JP2007304545A - Positive resist composition and pattern-forming method using same - Google Patents

Positive resist composition and pattern-forming method using same Download PDF

Info

Publication number
JP2007304545A
JP2007304545A JP2006247832A JP2006247832A JP2007304545A JP 2007304545 A JP2007304545 A JP 2007304545A JP 2006247832 A JP2006247832 A JP 2006247832A JP 2006247832 A JP2006247832 A JP 2006247832A JP 2007304545 A JP2007304545 A JP 2007304545A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
resin
acid
alkali
repeating unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006247832A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4861781B2 (en
Inventor
Shinichi Kanna
慎一 漢那
Haruki Inabe
陽樹 稲部
Hiromi Kanda
博美 神田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2006247832A priority Critical patent/JP4861781B2/en
Publication of JP2007304545A publication Critical patent/JP2007304545A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4861781B2 publication Critical patent/JP4861781B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive resist composition that is not only excellent in line edge roughness but also excellent in water following performance, and to provide a pattern-forming method using the same. <P>SOLUTION: A positive resist composition comprises (A) a resin in which its solubility in an alkali developer is increased by action of an acid and which does not contain a silicon atom, (B) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic ray or radiation, (C) a silicon atom-containing resin having at least one group selected from groups (X) to (Z), and (D) a solvent, wherein: (X) is an alkali-soluble group; (Y) is a group capable of decomposing by action of an alkali developer to increase the solubility of resin (C) in an alkali developer; and (Z) is a group capable of decomposing by action of an acid to increase the solubility of resin (C) in an alkali developer. The pattern forming method using the same is also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さらにはその他のフォトアプリケーションのリソグラフィー工程に使用されるポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関するものである。特に波長が300nm以下の遠紫外線光を光源とする液浸式投影露光装置で露光するために好適な液浸露光用ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関するものである。   The present invention relates to a positive resist composition used in a semiconductor manufacturing process such as an IC, a circuit board such as a liquid crystal or a thermal head, and also in a lithography process for other photo applications, and a pattern forming method using the same. It is. In particular, the present invention relates to a positive resist composition for immersion exposure suitable for exposure by an immersion projection exposure apparatus using far ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or less as a light source, and a pattern forming method using the same.

半導体素子の微細化に伴い露光光源の短波長化と投影レンズの高開口数(高NA)化が進み、現在では193nm波長を有するArFエキシマレーザーを光源とするNA0.8
4の露光機が開発されている。これらは一般によく知れている様に次式で表すことができる。
(解像力)=k1・(λ/NA)
(焦点深度)=±k2・λ/NA2
ここでλは露光光源の波長、NAは投影レンズの開口数、k1及びk2はプロセスに関係する係数である。
Along with the miniaturization of semiconductor elements, the wavelength of the exposure light source has been shortened and the numerical aperture (high NA) of the projection lens has been increased. Currently, an NAF 0.8 light source using an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm is used.
Four exposure machines have been developed. These can be expressed by the following equations as is generally well known.
(Resolving power) = k 1 · (λ / NA)
(Depth of focus) = ± k 2 · λ / NA 2
Where λ is the wavelength of the exposure light source, NA is the numerical aperture of the projection lens, and k 1 and k 2 are coefficients related to the process.

更なる波長の短波化による高解像力化のために157nmの波長を有するF2エキシマ
レーザーを光源とする露光機が検討されているが、短波長化のために露光装置に使用するレンズ素材とレジストに使用する素材が非常に限定されるため、装置や素材の製造コストや品質安定化が非常に困難であり、要求される期間内に十分な性能と安定性を有する露光装置及びレジストが間に合わない可能性が出てきている。
An exposure machine using a F 2 excimer laser having a wavelength of 157 nm as a light source has been studied for higher resolution by further shortening the wavelength. Lens materials and resists used in the exposure apparatus for shorter wavelength have been studied. Because the materials used in the process are very limited, it is very difficult to stabilize the manufacturing cost and quality of the apparatus and materials, and the exposure apparatus and resist that have sufficient performance and stability within the required period are not in time. The possibility is coming out.

光学顕微鏡において解像力を高める技術として、従来から投影レンズと試料の間に高屈折率の液体(以下、「液浸液」ともいう)で満たす、所謂、液浸法が知られている。
この「液浸の効果」はλ0を露光光の空気中での波長とし、nを空気に対する液浸液の
屈折率、θを光線の収束半角としNA0=sinθとすると、液浸した場合、前述の解像力及び焦点深度は次式で表すことができる。
(解像力)=k1・(λ0/n)/NA0
(焦点深度)=±k2・(λ0/n)/NA0 2
すなわち、液浸の効果は波長が1/nの露光波長を使用するのと等価である。言い換えれば、同じNAの投影光学系の場合、液浸により、焦点深度をn倍にすることができる。これは、あらゆるパターン形状に対して有効であり、更に、現在検討されている位相シフト法、変形照明法などの超解像技術と組み合わせることが可能である。
As a technique for increasing the resolving power in an optical microscope, a so-called immersion method in which a high refractive index liquid (hereinafter also referred to as “immersion liquid”) is filled between a projection lens and a sample is known.
This “immersion effect” means that when λ 0 is the wavelength of the exposure light in the air, n is the refractive index of the immersion liquid with respect to air, θ is the convergence angle of the light beam, and NA 0 = sin θ. The above-described resolving power and depth of focus can be expressed by the following equations.
(Resolving power) = k 1 · (λ 0 / n) / NA 0
(Depth of focus) = ± k 2 · (λ 0 / n) / NA 0 2
That is, the immersion effect is equivalent to using an exposure wavelength having a wavelength of 1 / n. In other words, in the case of a projection optical system with the same NA, the depth of focus can be increased n times by immersion. This is effective for all pattern shapes, and can be combined with a super-resolution technique such as a phase shift method and a modified illumination method which are currently being studied.

この効果を半導体素子の微細画像パターンの転写に応用した装置例が、特許文献1(特開昭57−153433号公報)、特許文献2(特開平7−220990号公報)等にて紹介されている。
最近の液浸露光技術進捗が非特許文献1(SPIE Proc 4688,11(2002))、非特許文献2
(J.Vac.Sci.Tecnol.B 17(1999))、非特許文献3(SPIE Proc 3999,2(2000))、特許文献3(国際公開WO2004−077158号パンフレット)等で報告されている。ArFエキシマレーザーを光源とする場合は、取り扱い安全性と193nmにおける透過率と屈折率の観点で純水(193nmにおける屈折率1.44)が液浸液として最も有望であると考えられている。F2エキシマレーザーを光源とする場合は、157nmにおける透
過率と屈折率のバランスからフッ素を含有する溶液が検討されているが、環境安全性の観点や屈折率の点で十分な物は未だ見出されていない。液浸の効果の度合いとレジストの完成度から液浸露光技術はArF露光機に最も早く搭載されると考えられている。
Examples of apparatuses in which this effect is applied to the transfer of a fine image pattern of a semiconductor element are introduced in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 57-153433), Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-220990), and the like. Yes.
Recent progress in immersion exposure technology is described in Non-Patent Document 1 (SPIE Proc 4688, 11 (2002)), Non-Patent Document 2
(J. Vac. Sci. Tecnol. B 17 (1999)), Non-Patent Document 3 (SPIE Proc 3999, 2 (2000)), Patent Document 3 (International Publication WO 2004-077158 Pamphlet) and the like. In the case of using an ArF excimer laser as a light source, pure water (refractive index of 1.44 at 193 nm) is considered to be most promising as an immersion liquid in terms of handling safety, transmittance at 193 nm, and refractive index. When an F 2 excimer laser is used as a light source, a solution containing fluorine has been studied from the balance between transmittance and refractive index at 157 nm. However, a sufficient product has not yet been seen in terms of environmental safety and refractive index. It has not been issued. From the degree of immersion effect and the degree of completeness of the resist, the immersion exposure technique is considered to be installed in the ArF exposure machine earliest.

KrFエキシマレーザー(248nm)用レジスト以降、光吸収による感度低下を補うためにレジストの画像形成方法として化学増幅という画像形成方法が用いられている。ポジ型の化学増幅の画像形成方法を例に挙げ説明すると、露光で露光部の酸発生剤が分解し酸を生成させ、露光後のベーク(PEB:Post Exposure Bake)でその発生酸を反応触媒として利用してアルカリ不溶の基をアルカリ可溶基に変化させ、アルカリ現像により露光部を除去する画像形成方法である。
この化学増幅機構を用いたArFエキシマレーザー(波長193nm)用レジストは,現状主流になりつつあるが、液浸露光した場合には、ラインエッジラフネスの改善が必要であった。
Since the resist for KrF excimer laser (248 nm), an image forming method called chemical amplification has been used as an image forming method for a resist in order to compensate for sensitivity reduction due to light absorption. An example of a positive-type chemical amplification image forming method will be described. When exposed, the acid generator in the exposed area decomposes to generate an acid, and the acid generated in the exposure bake (PEB) is a reaction catalyst. Is used to change an alkali-insoluble group to an alkali-soluble group, and an exposed portion is removed by alkali development.
Although the resist for ArF excimer laser (wavelength 193 nm) using this chemical amplification mechanism is becoming mainstream at present, it is necessary to improve the line edge roughness in the case of immersion exposure.

また、化学増幅レジストを液浸露光に適用すると、露光時にレジスト層が浸漬液と接触することになるため、レジスト層が変質することや、レジスト層から浸漬液に悪影響を及ぼす成分が滲出することが指摘されている。特許文献4(国際公開WO2004−068242号パンフレット)では、ArF露光用のレジストを露光前後に水に浸すことによりレジスト性能が変化する例が記載されており、液浸露光における問題と指摘している。
また、液浸露光プロセスにおいて、スキャン式の液浸露光機を用いて露光する場合には、レンズの移動に追随して液浸液も移動しないと露光スピードが低下するため、生産性に影響を与えることが懸念される。液浸液が水である場合においては、レジスト膜は疎水的であるほうが水追随性良好であることが望まれる。
In addition, when a chemically amplified resist is applied to immersion exposure, the resist layer comes into contact with the immersion liquid at the time of exposure, so that the resist layer is altered and components that adversely affect the immersion liquid are leached from the resist layer. Has been pointed out. Patent Document 4 (International Publication WO 2004-068242 Pamphlet) describes an example in which resist performance changes by immersing a resist for ArF exposure in water before and after exposure, and points to a problem in immersion exposure. .
In the immersion exposure process, when exposure is performed using a scanning immersion exposure machine, the exposure speed decreases unless the immersion liquid moves following the movement of the lens. Concerned about giving. In the case where the immersion liquid is water, it is desirable that the resist film be hydrophobic so that water followability is better.

特開昭57−153433号公報JP-A-57-153433 特開平7−220990号公報JP-A-7-220990 国際公開WO2004−077158号パンフレットInternational Publication WO2004-077158 Pamphlet 国際公開WO2004−068242号パンフレットInternational Publication WO 2004-068242 Pamphlet 国際光工学会紀要(Proc. SPIE), 2002年, 第4688巻,第11頁Proc. SPIE, 2002, Vol. 4688, p. 11 J.Vac.Sci.Tecnol.B 17(1999)J.Vac.Sci.Tecnol.B 17 (1999) 国際光工学会紀要(Proc. SPIE), 2000年, 第3999巻,第2頁Proc. SPIE, 2000, Vol. 3999, p. 2

本発明の目的は、ラインエッジラフネスを改善したポジ型レジスト組成物を提供することである。また、液浸露光において通常露光と同様にパターンプロファイルが良好であり、液浸液に対する追随性が良好である、液浸露光に好適なポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a positive resist composition having improved line edge roughness. Also provided are a positive resist composition suitable for immersion exposure, and a pattern formation method using the same, which has a good pattern profile in immersion exposure as well as normal exposure and good followability to immersion liquid. It is to be.

本発明は、下記構成のポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法であり、これにより本発明の上記目的が達成される。   The present invention is a positive resist composition having the following constitution and a pattern forming method using the same, whereby the above object of the present invention is achieved.

(1) (A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する珪素原子を有さない樹脂、
(B)活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物、
(C)下記(X)〜(Z)の群から選ばれる基を少なくとも1つ有する珪素原子含有樹脂、並びに、
(X)アルカリ可溶性基
(Y)アルカリ現像液の作用により分解し樹脂(C)のアルカリ現像液に対する溶解度を増大させる基及び
(Z)酸の作用により分解し樹脂(C)のアルカリ現像液に対する溶解度を増大させる基、
(D)溶剤
を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。
(1) (A) a resin having no silicon atom whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid;
(B) a compound that generates an acid upon irradiation with an actinic ray or radiation,
(C) a silicon atom-containing resin having at least one group selected from the following groups (X) to (Z), and
(X) an alkali-soluble group (Y) a group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility of the resin (C) in the alkali developer; and (Z) a group that decomposes by the action of an acid and decomposes the resin (C) in the alkali developer. A group that increases solubility,
(D) A positive resist composition containing a solvent.

(2) 樹脂(A)が、単環または多環の脂環炭化水素構造を有していることを特徴とする上記(1)に記載のポジ型レジスト組成物。   (2) The positive resist composition as described in (1) above, wherein the resin (A) has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure.

(3) 珪素原子含有樹脂(C)が、アルカリ可溶性および/または酸の作用によりア
ルカリ現像液に対する溶解度が増大する珪素原子含有樹脂であることを特徴とする上記(1)または(2)に記載のポジ型レジスト組成物。
(3) The silicon atom-containing resin (C) is a silicon atom-containing resin that is alkali-soluble and / or has increased solubility in an alkali developer due to the action of an acid, as described in (1) or (2) above A positive resist composition.

(4) 珪素原子含有樹脂(C)が、アルカリ可溶性で、かつ、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大しない樹脂であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   (4) The silicon atom-containing resin (C) is a resin that is alkali-soluble and does not increase the solubility in an alkali developer due to the action of an acid, according to any one of the above (1) to (3) The positive resist composition as described.

(5) 珪素原子含有樹脂(C)が、ラクトン基を有する繰り返し単位を少なくとも1種類有することを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   (5) The positive resist composition as described in any one of (1) to (3) above, wherein the silicon atom-containing resin (C) has at least one repeating unit having a lactone group.

(6) 珪素原子含有樹脂(C)が、アルカリ不溶性で、かつ、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   (6) The silicon atom-containing resin (C) is a resin that is insoluble in alkali and has increased solubility in an alkali developer due to the action of an acid, according to any one of the above (1) to (3) The positive resist composition as described.

(7) 波長が、200nm以下の真空紫外光で露光されることを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   (7) The positive resist composition as described in any one of (1) to (6) above, which is exposed to vacuum ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less.

(8) 珪素原子含有樹脂(C)の重量平均分子量が、1,000〜100,000であることを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   (8) The positive resist composition as described in any one of (1) to (7) above, wherein the silicon atom-containing resin (C) has a weight average molecular weight of 1,000 to 100,000.

(9) 珪素原子含有樹脂(C)が、さらにフッ素原子を有することを特徴とする上記(1)〜(8)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   (9) The positive resist composition as described in any one of (1) to (8) above, wherein the silicon atom-containing resin (C) further has a fluorine atom.

(10) 珪素原子含有樹脂(C)の添加量が、組成物中の全固形分量に対して0.1〜5質量%であることを特徴とする上記(1)〜(9)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   (10) Any one of (1) to (9) above, wherein the addition amount of the silicon atom-containing resin (C) is 0.1 to 5% by mass relative to the total solid content in the composition. The positive resist composition as described in 1. above.

(11) 樹脂(A)が、水酸基またはシアノ基で置換された脂環炭化水素基を有する繰り返し単位を有することを特徴とする上記(1)〜(10)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   (11) The positive resist according to any one of (1) to (10) above, wherein the resin (A) has a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon group substituted with a hydroxyl group or a cyano group. Composition.

(12) 上記(1)〜(11)のいずれかに記載のレジスト組成物によりレジスト膜を形成し、当該レジスト膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。   (12) A pattern forming method comprising a step of forming a resist film from the resist composition according to any one of (1) to (11), and exposing and developing the resist film.

本発明により、ラインエッジラフネスが良好で、液浸液に対する追随性も優れた液浸露光にも好適なポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a positive resist composition suitable for immersion exposure having good line edge roughness and excellent followability to immersion liquid, and a pattern forming method using the same.

以下、本発明について詳細に説明する。
尚、本明細書に於ける基(原子団)の表記に於いて、置換及び無置換を記していない表
記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In addition, in the description of the group (atomic group) in this specification, the description which does not describe substitution and non-substitution includes what does not have a substituent and what has a substituent. . For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).

(A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する珪素原子を有さない樹脂。
本発明のレジスト組成物に用いられる樹脂は、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解度が増大する珪素原子を有さない樹脂(酸分解性樹脂)であり、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基(以下、「酸分解性基」ともいう)を有する樹脂である(以下、酸分解性樹脂、樹脂(A)とも呼ぶ)。
(A) A resin having no silicon atom, whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid.
The resin used in the resist composition of the present invention is a resin (acid-decomposable resin) that does not have a silicon atom that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkaline developer, and is the main chain or side chain of the resin. Or a resin having a group (hereinafter also referred to as “acid-decomposable group”) that decomposes by the action of an acid to generate an alkali-soluble group (hereinafter also referred to as “acid-decomposable group”) in both the main chain and the side chain (hereinafter referred to as “acid-decomposable resin, Resin (A) is also called).

樹脂(A)の具体例としては以下に示すようなメタ、パラ、またはオルソ置換体を含むポリ(ヒドロキシスチレン)誘導体を挙げることができる。   Specific examples of the resin (A) include poly (hydroxystyrene) derivatives containing a meta, para, or ortho-substituted product as shown below.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボン酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基を有する基等が挙げられる。
好ましいアルカリ可溶性基としては、カルボン酸基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、スルホン酸基が挙げられる。
酸で分解し得る基(酸分解性基)として好ましい基は、これらのアルカリ可溶性基の水素原子を酸で脱離する基で置換した基である。
酸分解性基としては好ましくは、クミルエステル基、エノールエステル基、アセタールエステル基、第3級のアルキルエステル基等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル基である。
Alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) Imido group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) methylene group A group having
Preferred alkali-soluble groups include carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol), and sulfonic acid groups.
A preferred group as an acid-decomposable group (acid-decomposable group) is a group obtained by substituting the hydrogen atom of these alkali-soluble groups with a group capable of leaving with an acid.
The acid-decomposable group is preferably a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, a tertiary alkyl ester group or the like. More preferably, it is a tertiary alkyl ester group.

樹脂(A)としては、単環または多環の脂環炭化水素構造を有することが好ましい。
樹脂(A)としては、下記一般式(pI)〜一般式(pV)で示される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位及び下記一般式(II−AB)で示される繰り返し単位の群から選択される少なくとも1種を含有する樹脂(以下、脂環炭化水素系酸分解性樹脂とも呼ぶ)であることが好ましい。
The resin (A) preferably has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure.
The resin (A) includes a repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the following general formula (pI) to general formula (pV) and a repeating unit represented by the following general formula (II-AB). A resin containing at least one selected from the group (hereinafter also referred to as an alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin) is preferable.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

一般式(pI)〜(pV)中、
11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R16は、各々独立に、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、但し、R12〜R14のうち少なくとも1つ、もしくはR15、R16のいずれかはシクロアルキル基を表す。
17〜R21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、但し、R17〜R21のうち少なくとも1つはシクロアルキル基を表す。また、R19、R21のいずれかは炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。
22〜R25は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、但し、R22〜R25のうち少なくとも1つはシクロアルキル基を表す。また、R23とR24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
In general formulas (pI) to (pV),
R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group, and Z is an atom necessary for forming a cycloalkyl group together with a carbon atom. Represents a group.
R 12 to R 16 each independently represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, provided that at least one of R 12 to R 14 , or R 15 , Any of R 16 represents a cycloalkyl group.
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group, provided that at least one of R 17 to R 21 is cyclo Represents an alkyl group. Further, either R 19 or R 21 represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group, provided that at least one of R 22 to R 25 is cyclo Represents an alkyl group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

式(II−AB)中、
11'及びR12'は、各々独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
Z'は、結合した2つの炭素原子(C−C)を含み、脂環式構造を形成するための原子
団を表す。
In the formula (II-AB),
R 11 ′ and R 12 ′ each independently represents a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom or an alkyl group.
Z ′ represents an atomic group for forming an alicyclic structure containing two bonded carbon atoms (C—C).

また、上記一般式(II−AB)は、下記一般式(II−AB1)又は一般式(II−AB2)であることが更に好ましい。   The general formula (II-AB) is more preferably the following general formula (II-AB1) or general formula (II-AB2).

Figure 2007304545
Figure 2007304545

式(II−AB1)(II−AB2)中、
13'〜R16'は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、−COOH、−COOR5、酸の作用により分解する基、−C(=O)−X−A'−R17'、アルキル基ある
いはシクロアルキル基を表す。Rl3'〜R16'のうち少なくとも2つが結合して環を形成してもよい。
ここで、R5は、アルキル基、シクロアルキル基又はラクトン構造を有する基を表す。
Xは、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO2−又は−NHSO2NH−を表す。
A'は単結合又は2価の連結基を表す。
17'は、−COOH、−COOR5、−CN、水酸基、アルコキシ基、−CO−NH−R6、−CO−NH−SO2−R6又はラクトン構造を有する基を表す。
6は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
nは、0又は1を表す。
In the formula (II-AB1) (II-AB2),
R 13 ′ to R 16 ′ each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, —COOH, —COOR 5 , a group that decomposes by the action of an acid, —C (═O) —XA′—R. 17 ′ represents an alkyl group or a cycloalkyl group. At least two of R 13 ′ to R 16 ′ may combine to form a ring.
Here, R 5 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or a group having a lactone structure.
X represents an oxygen atom, a sulfur atom, -NH -, - NHSO 2 - or an -NHSO 2 NH-.
A ′ represents a single bond or a divalent linking group.
R 17 ′ represents —COOH, —COOR 5 , —CN, a hydroxyl group, an alkoxy group, —CO—NH—R 6 , —CO—NH—SO 2 —R 6 or a group having a lactone structure.
R 6 represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
n represents 0 or 1.

