JP4663456B2 - Positive resist composition and resist pattern forming method - Google Patents

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

Description

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

近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速に微細化が進んでいる。
微細化の手法としては一般に露光光源の短波長化が行われている。具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザー(248nm)が量産の中心となり、さらにArFエキシマレーザー(193nm)が量産で導入され始めている。また、Fエキシマレーザー(157nm)やEUV(極端紫外光)、EB(電子線)等を光源(放射線源)として用いるリソグラフィー技術についても研究が行われている。
In recent years, in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements, miniaturization has rapidly progressed due to advances in lithography technology.
As a technique for miniaturization, the wavelength of an exposure light source is generally shortened. Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line were used, but now KrF excimer laser (248 nm) is the center of mass production, and ArF excimer laser (193 nm) is mass-produced. It has begun to be introduced. Research is also being conducted on lithography technology using an F 2 excimer laser (157 nm), EUV (extreme ultraviolet light), EB (electron beam) or the like as a light source (radiation source).

このような光源を用いたリソグラフィーに用いられるレジスト材料には、該光源に対する感度の高さが求められている。また、感度以外の様々なリソグラフィー特性(解像性、焦点深度幅特性、レジストパターン形状等)についてもさらなる向上が求められている。
かかる要求を満たすレジスト材料の1つとして、ベース樹脂と、露光により酸を発生する酸発生剤とを含有する化学増幅型レジスト組成物が知られている。化学増幅型レジスト組成物には、露光部のアルカリ可溶性が増大するポジ型と、露光部のアルカリ可溶性が低下するネガ型とがある。
現在、化学増幅型レジスト組成物のベース樹脂としては、たとえばKrFエキシマレーザーを光源とする場合には主にポリヒドロキシスチレン(PHS)系樹脂が用いられている。また、ArFエキシマレーザーを光源とする場合には、主に、(α−低級アルキル)アクリル酸から誘導される構成単位を主鎖に有する樹脂(アクリル系樹脂)などが一般的に用いられている。
ベース樹脂の製造においては、原料モノマーおよび重合開始剤、ならびに必要に応じて連鎖移動剤を重合溶媒に溶解した後、加熱することにより重合させる、いわゆる昇温式一括重合法が最も一般的に用いられている。
A resist material used for lithography using such a light source is required to have high sensitivity to the light source. Further improvements are also required for various lithography characteristics (resolution, depth of focus characteristics, resist pattern shape, etc.) other than sensitivity.
As one of resist materials satisfying such requirements, a chemically amplified resist composition containing a base resin and an acid generator that generates an acid upon exposure is known. The chemically amplified resist composition includes a positive type in which the alkali solubility in the exposed area increases and a negative type in which the alkali solubility in the exposed area decreases.
At present, as a base resin of a chemically amplified resist composition, for example, when a KrF excimer laser is used as a light source, a polyhydroxystyrene (PHS) resin is mainly used. When an ArF excimer laser is used as a light source, a resin (acrylic resin) having a structural unit derived from (α-lower alkyl) acrylic acid in the main chain is generally used. .
In the production of a base resin, the so-called temperature rising batch polymerization method, in which a raw material monomer, a polymerization initiator, and if necessary, a chain transfer agent are dissolved in a polymerization solvent and then polymerized by heating, is most commonly used. It has been.

しかし、上述のようなレジスト材料は、形成されるレジストパターンの表面に欠陥(ディフェクト)が発生しやすいという問題がある。ディフェクトとは、例えばKLAテンコール社の表面欠陥観察装置(商品名「KLA」)により、現像後のレジストパターンを真上から観察した際に検知される不具合全般のことである。この不具合とは、例えば現像後のスカム、泡、ゴミ、レジストパターン間のブリッジ、色むら、析出物等である。
ディフェクトの改善は、高解像性のレジストパターンが要求されるようになるにつれて重要となる。特に、ArFエキシマレーザー以降、すなわちArFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV、EB等を光源として微細パターン、たとえば130nm以下のレジストパターンを形成する場合には、ディフェクトの解決の問題がいっそう厳しくなってきている。
However, the resist material as described above has a problem that defects are likely to occur on the surface of the resist pattern to be formed. Defects are general defects detected when a developed resist pattern is observed from directly above, for example, with a surface defect observation apparatus (trade name “KLA”) manufactured by KLA Tencor. Examples of the defects include scum, bubbles, dust, bridges between resist patterns, uneven color, and precipitates after development.
Improving the defect becomes important as a resist pattern having a high resolution is required. In particular, when an ArF excimer laser is used, that is, when a fine pattern such as a resist pattern of 130 nm or less is formed using ArF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV, EB, etc. as a light source, the problem of defect resolution becomes more severe. ing.

ディフェクトの原因の1つとして、ベース樹脂を構成する分子毎の分子量のばらつきや、該分子内における極性の偏りが考えられる。
すなわち、重合反応後の反応系中には、未反応のモノマー、副生したオリゴマーや低分子量のポリマーなどの比較的低分子量のものから、重合度の高い、比較的高分子量のポリマーまで、幅広い分子量のものが存在している。これらの分子は、それぞれ、溶剤やアルカリ現像液に対する溶解性が異なり、このことが、ディフェクトを悪化させる原因の1つと考えられる。
また、現在、ベース樹脂の製造において、原料モノマーとしては、通常、良好なリソグラフィー特性を得るために、2種以上のモノマーが用いられている。たとえば特許文献1には、モノマーとして、エステル部に酸解離性溶解抑制基を有する(メタ)アクリル酸エステル、エステル部にγ−ブチロラクトン骨格等のラクトン骨格を有する(メタ)アクリル酸エステル、エステル部に水酸基等の極性基を含有する多環式基を有する(メタ)アクリル酸エステル等を用いた重合体が記載されている。そして、これらのモノマーは、それぞれ重合反応における反応性(重合速度)が異なる。そのため、上記昇温式一括重合法により製造されるベース樹脂中では、各モノマーから誘導される構成単位が偏って分布しやすく、このことが、ディフェクトを悪化させる原因の1つと考えられる。
As one of the causes of the defect, there may be a variation in the molecular weight of each molecule constituting the base resin, and a polarity deviation in the molecule.
In other words, the reaction system after the polymerization reaction has a wide range from those having relatively low molecular weights such as unreacted monomers, by-produced oligomers and low molecular weight polymers to polymers having a high degree of polymerization and relatively high molecular weights. There is a molecular weight. Each of these molecules has a different solubility in a solvent or an alkaline developer, and this is considered to be one of the causes of worsening the defect.
Currently, in the production of a base resin, two or more types of monomers are usually used as raw material monomers in order to obtain good lithography characteristics. For example, Patent Document 1 discloses, as a monomer, a (meth) acrylic acid ester having an acid dissociable, dissolution inhibiting group in an ester portion, a (meth) acrylic acid ester having a lactone skeleton such as a γ-butyrolactone skeleton in an ester portion, and an ester portion. Describes a polymer using a (meth) acrylic acid ester having a polycyclic group containing a polar group such as a hydroxyl group. And these monomers differ in the reactivity (polymerization rate) in a polymerization reaction, respectively. For this reason, in the base resin produced by the temperature rising batch polymerization method, the structural units derived from the respective monomers tend to be unevenly distributed, which is considered to be one of the causes of worsening the defect.

