JP3399141B2 - Chemically amplified positive resist material - Google Patents

Chemically amplified positive resist material

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JP3399141B2 JP07462995A JP7462995A JP3399141B2 JP 3399141 B2 JP3399141 B2 JP 3399141B2 JP 07462995 A JP07462995 A JP 07462995A JP 7462995 A JP7462995 A JP 7462995A JP 3399141 B2 JP3399141 B2 JP 3399141B2
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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に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to deep ultraviolet rays, electron beams, X-rays.
It has high sensitivity to high energy rays such as rays, and can be patterned by developing with an alkaline aqueous solution.
The present invention relates to a chemically amplified positive resist material suitable for fine processing technology.

【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の試作は既にこの
段階にまできており、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 to be Solved
Along with the higher integration and higher speed of photolithography, there is a demand for finer pattern rules, and with optical exposure, which is currently used as a general-purpose technology, we are approaching the essential resolution limit derived from the wavelength of the light source. is there. In photoexposure using a g-line (436 nm) or an i-line (365 nm) as a light source, the pattern rule of about 0.5 μm is the limit, and the integration degree of the LSI manufactured using this is 16 Mbit DR.
Up to the AM equivalent. However, the trial manufacture of LSI has already reached this stage, and the development of further miniaturization technology is urgently needed.

【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。遠紫外線リソグラフィーは0.3〜0.4μmの加
工も可能であり、光吸収の低いレジスト材料を用いた場
合、基板に対して垂直に近い側壁を有したパターン形状
が可能となる。近年、遠紫外線の光源として高輝度なK
rFエキシマレーザーを利用する技術が注目されてお
り、これが量産技術として用いられるためには、光吸収
が低く、高感度なレジスト材料が要望されている。
Due to such a background, deep-UV lithography is considered promising as a next-generation microfabrication technique. Deep-UV lithography can also process 0.3 to 0.4 μm, and when a resist material having low light absorption is used, a pattern shape having a side wall that is nearly vertical to the substrate becomes possible. In recent years, K, which has a high brightness as a light source for far-ultraviolet rays
A technique utilizing an rF excimer laser has been drawing attention, and a resist material having low light absorption and high sensitivity is required for its use as a mass production technique.

【0004】このような点から近年開発された酸を触媒
とした化学増幅型レジスト材料(特公平2−27660
号、特開昭63−27829号公報等)は、感度、解像
度、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。
From these points, a chemically amplified resist material using an acid as a catalyst developed in recent years (Japanese Patent Publication No. 27660/1990).
And Japanese Patent Laid-Open No. 63-27829) are particularly promising resist materials for deep ultraviolet lithography which have high sensitivity, resolution and dry etching resistance and have excellent characteristics.

【0005】この場合、化学増幅ポジ型レジスト材料に
おいては、用いる酸発生剤が化学増幅型レジスト材料と
しての機能に特に大きな影響を及ぼすことが知られてい
るが、このような酸発生剤の代表的なものとしては、下
記に示すオニウム塩が挙げられる。
In this case, in the chemically amplified positive resist material, it is known that the acid generator used has a particularly large influence on the function as the chemically amplified resist material. Specific examples include the onium salts shown below.

【0006】[0006]

【化2】 [Chemical 2]

【0007】上記オニウム塩は、化合物自体が油溶性の
化合物であるので、レジスト成分として配合したとき
に、レジスト材料のアルカリ水溶液に対する溶解度を低
下させると共に、現像時の膜減りを抑える効果を有す
る。
Since the onium salt itself is an oil-soluble compound, when it is compounded as a resist component, it has the effect of reducing the solubility of the resist material in an alkaline aqueous solution and suppressing the film loss during development.

【0008】しかしながら、ポジ型レジスト材料の場
合、露光部においては、酸発生剤が高エネルギー線を吸
収することにより生成する分解生成物もやはり油溶性で
あることから、露光部のアルカリ水溶液に対する溶解速
度を低下させ、露光部と未露光部のアルカリ溶解速度の
比(溶解コントラストという)を大きくすることができ
ず、このため上記オニウム塩を用いた化学増幅型レジス
トは、アルカリ現像に際して、解像性の低い、即ち露光
部の抜け性が悪いため、パターン形状が矩形にならず、
台形状の順テーパーとなる欠点があった。
However, in the case of a positive resist material, in the exposed area, the decomposition product produced by the absorption of the high energy rays by the acid generator is also oil-soluble, so that it dissolves in the alkaline aqueous solution in the exposed area. It is not possible to reduce the speed and increase the ratio of the alkali dissolution rate between the exposed area and the unexposed area (called dissolution contrast). Therefore, the chemically amplified resist using the above-mentioned onium salt is resolved during alkali development. The pattern shape is not rectangular because it has poor transparency, that is, the exposed part is not easily removed.
There was a defect that it became a trapezoidal forward taper.

【0009】この問題を解決するため、酸不安定基であ
るtert−ブトキシカルボニル基をp−ヒドロキシフ
ェニルスルホニウム塩に導入し、高エネルギー線照射に
より分解し生成する酸の作用でアルカリ溶解性を持つフ
ェノール誘導体を生成させ、溶解コントラストを大きく
することが行われている(特開昭64−26550号、
同64−35433号、特開平2−12153号公
報)。
In order to solve this problem, a tert-butoxycarbonyl group, which is an acid labile group, is introduced into p-hydroxyphenylsulfonium salt and decomposed by high-energy radiation to generate an acid, which has alkali solubility. A phenol derivative is produced to increase the dissolution contrast (Japanese Patent Laid-Open No. 64-26550).
64-35433 and JP-A-2-12153).

【0010】しかしながら、このようなフェノール誘導
体を生じるスルホニウム塩を用いても高解像度化が満足
されていない。
However, even if a sulfonium salt which produces such a phenol derivative is used, high resolution is not satisfied.

【0011】また、従来の化学増幅ポジ型レジスト材料
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 B
ake)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(PostE
xposure 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
問題がある〔参考:W.Hinsberg,et a
l.,J.Photopolym.Sci.Techn
ol.,6(4),535−546(1993).,
T.Kumada,et al.,J.Photopo
lym.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材料は未だない。
Further, the conventional chemically amplified positive resist material is exposed to PEB (Post Exposure B) when exposed to deep ultraviolet rays, electron beams and X-ray lithography.
The problem that the line pattern becomes a T-top shape when the pattern is formed, that is, the upper part of the pattern becomes thick when the standing time before ake) becomes long [PED (PostE
xposure Deley)], which is considered to be because the solubility of the resist surface is lowered, which is a major drawback in practical use. Therefore, it is difficult to control the dimensions in the lithography process, and there is a problem that the dimension controllability is impaired even when the substrate is processed using dry etching [Reference: W. Hinsberg, et a
l. J. Photopolym. Sci. Techn
ol. , 6 (4), 535-546 (1993). ,
T. Kumada, et al. J. Photopo
lym. Sci. Technol. , 6 (4), 571
-574 (1993). ]. There is no chemically amplified positive resist material that solves this problem and is satisfactory.

【0012】化学増幅ポジ型レジスト材料において、P
ED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難くな
る。そのため表面に難溶化層が形成され、パターンがT
−トップ形状となるのである。
In the chemically amplified positive resist material, P
It is believed that basic compounds in air are largely involved in the cause of ED problems. The acid on the resist surface generated by exposure reacts with the basic compound in the air, deactivates,
The longer the standing time to PEB is, the more the amount of deactivated acid increases, and thus the acid labile group is less likely to be decomposed. Therefore, a poorly soluble layer is formed on the surface, and the pattern is T
-It becomes a top shape.

【0013】しかしながら、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、特開平5−24968
3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中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、しかも解像性を
落としてしまうことがわかった。
However, it is known that the addition of a basic compound can suppress the influence of the basic compound in the air, and thus it is also effective for PED (Japanese Patent Laid-Open No. 232706/1993). JP-A-5-24968
No. 3), 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 its dispersion in the resist film is non-uniform, so that the effect is reproduced. It was found that there is a problem with the image quality and the resolution is reduced.

【0014】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
微細加工技術に適した高解像性を有する化学増幅ポジ型
レジスト材料を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances.
It is an object of the present invention to provide a chemically amplified positive resist material having high resolution suitable for fine processing technology.

【0015】[0015]

【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種々検討を行った結果、下記一般式
(2)で示されるスルホキシドをトリメチルシリルスル
ホネート(3)及びジ−tert−ブトキシフェニルグ
リニヤ(4)と反応させることにより得られる下記一般
式(1)で示される酸不安定基としてジ−tert−ブ
トキシフェニル基を持つ新規なスルホニウム塩が、微細
加工技術に適した高解像性を有する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。
MEANS TO SOLVE THE PROBLEMS As a result of various studies to achieve the above object, the present inventor found that the sulfoxide represented by the following general formula (2) was replaced with trimethylsilyl sulfonate (3) and di-tert-butoxy. A novel sulfonium salt having a di-tert-butoxyphenyl group as an acid labile group represented by the following general formula (1) obtained by reacting with phenyl grignard (4) is a high solution suitable for fine processing technology. It has been found that it is suitable as a component of a chemically amplified positive type resist material having an image property and can exert great power particularly in deep ultraviolet lithography.

