JP2874579B2 - Sulfonium salt and resist material - Google Patents

Sulfonium salt and resist material

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JP2874579B2 JP7019844A JP1984495A JP2874579B2 JP 2874579 B2 JP2874579 B2 JP 2874579B2 JP 7019844 A JP7019844 A JP 7019844A JP 1984495 A JP1984495 A JP 1984495A JP 2874579 B2 JP2874579 B2 JP 2874579B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、遠紫外線、電子線、X
線などの高エネルギー線に対して高い感度を有し、アル
カリ水溶液で現像することによりパターン形成できる、
微細加工技術に適した化学増幅ポジ型レジスト材料の成
分として好適な新規なスルホニウム塩及び該スルホニウ
ム塩を含有する化学増幅ポジ型レジスト材料に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to deep ultraviolet rays,
It has high sensitivity to high energy rays such as lines, and can be patterned by developing with an alkaline aqueous solution.
The present invention relates to a novel sulfonium salt suitable as a component of a chemically amplified positive resist material suitable for fine processing technology, and a chemically amplified positive resist material containing the sulfonium salt.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】LSI
の高集積化と高速度化に伴い、パターンルールの微細化
が求められているなか、現在汎用技術として用いられて
いる光露光では、光源の波長に由来する本質的な解像度
の限界に近づきつつある。g線(436nm)もしくは
i線(365nm)を光源とする光露光では、おおよそ
0.5μmのパターンルールが限界とされており、これ
を用いて製作したLSIの集積度は、16MビットDR
AM相当までとなる。しかし、LSIの試作はすでにこ
の段階まできており、更なる微細化技術の開発が急務と
なっている。
2. Description of the Related Art LSI
With the demand for finer pattern rules in line with the higher integration and higher speed of light sources, light exposure, which is currently used as a general-purpose technology, is approaching the intrinsic resolution limit due to the wavelength of the light source. is there. In light exposure using a g-line (436 nm) or an i-line (365 nm) as a light source, a pattern rule of about 0.5 μm is limited, and the integration degree of an LSI manufactured using this is 16 Mbit DR.
AM equivalent. However, LSI prototypes have already been made at this stage, and there is an urgent need to develop further miniaturization techniques.

【0003】このような背景により、次世代の微細加工
技術として遠紫外線リソグラフィーが有望視されてい
る。この遠紫外線リソグラフィーは、0.3〜0.4μ
mの加工も可能であり、光吸収の低いレジストを用いた
場合、基板に対して垂直に近い側壁を有したパターン形
成が可能である。近年、遠紫外線の光源として高輝度な
KrFエキシマレーザーを利用する技術が注目されてお
り、量産技術として用いられるには、光吸収が低く、高
感度なレジスト材料が要望されている。
[0003] Against this background, far-ultraviolet lithography is expected as a next-generation microfabrication technology. This deep ultraviolet lithography is 0.3-0.4μ
m can be processed, and when a resist having low light absorption is used, a pattern having side walls nearly perpendicular to the substrate can be formed. In recent years, attention has been paid to a technique using a high-brightness KrF excimer laser as a light source of far ultraviolet rays, and a resist material having low light absorption and high sensitivity is required to be used as a mass production technique.

【0004】近年開発された酸を触媒とした化学増幅ポ
ジ型レジスト材料(特公平2−27660号、特開昭6
3−27829号公報等)は、感度、解像性、ドライエ
ッチング耐性が高く、優れた特徴を有した遠紫外線リソ
グラフィーに特に有望なレジスト材料である。
A recently developed acid-catalyzed chemically amplified positive resist material (Japanese Patent Publication No. 2-27660,
JP-A-3-27829) is a resist material that has high sensitivity, high resolution, and high dry etching resistance, and has excellent characteristics and is particularly promising for deep ultraviolet lithography.

【0005】しかしながら、従来の化学増幅ポジ型レジ
ストは、遠紫外線、電子線、X線リソグラフィーを行っ
た際、露光からPEB(Post Exposure
Bake)までの放置時間が長くなると、パターン形成
した際にラインパターンがT−トップ形状になる、即
ち、パターン上部が太くなるという問題〔PED(Po
st Exposure Deley)と呼ぶ〕があ
り、これはレジスト表面の溶解性が低下するためと考え
られ、実用に供する場合の大きな欠点となっている。こ
のため、リソグラフィー工程での寸法制御を難しくし、
ドライエッチングを用いた基板加工に際しても寸法制御
性を損ねるものである〔参考:W.Hinsberg,
et al.,J.Photopolym.Sci,T
echnol.,6(4),535−546(199
3),T.Kumada,et al.,J.Phot
opolym.Sci,Technol.,6(4),
571−574(1993)〕。この問題を解決し、満
足できる化学増幅ポジ型レジストは未だない。
However, when a conventional chemically amplified positive resist is subjected to deep ultraviolet, electron beam, or X-ray lithography, it is exposed to PEB (Post Exposure).
If the standing time until the Bake is long, the line pattern becomes a T-top shape when the pattern is formed, that is, the pattern upper portion becomes thicker [PED (Po
st Exposure Delay), which is considered to be due to a decrease in the solubility of the resist surface, and is a major drawback in practical use. This makes it difficult to control dimensions in the lithography process,
It also impairs dimensional controllability even when processing a substrate using dry etching [Ref: W.M. Hinsberg,
et al. , J. et al. Photopolym. Sci, T
echnol. , 6 (4), 535-546 (199
3). Kumada, et al. , J. et al. Photo
oppolym. Sci, Technol. , 6 (4),
571-574 (1993)]. There has not yet been a chemically amplified positive resist that solves this problem.

【0006】化学増幅ポジ型レジストにおいてPEDの
問題の原因は、空気中の塩基性化合物が大きく関与して
いると考えられている。露光により発生したレジスト表
面の酸は空気中の塩基性化合物と反応・失活し、PEB
までの放置時間が長くなればそれだけ失活する酸の量が
増加するため、酸不安定基の分解が起こりにくくなる。
そのため表面に難溶化層が形成され、パターンがT−ト
ップ形状となってしまうのである。
It is believed that the cause of the PED problem in chemically amplified positive resists is largely due to basic compounds in the air. The acid on the resist surface generated by the exposure reacts and deactivates with the basic compound in the air, resulting in PEB
The longer the standing time until, the longer the amount of deactivated acid increases, so that the decomposition of the acid labile group hardly occurs.
Therefore, a hardly-solubilized layer is formed on the surface, and the pattern has a T-top shape.

【0007】しかしながら、化学増幅ポジ型レジストに
微量の塩基性化合物を添加することにより、解像限界付
近でマスクパターンの光コントラストが低下してもマス
クエッジ部の酸濃度分布を急峻にできるので寸法制御性
を向上させ、更にマスク遮光部に光干渉によって生成し
た酸は塩基性化合物によって完全に中和されるので、レ
ジストスカムの問題が解消されることが知られている
(特開平5−127369号公報)。
However, by adding a small amount of a basic compound to the chemically amplified positive resist, the acid concentration distribution at the mask edge can be sharpened even when the optical contrast of the mask pattern is reduced near the resolution limit. It is known that the controllability is improved, and the acid generated by light interference in the mask light-shielding portion is completely neutralized by the basic compound, thereby solving the problem of resist scum (Japanese Patent Laid-Open No. 5-127369). No.).