分子量のばらつきは、重合後、樹脂を精製することにより低減できる。たとえば特許文献2等においては、メタノール等の低級アルコールを用いて樹脂を洗浄することが記載されている。これにより、未反応のモノマー、副生したオリゴマーや低分子量のポリマーなどが除去される。   Variation in molecular weight can be reduced by purifying the resin after polymerization. For example, Patent Document 2 describes that the resin is washed with a lower alcohol such as methanol. This removes unreacted monomers, by-produced oligomers, low molecular weight polymers, and the like.

また、最近、モノマーおよび重合開始剤をそれぞれ別個に溶媒に溶解し、該溶液の少なくとも一方を、重合温度に加熱した重合溶媒中に滴下し、該重合溶媒中でモノマーおよび重合開始剤を反応させることにより重合を行う方法、いわゆる滴下重合法によりベース樹脂を製造することが提案されている(たとえば特許文献3,4参照)。たとえば特許文献4には、モノマー、重合開始剤及び必要に応じて連鎖移動剤を、重合溶媒と同じ又は異なる溶媒に溶解し、該溶液を、重合温度に加熱した重合溶媒中に滴下して重合を行うことによりレジスト用ポリマーを製造する方法が開示されている。滴下重合法は、全ての原料モノマーと重合開始剤とを混合した状態で重合温度まで温度を上げる昇温式一括重合法に比べ、反応の効率もよく、収率も高く、コストが低い等のメリットがある。
特開2003−167347号公報 特開2004−231834号公報 特開2003−206315号公報 特開2004−269855号公報
Recently, the monomer and the polymerization initiator are separately dissolved in a solvent, and at least one of the solutions is dropped into the polymerization solvent heated to the polymerization temperature, and the monomer and the polymerization initiator are reacted in the polymerization solvent. It has been proposed to produce a base resin by a method of performing polymerization by so-called dropping polymerization (see, for example, Patent Documents 3 and 4). For example, in Patent Document 4, a monomer, a polymerization initiator and, if necessary, a chain transfer agent are dissolved in the same or different solvent as a polymerization solvent, and the solution is dropped into a polymerization solvent heated to a polymerization temperature for polymerization. A method for producing a resist polymer by performing the above is disclosed. The drop polymerization method has higher reaction efficiency, higher yield, lower cost, etc. than the temperature rising type batch polymerization method in which the temperature is raised to the polymerization temperature in a state where all the raw material monomers and the polymerization initiator are mixed. There are benefits.
JP 2003-167347 A JP 2004-231834 A JP 2003-206315 A JP 2004-269855 A

滴下重合法によれば、昇温式一括重合法に比べ、分子量分布や、分子内での各種構成単位の分布等にばらつきが少ない樹脂が得られる。そのため、滴下重合法により得られる樹脂は、たとえば溶剤やアルカリ現像液等に対する溶解性のばらつきも少ないと考えられ、したがって、ディフェクトの低減が期待できる。
しかし、本発明者らの検討によれば、滴下重合法により製造される樹脂をベース樹脂として用いた場合、焦点深度幅等のリソグラフィー特性が悪く、実際に使用するには問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ディフェクトが少なく、かつリソグラフィー特性にも優れたポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法を提供することを目的とする。
According to the drop polymerization method, a resin with less variation in molecular weight distribution, distribution of various structural units in the molecule, and the like can be obtained as compared with the temperature rising batch polymerization method. Therefore, it is considered that the resin obtained by the dropping polymerization method has little variation in solubility in, for example, a solvent or an alkaline developer, and therefore, a reduction in defects can be expected.
However, according to the study by the present inventors, when a resin produced by the dropping polymerization method is used as a base resin, the lithography properties such as the depth of focus are poor and there is a problem in practical use.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a positive resist composition and a resist pattern forming method with few defects and excellent lithography characteristics.

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、滴下重合法により製造される樹脂の分子量分布において比較的低分子量のものが占める割合が少ないことがリソグラフィー特性が悪い原因の1つであること、そして、分子量100〜10000の低分子量体を特定範囲内で含有することにより上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明の第一の態様は、酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂成分(A)、および放射線の照射により酸を発生する酸発生剤成分(B)を含有するポジ型レジスト組成物であって、
前記樹脂成分(A)が、酸解離性溶解抑制基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1)と、ラクトン含有単環または多環式基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a2)と、極性基含有脂肪族炭化水素基を含有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a3)と、酸非解離性の脂肪族多環式基を含有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a4)とを主鎖に有する共重合体であり、滴下重合法による重合後、得られた重合反応液を、メタノール:水=100:8〜20(質量比)の混合溶媒に滴下して精製することにより製造される質量平均分子量5000〜20000であり、かつゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される分子量分布において、分子量100〜10000の低分子量領域のピーク面積の割合が、全体のピーク面積に対して55〜80%であることを特徴とするポジ型レジスト組成物である。
本発明の第二の態様は、前記第一の態様のポジ型レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法である。
本発明の第三の態様は、酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂成分(A)、および放射線の照射により酸を発生する酸発生剤成分(B)を含有するポジ型レジスト組成物を製造する方法であって、
酸解離性溶解抑制基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステル、ラクトン含有単環または多環式基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステル、極性基含有脂肪族炭化水素基を含有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルおよび酸非解離性の脂肪族多環式基を含有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルを滴下重合法により重合させ、得られた重合反応液を、メタノール:水=100:8〜20(質量比)の混合溶媒に滴下して精製することにより、質量平均分子量が5000〜20000であり、かつゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される分子量分布において、分子量100〜10000の低分子量領域のピーク面積の割合が、全体のピーク面積に対して55〜80%である共重合体を製造し、該共重合体を、前記樹脂成分(A)として用いることを特徴とするポジ型レジスト組成物の製造方法である。
As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have one of the causes that the lithography properties are poor because the proportion of the molecular weight distribution of the resin produced by the drop polymerization method is relatively small. And it discovered that the said subject was solved by containing the low molecular weight body of molecular weight 100-10000 within a specific range, and completed this invention.
That is, the first aspect of the present invention is a positive resist composition containing a resin component (A) whose alkali solubility is increased by the action of an acid and an acid generator component (B) which generates an acid upon irradiation with radiation. Because
The resin component (A) has a structural unit (a1) derived from an (α-lower alkyl) acrylic acid ester having an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and a lactone-containing monocyclic or polycyclic group (α- A structural unit (a2) derived from a lower alkyl) acrylate ester, a structural unit (a3) derived from an (α-lower alkyl) acrylate ester containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group, containing dissociable aliphatic polycyclic group (alpha-lower alkyl) is a copolymer having the structural unit (a4) in the main chain derived from an acrylate ester, after that by the dropping polymerization method polymerizing the obtained polymerization reaction solution, methanol: water = 100: 8-20 is prepared by purifying dropwise to a mixed solvent (mass ratio), weight average molecular weight of 5,000 to 20,000, and Gerupa A positive resist composition characterized in that the ratio of the peak area of the low molecular weight region having a molecular weight of 100 to 10,000 is 55 to 80% of the total peak area in the molecular weight distribution measured by the association chromatography. is there.
According to a second aspect of the present invention, a resist film is formed on a substrate using the positive resist composition of the first aspect, the resist film is exposed, and the resist film is developed to form a resist. It is a resist pattern formation method including the process of forming a pattern.
The third aspect of the present invention is to produce a positive resist composition containing a resin component (A) whose alkali solubility is increased by the action of an acid and an acid generator component (B) which generates an acid upon irradiation with radiation. A way to
(Α-lower alkyl) acrylate ester having acid dissociable, dissolution inhibiting group, (α-lower alkyl) acrylate ester having lactone-containing monocyclic or polycyclic group, polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (Α-Lower alkyl) acrylic acid ester and (α-lower alkyl) acrylic acid ester containing an acid non-dissociable aliphatic polycyclic group were polymerized by a dropping polymerization method, and the resulting polymerization reaction solution was treated with methanol. : Water = 100: In a molecular weight distribution measured by gel permeation chromatography, the molecular weight is 100 when the weight average molecular weight is 5000 to 20000 by purification by dropping into a mixed solvent of 100: 8 to 20 (mass ratio). Produces a copolymer in which the ratio of the peak area of the low molecular weight region of 10000 is 55 to 80% with respect to the entire peak area , The copolymer is a method for producing a positive resist composition which comprises using as the resin component (A).