一般式(pI)〜(pV)において、R12〜R25におけるアルキル基としては、1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。 In the general formulas (pI) to (pV), the alkyl group in R 12 to R 25 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

11〜R25におけるシクロアルキル基或いはZと炭素原子が形成するシクロアルキル基は、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。これらのシクロアルキル基は置換基を有していてもよい。 The cycloalkyl group in R 11 to R 25 or the cycloalkyl group formed by Z and the carbon atom may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 6-30, and particularly preferably 7-25. These cycloalkyl groups may have a substituent.

好ましいシクロアルキル基としては、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、アダマンチル基、ノルボルニル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、テトラシクロドデカニル基、トリシクロデカニル基を挙げることができる。   Preferred cycloalkyl groups include adamantyl group, noradamantyl group, decalin residue, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, A cyclodecanyl group and a cyclododecanyl group can be mentioned. More preferable examples include an adamantyl group, norbornyl group, cyclohexyl group, cyclopentyl group, tetracyclododecanyl group, and tricyclodecanyl group.

これらのアルキル基、シクロアルキル基は更に置換基を有していてもよく、更なる置換基としては、アルキル基(炭素数1〜4)、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基(炭素数1〜4)、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基(炭素数2〜6)が挙げられる。上記のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基等が、更に有していてもよい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることができる。   These alkyl groups and cycloalkyl groups may further have a substituent. Examples of further substituents include an alkyl group (1 to 4 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, and an alkoxy group (1 to 4 carbon atoms). ), A carboxyl group, and an alkoxycarbonyl group (having 2 to 6 carbon atoms). Examples of the substituent that the alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group and the like may further have include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group.

上記樹脂における一般式(pI)〜(pV)で示される構造は、アルカリ可溶性基の保護に使用することができる。   The structures represented by the general formulas (pI) to (pV) in the resin can be used for protecting alkali-soluble groups.

一般式(pI)〜(pV)で示される構造で保護されたアルカリ可溶性基を有する繰り
返し単位としては、下記一般式(pA)で示される繰り返し単位が好ましい。
As the repeating unit having an alkali-soluble group protected by the structure represented by the general formulas (pI) to (pV), a repeating unit represented by the following general formula (pA) is preferable.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

一般式(pA)中、
Rは、水素原子、ハロゲン原子又は1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。複数のRは、各々同じでも異なっていてもよい。
Aは、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルホンアミド基、ウレタン基、又はウレア基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを表す。好ましくは単結合である。
Rpは、上記式(pI)〜(pV)のいずれかの基を表す。
In general formula (pA),
R represents a hydrogen atom, a halogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A plurality of R may be the same or different.
A represents a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a urea group, or a combination of two or more groups. Represents. A single bond is preferable.
Rp 1 represents any group of the above formulas (pI) to (pV).

一般式(pA)で表される繰り返し単位は、最も好ましくは、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、ジアルキル(1−アダマンチル)メチル(メタ)アクリレートによる繰り返し単位である。   The repeating unit represented by the general formula (pA) is most preferably a repeating unit of 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate and dialkyl (1-adamantyl) methyl (meth) acrylate.

以下、一般式(pA)で示される繰り返し単位の具体例を示す。   Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (pA) are shown below.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

上記R11'、R12'におけるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。 Examples of the halogen atom in R 11 ′ and R 12 ′ include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom.

上記R11'、R12'におけるアルキル基としては、炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基が挙げられる。 Examples of the alkyl group in R 11 ′ and R 12 ′ include a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.

上記Z'の脂環式構造を形成するための原子団は、置換基を有していてもよい脂環式炭
化水素の繰り返し単位を樹脂に形成する原子団であり、中でも有橋式の脂環式炭化水素の繰り返し単位を形成する有橋式脂環式構造を形成するための原子団が好ましい。
The atomic group for forming the alicyclic structure of Z ′ is an atomic group that forms a repeating unit of an alicyclic hydrocarbon which may have a substituent in a resin, and among them, a bridged type alicyclic group. An atomic group for forming a bridged alicyclic structure forming a cyclic hydrocarbon repeating unit is preferred.

形成される脂環式炭化水素の骨格としては、一般式(pI)〜(pV)に於けるR11〜R25の脂環式炭化水素基と同様のものが挙げられる。 Examples of the alicyclic hydrocarbon skeleton to be formed include the same alicyclic hydrocarbon groups as R 11 to R 25 in the general formulas (pI) to (pV).

上記脂環式炭化水素の骨格には置換基を有していてもよい。そのような置換基としては、前記一般式(II−AB1)あるいは(II−AB2)中のR13'〜R16'を挙げることができる。 The alicyclic hydrocarbon skeleton may have a substituent. Examples of such a substituent include R 13 ′ to R 16 ′ in the general formula (II-AB1) or (II-AB2).

本発明に係る脂環炭化水素系酸分解性樹脂においては、酸の作用により分解する基は、前記一般式(pI)〜一般式(pV)で示される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位、一般式(II−AB)で表される繰り返し単位、及び後記共重合成分の繰り返し単位のうち少なくとも1種の繰り返し単位に含有することができる。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin according to the present invention, the group decomposed by the action of an acid has a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by the general formula (pI) to the general formula (pV). It can be contained in at least one kind of repeating unit among the repeating unit having, the repeating unit represented by formula (II-AB), and the repeating unit of the copolymerization component described later.

上記一般式(II−AB1)あるいは一般式(II−AB2)におけるR13'〜R16'の各種置換基は、上記一般式(II−AB)における脂環式構造を形成するための原子団ないし有橋式脂環式構造を形成するための原子団Zの置換基ともなり得る。 Various substituents of R 13 ′ to R 16 ′ in the general formula (II-AB1) or the general formula (II-AB2) are atomic groups for forming an alicyclic structure in the general formula (II-AB). It can also be a substituent of the atomic group Z for forming a bridged alicyclic structure.

上記一般式(II−AB1)あるいは一般式(II−AB2)で表される繰り返し単位として、下記具体例が挙げられるが、本発明はこれらの具体例に限定されない。   Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (II-AB1) or (II-AB2) include the following specific examples, but the present invention is not limited to these specific examples.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、ラクトン環を有する基を有することが好ましい。ラクトン環を有する基としては、ラクトン環を有していればいずれの基でも用いることができるが、好ましくは5〜7員環ラクトン構造を有する基であり、5〜7員環ラクトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。下記一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基がより好ましい。また、ラクトン構造を有する基が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)、(LC1−14)であり、ラクトン構造を用いることでラインエッジラフネス、現像欠陥が良好になる。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention preferably has a group having a lactone ring. As the group having a lactone ring, any group having a lactone ring can be used, but a group having a 5- to 7-membered ring lactone structure is preferred. A structure in which another ring structure is condensed to form a structure or a spiro structure is preferable. A group having a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-16) is more preferable. Further, a group having a lactone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred lactone structures are (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), and (LC1-14). Edge roughness and development defects are improved.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

ラクトン構造部分は、置換基(Rb2)を有していても有していなくてもよい。好まし
い置換基(Rb2)としては、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数4〜7のシクロアルキ
ル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、酸分解性基などが挙げられる。n2は、0〜
4の整数を表す。n2が2以上の時、複数存在するRb2は同一でも異なっていてもよく、また、複数存在するRb2同士が結合して環を形成してもよい。
The lactone structure moiety may or may not have a substituent (Rb 2 ). Preferred substituents (Rb 2 ) include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a carboxyl group. , Halogen atom, hydroxyl group, cyano group, acid-decomposable group and the like. n 2 is 0 to
Represents an integer of 4. When n 2 is 2 or more, a plurality of Rb 2 may be the same or different, or a plurality of Rb 2 may be bonded to form a ring.

一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位としては、上記一般式(II−AB1)又は(II−AB2)中のR13'〜R16'のうち少なくとも1つが一般式(LC1−1)〜(LC1−16)で表される基を有するもの(例えば−COOR5のR5が一般式(LC1−1)〜(LC1−16)で表される基を表す)、又は下記一般式(AI)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。 As the repeating unit having a group having a lactone structure represented by any of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16), R 13 in the above general formula (II-AB1) or (II-AB2) may be used. Wherein at least one of 'to R 16 ' has a group represented by the general formulas (LC1-1) to (LC1-16) (for example, R 5 of -COOR 5 is represented by the general formulas (LC1-1) to (LC1) -16) or a repeating unit represented by the following general formula (AI).

Figure 2007304545
Figure 2007304545

一般式(AI)中、
b0は、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Rb0のアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。
b0のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。Rb0は水素原子、メチル基が好ましい。
bは、アルキレン基、単環または多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、単
結合、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシル基、又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。好ましくは単結合、−Ab1−CO2−で表される連結基である。
Ab1は直鎖、分岐アルキレン基、単環または多環のシクロアルキレン基であり、好ま
しくはメチレン基、エチレン基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基である。
Vは、一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のうちのいずれかで示される基を表す。
In general formula (AI),
R b0 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Preferable substituents that the alkyl group for R b0 may have include a hydroxyl group and a halogen atom.
Examples of the halogen atom for R b0 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. R b0 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
A b is an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, a single bond, an ether group, an ester group, a carbonyl group, a carboxyl group, or a divalent group obtained by combining these. Represents. Preferably a single bond, -Ab 1 -CO 2 - is a linking group represented by.
Ab 1 is a linear, branched alkylene group, monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, or a norbornyl group.
V represents a group represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16).

ラクトン構造を有する繰り返し単位は通常光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、1種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体混合して用いてもよい。1種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度(ee)が90以上のものが好ましく、より好ましくは95以上である。
ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
The repeating unit having a lactone structure usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used. One optical isomer may be used alone, or a plurality of optical isomers may be mixed and used. When one kind of optical isomer is mainly used, the optical purity (ee) thereof is preferably 90 or more, more preferably 95 or more.
Specific examples of the repeating unit having a group having a lactone structure are given below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

本発明の樹脂(A)は、極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位を含有していることが好ましい。これにより基板密着性、現像液親和性が向上する。極性基としては水酸基、シアノ基が好ましい。
極性基で置換された脂環炭化水素構造の好ましい例として一般式(VIIa),(VIIb)で表される構造があげられる。
The resin (A) of the present invention preferably contains a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group. This improves the substrate adhesion and developer compatibility. The polar group is preferably a hydroxyl group or a cyano group.
Preferred examples of the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group include structures represented by general formulas (VIIa) and (VIIb).

Figure 2007304545
Figure 2007304545

一般式(VIIa)中、R2c〜R4cは、各々独立に水素原子又は水酸基、シアノ基を表す。ただし、R2c〜R4cのうち少なくとも1つは水酸基、シアノ基を表す。好ましくはR2c〜R4cのうち1つまたは2つが水酸基で残りが水素原子であり、更に好ましくはR2c〜R4cのうち2つが水酸基で残りが水素原子である。 In general formula (VIIa), R 2c to R 4c each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, or a cyano group. However, at least one of R 2c to R 4c represents a hydroxyl group or a cyano group. Preferably, one or two of R 2c to R 4c are a hydroxyl group and the remaining is a hydrogen atom, more preferably two of R 2c to R 4c are a hydroxyl group and the remaining is a hydrogen atom.

一般式(VIIa)または(VIIb)で表される基は、好ましくはジヒドロキシ体、モノヒドロキシ体であり、より好ましくはジヒドロキシ体である。   The group represented by the general formula (VIIa) or (VIIb) is preferably a dihydroxy form or a monohydroxy form, and more preferably a dihydroxy form.

一般式(VIIa)または(VIIb)で表される基を有する繰り返し単位としては、上記一般式(II−AB1)又は(II−AB2)中のR13'〜R16'のうち少なくとも1つが上記一般式(VIIa)または(VIIb)で表される基を有するもの(例えば−COOR5のR5が一般式(VIIa)または(VIIb)で表される基を表す)、又は下記一般式(AIIa)または(AIIb)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。 As the repeating unit having a group represented by the general formula (VIIa) or (VIIb), at least one of R 13 ′ to R 16 ′ in the general formula (II-AB1) or (II-AB2) is the above. Those having a group represented by the general formula (VIIa) or (VIIb) (for example, R 5 in —COOR 5 represents a group represented by the general formula (VIIa) or (VIIb)), or the following general formula (AIIa ) Or (AIIb).

Figure 2007304545
Figure 2007304545

一般式(AIIa)、(AIIb)中、R1c〜R4cは各々独立して水素原子、メチル基、トリフロロメチル基またはヒドロキメチル基を表す。 In general formulas (AIIa) and (AIIb), R 1c to R 4c each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group.

一般式(AIIa)、(AIIb)で表される構造を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of the repeating unit having a structure represented by the general formulas (AIIa) and (AIIb) are given below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、下記一般式(VIII)で表される繰り返し単位を含有してもよい。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention may contain a repeating unit represented by the following general formula (VIII).

Figure 2007304545
Figure 2007304545

上記一般式(VIII)に於いて、Z2は、−O−又は−N(R41)−を表す。R41は、水
素原子、水酸基、アルキル基又は−OSO2−R42を表す。R42は、アルキル基、シクロ
アルキル基又は樟脳残基を表す。R41及びR42のアルキル基は、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)等で置換されていてもよい。
In the general formula (VIII), Z 2 represents —O— or —N (R 41 ) —. R 41 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, or —OSO 2 —R 42 . R 42 represents an alkyl group, a cycloalkyl group or a camphor residue. The alkyl group of R 41 and R 42 may be substituted with a halogen atom (preferably a fluorine atom) or the like.

上記一般式(VIII)で表される繰り返し単位として、以下の具体例が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。   Examples of the repeating unit represented by the general formula (VIII) include the following specific examples, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を有することが好ましく、カルボキシル基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。これを含有することによりコンタクトホール用途での解像性が増す。カルボキシル基を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に直接カルボキシル基が結合している繰り返し単位、あるいは連結基を介して樹脂の主鎖にカルボキシル基が結合している繰り返し単位のいずれも好ましく、連結基は単環または多環の環状炭化水素構造を有していてもよい。最も好ましくはアクリル酸、メタクリル酸である。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention preferably has a repeating unit having an alkali-soluble group, and more preferably has a repeating unit having a carboxyl group. By containing this, the resolution in contact hole applications increases. The repeating unit having a carboxyl group includes a repeating unit in which a carboxyl group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid, or a carboxyl group in the main chain of the resin through a linking group. Any of the bonded repeating units is preferable, and the linking group may have a monocyclic or polycyclic hydrocarbon structure. Most preferred are acrylic acid and methacrylic acid.

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、更に一般式(F1)で表される基を1〜3個有する繰り返し単位を有していてもよい。これによりラインエッジラフネス性能が向上する。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention may further have a repeating unit having 1 to 3 groups represented by the general formula (F1). This improves line edge roughness performance.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

一般式(F1)中、
50〜R55は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。但し、R50〜R55の内、少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
Rxは、水素原子または有機基(好ましくは酸分解性保護基、アルキル基、シクロアルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基)を表す。
In general formula (F1),
R 50 to R 55 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. However, at least one of R 50 to R 55 represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
Rx represents a hydrogen atom or an organic group (preferably an acid-decomposable protecting group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an acyl group, or an alkoxycarbonyl group).

50〜R55のアルキル基は、フッ素原子等のハロゲン原子、シアノ基等で置換されていてもよく、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基、例えば、メチル基、トリフルオロメチル基を挙げることができる。R50〜R55は、すべてフッ素原子であることが好ましい。 The alkyl group of R 50 to R 55 may be substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, a cyano group, etc., preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, such as a methyl group or a trifluoromethyl group. be able to. R 50 to R 55 are preferably all fluorine atoms.

Rxが表わす有機基としては、酸分解性保護基、置換基を有していてもよい、アルキル基、シクロアルキル基、アシル基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基、ア
ルコキシカルボニルメチル基、アルコキシメチル基、1−アルコキシエチル基が好ましい。
Examples of the organic group represented by Rx include an acid-decomposable protective group and an optionally substituted alkyl group, cycloalkyl group, acyl group, alkylcarbonyl group, alkoxycarbonyl group, alkoxycarbonylmethyl group, alkoxymethyl group. , 1-alkoxyethyl group is preferable.

一般式(F1)を有する繰り返し単位として好ましくは下記一般式(F2)で表される繰り返し単位である。   The repeating unit having the general formula (F1) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (F2).

Figure 2007304545
Figure 2007304545

式中、Rxは、水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基を表す。Rxのアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。
Faは、単結合、直鎖または分岐のアルキレン基を表し、好ましくは単結合を表す。
Fbは、単環または多環の環状炭化水素基を表す。
Fcは、単結合、直鎖または分岐のアルキレン基(好ましくは単結合、メチレン基)を表す。
1は、一般式(F1)で表される基を表す。
1は、1〜3を表す。
Fbにおける環状炭化水素基としてはシクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基が好ましい。
In the formula, Rx represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group. Preferable substituents that the alkyl group of Rx may have include a hydroxyl group and a halogen atom.
Fa represents a single bond or a linear or branched alkylene group, preferably a single bond.
Fb represents a monocyclic or polycyclic hydrocarbon group.
Fc represents a single bond or a linear or branched alkylene group (preferably a single bond or a methylene group).
F 1 represents a group represented by the general formula (F1).
p 1 is an integer of 1 to 3.
The cyclic hydrocarbon group for Fb is preferably a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, or a norbornyl group.

以下、一般式(F1)の構造を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Hereinafter, although the specific example of the repeating unit which has a structure of general formula (F1) is shown, this invention is not limited to this.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、上記の繰り返し構造単位以外に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにレジストの一般的な必要な特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し構造単位を含有することができる。   In addition to the above repeating structural units, the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention has a dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and resolving power that is a general necessary characteristic of a resist. Various repeating structural units can be contained for the purpose of adjusting heat resistance, sensitivity, and the like.

このような繰り返し構造単位としては、下記の単量体に相当する繰り返し構造単位を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。   Examples of such a repeating structural unit include, but are not limited to, repeating structural units corresponding to the following monomers.

これにより、脂環炭化水素系酸分解性樹脂に要求される性能、特に、(1)塗布溶剤に対する溶解性、(2)製膜性(ガラス転移点)、(3)アルカリ現像性、(4)膜べり(親疎水性、アルカリ可溶性基選択)、(5)未露光部の基板への密着性、(6)ドライエッチング耐性、等の微調整が可能となる。   As a result, performance required for the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, in particular, (1) solubility in coating solvents, (2) film-forming properties (glass transition point), (3) alkali developability, (4 Fine adjustments such as :) film slippage (selection of hydrophilicity / hydrophobicity, alkali-soluble group), (5) adhesion of unexposed part to substrate, (6) dry etching resistance, etc. are possible.

このような単量体として、例えばアクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等を挙げることができる。   As such a monomer, for example, a compound having one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, etc. Etc.

その他にも、上記種々の繰り返し構造単位に相当する単量体と共重合可能である付加重合性の不飽和化合物であれば、共重合されていてもよい。   In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound that can be copolymerized with monomers corresponding to the above various repeating structural units may be copolymerized.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂において、各繰り返し構造単位の含有モル比はレジストのドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにはレジストの一般的な必要性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。   In alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resins, the molar ratio of each repeating structural unit is the resist's dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and resolution that is a general required performance of resists. In order to adjust heat resistance, sensitivity, etc., it is set appropriately.

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂の好ましい態様としては、以下のものが挙げられる。
(1) 上記一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位を含有するもの(側鎖型)。
好ましくは(pI)〜(pV)の構造を有する(メタ)アクリレート繰り返し単位を含有するもの。
(2) 一般式(II−AB)で表される繰り返し単位を含有するもの(主鎖型)。
但し、(2)においては例えば、更に以下のものが挙げられる。
(3) 一般式(II−AB)で表される繰り返し単位、無水マレイン酸誘導体及び(メタ)アクリレート構造を有するもの(ハイブリッド型)。
Preferred embodiments of the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention include the following.
(1) What contains the repeating unit which has a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by said general formula (pI)-(pV) (side chain type).
Preferably those containing (meth) acrylate repeating units having a structure of (pI) to (pV).
(2) Containing a repeating unit represented by the general formula (II-AB) (main chain type).
However, in (2), for example, the following can be further mentioned.
(3) Those having a repeating unit represented by formula (II-AB), a maleic anhydride derivative and a (meth) acrylate structure (hybrid type).

脂環炭化水素系酸分解性樹脂中、酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜60モル%が好ましく、より好ましくは20〜50モル%、更に好ましくは25〜40モル%である。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, the content of the repeating unit having an acid-decomposable group is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 20 to 50 mol%, still more preferably 25 in all repeating structural units. -40 mol%.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂中、一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中25〜70モル%が好ましく、より好ましくは35〜65モル%、更に好ましくは40〜60モル%である。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, the content of the repeating unit having a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by the general formulas (pI) to (pV) is 25 to 70 in all the repeating structural units. The mol% is preferable, more preferably 35 to 65 mol%, and still more preferably 40 to 60 mol%.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂中、一般式(II−AB)で表される繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜60モル%が好ましく、より好ましくは15〜55モル%、更に好ましくは20〜50モル%である。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, the content of the repeating unit represented by the general formula (II-AB) is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 15 to 55 mol% in all repeating structural units. More preferably, it is 20-50 mol%.

樹脂(A)中、酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中5〜50モル%が好ましく、より好ましくは10〜40モル%、更に好ましくは15〜35モル%である。   In the resin (A), the content of the repeating unit having an acid-decomposable group is preferably 5 to 50 mol%, more preferably 10 to 40 mol%, still more preferably 15 to 35 mol% in all repeating structural units. is there.

樹脂(A)中、単環または多環の脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中25〜70モル%が好ましく、より好ましくは35〜65モル%、更に好ましくは40〜60モル%である。   In the resin (A), the content of the repeating unit having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure is preferably from 25 to 70 mol%, more preferably from 35 to 65 mol%, further preferably from all repeating structural units. Is 40 to 60 mol%.

樹脂(A)中、極性基で置換された脂環炭化水素基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中5〜50モル%が好ましく、より好ましくは5〜40モル%、更に好ましくは10〜30モル%である。   In the resin (A), the content of the repeating unit having an alicyclic hydrocarbon group substituted with a polar group is preferably from 5 to 50 mol%, more preferably from 5 to 40 mol%, even more preferably from all repeating structural units. Is 10-30 mol%.