【0008】また、塩基性化合物を添加することにより
空気中の塩基性化合物の影響を抑えることができるた
め、PEDにも効果があることが知られているが(特開
平5−232706号、平5−249683号公報)、
ここで用いられる塩基性化合物は、揮発によりレジスト
膜中に取り込まれなかったり、レジスト各成分との相溶
性が悪く、レジスト膜巾での分散が不均一であるために
効果の再現性に問題があり、しかも解像力を落としてし
まうことがわかった。
It is known that the addition of a basic compound can suppress the influence of a basic compound in the air, and thus has an effect also on PED (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-232706; No. 5-249683),
The basic compound used here is not incorporated into the resist film due to volatilization, or has poor compatibility with each component of the resist, and has a problem in reproducibility of the effect because the dispersion is uneven over the width of the resist film. It was found that the resolution was reduced.

【0009】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
T−トップ形状の原因である表面難溶層の問題、即ちP
EDの問題を解決する微細加工技術に適した化学増幅ポ
ジ型レジスト材料の成分として好適な新規スルホニウム
塩及びこのスルホニウム塩を含有する化学増幅ポジ型レ
ジスト材料を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances,
The problem of the surface hardly soluble layer that causes the T-top shape, that is, P
It is an object of the present invention to provide a novel sulfonium salt suitable as a component of a chemically amplified positive resist material suitable for a fine processing technique for solving the problem of ED, and a chemically amplified positive resist material containing the sulfonium salt.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、例えば下
記一般式(3)で表わされるスルホキシド化合物に、ト
リメチルシリルトリフレート及び下記一般式(4)で表
わされるアリールグリニア試薬を反応させることによ
り、下記一般式(1)で表わされる新規な窒素含有芳香
族基を有するスルホニウム塩が得られると共に、このス
ルホニウム塩がT−トップ形状の原因である表面難溶層
の問題、即ちPEDの問題を解決する微細加工技術に適
した化学増幅ポジ型レジスト材料の成分として好適で、
特に遠紫外線リソグラフィーにおいて大いに威力を発揮
し得ることを見い出した。
The present inventors have made intensive studies to achieve the above object, and as a result, for example, have found that a sulfoxide compound represented by the following general formula (3) may be added to trimethylsilyl triflate and the following general formula: By reacting the aryl Grignard reagent represented by (4), a novel sulfonium salt having a nitrogen-containing aromatic group represented by the following general formula (1) can be obtained, and the sulfonium salt is formed into a T-top form. It is suitable as a component of a chemically amplified positive resist material suitable for fine processing technology that solves the problem of the surface hardly soluble layer that is the cause, that is, the problem of PED.
In particular, they have found that they can be very effective in deep ultraviolet lithography.

【0011】[0011]

【化2】 (式中、R,R,Rはフェニル基、tert−ブ
トキシフェニル基又は窒素含有芳香族基から選ばれ、R
,R,Rの少なくとも一つはtert−ブトキシ
フェニル基及び残りの少なくとも一つは窒素含有芳香族
基であるか、又はR,R,Rの全てが窒素含有芳
香族基であり、上記窒素含有芳香族基はアルキル基の炭
素数1〜8のジアルキルアミノフェニル基、ピコリロキ
シフェニル基又はピリジニル基である。)
Embedded image (Wherein R 1 , R 2 , and R 3 are selected from a phenyl group, a tert-butoxyphenyl group, or a nitrogen-containing aromatic group;
At least one of R 1 , R 2 and R 3 is a tert-butoxyphenyl group and at least one is a nitrogen-containing aromatic group, or R 1 , R 2 and R 3 are all a nitrogen-containing aromatic group And the nitrogen-containing aromatic group is a dialkylaminophenyl group having 1 to 8 carbon atoms of an alkyl group, a picolyloxyphenyl group or a pyridinyl group. )

【0012】本発明の上記一般式(1)で表わされるス
ルホニウム塩を含有するレジスト材料は、上記一般式
(1)で表わされるスルホニウム塩の窒素含有置換基の
効果、即ちレジスト表面での空気中の塩基性化合物によ
る酸の失活の影響を非常に小さいものとすることができ
るために表面難溶層の形成を抑え、更に塩基性基である
窒素含有置換基が酸発生剤であるスルホニウム塩に付い
ていることにより、レジスト各成分との相溶性がよく、
レジスト膜中での分散が均一であるため効果の再現性に
問題がない。また、酸不安定基を有する場合は、酸不安
定基の効果によりコントラストを増強することを可能と
するもので、T−トップ形状の原因である表面難溶層の
問題、即ちPEDの問題を解決する微細加工技術に適し
た化学増幅ポジ型レジスト材料の成分として好適な新規
なスルホニウム塩及び該スルホニウム塩を含有する化学
増幅ポジ型レジスト材料を提供できるものである。
The resist material containing a sulfonium salt represented by the above general formula (1) of the present invention can be obtained by the effect of the nitrogen-containing substituent of the sulfonium salt represented by the above general formula (1), that is, in the air on the resist surface. The effect of the deactivation of the acid by the basic compound can be made very small, so that the formation of a hardly soluble surface layer is suppressed, and the nitrogen-containing substituent, which is a basic group, is a sulfonium salt which is an acid generator. , Good compatibility with resist components,
Since the dispersion in the resist film is uniform, there is no problem in reproducibility of the effect. Further, in the case of having an acid labile group, it is possible to enhance the contrast by the effect of the acid labile group, and to solve the problem of the surface hardly soluble layer which causes the T-top shape, that is, the problem of the PED. An object of the present invention is to provide a novel sulfonium salt suitable as a component of a chemically amplified positive resist material suitable for a fine processing technique to be solved, and a chemically amplified positive resist material containing the sulfonium salt.

【0013】従って、本発明は、上記一般式(1)で表
わされるスルホニウム塩、及び、このスルホニウム塩を
含有する化学増幅ポジ型レジスト材料を提供する。
Accordingly, the present invention provides a sulfonium salt represented by the above general formula (1) and a chemically amplified positive resist material containing this sulfonium salt.

【0014】この場合、レジスト材料としては、上記効
果を確実に発揮させる点から、 (A)有機溶剤 (B)アルカリ可溶性樹脂 (C)酸不安定基を有する溶解阻止剤 (D)上記スルホニウム塩 (E)下記一般式(2)で表わされるオニウム塩又はそ
の他の酸発生剤 (R)nMY …(2) (式中、Rは同種又は異種の非置換又は置換芳香族基を
示し、Mはスルホニウム又はヨードニウムを示し、Yは
p−トルエンスルホネート又はトリフルオロメタンスル
ホネートを示す。nは2又は3を示す。)を含有するレ
ジスト材料、及び (A)有機溶剤 (B)アルカリ可溶性樹脂 (C)酸不安定基を有する溶解阻止剤 (D)上記スルホニウム塩 を含有するレジスト材料が有効に用いられる。
In this case, as the resist material, (A) an organic solvent (B) an alkali-soluble resin (C) a dissolution inhibitor having an acid labile group (D) a sulfonium salt (E) Onium salts or other acid generators represented by the following general formula (2) (R) n MY (2) (wherein R represents the same or different unsubstituted or substituted aromatic group; Represents sulfonium or iodonium, Y represents p-toluenesulfonate or trifluoromethanesulfonate, and n represents 2 or 3.), and (A) an organic solvent (B) an alkali-soluble resin (C) A dissolution inhibitor having an acid labile group (D) A resist material containing the above sulfonium salt is effectively used.

