hydroxystyrene / 1-methyl-1-cyclopentyl acrylate (in molar ratio). 65/35) 110 g of a copolymer (Mw; 10500, Mw / Mn; 1.54) was obtained.
This compound is an acid dissociable group-containing resin (B-3), and the chemical structural formula is shown below.
Figure 2006322988

合成例6:酸解離性基含有樹脂(B−4)の合成
p−アセトキシスチレン100g、スチレン4.6g、P−t−ブトキシスチレン38.8g、アゾビスイソブチロニトリル7.2g、t−ドデシルメルカプタン2.0gを、プロピレングリコールモノメチルエーテル145gをセパラブルフラスコに投入し、室温で攪拌して均一溶液とした。窒素雰囲気下、反応温度を80℃まで昇温させ攪拌下10時間重合した。重合終了後、反応液を大量のメタノールで再沈させて精製し、得られた重合体130gをプロピレングリコールモノメチルエーテル800gに溶解させ、これを減圧濃縮した。
次いで、重合体溶液約300g、トリエチルアミン60g、イオン交換水10g、メタノール300gをセパラブルフラスコに仕込み、攪拌、還流下、加水分解反応を行った。その後、加水分解溶液を減圧濃縮し、多量のイオン交換水で再沈させて精製し、50℃にて真空乾燥することによりp−ヒドロキシスチレン/p−t−ブトキシスチレン/スチレン(モル比で70/25/5)共重合体(Mw;10000、Mw/Mn;1.55)100gを得た。
この化合物を酸解離性基含有樹脂(B−4)とし、その化学構造式を以下に示す。

Figure 2006322988
Synthesis Example 6: Synthesis of acid-dissociable group-containing resin (B-4) 100 g of p-acetoxystyrene, 4.6 g of styrene, 38.8 g of Pt-butoxystyrene, 7.2 g of azobisisobutyronitrile, t- 2.0 g of dodecyl mercaptan and 145 g of propylene glycol monomethyl ether were put into a separable flask and stirred at room temperature to obtain a uniform solution. Under a nitrogen atmosphere, the reaction temperature was raised to 80 ° C., and polymerization was carried out for 10 hours with stirring. After completion of the polymerization, the reaction solution was purified by reprecipitation with a large amount of methanol, and 130 g of the resulting polymer was dissolved in 800 g of propylene glycol monomethyl ether, and this was concentrated under reduced pressure.
Next, about 300 g of the polymer solution, 60 g of triethylamine, 10 g of ion-exchanged water, and 300 g of methanol were charged into a separable flask, and a hydrolysis reaction was performed under stirring and reflux. Thereafter, the hydrolyzed solution was concentrated under reduced pressure, purified by reprecipitation with a large amount of ion-exchanged water, and vacuum-dried at 50 ° C. to obtain p-hydroxystyrene / pt-butoxystyrene / styrene (molar ratio of 70). / 25/5) 100 g of copolymer (Mw; 10,000, Mw / Mn; 1.55) was obtained.
This compound is defined as an acid-dissociable group-containing resin (B-4), and the chemical structural formula is shown below.
Figure 2006322988

各実施例および比較例に用いた材料を以下に示す。
(A)酸発生剤
A−1;トリフェニルスルホニウム1,1−ジフルオロ−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エタンスルホネート(合成例1)
A−2;ジフェニルヨードニウム1,1−ジフルオロ−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エタンスルホネート(合成例2)
A−3;トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート

Figure 2006322988
A−4;N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド
Figure 2006322988
(B)酸解離性含有樹脂
B−1;p−ヒドロキシスチレン/スチレン/p−t−ブトキシスチレン(モル比で70/5/25)−ヒドロキシスチレン/アクリル酸2−メチル−2−アダマンチル(モル比で77/23)共重合体(Mw;9500、Mw/Mn;1.52)(合成例3)
B−2;p−ヒドロキシスチレン/スチレン/p−t−ブトキシスチレン(モル比で70/5/25)−ヒドロキシスチレン/アクリル酸2−エチル−2−アダマンチル(モル比で77/23)共重合体(Mw;9600、Mw/Mn;1.49)(合成例4)
B−3;p−ヒドロキシスチレン/スチレン/p−t−ブトキシスチレン(モル比で70/5/25)−ヒドロキシスチレン/アクリル酸1−メチル−1−シクロペンチル(モル比で65/35)共重合体(Mw;10500、Mw/Mn;1.54)(合成例5)
B−4;p−ヒドロキシスチレン/スチレン/p−t−ブトキシスチレン(モル比で70/5/25)共重合体(Mw;10000、Mw/Mn;1.55)(合成例6)
(C)酸拡散制御剤
C−1;トリ−n−オクチルアミン
C−2;2−フェニルベンズイミダゾール
(D)溶剤
D−1;乳酸エチル
D−2;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート The materials used in each example and comparative example are shown below.
(A) Acid generator A-1; triphenylsulfonium 1,1-difluoro-2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) ethanesulfonate (Synthesis Example 1)
A-2: Diphenyliodonium 1,1-difluoro-2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) ethanesulfonate (Synthesis Example 2)
A-3: Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate
Figure 2006322988
A-4; N- (trifluoromethylsulfonyloxy) bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide
Figure 2006322988
(B) Acid dissociable resin B-1; p-hydroxystyrene / styrene / pt-butoxystyrene (70/5/25 in molar ratio) -hydroxystyrene / 2-methyl-2-adamantyl acrylate (mol) 77/23 by ratio) Copolymer (Mw; 9500, Mw / Mn; 1.52) (Synthesis Example 3)
B-2: p-hydroxystyrene / styrene / pt-butoxystyrene (molar ratio 70/5/25) -hydroxystyrene / acrylic acid 2-ethyl-2-adamantyl (molar ratio 77/23) Combined (Mw; 9600, Mw / Mn; 1.49) (Synthesis Example 4)
B-3; p-hydroxystyrene / styrene / pt-butoxystyrene (molar ratio 70/5/25) -hydroxystyrene / 1-methyl-1-cyclopentyl acrylate (molar ratio 65/35) Combined (Mw; 10500, Mw / Mn; 1.54) (Synthesis Example 5)
B-4: p-hydroxystyrene / styrene / pt-butoxystyrene (molar ratio 70/5/25) copolymer (Mw; 10,000, Mw / Mn; 1.55) (Synthesis Example 6)
(C) Acid diffusion controller C-1; tri-n-octylamine C-2; 2-phenylbenzimidazole (D) solvent D-1; ethyl lactate D-2; propylene glycol monomethyl ether acetate

実施例1〜10および比較例1
ホジ型感放射線性樹脂組成物の配合を表1(ただし、それぞれの表において、部は重量に基づく。)に示す。各成分を混合して均一溶液とした後、孔径200nmのメンブランフィルターでろ過し異物を除去して、感放射線性樹脂溶液を調整した。その後、これらの感放射線性樹脂溶液を6インチのシリコンウエハに回転塗布し、膜厚200nmのレジスト被膜を形成した。次いで、簡易型の電子線描画装置(日立社製、型式「HL800D」、出力;50KeV、電流密度;5.0 A/cm2)を用いてレジスト被膜に電子線を照射した。照射後、表2に示す条件でPEBを行ない、次いで、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドを2.38重量%含む水溶液を用い、パドル法により、23℃で60秒間現像を行なった。その後、水で30秒間洗浄し、乾燥してレジストパターンを形成した。感放射線性樹脂組成物の評価を下記(1)、(2)に従い行なった。その結果を表2に示す。
(1)感度(L/Sパターン、孤立ラインパターン)
シリコンウエハ上に形成したレジスト被膜に電子線照射し、直ちにPEBを行なって、アルカリ現像したのち、水洗し、乾燥して、レジストパターンを形成したとき、線幅150nmのライン・アンド・スペースパターンをそれぞれ1対1の線幅に形成する照射量、1対10の線幅に形成する照射量を最適照射量とし、この最適照射量により感度を評価した。
(2)解像度(L/Sパターン、孤立ラインパターン)
(1)の最適照射量で照射したときに解像されるライン・アンド・スペースパターン(1L1S、1L10S)の最小寸法(nm)を解像度とした。
Examples 1 to 10 and Comparative Example 1
The composition of the Hoji type radiation-sensitive resin composition is shown in Table 1 (however, in each table, parts are based on weight). Each component was mixed to make a uniform solution, and then filtered through a membrane filter having a pore size of 200 nm to remove foreign substances, thereby preparing a radiation sensitive resin solution. Thereafter, these radiation-sensitive resin solutions were spin-coated on a 6-inch silicon wafer to form a resist film having a thickness of 200 nm. Next, the resist film was irradiated with an electron beam using a simple electron beam drawing apparatus (manufactured by Hitachi, model “HL800D”, output: 50 KeV, current density: 5.0 A / cm 2 ). After the irradiation, PEB was performed under the conditions shown in Table 2, and then development was performed at 23 ° C. for 60 seconds by the paddle method using an aqueous solution containing 2.38% by weight of tetramethylammonium hydroxide. Thereafter, it was washed with water for 30 seconds and dried to form a resist pattern. Evaluation of the radiation sensitive resin composition was performed according to the following (1) and (2). The results are shown in Table 2.
(1) Sensitivity (L / S pattern, isolated line pattern)
A resist film formed on a silicon wafer is irradiated with an electron beam, immediately subjected to PEB, alkali developed, washed with water, and dried to form a resist pattern. A line and space pattern having a line width of 150 nm is formed. The irradiation amount formed to a line width of 1 to 1 and the irradiation amount formed to a line width of 1 to 10 were set as the optimal irradiation amount, and the sensitivity was evaluated based on the optimal irradiation amount.
(2) Resolution (L / S pattern, isolated line pattern)
The minimum dimension (nm) of the line-and-space pattern (1L1S, 1L10S) resolved when irradiated with the optimal dose of (1) was defined as the resolution.