また、上記更なる共重合成分の単量体に基づく繰り返し構造単位の樹脂中の含有量も、所望のレジストの性能に応じて適宜設定することができるが、一般的に、上記一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し構造単位と上記一般式(II−AB)で表される繰り返し単位の合計した総モル数に対して99モル%以下が好ましく、より好ましくは90モル%以下、さらに好ましくは80モル%以下である。   In addition, the content of the repeating structural unit based on the monomer of the further copolymer component in the resin can also be appropriately set according to the performance of the desired resist. ) To 99 p% with respect to the total number of moles of the repeating structural unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by (pV) and the repeating unit represented by the general formula (II-AB). The following is preferable, More preferably, it is 90 mol% or less, More preferably, it is 80 mol% or less.

本発明の組成物がArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から樹脂(A)は、芳香族基を有さないことが好ましい。
本発明に用いる脂環炭化水素系酸分解性樹脂として好ましくは、繰り返し単位のすべてが(メタ)アクリレート系繰り返し単位で構成されたものである。この場合、繰り返し単位のすべてがメタクリレート系繰り返し単位、繰り返し単位のすべてがアクリレート系繰り返し単位、メタクリレート系繰り返し単位/アクリレート系繰り返し単位混合のいずれのものでも用いることができるが、アクリレート系繰り返し単位が全繰り返し単位の50mol%以下であることが好ましい。より好ましくは一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位25〜50モル%、ラクトン構造を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位25〜50モル%、極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位5〜30モル%有する3元共重合ポリマー、または更にカルボキシル基、あるいは一般式(F1)で表される構造を含有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位を5〜20モル%含む4元共重合ポリマーである。
When the composition of the present invention is for ArF exposure, the resin (A) preferably has no aromatic group from the viewpoint of transparency to ArF light.
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin used in the present invention is preferably one in which all of the repeating units are composed of (meth) acrylate-based repeating units. In this case, all of the repeating units may be methacrylate repeating units, all of the repeating units may be acrylate repeating units, or a mixture of methacrylate repeating units / acrylate repeating units, but all of the acrylate repeating units may be used. It is preferable that it is 50 mol% or less of a repeating unit. More preferably, the (meth) acrylate-based repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the general formulas (pI) to (pV) is contained in an amount of 25 to 50 mol%, and the (meth) acrylate-based repeating unit having a lactone structure. A terpolymer having 5 to 30 mol% of a (meth) acrylate-based repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with 25 to 50 mol% of a polar group, or a carboxyl group, or a general formula (F1) It is a quaternary copolymer containing 5 to 20 mol% of a (meth) acrylate-based repeating unit containing a structure represented by:

本発明で用いられる樹脂(A)は、重量平均分子量1500〜100000の範囲にあることが好ましく、さらに好ましくは2000〜70000の範囲、特に好ましくは3000〜50000の範囲である。   The resin (A) used in the present invention is preferably in the range of a weight average molecular weight of 1500 to 100,000, more preferably in the range of 2000 to 70000, and particularly preferably in the range of 3000 to 50000.

本発明に用いる樹脂(A)は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種および開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド溶剤、さらには後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明の組成物を溶解する溶媒が挙げられる。より好ましくは本発明のレジスト組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。
重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などが挙げられる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は5〜50質量%であり、好ましくは10〜30質量%である。
反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは50〜100℃である。
The resin (A) used in the present invention can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and the polymerization is performed by heating, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable. Examples of the reaction solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Furthermore, the solvent which melt | dissolves the composition of this invention like the below-mentioned propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone is mentioned. More preferably, the polymerization is performed using the same solvent as that used in the resist composition of the present invention. Thereby, the generation of particles during storage can be suppressed.
The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. As a polymerization initiator, a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) is used to initiate the polymerization. As the radical initiator, an azo initiator is preferable, and an azo initiator having an ester group, a cyano group, or a carboxyl group is preferable. Preferred examples of the initiator include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) and the like. If desired, an initiator is added or added in portions, and after completion of the reaction, it is put into a solvent and a desired polymer is recovered by a method such as powder or solid recovery. The concentration of the reaction is 5 to 50% by mass, preferably 10 to 30% by mass.
The reaction temperature is usually 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 50 to 100 ° C.

本発明において、樹脂(A)のポジ型レジスト組成物中の添加量としては、全固形分に対し50〜99.7%、好ましくは70〜99.5%である。ここで、全固形分とは、レジスト組成物を構成する成分中(D)溶剤を除く全成分を指す。また、上記本発明における樹脂以外に、必要により他の樹脂を使用することもできる。本発明の組成物において、他の樹脂の好ましい使用範囲は、本発明における樹脂(A)100質量部あたり、70質量部以下、特に好ましくは50質量部以下の割合で混合できる。   In the present invention, the addition amount of the resin (A) in the positive resist composition is 50 to 99.7%, preferably 70 to 99.5%, based on the total solid content. Here, the total solid content refers to all components excluding the solvent (D) in the components constituting the resist composition. In addition to the resin in the present invention, other resins can be used as necessary. In the composition of the present invention, the preferred range of use of the other resin is 70 parts by mass or less, particularly preferably 50 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the resin (A) in the present invention.

(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
本発明のポジ型レジスト組成物は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物を含有する。
そのような酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
(B) Compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation The positive resist composition of the present invention contains a compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation.
Examples of such an acid generator include a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for photoradical polymerization, a photodecolorant for dyes, a photochromic agent, or an actinic ray or radiation used for a microresist. A known compound that generates an acid by irradiation and a mixture thereof can be appropriately selected and used.

たとえば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。   Examples thereof include diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, imide sulfonates, oxime sulfonates, diazodisulfones, disulfones, and o-nitrobenzyl sulfonates.

また、これらの活性光線又は放射線の照射により酸を発生する基、あるいは化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合物、たとえば、米国特許第3,849,137号、独国特許第3914407号、特開昭63−26653号、特開昭55−164824号、特開昭62−69263号、特開昭63−146038号、特開昭63−163452号、特開昭62−153853号、特開昭63−146029号等に記載の化合物を用いることができる。   Further, a group that generates an acid upon irradiation with these actinic rays or radiation, or a compound in which a compound is introduced into the main chain or side chain of the polymer, for example, US Pat. No. 3,849,137, German Patent No. 3914407. JP, 63-26653, JP, 55-164824, JP, 62-69263, JP, 63-146038, JP, 63-163452, JP, 62-153853, The compounds described in JP-A 63-146029 can be used.

さらに米国特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光によ
り酸を発生する化合物も使用することができる。
Furthermore, compounds capable of generating an acid by light described in US Pat. No. 3,779,778, European Patent 126,712 and the like can also be used.

活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、下記一般式(ZI)、(ZII)、(ZIII)で表される化合物を挙げることができる。   Among the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, compounds represented by the following general formulas (ZI), (ZII), and (ZIII) can be exemplified.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

上記一般式(ZI)において、
201、R202及びR203は、各々独立に、有機基を表す。
-は、非求核性アニオンを表し、好ましくはスルホン酸アニオン、カルボン酸アニオ
ン、ビス(アルキルスルホニル)アミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチド
アニオン、BF4 -、PF6 -、SbF6 -などが挙げられ、好ましくは炭素原子を含有する有機アニオンである。
In the general formula (ZI),
R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
X represents a non-nucleophilic anion, preferably sulfonate anion, carboxylate anion, bis (alkylsulfonyl) amide anion, tris (alkylsulfonyl) methide anion, BF 4 , PF 6 , SbF 6 − and the like. Preferably, it is an organic anion containing a carbon atom.

好ましい有機アニオンとしては下式に示す有機アニオンが挙げられる。   Preferable organic anions include organic anions represented by the following formula.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

式中、Rc1は有機基を表す。
Rc1における有機基として炭素数1−30のものが挙げられ、好ましくは置換してい
てもよいアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、またはこれらの複数が、単結合、−O−、−CO2−、−S−、−SO3−、−SO2N(Rd1)−などの連結基で連結された基を挙げることができる。Rd1は、水素原子、アルキル基を表す。
Rc3、Rc4、Rc5は、有機基を表す。Rc3、Rc4、Rc5の有機基として好ましくはRc1における好ましい有機基と同じものを挙げることができ、最も好ましくは炭素数
1−4のパーフロロアルキル基である。
Rc3とRc4が結合して環を形成していてもよい。
Rc3とRc4が結合して形成される基としてはアルキレン基、アリーレン基が挙げられる。好ましくは炭素数2〜4のパーフロロアルキレン基である。
Rc1、Rc3〜Rc5の有機基として最も好ましくは1位がフッ素原子またはフロロア
アルキル基で置換されたアルキル基、フッ素原子またはフロロアルキル基で置換されたフェニル基である。フッ素原子またはフロロアルキル基を有することにより、光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上する。また、Rc3とRc4が結合して環を形成することにより光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上する。
In the formula, Rc 1 represents an organic group.
Examples of the organic group in Rc 1 include those having 1 to 30 carbon atoms, and preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a plurality thereof, which may be substituted, is a single bond, —O—, —CO. 2 -, - S -, - SO 3 -, - SO 2 N (Rd 1) - it can be exemplified linked group a linking group such as. Rd 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Rc 3 , Rc 4 and Rc 5 represent an organic group. Preferred examples of the organic group for Rc 3 , Rc 4 , and Rc 5 include the same organic groups as those for Rc 1, and a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms is most preferred.
Rc 3 and Rc 4 may combine to form a ring.
Examples of the group formed by combining Rc 3 and Rc 4 include an alkylene group and an arylene group. Preferably, it is a C2-C4 perfluoroalkylene group.
The organic group of Rc 1 and Rc 3 to Rc 5 is most preferably an alkyl group substituted at the 1-position with a fluorine atom or a fluoroalkyl group, or a phenyl group substituted with a fluorine atom or a fluoroalkyl group. By having a fluorine atom or a fluoroalkyl group, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased and the sensitivity is improved. Further, when Rc 3 and Rc 4 are combined to form a ring, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased, and the sensitivity is improved.

201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1
〜20である。
また、R201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
201、R202及びR203としての有機基の具体例としては、後述する化合物(ZI−1
)、(ZI−2)、(ZI−3)における対応する基を挙げることができる。
The carbon number of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1 to 30, preferably 1
~ 20.
Two of R 201 to R 203 may be bonded to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).
Specific examples of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 include a compound (ZI-1) described later.
), (ZI-2) and (ZI-3).

尚、一般式(ZI)で表される構造を複数有する化合物であってもよい。例えば、一般
式(ZI)で表される化合物のR201〜R203の少なくともひとつが、一般式(ZI)で表されるもうひとつの化合物のR201〜R203の少なくともひとつと結合した構造を有する化合物であってもよい。
In addition, the compound which has two or more structures represented by general formula (ZI) may be sufficient. For example, the general formula at least one of R 201 to R 203 of a compound represented by (ZI) is, at least one bond with structure of R 201 to R 203 of another compound represented by formula (ZI) It may be a compound.

更に好ましい(ZI)成分として、以下に説明する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、及び(ZI−3)を挙げることができる。   More preferable (ZI) components include compounds (ZI-1), (ZI-2), and (ZI-3) described below.

化合物(ZI−1)は、上記一般式(ZI)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニム化合物、即ち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。
アリールスルホニウム化合物は、R201〜R203の全てがアリール基でもよいし、R201
〜R203の一部がアリール基で、残りがアルキル基、シクロアルキル基でもよい。
アリールスルホニウム化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物、ジアリールシクロアルキルスルホニウム化合物、アリールジシクロアルキルスルホニウム化合物を挙げることができる。
アリールスルホニウム化合物のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基などのアリール基、インドール残基、ピロール残基、などのヘテロアリール基が好ましく、更に好ましくはフェニル基、インドール残基である。アリールスルホニム化合物が2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているアルキル基は、炭素数1〜15の直鎖、分岐状アルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているシクロアルキル基は、炭素数3〜15のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。
201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜14)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基を置換基として有してもよい。好ましい置換基としては炭素数1〜12の直鎖、分岐状アルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数1〜12の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基であり、最も好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基である。置換基は、3つのR201〜R203のうちのいずれか1つに置換していてもよいし、3つ全てに置換していてもよい。また、R201〜R203がアリール基の場合に、置換基はアリール基のp−位に置換していることが好ましい。
The compound (ZI-1) is at least one of the aryl groups R 201 to R 203 in formula (ZI), arylsulfonium compound, i.e., a compound having arylsulfonium as a cation.
In the arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group, or R 201
Some of to R 203 is an aryl group with the remaining being an alkyl group or a cycloalkyl group.
Examples of the arylsulfonium compound include triarylsulfonium compounds, diarylalkylsulfonium compounds, aryldialkylsulfonium compounds, diarylcycloalkylsulfonium compounds, and aryldicycloalkylsulfonium compounds.
The aryl group of the arylsulfonium compound is preferably an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group, or a heteroaryl group such as an indole residue or a pyrrole residue, more preferably a phenyl group or an indole residue. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.
The alkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, sec- Examples thereof include a butyl group and a t-butyl group.
The cycloalkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclohexyl group.
Aryl group, alkyl group of R 201 to R 203, cycloalkyl group, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, 6 to 14 carbon atoms) , An alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, or a phenylthio group may be substituted. Preferred substituents are straight chain, branched alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, cycloalkyl groups having 3 to 12 carbon atoms, straight chain, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, and most preferably They are a C1-C4 alkyl group and a C1-C4 alkoxy group. The substituent may be substituted with any one of the three R 201 to R 203 , or may be substituted with all three. When R 201 to R 203 are an aryl group, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.

次に、化合物(ZI−2)について説明する。
化合物(ZI−2)は、式(ZI)におけるR201〜R203が、各々独立に、芳香環を含有しない有機基を表す場合の化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含有する芳香族環も包含するものである。
201〜R203としての芳香環を含有しない有機基は、一般的に炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20である。
201〜R203は、各々独立に、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリル基、ビニル基であり、更に好ましくは直鎖、分岐、環状2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、最も好ましくは直鎖、分岐2−オキソアルキル基である。
Next, the compound (ZI-2) will be described.
Compound (ZI-2) is a compound in the case where R 201 to R 203 in formula (ZI) each independently represents an organic group containing no aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring containing a hetero atom.
The organic group having no aromatic ring as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.
R 201 to R 203 are each independently preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group, more preferably a linear, branched, cyclic 2-oxoalkyl group, or an alkoxycarbonylmethyl group, most preferably Is a linear, branched 2-oxoalkyl group.

201〜R203としてのアルキル基は、直鎖、分岐状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。R201〜R203としてのアルキル基は、直鎖、分岐状の2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基であることが好ましい。
201〜R203としてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。R201〜R203としてのシクロアルキル基は、環状の2−オキソアルキル基であることが好ましい。
201〜R203としての2−オキソアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、好ましくは、上記のアルキル基、シクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
201〜R203としてのアルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシル基)を挙げることができる。
201〜R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1〜5)、水酸基、シアノ基、ニトロ基によって更に置換されていてもよい。
The alkyl group as R 201 to R 203 may be either straight-chain, branched, preferably a straight-chain or branched alkyl group (e.g., methyl group, an ethyl group having 1 to 10 carbon atoms, a propyl group Butyl group, pentyl group). The alkyl group as R 201 to R 203 may be linear, branched 2-oxoalkyl group is preferably an alkoxycarbonyl methyl group.
The cycloalkyl group as R 201 to R 203 is preferably, and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (e.g., cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl). The cycloalkyl group as R 201 to R 203 is preferably a cyclic 2-oxoalkyl group.
The 2-oxoalkyl group as R 201 to R 203 may be linear, branched or cyclic, and preferably a group having> C═O at the 2-position of the above alkyl group or cycloalkyl group Can be mentioned.
The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group as R 201 to R 203, preferably may be mentioned alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms (a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, pentoxyl group).
R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (eg, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.

化合物(ZI−3)とは、以下の一般式(ZI−3)で表される化合物であり、フェナシルスルフォニウム塩構造を有する化合物である。   The compound (ZI-3) is a compound represented by the following general formula (ZI-3), and is a compound having a phenacylsulfonium salt structure.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

一般式(ZI−3)に於いて、
1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、又はハロゲン原子を表す。
6c及びR7cは、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Rx及びRyは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリル基、又はビニル基を表す。
1c〜R7c中のいずれか2つ以上、及びRxとRyは、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、この環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。R1c〜R7c中のいずれか2つ以上、及びRxとRyが結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げることができる。
-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於けるX-の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。
In general formula (ZI-3),
R 1c to R 5c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
R 6c and R 7c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group.
Rx and Ry each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group.
Any two or more of R 1c to R 7c, and R x and R y may be bonded to each other to form a ring structure, the ring structure may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond May be included. Examples of the group formed by combining any two or more of R 1c to R 7c and R x and R y include a butylene group and a pentylene group.
X represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same non-nucleophilic anion as X − in formula (ZI).

1c〜R7cとしてのアルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜20個の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、好ましくは炭素数1〜12個の直鎖状若しくは分岐状アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、直鎖又は分岐プロピル基、直鎖又は分岐ブチル基、直鎖又は分岐ペンチル基)を挙げることができる。
1c〜R7cとしてのシクロアルキル基は、例えば、炭素数3〜8個のシクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基)を挙げることができる。
1c〜R5cとしてのアルコキシ基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜10のアルコキシ基、好ましくは、炭素数1〜5の直鎖及び分岐アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、直鎖又は分岐プロポキシ基、直鎖又は分岐ブトキシ基、直鎖又は分岐ペントキシ基)、炭素数3〜8の環状アルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)を挙げることができる。
好ましくはR1c〜R5cのうちいずれかが直鎖若しくは分岐状アルキル基、シクロアルキル基又は直鎖、分岐、環状アルコキシ基であり、更に好ましくはR1c〜R5cの炭素数の和が2〜15である。これにより、より溶剤溶解性が向上し、保存時にパーティクルの発生が抑制される。
The alkyl group as R 1c to R 7c may be either linear or branched, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms. And a linear or branched alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a linear or branched propyl group, a linear or branched butyl group, a linear or branched pentyl group).
Examples of the cycloalkyl group as R 1c to R 7c include a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms (for example, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group).
The alkoxy group as R 1c to R 5c may be linear, branched or cyclic, for example, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably a linear or branched alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. (For example, methoxy group, ethoxy group, linear or branched propoxy group, linear or branched butoxy group, linear or branched pentoxy group), C3-C8 cyclic alkoxy group (for example, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group) ).
Preferably, any one of R 1c to R 5c is a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, or a linear, branched or cyclic alkoxy group, and more preferably the sum of the carbon number of R 1c to R 5c is 2 ~ 15. Thereby, solvent solubility improves more and generation | occurrence | production of a particle is suppressed at the time of a preservation | save.

x及びRyとしてのアルキル基は、R1c〜R7cとしてのアルキル基と同様のものを挙げることができる。Rx及びRyとしてのアルキル基は、直鎖若しくは分岐状2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基であることが好ましい。
x及びRyとしてのシクロアルキル基は、R1c〜R7cとしてのシクロアルキル基と同様のものを挙げることができる。Rx及びRyとしてのシクロアルキル基は、環状2−オキソ
アルキル基であることが好ましい。
直鎖、分岐若しくは環状2−オキソアルキル基は、R1c〜R7cとしてのアルキル基、シクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基については、R1c〜R5cとしてのアルコキシ基と同様のものを挙げることができる。
x、Ryは、好ましくは炭素数4個以上のアルキル基であり、より好ましくは6個以上、更に好ましくは8個以上のアルキル基である。
Examples of the alkyl group as R x and R y include the same alkyl groups as R 1c to R 7c . The alkyl group as R x and R y is preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group or an alkoxycarbonylmethyl group.
The cycloalkyl group as R x and R y may be the same as the cycloalkyl group as R 1c to R 7c. The cycloalkyl group as R x and R y is preferably a cyclic 2-oxoalkyl group.
Examples of the linear, branched or cyclic 2-oxoalkyl group include a group having> C═O at the 2-position of the alkyl group or cycloalkyl group as R 1c to R 7c .
Examples of the alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group include the same alkoxy groups as R 1c to R 5c .
R x and R y are preferably an alkyl group having 4 or more carbon atoms, more preferably 6 or more, and still more preferably 8 or more.

一般式(ZII)、(ZIII)中、
204〜R207は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
204〜R207のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。
204〜R207としてのアルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピ
ル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。
204〜R207としてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。
204〜R207は、置換基を有していてもよい。R204〜R207が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜15)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基等を挙げることができる。
-は、非求核性アニオンを表し、一般式(I)に於けるX-の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。
In general formulas (ZII) and (ZIII),
R 204 to R 207 each independently represents an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.
Phenyl group and a naphthyl group are preferred as the aryl group of R 204 to R 207, more preferably a phenyl group.
The alkyl group as R 204 to R 207 may be linear, it may be either branched, preferably a straight-chain or branched alkyl group (e.g., methyl group having 1 to 10 carbon atoms, an ethyl group, a propyl Group, butyl group, pentyl group).
The cycloalkyl group as R 204 to R 207 is preferably, and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (e.g., cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl).
R 204 to R 207 may have a substituent. The R 204 to R 207 are substituents which may have, for example, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (e.g., 6 carbon atoms 15), alkoxy groups (for example, having 1 to 15 carbon atoms), halogen atoms, hydroxyl groups, phenylthio groups and the like.
X represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same as the non-nucleophilic anion of X − in formula (I).

活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、更に、下記一般式(ZIV)、(ZV)、(ZVI)で表される化合物を挙げることができる。   Among the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate acids, compounds represented by the following general formulas (ZIV), (ZV), and (ZVI) can be further exemplified.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

一般式(ZIV)〜(ZVI)中、
Ar3及びAr4は、各々独立に、アリール基を表す。
206は、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。
207及びR208は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基、電子吸引性基を表す。R207として好ましくはアリール基である。R208として好ましくは電子吸引性基であり、より好ましくはシアノ基、フロロアルキル基である。
Aは、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を表す。
In general formulas (ZIV) to (ZVI),
Ar 3 and Ar 4 each independently represents an aryl group.
R 206 represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group.
R 207 and R 208 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, or an electron-withdrawing group. R 207 is preferably an aryl group. R 208 is preferably an electron-withdrawing group, more preferably a cyano group or a fluoroalkyl group.
A represents an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group.

活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の内でより好ましくは、一般式(ZI)〜(ZIII)で表される化合物である。   Of the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, compounds represented by general formulas (ZI) to (ZIII) are more preferable.