なお、本発明において、「構成単位」とは、重合体(樹脂成分)を構成するモノマー単位を意味する。
「露光」は放射線の照射全般を含む概念とする。
In the present invention, the “structural unit” means a monomer unit constituting a polymer (resin component).
“Exposure” is a concept that includes general irradiation of radiation.

本発明により、ディフェクトが少なく、かつリソグラフィー特性にも優れたポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法が提供される。   The present invention provides a positive resist composition and a resist pattern forming method with few defects and excellent lithography properties.

≪ポジ型レジスト組成物≫
本発明のポジ型レジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂成分(A)(以下、(A)成分という)、および放射線の照射により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下、(B)成分という)を含有するものである。
本発明のポジ型レジスト組成物においては、(A)成分と(B)成分とを含有することにより、露光により前記(B)成分から発生した酸が(A)成分に作用することによって(A)成分のアルカリ溶解性が増大し、アルカリ不溶性からアルカリ可溶性に変化する。そのため、レジストパターンの形成において、ポジ型レジスト組成物を用いて得られるレジスト膜に対して選択的露光を行うと、または露光に加えて露光後加熱(PEB)を行うと、露光部はアルカリ可溶性へ転じる一方で、未露光部はアルカリ不溶性のまま変化しないので、アルカリ現像することによりポジ型のレジストパターンが形成できる。
≪Positive resist composition≫
The positive resist composition of the present invention comprises a resin component (A) whose alkali solubility is increased by the action of an acid (hereinafter referred to as (A) component), and an acid generator component (B) that generates an acid upon irradiation with radiation. (Hereinafter referred to as component (B)).
In the positive resist composition of the present invention, by containing the component (A) and the component (B), the acid generated from the component (B) by exposure acts on the component (A) due to exposure (A). ) The alkali solubility of the component is increased, and the alkali insoluble is changed to the alkali soluble. Therefore, when a resist film obtained using a positive resist composition is selectively exposed in the formation of a resist pattern, or when post-exposure heating (PEB) is performed in addition to exposure, the exposed portion is alkali-soluble. On the other hand, since the unexposed portion remains insoluble in alkali and does not change, a positive resist pattern can be formed by alkali development.

<(A)成分>
(A)成分は、滴下重合法により製造される質量平均分子量5000〜20000の樹脂であり、かつゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される分子量分布において、分子量100〜10000の低分子量領域のピーク面積の割合が、全体のピーク面積に対して55〜80%である。これにより、本発明の効果が発揮される。
<(A) component>
The component (A) is a resin having a mass average molecular weight of 5,000 to 20,000 produced by a dropping polymerization method, and a molecular weight distribution measured by gel permeation chromatography (GPC) in a low molecular weight region having a molecular weight of 100 to 10,000. The ratio of the peak area is 55 to 80% with respect to the entire peak area. Thereby, the effect of the present invention is exhibited.

(A)成分は、滴下重合法により得られる樹脂であって、質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)が5000〜20000の範囲内である必要がある。この範囲の上限以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性がある。この範囲の下限以上であると、リソグラフィー特性が良好であり、また、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状などが良好である。Mwは、6000〜15000がより好ましく、7000〜12000が最も好ましい。
また分散度(Mw/Mn)は1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.2〜2.5が最も好ましい。
The component (A) is a resin obtained by a dropping polymerization method, and the mass average molecular weight (Mw) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) needs to be in the range of 5000 to 20000. If it is below the upper limit of this range, there is sufficient solubility in a resist solvent for use as a resist. When it is at least the lower limit of this range, the lithography properties are good, and the dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape are good. As for Mw, 6000-15000 are more preferable, and 7000-12000 are the most preferable.
Further, the dispersity (Mw / Mn) is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.2 to 2.5.

滴下重合法は、モノマーおよび重合開始剤をそれぞれ別個に溶媒に溶解し、該溶液の少なくとも一方を、重合温度に加熱した重合溶媒(重合反応系)中に滴下し、該重合溶媒中でモノマーおよび重合開始剤(および必要に応じて連鎖移動剤)を反応させることにより重合を行う方法である。
滴下重合法としては、公知の方法が利用できる。たとえば、重合反応系中にモノマー溶液および重合開始剤溶液をそれぞれ別個に滴下する方法、予め、重合反応系中にモノマーおよび重合開始剤の一方を溶解させておき、そこに他方の溶液を滴下する方法等が挙げられる。
本発明においては、滴下重合法として、原料となる少なくとも1種のモノマーを含有する少なくとも1種のモノマー溶液と、重合開始剤を含有する重合開始剤溶液とを、各々独立した貯槽に保持し、重合系内に連続的または断続的に供給してラジカル重合させる方法が好ましく用いられる。
In the dropping polymerization method, a monomer and a polymerization initiator are separately dissolved in a solvent, and at least one of the solutions is dropped into a polymerization solvent (polymerization reaction system) heated to a polymerization temperature. In this method, polymerization is performed by reacting a polymerization initiator (and a chain transfer agent if necessary).
A known method can be used as the dropping polymerization method. For example, a method in which a monomer solution and a polymerization initiator solution are dropped separately in a polymerization reaction system, in which one of a monomer and a polymerization initiator is previously dissolved in the polymerization reaction system, and the other solution is dropped therein. Methods and the like.
In the present invention, as the dropping polymerization method, at least one monomer solution containing at least one monomer as a raw material, and a polymerization initiator solution containing a polymerization initiator are held in independent tanks, respectively. A method of radical polymerization by supplying continuously or intermittently into the polymerization system is preferably used.