【0016】[0016]

【化3】 (式中、R1は水素原子、アルキル基又はアルコキシ基
を示し、Xは塩素原子又は臭素原子、Yはトリフルオロ
メタンスルホネート又はp−トルエンスルホネートを示
す。nは0〜2の整数、mは1〜3の整数で、n+m=
3である。)
[Chemical 3] (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an alkoxy group , X represents a chlorine atom or a bromine atom, Y represents trifluoromethanesulfonate or p-toluenesulfonate, and n is an integer of 0 to 2. , M is an integer of 1 to 3, and n + m =
It is 3. )

【0017】本発明の上記一般式(1)で示されるスル
ホニウム塩を含有するレジスト材料は、上記一般式
(1)で示されるスルホニウム塩の酸不安定基の効果に
より、大きな溶解コントラストを有し、微細加工技術に
適した高解像度を有する化学増幅ポジ型レジスト材料を
提供することができる。
The resist material containing the sulfonium salt represented by the general formula (1) of the present invention has a large dissolution contrast due to the effect of the acid labile group of the sulfonium salt represented by the general formula (1). It is possible to provide a chemically amplified positive resist material having high resolution suitable for fine processing technology.

【0018】即ち、本発明の上記スルホニウム塩を含有
するレジスト材料は、このスルホニウム塩自体のアルカ
リ溶解性は低いものの、高エネルギー線照射による分解
によって生成する酸及びPEB(Post Expos
ure Bake)の作用で、効率よくtert−ブト
キシ基が分解し、フェノール誘導体よりも更にアルカリ
溶解性の高い、例えばカテコール部位又はレゾルシノー
ル部位が生成するために、より大きな溶解コントラスト
を得ることができる。従って、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酸発生剤とし
て優れた性能を発揮することができ、高解像度、広範囲
の焦点深度を有するレジスト像を得ることができる。
That is, the resist material containing the above-mentioned sulfonium salt of the present invention has a low alkali solubility of the sulfonium salt itself, but the acid and PEB (Post Expos) produced by decomposition by irradiation with high energy rays.
Due to the action of ure Bake), the tert-butoxy group is efficiently decomposed and, for example, a catechol moiety or a resorcinol moiety having a higher alkali solubility than the phenol derivative is generated, so that a larger dissolution contrast can be obtained. Therefore, the novel sulfonium salt of the present invention can exhibit excellent performance as an acid generator of a chemically amplified positive resist material, and can obtain a resist image having high resolution and a wide depth of focus.

【0019】以下、本発明につき更に詳細に説明する
と、化学増幅ポジ型レジスト材料は、下記一般式(1)
で示される新規なスルホニウム塩を含有するものであ
る。
The present invention will be described in more detail below. The chemically amplified positive resist material is represented by the following general formula (1).
It contains a novel sulfonium salt represented by.

【0020】[0020]

【化4】 [Chemical 4]

【0021】ここで、上記式(1)中のnは0〜2の整
数、mは1〜3の整数であり、n+m=3となる数の組
み合わせとなる。R1は水素原子、アルキル基又はアル
コキシ基である。アルキル基としては、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s
ec−ブチル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、シ
クロヘキシル基等の炭素数1〜8のものが好適であり、
中でもメチル基、エチル基、イソプロピル基、tert
−ブチル基がより好ましく用いられる。アルコキシ基と
しては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソ
プロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、
tert−ブトキシ基、ヘキシロキシ基、シクロヘキシ
ロキシ基等の炭素数1〜8のものが好適であり、中でも
メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、tert
−ブトキシ基がより好ましく用いられる。
Here, in the above formula (1), n is an integer of 0 to 2, m is an integer of 1 to 3, and a combination of numbers is n + m = 3. R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group or an ar
It is a Coxy group . As the alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, s
ec-butyl group, tert-butyl group, hexyl group, cyclohexyl group and the like having 1 to 8 carbon atoms are preferable,
Among them, methyl group, ethyl group, isopropyl group, tert
-Butyl group is more preferably used. As the alkoxy group, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, a sec-butoxy group,
A tert-butoxy group, a hexyloxy group, a cyclohexyloxy group and the like having 1 to 8 carbon atoms are preferable, and among them, a methoxy group, an ethoxy group, an isopropoxy group, and a tert group.
A -butoxy group is more preferably used.

【0022】[0022]

【0023】また、Yはトリフルオロメタンスルホネー
ト又はp−トルエンスルホネートを示し、本発明の新規
なスルホニウム塩は具体的に下記式(1a)又は(1
b)で示される。
Y represents trifluoromethane sulfonate or p-toluene sulfonate, and the novel sulfonium salt of the present invention is specifically represented by the following formula (1a) or (1
It is shown in b).

【0024】[0024]

【化5】 (式中、R1,n,mは上記と同様の意味を示す。)[Chemical 5] (In the formula, R 1 , n and m have the same meanings as described above.)

【0025】この場合、特に式(1b)のスルホニウム
塩をレジスト材料の成分として用いることにより、その
p−トルエンスルホン酸アニオンの効果、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、表面難溶層
の形成を抑えることができ、PED安定性が良好で、T
−トップ形状の原因である表面難溶層の問題、即ちPE
Dの問題を解決することができ、良好な感度が得られる
ものである。
In this case, in particular, by using the sulfonium salt of the formula (1b) as a component of the resist material, the effect of the p-toluenesulfonate anion, that is, deactivation of the acid by the basic compound in the air on the resist surface is used. Since the influence of T can be made extremely small, formation of a surface-insoluble layer can be suppressed, PED stability is good, and T
-Problem with a poorly soluble surface layer that causes the top shape, ie PE
The problem of D can be solved and good sensitivity can be obtained.

【0026】上記式(1a)のスルホニウム塩を具体的
に例示すると、3,4型置換基としてトリフルオロメタ
ンスルホン酸トリス(3,4−ジ−tert−ブトキシ
フェニル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン
酸ビス(3,4−ジ−tert−ブトキシフェニル)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(3,4−ジ−tert−ブトキシフェニル)(p−
メチルフェニル)スルホニウム、トリフルオロメタンス
ルホン酸ビス(3,4−ジ−tert−ブトキシフェニ
ル)(m−メチルフェニル)スルホニウム、トリフルオ
ロメタンスルホン酸ビス(3,4−ジ−tert−ブト
キシフェニル)(o−メチルフェニル)スルホニウム、
トリフルオロメタンスルホン酸ビス(3,4−ジ−te
rt−ブトキシフェニル)(p−メトキシフェニル)ス
ルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ビス(3,
4−ジ−tert−ブトキシフェニル)(m−メトキシ
フェニル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン
酸ビス(3,4−ジ−tert−ブトキシフェニル)
(o−メトキシフェニル)スルホニウム、トリフルオロ
メタンスルホン酸ビス(3,4−ジ−tert−ブトキ
シフェニル)(p−tert−ブトキシフェニル)スル
ホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(3,4−ジ
−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウ
ム、トリフルオロメタンスルホン酸(3,4−ジ−te
rt−ブトキシフェニル)ビス(p−メチルフェニル)
スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(3,4
−ジ−tert−ブトキシフェニル)ビス(m−メチル
フェニル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン
酸(3,4−ジ−tert−ブトキシフェニル)ビス
(o−メチルフェニル)スルホニウム、トリフルオロメ
タンスルホン酸(3,4−ジ−tert−ブトキシフェ
ニル)ビス(p−メトキシフェニル)スルホニウム、ト
リフルオロメタンスルホン酸(3,4−ジ−tert−
ブトキシフェニル)ビス(m−メトキシフェニル)スル
ホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(3,4−ジ
−tert−ブトキシフェニル)ビス(o−メトキシフ
ェニル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸
(3,4−ジ−tert−ブトキシフェニル)ビス(p
−tert−ブトキシフェニル)スルホニウムなど、ま
た、2,4型置換基としては、トリフルオロメタンスル
ホン酸(2,4−ジ−tert−ブトキシフェニル)ジ
フェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸
(2,4−ジ−tert−ブトキシフェニル)ビス(p
−メチルフェニル)スルホニウム、トリフルオロメタン
スルホン酸(2,4−ジ−tert−ブトキシフェニ
ル)ビス(m−メチルフェニル)スルホニウム、トリフ
ルオロメタンスルホン酸(2,4−ジ−tert−ブト
キシフェニル)ビス(o−メチルフェニル)スルホニウ
ム、トリフルオロメタンスルホン酸(2,4−ジ−te
rt−ブトキシフェニル)ビス(p−メトキシフェニ
ル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸
(2,4−ジ−tert−ブトキシフェニル)ビス(m
−メトキシフェニル)スルホニウム、トリフルオロメタ
ンスルホン酸(2,4−ジ−tert−ブトキシフェニ
ル)ビス(o−メトキシフェニル)スルホニウム、トリ
フルオロメタンスルホン酸(2,4−ジ−tert−ブ
トキシフェニル)ビス(p−tert−ブトキシフェニ
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 (1a) include tris (3,4-di-tert-butoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate and bis (trifluoromethanesulfonate) as 3,4 type substituents. 3,4-di-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium, bis (3,4-di-tert-butoxyphenyl) trifluoromethanesulfonate (p-
Methylphenyl) sulfonium, bis (3,4-di-tert-butoxyphenyl) trifluoromethanesulfonate (m-methylphenyl) sulfonium, bis (3,4-di-tert-butoxyphenyl) trifluoromethanesulfonate (o- Methylphenyl) sulfonium,
Bis (3,4-di-te) trifluoromethanesulfonate
rt-butoxyphenyl) (p-methoxyphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid bis (3,3)
4-di-tert-butoxyphenyl) (m-methoxyphenyl) sulfonium, bis (3,4-di-tert-butoxyphenyl) trifluoromethanesulfonate
(O-Methoxyphenyl) sulfonium, bis (3,4-di-tert-butoxyphenyl) trifluoromethanesulfonate (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (3,4-di-tert-butoxyphenyl) ) Diphenylsulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (3,4-di-te
rt-Butoxyphenyl) bis (p-methylphenyl)
Sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (3,4
-Di-tert-butoxyphenyl) bis (m-methylphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (3,4-di-tert-butoxyphenyl) bis (o-methylphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (3,4 -Di-tert-butoxyphenyl) bis (p-methoxyphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (3,4-di-tert-
Butoxyphenyl) bis (m-methoxyphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (3,4-di-tert-butoxyphenyl) bis (o-methoxyphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (3,4-di-tert-) Butoxyphenyl) bis (p
Etc. -tert- butoxy phenyl) sulfonium beam, also 2,4-type substituents include trifluoromethanesulfonic acid (2,4-di -tert- butoxy phenyl) diphenyl sulfonium trifluoromethane sulfonic acid (2,4 Di-tert-butoxyphenyl) bis (p
-Methylphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (2,4-di-tert-butoxyphenyl) bis (m-methylphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (2,4-di-tert-butoxyphenyl) bis (o -Methylphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (2,4-di-te
rt-Butoxyphenyl) bis (p-methoxyphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (2,4-di-tert-butoxyphenyl) bis (m
-Methoxyphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (2,4-di-tert-butoxyphenyl) bis (o-methoxyphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (2,4-di-tert-butoxyphenyl) bis (p etc. -tert- butoxy phenyl) sulfonium beam and the like.