活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物の中で、特に好ましいものの例を以下に挙げるが、本発明は、これに限定されるものではない。   Among the compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, examples of particularly preferable compounds are listed below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

酸発生剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。2種以上を組み合わせて使用する際には、水素原子を除く全原子数が2以上異なる2種の有機酸を発生する化合物を組み合わせることが好ましい。
酸発生剤の組成物中の含量は、レジスト組成物の全固形分を基準として、0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。
An acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. When two or more types are used in combination, it is preferable to combine two types of compounds that generate two types of organic acids that differ in the total number of atoms excluding hydrogen atoms by two or more.
The content of the acid generator in the composition is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, and still more preferably 1 to 7% by mass, based on the total solid content of the resist composition. %.

(C)珪素原子含有樹脂
本発明のポジ型レジスト組成物は、下記(X)〜(Z)の群から選ばれる基を少なくとも1つ有する珪素原子含有樹脂(「樹脂(C)」と呼ぶことがある)を含有する。
(X)アルカリ可溶性基、
(Y)アルカリ現像液の作用により分解し樹脂(C)のアルカリ現像液に対する溶解度を増大させる基(以下、「アルカリ加水分解性基」と呼ぶことがある)及び
(Z)酸の作用により分解し樹脂(C)のアルカリ現像液に対する溶解度を増大させる基(以下、「酸分解性基」と呼ぶことがある)。
(C) Silicon atom-containing resin The positive resist composition of the present invention has a silicon atom-containing resin (referred to as “resin (C)”) having at least one group selected from the following groups (X) to (Z). Contain).
(X) an alkali-soluble group,
(Y) a group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility of the resin (C) in the alkali developer (hereinafter sometimes referred to as “alkali hydrolyzable group”); and (Z) a group that decomposes by the action of an acid. And a group that increases the solubility of the resin (C) in an alkaline developer (hereinafter sometimes referred to as “acid-decomposable group”).

(X)アルカリ可溶性基とは、23℃の2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に対する珪素原子含有樹脂(C)の溶解性を、当該(X)アルカリ可溶性基を含まない場合に比べて増大せしめる基を指し、pKa 0.0〜15.0、より好ましくは3.0〜12.0の酸基であることが好ましい。   (X) Alkali-soluble group means that the solubility of the silicon atom-containing resin (C) in a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C. is increased as compared with the case where (X) the alkali-soluble group is not included. The acid group is preferably an acid group having a pKa of 0.0 to 15.0, more preferably 3.0 to 12.0.

(X)アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボン酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基を有する基等が好ましい例として挙げられる。
より好ましい(X)アルカリ可溶性基としては、カルボン酸基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、スルホニルイミド基が挙げられる。
(X) Alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (alkylsulfonyl) ( Alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) ) A group having a methylene group is a preferred example.
More preferable (X) alkali-soluble groups include carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol), and sulfonylimide groups.

アルカリ可溶性基(X)を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に直接アルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、あるいは連結基を介して樹脂の主鎖にアルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、さらにはアルカリ可溶性基を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入、のいずれも好ましい。
アルカリ可溶性基(X)を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(C)中の全繰り返し単位に対し、1〜50mol%が好ましく、より好ましくは3〜35mol%、更に好ましくは5〜20mol%である。
The repeating unit having an alkali-soluble group (X) includes a repeating unit in which an alkali-soluble group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid, or a main group of the resin via a linking group. It is preferable to use a repeating unit in which an alkali-soluble group is bonded to the chain, and further introduce a polymerization initiator or chain transfer agent having an alkali-soluble group at the end of the polymer chain at the time of polymerization.
As for content of the repeating unit which has alkali-soluble group (X), 1-50 mol% is preferable with respect to all the repeating units in resin (C), More preferably, it is 3-35 mol%, More preferably, it is 5-20 mol%. is there.

アルカリ可溶性基(X)を有する繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit having an alkali-soluble group (X) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

(Y)アルカリ現像液の作用により分解し樹脂(C)のアルカリ現像液に対する溶解度を増大させる基(アルカリ加水分解性基)とは、アルカリ現像液中で加水分解反応をおこして上述の(X)アルカリ可溶性基に変換される基を指す。   (Y) A group (alkali hydrolyzable group) which decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility of the resin (C) in the alkali developer (an alkali hydrolyzable group) refers to the above-mentioned (X ) Refers to a group that is converted to an alkali-soluble group.

(Y)アルカリ加水分解性基としては、例えば、ラクトン基、エステル基、スルホンアミド基、酸無水物、酸イミド基などが好ましい例として挙げられ、より好ましくはラクトン基、スルホンアミド基、酸イミド基である。   Examples of the (Y) alkali hydrolyzable group include a lactone group, an ester group, a sulfonamide group, an acid anhydride, and an acid imide group. More preferred examples include a lactone group, a sulfonamide group, and an acid imide. It is a group.

アルカリ加水分解性基を有する繰り返し単位としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルによる繰り返し単位のように、連結基を介して樹脂の主鎖にアルカリ加水分解性基が結合している繰り返し単位、あるいはアルカリ加水分解性基(Y)を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いて樹脂(C)の末端に導入、のいずれも好ましい。
アルカリ加水分解性基(Y)を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(C)中の全繰り返し単位に対し、1〜40mol%が好ましく、より好ましくは3〜30mol%、更に好ましくは5〜15mol%である。
As the repeating unit having an alkali hydrolyzable group, a repeating unit in which an alkali hydrolyzable group is bonded to the main chain of the resin via a linking group, such as a repeating unit by an acrylic ester or a methacrylic ester, or It is preferable to use a polymerization initiator or a chain transfer agent having an alkali hydrolyzable group (Y) introduced at the terminal of the resin (C) during polymerization.
The content of the repeating unit having an alkali hydrolyzable group (Y) is preferably from 1 to 40 mol%, more preferably from 3 to 30 mol%, still more preferably from 5 to 15 mol, based on all repeating units in the resin (C). %.

(Y)アルカリ加水分解性基として特に好ましいのはラクトン基である。ラクトン基としてはラクトン環を有するいずれの基も用いることができるが、好ましくは5〜7員環ラクトン構造を有する基であり、5〜7員環ラクトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。下記一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基がより好ましい。また、ラクトン構造を有する基が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)、(LC1−14)であり、これらラクトン構造を用いることでラインエッジラフネス、現像欠陥が良好になる。   (Y) Particularly preferred as the alkali hydrolyzable group is a lactone group. Although any group having a lactone ring can be used as the lactone group, it is preferably a group having a 5- to 7-membered ring lactone structure, and forms a bicyclo structure or a spiro structure in the 5- to 7-membered ring lactone structure. The other ring structure is preferably condensed. A group having a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-16) is more preferable. Further, a group having a lactone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred lactone structures are (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), and (LC1-14). By using these lactone structures, Line edge roughness and development defects are improved.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

ラクトン構造部分は、置換基(Rb2)を有していても有していなくてもよい。好まし
い置換基(Rb2)としては、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数4〜7のシクロアルキ
ル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、酸分解性基などが挙げられる。n2は、0〜
4の整数を表す。n2が2以上の時、複数存在するRb2は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在するRb2同士が結合して環を形成してもよい。
The lactone structure moiety may or may not have a substituent (Rb 2 ). Preferred substituents (Rb 2 ) include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a carboxyl group. , Halogen atom, hydroxyl group, cyano group, acid-decomposable group and the like. n 2 is 0 to
Represents an integer of 4. When n 2 is 2 or more, a plurality of Rb 2 may be the same or different, and a plurality of Rb 2 may be bonded to form a ring.

一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位としては、下記一般式(Lc−AB1)、一般式(Lc−AB2)、又は一般式(LcI)で表される繰り返し単位を挙げることができる。   As the repeating unit having a group having a lactone structure represented by any of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16), the following general formula (Lc-AB1), general formula (Lc-AB2), or The repeating unit represented by general formula (LcI) can be mentioned.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

一般式(Lc−AB1)及び(Lc−AB2)に於いて、
13'〜R16'は、各々独立に、−COOR5又は−C(=O)−X−A'−R17'を表す

ここで、R5は、一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかのラクトン構造
を有する基を表す。
Xは、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO2−又は−NHSO2NH−を表す。
A'は、単結合又は2価の連結基を表す。
17'は、−COOR5、又は一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかのラクトン構造を有する基を表す。
一般式(LcI)に於いて、
Rb0は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。Rb0のアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。
Rb0のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。
Rb0は、水素原子、メチル基が好ましい。
Abは、単結合、アルキレン基、単環または多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連
結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシル基又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。好ましくは単結合、−Ab1−CO2−で表される連結基である。Ab1は、直鎖、分岐アルキレン基、単環または多環のシクロアルキレン基であり、好ましく
はメチレン基、エチレン基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基である。
Vは、一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のうちのいずれかで示される基を表す。
In the general formulas (Lc-AB1) and (Lc-AB2),
R 13 ′ to R 16 ′ each independently represent —COOR 5 or —C (═O) —XA′—R 17 ′.
Here, R 5 represents a group having a lactone structure of any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16).
X represents an oxygen atom, a sulfur atom, -NH -, - NHSO 2 - or an -NHSO 2 NH-.
A ′ represents a single bond or a divalent linking group.
R 17 ′ represents —COOR 5 or a group having a lactone structure of any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16).
In the general formula (LcI),
Rb 0 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group. Preferable substituents that the alkyl group of Rb 0 may have include a hydroxyl group and a halogen atom.
Examples of the halogen atom for Rb 0 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
Rb 0 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
Ab represents a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, an ether group, an ester group, a carbonyl group, a carboxyl group, or a divalent group obtained by combining these. . Preferably a single bond, -Ab 1 -CO 2 - is a linking group represented by. Ab 1 is a linear, branched alkylene group, monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, or a norbornyl group.
V represents a group represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16).

ラクトン環を有する繰り返し単位として、好ましくは上記一般式(LcI)で表される繰り返し単位である。   The repeating unit having a lactone ring is preferably a repeating unit represented by the above general formula (LcI).

ラクトン構造を有する繰り返し単位は、通常光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、1種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体混合して用いてもよい。1種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度(ee)が90以上のものが好ましく、より好ましくは95以上である。   The repeating unit having a lactone structure usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used. One optical isomer may be used alone, or a plurality of optical isomers may be mixed and used. When one kind of optical isomer is mainly used, the optical purity (ee) thereof is preferably 90 or more, more preferably 95 or more.

ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of the repeating unit having a group having a lactone structure are given below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

(Z)酸の作用により分解し樹脂(C)のアルカリ現像液に対する溶解度を増大させる基(酸分解性基)とは、一般的なレジストパターン形成プロセスに含まれる露光後加熱の工程(通常、Post Exposure Bake=PEBと呼ばれる工程)にて露光部で発生している酸を触媒として分解反応を起こし、上述の(X)アルカリ可溶性基に変換される基を指す。   (Z) A group (acid-decomposable group) that decomposes by the action of an acid and increases the solubility of the resin (C) in an alkaline developer (acid-decomposable group) is a post-exposure heating step (usually included in a general resist pattern formation process (Exposure Bake = PEB) is a group that undergoes a decomposition reaction using the acid generated in the exposed area as a catalyst and is converted to the above-mentioned (X) alkali-soluble group.

(Z)酸分解性基としては、上述の樹脂(A)の項で挙げた酸分解性基と同様のものを挙げることができる。   Examples of the (Z) acid-decomposable group include the same acid-decomposable groups as mentioned in the above-mentioned resin (A).

酸分解性基(Z)を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(C)中の全繰り返し単位に対し、1〜80mol%が好ましく、より好ましくは10〜80mol%、更に好ましくは20〜60mol%である。   The content of the repeating unit having an acid-decomposable group (Z) is preferably from 1 to 80 mol%, more preferably from 10 to 80 mol%, still more preferably from 20 to 60 mol%, based on all repeating units in the resin (C). It is.

珪素原子含有樹脂(C)において、(X)アルカリ可溶性基または(Y)アルカリ加水分解性基のいずれか(もしくは両方)を有する場合には、(Z)酸分解性基は含まれないことが好ましい。   When the silicon atom-containing resin (C) has either (X) an alkali-soluble group or (Y) an alkali-hydrolyzable group (or both), the (Z) acid-decomposable group may not be included. preferable.

さらに珪素原子含有樹脂(C)において、(Z)酸分解性基を有する場合には、(X)アルカリ可溶性基または(Y)アルカリ加水分解性基のいずれも含まないことが好ましい。   Further, when the silicon atom-containing resin (C) has (Z) an acid-decomposable group, it is preferable that neither (X) an alkali-soluble group nor (Y) an alkali-hydrolyzable group is contained.

また、珪素原子含有樹脂(C)は、前述の(X)〜(Z)の群から選ばれる基を少なく
とも1つ有する、アルカリ可溶性および/または酸の作用によりアルカリ現像液に対する
溶解度が増大する樹脂であってもよい。
樹脂(C)におけるアルカリ可溶性とは、即ち、後述するようなアルカリ現像液(通常pH10.0〜15.0のアルカリ性水溶液、23℃)に可溶であることをいう。
樹脂(C)がアルカリ可溶性の樹脂である場合、樹脂(C)は、アルカリ可溶性基(X)および/またはアルカリ現像液により加水分解して可溶化する基(Y)を有する。具体的には、前述のアルカリ可溶性基およびアルカリ加水分解性基が挙げられる。
樹脂(C)における酸分解性とは、即ち、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大することをいう。
樹脂(C)が酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂である場合、樹脂(C)は、酸の作用により分解してアルカリ可溶性基が生じる基(Z)(酸分解性基)、すなわち、アルカリ可溶性基を保護した基を有する。具体的には、樹脂(A)における酸分解性基と同様の基を有するものが挙げられる。
樹脂(C)がアルカリ可溶性である場合、アルカリ可溶性で、かつ、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大しない樹脂であることが好ましい。
樹脂(C)は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂の場合、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大し、かつ、未露光部はアルカリ不溶性であることが好ましい。
The silicon atom-containing resin (C) is a resin having at least one group selected from the group of (X) to (Z) described above and having increased solubility in an alkali developer due to alkali solubility and / or acid action. It may be.
The alkali-soluble in the resin (C) means that the resin (C) is soluble in an alkali developer as described later (usually an alkaline aqueous solution of pH 10.0 to 15.0, 23 ° C.).
When the resin (C) is an alkali-soluble resin, the resin (C) has an alkali-soluble group (X) and / or a group (Y) that is solubilized by hydrolysis with an alkali developer. Specific examples include the aforementioned alkali-soluble groups and alkali-hydrolyzable groups.
The acid decomposability in the resin (C) means that the solubility in an alkali developer is increased by the action of an acid.
When the resin (C) is a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, the resin (C) is a group (Z) (acid-decomposable group) that is decomposed by the action of an acid to generate an alkali-soluble group. That is, it has a group in which an alkali-soluble group is protected. Specifically, what has the group similar to the acid-decomposable group in resin (A) is mentioned.
When the resin (C) is alkali-soluble, it is preferably a resin that is alkali-soluble and does not increase the solubility in an alkali developer due to the action of an acid.
In the case where the resin (C) is a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, the solubility in an alkali developer is increased by the action of an acid, and the unexposed portion is preferably alkali-insoluble.

樹脂(C)には珪素原子が含まれるが、当珪素原子は上述の(X)アルカリ可溶性基、(Y)アルカリ加水分解性基、(Z)酸分解性基を含む繰り返し単位中に一緒に含まれていても良いし、(X)〜(Z)の基を含む繰り返し単位とは別の繰り返し単位に含まれていても良い。   Resin (C) contains a silicon atom, which is bonded together in the above repeating unit containing (X) alkali-soluble group, (Y) alkali-hydrolyzable group, and (Z) acid-decomposable group. It may be contained, or may be contained in a repeating unit different from the repeating unit containing the groups (X) to (Z).

樹脂(C)に含まれる珪素原子を有する基は、少なくとも1つ以上の珪素原子を含む基であれば特に限定されないが、シリルエーテル、シロキサン、アルキルシラン等が好ましく、特に環状シロキサンもしくは下記一般式(I)で表される基がより好ましい。   The group having a silicon atom contained in the resin (C) is not particularly limited as long as it is a group containing at least one silicon atom, but silyl ether, siloxane, alkylsilane and the like are preferable, and in particular, cyclic siloxane or the following general formula The group represented by (I) is more preferable.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

一般式(I)において、
1は、単結合、アルキレン基、又は−(CH2O)n−を表す。
4は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はアルコキシ基を表す。
5は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はアルコキシ基を表す。2個のR5が、互いに連結して環構造を形成してもよい。
nは、各々独立に、0〜5の整数を表す。
In general formula (I):
A 1 represents a single bond, an alkylene group, or — (CH 2 O) n—.
R 4 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or an alkoxy group.
R 5 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or an alkoxy group. Two R 5 's may be linked to each other to form a ring structure.
n represents the integer of 0-5 each independently.

以下に樹脂(C)に含有されていることが好ましい環状シロキサンの具体例を示すが、
本発明は、これらに限定されるものではない。
Specific examples of the cyclic siloxane that is preferably contained in the resin (C) are shown below.
The present invention is not limited to these.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

上記式中、
Rは、アルキル基を表す。
1は、単結合、アルキレン基、又は−(CH2O)n−を表す。
In the above formula,
R represents an alkyl group.
A 1 represents a single bond, an alkylene group, or — (CH 2 O) n—.

以下に一般式(I)で表される珪素含有基の好ましい具体例を示すが、本発明は、これらに限定されるものではない。   Preferred specific examples of the silicon-containing group represented by the general formula (I) are shown below, but the present invention is not limited to these.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

樹脂(C)は、下記一般式(C1)、(C2)で示される繰り返し単位のいずれかの形で珪素原子を有していることが好ましい。   The resin (C) preferably has a silicon atom in the form of any one of the repeating units represented by the following general formulas (C1) and (C2).

Figure 2007304545
Figure 2007304545

一般式(C1)および(C2)中、
11は、酸素原子または−N(R13)−を示す。R13は水素原子、アルキル基、またはシクロアルキル基を表す。アルキル基は直鎖でも分岐でもよく、ハロゲン原子等の置換基を有していてもよい。
11は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、またはシクロアルキル基を示す。アルキル基は、直鎖でも分岐でもよく、ハロゲン原子等の置換基を有していてもよい。
12およびR21は、各々独立に、少なくとも1つ以上の珪素原子を有する有機基を示す。具体的には上述した珪素含有基を使用することが好ましい。
11およびR13が示すアルキル基としては、好ましくは炭素数1〜5であり、例えば、メチル基、エチル基、t−ブチル基などが挙げられる。R11およびR13が示すシクロアルキル基としては、好ましくは炭素数3〜10であり、例えば、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などが挙げられる。
In the general formulas (C1) and (C2),
X 11 represents an oxygen atom or —N (R 13 ) —. R 13 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group. The alkyl group may be linear or branched, and may have a substituent such as a halogen atom.
R 11 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group. The alkyl group may be linear or branched, and may have a substituent such as a halogen atom.
R 12 and R 21 each independently represents an organic group having at least one silicon atom. Specifically, it is preferable to use the silicon-containing group described above.
The alkyl group represented by R 11 and R 13 preferably has 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and a t-butyl group. The cycloalkyl group represented by R 11 and R 13 preferably has 3 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a cyclohexyl group and a cyclooctyl group.

樹脂(C)中の珪素を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit having silicon in the resin (C) are shown below, but are not limited thereto.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

本発明のポジ型レジスト組成物に含まれる珪素原子含有樹脂(C)には、更にフッ素原子を含有していても良い。   The silicon atom-containing resin (C) contained in the positive resist composition of the present invention may further contain a fluorine atom.

珪素原子含有樹脂(C)がフッ素原子を含有する場合、フッ素原子は下記(F−a)〜(F−c)の群から選ばれる基として含まれていることが好ましい。
(F−a)フッ素原子を有する炭素数1〜4のアルキル基、
(F−b)フッ素原子を有するシクロアルキル基及び
(F−c)フッ素原子を有するアリール基。
When the silicon atom-containing resin (C) contains a fluorine atom, the fluorine atom is preferably contained as a group selected from the following groups (Fa) to (Fc).
(Fa) an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms having a fluorine atom,
(Fb) a cycloalkyl group having a fluorine atom and (Fc) an aryl group having a fluorine atom.

(F−a)フッ素原子を有する炭素数1〜4のアルキル基とは、少なくとも1つのフッ素原子が置換した炭素数1〜4の直鎖又は分岐アルキル基であり、さらに他の置換基を有していてもよい。
(F−b)フッ素原子を有するシクロアルキル基とは、少なくとも1つのフッ素原子が置換した単環または多環のシクロアルキル基であり、さらに他の置換基を有していてもよい。
(F−c)フッ素原子を有するアリール基とは、フェニル基、ナフチル基などのアリール基に少なくとも1つのフッ素原子が置換したものがあげられ、さらに他の置換基を有していてもよい。
(F-a) The C1-C4 alkyl group which has a fluorine atom is a C1-C4 linear or branched alkyl group which the at least 1 fluorine atom substituted, and also has another substituent. You may do it.
(Fb) The cycloalkyl group having a fluorine atom is a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group substituted with at least one fluorine atom, and may further have another substituent.
(Fc) The aryl group having a fluorine atom includes an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group substituted with at least one fluorine atom, and may further have another substituent.

珪素原子含有樹脂(C)がフッ素原子を含有する場合、フッ素原子は樹脂の主鎖にあっても側鎖にあってもどちらでもよいが、側鎖にあることが好ましい。   When the silicon atom-containing resin (C) contains a fluorine atom, the fluorine atom may be in the main chain or the side chain of the resin, but is preferably in the side chain.

珪素含有樹脂(C)がフッ素原子を含有する場合、樹脂(C)に含有される(X)アルカリ可溶性基、(Y)アルカリ加水分解性基、(Z)酸分解性基としてフッ素含有のものを含むことができる。具体的にはヘキサフルオロイソプロパノール基のようなフッ素化アルコール基を(X)アルカリ可溶性基として含有させることができる。   When the silicon-containing resin (C) contains a fluorine atom, (X) an alkali-soluble group, (Y) an alkali-hydrolyzable group, and (Z) an acid-decomposable group contained in the resin (C) Can be included. Specifically, a fluorinated alcohol group such as a hexafluoroisopropanol group can be contained as the (X) alkali-soluble group.