【0015】以下、本発明につき更に詳細に説明する
と、本発明の新規なスルホニウム塩は下記一般式(1)
で表わされるスルホニウム塩である。
Now, the present invention will be described in further detail. The novel sulfonium salt of the present invention has the following general formula (1)
Is a sulfonium salt represented by

【0016】[0016]

【化3】 Embedded image

【0017】ここで、上記式(1)中、R,R,R
は非置換又は置換芳香族基であり、R,R,R
の少なくとも一つは酸不安定基を有する置換芳香族基、
更に残りの少なくとも一つは窒素含有芳香族基である
か、又はR,R,Rの全てが窒素含有芳香族基で
ある。非置換芳香族基としては、フェニル基が挙げら
れ、酸不安定基を有する置換芳香族基としては、ter
t−ブトキシフェニル基が挙げられる。また、窒素含有
芳香族基としては、アルキル基の炭素数が1〜8のジア
ルキルアミノフェニル基、ピコリロキシフェニル基、ピ
リジニル基が好適であり、中でもジメチルアミノフェニ
ル基、ジエチルアミノフェニル基、ピコリロキシフェニ
ル基、ピリジニル基がより好ましく用いられる。
Here, in the above formula (1), R 1 , R 2 , R
3 is an unsubstituted or substituted aromatic group, and R 1 , R 2 , R 3
At least one of which is a substituted aromatic group having an acid labile group,
Further, at least one of the remaining is a nitrogen-containing aromatic group, or all of R 1 , R 2 , and R 3 are nitrogen-containing aromatic groups. Examples of the unsubstituted aromatic group include a phenyl group. Examples of the substituted aromatic group having an acid labile group include tertiary group.
and a t-butoxyphenyl group. Further, as the nitrogen-containing aromatic group, a dialkylaminophenyl group having 1 to 8 carbon atoms of an alkyl group, a picolyloxyphenyl group, and a pyridinyl group are preferable. Among them, a dimethylaminophenyl group, a diethylaminophenyl group, a picolyloxyphenyl group are preferable. And a pyridinyl group are more preferably used.

【0018】上記式(1)のスルホニウム塩を具体的に
例示すると、トリフルオロメタンスルホン酸ビス(p−
tert−ブトキシフェニル)(p−ジメチルアミノフ
ェニル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸
(p−tert−ブトキシフェニル)ビス(p−ジメチ
ルアミノフェニル)スルホニウム、トリフルオロメタン
スルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)
(p−ピコリロキシフェニル)スルホニウム、トリフル
オロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニ
ル)ビス(p−ピコリロキシフェニル)スルホニウム、
トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキ
シフェニル)(p−ジメチルアミノフェニル)フェニル
スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−t
ert−ブトキシフェニル)(p−ピコリロキシフェニ
ル)フェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホ
ン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)(ピリジ
ン−4−イル)スルホニウム、トリフルオロメタンスル
ホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)(ピリ
ジン−3−イル)スルホニウム、トリフルオロメタンス
ルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)(ピ
リジン−2−イル)スルホニウム、トリフルオロメタン
スルホン酸トリス(4−ジメチルアミノフェニル)スル
ホニウムなどが挙げられる。
Specific examples of the sulfonium salt of the above formula (1) include bis (p-trifluoromethanesulfonic acid).
tert-butoxyphenyl) (p-dimethylaminophenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) bis (p-dimethylaminophenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid bis (p-tert-butoxyphenyl)
(P-picolyloxyphenyl) sulfonium, (p-tert-butoxyphenyl) bis (p-picolyloxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate,
Trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) (p-dimethylaminophenyl) phenylsulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (pt
tert-butoxyphenyl) (p-picolyloxyphenyl) phenylsulfonium, bis (p-tert-butoxyphenyl) (pyridin-4-yl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, bis (p-tert-butoxyphenyl) trifluoromethanesulfonate (Pyridin-3-yl) sulfonium, bis (p-tert-butoxyphenyl) (pyridin-2-yl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (4-dimethylaminophenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate and the like can be mentioned.

【0019】本発明の式(1)のスルホニウム塩は、下
記一般式(3)で表わされるスルホキシド化合物にトリ
メチルシリルトリフレートを反応させた後、下記一般式
(4)で表わされるTHF(テトラヒドロフラン)等の
有機溶剤中で調整されたアリールグリニア試薬を反応さ
せることにより合成することができる。
The sulfonium salt of the formula (1) of the present invention is prepared by reacting a sulfoxide compound represented by the following general formula (3) with trimethylsilyl triflate, and then adding THF (tetrahydrofuran) represented by the following general formula (4). By reacting the prepared aryl Grignard reagent in an organic solvent.

【0020】[0020]

【化4】 Embedded image

【0021】この場合、上記反応は塩化メチレン、TH
F等の有機溶剤中で行うことが好ましい。式(3)で表
わされるスルホキシド化合物にトリメチルシリルトリフ
レートを反応させる際は、スルホキシド化合物(3)に
対してトリメチルシリルトリフレートを1〜2モルの割
合で滴下し、式(3)で表わされるスルホキシド化合物
のR1もしくはR2が酸不安定基を有している場合は、ト
リエチルアミン、ピリジン等の塩基存在下で行うことが
望ましい。なお、その反応条件は−78〜0℃で10〜
60分とすることが好適である。
In this case, the above reaction is carried out with methylene chloride, TH
It is preferably performed in an organic solvent such as F. When reacting trimethylsilyl triflate with the sulfoxide compound represented by the formula (3), trimethylsilyl triflate is added dropwise at a ratio of 1 to 2 mol to the sulfoxide compound (3), and the sulfoxide compound represented by the formula (3) is added. When R 1 or R 2 has an acid labile group, the reaction is preferably performed in the presence of a base such as triethylamine or pyridine. The reaction conditions are −78 to 0 ° C. and 10 to
Preferably, it is 60 minutes.

【0022】更に、THF等の有機溶剤中で調整された
アリールグリニア試薬(4)を反応させる際は、−78
〜0℃でスルホキシド化合物(3)に対してアリールグ
リニア試薬(4)を1〜3モルの割合で滴下することが
好ましい。なお、その反応の熟成条件は0〜40℃で
0.5〜2時間とすることが好適である。反応終了後は
溶剤層を水洗・濃縮した後、再結晶ないしカラム分取を
行うことで、目的とする式(1)のスルホニウム塩を得
ることができる。
Further, when reacting the prepared aryl Grignard reagent (4) in an organic solvent such as THF, -78
It is preferable that the aryl Grignard reagent (4) is added dropwise to the sulfoxide compound (3) at a temperature of 00 ° C. in a ratio of 1 to 3 mol. The aging condition of the reaction is preferably 0 to 40 ° C. for 0.5 to 2 hours. After completion of the reaction, the desired sulfonium salt of the formula (1) can be obtained by washing and concentrating the solvent layer, followed by recrystallization or column fractionation.