【0027】上記式(1b)のスルホニウム塩を具体的
に例示すると、3,4型置換基としてp−トルエンスル
ホン酸トリス(3,4−ジ−tert−ブトキシフェニ
ル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸ビス(3,
4−ジ−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホ
ニウム、p−トルエンスルホン酸ビス(3,4−ジ−t
ert−ブトキシフェニル)(p−メチルフェニル)ス
ルホニウム、p−トルエンスルホン酸ビス(3,4−ジ
−tert−ブトキシフェニル)(m−メチルフェニ
ル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸ビス(3,
4−ジ−tert−ブトキシフェニル)(o−メチルフ
ェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸ビス
(3,4−ジ−tert−ブトキシフェニル)(p−メ
トキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン
酸ビス(3,4−ジ−tert−ブトキシフェニル)
(m−メトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエン
スルホン酸ビス(3,4−ジ−tert−ブトキシフェ
ニル)(o−メトキシフェニル)スルホニウム、p−ト
ルエンスルホン酸(3,4−ジ−tert−ブトキシフ
ェニル)(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニ
ウム、p−トルエンスルホン酸(3,4−ジ−tert
−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−ト
ルエンスルホン酸(3,4−ジ−tert−ブトキシフ
ェニル)ビス(p−メチルフェニル)スルホニウム、p
−トルエンスルホン酸(3,4−ジ−tert−ブトキ
シフェニル)ビス(m−メチルフェニル)スルホニウ
ム、p−トルエンスルホン酸(3,4−ジ−tert−
ブトキシフェニル)ビス(o−メチルフェニル)スルホ
ニウム、p−トルエンスルホン酸(3,4−ジ−ter
t−ブトキシフェニル)ビス(p−メトキシフェニル)
スルホニウム、p−トルエンスルホン酸(3,4−ジ−
tert−ブトキシフェニル)ビス(m−メトキシフェ
ニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸(3,4
−ジ−tert−ブトキシフェニル)ビス(o−メトキ
シフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸
(3,4−ジ−tert−ブトキシフェニル)ビス(p
−tert−ブトキシフェニル)スルホニウムなど、ま
た、2,4型置換基としては、p−トルエンスルホン酸
(2,4−ジ−tert−ブトキシフェニル)ジフェニ
ルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(2,4−ジ
−tert−ブトキシフェニル)ビス(p−メチルフェ
ニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸(2,4
−ジ−tert−ブトキシフェニル)ビス(m−メチル
フェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸
(2,4−ジ−tert−ブトキシフェニル)ビス(o
−メチルフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホ
ン酸(2,4−ジ−tert−ブトキシフェニル)ビス
(p−メトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエン
スルホン酸(2,4−ジ−tert−ブトキシフェニ
ル)ビス(m−メトキシフェニル)スルホニウム、p−
トルエンスルホン酸(2,4−ジ−tert−ブトキシ
フェニル)ビス(o−メトキシフェニル)スルホニウ
ム、p−トルエンスルホン酸(2,4−ジ−tert−
ブトキシフェニル)ビス(p−tert−ブトキシフェ
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 (1b) include tris (3,4-di-tert-butoxyphenyl) sulfonium p-toluenesulfonate and p-toluenesulfonic acid as 3,4 type substituents. Screw (3,
4-di-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium, p-toluenesulfonate bis (3,4-di-t)
ert-butoxyphenyl) (p-methylphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonate bis (3,4-di-tert-butoxyphenyl) (m-methylphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonate bis (3,3)
4-di-tert-butoxyphenyl) (o-methylphenyl) sulfonium, bis (3,4-di-tert-butoxyphenyl) (p-methoxyphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonate bis ( 3,4-di-tert-butoxyphenyl)
(M-Methoxyphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonic acid bis (3,4-di-tert-butoxyphenyl) (o-methoxyphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonic acid (3,4-di-tert-butoxyphenyl) ) (P-tert-Butoxyphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonic acid (3,4-di-tert)
-Butoxyphenyl) diphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid (3,4-di-tert-butoxyphenyl) bis (p-methylphenyl) sulfonium, p
-Toluenesulfonic acid (3,4-di-tert-butoxyphenyl) bis (m-methylphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonic acid (3,4-di-tert-)
Butoxyphenyl) bis (o-methylphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonic acid (3,4-di-ter
t-butoxyphenyl) bis (p-methoxyphenyl)
Sulfonium, p-toluenesulfonic acid (3,4-di-
tert-butoxyphenyl) bis (m-methoxyphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonic acid (3,4
-Di-tert-butoxyphenyl) bis (o-methoxyphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonic acid (3,4-di-tert-butoxyphenyl) bis (p
Etc. -tert- butoxy phenyl) sulfonium beam, also 2,4 type as the substituent, p- toluenesulfonic acid (2,4-di -tert- butoxy phenyl) diphenyl sulfonium, p- toluenesulfonic acid (2, 4-di-tert-butoxyphenyl) bis (p-methylphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonic acid (2,4
-Di-tert-butoxyphenyl) bis (m-methylphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonic acid (2,4-di-tert-butoxyphenyl) bis (o
-Methylphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonic acid (2,4-di-tert-butoxyphenyl) bis (p-methoxyphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonic acid (2,4-di-tert-butoxyphenyl) bis (M-Methoxyphenyl) sulfonium, p-
Toluenesulfonic acid (2,4-di-tert-butoxyphenyl) bis (o-methoxyphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonic acid (2,4-di-tert-)
Butoxyphenyl) etc. bis (p-tert-butoxy phenyl) sulfonium beam and the like.

【0028】上記式(1)のスルホニウム塩は、以下の
ような経路により合成できる。即ち、ジ−tert−ブ
トキシフェニル基を1個持つ新規なスルホニウム塩を合
成する場合は、下記式(5)で示されるハロゲン化ジヒ
ドロキシベンゼンとイソブテン(6)の酸の縮合で得ら
れるハロゲン化ジ−tert−ブトキシベンゼン(7)
をTHF中マグネシウムと反応させジ−tert−ブト
キシフェニルグリニヤ(4)とし、有機溶媒中で下記一
般式(2)で示されるスルホキシドにトリメチルシリル
スルホネート(3)を反応させ、この溶液にグリニヤ試
薬を反応させることにより下記一般式(1c)で示され
る新規なスルホニウム塩を合成することができる。
The sulfonium salt of the above formula (1) can be synthesized by the following route. That is, when synthesizing a novel sulfonium salt having one di-tert-butoxyphenyl group, a halogenated dihydroxybenzene represented by the following formula (5) and a halogenated dihydroxybenzene obtained by condensation of an acid of isobutene (6) are obtained. -Tert-Butoxybenzene (7)
Is reacted with magnesium in THF to give di-tert-butoxyphenyl Grignard (4), the sulfoxide represented by the following general formula (2) is reacted with trimethylsilyl sulfonate (3) in an organic solvent, and the Grignard reagent is added to this solution. By reacting, a novel sulfonium salt represented by the following general formula (1c) can be synthesized.

【0029】[0029]

【化6】 (式中、R1は水素原子、アルキル基又はアルコキシ基
を示し、Xは塩素原子又は臭素原子であり、Yはトリフ
ルオロメタンスルホネート又はp−トルエンスルホネー
トを示す。)
[Chemical 6] (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an alkoxy group , X represents a chlorine atom or a bromine atom, and Y represents trifluoromethanesulfonate or p-toluenesulfonate.)