モノマーとしては、互いに重合して重合体を形成可能な重合性を有するものであれば特に制限はなく、目的とする樹脂の組成に応じて決定される。たとえば、後述する構成単位(a1)〜(a4)等の各種構成単位を誘導するモノマーを用いればよい。   The monomer is not particularly limited as long as it has a polymerizability that can be polymerized with each other to form a polymer, and is determined according to the composition of the target resin. For example, a monomer for deriving various structural units such as structural units (a1) to (a4) described later may be used.

重合反応に用いる重合開始剤としては、一般にラジカル発生剤として用いられているものであれば特に制限されない。かかる重合開始剤としては、たとえば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)等のアゾ化合物;デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ビス(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、コハク酸パーオキサイド、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルへキサノエート等の有機過酸化物を単独若しくは混合して用いることができる。
重合開始剤の使用量は、重合反応に用いるモノマーや後述する連鎖移動剤の種類や量、重合温度、重合溶媒等の重合条件等に応じて選択することができる。
The polymerization initiator used for the polymerization reaction is not particularly limited as long as it is generally used as a radical generator. Examples of the polymerization initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate, 1,1′- Azo compounds such as azobis (cyclohexane-1-carbonitrile) and 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid); decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, bis (3,5,5-trimethyl) Hexanoyl) peroxide, succinic acid peroxide, tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate and other organic peroxides can be used alone or in combination.
The amount of the polymerization initiator used can be selected depending on the monomer used for the polymerization reaction, the type and amount of the chain transfer agent described later, the polymerization temperature, the polymerization conditions such as the polymerization solvent, and the like.

重合反応においては、連鎖移動剤を用いてもよい。
連鎖移動剤としては、一般に重合反応に用いられているものが使用でき、たとえばHS−CH−CH−CH−C(CF−OH、ドデカンチオール、メルカプトエタノール、メルカプトプロパノール、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸等のチオール化合物等を、これらのいずれか1種を単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
これらの中でも、HS−CH−CH−CH−C(CF−OH等のフッ素化物を用いると、分子末端に−C(CF−OH基等の、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入される。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された重合体は、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
連鎖移動剤は、モノマーと共にモノマー溶液に溶解して使用しても良いし、重合開始剤と共に重合開始剤溶液に溶解して使用しても良い。
In the polymerization reaction, a chain transfer agent may be used.
The chain transfer agent, typically those used in the polymerization reaction can be used, for example, HS-CH 2 -CH 2 -CH 2 -C (CF 3) 2 -OH, dodecanethiol, mercaptoethanol, mercapto propanol, mercapto Any one of these thiol compounds such as acetic acid and mercaptopropionic acid can be used alone or in admixture of two or more.
Among these, when a fluoride such as HS—CH 2 —CH 2 —CH 2 —C (CF 3 ) 2 —OH is used, an alkyl group such as —C (CF 3 ) 2 —OH group at the molecular end is used. A hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with fluorine atoms is introduced. As described above, a polymer in which a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of an alkyl group is substituted with a fluorine atom is introduced has a reduction in development defects and LER (line edge roughness: uneven unevenness of a line side wall). Effective for reduction.
The chain transfer agent may be used by dissolving in a monomer solution together with the monomer, or may be used by dissolving in a polymerization initiator solution together with a polymerization initiator.

重合反応においては、使用するモノマーを溶解するため、重合開始剤を溶解するため、または反応容器内に張り込む(すなわち、モノマー溶液および重合開始剤溶液が供給される重合反応系を構成するため)ために溶媒を用いることができる。
モノマーを溶解する溶媒、重合開始剤を溶解する溶媒、反応容器内に張り込まれる溶媒(重合溶媒)としては、それぞれ、モノマー、重合開始剤、重合反応系内で生成した重合体を溶解できるものであれば特に制限されない。これらの溶媒は、各々同一であっても異なっていても良い。
かかる溶媒の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、グライム、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類;酢酸エチル、乳酸エチル等のエステル類;プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等のエーテルエステル類;γ−ブチロラクトン等のラクトン類等を挙げることができ、これらはいずれか1種を単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
In the polymerization reaction, in order to dissolve the monomer to be used, to dissolve the polymerization initiator, or to be inserted into the reaction vessel (that is, to constitute a polymerization reaction system to which the monomer solution and the polymerization initiator solution are supplied). A solvent can be used for this purpose.
As the solvent for dissolving the monomer, the solvent for dissolving the polymerization initiator, and the solvent (polymerization solvent) put into the reaction vessel, those capable of dissolving the monomer, the polymerization initiator, and the polymer produced in the polymerization reaction system, respectively. If it is, it will not be restrict | limited in particular. These solvents may be the same or different.
Specific examples of such solvents include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl amyl ketone and cyclohexanone; ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, glyme and propylene glycol monomethyl ether; esters such as ethyl acetate and ethyl lactate; propylene glycol methyl Examples include ether esters such as ether acetate; lactones such as γ-butyrolactone, and any of these may be used alone or in admixture of two or more.

重合系内に供給するモノマー溶液および重合開始剤溶液において、使用するモノマーまたは重合開始剤が液体の場合は、溶媒に溶解することなくそのまま供給することができ、また、溶媒を添加して希釈して用いることも可能である。モノマーまたは重合開始剤が粘調な液体である場合は溶媒を添加して希釈することが好ましい。また、モノマーまたは重合開始剤が固体である場合は、溶媒に溶解して用いる必要がある。
モノマー溶液中のモノマー濃度、および、開始剤溶液中の重合開始剤の濃度は、生産性の面で言えば、高い方が好ましい。しかし、溶質(モノマーまたは重合開始剤)の濃度があまりにも高すぎると、溶液粘度が高くなって操作性が悪くなったり、溶質が固体である場合は析出したりするおそれがある。そのため、供給操作に問題のない粘度範囲で、各モノマーおよび重合開始剤が十分に溶解し、且つ、供給中に析出することがない濃度を選択することが好ましい。具体的な濃度は、各溶液の溶質と溶媒の組合せ等により異なるが、通常、溶質の濃度が、5〜60質量%の範囲内となるように調製することが好ましく、10〜50質量%がより好ましい。
In the monomer solution and polymerization initiator solution supplied into the polymerization system, when the monomer or polymerization initiator to be used is liquid, it can be supplied as it is without being dissolved in the solvent, and it can be diluted by adding a solvent. Can also be used. When the monomer or the polymerization initiator is a viscous liquid, it is preferable to dilute by adding a solvent. Moreover, when a monomer or a polymerization initiator is a solid, it needs to be dissolved in a solvent and used.
The monomer concentration in the monomer solution and the concentration of the polymerization initiator in the initiator solution are preferably higher in terms of productivity. However, if the concentration of the solute (monomer or polymerization initiator) is too high, the solution viscosity becomes high and the operability may deteriorate, or if the solute is a solid, it may precipitate. Therefore, it is preferable to select a concentration in which each monomer and the polymerization initiator are sufficiently dissolved and do not precipitate during the supply in a viscosity range that does not cause a problem in the supply operation. The specific concentration varies depending on the combination of the solute and the solvent in each solution, but it is usually preferable that the concentration of the solute is adjusted to be in the range of 5 to 60% by mass, and 10 to 50% by mass. More preferred.