【0023】本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料は上
記一般式(1)で表わされるスルホニウム塩を含有する
もので、2成分系(アルカリ可溶性樹脂/酸発生剤)も
しくは3成分系(アルカリ可溶性樹脂/酸発生剤/溶解
阻止剤)の化学増幅ポジ型レジスト材料の酸発生剤とし
て、あるいはそれらに添加して用いることができる。好
ましくは3成分系の化学増幅ポジ型レジストに添加して
用いることが好適である。このレジスト材料は、(A)
有機溶剤150〜700部(重量部、以下同じ)、好ま
しくは250〜500部、(B)アルカリ可溶性樹脂7
0〜90部、好ましくは75〜85部、(C)酸不安定
基を有する溶解阻止剤0〜40部、好ましくは10〜2
5部、(D)上記一般式(1)で表わされるスルホニウ
ム塩0.1〜5部、好ましくは0.8〜4部、(E)酸
発生剤0〜15部、好ましくは2〜8部を混合したもの
が好適である。
The chemically amplified positive resist composition of the present invention contains a sulfonium salt represented by the above general formula (1), and is composed of a two-component system (alkali-soluble resin / acid generator) or a three-component system (alkali-soluble resin). / Acid generator / dissolution inhibitor) can be used as an acid generator in a chemically amplified positive resist material or added to them. It is preferable to use it by adding it to a three-component chemically amplified positive resist. This resist material is composed of (A)
150 to 700 parts (parts by weight, hereinafter the same) of the organic solvent, preferably 250 to 500 parts, (B) alkali-soluble resin 7
0 to 90 parts, preferably 75 to 85 parts, (C) 0 to 40 parts of a dissolution inhibitor having an acid labile group, preferably 10 to 2 parts.
5 parts, (D) 0.1 to 5 parts, preferably 0.8 to 4 parts, of the sulfonium salt represented by the general formula (1), (E) 0 to 15 parts, preferably 2 to 8 parts of the acid generator Are preferred.

【0024】ここで、(A)成分の有機溶剤としては、
シクロヘキサノン、メチル−2−n−アミルケトンなど
のケトン類、3−メトキシブタノール、3−メチル−3
−メトキシシブタノール、1−メトキシ−2−プロパノ
ール、1−エトキシ−2−プロパノールなどのアルコー
ル類、プロピ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、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ジメチルエーテル、
ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル
類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテー
ト、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、メチ
ル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキ
シプロピオネートなどのエステル類が挙げられるが、単
独もしくは2種以上であってもよい。このとき、レジス
ト成分の酸発生剤の溶解性が最も優れている1−エトキ
シ−2−プロパノールが好ましく使用される。
Here, as the organic solvent of the component (A),
Ketones such as cyclohexanone and methyl-2-n-amyl ketone; 3-methoxybutanol; 3-methyl-3
Alcohols such as -methoxycybutanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether ,
Ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl lactate, ethyl pyruvate, butyl acetate, esters such as methyl-3-methoxypropionate and ethyl-3-ethoxypropionate , But may be used alone or in combination of two or more. At this time, 1-ethoxy-2-propanol, which has the highest solubility of the acid generator of the resist component, is preferably used.

【0025】(B)成分のアルカリ可溶性樹脂として
は、ポリヒドロキシスチレンもしくはその誘導体が挙げ
られる。好ましくは、ポリヒドロキシスチレンのOH基
を部分的に酸に不安定な基で置換したものが用いられ
る。この場合、酸に不安定な置換基としては、tert
−ブチル基やtert−ブトキシカルボニル基、テトラ
ヒドロピラニル基などが好ましく、置換度は10〜50
モル%、重量平均分子量は5,000〜100,000
とすることが好ましい。
Examples of the alkali-soluble resin as the component (B) include polyhydroxystyrene or a derivative thereof. Preferably, polyhydroxystyrene in which the OH group is partially substituted with an acid-labile group is used. In this case, the substituent unstable to an acid includes tert.
-Butyl group, tert-butoxycarbonyl group, tetrahydropyranyl group and the like are preferable, and the degree of substitution is 10 to 50.
Mol%, weight average molecular weight 5,000-100,000
It is preferable that

【0026】(C)成分の溶解阻止剤としては、分子内
に一つ以上酸によって分解する基(酸不安定基)を持つ
ものであって、低分子量の化合物やポリマーの何れであ
ってもよい。この溶解阻止剤としては公知のものを使用
でき、例えば低分子の化合物の例としては、酸不安定基
を有するビスフェノールA誘導体、炭酸エステル誘導体
が挙げられるが、特にビスフェノールAのOH基をt−
ブトキシ基やブトキシカルボニルオキシ基で置換した化
合物が好ましい。ポリマーの溶解阻止剤の例としては、
p−ブトキシスチレンとt−ブチルアクリレートのコポ
リマーやp−ブトキシスチレンと無水マレイン酸のコポ
リマーなどが挙げられる。この場合、重量平均分子量は
500〜10,000が好ましい。
The dissolution inhibitor of the component (C) has at least one group decomposed by an acid (acid labile group) in the molecule, and may be either a low molecular weight compound or a polymer. Good. As the dissolution inhibitor, known compounds can be used. Examples of the low molecular weight compound include bisphenol A derivatives and carbonate derivatives having an acid labile group.
Compounds substituted with a butoxy group or a butoxycarbonyloxy group are preferred. Examples of polymer dissolution inhibitors include:
Examples include a copolymer of p-butoxystyrene and t-butyl acrylate and a copolymer of p-butoxystyrene and maleic anhydride. In this case, the weight average molecular weight is preferably from 500 to 10,000.

【0027】(E)成分の酸発生剤としては、オニウム
塩、オキシムスルホン酸誘導体、2,6−ジニトロベン
ジルスルホン酸誘導体、ジアゾナフトキノンスルホン酸
エステル誘導体、2,4−ビストリクロロメチル−6−
アリール−1,3,5−トリアジン誘導体、α,α’−
ビスアリールスルホニルジアゾメタン誘導体などを挙げ
ることができる。好ましくは下記式(2) (R)nMY …(2) で示されるオニウム塩である。
The acid generator (E) includes onium salts, oximesulfonic acid derivatives, 2,6-dinitrobenzylsulfonic acid derivatives, diazonaphthoquinonesulfonic acid ester derivatives, and 2,4-bistrichloromethyl-6-
Aryl-1,3,5-triazine derivative, α, α′-
Examples include bisarylsulfonyldiazomethane derivatives. Preferably, it is an onium salt represented by the following formula (2) (R) n MY (2).

【0028】ここで、Rは同種又は異種の非置換又は置
換芳香族基、例えばフェニル基、tert−ブトキシカ
ルボニルオキシフェニル基、tert−ブトキシフェニ
ル基、tert−ブチルフェニル基、メトキシフェニル
基、ヒドロキシフェニル基などであり、Mはスルホニウ
ム又はヨードニウム、Yはp−トルエンスルホネート又
はトリフルオロメタンスルホネートである。また、nは
2又は3である。
Here, R is the same or different unsubstituted or substituted aromatic group, for example, phenyl, tert-butoxycarbonyloxyphenyl, tert-butoxyphenyl, tert-butylphenyl, methoxyphenyl, hydroxyphenyl And M is sulfonium or iodonium, and Y is p-toluenesulfonate or trifluoromethanesulfonate. N is 2 or 3.

【0029】このようなオニウム塩として、具体的には
下記のようなヨードニウム塩やスルホニウム塩を挙げる
ことができる。
Specific examples of such onium salts include the following iodonium salts and sulfonium salts.

【0030】[0030]

【化5】 Embedded image

【0031】更に、本発明のレジスト材料には、塗布性
を向上させるために界面活性剤、基盤よりの乱反射の影
響を少なくするための吸光性材料などの添加剤を添加す
ることもできる。
Further, additives such as a surfactant for improving coating properties and a light-absorbing material for reducing the influence of irregular reflection from the substrate can be added to the resist material of the present invention.