珪素含有樹脂(C)がフッ素原子を含有する場合、上記のように (X)アルカリ可溶
性基、(Y)アルカリ加水分解性基、(Z)酸分解性基を含む繰り返し単位中に一緒に含まれていても良いし、(X)〜(Z)の基を含む繰り返し単位とは別の繰り返し単位に含まれていても良い。
When the silicon-containing resin (C) contains a fluorine atom, as described above, it is included together in a repeating unit containing (X) an alkali-soluble group, (Y) an alkali-hydrolyzable group, and (Z) an acid-decomposable group. Or may be contained in a repeating unit different from the repeating unit containing the groups (X) to (Z).

具体的には、下記一般式(C3)、(C4)で示される繰り返し単位のいずれかの形でフッ素原子を含有していることが好ましい。   Specifically, it is preferable that a fluorine atom is contained in any of the repeating units represented by the following general formulas (C3) and (C4).

Figure 2007304545
Figure 2007304545

一般式(C3)および(C4)中、
31は、酸素原子または−N(R33)−を示す。R33は水素原子、アルキル基、またはシクロアルキル基を表す。アルキル基は直鎖でも分岐でもよく、ハロゲン原子等の置換基を有していてもよい。
31は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、またはシクロアルキル基を示す。アルキル基は直鎖でも分岐でもよく、ハロゲン原子等の置換基を有していてもよい。
32およびR41は、少なくとも1つ以上のフッ素原子を有する有機基を示す。
31およびR33が示すアルキル基としては好ましくは炭素数1〜5であり、例えば、メチル基、エチル基、t−ブチル基などが挙げられる。R31およびR33が示すシクロアルキル基としては好ましくは炭素数3〜10であり、例えば、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などが挙げられる。
In general formulas (C3) and (C4),
X 31 represents an oxygen atom or —N (R 33 ) —. R 33 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group. The alkyl group may be linear or branched, and may have a substituent such as a halogen atom.
R 31 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group. The alkyl group may be linear or branched, and may have a substituent such as a halogen atom.
R 32 and R 41 represent an organic group having at least one fluorine atom.
The alkyl group represented by R 31 and R 33 preferably has 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and a t-butyl group. The cycloalkyl group represented by R 31 and R 33 preferably has 3 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a cyclohexyl group and a cyclooctyl group.

珪素含有樹脂(C)がフッ素原子を有する場合に、フッ素原子を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、これらに限定されるものではない。   When the silicon-containing resin (C) has a fluorine atom, specific examples of the repeating unit having a fluorine atom are listed below, but the invention is not limited thereto.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

以下に樹脂(C)の具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。   Although the specific example of resin (C) is given to the following, it is not limited to these.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

樹脂(C)は、以下の(C−1)〜(C−12)から選ばれる樹脂であることが好ましい。より好ましくは、(C−1)〜(C−4)、(C−8)〜(C−13)から選ばれる樹脂である。
(C−1)珪素原子を有する基を有する繰り返し単位(a)と、アルカリ可溶性基(X)を有する繰り返し単位(x)とを有する樹脂。より好ましくは、繰り返し単位(a)及び繰り返し単位(x)の共重合樹脂。
(C−2)珪素原子を有する基を有する繰り返し単位(a)と、アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(Y)を有する繰り返し単位(y)とを有する樹脂。より好ましくは、繰り返し単位(a)及び繰り返し単位(y)の共重合樹脂。
(C−3)珪素原子を有する基を有する繰り返し単位(a)と、酸の作用により分解する基(Z)を有する繰り返し単位(z)とを有する樹脂。より好ましくは、繰り返し単位(a)及び繰り返し単位(z)の共重合樹脂。
(C−4)珪素原子を有する基を有する繰り返し単位(a)と、アルカリ可溶性基(X)を有する繰り返し単位(x)と、アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(Y)を有する繰り返し単位(y)とを有する樹脂。より好ましくは、繰り返し単位(a)、繰り返し単位(x)及び繰り返し単位(y)の共重合樹脂。
(C−5)珪素原子を有する基を有する繰り返し単位(a)と、アルカリ可溶性基(X)を有する繰り返し単位(x)と、酸の作用により分解する基(Z)を有する繰り返し単位(z)とを有する樹脂。より好ましくは、繰り返し単位(a)、繰り返し単位(x)及び繰り返し単位(z)の共重合樹脂。
(C−6)珪素原子を有する基を有する繰り返し単位(a)と、アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(Y)を有する繰り返し単位(y)と、酸の作用により分解する基(Z)を有する繰り返し単位(z)とを有する樹脂。より好ましくは、繰り返し単位(a)、繰り返し単位(y)及び繰り返し単位(z)の共重合樹脂。
(C−7)珪素原子を有する基を有する繰り返し単位(a)と、アルカリ可溶性基(X)を有する繰り返し単位(x)と、アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(Y)を有する繰り返し単位(y)と、酸の作用により分解する基(Z)を含する繰り返し単位(z)とを有する樹脂。より好ましくは、繰り返し単位(a)、繰り返し単位(y)及び繰り返し単位(z)の共重合樹脂。
(C−8)アルカリ可溶性基(X)と珪素原子を有する基をともに有する繰り返し単位(aX)を有する樹脂、より好ましくは、繰り返し単位(ax)のみを有する樹脂。
(C−9)アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(Y)と、珪素原子を有する基をともに有する繰り返し単位(ay)を有する樹脂、より好ましくは、繰り返し単位(ay)のみを有する樹脂。
(C−10)アルカリ可溶性基(X)と珪素原子を有する基をともに有する繰り返し単位(ax)と、アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(Y)を有する繰り返し単位(y)とを有する樹脂、より好ましくは、繰り返し単位(ax)及び繰り返し単位(y)の共重合樹脂。
(C−11)アルカリ可溶性基(X)と珪素原子を有する基をともに有する繰り返し単位(ax)と、酸の作用により分解する基(Z)を有する繰り返し単位(z)とを有する樹脂、より好ましくは、繰り返し単位(ax)及び繰り返し単位(z)の共重合樹脂。
(C−12)珪素原子を有する基を有する繰り返し単位(a)と、アルカリ可溶性基(X)と珪素原子を有する基をともに含有する繰り返し単位(ax)とを有する樹脂、より好ましくは、繰り返し単位(a)及び繰り返し単位(ax)の共重合樹脂。
(C−13)珪素原子を有する基を有する繰り返し単位(a)と、アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(Y)と珪素原子を有する基をともに有する繰り返し単位(ay)とを有する樹脂、より好ましくは、繰り返し単位(a)及び繰り返し単位(ay)の共重合樹脂。
樹脂(C−1)、(C−2)及び(C−4)において、繰り返し単位(a)の導入量は、40〜99モル%であることが好ましく、60〜80%であることがより好ましい。
樹脂(C−10)において、繰り返し単位(ax)の導入量は、40〜99モル%であることが好ましく、60〜90モル%であることがより好ましい。
The resin (C) is preferably a resin selected from the following (C-1) to (C-12). More preferred is a resin selected from (C-1) to (C-4) and (C-8) to (C-13).
(C-1) A resin having a repeating unit (a) having a group having a silicon atom and a repeating unit (x) having an alkali-soluble group (X). More preferably, a copolymer resin of the repeating unit (a) and the repeating unit (x).
(C-2) a repeating unit (a) having a group having a silicon atom, and a repeating unit (y) having a group (Y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer. Having a resin. More preferably, a copolymer resin of the repeating unit (a) and the repeating unit (y).
(C-3) A resin having a repeating unit (a) having a group having a silicon atom and a repeating unit (z) having a group (Z) that is decomposed by the action of an acid. More preferably, a copolymer resin of the repeating unit (a) and the repeating unit (z).
(C-4) The repeating unit (a) having a group having a silicon atom, the repeating unit (x) having an alkali-soluble group (X), and the solubility in an alkali developer by being decomposed by the action of an alkali developer. And a repeating unit (y) having a group (Y) that increases. More preferably, a copolymer resin of the repeating unit (a), the repeating unit (x), and the repeating unit (y).
(C-5) a repeating unit (a) having a group having a silicon atom, a repeating unit (x) having an alkali-soluble group (X), and a repeating unit (z) having a group (Z) decomposed by the action of an acid ). More preferably, a copolymer resin of the repeating unit (a), the repeating unit (x) and the repeating unit (z).
(C-6) a repeating unit (a) having a group having a silicon atom, a repeating unit (y) having a group (Y) which decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer, And a resin having a repeating unit (z) having a group (Z) that decomposes by the action of an acid. More preferably, a copolymer resin of the repeating unit (a), the repeating unit (y), and the repeating unit (z).
(C-7) The repeating unit (a) having a group having a silicon atom, the repeating unit (x) having an alkali-soluble group (X), and the solubility in an alkali developer by being decomposed by the action of an alkali developer. A resin having a repeating unit (y) having a group (Y) that increases and a repeating unit (z) containing a group (Z) that decomposes under the action of an acid. More preferably, a copolymer resin of the repeating unit (a), the repeating unit (y), and the repeating unit (z).
(C-8) A resin having a repeating unit (aX) having both an alkali-soluble group (X) and a group having a silicon atom, more preferably a resin having only a repeating unit (ax).
(C-9) a resin having a repeating unit (ay) having both a group (Y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer and a group having a silicon atom, more preferably , A resin having only repeating units (ay).
(C-10) A repeating unit (ax) having both an alkali-soluble group (X) and a group having a silicon atom, and a group (Y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in an alkali developer. A resin having a repeating unit (y) having a repeating unit, more preferably a copolymer resin of a repeating unit (ax) and a repeating unit (y).
(C-11) a resin having a repeating unit (ax) having both an alkali-soluble group (X) and a group having a silicon atom, and a repeating unit (z) having a group (Z) decomposed by the action of an acid, and more Preferably, a copolymer resin of a repeating unit (ax) and a repeating unit (z).
(C-12) a resin having a repeating unit (a) having a group having a silicon atom, and a repeating unit (ax) containing both an alkali-soluble group (X) and a group having a silicon atom, more preferably a repeating unit Copolymer resin of unit (a) and repeating unit (ax).
(C-13) A repeating unit (a) having a group having a silicon atom, a group (Y) which decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer, and a group having a silicon atom A resin having a repeating unit (ay), more preferably a copolymer resin of the repeating unit (a) and the repeating unit (ay).
In the resins (C-1), (C-2) and (C-4), the introduction amount of the repeating unit (a) is preferably 40 to 99 mol%, more preferably 60 to 80%. preferable.
In the resin (C-10), the introduction amount of the repeating unit (ax) is preferably 40 to 99 mol%, and more preferably 60 to 90 mol%.

珪素原子含有樹脂(C)が(X)アルカリ可溶性基および/または(Y)アルカリ加水分解性基を含有する場合、(X)アルカリ可溶性基(酸基)や(Y)アルカリ加水分解性基(アルカリ加水分解により生じる酸基)の量は、樹脂(C)の酸価として、2〜10ミリ当量/gが好ましく、2〜8ミリ当量/gがより好ましい。酸価は、化合物を中和するのに要する水酸化カリウムの量(mg)の測定によるものである。
樹脂(C)が(Z)酸分解性基を含有する場合、その量は、酸分解性基を有する繰り返し単位のモル%として、5〜100%が好ましく、さらに好ましくは10〜100%である。
When the silicon atom-containing resin (C) contains (X) an alkali-soluble group and / or (Y) an alkali-hydrolyzable group, (X) an alkali-soluble group (acid group) or (Y) an alkali-hydrolyzable group ( The amount of acid groups generated by alkali hydrolysis is preferably 2 to 10 meq / g, more preferably 2 to 8 meq / g, as the acid value of the resin (C). The acid value is a measurement of the amount (mg) of potassium hydroxide required to neutralize the compound.
When the resin (C) contains a (Z) acid-decomposable group, the amount is preferably 5 to 100%, more preferably 10 to 100%, as the mol% of the repeating unit having an acid-decomposable group. .

珪素含有樹脂(C)に含有される珪素原子は、樹脂(C)の分子量に対し、2〜50質量%であることが好ましく、2〜30質量%であることがより好ましい。また、珪素原子を含む繰り返し単位が、樹脂(C)中10〜100質量%であることが好ましく、20〜
100質量%であることがより好ましい。
The silicon atom contained in the silicon-containing resin (C) is preferably 2 to 50% by mass and more preferably 2 to 30% by mass with respect to the molecular weight of the resin (C). Moreover, it is preferable that the repeating unit containing a silicon atom is 10-100 mass% in resin (C), and is 20-20.
More preferably, it is 100 mass%.

珪素含有樹脂(C)の重量平均分子量は好ましくは1000〜100,000で、より好ましくは1000〜50,000である。   The weight average molecular weight of the silicon-containing resin (C) is preferably 1000 to 100,000, more preferably 1000 to 50,000.

珪素含有樹脂(C)は、残存モノマー量が0〜10質量%であることが好ましく、0〜5質量%がさらに好ましい。また、解像度、レジスト形状、レジストパターンの側壁、ラフネスなどの点から、分子量分布(Mw/Mn、分散度ともいう)は1〜5が好ましく、更に好ましくは1〜3の範囲のものが使用される。   The silicon-containing resin (C) preferably has a residual monomer amount of 0 to 10% by mass, and more preferably 0 to 5% by mass. Further, from the viewpoint of resolution, resist shape, resist pattern side wall, roughness, etc., the molecular weight distribution (Mw / Mn, also referred to as dispersity) is preferably from 1 to 5, more preferably from 1 to 3. The

ポジ型レジスト組成物中の樹脂(C)の添加量は、レジスト組成物の全固形分を基準として、0.1〜30質量%が好ましく、より好ましくは0.1〜10質量%、さらに好ましくは0.1〜5質量%である。   The addition amount of the resin (C) in the positive resist composition is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, and still more preferably based on the total solid content of the resist composition. Is 0.1-5 mass%.

珪素原子含有樹脂(C)は単独でも、複数を混合しても良い。   The silicon atom-containing resin (C) may be used alone or in combination.

珪素含有樹脂(C)は、樹脂(A)同様、金属等の不純物が少ないのは当然のことながら、残留単量体やオリゴマー成分が既定値以下、例えばHPLCで0.1質量%等であることが好ましく、それによりレジストとしての感度、解像度、プロセス安定性、パターン形状等をさらに改善することができるだけでなく、液中異物や感度等の経時変化の観点で優れたレジスト組成物が得られる。   As with the resin (A), the silicon-containing resin (C) is naturally free of impurities such as metals, and the residual monomer and oligomer components are not more than predetermined values, for example, 0.1% by mass or the like by HPLC. It is preferable that not only the sensitivity, resolution, process stability, pattern shape, etc. as a resist can be further improved, but also a resist composition that is excellent in terms of changes over time such as foreign matter in liquid and sensitivity can be obtained. .

珪素含有樹脂(C)は、各種市販品を利用したり、常法により合成できる。例えば、樹脂である場合、前述の酸分解性樹脂(A)の合成におけるようなラジカル重合等と一般的な精製などで得ることができる。
重合開始剤としては、例えば、V601、V60、V65(和光純薬社製)等を用いることができる。また、連鎖移動剤を用いて、重合反応を制御することができる。
As the silicon-containing resin (C), various commercially available products can be used or synthesized by a conventional method. For example, in the case of a resin, it can be obtained by radical polymerization as in the synthesis of the acid-decomposable resin (A) described above and general purification.
As a polymerization initiator, V601, V60, V65 (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) etc. can be used, for example. Moreover, a polymerization reaction can be controlled using a chain transfer agent.

(D)有機溶剤
前記各成分を溶解させてポジ型レジスト組成物を調製する際に使用することができる溶剤としては、例えば、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキルエステル、アルコキシプロピオン酸アルキル、炭素数4〜10の環状ラクトン、炭素数4〜10の、環を含有しても良いモノケトン化合物、アルキレンカーボネート、アルコキシ酢酸アルキル、ピルビン酸アルキル等を挙げることができる。
(D) Organic solvent Solvents that can be used when preparing the positive resist composition by dissolving the above components include, for example, alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkylene glycol monoalkyl ether, and lactate alkyl ester. Alkoxypropionate alkyl, cyclic lactone having 4 to 10 carbon atoms, monoketone compound having 4 to 10 carbon atoms which may contain a ring, alkylene carbonate, alkyl alkoxyacetate, alkyl pyruvate and the like.

アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートとしては、例えば、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ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、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が好ましく挙げられる。
アルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、例えば、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プロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルを好ましく挙げられる。
Examples of the alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, propylene glycol monoethyl Preferred examples include ether propionate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate.
Preferred examples of the alkylene glycol monoalkyl ether include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether.

乳酸アルキルエステルとしては、例えば、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチルを好ましく挙げられる。
アルコキシプロピオン酸アルキルとしては、例えば、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチルを好ましく挙げられる。
Preferred examples of the alkyl lactate include methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate and butyl lactate.
Preferable examples of the alkyl alkoxypropionate include ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, and ethyl 3-methoxypropionate.

炭素数4〜10の環状ラクトンとしては、例えば、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−オクタノイックラクトン、α−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンが好ましく挙げられる。   Examples of the cyclic lactone having 4 to 10 carbon atoms include β-propiolactone, β-butyrolactone, γ-butyrolactone, α-methyl-γ-butyrolactone, β-methyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ- Caprolactone, γ-octanoic lactone, and α-hydroxy-γ-butyrolactone are preferred.

炭素数4〜10の、環を含有しても良いモノケトン化合物としては、例えば、2−ブタノン、3−メチルブタノン、ピナコロン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−メチル−3−ペンタノン、4,4−ジメチル−2−ペンタノン、2,4−ジメチル−3−ペンタノン、2,2,4,4−テトラメチル−3−ペンタノン、2−ヘキサノン、3−ヘキサノン、5−メチル−3−ヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、2−メチル−3−ヘプタノン、5−メチル−3−ヘプタノン、2,6−ジメチル−4−ヘプタノン、2−オクタノン、3−オクタノン、2−ノナノン、3−ノナノン、5−ノナノン、2−デカノン、3−デカノン、4−デカノン、5−ヘキセン−2−オン、3−ペンテン−2−オン、シクロペンタノン、2−メチルシクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、2,2−ジメチルシクロペンタノン、2,4,4−トリメチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロヘキサノン、4−メチルシクロヘキサノン、4−エチルシクロヘキサノン、2,2−ジメチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、2,2,6−トリメチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、2−メチルシクロヘプタノン、3−メチルシクロヘプタノンが好ましく挙げられる。   Examples of the monoketone compound having 4 to 10 carbon atoms which may contain a ring include 2-butanone, 3-methylbutanone, pinacolone, 2-pentanone, 3-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, 4- Methyl-2-pentanone, 2-methyl-3-pentanone, 4,4-dimethyl-2-pentanone, 2,4-dimethyl-3-pentanone, 2,2,4,4-tetramethyl-3-pentanone, 2 -Hexanone, 3-hexanone, 5-methyl-3-hexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, 2-methyl-3-heptanone, 5-methyl-3-heptanone, 2,6-dimethyl-4 -Heptanone, 2-octanone, 3-octanone, 2-nonanone, 3-nonanone, 5-nonanone, 2-decanone, 3-decanone, 4-decanone, 5-he Sen-2-one, 3-penten-2-one, cyclopentanone, 2-methylcyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, 2,2-dimethylcyclopentanone, 2,4,4-trimethylcyclopenta Non, cyclohexanone, 3-methylcyclohexanone, 4-methylcyclohexanone, 4-ethylcyclohexanone, 2,2-dimethylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, 2,2,6-trimethylcyclohexanone, cycloheptanone, 2-methylcyclo Preferred are heptanone and 3-methylcycloheptanone.

アルキレンカーボネートとしては、例えば、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネートが好ましく挙げられる。
アルコキシ酢酸アルキルとしては、例えば、酢酸−2−メトキシエチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、酢酸−3−メトキシ−3−メチルブチル、酢酸−1−メトキシ−2−プロピルが好ましく挙げられる。
ピルビン酸アルキルとしては、例えば、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピルが好ましく挙げられる。
好ましく使用できる溶剤としては、常温常圧下で、沸点130℃以上の溶剤が挙げられる。具体的には、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、乳酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、プロピレンカーボネートが挙げられる。
本発明に於いては、上記溶剤を単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
Preferred examples of the alkylene carbonate include propylene carbonate, vinylene carbonate, ethylene carbonate, and butylene carbonate.
Examples of the alkyl alkoxyacetate include 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, 3-methoxy-3-methylbutyl acetate, and 1-methoxy-acetate. 2-propyl is preferred.
Preferred examples of the alkyl pyruvate include methyl pyruvate, ethyl pyruvate, and propyl pyruvate.
As a solvent which can be preferably used, a solvent having a boiling point of 130 ° C. or higher under normal temperature and normal pressure can be mentioned. Specifically, cyclopentanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, ethyl lactate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl pyruvate, 2-ethoxyethyl acetate, acetic acid -2- (2-ethoxyethoxy) ethyl and propylene carbonate are mentioned.
In the present invention, the above solvents may be used alone or in combination of two or more.

本発明においては、有機溶剤として構造中に水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤を使用してもよい。
水酸基を含有する溶剤としては、例えば、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、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、乳酸エチル等を挙げることができ、これらの内でプロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチルが特に好ましい。
水酸基を含有しない溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シ
クロヘキサノン、酢酸ブチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げることができ、これらの内で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルが特に好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノンが最も好ましい。
水酸基を含有する溶剤と水酸基を含有しない溶剤との混合比(質量)は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは20/80〜60/40である。水酸基を含有しない溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。
In this invention, you may use the mixed solvent which mixed the solvent which contains a hydroxyl group in a structure, and the solvent which does not contain a hydroxyl group as an organic solvent.
Examples of the solvent containing a hydroxyl group include ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethyl lactate, and the like. Particularly preferred are propylene glycol monomethyl ether and ethyl lactate.
Examples of the solvent not containing a hydroxyl group include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide and the like. Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, and butyl acetate are particularly preferable, and propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate. 2-heptanone is most preferred.
The mixing ratio (mass) of the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 60/40. . A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent not containing a hydroxyl group is particularly preferred from the viewpoint of coating uniformity.

(E)塩基性化合物
本発明のポジ型レジスト組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、(E)塩基性化合物を含有することが好ましい。
塩基性化合物としては、好ましくは、下記式(A)〜(E)で示される構造を有する化合物を挙げることができる。
(E) Basic compound The positive resist composition of the present invention preferably contains (E) a basic compound in order to reduce a change in performance over time from exposure to heating.
Preferred examples of the basic compound include compounds having structures represented by the following formulas (A) to (E).