滴下重合法においては、上記各溶液を、重合系内に供給する前に予備加熱することが好ましい。これにより、モノマーや重合開始剤の溶解度が向上するため、より高濃度の溶液を調製することができる。特に、モノマー溶液については、重合系内に供給する時の温度が低すぎると、加熱された重合系内で局部的に低温且つモノマー濃度が高い領域が形成されるおそれがある。かかる領域では、高分子量の重合体が生成しやすく、ディフェクトを悪化させるおそれがある。そのため、モノマー溶液は、貯槽内若しくは重合系内に供給する直前で熱交換器等により予備加熱して供給することが好ましい。
モノマー溶液の予備加熱の温度は25℃以上が好ましく、40℃以上がより好ましい。モノマー溶液の予備加熱において、モノマー溶液を貯槽内で予備加熱する場合は、加熱状態で長時間保持することになるため、温度が高いと高分子量の重合体が生成しやすくなる。そのため、貯槽内で予備加熱する場合は、50℃以下とすることが好ましい。一方、重合系内に供給する直前で熱交換器等により予備加熱する場合においては、高温状態での保持時間が短いので、より高い温度まで加熱することが可能であり、例えば重合温度まで加熱することも可能である。
In the dropping polymerization method, it is preferable to preheat each of the above solutions before feeding them into the polymerization system. Thereby, since the solubility of a monomer or a polymerization initiator improves, a higher concentration solution can be prepared. In particular, regarding the monomer solution, if the temperature at which the monomer solution is supplied into the polymerization system is too low, a region having a low temperature and a high monomer concentration may be locally formed in the heated polymerization system. In such a region, a high molecular weight polymer is likely to be produced, and the defect may be deteriorated. Therefore, it is preferable that the monomer solution is supplied after being preheated by a heat exchanger or the like immediately before being supplied into the storage tank or the polymerization system.
The temperature for preheating the monomer solution is preferably 25 ° C. or higher, more preferably 40 ° C. or higher. In the preheating of the monomer solution, when the monomer solution is preheated in a storage tank, the monomer solution is kept in a heated state for a long time. Therefore, when the temperature is high, a high molecular weight polymer is easily generated. Therefore, when preheating in a storage tank, it is preferable to set it as 50 degrees C or less. On the other hand, in the case of preheating with a heat exchanger or the like immediately before being supplied into the polymerization system, since the holding time in a high temperature state is short, it is possible to heat to a higher temperature, for example, to the polymerization temperature It is also possible.

重合温度は、使用する重合溶媒の沸点等により異なるが、好ましくは60〜120℃、特に好ましくは70〜100℃の範囲で選択する。   The polymerization temperature varies depending on the boiling point of the polymerization solvent to be used, but is preferably selected in the range of 60 to 120 ° C, particularly preferably 70 to 100 ° C.

モノマー溶液および開始剤溶液は、貯槽から各々独立に重合槽に供給しても良いし、重合の直前で予備混合しても良い。
モノマー溶液および開始剤溶液の供給速度は、所望の分子量分布を有する樹脂が得られるように、それぞれ独立して設定することができ、それらの溶液のいずれか、または全部の供給速度をそれぞれ変化させることで、狭分散から多分散まで広範な分子量分布を持つ樹脂を再現性良く得ることも可能である。
モノマー溶液および開始剤溶液の供給速度は、無段階もしくは段階的に変化させることができる。
モノマー溶液および開始剤溶液はできるだけゆっくりと供給した方が、重合系内のモノマー組成と温度及びラジカル濃度を一定に保つことができ、これにより、重合初期と重合終期に生成する重合体の組成及び分子量の変化を小さくすることができる。しかしながら、供給速度があまりに遅いと、供給にかかる時間が長くなって時間当たりの生産効率が悪くなり、また、安定性の低いモノマーについてはモノマー溶液の劣化が問題となる場合があるので、モノマー溶液および開始剤溶液の供給にかかる時間は、各々0.5〜20時間、好ましくは1〜10時間の範囲から選択することが好ましい。
The monomer solution and the initiator solution may be supplied independently from the storage tank to the polymerization tank, or may be premixed immediately before the polymerization.
The supply rate of the monomer solution and the initiator solution can be set independently so that a resin having a desired molecular weight distribution can be obtained, and the supply rate of any or all of these solutions is changed. Thus, it is possible to obtain a resin having a wide molecular weight distribution from narrow dispersion to polydispersion with good reproducibility.
The feed rates of the monomer solution and the initiator solution can be changed steplessly or stepwise.
When the monomer solution and the initiator solution are supplied as slowly as possible, the monomer composition, temperature, and radical concentration in the polymerization system can be kept constant. Changes in molecular weight can be reduced. However, if the supply rate is too slow, the time required for the supply becomes long and the production efficiency per hour deteriorates. Also, for monomers with low stability, deterioration of the monomer solution may become a problem. The time required for supplying the initiator solution is preferably selected from the range of 0.5 to 20 hours, preferably 1 to 10 hours.

モノマー溶液および開始剤溶液の供給開始順序は、特に制限はないが、モノマー溶液および開始剤溶液を同時か、または開始剤溶液を先に供給することが好ましく、これにより、高分子量の重合体の生成が抑制され、ディフェクトの低減効果が高まる。   The order in which the monomer solution and the initiator solution are started is not particularly limited. However, it is preferable to supply the monomer solution and the initiator solution at the same time or the initiator solution first. Generation is suppressed and the effect of reducing defects is enhanced.

重合反応は、モノマー溶液及び開始剤溶液の供給と共に開始され、継続されるが、供給終了後も一定時間重合温度を維持しながら熟成し、残存する未反応モノマーを反応させることが好ましい。尚、熟成時間は生産効率の観点から、6時間以内、好ましくは1〜4時間の範囲から選択することが好ましい。   The polymerization reaction is started and continued with the supply of the monomer solution and the initiator solution, but it is preferable that the remaining unreacted monomer is reacted by aging while maintaining the polymerization temperature for a certain time after the supply is completed. The aging time is preferably selected from the range of 6 hours or less, preferably from 1 to 4 hours, from the viewpoint of production efficiency.