【0032】本発明のレジスト材料の使用方法、光使用
方法などは公知のリソグラフィー技術を採用して行うこ
とができるが、特に本発明のレジスト材は254〜19
3nmの遠紫外光及び電子線による微細パターニングに
最適である。
The method of using the resist material of the present invention, the method of using light, and the like can be performed by using a known lithography technique.
It is most suitable for fine patterning with 3 nm far ultraviolet light and electron beam.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明のレジスト材料は、ポジ型レジス
ト材料として高エネルギー線、特にKrFエキシマレー
ザーに感応し、感度、解像性、プラズマエッチング耐性
に優れ、しかもレジストパターンの耐熱性にも優れてい
る。また、T−トップ形状の原因である表面難溶層の問
題、即ちPEDの問題を解決する微細加工技術に適した
化学増幅ポジ型レジスト材料であり、本発明の新規なス
ルホニウム塩は化学増幅ポジ型レジスト材料の成分とし
て有効である。
The resist material of the present invention is sensitive to high energy rays, especially KrF excimer laser as a positive resist material, and has excellent sensitivity, resolution, plasma etching resistance and heat resistance of the resist pattern. ing. Further, it is a chemically amplified positive resist material suitable for a microfabrication technique for solving the problem of the surface insoluble layer which is the cause of the T-top shape, that is, the problem of PED. It is effective as a component of a mold resist material.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明のスルホニウム塩の合成例とレ
ジスト材料の実施例を示して本発明を具体的に説明する
が、本発明は下記例に限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Synthesis Examples of the sulfonium salt of the present invention and Examples of resist materials, but the present invention is not limited to the following Examples.

【0035】[合成例1]トリフルオロメタンスルホン酸ビス(p−tert−ブ
トキシフェニル)(p−ジメチルアミノフェニル)スル
ホニウムの合成 ビス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホキシド
8.5g(0.025モル)、トリエチルアミン1.3
g(0.013モル)を塩化メチレン110gに溶解さ
せた溶液を、ドライアイスメタノール浴を用いて−70
℃に冷却した後、トリメチルシリルトリフレート6.0
g(0.027モル)を、−60℃を超えないように温
度コントロールしながら撹拌・滴下した。
Synthesis Example 1 Bis (p-tert-butyl trifluoromethanesulfonate )
Toxiphenyl) (p-dimethylaminophenyl) sul
Synthesis of phonium bis (p-tert-butoxyphenyl) sulfoxide 8.5 g (0.025 mol), triethylamine 1.3
g (0.013 mol) in methylene chloride (110 g) was dissolved in a dry ice methanol bath at -70.
After cooling to 6.0 ° C., trimethylsilyl triflate 6.0.
g (0.027 mol) was stirred and added dropwise while controlling the temperature so as not to exceed −60 ° C.

【0036】次いで、ドライアイスメタノール浴を氷水
浴に代えて反応温度を0〜5℃とし、10分間撹拌し
た。
Then, the reaction temperature was adjusted to 0 to 5 ° C. by replacing the dry ice methanol bath with an ice water bath, followed by stirring for 10 minutes.

【0037】得られた反応溶液を、ドライアイスメタノ
ール浴を用いて再度−70℃に冷却し、これに金属マグ
ネシウム1.2g(0.049モル)、テトラヒドロフ
ラン18.9g及び4−ブロモ−N,N−ジメチルアニ
リン9.9g(0.049モル)を用いて常法によって
調整したグリニア試薬を、反応温度が−60℃を超えな
いようにコントロールしながら滴下した。
The obtained reaction solution was cooled again to -70 ° C. using a dry ice methanol bath, and 1.2 g (0.049 mol) of magnesium metal, 18.9 g of tetrahydrofuran and 4-bromo-N, A Grignard reagent prepared by a conventional method using 9.9 g (0.049 mol) of N-dimethylaniline was added dropwise while controlling the reaction temperature not to exceed −60 ° C.

【0038】次に、再び氷水浴に代え、反応温度を0〜
5℃となるようにして更に60分間撹拌し、反応を終了
させた。
Next, the bath was replaced with an ice water bath again, and the reaction temperature was set to 0 to 0.
The mixture was further stirred for 60 minutes at 5 ° C. to complete the reaction.

【0039】得られた反応液に水を滴下して過剰のグリ
ニア試薬を分解させた後、生成した無機塩を取り除くた
めに濾過を行った。得られた濾液を水130gを用いて
3回洗浄した。得られた有機層を減圧乾固して油状物を
得た。得られた油状物をシリカゲルカラムクロマトグラ
フにかけて、収量4.8g(収率32%)、純度98%
のトリフルオロメタンスルホン酸ビス(p−tert−
ブトキシフェニル)(p−ジメチルアミノフェニル)ス
ルホニウムを単離した。
After the excess Grignard reagent was decomposed by adding water dropwise to the obtained reaction solution, filtration was performed to remove the generated inorganic salts. The obtained filtrate was washed three times with 130 g of water. The obtained organic layer was dried under reduced pressure to obtain an oily substance. The obtained oil was subjected to silica gel column chromatography to give a yield of 4.8 g (yield 32%) and a purity of 98%.
Of trifluoromethanesulfonic acid bis (p-tert-
(Butoxyphenyl) (p-dimethylaminophenyl) sulfonium was isolated.

【0040】得られたトリフルオロメタンスルホン酸ビ
ス(p−tert−ブトキシフェニル)(p−ジメチル
アミノフェニル)スルホニウムの核磁気共鳴スペクトル
(NMR)、赤外スペクトル(IR)、及び元素分析値
の結果を下記に示す。 〈1H−NMR:CDCl3,δ(ppm)〉
The results of nuclear magnetic resonance spectrum (NMR), infrared spectrum (IR), and elemental analysis of the obtained bis (p-tert-butoxyphenyl) (p-dimethylaminophenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate are shown below. Shown below. < 1 H-NMR: CDCl 3 , δ (ppm)>

【0041】[0041]

【化6】 (a) 1.38 一重項 18H (b) 3.00 一重項 6H (c) 6.76〜6.79 二重項 2H (e) 7.11〜7.15 二重項 4H (d),(f) 7.40〜7.45 多重項 6H 〈IR:(cm-1)〉3095,3072,2980,
2935,2873,2827,1589,1520,
1489,1446,1373,1308,1265,
1223,1203,1157,1074,1030,
991,927,892,816 〈元素分析値:(%)C29363NO5〉 理論値 C:58.1 H:6.0 N:2.3 実測値 C:57.8 H:6.3 N:2.2
Embedded image (A) 1.38 singlet 18H (b) 3.00 singlet 6H (c) 6.76-6.79 doublet 2H (e) 7.11-7.15 doublet 4H (d), (F) 7.40 to 7.45 Multiplet 6H <IR: (cm −1 )> 3095, 3072, 2980,
2935, 2873, 2827, 1589, 1520,
1489, 1446, 1373, 1308, 1265
1223, 1203, 1157, 1074, 1030,
991,927,892,816 <Elemental analysis: (%) C 29 H 36 F 3 NO 5> the theoretical value C: 58.1 H: 6.0 N: 2.3 Found C: 57.8 H: 6.3 N: 2.2