【0030】この場合、上記ハロゲン化ジヒドロキシベ
ンゼン(5)とイソブテン(6)を反応させる際には、
イソブテン(6)をハロゲン化ジヒドロキシベンゼン
(5)1モルに対して1〜20モル、好ましくは5〜1
0モルの割合で加え、触媒としてトリフルオロメタンス
ルホン酸等の強酸を0.01〜0.3モル、好ましくは
0.02〜0.1モルの割合で用い、塩化メチレン等の
有機溶媒中で−10〜−70℃の温度範囲で反応させる
ことが望ましい。ハロゲン化ジヒドロキシベンゼン
(5)としては4−クロロカテコール、4−ブロモレゾ
ルシノール等を用いることが好ましい。ハロゲン化ジ−
tert−ブトキシベンゼン(7)をマグネシウムと反
応させる場合はTHF等の有機溶媒中で行うことが望ま
しい。
In this case, when the halogenated dihydroxybenzene (5) is reacted with isobutene (6),
Isobutene (6) is 1 to 20 mol, preferably 5 to 1 mol per 1 mol of halogenated dihydroxybenzene (5).
In addition in an amount of 0 mol, a strong acid such as trifluoromethanesulfonic acid is used as a catalyst in an amount of 0.01 to 0.3 mol, preferably 0.02 to 0.1 mol, in an organic solvent such as methylene chloride. It is desirable to react in the temperature range of 10 to -70 ° C. As the halogenated dihydroxybenzene (5), 4-chlorocatechol, 4-bromoresorcinol and the like are preferably used. Halogenated di-
When reacting tert-butoxybenzene (7) with magnesium, it is desirable to carry out in an organic solvent such as THF.

【0031】次に、スルホニウム塩(1c)を合成する
際には、トリメチルシリルスルホネート(3)をスルホ
キシド(2)1モルに対して1〜5モル、好ましくは2
〜3モル、ジ−tert−ブトキシフェニルグリニヤ
(4)を1〜5モル、好ましくは2〜3モルの割合で加
え、トリメチルシリルスルホネート(3)中に存在する
微量の酸性不純物によるtert−ブトキシ基の切断を
防ぐためにトリエチルアミン、ピリジンのような有機塩
基の存在下、THF、塩化メチレン等の有機溶媒中で反
応させることにより目的化合物である新規なスルホニウ
ム塩(1c)を得ることができる。なお、反応温度は0
〜10℃で0.5〜3時間反応することが望ましい。
Next, in synthesizing the sulfonium salt (1c), trimethylsilyl sulfonate (3) is used in an amount of 1 to 5 mol, preferably 2 mol, based on 1 mol of the sulfoxide (2).
~ 3 mol, di-tert-butoxyphenyl Grignard (4) at a ratio of 1-5 mol, preferably 2-3 mol, and tert-butoxy group due to a trace amount of acidic impurities present in trimethylsilyl sulfonate (3). In order to prevent the cleavage of the compound, it is allowed to react in an organic solvent such as THF and methylene chloride in the presence of an organic base such as triethylamine and pyridine to obtain a novel sulfonium salt (1c) as a target compound. The reaction temperature is 0
It is desirable to react at -10 ° C for 0.5 to 3 hours.

【0032】スルホキシド(2)としては、ジフェニル
スルホキシドや下記一般式のビス(4−tert−ブト
キシフェニル)スルホキシド(2a)(特開平7−21
5930号公報)、ビス(4−ジメチルアミノフェニ
ル)スルホキシド(2b)などを用いることが好まし
い。
Examples of the sulfoxide (2) include diphenyl sulfoxide and bis (4-tert-butoxyphenyl) sulfoxide (2a) represented by the following general formula (JP-A-7-21 ).
5930 ), bis (4-dimethylaminophenyl) sulfoxide (2b), and the like are preferably used.

【0033】[0033]

【化7】 [Chemical 7]

【0034】また、ジ−tert−ブトキシフェニル基
を2個持つ新規なスルホニウム塩を合成する場合は、ス
ルホキシドとしてビス(3,4−ジ−tert−ブトキ
シフェニル)スルホキシド(2c)を用いて、トリメチ
ルシリルスルホネート(3)とグリニヤ試薬(8)との
反応により、下記一般式(1d)で示される新規なスル
ホニウム塩を合成することができる。
When synthesizing a novel sulfonium salt having two di-tert-butoxyphenyl groups, bis (3,4-di-tert-butoxyphenyl) sulfoxide (2c) is used as the sulfoxide and trimethylsilyl is used. A novel sulfonium salt represented by the following general formula (1d) can be synthesized by reacting the sulfonate (3) with the Grignard reagent (8).

【0035】[0035]

【化8】 (式中、R1は水素原子、アルキル基又はアルコキシ基
を示し、Xは塩素原子又は臭素原子であり、Yはトリフ
ルオロメタンスルホネート又はp−トルエンスルホネー
トを示す。)
[Chemical 8] (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an alkoxy group , X represents a chlorine atom or a bromine atom, and Y represents trifluoromethanesulfonate or p-toluenesulfonate.)

【0036】なお、グリニヤ試薬(8)としては、フェ
ニルグリニヤ、4−tert−ブトキシフェニルグリニ
ヤ、4−tert−ジメチルアミノフェニルグリニヤ、
p−メチルフェニルグリニヤ等を用いることが好まし
い。また、ビス(3,4−ジ−tert−ブトキシフェ
ニル)スルホキシド(2c)は、3,4−ジ−tert
−ブトキシフェニルグリニヤ(4a)をTHFのような
有機溶媒中、塩化チオニルと反応させることにより得ら
れる。
As the Grignard reagent (8), phenyl Grignard, 4-tert-butoxyphenyl Grignard, 4-tert-dimethylaminophenyl Grignard,
It is preferable to use p-methylphenyl Grignard or the like. In addition, bis (3,4-di-tert-butoxyphenyl) sulfoxide (2c) is 3,4-di-tert.
-Butoxyphenyl Grignard (4a) is obtained by reacting with thionyl chloride in an organic solvent such as THF.

【0037】[0037]

【化9】 (式中、Xは塩素原子又は臭素原子を示す。)[Chemical 9] (In the formula, X represents a chlorine atom or a bromine atom.)

【0038】更に、ジ−tert−ブトキシフェニル基
を3個持つ新規なスルホニウム塩を合成する場合は、ス
ルホキシドとしてビス(3,4−ジ−tert−ブトキ
シフェニル)スルホキシド(2c)を用いて、トリメチ
ルシリルスルホネート(3)とジ−tert−ブトキシ
フェニルグリニヤ(4)との反応により、下記一般式
(1e)で示される新規なスルホニウム塩を合成するこ
とができる。
Further, when synthesizing a novel sulfonium salt having three di-tert-butoxyphenyl groups, bis (3,4-di-tert-butoxyphenyl) sulfoxide (2c) is used as the sulfoxide, and trimethylsilyl is used. A novel sulfonium salt represented by the following general formula (1e) can be synthesized by reacting the sulfonate (3) with di-tert-butoxyphenyl Grignard (4).

【0039】[0039]

【化10】 (式中、R1は水素原子、アルキル基又はアルコキシ基
を示し、Xは塩素原子又は臭素原子であり、Yはトリフ
ルオロメタンスルホネート又はp−トルエンスルホネー
トを示す。)
[Chemical 10] (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an alkoxy group , X represents a chlorine atom or a bromine atom, and Y represents trifluoromethanesulfonate or p-toluenesulfonate.)

【0040】なお、ジ−tert−ブトキシフェニル基
を2個又は3個持つ新規なスルホニウム塩は、前記ジ−
tert−ブトキシフェニル基を1個持つ新規なスルホ
ニウム塩と同様な反応条件で合成することができる。
The novel sulfonium salt having two or three di-tert-butoxyphenyl groups is
It can be synthesized under the same reaction conditions as the novel sulfonium salt having one tert-butoxyphenyl group.

【0041】本発明において、上述のフェノール誘導体
(5)とイソブテン(6)の反応は[実験化学講座第四
版、有機合成2、p.200、日本化学会編 丸善]や
[J.L.Holcombe and T.Livin
ghouse J.Org.Chem.,111−11
5.51.(1986).]を参考にして合成を行っ
た。
In the present invention, the reaction of the above-mentioned phenol derivative (5) with isobutene (6) is described in [Experimental Chemistry Course, Fourth Edition, Organic Synthesis 2, p. 200, The Chemical Society of Japan, Maruzen] and [J. L. Holcombe and T.M. Livin
house J. Org. Chem. , 111-11
5.51. (1986). ] Was referred to for the synthesis.

【0042】なお、ビス(2,4−ジ−tert−ブト
キシフェニル)スルホキシドのような、2,2’位にt
ert−ブトキシ基を有するスルホキシドを原料に用い
た場合は、立体障害のため目的化合物を得ることができ
ない。
It should be noted that the t at the 2,2'-position, such as bis (2,4-di-tert-butoxyphenyl) sulfoxide.
When a sulfoxide having an ert-butoxy group is used as a raw material, the target compound cannot be obtained due to steric hindrance.

【0043】上記一般式(1)で示されるスルホニウム
塩は、化学増幅ポジ型レジスト材料に含有されるもので
あるが、この場合このスルホニウム塩は三成分系(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)有機溶剤を150〜
700部(重量部、以下同じ)、好ましくは250〜5
00部、(B)アルカリ可溶性樹脂を70〜90部、好
ましくは75〜85部、(C)三成分系化学増幅ポジ型
レジスト材料においては、酸不安定基を有する溶解阻止
剤を5〜40部、好ましくは10〜25部、(D)上記
一般式(1)で示されるスルホニウム塩を1〜15部、
好ましくは2〜8部含むことが望ましく、更に必要によ
り(E)他の酸発生剤を0.5〜15部、好ましくは2
〜8部混合したものが好適である。
The sulfonium salt represented by the general formula (1) is contained in the chemically amplified positive resist material. In this case, the sulfonium salt is a three- component system (alkali-soluble resin / acid generator / dissolving agent). it is good suitable for use as acid generators of chemically amplified positive resist composition of the inhibitor). This resist material contains (A) an organic solvent of 150 to
700 parts (weight part, the same applies hereinafter), preferably 250-5
00 parts, 70 to 90 parts, preferably 75 to 85 parts of the (B) alkali-soluble resin, and 5 to 40 parts of the dissolution inhibitor having an acid labile group in the (C) three-component chemically amplified positive resist composition. Parts, preferably 10 to 25 parts, (D) 1 to 15 parts of the sulfonium salt represented by the general formula (1),
It is desirable to contain 2 to 8 parts, and if necessary, (E) another acid generator of 0.5 to 15 parts, preferably 2 parts.
A mixture of up to 8 parts is preferred.