本発明においては、上記のような滴下重合法により重合を行った後、得られた樹脂(粗樹脂)を精製し、GPCにより測定される分子量分布において、分子量100〜10000の低分子量領域のピーク面積の割合を、全体のピーク面積に対して55〜80%の範囲内に調整する必要がある。
ここで、全体のピーク面積に対する、分子量100〜10000の低分子量領域のピーク面積の割合とは、(A)成分を構成する全分子に対する、分子量100〜10000の分子(低分子量体)の割合(%)を示すものである。
たとえば、重合反応終了後において、樹脂中における分子量100〜10000の低分子量体の割合が55%未満の場合には、分子量が100未満の分子の一部または全部を除去する、および/または分子量が10000超の分子の一部を除去する等によって、分子量100〜10000の低分子量体の割合を高くできる。
また、重合反応終了後において、樹脂中における分子量100〜10000の低分子量体の割合が80%を越える場合には、分子量100〜10000の低分子量体の一部を除去ことにより低分子量体の割合を低くできる。
In the present invention, after the polymerization by the dropping polymerization method as described above, the obtained resin (crude resin) is purified, and the molecular weight distribution measured by GPC has a peak in a low molecular weight region having a molecular weight of 100 to 10,000. It is necessary to adjust the area ratio within the range of 55 to 80% with respect to the entire peak area.
Here, the ratio of the peak area of the low molecular weight region having a molecular weight of 100 to 10,000 to the entire peak area is the ratio of the molecule (low molecular weight body) having a molecular weight of 100 to 10,000 to all the molecules constituting the component (A) ( %).
For example, after the polymerization reaction is completed, if the proportion of low molecular weight substances having a molecular weight of 100 to 10,000 in the resin is less than 55%, some or all of the molecules having a molecular weight of less than 100 are removed and / or the molecular weight is The proportion of low molecular weight substances having a molecular weight of 100 to 10,000 can be increased by removing a part of the molecules exceeding 10,000.
Further, after the polymerization reaction, when the ratio of the low molecular weight substance having a molecular weight of 100 to 10,000 exceeds 80% in the resin, the proportion of the low molecular weight substance is removed by removing a part of the low molecular weight substance having a molecular weight of 100 to 10,000. Can be lowered.

本発明においては、分子量100〜10000の低分子量領域のピーク面積の割合(以下、単に低分子量領域のピーク面積の割合ということがある)が全体のピーク面積に対して55〜80%であることにより、リソグラフィー特性が良好となる。これは、分子量100〜10000の低分子量体がリソグラフィー特性にとって重要であるためであり、該低分子量体を55%以上80%以下の割合で含有することにより、感度、ラインエッジラフネス(LER)、露光量マージン、焦点深度幅(DOF)、近接効果等のリソグラフィー特性が向上し、また現像欠陥が低減される。
分子量100〜10000の低分子量領域のピーク面積の割合は、60〜75%であることがより好ましく、65〜75%であることがさらに好ましい。
In the present invention, the ratio of the peak area of the low molecular weight region having a molecular weight of 100 to 10,000 (hereinafter sometimes simply referred to as the ratio of the peak area of the low molecular weight region) is 55 to 80% with respect to the entire peak area. As a result, the lithography properties are improved. This is because a low molecular weight substance having a molecular weight of 100 to 10000 is important for lithography properties, and by containing the low molecular weight substance in a ratio of 55% to 80%, sensitivity, line edge roughness (LER), Lithographic properties such as exposure margin, depth of focus (DOF), proximity effect, etc. are improved and development defects are reduced.
The ratio of the peak area of the low molecular weight region having a molecular weight of 100 to 10,000 is more preferably 60 to 75%, and further preferably 65 to 75%.

GPCによる分子量分布の測定は、たとえば、検出器として屈折率検出器(RI)を用い、市販されているポリスチレン標準試料により作成された検量線に基づき行うことができる。
分子量100〜10000の低分子量領域のピーク面積の割合(以下、単に低分子量領域のピーク面積の割合ということがある)は、上記のようにして測定された分子量分布から、分子量100〜10000の低分子量領域のピーク面積Aおよび全体のピーク面積Aを求め、下記計算式に当てはめることにより算出できる。
計算式:低分子量領域のピーク面積の割合(%)=(A/A)×100
The molecular weight distribution can be measured by GPC, for example, using a refractive index detector (RI) as a detector and based on a calibration curve created from a commercially available polystyrene standard sample.
The ratio of the peak area of the low molecular weight region having a molecular weight of 100 to 10,000 (hereinafter sometimes simply referred to as the ratio of the peak area of the low molecular weight region) is a low molecular weight of 100 to 10,000 from the molecular weight distribution measured as described above. The peak area A L of the molecular weight region and the entire peak area A A can be obtained and calculated by applying the calculation formula below.
Formula: Ratio of peak area in low molecular weight region (%) = (A L / A A ) × 100

下記に、GPCによる分子量分布の測定条件の好ましい一例を示す。
[GPCの測定条件]
・装置:TOSOH社製「HLC−8220 GPC」
・ガードカラム:TOSOH社製「TSK Super H−H」
・カラム:TOSOH社製「TSK Gel Super HM−N」×3本
・検出器:示差屈折率(RI)検出器
・溶離液:テトラヒドロフラン(THF)(ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)濃度:0ppm)
・流量:0.6mL/分
・注入量:40μL
・測定温度:40℃
・測定時間:20分間
・サンプル:固形分濃度が約0.2質量%となるように樹脂を溶解したTHF溶液
Below, a preferable example of the measurement conditions of molecular weight distribution by GPC is shown.
[GPC measurement conditions]
・ Device: “HLC-8220 GPC” manufactured by TOSOH
Guard column: “TSK Super HH” manufactured by TOSOH
-Column: "TSK Gel Super HM-N" x 3 manufactured by TOSOH-Detector: Differential refractive index (RI) detector-Eluent: Tetrahydrofuran (THF) (dibutylhydroxytoluene (BHT) concentration: 0 ppm)
・ Flow rate: 0.6 mL / min ・ Injection volume: 40 μL
・ Measurement temperature: 40 ℃
Measurement time: 20 minutes Sample: THF solution in which resin is dissolved so that the solid content concentration is about 0.2% by mass