Figure 2007304545
Figure 2007304545

一般式(A)〜(E)中、
200 、R201及びR202 は、同一でも異なってもよく、水素原子、炭素数1〜20個
のアルキル基、炭素数3〜20個のシクロアルキル基又は炭素数6〜20個のアリール基を表し、ここで、R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。
In general formulas (A) to (E),
R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different and are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. Here, R 201 and R 202 may combine with each other to form a ring.

上記アルキル基は無置換であっても置換基を有するものであってもよく、置換基を有するアルキル基としては、炭素数1〜20のアミノアルキル基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基、または炭素数1〜20のシアノアルキル基が好ましい。
203 、R204、R205及びR206 は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜20個のアルキル基を表す。
これら一般式(A)〜(E)中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。
The alkyl group may be unsubstituted or may have a substituent. Examples of the alkyl group having a substituent include an aminoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, Or a C1-C20 cyanoalkyl group is preferable.
R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
The alkyl groups in these general formulas (A) to (E) are more preferably unsubstituted.

好ましい化合物として、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルフォリン、ピペリジン等を挙げることができ、更に好ましい化合物として、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体等を挙げることができる。   Preferred compounds include guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine, piperidine and the like, and more preferred compounds include imidazole structure, diazabicyclo structure, onium hydroxide structure, onium carboxylate Examples thereof include a compound having a structure, a trialkylamine structure, an aniline structure or a pyridine structure, an alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond, and an aniline derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond.

イミダゾール構造を有する化合物としてはイミダゾール、2、4、5−トリフェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール等が挙げられる。ジアザビシクロ構造を有する化合物としては1、4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1、5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノナ−5−エン、1、8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカー7−エン等が挙げられる。オニウムヒドロキシド構造を有する化合物としてはトリアリールスルホニ
ウムヒドロキシド、フェナシルスルホニウムヒドロキシド、2−オキソアルキル基を有するスルホニウムヒドロキシド、具体的にはトリフェニルスルホニウムヒドロキシド、トリス(t−ブチルフェニル)スルホニウムヒドロキシド、ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェニウムヒドロキシド、2−オキソプロピルチオフェニウムヒドロキシド等が挙げられる。オニウムカルボキシレート構造を有する化合物としてはオニウムヒドロキシド構造を有する化合物のアニオン部がカルボキシレートになったものであり、例えばアセテート、アダマンタンー1−カルボキシレート、パーフロロアルキルカルボキシレート等が挙げられる。トリアルキルアミン構造を有する化合物としては、トリ(n−ブチル)アミン、トリ(n−オクチル)アミン等を挙げることができる。アニリン化合物としては、2,6−ジイソプロピルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジブチルアニリン、N,N−ジヘキシルアニリン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体としては、N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アニリン等を挙げることができる。
これらの塩基性化合物は、単独であるいは2種以上一緒に用いられる。
Examples of the compound having an imidazole structure include imidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, and benzimidazole. Examples of the compound having a diazabicyclo structure include 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] non-5-ene, and 1,8-diazabicyclo [5,4,0. ] Undecar 7-ene etc. are mentioned. Examples of the compound having an onium hydroxide structure include triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, sulfonium hydroxide having a 2-oxoalkyl group, specifically triphenylsulfonium hydroxide, tris (t-butylphenyl) sulfonium. Examples thereof include hydroxide, bis (t-butylphenyl) iodonium hydroxide, phenacylthiophenium hydroxide, and 2-oxopropylthiophenium hydroxide. As the compound having an onium carboxylate structure, an anion portion of the compound having an onium hydroxide structure is converted to a carboxylate, and examples thereof include acetate, adamantane-1-carboxylate, and perfluoroalkylcarboxylate. Examples of the compound having a trialkylamine structure include tri (n-butyl) amine and tri (n-octyl) amine. Examples of the aniline compound include 2,6-diisopropylaniline, N, N-dimethylaniline, N, N-dibutylaniline, N, N-dihexylaniline and the like. Examples of the alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and tris (methoxyethoxyethyl) amine. Examples of aniline derivatives having a hydroxyl group and / or an ether bond include N, N-bis (hydroxyethyl) aniline.
These basic compounds are used alone or in combination of two or more.

塩基性化合物の使用量は、ポジ型レジスト組成物の固形分を基準として、通常、0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。   The usage-amount of a basic compound is 0.001-10 mass% normally on the basis of solid content of a positive resist composition, Preferably it is 0.01-5 mass%.

酸発生剤と塩基性化合物の組成物中の使用割合は、酸発生剤/塩基性化合物(モル比)=2.5〜300であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が2.5以上が好ましく、露光後加熱処理までの経時でのレジストパターンの太りによる解像度の低下抑制の点から300以下が好ましい。酸発生剤/塩基性化合物(モル比)は、より好ましくは5.0〜200、更に好ましくは7.0〜150である。   The use ratio of the acid generator and the basic compound in the composition is preferably acid generator / basic compound (molar ratio) = 2.5 to 300. In other words, the molar ratio is preferably 2.5 or more from the viewpoint of sensitivity and resolution, and is preferably 300 or less from the viewpoint of suppressing the reduction in resolution due to the thickening of the resist pattern over time until post-exposure heat treatment. The acid generator / basic compound (molar ratio) is more preferably 5.0 to 200, still more preferably 7.0 to 150.

(F)界面活性剤
本発明のポジ型レジスト組成物は、更に(F)界面活性剤を含有することが好ましく、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することがより好ましい。
(F) Surfactant The positive resist composition of the present invention preferably further contains (F) a surfactant, and is a fluorine-based and / or silicon-based surfactant (fluorine-based surfactant, silicon-based interface). It is more preferable to contain any one or two or more of an activator and a surfactant having both a fluorine atom and a silicon atom.

本発明のポジ型レジスト組成物が上記(F)界面活性剤を含有することにより、250nm以下、特に220nm以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ないレジストパターンを与えることが可能となる。
フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤としては、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。
使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新
秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431、4430(住友スリーエム(株)製)、
メガファックF171、F173、F176、F189、F113、F110、F177、F120、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)、GF−300、GF−150(東亜合成化学(株)製)、サーフロンS−393(セイミケミカル(株)製)、エフトップEF121、EF122A、EF122B、RF122C、EF125M、EF135M、EF351、352、EF801、EF802、EF601((株)ジェムコ製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520(OMNIVA社製)、FTX−204D、208G、218G、230G、204D、208D、212D、218、222D((株)ネオス製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
When the positive resist composition of the present invention contains the surfactant (F), a resist having good sensitivity and resolution and less adhesion and development defects when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less. A pattern can be given.
Examples of the fluorine-based and / or silicon-based surfactant include, for example, JP-A No. 62-36663, JP-A No. 61-226746, JP-A No. 61-226745, JP-A No. 62-170950, JP 63-34540 A, JP 7-230165 A, JP 8-62834 A, JP 9-54432 A, JP 9-5988 A, JP 2002-277862 A, US Patent Nos. 5,405,720, 5,360,692, 5,529,881, 5,296,330, 5,436,098, 5,576,143, 5,294,511, 5,824,451 Surfactant can be mentioned, The following commercially available surfactant can also be used as it is.
Examples of commercially available surfactants that can be used include F-top EF301, EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, 431, 4430 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.),
Megafuck F171, F173, F176, F189, F113, F110, F177, F120, R08 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass ( Co., Ltd.), Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.), GF-300, GF-150 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.), Surflon S-393 (manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.), Ftop EF121, EF122A, EF122B, RF122C, EF125M, EF135M, EF351, 352, EF801, EF802, EF601 (manufactured by Gemco), PF636, PF656, PF6320, PF6520 (manufactured by OMNIVA), FTX-18204, 208, 230G, 204 , Mention may be made of 208D, 212D, the fluorine-based surfactant or silicone-based surfactants such as 218D and 222D ((KK) Neos). Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.

また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)もしくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することが出来る。
フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート及び/又は(ポリ(オキシアルキレン))メタクリレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布しているものでも、ブロック共重合していてもよい。また、ポリ(オキシアルキレン)基としては、ポリ(オキシエチレン)基、ポリ(オキシプロピレン)基、ポリ(オキシブチレン)基などが挙げられ、また、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体)やポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体)など同じ鎖長内に異なる鎖長のアルキレンを有するようなユニットでもよい。さらに、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体は2元共重合体ばかりでなく、異なる2種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマーや、異なる2種以上の(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)などを同時に共重合した3元系以上の共重合体でもよい。
In addition to the known surfactants described above, the surfactant is derived from a fluoroaliphatic compound produced by a telomerization method (also called telomer method) or an oligomerization method (also called oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group can be used. The fluoroaliphatic compound can be synthesized by the method described in JP-A-2002-90991.
As the polymer having a fluoroaliphatic group, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate and / or (poly (oxyalkylene)) methacrylate is preferable and distributed irregularly. Or may be block copolymerized. Examples of the poly (oxyalkylene) group include a poly (oxyethylene) group, a poly (oxypropylene) group, a poly (oxybutylene) group, and the like, and a poly (oxyethylene, oxypropylene, and oxyethylene group). A unit having different chain lengths in the same chain length, such as a block link) or poly (block link of oxyethylene and oxypropylene) may be used. Furthermore, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate) is not only a binary copolymer but also a monomer having two or more different fluoroaliphatic groups, Further, it may be a ternary or higher copolymer obtained by simultaneously copolymerizing two or more different (poly (oxyalkylene)) acrylates (or methacrylates).

例えば、市販の界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(大日本インキ化学工業(株)製)を挙げることができる。さらに、C613基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オ
キシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C37基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体などを挙げることができる。
Examples of commercially available surfactants include Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, and F-472 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.). Further, a copolymer of an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), an acrylate (or methacrylate) having a C 3 F 7 group and (poly (oxy) And a copolymer of (ethylene)) acrylate (or methacrylate) and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate).

また、本発明では、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤を使用することもできる。具体的には、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セチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤等を挙げることができる。   In the present invention, other surfactants other than fluorine-based and / or silicon-based surfactants can also be used. Specifically, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene nonylphenol ether, etc. Sorbitans such as polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate Fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopal Te - DOO, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, may be mentioned polyoxyethylene sorbitan tristearate nonionic surfactants of polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as such.

これらの界面活性剤は単独で使用してもよいし、また、いくつかの組み合わせで使用し
てもよい。
These surfactants may be used alone or in several combinations.

(F)界面活性剤の使用量は、ポジ型レジスト組成物全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.01〜10質量%、より好ましくは0.1〜5質量%である。   (F) The usage-amount of surfactant becomes like this. Preferably it is 0.01-10 mass% with respect to positive resist composition whole quantity (except a solvent), More preferably, it is 0.1-5 mass%.

(H)カルボン酸オニウム塩
本発明におけるポジ型レジスト組成物は、(H)カルボン酸オニウム塩を含有しても良い。カルボン酸オニウム塩としては、カルボン酸スルホニウム塩、カルボン酸ヨードニウム塩、カルボン酸アンモニウム塩などを挙げることができる。特に、(H)カルボン酸オニウム塩としては、ヨードニウム塩、スルホニウム塩が好ましい。更に、本発明の(H)カルボン酸オニウム塩のカルボキシレート残基が芳香族基、炭素−炭素2重結合を含有しないことが好ましい。特に好ましいアニオン部としては、炭素数1〜30の直鎖、分岐、単環または多環環状アルキルカルボン酸アニオンが好ましい。さらに好ましくはこれらのアルキル基の一部または全てがフッ素置換されたカルボン酸のアニオンが好ましい。アルキル鎖中に酸素原子を含んでいても良い。これにより220nm以下の光に対する透明性が確保され、感度、解像力が向上し、疎密依存性、露光マージンが改良される。
(H) Carboxylic acid onium salt The positive resist composition in the present invention may contain (H) a carboxylic acid onium salt. Examples of the carboxylic acid onium salt include a carboxylic acid sulfonium salt, a carboxylic acid iodonium salt, and a carboxylic acid ammonium salt. In particular, the (H) carboxylic acid onium salt is preferably an iodonium salt or a sulfonium salt. Furthermore, it is preferable that the carboxylate residue of the (H) carboxylic acid onium salt of the present invention does not contain an aromatic group or a carbon-carbon double bond. As a particularly preferable anion moiety, a linear, branched, monocyclic or polycyclic alkylcarboxylic acid anion having 1 to 30 carbon atoms is preferable. More preferably, an anion of a carboxylic acid in which some or all of these alkyl groups are fluorine-substituted is preferable. The alkyl chain may contain an oxygen atom. This ensures transparency with respect to light of 220 nm or less, improves sensitivity and resolution, and improves density dependency and exposure margin.

フッ素置換されたカルボン酸のアニオンとしては、フロロ酢酸、ジフロロ酢酸、トリフロロ酢酸、ペンタフロロプロピオン酸、ヘプタフロロ酪酸、ノナフロロペンタン酸、パーフロロドデカン酸、パーフロロトリデカン酸、パーフロロシクロヘキサンカルボン酸、2,2−ビストリフロロメチルプロピオン酸のアニオン等が挙げられる。   Fluoro-substituted carboxylic acid anions include fluoroacetic acid, difluoroacetic acid, trifluoroacetic acid, pentafluoropropionic acid, heptafluorobutyric acid, nonafluoropentanoic acid, perfluorododecanoic acid, perfluorotridecanoic acid, perfluorocyclohexanecarboxylic acid, 2 , 2-bistrifluoromethylpropionic acid anion and the like.

これらの(H)カルボン酸オニウム塩は、スルホニウムヒドロキシド、ヨードニウムヒドロキシド、アンモニウムヒドロキシドとカルボン酸を適当な溶剤中酸化銀と反応させることによって合成できる。   These (H) carboxylic acid onium salts can be synthesized by reacting sulfonium hydroxide, iodonium hydroxide, ammonium hydroxide and carboxylic acid with silver oxide in a suitable solvent.

(H)カルボン酸オニウム塩の組成物中の含量は、組成物の全固形分に対し、0.1〜20質量%が適当であり、好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。   The content of (H) carboxylic acid onium salt in the composition is suitably from 0.1 to 20% by weight, preferably from 0.5 to 10% by weight, more preferably 1%, based on the total solid content of the composition. -7% by mass.

その他の添加剤
本発明のポジ型レジスト組成物には、必要に応じてさらに染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、アルカリ可溶性樹脂、溶解阻止剤及び現像液に対する溶解性を促進させる化合物(例えば、分子量1000以下のフェノール化合物、カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物)等を含有させることができる。
Other Additives The positive resist composition of the present invention further promotes solubility in dyes, plasticizers, photosensitizers, light absorbers, alkali-soluble resins, dissolution inhibitors and developers as necessary. A compound (for example, a phenol compound having a molecular weight of 1000 or less, an alicyclic compound having a carboxyl group, or an aliphatic compound) and the like can be contained.

このような分子量1000以下のフェノール化合物は、例えば、特開平4−122938号、特開平2−28531号、米国特許第4,916,210、欧州特許第219294等に記載の方法を参考にして、当業者において容易に合成することができる。
カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物の具体例としてはコール酸、デオキシコール酸、リトコール酸などのステロイド構造を有するカルボン酸誘導体、アダマンタンカルボン酸誘導体、アダマンタンジカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
Such phenolic compounds having a molecular weight of 1000 or less can be obtained by referring to, for example, the methods described in JP-A-4-1222938, JP-A-2-28531, US Pat. No. 4,916,210, European Patent 219294, etc. It can be easily synthesized by those skilled in the art.
Specific examples of alicyclic or aliphatic compounds having a carboxyl group include carboxylic acid derivatives having a steroid structure such as cholic acid, deoxycholic acid, lithocholic acid, adamantane carboxylic acid derivatives, adamantane dicarboxylic acid, cyclohexane carboxylic acid, cyclohexane Examples thereof include, but are not limited to, dicarboxylic acids.

〔レジスト組成物の物性〕
本発明のポジ型レジスト組成物は、解像力向上の観点から、膜厚30〜250nmで使用されることが好ましく、より好ましくは、膜厚30〜200nmで使用されることが好ましい。ポジ型レジスト組成物中の固形分濃度を適切な範囲に設定して適度な粘度をもたせ、塗布性、製膜性を向上させることにより、このような膜厚とすることができる。
ポジ型レジスト組成物中の全固形分濃度は、一般的には1〜10質量%、より好ましく
は1〜8質量%、さらに好ましくは1.0〜7.0質量%である。
[Physical properties of resist composition]
The positive resist composition of the present invention is preferably used at a film thickness of 30 to 250 nm, more preferably at a film thickness of 30 to 200 nm, from the viewpoint of improving resolution. Such a film thickness can be obtained by setting the solid content concentration in the positive resist composition to an appropriate range to give an appropriate viscosity and improving the coating property and film forming property.
The total solid concentration in the positive resist composition is generally 1 to 10% by mass, more preferably 1 to 8% by mass, and still more preferably 1.0 to 7.0% by mass.

〔パターン形成方法〕
本発明のポジ型レジスト組成物は、上記の成分を所定の有機溶剤、好ましくは前記混合溶剤に溶解し、フィルター濾過した後、次のように所定の支持体上に塗布して用いる。フィルター濾過に用いるフィルターは0.1ミクロン以下、より好ましくは0.05ミクロン以下、更に好ましくは0.03ミクロン以下のポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のものが好ましい。
[Pattern formation method]
The positive resist composition of the present invention is used by dissolving the above components in a predetermined organic solvent, preferably the mixed solvent, filtering the solution, and then applying the solution on a predetermined support as follows. The filter used for filter filtration is preferably made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon of 0.1 microns or less, more preferably 0.05 microns or less, and still more preferably 0.03 microns or less.

例えば、ポジ型レジスト組成物を精密集積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆)上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法により塗布、乾燥し、感光性膜を形成する。
当該感光性膜に、所定のマスクを通して活性光線又は放射線を照射し、好ましくはベーク(加熱)を行い、現像、リンスする。これにより良好なパターンを得ることができる。
For example, a positive resist composition is coated on a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) used in the manufacture of precision integrated circuit elements by a suitable coating method such as a spinner or a coater, and dried to form a photosensitive film. Form.
The photosensitive film is irradiated with actinic rays or radiation through a predetermined mask, preferably baked (heated), developed and rinsed. Thereby, a good pattern can be obtained.

活性光線又は放射線としては、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、X線、電子線等を挙げることができるが、好ましくは250nm以下、より好ましくは220nm以下、さらに好ましくは200nm以下の波長の真空紫外光、具体的には、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、F2エキシマレーザー(157nm)、X線、電子ビーム等であり、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、EUV(13nm)、電子ビームが好ましい。 Examples of the actinic ray or radiation include infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-ray, electron beam, etc., preferably 250 nm or less, more preferably 220 nm or less, and even more preferably 200 nm or less. Vacuum ultraviolet light having a wavelength of, specifically, KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (157 nm), X-ray, electron beam, etc., ArF excimer laser, F 2 excimer Laser, EUV (13 nm) and electron beam are preferred.

感光性膜を形成する前に、基板上に予め反射防止膜を塗設してもよい。
反射防止膜としては、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、アモルファスシリコン等の無機膜型と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型のいずれも用いることができる。また、有機反射防止膜として、ブリューワーサイエンス社製のDUV30シリーズや、DUV−40シリーズ、シプレー社製のAR−2、AR−3、AR−5等の市販の有機反射防止膜を使用することもできる。
Before forming the photosensitive film, an antireflection film may be coated on the substrate in advance.
As the antireflection film, any of an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, and amorphous silicon, and an organic film type made of a light absorber and a polymer material can be used. In addition, as the organic antireflection film, commercially available organic antireflection films such as DUV30 series, DUV-40 series manufactured by Brewer Science, and AR-2, AR-3, AR-5 manufactured by Shipley may be used. it can.

現像工程では、アルカリ現像液を次のように用いる。レジスト組成物のアルカリ現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用することができる。
さらに、上記アルカリ現像液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常0.1〜20質量%である。
アルカリ現像液のpHは、通常10.0〜15.0である。
さらに、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
現像方法としては、例えば、基板上に設けたレジスト膜上に現像液を供給し、レジスト膜上に現像液によるパドルを形成させて基板を静止させるか、基板を低速で回転させる現像方法であってもよいし、基板上に設けたレジスト膜上に現像液を供給し、レジスト膜上に現像液によるパドルを形成させないで基板を高速で回転させる現像方法であってもよい。
リンス液としては、純水を使用し、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
また、現像処理または、リンス処理の後に、パターン上に付着している現像液またはリンス液を超臨界流体により除去する処理を行うことができる。
In the development step, an alkaline developer is used as follows. As an alkaline developer of the resist composition, inorganic hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, Secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide and the like Alkaline aqueous solutions such as quaternary ammonium salts, cyclic amines such as pyrrole and pihelidine can be used.
Furthermore, alcohols and surfactants can be added in appropriate amounts to the alkaline developer.
The alkali concentration of the alkali developer is usually from 0.1 to 20% by mass.
The pH of the alkali developer is usually from 10.0 to 15.0.
Furthermore, alcohols and surfactants can be added in appropriate amounts to the alkaline aqueous solution.
As a developing method, for example, a developing solution is supplied onto a resist film provided on the substrate, and a paddle is formed on the resist film to form a paddle with the developing solution, or the substrate is stationary, or the substrate is rotated at a low speed. Alternatively, a developing method may be used in which a developing solution is supplied onto a resist film provided on the substrate and the substrate is rotated at high speed without forming a paddle of the developing solution on the resist film.
As the rinsing liquid, pure water can be used, and an appropriate amount of a surfactant can be added.
Further, after the development process or the rinsing process, a process of removing the developer or the rinsing liquid adhering to the pattern with a supercritical fluid can be performed.