【0042】[参考例]マグネシウム24.3g(1モ
ル)、p−tert−ブトキシフェニルクロリド20
3.2g(1.1モル)、THF280gを用いて常法
により調整したグリニヤ試薬をTHF500gで希釈
し、ドイラアイスメタノール浴で−60℃以下に冷却し
た。次いで塩化チオニル47.5g(0.4モル)をT
HF70gで希釈した溶液を0℃を超えない温度で1時
間かけて滴下した。氷浴にて1時間熟成を行った後、水
36gを加えて過剰のグリニヤ試薬を分解した。塩化メ
チレン1000gにさらに飽和塩化アンモニウム水溶液
400gと水300gを加えて分液を行い、有機溶媒層
の水洗を純水700gで2回行った。有機溶媒層を硫酸
マグネシウムで乾燥、濾過し、溶媒を減圧留去した。得
られた油状物を再結晶することで目的化合物ビス(p−
tert−ブトキシフェニル)スルホキシドを純度96
%、融点80〜82℃の白色結晶として83g(収率6
0%)得た。
Reference Example Magnesium 24.3 g (1 mol), p-tert-butoxyphenyl chloride 20
A Grignard reagent prepared by a conventional method using 3.2 g (1.1 mol) and 280 g of THF was diluted with 500 g of THF, and cooled to −60 ° C. or lower in a Doyler ice methanol bath. Then, 47.5 g (0.4 mol) of thionyl chloride was added to T
A solution diluted with 70 g of HF was added dropwise over 1 hour at a temperature not exceeding 0 ° C. After aging for 1 hour in an ice bath, 36 g of water was added to decompose excess Grignard reagent. 400 g of a saturated aqueous solution of ammonium chloride and 300 g of water were further added to 1000 g of methylene chloride to carry out liquid separation, and the organic solvent layer was washed twice with 700 g of pure water. The organic solvent layer was dried over magnesium sulfate, filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure. By recrystallizing the obtained oil, the target compound bis (p-
tert-butoxyphenyl) sulfoxide with a purity of 96
%, 83 g (yield 6) as white crystals having a melting point of 80 to 82 ° C.
0%).

【0043】[0043]

【化7】 1H−NMR:CDCl3,δ(ppm)〉核磁気共鳴
スペクトル 1.34 Ha 一重項 18H 7.01〜7.04 Hb 二重項 4H 7.48〜7.51 Hc 二重項 4H 〈IR:(cm-1)〉2976,2931,1589,
1487,1392,1367,1302,1238,
1159,1090,1043,1009,930,8
93,852,827 〈MS:(m/z)〉質量スペクトル 346(M+):331,290(C20263 =34
6) 〈m.p.:(℃)〉融点 80〜82℃
Embedded image<1H-NMR: CDClThree, Δ (ppm)> nuclear magnetic resonance
Spectrum 1.34 Ha Singlet 18H 7.01-7.04 Hb Doublet 4H 7.48-7.51 Hc Doublet 4H <IR: (cm-1)> 2976, 2931, 1589,
1487, 1392, 1367, 1302, 1238,
1159, 1090, 1043, 1009, 930, 8
93,852,827<MS: (m / z)> mass spectrum 346 (M+): 331,290 (C20H26OThreeS = 34
6) <m. p. : (° C)> melting point 80-82 ° C

【0044】[合成例2]トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキ
シフェニル)ビス(p−ジメチルアミノフェニル)スル
ホニウムの合成 ビス(p−ジメチルアミノフェニル)スルホキシド7.
0g(0.024モル)を塩化メチレン100gに溶解
させた溶液を、ドライアイスメタノール浴を用いて−7
0℃に冷却した後、トリメチルシリルトリフレート6.
0g(0.027モル)を、−60℃を超えないように
温度コントロールしながら撹拌・滴下した。
Synthesis Example 2 Trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxy)
(Ciphenyl) bis (p-dimethylaminophenyl) sul
6. Synthesis of phonium bis (p-dimethylaminophenyl) sulfoxide
A solution of 0 g (0.024 mol) dissolved in 100 g of methylene chloride was subjected to -7 using a dry ice methanol bath.
After cooling to 0 ° C., trimethylsilyl triflate6.
0 g (0.027 mol) was stirred and added dropwise while controlling the temperature so as not to exceed −60 ° C.

【0045】次いで、ドライアイスメタノール浴を氷水
浴に代えて反応温度を0〜5℃とし、10分間撹拌し
た。
Then, the reaction temperature was adjusted to 0 to 5 ° C. by replacing the dry ice methanol bath with an ice water bath, followed by stirring for 10 minutes.

【0046】得られた反応溶液を、ドライアイスメタノ
ール浴を用いて再度−70℃に冷却し、これに金属マグ
ネシウム1.2g(0.049モル)、テトラヒドロフ
ラン13.4g及びp−tert−ブトキシフェニルク
ロライド9.8g(0.053モル)を用いて常法によ
って調整したグリニア試薬を、反応温度が−60℃を超
えないようにコントロールしながら滴下した。
The obtained reaction solution was cooled again to -70 ° C. using a dry ice methanol bath, and 1.2 g (0.049 mol) of metallic magnesium, 13.4 g of tetrahydrofuran and p-tert-butoxyphenyl were added. A Grignard reagent prepared by a conventional method using 9.8 g (0.053 mol) of chloride was added dropwise while controlling the reaction temperature not to exceed −60 ° C.

【0047】次に、再び氷水浴に代え、反応温度を0〜
5℃となるようにして更に60分間撹拌し、反応を終了
させた。
Next, the bath was replaced with an ice-water bath again, and the reaction temperature was set to 0 to 0.
The mixture was further stirred for 60 minutes at 5 ° C. to complete the reaction.

【0048】得られた反応液に水を滴下して過剰のグリ
ニア試薬を分解させた後、生成した無機塩を取り除くた
めに濾過を行った。得られた濾液を水130gを用いて
3回洗浄した。得られた有機層を減圧乾固して油状物を
得た。得られた油状物をシリカゲルカラムクロマトグラ
フにかけて、収量3.9g(収率28%)、純度99%
のトリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブト
キシフェニル)ビス(p−ジメチルアミノフェニル)ス
ルホニウムを単離した。
After water was added dropwise to the obtained reaction solution to decompose excess Grignard reagent, filtration was performed to remove the generated inorganic salts. The obtained filtrate was washed three times with 130 g of water. The obtained organic layer was dried under reduced pressure to obtain an oily substance. The obtained oil was subjected to silica gel column chromatography to give a yield of 3.9 g (yield 28%) and a purity of 99%.
(P-tert-butoxyphenyl) bis (p-dimethylaminophenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate was isolated.