粗樹脂の精製は、たとえば、重合反応終了後の重合反応液を洗浄溶媒に滴下して析出させることにより実施できる。
この場合、低分子量領域のピーク面積の割合は、上記精製に用いる洗浄溶媒について、当該滴下重合により製造された樹脂に対する溶解性を調整することにより調整できる。
すなわち、当該樹脂に対する洗浄溶媒の溶解性が弱いほど、当該洗浄溶媒により溶解できる(すなわち洗浄溶媒により除去できる)分子の分子量が小さくなり、一方、洗浄溶媒の溶解性が強いほど、当該洗浄溶媒により溶解できる(すなわち洗浄溶媒により除去できる)分子の分子量が溶解できる分子量が大きくなる傾向があるため、溶解性を調整することにより、除去する分子の分子量範囲を調整できる。
好適な溶解性の洗浄溶媒は、溶媒による精製を行った後、GPC等により、どの範囲の分子量の分子が除去されたかを確認し、低分子量領域のピーク面積の割合が上記範囲内となる溶剤を求める試験を行う等により決定できる。
また、いくつかの溶媒について上記のような試験を行い、当該樹脂に対する貧溶媒および良溶媒を求めておくと、洗浄溶媒として、貧溶媒、または貧溶媒と良溶媒との混合溶媒を用いることができる。
The purification of the crude resin can be carried out, for example, by dropping the polymerization reaction solution after the completion of the polymerization reaction into a washing solvent and depositing it.
In this case, the ratio of the peak area of the low molecular weight region can be adjusted by adjusting the solubility of the washing solvent used for the purification in the resin produced by the dropping polymerization.
That is, the weaker the solubility of the washing solvent in the resin, the smaller the molecular weight of the molecule that can be dissolved by the washing solvent (that is, that can be removed by the washing solvent), while the stronger the washing solvent, the more Since the molecular weight of molecules that can be dissolved (that is, removed by a washing solvent) tends to increase, the molecular weight range of molecules to be removed can be adjusted by adjusting the solubility.
A suitable soluble cleaning solvent is a solvent in which the molecular weight in which range is removed by GPC after purification with a solvent, and the ratio of the peak area in the low molecular weight region is within the above range. It can be determined by conducting a test to find out.
In addition, when the above test is performed for several solvents and a poor solvent and a good solvent for the resin are obtained, a poor solvent or a mixed solvent of a poor solvent and a good solvent may be used as a cleaning solvent. it can.

特に、(A)成分として、後述する構成単位(a1)と、前記構成単位(a2)と、前記構成単位(a3)と、前記構成単位(a4)とを有する共重合体を用いる場合、洗浄溶媒としては、メタノールと水との混合溶媒が好ましく用いられる。かかる共重合体を用いる場合、メタノールは良溶媒であり、水は貧溶媒である。そのため、かかる混合溶媒を用いることにより、分子量100以上の分子を除去しないか又はほとんど除去することなく、未反応モノマー、重合開始剤及びその反応残査物等の不要物を除去できる。メタノールと水との混合割合は、メタノール:水=100:8〜20(質量比)の範囲内であることが好ましく、100:12〜16がより好ましい。   In particular, when a copolymer having a structural unit (a1), the structural unit (a2), the structural unit (a3), and the structural unit (a4) described later is used as the component (A), washing is performed. As the solvent, a mixed solvent of methanol and water is preferably used. When using such a copolymer, methanol is a good solvent and water is a poor solvent. Therefore, by using such a mixed solvent, it is possible to remove unnecessary substances such as unreacted monomer, polymerization initiator and reaction residue thereof without removing or hardly removing molecules having a molecular weight of 100 or more. The mixing ratio of methanol and water is preferably in the range of methanol: water = 100: 8 to 20 (mass ratio), more preferably 100: 12 to 16.

洗浄溶媒の量は、未反応モノマーなどの不純物除去の観点から、重合溶媒に対して2質量倍以上が好ましく、4〜5質量倍であることがさらに好ましい。
洗浄溶媒を添加後、好ましくは10〜40℃、好ましくは20〜30℃で、10〜60分間、好ましくは25〜35分間撹拌、振とう等を行うと、粗樹脂が固体となって析出してくる。この析出した固体を濾過することにより樹脂が得られる。
洗浄溶媒による洗浄は、必要に応じて繰り返し行うことができる。すなわち、上述の洗浄後に得られた樹脂を、再度テトラヒドロフラン等の重合溶媒に溶解させ、洗浄溶媒に滴下して精製し、析出した樹脂を濾過する操作を繰り返し行うことができる。
The amount of the washing solvent is preferably 2 times by mass or more, more preferably 4 to 5 times by mass with respect to the polymerization solvent, from the viewpoint of removing impurities such as unreacted monomers.
After the washing solvent is added, the crude resin becomes a solid when it is stirred, shaken, etc. at 10 to 40 ° C., preferably 20 to 30 ° C. for 10 to 60 minutes, preferably 25 to 35 minutes. Come. The resin is obtained by filtering the precipitated solid.
Washing with a washing solvent can be repeated as necessary. That is, the resin obtained after the above-described washing can be dissolved again in a polymerization solvent such as tetrahydrofuran, purified by dripping in the washing solvent, and the precipitated resin can be repeatedly filtered.

(A)成分の構成としては、上記Mwおよび低分子領域のピーク面積の割合を満たすものであれば特に限定されず、これまで、化学増幅型ポジ型レジスト用のベース樹脂として提案されている樹脂の構成であってよい。かかるベース樹脂は、具体的には、いわゆる酸解離性溶解抑制基を有するアルカリ不溶性のものであり、露光により(B)成分から酸が発生すると、かかる酸が前記酸解離性溶解抑制基を解離させることにより、(A)成分がアルカリ可溶性となる。そのため、レジストパターンの形成において、基板上に塗布されたレジスト組成物に対して選択的に露光すると、露光部のアルカリ可溶性が増大し、アルカリ現像することができる。   The constitution of the component (A) is not particularly limited as long as it satisfies the above-mentioned ratio of Mw and the peak area of the low molecular region, and heretofore has been proposed as a base resin for a chemically amplified positive resist It may be the composition of. Specifically, the base resin is an alkali-insoluble one having a so-called acid dissociable dissolution inhibiting group, and when acid is generated from the component (B) by exposure, the acid dissociates the acid dissociable dissolution inhibiting group. By making it, (A) component becomes alkali-soluble. Therefore, in the formation of the resist pattern, when the resist composition applied on the substrate is selectively exposed, the alkali solubility of the exposed portion increases and alkali development can be performed.

(A)成分は、ArFエキシマレーザー等の露光光源に対する透明性が高く、解像性等のリソグラフィー特性に優れることから、(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を主鎖に有することが好ましい。   Since the component (A) is highly transparent to an exposure light source such as an ArF excimer laser and has excellent lithography properties such as resolution, a structural unit derived from an (α-lower alkyl) acrylate ester is used as the main chain. It is preferable to have.

ここで、本発明において、「(α−低級アルキル)アクリル酸エステル」とは、メタクリル酸エステル等のα−低級アルキルアクリル酸エステル、およびアクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。
「α−低級アルキルアクリル酸エステル」とは、アクリル酸エステルのα炭素原子に結合した水素原子が低級アルキル基で置換されたものを意味する。
「(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、(α−低級アルキル)アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂した構造の構成単位を意味する。
「(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を主鎖に有する」とは、(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位の、エチレン性二重結合に由来する2つの炭素原子が当該重合体の主鎖を構成することを意味する。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状および環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
Here, in the present invention, “(α-lower alkyl) acrylic acid ester” means one or both of α-lower alkyl acrylic acid ester such as methacrylic acid ester and acrylic acid ester.
The “α-lower alkyl acrylate ester” means that a hydrogen atom bonded to the α carbon atom of the acrylate ester is substituted with a lower alkyl group.
The “structural unit derived from (α-lower alkyl) acrylate ester” means a structural unit having a structure in which the ethylenic double bond of (α-lower alkyl) acrylate ester is cleaved.
“Having a structural unit derived from (α-lower alkyl) acrylate ester in the main chain” is derived from an ethylenic double bond of a structural unit derived from (α-lower alkyl) acrylate ester. It means that two carbon atoms constitute the main chain of the polymer.
The “alkyl group” includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups unless otherwise specified.