【0044】即ち、本発明のレジスト材料の具体的態様
としては、下記のものを挙げることができる。 i.(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)一般式(1)で示されるスルホニウム塩、 (E)酸発生剤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。 ii.(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)一般式(1)で示されるスルホニウム塩、 (E)下記一般式(2)で示されるオニウム塩 (R2nY …(2) (式中、R2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
はトリフルオロメタンスルホネート又はp−トルエンス
ルホネートを示す。nは2又は3を示す。)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。 iii.(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)一般式(1)で示される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
That is, specific examples of the resist material of the present invention include the following. i. (A) Organic solvent, (B) Alkali-soluble resin, (C) Dissolution inhibitor having acid labile group, (D) Sulfonium salt represented by general formula (1), and (E) Acid generator A chemically amplified positive resist material characterized by: ii. (A) Organic solvent, (B) Alkali-soluble resin, (C) Dissolution inhibitor having acid labile group, (D) Sulfonium salt represented by general formula (1), (E) General formula (2) below. Onium salt represented by (R 2 ) n Y (2) (wherein, R 2 represents the same or different unsubstituted or substituted aromatic group, M represents sulfonium or iodonium, and Y represents
Represents trifluoromethane sulfonate or p-toluene sulfonate. n represents 2 or 3. And a chemically amplified positive resist material. iii. (A) Organic solvent, (B) Alkali-soluble resin, (C) Dissolution inhibitor having acid labile group, (D) Chemical amplification positive product containing sulfonium salt represented by general formula (1) Type resist material .

【0045】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),
Cyclohexanone, ketones such as methyl-2-n-amyl ketone, 3-methoxybutanol, 3-methyl-3
-Alcohols such as methoxybutanol, 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, methyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-ethoxypropionate, etc. Examples thereof include one kind or two or more kinds. At this time, 1-ethoxy-2-propanol, which has the highest solubility of the acid generator of the resist component, is preferably used.

【0046】(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。ポリヒドロキシスチレン誘導体としては、ポリ
ヒドロキシスチレンの水酸基の水素原子を部分的に酸に
不安定な基で置換したものや、ヒドロキシスチレンの共
重合体が挙げられる。前者の場合、酸に不安定な置換基
としては、tert−ブチル基、tert−ブトキシカ
ルボニル基、テトラヒドロピラニル基、メトキシメチル
基、トリメチルシリル基、tert−ブチルジメチルシ
リル基などが挙げられ、tert−ブチル基、tert
−ブトキシカルボニル基、テトラヒドロピラニル基が好
ましく用いられる。後者の場合、ヒドロキシスチレンの
共重合体としては、ヒドロキシスチレンとスチレンの共
重合体、ヒドロキシスチレンとアクリル酸tert−ブ
チルとの共重合体、ヒドロキシスチレンとメタクリル酸
tert−ブチルとの共重合体、ヒドロキシスチレンと
無水マレイン酸との共重合体、ヒドロキシスチレンとマ
レイン酸ジ−tert−ブチルとの共重合体などが挙げ
られる。また、このポリヒドロキシスチレンもしくはそ
の誘導体の重量平均分子量は5,000〜100,00
0とすることが好ましい。
Examples of the alkali-soluble resin as the component (B) include polyhydroxystyrene and its derivatives. Examples of the polyhydroxystyrene derivative include those obtained by partially replacing the hydrogen atom of the hydroxyl group of polyhydroxystyrene with an acid labile group, and a copolymer of hydroxystyrene. In the case of the former, examples of the acid-labile substituent include a tert-butyl group, a tert-butoxycarbonyl group, a tetrahydropyranyl group, a methoxymethyl group, a trimethylsilyl group, and a tert-butyldimethylsilyl group. Butyl group, tert
-Butoxycarbonyl group and tetrahydropyranyl group are preferably used. In the latter case, the copolymer of hydroxystyrene includes a copolymer of hydroxystyrene and styrene, a copolymer of hydroxystyrene and tert-butyl acrylate, a copolymer of hydroxystyrene and tert-butyl methacrylate, Examples thereof include a copolymer of hydroxystyrene and maleic anhydride, a copolymer of hydroxystyrene and di-tert-butyl maleate, and the like. The weight average molecular weight of this polyhydroxystyrene or its derivative is 5,000 to 100,000.
It is preferably 0.

【0047】(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。低
分子量の化合物の例としては、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の水酸基をtert−ブトキシ基やtert−
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−tert
−ブトキシスチレンとtert−ブチルアクリレートの
コポリマーやp−tert−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5,000〜10,000が好ましい。
The dissolution inhibitor of the component (C) has one or more groups capable of being decomposed by an acid in the molecule,
It may be a low molecular weight compound or polymer. Examples of low molecular weight compounds include bisphenol A derivatives and carbonic acid ester derivatives. Particularly, the hydroxyl group of bisphenol A is tert-butoxy group or tert-butoxy group.
Compounds substituted with a butoxycarbonyloxy group are preferred. Examples of polymeric dissolution inhibitors include p-tert.
Examples thereof include a copolymer of butoxystyrene and tert-butyl acrylate and a copolymer of p-tert-butoxystyrene and maleic anhydride. In this case, the weight average molecular weight is preferably 5,000 to 10,000.

【0048】(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。
Examples of the acid generator as the component (E) include onium salts, oxime sulfonic acid derivatives, 2,6-dinitrobenzyl sulfonic acid derivatives, diazonaphthoquinone sulfonic acid ester derivatives, 2,4-bistrichloromethyl-6-.
Aryl-1,3,5-triazine derivative, α, α'-
Examples thereof include bisarylsulfonyldiazomethane derivatives.

【0049】好ましくは、酸発生剤として下記一般式
(2)で示されるオニウム塩を使用する。 (R MY …(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。)
An onium salt represented by the following general formula (2) is preferably used as the acid generator. (R 2 ) n MY (2) (In the formula, R 2 represents the same or different unsubstituted or substituted aromatic group, M represents sulfonium or iodonium, and Y
Represents p-toluene sulfonate or trifluoromethane sulfonate. n represents 2 or 3. )

【0050】ここで、上記芳香族基としてはフェニル
基、上記式(1)で説明した如きアルキル基やアルコキ
シ基で置換されたフェニル基を例示することができる。
Examples of the aromatic group include a phenyl group and a phenyl group substituted with an alkyl group or an alkoxy group as described in the above formula (1).

【0051】具体的にはオニウム塩として下記のヨード
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 the onium salt include the following iodonium salts and sulfonium salts.

【0052】[0052]

【化11】 [Chemical 11]

【0053】更に、本発明の上記レジスト材料には、P
ED安定性のため窒素含有化合物、塗布性を向上させる
ために界面活性剤、基板よりの乱反射を少なくするため
の吸光性材料などの添加剤を添加することもできる。
Further, in the above resist material of the present invention, P
Additives such as a nitrogen-containing compound for ED stability, a surfactant for improving coatability, and a light absorbing material for reducing diffuse reflection from the substrate can be added.

【0054】例えば、窒素含有化合物としては、沸点1
50℃以上のアミン化合物もしくはアミド化合物が挙げ
られる。具体的には、アニリン、N−メチルアニリン、
N,N−ジメチルアニリン、o−トルイジン、m−トル
イジン、p−トルイジン、2,4−ルチジン、キノリ
ン、イソキノリン、ホルムアミド、N−メチルホルムア
ミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、
N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミ
ド、2−ピロリドン、N−メチルピロリドン、イミダゾ
ール、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、o
−アミノ安息香酸、m−アミノ安息香酸、p−アミノ安
息香酸、1,2−フェニレンジアミン、1,3−フェニ
レンジアミン、1,4−フェニレンジアミン、2−キノ
リンカルボン酸、2−アミノ−4−ニトロフェノール、
2−(p−クロロフェニル)−4,6−トリクロロメチ
ル−S−トリアジンなどのトリアジン化合物が挙げられ
る。これらの中では、特にピロリドン、N−メチルピロ
リドン、o−アミノ安息香酸、m−アミノ安息香酸、p
−アミノ安息香酸、1,2−フェニレンジアミン、1,
3−フェニレンジアミン、1,4−フェニレンジアミン
が好ましく用いられる。
For example, the nitrogen-containing compound has a boiling point of 1
Examples thereof include amine compounds or amide compounds at 50 ° C. or higher. Specifically, aniline, N-methylaniline,
N, N-dimethylaniline, o-toluidine, m-toluidine, p-toluidine, 2,4-lutidine, quinoline, isoquinoline, formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide,
N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, 2-pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, imidazole, α-picoline, β-picoline, γ-picoline, o
-Aminobenzoic acid, m-aminobenzoic acid, p-aminobenzoic acid, 1,2-phenylenediamine, 1,3-phenylenediamine, 1,4-phenylenediamine, 2-quinolinecarboxylic acid, 2-amino-4- Nitrophenol,
Examples thereof include triazine compounds such as 2- (p-chlorophenyl) -4,6-trichloromethyl-S-triazine. Among these, especially pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, o-aminobenzoic acid, m-aminobenzoic acid, p
-Aminobenzoic acid, 1,2-phenylenediamine, 1,
3-Phenylenediamine and 1,4-phenylenediamine are preferably used.