【0049】得られたトリフルオロメタンスルホン酸
(p−tert−ブトキシフェニル)ビス(p−ジメチ
ルアミノフェニル)スルホニウムの核磁気共鳴スペクト
ル(NMR)、赤外スペクトル(IR)、及び元素分析
値の結果を下記に示す。 〈1H−NMR:CDCl3,δ(ppm)〉
The results of nuclear magnetic resonance spectrum (NMR), infrared spectrum (IR), and elemental analysis of the obtained (p-tert-butoxyphenyl) bis (p-dimethylaminophenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate are shown below. Shown below. < 1 H-NMR: CDCl 3 , δ (ppm)>

【0050】[0050]

【化8】 (a) 1.36 一重項 9H (b) 2.99 一重項 12H (c) 6.73〜6.76 二重項 4H (e) 7.08〜7.11 二重項 2H (d),(f) 7.29〜7.34 多重項 6H 〈IR:(cm-1)〉3097,2978,2929,
2908,2870,2825,1589,1551,
1518,1487,1446,1373,1265,
1223,1200,1155,1074,1030,
991,943,893,816 〈元素分析値:(%)C27333242〉 理論値 C:56.8 H:5.8 N:4.9 実測値 C:56.6 H:6.1 N:4.9
Embedded image (A) 1.36 singlet 9H (b) 2.99 singlet 12H (c) 6.73 to 6.76 doublet 4H (e) 7.08 to 7.11 doublet 2H (d), (F) 7.29 to 7.34 Multiplet 6H <IR: (cm −1 )> 3097, 2978, 2929,
2908, 2870, 2825, 1589, 1551,
1518, 1487, 1446, 1373, 1265
1223, 1200, 1155, 1074, 1030,
991,943,893,816 <Elemental analysis: (%) C 27 H 33 F 3 N 2 O 4 S 2> theory C: 56.8 H: 5.8 N: 4.9 Found C: 56 .6 H: 6.1 N: 4.9

【0051】[合成例3]トリフルオロメタンスルホン酸トリス(4−ジメチルア
ミノフェニル)スルホニウムの合成 ビス(4−ジメチルアミノフェニル)スルホキシド7.
0g(0.024モル)を塩化メチレン100gに溶解
させた溶液を、ドライアイスメタノール浴を用いて−7
0℃に冷却した後、トリメチルシリルトリフレート6.
0g(0.027モル)を−60℃を超えない温度で撹
拌・滴下した。
[Synthesis Example 3] Tris (4-dimethylamine ) trifluoromethanesulfonate
6. Synthesis of minophenyl) sulfonium bis (4-dimethylaminophenyl) sulfoxide
A solution of 0 g (0.024 mol) dissolved in 100 g of methylene chloride was subjected to -7 using a dry ice methanol bath.
After cooling to 0 ° C., trimethylsilyl triflate6.
0 g (0.027 mol) was stirred and dropped at a temperature not exceeding -60 ° C.

【0052】次いで、ドライアイスメタノール浴を氷水
浴に代えて反応温度を0〜5℃とし、10分間撹拌し
た。
Then, the reaction temperature was adjusted to 0 to 5 ° C. by replacing the dry ice methanol bath with an ice water bath, followed by stirring for 10 minutes.

【0053】得られた反応溶液を、ドライアイスメタノ
ール浴を用いて再度−70℃に冷却した後、4−ブロモ
−N,N−ジメチルアニリン9.9g(0.049モ
ル)、金属マグネシウム1.2g(0.049モル)と
テトラヒドロフラン20gを用いて常法により調整した
グリニア試薬を、反応温度が−60℃を超えない温度で
撹拌・滴下した。
After the obtained reaction solution was cooled again to -70 ° C. using a dry ice methanol bath, 9.9 g (0.049 mol) of 4-bromo-N, N-dimethylaniline and 1.19 g of metallic magnesium were added. A Grignard reagent prepared by a conventional method using 2 g (0.049 mol) and 20 g of tetrahydrofuran was stirred and dropped at a temperature at which the reaction temperature did not exceed -60 ° C.

【0054】次に、再び氷水浴に代え、反応温度を0〜
5℃として60分間撹拌し、反応を終了させた。
Next, the bath was replaced with an ice-water bath again, and the reaction temperature was set to 0 to 0.
The mixture was stirred at 5 ° C. for 60 minutes to complete the reaction.

【0055】この反応液に15%塩化アンモニウム水溶
液300gを加えて分液を行った後、有機溶媒層の水洗
を水150gで2回行った。得られた有機層をロータリ
ーエバポレーターを用いて溶媒を減圧留去し、油状物を
得た。得られた油状物をシリカゲルカラムクロマトグラ
フにかけて、収量5.2g(収率40%)、純度99%
のトリフルオロメタンスルホン酸トリス(4−ジメチル
アミノフェニル)スルホニウムを得た。
After adding 300 g of a 15% ammonium chloride aqueous solution to the reaction solution to carry out liquid separation, the organic solvent layer was washed twice with 150 g of water. The solvent was distilled off from the obtained organic layer under reduced pressure using a rotary evaporator to obtain an oily substance. The resulting oil was subjected to silica gel column chromatography to give a yield of 5.2 g (40% yield) and a purity of 99%.
Of tris (4-dimethylaminophenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate was obtained.

【0056】得られたトリフルオロメタンスルホン酸ト
リス(4−ジメチルアミノフェニル)スルホニウムの核
磁気共鳴スペクトル(NMR)、赤外スペクトル(I
R)、及び元素分析値の結果を下記に示す。 〈1H−NMR:CDCl3,δ(ppm)〉
The nuclear magnetic resonance spectrum (NMR) and infrared spectrum (I) of the obtained tris (4-dimethylaminophenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate were obtained.
R) and the results of elemental analysis are shown below. < 1 H-NMR: CDCl 3 , δ (ppm)>

【0057】[0057]

【化9】 (a) 3.01 一重項 18H (b) 6.72〜6.75 二重項 6H (c) 7.23〜7.26 二重項 6H 〈IR:(cm-1)〉2910,1591,1550,
1515,1444,1375,1272,1222,
1199,1145,1076,1031,991,9
43,811,638,520 〈元素分析値:(%)C25303323〉 理論値 C:55.4 H:5.6 N:7.8 実測値 C:55.3 H:5.6 N:7.7
Embedded image (A) 3.01 singlet 18H (b) 6.72 to 6.75 doublet 6H (c) 7.23 to 7.26 doublet 6H <IR: (cm −1 )> 2910, 1591, 1550,
1515, 1444, 1375, 1272, 1222
1199, 1145, 1076, 1031, 991, 9
43,811,638,520 <Elemental analysis: (%) C 25 H 30 O 3 N 3 S 2 F 3> theory C: 55.4 H: 5.6 N: 7.8 Found C: 55 .3 H: 5.6 N: 7.7

【0058】[実施例1〜11,比較例1〜4]下記式
(Polym.1)で表わされる部分的にOH基をt−
ブトキシカルボニル基で保護したポリヒドロキシスチレ
ン、下記式(Polym.2)で表わされる部分的にO
H基をt−ブチル基で保護したポリヒドロキシスチレ
ン、もしくは下記式(Polym.3)で表わされる部
分的にOH基をテトラヒドロキシピラニル基で保護した
ポリヒドロキシスチレンと、下記式(PAG.1)から
(PAG.7)で表わされるオニウム塩から選ばれる酸
発生剤と、下記式(DRI.1)で表わされる2,2’
−ビス(4−tert−ブトキシカルボニルオキシフェ
ニル)プロパンの溶解阻止剤を1−エトキシ−2−プロ
パノールに溶解し、表1並びに表2に示す組成でレジス
ト液を調合した。
Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 4 OH groups represented by the following formula (Polym.
Polyhydroxystyrene protected with a butoxycarbonyl group, partially represented by the following formula (Polym. 2):
A polyhydroxystyrene in which an H group is protected by a t-butyl group, a polyhydroxystyrene represented by the following formula (Polym.3) and a OH group partially protected by a tetrahydroxypyranyl group, and the following formula (PAG.1) ) To (PAG.7), an acid generator selected from the onium salts represented by (PAG.7), and 2,2 ′ represented by the following formula (DRI.1).
A dissolution inhibitor of -bis (4-tert-butoxycarbonyloxyphenyl) propane was dissolved in 1-ethoxy-2-propanol, and a resist solution having the composition shown in Tables 1 and 2 was prepared.