Figure 2006322988
Figure 2006322988
Figure 2006322988
Figure 2006322988

本発明の感放射線性樹脂組成物は、式(1)の構造を有する酸発生剤を含有し、該感放射線性樹脂組成物のパターン形成時におけるライン・アンド・スペースパターンだけでなく、孤立ラインパターンの解像度に優れるので、EB、EUV、X線による微細パターン形成に有用である。したがって、本発明の感放射線性樹脂組成物は、これからさらに微細化が進行すると予想される半導体デバイス製造用の化学増幅型レジストとして極めて有用である。   The radiation sensitive resin composition of the present invention contains an acid generator having the structure of the formula (1), and not only a line and space pattern at the time of pattern formation of the radiation sensitive resin composition, but also an isolated line. Since the resolution of the pattern is excellent, it is useful for forming a fine pattern by EB, EUV, or X-ray. Therefore, the radiation sensitive resin composition of the present invention is extremely useful as a chemically amplified resist for manufacturing semiconductor devices, which is expected to be further miniaturized from now on.

Claims (2)

パターン形成時における解像度がライン・アンド・スペースパターンで90nm以下かつ孤立ラインパターンで100nm以下の特性を有する感放射線性樹脂組成物であって、
該樹脂組成物は、下記式(1)の構造を有する酸発生剤と、酸解離性基を有するアルカリ不溶またはアルカリ難溶性の樹脂であり前記酸解離性基が解離することでアルカリ可溶性になる酸解離性基含有樹脂とを含むことを特徴とする感放射線性樹脂組成物。
Figure 2006322988
(式(1)において、
1は−R5、−COR6、−COOR6、−CON(R6)(R7)、−N(R6)(R7)、−N(R6)CO(R7)、−N(R6)COOR7、−N(COR6)(COR7)、−SR6、−SOR6、−SO26または−SO2(OR6)を表し、該R1が複数存在する場合それらは相互に同一でも異なってもよく、また該R1がノルボルナン構造中に含まれる場合それらは炭素原子と共に環を形成してもよく、また該R1が複数存在する場合何れか2つ以上のR1が相互に結合して環を形成してもよく、前記R5は置換もしくは非置換の炭素数1〜30の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基または置換もしくは非置換の原子数4〜30の1価のヘテロ環状有機基を表し、前記R6およびR7は相互に独立に水素原子、置換もしくは非置換の炭素数1〜30の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基または置換もしくは非置換の原子数4〜30の1価のヘテロ環状有機基を表し、
2、R3およびR4は相互に独立に水素原子または炭素数1〜30の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基を表し、
kは0以上の整数、nは0〜5の整数であり、Mは1価のオニウムカチオンを表す。)
A radiation-sensitive resin composition having a resolution of 90 nm or less in a line-and-space pattern and 100 nm or less in an isolated line pattern during pattern formation,
The resin composition is an acid generator having a structure of the following formula (1) and an alkali-insoluble or hardly-alkali-soluble resin having an acid-dissociable group, and becomes alkali-soluble when the acid-dissociable group is dissociated. A radiation-sensitive resin composition comprising an acid-dissociable group-containing resin.
Figure 2006322988
(In Formula (1),
R 1 is —R 5 , —COR 6 , —COOR 6 , —CON (R 6 ) (R 7 ), —N (R 6 ) (R 7 ), —N (R 6 ) CO (R 7 ), — N (R 6) COOR 7, -N (COR 6) (COR 7), - SR 6, -SOR 6, represents -SO 2 R 6, or -SO 2 (oR 6), wherein R 1 there are a plurality of In the case where the R 1 is contained in the norbornane structure, they may form a ring together with the carbon atom, and when two or more R 1 are present, R 1 may be bonded to each other to form a ring, and R 5 is a substituted or unsubstituted C 1-30 linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group, substituted or represents a non-substituted monovalent heterocyclic organic group aryl group or a substituted or unsubstituted atoms 4 to 30 6 to 30 carbon atoms, wherein R 6 And R 7 individually represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C 1-30 linear monovalent hydrocarbon radical of branched or cyclic, substituted or unsubstituted aryl having 6 to 30 carbon atoms A group or a substituted or unsubstituted monovalent heterocyclic organic group having 4 to 30 atoms,
R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms,
k is an integer of 0 or more, n is an integer of 0 to 5, and M + represents a monovalent onium cation. )
電子線または140nm以下の波長を有する放射線照射によりアルカリ可溶性になることを特徴とする請求項1記載の感放射線性樹脂組成物。   2. The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, which becomes alkali-soluble by irradiation with an electron beam or radiation having a wavelength of 140 nm or less.
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