【0055】また、界面活性剤としては、パーフルオロ
アルキルポリオキシエチレンエタノール、フッ素化アル
キルエステル、パーフルオロアルキルアミンオキサイ
ド、パーフルオロアルキルEO付加物などが挙げられ
る。
Further, examples of the surfactant include perfluoroalkyl polyoxyethylene ethanol, fluorinated alkyl ester, perfluoroalkyl amine oxide, perfluoroalkyl EO adduct and the like.

【0056】更に、吸光性材料としては、ジアリールス
ルホキシド、ジアリールスルホン、9,10−ジメチル
アントラセン、9−フルオレノン等が挙げられる。
Further, examples of the light absorbing material include diaryl sulfoxide, diaryl sulfone, 9,10-dimethylanthracene, 9-fluorenone and the like.

【0057】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料は254〜1
93nm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 carried out by employing a known lithography technique. Particularly, in the resist material of the present invention, 254-1 is used.
It is most suitable for fine patterning by far-ultraviolet light of 93 nm and electron beam.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明の新規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は、このスルホニウム塩が
ジ−tert−ブトキシフェニル基を有していることに
より、露光部と未露光部の溶解コントラストを大きくす
ることができるため、微細加工技術に適した高解像性を
有するものであり、本発明の一般式(1)で示されるス
ルホニウム塩を含有するレジスト材料は、ポジ型レジス
ト材料として遠紫外線、電子線、X線等の高エネルギー
線、特にKrFエキシマレーザー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、感度、解像度、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。
The chemically amplified positive resist composition containing the novel sulfonium salt of the present invention has a dissolution contrast between exposed and unexposed areas because the sulfonium salt has a di-tert-butoxyphenyl group. Therefore, the resist material containing a sulfonium salt represented by the general formula (1) of the present invention has a high resolution suitable for a microfabrication technique. It has a high sensitivity to high energy rays such as ultraviolet rays, electron beams, and X-rays, especially KrF excimer laser, and can be patterned by developing with an alkaline aqueous solution, and has excellent sensitivity, resolution, and plasma etching resistance.
Moreover, the heat resistance of the resist pattern is also excellent.

【0059】[0059]

【実施例】以下、実施例と比較例を示して本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるもの
ではない。なお、実施例、比較例の説明に先立ち、本発
明の新規なスルホニウム塩の合成例を参考例として示
す。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. Prior to the description of the examples and comparative examples, synthetic examples of the novel sulfonium salt of the present invention are shown as reference examples.

【0060】[参考例1]トリフルオロメタンスルホン酸ビス(4−tert−ブ
トキシフェニル)(3,4−ジ−tert−ブトキシフ
ェニル)スルホニウムの合成 ビス(4−tert−ブトキシフェニル)スルホキシド
17.8g(0.052mol)をTHF52gに溶解
させ、氷水浴にて冷却した。これにトリエチルアミン
5.3g(0.052mol)を加え、更にトリメチル
シリルトリフラート28.6g(0.13mol)を1
0℃を超えないようにコントロールしながら滴下した。
この溶液に、1,2−ジ−tert−ブトキシ−4−ク
ロロベンゼン20.5g(0.08mol)、金属マグ
ネシウム1.9g(0.08mol)及びTHF40g
を用いて常法にて調製したグリニヤ試薬を10℃を超え
ないようにコントロールしながら滴下した。更に反応温
度を0〜10℃として反応の熟成を30分間行った。反
応液に20%塩化アンモニウム水溶液300gを加えて
反応の停止と分液を行った後、有機層にクロロホルム3
00gを加えた。有機層を水200gを用いて2回水洗
した後、溶媒を減圧溜去して油状物を得た。この油状物
をカラムクロマトグラフィーにかけて(シリカゲル:溶
出液、クロロホルム−メタノール)、収量12.9g
(収率35%)、純度99%のトリフルオロメタンスル
ホン酸ビス(4−tert−ブトキシフェニル)(3,
4−ジ−tert−ブトキシフェニル)スルホニウムを
単離した。
Reference Example 1 Bis (4-tert-butane ) trifluoromethanesulfonate
Toxoxyphenyl) (3,4-di-tert-butoxide
Synthesis of (phenyl ) sulfonium 17.8 g (0.052 mol) of bis (4-tert-butoxyphenyl) sulfoxide was dissolved in 52 g of THF and cooled in an ice water bath. To this, 5.3 g (0.052 mol) of triethylamine was added, and further 28.6 g (0.13 mol) of trimethylsilyl triflate was added to 1
The mixture was added dropwise while controlling so as not to exceed 0 ° C.
To this solution, 1,2-di-tert-butoxy-4-chlorobenzene 20.5 g (0.08 mol), metallic magnesium 1.9 g (0.08 mol) and THF 40 g.
The Grignard reagent prepared by a conventional method was added dropwise while controlling so as not to exceed 10 ° C. Further, the reaction temperature was set to 0 to 10 ° C. and the reaction was aged for 30 minutes. After adding 300 g of 20% ammonium chloride aqueous solution to the reaction solution to stop the reaction and perform liquid separation, chloroform 3 was added to the organic layer.
00g was added. The organic layer was washed twice with 200 g of water and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain an oily substance. This oil was subjected to column chromatography (silica gel: eluent, chloroform-methanol), yield 12.9 g.
(Yield 35%), purity 99% bis (4-tert-butoxyphenyl) trifluoromethanesulfonate (3,3)
4-di-tert-butoxyphenyl) sulfonium was isolated.

【0061】得られたトリフルオロメタンスルホン酸ビ
ス(4−tert−ブトキシフェニル)(3,4−ジ−
tert−ブトキシフェニル)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
び元素分析の結果を下記に示す。
The resulting trifluoromethanesulfonate bis (4-tert-butoxyphenyl) (3,4-di-
The results of nuclear magnetic resonance spectrum (NMR), infrared spectrum (IR), and elemental analysis of tert-butoxyphenyl) sulfonium are shown below.

【0062】[0062]

【化12】 (a) 1.24 一重項 9H (b) 1.40 一重項 9H (c) 1.43 一重項 18H (d) 7.03〜7.04 二重項 1H (e) 7.17〜7.20 二重項 4H (f) 7.55〜7.53 二重項 4H (g) 7.32〜7.35 多重項 1H (h) 7.21〜7.24 二重項 1H IR:(cm-1) 2080,1586,1488,1396,1369,
1309,1265,1225,1160,1076,
1031,937,894,836,638 元素分析値:(%)C3547723 理論値 C:60.0 H:6.8 実測値 C:60.1 H:6.7
[Chemical 12] (A) 1.24 singlet 9H (b) 1.40 singlet 9H (c) 1.43 singlet 18H (d) 7.03-7.04 doublet 1H (e) 7.17-7. 20 Doublet 4H (f) 7.55 to 7.53 Doublet 4H (g) 7.32 to 7.35 Multiplet 1H (h) 7.21 to 7.24 Doublet 1H IR: (cm -1 ) 2080, 1586, 1488, 1396, 1369,
1309, 1265, 1225, 1160, 1076
1031, 937, 894, 836, 638 Elemental analysis value: (%) C 35 H 47 O 7 S 2 F 3 theoretical value C: 60.0 H: 6.8 actual measurement value C: 60.1 H: 6.7

【0063】[参考例2]トリフルオロメタンスルホン酸ビス(4−tert−ブ
トキシフェニル)(2,4−ジ−tert−ブトキシフ
ェニル)スルホニウムの合成 ビス(4−tert−ブトキシフェニル)スルホキシド
9.0g(0.026mol)をTHF52gに溶解さ
せ、氷水浴にて冷却した。これにトリエチルアミン2.
6g(0.026mol)を加え、更にトリメチルシリ
ルトリフラート14.9g(0.07mol)を10℃
を超えないようにコントロールしながら滴下した。この
溶液に、1,3−ジ−tert−ブトキシ−4−ブロモ
ベンゼン21.1g(0.07mol)、金属マグネシ
ウム1.7g(0.07mol)及びTHF56gを用
いて常法にて調製したグリニヤ試薬を10℃を超えない
ようにコントロールしながら滴下した。更に反応温度を
0〜10℃として反応の熟成を30分間行った。反応液
に20%塩化アンモニウム水溶液140gを加えて反応
の停止と分液を行った後、有機層にクロロホルム100
gを加えた。有機層を水100gを用いて2回水洗した
後、溶媒を減圧溜去して油状物を得た。この油状物をカ
ラムクロマトグラフィーにかけて(シリカゲル:溶出
液、クロロホルム−メタノール)、収量14.4g(収
率79%)、純度99%のトリフルオロメタンスルホン
酸ビス(4−tert−ブトキシフェニル)(2,4−
ジ−tert−ブトキシフェニル)スルホニウムを単離
した。
Reference Example 2 Bis (4-tert-butane ) trifluoromethanesulfonate
Toxyphenyl) (2,4-di-tert-butoxide
Synthesis of ( enyl) sulfonium 9.0 g (0.026 mol) of bis (4-tert-butoxyphenyl) sulfoxide was dissolved in 52 g of THF and cooled in an ice water bath. Triethylamine 2.
6 g (0.026 mol) was added, and further 14.9 g (0.07 mol) of trimethylsilyl triflate was added at 10 ° C.
It dripped while controlling so that it might not exceed. A Grignard reagent prepared by a conventional method using 21.1 g (0.07 mol) of 1,3-di-tert-butoxy-4-bromobenzene, 1.7 g (0.07 mol) of metallic magnesium and 56 g of THF in this solution. Was added dropwise while controlling so as not to exceed 10 ° C. Further, the reaction temperature was set to 0 to 10 ° C. and the reaction was aged for 30 minutes. After adding 140 g of 20% ammonium chloride aqueous solution to the reaction solution to stop the reaction and perform liquid separation, chloroform 100 is added to the organic layer.
g was added. The organic layer was washed twice with 100 g of water and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain an oily substance. This oily substance was subjected to column chromatography (silica gel: eluent, chloroform-methanol), yield 14.4 g (yield 79%), 99% pure bis (4-tert-butoxyphenyl) trifluoromethanesulfonate (2,2). 4-
Di-tert-butoxyphenyl) sulfonium was isolated.