【0059】これらの各組成物を0.2μmのテフロン
製フィルターで濾過することによりレジスト液を調整し
た。これをシリコーンウェハー上へスピンコーティング
し、1.0μmに塗布した。次いで、このシリコーンウ
ェハーを100℃のホットプレートで120秒間ベーク
した。
Each of these compositions was filtered through a 0.2 μm Teflon filter to prepare a resist solution. This was spin-coated on a silicone wafer and applied to a thickness of 1.0 μm. Next, the silicone wafer was baked on a hot plate at 100 ° C. for 120 seconds.

【0060】そして、エキシマレーザーステッパー(ニ
コン社、NSR 2005EX NA=0.5)を用い
て露光し、90℃で60秒ベークを施し、2.38%の
テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液で現像
を行うと、ポジ型のパターンを得ることができた。
Then, exposure was performed using an excimer laser stepper (Nikon Corporation, NSR 2005EX NA = 0.5), baking was performed at 90 ° C. for 60 seconds, and development was performed using a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. As a result, a positive pattern was obtained.

【0061】得られたレジストパターンを次のように評
価した。まず、感度(Eth値)を求めた。次に、0.
4μmのラインアンドスペースのトップとボトムを1:
1で解像する露光量を最適露光量として、この露光量に
おける分離しているラインアンドスペースの最小線幅を
評価レジストの解像度とした。また、解像したレジスト
パターンの形状は、走査型電子顕微鏡を用いて観察し
た。レジストのPEDの安定性は、最適露光量で露光
後、放置時間を変えベークを行い、レジストパターン形
状の変化が観察された時間、例えば、ラインパターンが
T−トップ形状になったり、解像できなくなった時間で
評価した。即ち、この時間が長いほどPED安定性に富
む。評価結果を表1並びに比較例を表2に示す。
The obtained resist pattern was evaluated as follows. First, the sensitivity (Eth value) was determined. Next, 0.
4 μm line and space top and bottom:
The exposure amount resolved at 1 was taken as the optimum exposure amount, and the minimum line width of the separated lines and spaces at this exposure amount was taken as the resolution of the evaluation resist. The shape of the resolved resist pattern was observed using a scanning electron microscope. The stability of the PED of the resist is as follows: after exposure at the optimal exposure amount, the baking time is changed by changing the leaving time, and the time when the change in the resist pattern shape is observed, for example, the line pattern becomes a T-top shape or can be resolved. It was evaluated at the time when it disappeared. That is, the longer this time, the better the PED stability. Table 1 shows the evaluation results and Table 2 shows the comparative examples.

【0062】[0062]

【化10】 Embedded image

【0063】[0063]

【化11】 Embedded image

【0064】[0064]

【化12】 なお、PAG.4及びPAG.5は、上記合成例と同様
にして合成した。
Embedded image Note that PAG. 4 and PAG. No. 5 was synthesized in the same manner as in the above synthesis example.

【0065】[0065]

【化13】 Embedded image

【0066】[0066]

【表1】 [Table 1]

【0067】[0067]

【表2】 [Table 2]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H05K 3/08 H05K 3/08 A (72)発明者 大澤 洋一 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社 合成技術研究 所内 (72)発明者 竹村 勝也 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社 合成技術研究 所内 (72)発明者 石原 俊信 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社 合成技術研究 所内 (72)発明者 丸山 和政 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社 合成技術研究 所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 381/12 C08K 5/36 C03F 7/004 C03F 7/039 H05K 3/06 H05K 3/08 CA(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI H05K 3/08 H05K 3/08 A (72) Inventor Yoichi Osawa 28-1 Nishifukushima, Ojiku, Kushiro-mura, Nakakubiki-gun, Niigata Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Synthetic Technology Research Inc. (72) Inventor Katsuya Takemura 28-1 Nishifukushima, Nishi-Jukumura, Nakakushiro-gun, Niigata Prefecture Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.Synthetic Technology Research Institution (72) Inventor, Toshinobu Ishihara Niigata Pref. 28-1 Nishifukushima Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Synthetic Technology Research Institute (72) Inventor Kazumasa Maruyama 28-1, Nishifukushima, Oku, Kushiro-mura, Nakakushiro-gun, Niigata Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd. (Int.Cl. 6 , DB name) C07C 381/12 C08K 5/36 C03F 7/004 C03F 7/039 H05K 3/06 H05K 3/08 CA (STN)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記一般式(1)で表わされるスルホニ
ウム塩。 【化1】 (式中、R,R,Rはフェニル基、tert−ブ
トキシフェニル基又は窒素含有芳香族基から選ばれ、R
,R,Rの少なくとも一つはtert−ブトキシ
フェニル基及び残りの少なくとも一つは窒素含有芳香族
基であるか、又はR,R,Rの全てが窒素含有芳
香族基であり、上記窒素含有芳香族基はアルキル基の炭
素数1〜8のジアルキルアミノフェニル基、ピコリロキ
シフェニル基又はピリジニル基である。)
1. A sulfonium salt represented by the following general formula (1). Embedded image (Wherein R 1 , R 2 , and R 3 are selected from a phenyl group, a tert-butoxyphenyl group, or a nitrogen-containing aromatic group;
At least one of R 1 , R 2 and R 3 is a tert-butoxyphenyl group and at least one is a nitrogen-containing aromatic group, or R 1 , R 2 and R 3 are all a nitrogen-containing aromatic group And the nitrogen-containing aromatic group is a dialkylaminophenyl group having 1 to 8 carbon atoms of an alkyl group, a picolyloxyphenyl group or a pyridinyl group. )
【請求項2】 請求項1記載のスルホニウム塩を含有す
ることを特徴とする化学増幅ポジ型レジスト材料。
2. A chemically amplified positive resist material comprising the sulfonium salt according to claim 1.
【請求項3】 (A)有機溶剤 (B)アルカリ可溶性樹脂 (C)酸不安定基を有する溶解阻止剤 (D)請求項1記載のスルホニウム塩 (E)酸発生剤 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料。
3. A composition comprising (A) an organic solvent, (B) an alkali-soluble resin, (C) a dissolution inhibitor having an acid labile group, (D) a sulfonium salt according to claim 1, and (E) an acid generator. A chemically amplified positive resist material characterized by the following:
【請求項4】 (A)有機溶剤 (B)アルカリ可溶性樹脂 (C)酸不安定基を有する溶解阻止剤 (D)請求項1記載のスルホニウム塩 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料。
4. A chemical amplification comprising (A) an organic solvent, (B) an alkali-soluble resin, (C) a dissolution inhibitor having an acid labile group, and (D) a sulfonium salt according to claim 1. Positive resist material.
【請求項5】 (B)成分のアルカリ可溶性樹脂とし
て、一部の水酸基の水素原子が酸不安定基で置換された
重量平均分子量5,000〜100,000のポリヒド
ロキシスチレンを用いた請求項3又は4記載のレジスト
材料。
5. A polyhydroxystyrene having a weight average molecular weight of 5,000 to 100,000 in which a part of hydrogen atoms of a hydroxyl group is substituted by an acid labile group as the alkali-soluble resin of the component (B). 5. The resist material according to 3 or 4.
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