活性光線又は放射線の照射時にレジスト膜とレンズの間に空気よりも屈折率の高い液体(液浸媒体)を満たして露光(液浸露光)を行ってもよい。これにより解像性を高めることができる。用いる液浸媒体としては空気よりも屈折率の高い液体であればいずれのものでも用いることができるが好ましくは純水である。また、液浸露光を行なう際に液浸媒体と感光性膜が直接触れ合わないようにするために感光性膜の上にさらにオーバーコート層を設けても良い。これにより感光性膜から液浸媒体への組成物の溶出が抑えられ、現像欠陥が低減する。
液浸露光工程前又は後(若しくは両方)で、レジスト膜の表面を、洗浄液で洗浄することができる。洗浄液としては、水系でも有機系でもよいが、水、若しくは、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールの水混和性有機溶媒が望ましい。液浸露光工程の前後の洗浄処理により、レジスト膜の表面のゴミやパーティクルを低減し、欠陥性能を改良することができる。
Exposure (immersion exposure) may be performed by filling a liquid (immersion medium) having a higher refractive index than air between the resist film and the lens during irradiation with actinic rays or radiation. Thereby, resolution can be improved. As the immersion medium to be used, any liquid can be used as long as it has a higher refractive index than air, but pure water is preferred. Further, an overcoat layer may be further provided on the photosensitive film so that the immersion medium and the photosensitive film do not come into direct contact with each other during the immersion exposure. Thereby, the elution of the composition from the photosensitive film to the immersion medium is suppressed, and development defects are reduced.
Before or after the immersion exposure process (or both), the surface of the resist film can be cleaned with a cleaning liquid. The cleaning liquid may be aqueous or organic, but is preferably water or a water-miscible organic solvent such as methanol, ethanol, or isopropyl alcohol. By performing a cleaning process before and after the immersion exposure process, dust and particles on the surface of the resist film can be reduced and defect performance can be improved.

液浸露光する際に使用する液浸液について、以下に説明する。
液浸液は、露光波長に対して透明であり、かつレジスト上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるよう、屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましいが、特に露光光源がArFエキシマレーザー(波長;193nm)である場合には、上述の観点に加えて、入手の容易さ、取り扱いのし易さといった点から水を用いるのが好ましい。
また、さらに屈折率が向上できるという点で屈折率1.5以上の媒体を用いることもできる。この媒体は、水溶液でもよく有機溶剤でもよい。
The immersion liquid used for the immersion exposure will be described below.
The immersion liquid is preferably a liquid that is transparent to the exposure wavelength and has a refractive index temperature coefficient as small as possible so as to minimize distortion of the optical image projected onto the resist. In the case of an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), it is preferable to use water from the viewpoints of availability and ease of handling in addition to the above-described viewpoints.
Further, a medium having a refractive index of 1.5 or more can be used in that the refractive index can be further improved. This medium may be an aqueous solution or an organic solvent.

液浸液として水を用いる場合、水の表面張力を減少させるとともに、界面活性力を増大させるために、ウェハ上のレジスト層を溶解させず、且つレンズ素子の下面の光学コートに対する影響が無視できる添加剤(液体)を僅かな割合で添加しても良い。その添加剤としては水とほぼ等しい屈折率を有する脂肪族系のアルコールが好ましく、具体的にはメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。水とほぼ等しい屈折率を有するアルコールを添加することにより、水中のアルコール成分が蒸発して含有濃度が変化しても、液体全体としての屈折率変化を極めて小さくできるといった利点が得られる。一方で、193nm光に対して不透明な物質や屈折率が水と大きく異なる不純物が混入した場合、レジスト上に投影される光学像の歪みを招くため、使用する水としては、蒸留水が好ましい。更にイオン交換フィルター等を通して濾過を行った純水を用いてもよい。   When water is used as the immersion liquid, the surface tension of the water is decreased and the surface activity is increased, so that the resist layer on the wafer is not dissolved and the influence on the optical coating on the lower surface of the lens element can be ignored. An additive (liquid) may be added in a small proportion. The additive is preferably an aliphatic alcohol having a refractive index substantially equal to that of water, and specifically includes methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and the like. By adding an alcohol having a refractive index substantially equal to that of water, even if the alcohol component in water evaporates and the content concentration changes, an advantage that the change in the refractive index of the entire liquid can be made extremely small can be obtained. On the other hand, when an opaque substance or impurities whose refractive index is significantly different from that of water are mixed with respect to 193 nm light, the optical image projected on the resist is distorted. Therefore, distilled water is preferable as the water to be used. Further, pure water filtered through an ion exchange filter or the like may be used.

水の電気抵抗は、18.3MQcm以上であることが望ましく、TOC(有機物濃度)は20ppb以下であることが望ましく、脱気処理をしていることが望ましい。
また、液浸液の屈折率を高めることにより、リソグラフィー性能を高めることが可能である。このような観点から、屈折率を高めるような添加剤を水に加えたり、水の代わりに重水(D2O)を用いてもよい。
The electrical resistance of water is desirably 18.3 MQcm or more, the TOC (organic substance concentration) is desirably 20 ppb or less, and deaeration treatment is desirably performed.
Moreover, it is possible to improve lithography performance by increasing the refractive index of the immersion liquid. From such a viewpoint, an additive for increasing the refractive index may be added to water, or heavy water (D 2 O) may be used instead of water.

本発明のポジ型レジスト組成物によるレジスト膜と液浸液との間には、レジスト膜を直接、液浸液に接触させないために、液浸液難溶性膜(以下、「トップコート」ともいう)を設けてもよい。トップコートに必要な機能としては、レジスト上層部への塗布適正、放射線、特に193nmに対する透明性、液浸液難溶性である。トップコートは、レジストと混合せず、さらにレジスト上層に均一に塗布できることが好ましい。
トップコートは、193nm透明性という観点からは、芳香族を含有しないポリマーが好ましく、具体的には、炭化水素ポリマー、アクリル酸エステルポリマー、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリビニルエーテル、シリコン含有ポリマー、フッ素含有ポリマ
ーなどが挙げられる。トップコートから液浸液へ不純物が溶出すると光学レンズを汚染するという観点からは、トップコートに含まれるポリマーの残留モノマー成分は少ない方が好ましい。
Since the resist film is not directly brought into contact with the immersion liquid between the resist film of the positive resist composition of the present invention and the immersion liquid, it is also referred to as an “immersion liquid hardly soluble film” (hereinafter referred to as “topcoat”). ) May be provided. The necessary functions for the top coat are suitability for application to the upper layer of the resist, radiation, especially transparency to 193 nm, and poor immersion liquid solubility. It is preferable that the top coat is not mixed with the resist and can be uniformly applied to the resist upper layer.
From the viewpoint of 193 nm transparency, the topcoat is preferably a polymer that does not contain an aromatic, and specifically, a hydrocarbon polymer, an acrylate polymer, a polymethacrylic acid, a polyacrylic acid, a polyvinyl ether, a silicon-containing polymer, And fluorine-containing polymers. From the viewpoint of contaminating the optical lens when impurities are eluted from the top coat into the immersion liquid, it is preferable that the residual monomer component of the polymer contained in the top coat is small.

トップコートを剥離する際は、現像液を使用してもよいし、別途剥離剤を使用してもよい。剥離剤としては、レジストへの浸透が小さい溶剤が好ましい。剥離工程がレジストの現像処理工程と同時にできるという点では、アルカリ現像液により剥離できることが好ましい。アルカリ現像液で剥離するという観点からは、トップコートは酸性が好ましいが、レジストとの非インターミクス性の観点から、中性であってもアルカリ性であってもよい。
トップコートと液浸液との間には屈折率の差がない方が、解像力が向上する。ArFエキシマレーザー(波長:193nm)において、液浸液として水を用いる場合には、ArF液浸露光用トップコートは、液浸液の屈折率に近いことが好ましい。屈折率を液浸液に近くするという観点からは、トップコート中にフッ素原子を有することが好ましい。また、透明性・屈折率の観点から薄膜の方が好ましい。
When peeling the top coat, a developer may be used, or a separate release agent may be used. As the release agent, a solvent having a small penetration into the resist is preferable. It is preferable that the peeling process can be performed with an alkali developer in that the peeling process can be performed simultaneously with the resist development process. From the viewpoint of peeling with an alkaline developer, the topcoat is preferably acidic, but may be neutral or alkaline from the viewpoint of non-intermixability with the resist.
The resolution is improved when there is no difference in refractive index between the top coat and the immersion liquid. In the case of using water as the immersion liquid in an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), the top coat for ArF immersion exposure is preferably close to the refractive index of the immersion liquid. From the viewpoint of making the refractive index close to the immersion liquid, it is preferable to have fluorine atoms in the topcoat. A thin film is more preferable from the viewpoint of transparency and refractive index.

トップコートがレジストと混合せず、さらに液浸液とも混合しないことが好ましい。この観点から、液浸液が水の場合には、トップコート溶剤はレジスト溶媒難溶かつ非水溶性の媒体であることが好ましい。さらに、液浸液が有機溶剤である場合には、トップコートは水溶性であっても非水溶性であってもよい。   It is preferred that the top coat is not mixed with the resist and further not mixed with the immersion liquid. From this viewpoint, when the immersion liquid is water, the topcoat solvent is preferably a resist solvent hardly soluble and water-insoluble medium. Furthermore, when the immersion liquid is an organic solvent, the topcoat may be water-soluble or water-insoluble.

本発明のレジスト組成物は、レジスト膜とした際に水のレジスト膜に対する後退接触角が65°以上であることが好ましい。特に、65〜80°であることが好ましい。また、樹脂(C)のみからなる樹脂膜に対する水の後退接触角は、70〜110°であることが好ましい。ここで、後退接触角は常温常圧下におけるものである。後退接触角は、液滴の界面がレジスト膜の表面から後退するときの接触角である。   When the resist composition of the present invention is used as a resist film, the receding contact angle of water with respect to the resist film is preferably 65 ° or more. In particular, it is preferably 65 to 80 °. Moreover, it is preferable that the receding contact angle of water with respect to the resin film which consists only of resin (C) is 70-110 degrees. Here, the receding contact angle is at normal temperature and pressure. The receding contact angle is a contact angle when the droplet interface recedes from the surface of the resist film.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明の内容がこれにより限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, the content of this invention is not limited by this.

実施例1〜74及び比較例1〜3
実施例および比較例で用いた樹脂(A)の構造、組成(モル比、各繰り返し単位と左から順に対応)、重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を以下に示す。
Examples 1 to 74 and Comparative Examples 1 to 3
The structure, composition (molar ratio, corresponding to each repeating unit in order from the left), weight average molecular weight (Mw), and dispersity (Mw / Mn) of the resin (A) used in Examples and Comparative Examples are shown below.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

合成例(1)樹脂(C−1)の合成
メタクリル酸(トリメチルシリル)メチル、メタクリル酸を50/50の割合で仕込み、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解し、固形分濃度22%の溶液450gを調製した。この溶液に和光純薬工業(株)製重合開始剤V−601を5mol%を加え、これを窒素雰囲気下、2時間かけて80℃に加熱したプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート50mLに滴下した。滴下終了後、反応液を2時間撹拌し、反応液(C−1)を得た。反応終了後、反応液(C−1)を室温まで冷却し、10倍量のヘキサン/酢酸エチル=90/10の混合溶媒に晶析、析出した白色粉体を濾取し、目的物である樹脂(C−1)を回収した。
13CNMR及び酸価滴定から求めたポリマー組成比は50/50であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は13200、分散度は2.2であった。
Synthesis Example (1) Synthesis of Resin (C-1) Methyl methacrylate (trimethylsilyl) methyl and methacrylic acid were charged at a ratio of 50/50 and dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate to prepare 450 g of a solution having a solid content concentration of 22%. did. To this solution, 5 mol% of a polymerization initiator V-601 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added, and this was added dropwise to 50 mL of propylene glycol monomethyl ether acetate heated to 80 ° C. over 2 hours in a nitrogen atmosphere. After completion of dropping, the reaction solution was stirred for 2 hours to obtain a reaction solution (C-1). After completion of the reaction, the reaction solution (C-1) is cooled to room temperature, crystallized in a mixed solvent of 10 times the amount of hexane / ethyl acetate = 90/10, and the precipitated white powder is collected by filtration to obtain the desired product. Resin (C-1) was recovered.
The polymer composition ratio determined from 13 CNMR and acid value titration was 50/50. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 13200, and dispersion degree was 2.2.

合成例(2)樹脂(C−2)の合成
合成例(1)と同様の方法を用いて、仕込み組成30/70にて、樹脂(C−2)を合成した。晶析には溶媒としてメタノールを使用した。13CNMR及び酸価滴定から求めたポリマー組成比は32/68であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は13000、分散度は2.1であった。
Synthesis Example (2) Synthesis of Resin (C-2) Using the same method as in Synthesis Example (1), Resin (C-2) was synthesized with a charge composition of 30/70. Methanol was used as a solvent for crystallization. The polymer composition ratio determined from 13 CNMR and acid value titration was 32/68. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 13000, and dispersion degree was 2.1.

合成例(3)樹脂(C−3)の合成
アリルトリメチルシラン、無水マレイン酸、メタクリル酸t−ブチルを40/40/20の割合で仕込み、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解し、固形分濃度50%の溶液450gを調製した。この溶液に和光純薬工業(株)製重合開始剤V−65を4mol%を加え、これを窒素雰囲気下、5時間撹拌し、反応液(C−3)を得た
。反応終了後、反応液(C−3)を室温まで冷却し、5倍量のメタノールの混合溶媒に晶析、析出した白色粉体を濾取し、目的物である樹脂(C−3)を回収した。
13CNMRから求めたポリマー組成比は35/35/30であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は8500、分散度は1.8であった。
Synthesis Example (3) Synthesis of Resin (C-3) Allyltrimethylsilane, maleic anhydride, and t-butyl methacrylate were charged at a ratio of 40/40/20, dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate, and a solid content concentration of 50 450 g of a% solution was prepared. To this solution, 4 mol% of a polymerization initiator V-65 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added and stirred for 5 hours in a nitrogen atmosphere to obtain a reaction solution (C-3). After completion of the reaction, the reaction solution (C-3) is cooled to room temperature, crystallized in a mixed solvent of 5 times amount of methanol, and the precipitated white powder is collected by filtration to obtain the target resin (C-3). It was collected.
The polymer composition ratio determined from 13 CNMR was 35/35/30. Moreover, the weight average molecular weight of standard polystyrene conversion calculated | required by GPC measurement was 8500, and dispersion degree was 1.8.

合成例(4)樹脂(C−4)の合成
アリルトリメチルシラン、N−エチルマレイミド、メタクリル酸を35/35/30の割合で仕込み、テトラヒドロフランに溶解し、固形分濃度80%の溶液300gを調製した。この溶液に和光純薬工業(株)製重合開始剤V−65を5mol%を加え、これを窒素雰囲気下、4時間かけて65℃に加熱したテトラヒドロフラン30mLに滴下した。滴下終了後、反応液を2時間撹拌し、反応液(C−4)を得た。反応終了後、反応液(C−4)を室温まで冷却し、5倍量のヘキサン/酢酸エチル=90/10の混合溶媒に晶析、析出した白色粉体を濾取し、目的物である樹脂(C−4)を回収した。
13C-NMR及び酸価滴定から求めたポリマー組成比は32/32/36であった。ま
た、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は10000、分散度は2.1であった。
Synthesis Example (4) Synthesis of Resin (C-4) Allyltrimethylsilane, N-ethylmaleimide and methacrylic acid were charged at a ratio of 35/35/30 and dissolved in tetrahydrofuran to prepare 300 g of a solution having a solid content of 80%. did. To this solution, 5 mol% of a polymerization initiator V-65 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added, and this was added dropwise to 30 mL of tetrahydrofuran heated to 65 ° C. over 4 hours in a nitrogen atmosphere. The reaction liquid was stirred for 2 hours after completion | finish of dripping, and the reaction liquid (C-4) was obtained. After completion of the reaction, the reaction solution (C-4) is cooled to room temperature, crystallized in a mixed solvent of 5 times amount of hexane / ethyl acetate = 90/10, and the precipitated white powder is collected by filtration to obtain the desired product. Resin (C-4) was recovered.
The polymer composition ratio determined from 13 C-NMR and acid value titration was 32/32/36. Moreover, the weight average molecular weight of standard polystyrene conversion calculated | required by GPC measurement was 10000, and dispersion degree was 2.1.

合成例(5)樹脂(C−5)の合成
メタクロキシプロピルヘプタエチル−T8−シルセスキオキサン、メタクリル酸を40/60の割合で仕込み、テトラヒドロフランに溶解し、固形分濃度50%の溶液450gを調製した。この溶液に和光純薬工業(株)製重合開始剤V−65を4mol%を加え、これを窒素雰囲気下、5時間撹拌し、反応液(C−5)を得た。反応終了後、反応液(C−5)を室温まで冷却し、10量のメタノールの混合溶媒に晶析、析出した白色粉体を濾取し、目的物である樹脂(C−5)を回収した。
13CNMRから求めたポリマー組成比は35/65であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は8500、分散度は1.8であった。
Synthesis Example (5) Synthesis of Resin (C-5) Methacryloxypropylheptaethyl-T8-silsesquioxane and methacrylic acid were charged at a ratio of 40/60, dissolved in tetrahydrofuran, and 450 g of a solution having a solid content of 50%. Was prepared. To this solution, 4 mol% of a polymerization initiator V-65 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added and stirred for 5 hours in a nitrogen atmosphere to obtain a reaction liquid (C-5). After completion of the reaction, the reaction solution (C-5) is cooled to room temperature, crystallized in a mixed solvent of 10 amounts of methanol, and the precipitated white powder is collected by filtration to recover the target resin (C-5). did.
The polymer composition ratio determined from 13 CNMR was 35/65. Moreover, the weight average molecular weight of standard polystyrene conversion calculated | required by GPC measurement was 8500, and dispersion degree was 1.8.

更に当合成例と同様の方法にて、樹脂(C−6)〜(C−12)を得ることができた。(C−6)〜(C−12)のGPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)、組成比(モル比、各繰り返し単位と左から順に対応)、分散度(Mw/Mn)を下記表4に纏めて記す。   Furthermore, Resins (C-6) to (C-12) could be obtained by the same method as in this synthesis example. Weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement of (C-6) to (C-12), composition ratio (molar ratio, corresponding to each repeating unit in order from the left), dispersity (Mw / Mn ) Are summarized in Table 4 below.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

<レジスト調製>
下記表7〜10に示す成分を溶剤に溶解させ、それぞれについて固形分濃度7質量%の溶液を調製し、これを0.1μmのポリエチレンフィルターで濾過してポジ型レジスト溶液を調製した。調製したポジ型レジスト組成物を下記の方法で評価し、結果を下記表7〜10に示した。尚、表7〜10における各成分について、複数使用した場合の比は質量比である。
<Resist preparation>
The components shown in Tables 7 to 10 below were dissolved in a solvent, and a solution with a solid content concentration of 7% by mass was prepared for each, and this was filtered through a 0.1 μm polyethylene filter to prepare a positive resist solution. The prepared positive resist composition was evaluated by the following method, and the results are shown in Tables 7 to 10 below. In addition, about each component in Tables 7-10, ratio when using two or more is a mass ratio.

〔画像性能試験〕
(露光条件(1))
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物を塗布し、120℃で、60秒間ベークを行い、250nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザースキャナー(ASML社製PAS5500/1100、NA0.75、σo/σi=0.85/0.55)を用いてパターン露光した。その後120℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間現像し、純水でリンスした後、スピン乾燥してレジストパターンを得た。
[Image performance test]
(Exposure condition (1))
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition prepared thereon was applied, and baked at 120 ° C. for 60 seconds to form a 250 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (PAS5500 / 1100, manufactured by ASML, NA0.75, σo / σi = 0.85 / 0.55). Thereafter, heating was performed at 120 ° C. for 60 seconds, followed by development with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38 mass%) for 30 seconds, rinsing with pure water, and spin drying to obtain a resist pattern.

(露光条件(2))
本条件は、純水を用いた液浸露光法によりレジストパターンを形成するものである。
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物を塗布し、120℃で、60秒間ベークを行い、250nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザー液浸スキャナー(NA0.75)を用い、パターン露光した。液浸液としては比抵抗率18.0MΩ以上の超純水を使用した。その後120℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間現像し、純水でリンスした後、スピン乾燥してレジストパターンを得た。
尚、実施例61〜74については、下記表6の条件で同様の処理を行い、レジストパターンを得た。
(Exposure condition (2))
This condition is to form a resist pattern by an immersion exposure method using pure water.
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The positive resist composition prepared thereon was applied, and baked at 120 ° C. for 60 seconds to form a 250 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser immersion scanner (NA 0.75). As the immersion liquid, ultrapure water having a specific resistivity of 18.0 MΩ or more was used. Thereafter, heating was performed at 120 ° C. for 60 seconds, followed by development with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38 mass%) for 30 seconds, rinsing with pure water, and spin drying to obtain a resist pattern.
In addition, about Examples 61-74, the same process was performed on the conditions of following Table 6, and the resist pattern was obtained.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

〔プロファイル〕
得られたパターンのプロファイルを、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9260)にて観察して、評価した。
[Profile]
The profile of the obtained pattern was observed and evaluated with a scanning electron microscope (S-9260, manufactured by Hitachi, Ltd.).

〔ラインエッジラフネス〕
ラインパターンの長手方向のエッジ5μmの範囲について、エッジがあるべき基準線からの距離を測長SEM((株)日立製作所製S−8840)により50ポイント測定し、
標準偏差を求め、3σを算出した。値が小さいほど良好な性能であることを示す。
[Line edge roughness]
For the range of 5 μm edge in the longitudinal direction of the line pattern, measure the distance from the reference line where the edge should be by 50 points with the measuring SEM (S-8840 manufactured by Hitachi, Ltd.),
The standard deviation was calculated and 3σ was calculated. A smaller value indicates better performance.