【0064】得られたトリフルオロメタンスルホン酸ビ
ス(4−tert−ブトキシフェニル)(2,4−ジ−
tert−ブトキシフェニル)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
び元素分析の結果を下記に示す。
The resulting trifluoromethanesulfonate bis (4-tert-butoxyphenyl) (2,4-di-
The results of nuclear magnetic resonance spectrum (NMR), infrared spectrum (IR), and elemental analysis of tert-butoxyphenyl) sulfonium are shown below.

【0065】[0065]

【化13】 (a) 1.31 一重項 9H (b) 1.42 一重項 9H (c) 1.43 一重項 18H (d,g,h) 7.03〜7.04 多重項 3H (e) 7.17〜7.20 二重項 4H (f) 7.55〜7.53 二重項 4H IR:(cm-1) 2981,1585,1486,1396,1371,
1309,1265,1225,1157,1074,
1031,999,890,887,844,638 元素分析値:(%)C3547723 理論値 C:60.0 H:6.8 実測値 C:60.2 H:6.7
[Chemical 13] (A) 1.31 singlet 9H (b) 1.42 singlet 9H (c) 1.43 singlet 18H (d, g, h) 7.03 to 7.04 multiplet 3H (e) 7.17 ~ 7.20 Doublet 4H (f) 7.55 to 7.53 Doublet 4H IR: (cm -1 ) 2981, 1585, 1486, 1396, 1371,
1309, 1265, 1225, 1157, 1074
1031, 999, 890, 887, 844, 638 Elemental analysis value: (%) C 35 H 47 O 7 S 2 F 3 theoretical value C: 60.0 H: 6.8 actual measurement value C: 60.2 H: 6 .7

【0066】[参考例3]トリフルオロメタンスルホン酸トリス(3,4−ジ−t
ert−ブトキシフェニル)スルホニウムの合成 ビス(3,4−ジ−tert−ブトキシフェニル)スル
ホキシド58.9g(0.12mol)をTHF120
gに溶解させ、氷水浴にて冷却した。これにトリエチル
アミン12.1g(0.12mol)を加え、更にトリ
メチルシリルトリフラート68.3g(0.31mo
l)を10℃を超えないようにコントロールしながら滴
下した。この溶液に、1,2−ジ−tert−ブトキシ
−4−クロロベンゼン61.6g(0.24mol)、
金属マグネシウム5.8g(0.24mol)及びTH
F100gを用いて常法にて調製したグリニヤ試薬を1
0℃を超えないようにコントロールしながら滴下した。
更に反応温度を0〜10℃として反応の熟成を30分間
行った。反応液に20%塩化アンモニウム水溶液700
gを加えて反応の停止と分液を行った後、有機層にクロ
ロホルム300gを加えた。有機層を水300gを用い
て2回水洗した後、溶媒を減圧溜去して油状物を得た。
この油状物をカラムクロマトグラフィーにかけて(シリ
カゲル:溶出液、クロロホルム−メタノール)、収量1
3.1g(収率20%)、純度99%のトリフルオロメ
タンスルホン酸トリス(3,4−ジ−tert−ブトキ
シフェニル)スルホニウムを単離した。
Reference Example 3 Trifluoromethanesulfonic acid tris (3,4-di-t)
Synthesis of ert-butoxyphenyl) sulfonium 58.9 g (0.12 mol) of bis (3,4-di-tert-butoxyphenyl) sulfoxide was added to THF120.
g, and cooled in an ice-water bath. To this, 12.1 g (0.12 mol) of triethylamine was added, and 68.3 g (0.31 mo) of trimethylsilyl triflate was further added.
1) was added dropwise while controlling so as not to exceed 10 ° C. To this solution, 11.6 g (0.24 mol) of 1,2-di-tert-butoxy-4-chlorobenzene,
Metallic magnesium 5.8 g (0.24 mol) and TH
1 of the Grignard reagent prepared by a conventional method using 100 g of F
The mixture was added dropwise while controlling so as not to exceed 0 ° C.
Further, the reaction temperature was set to 0 to 10 ° C. and the reaction was aged for 30 minutes. 20% ammonium chloride solution 700 in the reaction solution
After the reaction was stopped by adding g, and liquid separation was performed, 300 g of chloroform was added to the organic layer. The organic layer was washed twice with 300 g of water and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain an oily substance.
The oil was subjected to column chromatography (silica gel: eluent, chloroform-methanol), yield 1
3.1 g (yield 20%), tris (3,4-di-tert-butoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate having a purity of 99% was isolated.

【0067】得られたトリフルオロメタンスルホン酸ト
リス(3,4−ジ−tert−ブトキシフェニル)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)、及び元素分析の結果を下記に示す。
The nuclear magnetic resonance spectrum (NMR), infrared spectrum (IR), and elemental analysis results of the obtained tris (3,4-di-tert-butoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate are shown below.

【0068】[0068]

【化14】 (a) 1.22 一重項 27H (b) 1.40 一重項 27H (c) 7.01〜7.02 二重項 3H (d) 7.26〜7.29 二重項 3H (e) 7.40〜7.43 多重項 3H IR:(cm-1) 2080,1579,1484,1402,1394,
1369,1270,1222,1160,1076,
1029,937,916,881,840,833,
640,638 元素分析値:(%)C4363923 理論値 C:61.1 H:7.5 実測値 C:61.0 H:7.4
[Chemical 14] (A) 1.22 singlet 27H (b) 1.40 singlet 27H (c) 7.01 to 7.02 doublet 3H (d) 7.26 to 7.29 doublet 3H (e) 7 .40 to 7.43 multiplet 3H IR: (cm -1 ) 2080, 1579, 1484, 1402, 1394,
1369, 1270, 1222, 1160, 1076
1029, 937, 916, 881, 840, 833
640,638 Elemental analysis: (%) C 43 H 63 O 9 S 2 F 3 theoretical value C: 61.1 H: 7.5 Found C: 61.0 H: 7.4

【0069】[参考例4、5]上記参考例1〜3におい
てスルホキシドの代わりにジフェニルスルホキシドを用
いる以外は参考例1〜3と同様に反応を行い、下記のス
ルホニウム塩を得た。 参考例4 トリフルオロメタンスルホン酸(2,4−ジ−tert
−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム 純度9
8% 収率42%参考例5 トリフルオロメタンスルホン酸(3,4−ジ−tert
−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム 純度9
9% 収率30%
[Reference Examples 4 and 5] In Reference Examples 1 to 3 above
Diphenyl sulfoxide instead of sulfoxide
Reactions were performed in the same manner as in Reference Examples 1 to 3 except that
A ruphonium salt was obtained. Reference example 4 Trifluoromethanesulfonic acid (2,4-di-tert
-Butoxyphenyl) diphenylsulfonium Purity 9
8% yield 42%Reference example 5 Trifluoromethanesulfonic acid (3,4-di-tert
-Butoxyphenyl) diphenylsulfonium Purity 9
9% Yield 30%

【0070】[参考例6〜8]上記参考例1〜3におい
てトリメチルシリルトリフラートの代わりにp−トルエ
ンスルホン酸とトリメチルシリルクロリドとから常法に
より得られたトリメチルシリル−p−トルエンスルホネ
ート(沸点113〜117℃/0.5〜0.6mmH
g)を用いる以外は参考例1〜3と同様に反応を行い、
カウンターアニオンにp−トルエンスルホン酸基を持つ
下記のスルホニウム塩を合成した。参考例6 p−トルエンスルホン酸ビス(4−tert−ブトキシ
フェニル)(2,4−ジ−tert−ブトキシフェニ
ル)スルホニウム 純度97% 収率55%参考例7
−トルエンスルホン酸ビス(4−tert−ブトキシフ
ェニル)(3,4−ジ−tert−ブトキシフェニル)
スルホニウム 純度99% 収率39%参考例8 p−トルエンスルホン酸トリス(3,4−ジ−tert
−ブトキシフェニル)スルホニウム 純度99% 収率
28%
Reference Examples 6 to 8 In the above Reference Examples 1 to 3, trimethylsilyl-p-toluenesulfonate (boiling point: 113 to 117 ° C.) obtained by a conventional method from p-toluenesulfonic acid and trimethylsilyl chloride instead of trimethylsilyltriflate was used. /0.5-0.6 mmH
except that g) is used, the reaction is carried out in the same manner as in Reference Examples 1 to 3,
The following sulfonium salt having a p-toluenesulfonic acid group as a counter anion was synthesized. Reference Example 6 Bis (4-tert-butoxyphenyl) p-toluenesulfonate (2,4-di-tert-butoxyphenyl) sulfonium Purity 97% Yield 55% Reference Example 7 p
-Bis (4-tert-butoxyphenyl) toluenesulfonate (3,4-di-tert-butoxyphenyl)
Sulfonium Purity 99% Yield 39% Reference Example 8 Tris (3,4-di-tert-p-toluenesulfonate)
-Butoxyphenyl) sulfonium Purity 99% Yield 28%

【0071】[実施例、比較例I]下記式(Poly
m.1)で示される部分的に水酸基の水素原子をter
t−ブトキシカルボニル基で保護したポリヒドロキシス
チレンと、下記式(Polym.2)で示される部分的
に水酸基の水素原子をtert−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)で示される部分的に水酸基の水素原子をテトラヒド
ロ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.5)で示されるオニ
ウム塩から選ばれる酸発生剤と、下記式(DRI.1)
で示される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製した。
[Examples and Comparative Example I] The following formula (Poly)
m. 1) Terminate the partial hydrogen atom of the hydroxyl group
Polyhydroxystyrene protected with a t-butoxycarbonyl group, polyhydroxystyrene in which a hydrogen atom of a partial hydroxyl group represented by the following formula (Polym.2) is protected with a tert-butyl group, or the following formula (Polym.
3) Polyhydroxystyrene in which a hydrogen atom of a hydroxyl group is partially protected by a tetrahydropyranyl group, and an acid generator selected from onium salts represented by the following formulas (PAG.1) to (PAG.5). , The following formula (DRI.1)
A 2,2′-bis (4-tert-butoxycarbonyloxyphenyl) propane dissolution inhibitor represented by
Dissolved in ethoxy-2-propanol, Table 1 and Table 2
A resist solution having the composition shown in was prepared.

【0072】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製し
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、0.8μm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。
A resist solution was prepared by filtering each of these compositions through a 0.2 μm Teflon filter. This was spin-coated on a silicone wafer and coated to 0.8 μm. Then, the silicone wafer was baked on a hot plate at 100 ° C. for 120 seconds.

【0073】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秒間ベークを施し、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 (NSR 2005EX NA = 0.5, manufactured by Nikon Corporation), and baking was performed at 90 ° C. for 60 seconds to obtain 2.38%.
Development with an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide made it possible to obtain a positive pattern.

【0074】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.
35μm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(感度:Eop)
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。実施例の評価結果を表1、並び
に比較例の評価結果を表2に示す。
The obtained resist pattern was evaluated as follows. First, the sensitivity (Eth value) was obtained. Next, 0.
Optimum exposure amount (sensitivity: Eop) that resolves the top and bottom of 35 μm line and space 1: 1
The minimum line width of the separated lines and spaces in this exposure amount was defined as the resolution of the evaluation resist. The shape of the resolved resist pattern was observed using a scanning electron microscope. The evaluation results of Examples are shown in Table 1, and the evaluation results of Comparative Examples are shown in Table 2.

【0075】[0075]

【化15】 [Chemical 15]

【0076】[0076]

【化16】 [Chemical 16]

【0077】[0077]

【表1】 [Table 1]

【0078】[0078]

【表2】 [Table 2]

【0079】[実施例、比較例II]酸発生剤として下
記式(PAG.6〜8)或いは上記式(PAG.4,
5)を用いる以外は上記実施例、比較例Iと同様にして
ポジ型パターンを得た後、得られたレジストパターンを
次のように評価した。なお、実施例28にはPED安定
性のため、窒素含有化合物を添加剤として加えた。
[Examples, Comparative Examples II] Acid generators represented by the following formulas (PAG.6 to 8) or the above formulas (PAG.4, 4)
A positive type pattern was obtained in the same manner as in the above-mentioned Example and Comparative Example I except that 5) was used, and the obtained resist pattern was evaluated as follows. A nitrogen-containing compound was added to Example 28 as an additive for PED stability.

【0080】まず、感度(Eth値)を求めた。次に、
0.35μm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(感度:Eo
p)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安定性
は、最適露光量で露光後、放置時間を変えてPEBを行
い、レジストパターン形状の変化が観測された時間、例
えばラインパターンがT−トップ形状となったり、解像
できなくなった時間で評価した。この時間が長い程PE
D安定性に富む。実施例の評価結果を表3、並びに比較
例の評価結果を表4に示す。
First, the sensitivity (Eth value) was determined. next,
The optimal exposure dose (sensitivity: Eo) is the exposure dose that resolves the top and bottom of a 0.35 μm line and space 1: 1.
As p), the minimum line width of the separated lines and spaces in 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. Regarding the PED stability of the resist, after the exposure with the optimum exposure amount, PEB is performed by changing the standing time, and the time when the change of the resist pattern shape is observed, for example, the line pattern becomes the T-top shape or the resolution becomes impossible. It was evaluated by the time. The longer this time is PE
D High in stability. Table 3 shows the evaluation results of the examples, and Table 4 shows the evaluation results of the comparative examples.

【0081】[0081]

【化17】 [Chemical 17]

【0082】[0082]

【表3】 [Table 3]

【0083】[0083]

【表4】 [Table 4]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 聡 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 田中 啓順 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 河合 義夫 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 中村 二朗 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−287174(JP,A) 特開 平4−219757(JP,A) 特開 平4−215662(JP,A) 特開 平4−248554(JP,A) 特開 平7−333834(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 7/00 - 7/42 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Satoshi Watanabe 28-1 Nishifukushima, Chugiki-mura, Nakakubiki-gun, Niigata Pref. 28-1 Nishi-Fukushima Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Synthetic Technology Research Laboratory (72) Inventor Keijun Tanaka 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Yoshio Kawai Chiyoda, Tokyo 1-6, Saiwaicho, Uchi-ku, Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor, Jiro Nakamura, 1-1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan (56) Reference: JP-A-6-287174 (JP, A) JP 4-219757 (JP, A) JP 4-215662 (JP, A) JP 4-248554 (JP, A) JP 7-333834 JP, A) (58) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) G03F 7/00 - 7/42

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記一般式(1)で示される新規スルホ
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。 【化1】 (式中、R1は水素原子、アルキル基又はアルコキシ基
を示し、Yはトリフルオロメタンスルホネート又はp−
トルエンスルホネートを示す。nは0〜2の整数、mは
1〜3の整数で、n+m=3である。)
1. A chemically amplified positive resist composition containing a novel sulfonium salt represented by the following general formula (1). [Chemical 1] (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an alkoxy group, and Y represents trifluoromethanesulfonate or p-
Indicates toluene sulfonate. n is an integer of 0 to 2, m is an integer of 1 to 3, and n + m = 3. )
【請求項2】 下記一般式(1’)で示される新規スル
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。 【化18】 (式中、Yはトリフルオロメタンスルホネート又はp−
トルエンスルホネートを示す。)
2. A chemically amplified positive type resist material containing a novel sulfonium salt represented by the following general formula (1 ′). [Chemical 18] (In the formula, Y is trifluoromethanesulfonate or p-
Indicates toluene sulfonate. )
【請求項3】 化学増幅ポジ型レジスト材料が三成分系
のものである請求項1又は2記載の化学増幅ポジ型レジ
スト材料。
3. The chemically amplified positive resist composition according to claim 1, wherein the chemically amplified positive resist composition is a three-component system.
【請求項4】 化学増幅ポジ型レジスト材料が二成分系
のものである請求項1又は2記載の化学増幅ポジ型レジ
スト材料。
4. The chemically amplified positive resist composition according to claim 1, wherein the chemically amplified positive resist composition is a two-component system.
【請求項5】 (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記載の一般式(1)又は請求項2記載の
一般式(1’)で示されるスルホニウム塩、 (E)酸発生剤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。
5. (A) an organic solvent, (B) an alkali-soluble resin, (C) a dissolution inhibitor having an acid labile group, (D) a general formula (1) according to claim 1 or claim 2. A chemically amplified positive resist composition containing a sulfonium salt represented by the general formula (1 ′) and an (E) acid generator.
【請求項6】 (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記載の一般式(1)又は請求項2記載の
一般式(1’)で示されるスルホニウム塩、 (E)下記一般式(2)で示されるオニウム塩 (R2nMY …(2) (式中、R2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
はトリフルオロメタンスルホネート又はp−トルエンス
ルホネートを示す。nは2又は3を示す。)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。
6. (A) an organic solvent, (B) an alkali-soluble resin, (C) a dissolution inhibitor having an acid labile group, (D) a general formula (1) according to claim 1 or claim 2. A sulfonium salt represented by the general formula (1 ′), (E) an onium salt represented by the following general formula (2) (R 2 ) n MY ... (2) (In the formula, R 2 is the same or different and is unsubstituted or Represents a substituted aromatic group, M represents sulfonium or iodonium, and Y
Represents trifluoromethane sulfonate or p-toluene sulfonate. n represents 2 or 3. And a chemically amplified positive resist material.
【請求項7】 (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記載の一般式(1)又は請求項2記載の
一般式(1’)で示される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。
7. (A) an organic solvent, (B) an alkali-soluble resin, (C) a dissolution inhibitor having an acid labile group, (D) a general formula (1) according to claim 1 or claim 2. A chemically amplified positive resist material containing a sulfonium salt represented by the general formula (1 ′).
【請求項8】 (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5乃至7のいずれか1項
記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
8. A polyhydroxystyrene having a weight average molecular weight of 5,000 to 100,000, in which hydrogen atoms of some hydroxyl groups are substituted with acid labile groups, as the alkali-soluble resin as the component (B). The chemically amplified positive resist material as described in any one of 5 to 7.
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