〔水追随性〕
シリコンウエハー上に調製したポジ型レジスト組成物を塗布し、115℃で、60秒間ベークを行い、200nmのレジスト膜を形成した。次に、図2に示すように、得られたポジ型レジスト組成物塗布済ウェハー12の中心部に蒸留水15mlをピペットで垂らした。その蒸留水パドル上へ凧糸13付きの10cm角石英板14を乗せてウェハー12と石英板14のすき間全面を蒸留水15で満たす状態にした。
次に、ウェハー12を固定した状態で石英板14に付いた凧糸13を速度30cm/秒
で回転するモーター16の回転部に巻きつけ、0.5秒間モーター16のスイッチを入れて石英板14を移動させた。石英板14の移動後、石英板14の下に残った蒸留水の量を次のような基準で判断し、水追従性の指標とした。
図3中、(a)〜(d)は、石英板移動後、石英板を上から観察した様々なパターンを模式的に示したものであり、斜線部17は石英板の下に残った蒸留水の領域を、空白部18は石英板の移動に蒸留水が追従できず空気が入ってしまった領域である。
(a)に示すように、石英板移動後も石英板の全面に蒸留水が残っているものを○、(b)に示すように空気の入る面積が石英板の面積に対して1割程度に留まるものを△、(c)、(d)に示すように空気の入る面積が石英板の面積に対して2割以上のものを×とした。
[Water followability]
The prepared positive resist composition was applied on a silicon wafer and baked at 115 ° C. for 60 seconds to form a 200 nm resist film. Next, as shown in FIG. 2, 15 ml of distilled water was dropped on the center of the obtained wafer 12 coated with the positive resist composition with a pipette. A 10 cm square quartz plate 14 with a string 13 was placed on the distilled water paddle so that the entire gap between the wafer 12 and the quartz plate 14 was filled with distilled water 15.
Next, with the wafer 12 fixed, the string 13 attached to the quartz plate 14 is wound around the rotating portion of the motor 16 that rotates at a speed of 30 cm / second, and the motor 16 is switched on for 0.5 seconds to switch the quartz plate 14. Moved. After the movement of the quartz plate 14, the amount of distilled water remaining under the quartz plate 14 was judged according to the following criteria, and used as an index of water followability.
In FIG. 3, (a) to (d) schematically show various patterns obtained by observing the quartz plate from above after the quartz plate is moved, and the hatched portion 17 indicates the distillation remaining under the quartz plate. In the water region, the blank portion 18 is a region where distilled water cannot follow the movement of the quartz plate and air has entered.
As shown in (a), the case where distilled water remains on the entire surface of the quartz plate after moving the quartz plate is as follows: ○, as shown in (b), the area where air enters is about 10% of the area of the quartz plate As shown in Δ, (c), (d), the area where air enters is 20% or more with respect to the area of the quartz plate.

〔後退接触角の測定〕
シリコンウエハー上に調製したポジ型レジスト組成物をスピン塗布した後、ホットプレートにてベークを行い、200nmのレジスト膜を形成した。動的接触角計(協和界面科学社製)の拡張縮小法により、水滴の後退接触角を測定した。初期液滴サイズ35μLを6μL/秒の速度にて5秒間吸引し、吸引中の動的接触角が安定した値を後退接触角とした。
これらの評価結果を表7〜10に示す。
[Measurement of receding contact angle]
A positive resist composition prepared on a silicon wafer was spin-coated and then baked on a hot plate to form a 200 nm resist film. The receding contact angle of water droplets was measured by the expansion / contraction method of a dynamic contact angle meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). An initial droplet size of 35 μL was sucked at a rate of 6 μL / sec for 5 seconds, and a value with a stable dynamic contact angle during suction was defined as a receding contact angle.
These evaluation results are shown in Tables 7-10.

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

Figure 2007304545
Figure 2007304545

表7〜10における記号は次の通りである。
酸発生剤は先に例示したものに対応する。
The symbols in Tables 7 to 10 are as follows.
The acid generator corresponds to that exemplified above.

N−1:N,N−ジブチルアニリン
N−2:N,N−ジヘキシルアニリン
N−3:2,6−ジイソプロピルアニリン
N−4:トリ−n−オクチルアミン
N−5:N,N−ジヒドロキシエチルアニリン
N−6:2,4,5−トリフェニルイミダゾール
N−7:トリエタノールアミン
N−8:テトラブチルアンモニウムヒドロキシド
N−9:フェニルベンズイミダゾール
N-1: N, N-dibutylaniline N-2: N, N-dihexylaniline N-3: 2,6-diisopropylaniline N-4: tri-n-octylamine N-5: N, N-dihydroxyethyl Aniline N-6: 2,4,5-triphenylimidazole N-7: Triethanolamine N-8: Tetrabutylammonium hydroxide N-9: Phenylbenzimidazole

W−1:メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製)
(フッ素系)
W−2:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)
(フッ素及びシリコン系)
W−3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)
(シリコン系)
W−4:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)
W−5:PF656(OMNOVA社製、フッ素系)
W−6:PF6320(OMNOVA社製、フッ素系)
W−7:PF6520(OMNOVA社製、フッ素系)
W-1: Megafuck F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.)
(Fluorine)
W-2: Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.)
(Fluorine and silicon)
W-3: Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
(Silicon)
W-4: Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.)
W-5: PF656 (manufactured by OMNOVA, fluorine-based)
W-6: PF6320 (manufactured by OMNOVA, fluorine-based)
W-7: PF6520 (manufactured by OMNOVA, fluorine-based)

SL−1:シクロヘキサノン
SL−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
SL−3:乳酸エチル
SL−4:プロピレングリコールモノメチルエーテル
SL−5:γ−ブチロラクトン
SL−6:プロピレンカーボネート
SL-1: Cyclohexanone SL-2: Propylene glycol monomethyl ether acetate SL-3: Ethyl lactate SL-4: Propylene glycol monomethyl ether SL-5: γ-butyrolactone SL-6: Propylene carbonate

これらの結果より、本発明のレジスト組成物はラインエッジラフネスに優れ、水追随性の諸性能が優れていることがわかる。   From these results, it can be seen that the resist composition of the present invention is excellent in line edge roughness and excellent in water followability.

後退接触角の概略図である。It is the schematic of receding contact angle. 石英板への水追随性を評価している状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the state which is evaluating the water followability to a quartz plate. 石英板への水追随性を示す概略図である。It is the schematic which shows the water followability to a quartz plate.

符号の説明Explanation of symbols

12 レジスト塗布ウエハー
13 凧糸
14 石英板
15 蒸留水
16 モーター
17 石英板の下に蒸留水が残った領域
18 石英板の下に空気が入った領域
12 resist-coated wafer 13 string 14 quartz plate 15 distilled water 16 motor 17 area where distilled water remains under the quartz plate 18 area where air enters under the quartz plate

Claims (12)

(A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する珪素原子を有さない樹脂、
(B)活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物、
(C)下記(X)〜(Z)の群から選ばれる基を少なくとも1つ有する珪素原子含有樹脂、並びに、
(X)アルカリ可溶性基、
(Y)アルカリ現像液の作用により分解し樹脂(C)のアルカリ現像液に対する溶解度
を増大させる基及び
(Z)酸の作用により分解し樹脂(C)のアルカリ現像液に対する溶解度を増大させる基、
(D)溶剤
を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。
(A) a resin having no silicon atom whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid;
(B) a compound that generates an acid upon irradiation with an actinic ray or radiation,
(C) a silicon atom-containing resin having at least one group selected from the following groups (X) to (Z), and
(X) an alkali-soluble group,
(Y) a group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility of the resin (C) in the alkali developer; and (Z) a group that decomposes by the action of an acid and increases the solubility of the resin (C) in the alkali developer;
(D) A positive resist composition containing a solvent.
樹脂(A)が単環または多環の脂環炭化水素構造を有していることを特徴とする上記請求項1に記載のポジ型レジスト組成物。   2. The positive resist composition according to claim 1, wherein the resin (A) has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure. 珪素原子含有樹脂(C)が、アルカリ可溶性および/または酸の作用によりアルカリ現
像液に対する溶解度が増大する珪素原子含有樹脂であることを特徴とする上記請求項1または2に記載のポジ型レジスト組成物。
3. The positive resist composition according to claim 1, wherein the silicon atom-containing resin (C) is a silicon atom-containing resin that is soluble in alkali and / or has increased solubility in an alkali developer by the action of an acid. object.
珪素原子含有樹脂(C)が、アルカリ可溶性で、かつ、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大しない樹脂であることを特徴とする上記請求項1〜3のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   4. The positive resist according to claim 1, wherein the silicon atom-containing resin (C) is a resin that is alkali-soluble and does not increase the solubility in an alkali developer due to the action of an acid. Composition. 珪素原子含有樹脂(C)が、ラクトン基を有する繰り返し単位を少なくとも1種類有することを特徴とする上記請求項1〜3のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the silicon atom-containing resin (C) has at least one repeating unit having a lactone group. 珪素原子含有樹脂(C)が、アルカリ不溶性で、かつ、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂であることを特徴とする上記請求項1〜3のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   4. The positive resist according to claim 1, wherein the silicon atom-containing resin (C) is a resin that is insoluble in alkali and has increased solubility in an alkali developer by the action of an acid. Composition. 波長が200nm以下の真空紫外光で露光されることを特徴とする上記請求項1〜6のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 1, wherein the positive resist composition is exposed to vacuum ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less. 珪素原子含有樹脂(C)の重量平均分子量が1,000〜100,000であることを特徴とする上記請求項1〜7のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   8. The positive resist composition according to claim 1, wherein the silicon atom-containing resin (C) has a weight average molecular weight of 1,000 to 100,000. 珪素原子含有樹脂(C)が、さらにフッ素原子を有することを特徴とする上記請求項1〜8のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 1, wherein the silicon atom-containing resin (C) further has a fluorine atom. 珪素原子含有樹脂(C)の添加量が組成物中の全固形分量に対して0.1〜5質量%であることを特徴とする上記請求項1〜9のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   10. The positive resist according to claim 1, wherein the addition amount of the silicon atom-containing resin (C) is 0.1 to 5% by mass with respect to the total solid content in the composition. Composition. 樹脂(A)が水酸基またはシアノ基で置換された脂環炭化水素基を有する繰り返し単位を含有することを特徴とする上記請求項1〜10のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 1, wherein the resin (A) contains a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon group substituted with a hydroxyl group or a cyano group. 上記請求項1〜11のいずれかに記載のレジスト組成物によりレジスト膜を形成し、当
該レジスト膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。
A pattern forming method comprising: forming a resist film from the resist composition according to any one of claims 1 to 11; and exposing and developing the resist film.
JP2006247832A 2005-09-13 2006-09-13 Positive resist composition and pattern forming method using the same Active JP4861781B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006247832A JP4861781B2 (en) 2005-09-13 2006-09-13 Positive resist composition and pattern forming method using the same

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005265750 2005-09-13
JP2005265750 2005-09-13
JP2005356959 2005-12-09
JP2005356959 2005-12-09
JP2006107726 2006-04-10
JP2006107726 2006-04-10
JP2006247832A JP4861781B2 (en) 2005-09-13 2006-09-13 Positive resist composition and pattern forming method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007304545A true JP2007304545A (en) 2007-11-22
JP4861781B2 JP4861781B2 (en) 2012-01-25

Family

ID=38838491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006247832A Active JP4861781B2 (en) 2005-09-13 2006-09-13 Positive resist composition and pattern forming method using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4861781B2 (en)

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008077052A (en) * 2006-09-22 2008-04-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd Photoresist capable of phase conversion of surface
JP2008268932A (en) * 2007-03-28 2008-11-06 Fujifilm Corp Positive resist composition and pattern forming method
JP2009244425A (en) * 2008-03-28 2009-10-22 Fujifilm Corp Method of manufacturing positive resist composition, positive resist composition and pattern formation method
JP2010044358A (en) * 2008-07-14 2010-02-25 Fujifilm Corp Actinic-ray- or radiation-sensitive resin composition and method of forming pattern using the composition
JP2010152343A (en) * 2008-11-19 2010-07-08 Rohm & Haas Electronic Materials Llc Compositions and processes for photolithography
JP2010237627A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Fujifilm Corp Active light or radiation sensitive resin composition and pattern forming method using the same
JP2010250063A (en) * 2009-04-15 2010-11-04 Fujifilm Corp Active ray sensitive or radiation sensitive resin composition, and method of forming pattern using the composition
JP2010250075A (en) * 2009-04-15 2010-11-04 Fujifilm Corp Active-ray sensitive or radiation-sensitive resin composition, and method for forming pattern using the same
JP2011002805A (en) * 2008-12-12 2011-01-06 Fujifilm Corp Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, and pattern forming method using the same
JP2011053360A (en) * 2009-08-31 2011-03-17 Fujifilm Corp Active light-sensitive or radiation-sensitive resin composition and pattern forming method using the same
JP2011076056A (en) * 2009-03-31 2011-04-14 Fujifilm Corp Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition and pattern forming method using the same
US7927779B2 (en) 2005-06-30 2011-04-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Companym, Ltd. Water mark defect prevention for immersion lithography
US7993808B2 (en) 2005-09-30 2011-08-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. TARC material for immersion watermark reduction
WO2011108665A1 (en) * 2010-03-04 2011-09-09 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition and resist pattern formation method
WO2011108696A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-09 国立大学法人名古屋大学 Method for producing α-acyloxycarbonyl compound and novel α-acyloxycarbonyl compound
EP2434343A1 (en) 2010-09-28 2012-03-28 Fujifilm Corporation Resist composition, resist film therefrom and method of forming pattern therewith
JP2012113303A (en) * 2010-11-15 2012-06-14 Rohm & Haas Electronic Materials Llc Compositions comprising sugar component, and processes for photolithography
US8383322B2 (en) 2005-08-05 2013-02-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Immersion lithography watermark reduction
JP2013057923A (en) * 2011-02-28 2013-03-28 Fujifilm Corp Pattern forming method, actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, and resist film
US8771916B2 (en) 2008-12-12 2014-07-08 Fujifilm Corporation Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition and pattern forming method using the same
US8795944B2 (en) 2008-12-12 2014-08-05 Fujifilm Corporation Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition and pattern forming method using the composition
JP2016066095A (en) * 2010-11-15 2016-04-28 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ エルエルシーRohm and Haas Electronic Materials LLC Compositions comprising base-reactive component and processes for photolithography
WO2022009676A1 (en) * 2020-07-06 2022-01-13 昭和電工株式会社 Photosensitive resin composition and cured resin film obtained therefrom
WO2024048463A1 (en) * 2022-08-31 2024-03-07 富士フイルム株式会社 Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, resist film, pattern-forming method, and electronic device-manufacturing method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08202038A (en) * 1995-01-20 1996-08-09 Fuji Photo Film Co Ltd Positive photosensitive composition
JP2000221685A (en) * 1999-01-28 2000-08-11 Fuji Photo Film Co Ltd Positive silicone-containing photosensitive composition
JP2002174903A (en) * 2000-12-07 2002-06-21 Fuji Photo Film Co Ltd Positive photoresist composition
WO2004076535A1 (en) * 2003-02-26 2004-09-10 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Silsesquioxane resin, positive resist composition, layered product including resist, and method of forming resist pattern
JP2005134456A (en) * 2003-10-28 2005-05-26 Jsr Corp Radiation-sensitive resin composition

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08202038A (en) * 1995-01-20 1996-08-09 Fuji Photo Film Co Ltd Positive photosensitive composition
JP2000221685A (en) * 1999-01-28 2000-08-11 Fuji Photo Film Co Ltd Positive silicone-containing photosensitive composition
JP2002174903A (en) * 2000-12-07 2002-06-21 Fuji Photo Film Co Ltd Positive photoresist composition
WO2004076535A1 (en) * 2003-02-26 2004-09-10 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Silsesquioxane resin, positive resist composition, layered product including resist, and method of forming resist pattern
JP2005134456A (en) * 2003-10-28 2005-05-26 Jsr Corp Radiation-sensitive resin composition

Cited By (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7927779B2 (en) 2005-06-30 2011-04-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Companym, Ltd. Water mark defect prevention for immersion lithography
US8383322B2 (en) 2005-08-05 2013-02-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Immersion lithography watermark reduction
US8895234B2 (en) 2005-08-05 2014-11-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Immersion lithography watermark reduction
US8597870B2 (en) 2005-09-30 2013-12-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. TARC material for immersion watermark reduction
US8202680B2 (en) 2005-09-30 2012-06-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. TARC material for immersion watermark reduction
US8802354B2 (en) 2005-09-30 2014-08-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Water mark defect prevention for immersion lithography
US7993808B2 (en) 2005-09-30 2011-08-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. TARC material for immersion watermark reduction
US8415091B2 (en) 2005-09-30 2013-04-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Water mark defect prevention for immersion lithography
US8518628B2 (en) 2006-09-22 2013-08-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Surface switchable photoresist
JP2008077052A (en) * 2006-09-22 2008-04-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd Photoresist capable of phase conversion of surface
US8715919B2 (en) 2006-09-22 2014-05-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Surface switchable photoresist
JP2008268932A (en) * 2007-03-28 2008-11-06 Fujifilm Corp Positive resist composition and pattern forming method
JP2009244425A (en) * 2008-03-28 2009-10-22 Fujifilm Corp Method of manufacturing positive resist composition, positive resist composition and pattern formation method
US8900789B2 (en) 2008-07-14 2014-12-02 Fujifilm Corporation Actinic-ray- or radiation-sensitive resin composition and method of forming pattern using the composition
JP2010044358A (en) * 2008-07-14 2010-02-25 Fujifilm Corp Actinic-ray- or radiation-sensitive resin composition and method of forming pattern using the composition
JP2015163981A (en) * 2008-11-19 2015-09-10 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ エルエルシーRohm and Haas Electronic Materials LLC Composition and process for photolithography
JP2010152343A (en) * 2008-11-19 2010-07-08 Rohm & Haas Electronic Materials Llc Compositions and processes for photolithography
EP2356517B1 (en) * 2008-12-12 2017-01-25 FUJIFILM Corporation Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition and pattern forming method using the same
US8771916B2 (en) 2008-12-12 2014-07-08 Fujifilm Corporation Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition and pattern forming method using the same
US8795944B2 (en) 2008-12-12 2014-08-05 Fujifilm Corporation Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition and pattern forming method using the composition
JP2011002805A (en) * 2008-12-12 2011-01-06 Fujifilm Corp Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, and pattern forming method using the same
JP2011076056A (en) * 2009-03-31 2011-04-14 Fujifilm Corp Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition and pattern forming method using the same
JP2010237627A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Fujifilm Corp Active light or radiation sensitive resin composition and pattern forming method using the same
JP2010250063A (en) * 2009-04-15 2010-11-04 Fujifilm Corp Active ray sensitive or radiation sensitive resin composition, and method of forming pattern using the composition
JP2010250075A (en) * 2009-04-15 2010-11-04 Fujifilm Corp Active-ray sensitive or radiation-sensitive resin composition, and method for forming pattern using the same
JP2011053360A (en) * 2009-08-31 2011-03-17 Fujifilm Corp Active light-sensitive or radiation-sensitive resin composition and pattern forming method using the same
WO2011108665A1 (en) * 2010-03-04 2011-09-09 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition and resist pattern formation method
JPWO2011108665A1 (en) * 2010-03-04 2013-06-27 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition and resist pattern forming method
JP5770160B2 (en) * 2010-03-05 2015-08-26 国立大学法人名古屋大学 Process for producing α-acyloxycarbonyl compound and novel α-acyloxycarbonyl compound
WO2011108696A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-09 国立大学法人名古屋大学 Method for producing α-acyloxycarbonyl compound and novel α-acyloxycarbonyl compound
US8680322B2 (en) 2010-03-05 2014-03-25 National University Corporation Nagoya University Method for producing alpha-acyloxycarbonyl compound and novel alpha-acyloxycarbonyl compound
CN103864608A (en) * 2010-03-05 2014-06-18 国立大学法人名古屋大学 Method for producing alpha-acyloxycarbonyl compound and novel alpha-acyloxycarbonyl compound
EP2434343A1 (en) 2010-09-28 2012-03-28 Fujifilm Corporation Resist composition, resist film therefrom and method of forming pattern therewith
JP2012093733A (en) * 2010-09-28 2012-05-17 Fujifilm Corp Resist composition, resist film using the same and patterning method
JP2012113303A (en) * 2010-11-15 2012-06-14 Rohm & Haas Electronic Materials Llc Compositions comprising sugar component, and processes for photolithography
JP2016066095A (en) * 2010-11-15 2016-04-28 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ エルエルシーRohm and Haas Electronic Materials LLC Compositions comprising base-reactive component and processes for photolithography
TWI561928B (en) * 2011-02-28 2016-12-11 Fujifilm Corp Pattern forming method, actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition and resist film
JP2013057923A (en) * 2011-02-28 2013-03-28 Fujifilm Corp Pattern forming method, actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, and resist film
WO2022009676A1 (en) * 2020-07-06 2022-01-13 昭和電工株式会社 Photosensitive resin composition and cured resin film obtained therefrom
WO2024048463A1 (en) * 2022-08-31 2024-03-07 富士フイルム株式会社 Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, resist film, pattern-forming method, and electronic device-manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP4861781B2 (en) 2012-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4861781B2 (en) Positive resist composition and pattern forming method using the same
JP4691442B2 (en) Positive resist composition and pattern forming method using the same
JP5114021B2 (en) Pattern formation method
KR101342936B1 (en) Positive resist composition and pattern-forming method using the same
JP5656819B2 (en) Positive photosensitive composition and pattern forming method using the same
JP5140329B2 (en) Resist composition and pattern forming method using the resist composition
JP4871715B2 (en) Positive resist composition, resin used for positive resist composition, compound used for synthesis of resin, and pattern forming method using positive resist composition
JP4866688B2 (en) Positive resist composition, resin used for positive resist composition, compound used for synthesis of resin, and pattern forming method using positive resist composition
JP4991326B2 (en) Positive photosensitive composition and pattern forming method using the same
JP5114022B2 (en) Pattern formation method
JP5002349B2 (en) Resist composition and pattern forming method using resist composition
JP4871718B2 (en) Positive resist composition and pattern forming method using the same
JP2009009047A (en) Pattern forming method
JP5075976B2 (en) Positive resist composition and pattern forming method using the same
JP4961312B2 (en) Resist composition and pattern forming method using the same
JP5314944B2 (en) Resist composition for immersion exposure and pattern forming method using the same
JP2007193013A (en) Positive resist composition and pattern forming method using the same
JP2006301435A (en) Positive resist composition for liquid immersion exposure and method for forming pattern using the same
JP2008083234A (en) Photosensitive composition, resin for use in the photosensitive composition, compound for use in synthesis of the resin and pattern forming method using the photosensitive composition
JP5264389B2 (en) Resist composition and pattern forming method using the same
JP2009075430A (en) Positive resist composition and pattern forming method using positive resist composition
JP4796811B2 (en) Positive resist composition and pattern forming method using the same
JP5075977B2 (en) Positive resist composition and pattern forming method using the same
JP5055453B2 (en) Positive resist composition and pattern forming method using the same
JP4945470B2 (en) Positive photosensitive composition, pattern forming method using the positive photosensitive composition, and compound used for the positive photosensitive composition

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071109

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071116

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071126

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090216

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110215

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110406

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20110720

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111011

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111107

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4861781

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141111

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250