(α−低級アルキル)アクリル酸エステルのα−位には、水素原子または低級アルキル基が結合している。(α−低級アルキル)アクリル酸エステルのα−位の置換基としての低級アルキル基は、炭素原子数1〜5のアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの低級の直鎖状または分岐状のアルキル基が挙げられる。α−位には、工業上入手しやすい点で、水素原子またはメチル基が結合していることが好ましい。
(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位としては、たとえば、後述する構成単位(a1)〜構成単位(a4)等が例示できる。
本発明においては、(A)成分中、(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を、好ましくは20モル%以上、より好ましくは50モル%以上含むと好適なレジスト組成物が得られるので、望ましい。
(Α-Lower alkyl) A hydrogen atom or a lower alkyl group is bonded to the α-position of the acrylate ester. (Α-Lower alkyl) A lower alkyl group as a substituent at the α-position of an acrylate ester is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and isopropyl. And a lower linear or branched alkyl group such as a group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group and neopentyl group. A hydrogen atom or a methyl group is preferably bonded to the α-position in terms of industrial availability.
Examples of the structural unit derived from the (α-lower alkyl) acrylate ester include the structural unit (a1) to the structural unit (a4) described later.
In the present invention, the component (A) preferably contains 20 mol% or more, more preferably 50 mol% or more of a structural unit derived from an (α-lower alkyl) acrylic acid ester. It is desirable because it is obtained.

・構成単位(a1)
(A)成分は、酸解離性溶解抑制基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1)を有することが好ましい。
(α−低級アルキル)アクリル酸エステルのα−位の置換基としての低級アルキル基としては、上記(α−低級アルキル)アクリル酸エステルのα−位の置換基としての低級アルキル基と同様のものが挙げられる。
・ Structural unit (a1)
The component (A) preferably has a structural unit (a1) derived from an (α-lower alkyl) acrylate ester having an acid dissociable, dissolution inhibiting group.
The lower alkyl group as the substituent at the α-position of the (α-lower alkyl) acrylate ester is the same as the lower alkyl group as the substituent at the α-position of the (α-lower alkyl) acrylate ester. Is mentioned.

構成単位(a1)における酸解離性溶解抑制基は、解離前は(A)成分全体をアルカリ不溶とするアルカリ溶解抑制性を有するとともに、解離後は(A)成分全体をアルカリ可溶性へ変化させるものであれば、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂の酸解離性溶解抑制基として提案されているものを使用することができる。一般的には、(メタ)アクリル酸のカルボキシ基と、環状または鎖状の第3級アルキルエステルを形成する基、または環状または鎖状のアルコキシアルキルエステルを形成する基などが広く知られている。なお、「(メタ)アクリル酸エステル」とは、アクリル酸エステルと、メタクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。   The acid dissociable, dissolution inhibiting group in the structural unit (a1) has an alkali dissolution inhibiting property that makes the entire component (A) insoluble in alkali before dissociation, and changes the entire component (A) to alkali soluble after dissociation. If it is so far, what has been proposed as an acid dissociable, dissolution inhibiting group of a base resin for a chemically amplified resist can be used. Generally, a group that forms a cyclic or chain tertiary alkyl ester with a carboxy group of (meth) acrylic acid, or a group that forms a cyclic or chain alkoxyalkyl ester is widely known. . “(Meth) acrylic acid ester” means one or both of acrylic acid ester and methacrylic acid ester.

ここで、第3級アルキルエステルとは、カルボキシ基の水素原子が、アルキル基またはシクロアルキル基で置換されることによりエステルを形成しており、そのカルボニルオキシ基(−C(O)−O−)の末端の酸素原子に、前記アルキル基またはシクロアルキル基の第3級炭素原子が結合している構造を示す。この第3級アルキルエステルにおいては、酸が作用すると、酸素原子と第3級炭素原子との間で結合が切断される。
なお、前記アルキル基またはシクロアルキル基は置換基を有していてもよい。
以下、カルボキシ基と第3級アルキルエステルを構成することにより、酸解離性となっている基を、便宜上、「第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基」という。
また、環状または鎖状のアルコキシアルキルエステルとは、カルボキシ基の水素原子がアルコキシアルキル基で置換されることによりエステルを形成しており、そのカルボニルオキシ基(−C(O)−O―)の末端の酸素原子に前記アルコキシアルキル基が結合している構造を示す。このアルコキシアルキルエステルにおいては、酸が作用すると、酸素原子とアルコキシアルキル基との間で結合が切断される。
Here, the tertiary alkyl ester is an ester formed by substituting a hydrogen atom of a carboxy group with an alkyl group or a cycloalkyl group, and a carbonyloxy group (—C (O) —O—). ), The tertiary carbon atom of the alkyl group or cycloalkyl group is bonded to the terminal oxygen atom. In this tertiary alkyl ester, when an acid acts, a bond is cut between an oxygen atom and a tertiary carbon atom.
The alkyl group or cycloalkyl group may have a substituent.
Hereinafter, a group that is acid dissociable by constituting a carboxy group and a tertiary alkyl ester is referred to as a “tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group” for convenience.
In addition, the cyclic or chain alkoxyalkyl ester forms an ester by replacing the hydrogen atom of the carboxy group with an alkoxyalkyl group, and the carbonyloxy group (—C (O) —O—) A structure in which the alkoxyalkyl group is bonded to a terminal oxygen atom is shown. In this alkoxyalkyl ester, when an acid acts, a bond is cut between an oxygen atom and an alkoxyalkyl group.

構成単位(a1)としては、下記一般式(a1−0−1)で表される構成単位と、下記一般式(a1−0−2)で表される構成単位からなる群から選ばれる1種以上を用いる事が好ましい。   As the structural unit (a1), one type selected from the group consisting of structural units represented by general formula (a1-0-1) shown below and structural units represented by general formula (a1-0-2) shown below. It is preferable to use the above.

Figure 0004663456
(式中、Rは水素原子または低級アルキル基を示し;Xは酸解離性溶解抑制基を示す。)
Figure 0004663456
(In the formula, R represents a hydrogen atom or a lower alkyl group; X 1 represents an acid dissociable, dissolution inhibiting group.)

Figure 0004663456
(式中、Rは水素原子または低級アルキル基を示し;Xは酸解離性溶解抑制基を示し;Yは脂肪族環式基を示す。)
Figure 0004663456
(In the formula, R represents a hydrogen atom or a lower alkyl group; X 2 represents an acid dissociable, dissolution inhibiting group; Y 2 represents an aliphatic cyclic group.)

一般式(a1−0−1)において、Rとしては、上記(α−低級アルキル)アクリル酸エステルのα−位の置換基としての低級アルキル基と同様である。
は、酸解離性溶解抑制基であれば特に限定することはなく、例えばアルコキシアルキル基、第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基などを挙げることができ、第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基が好ましい。第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基としては、脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基、脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基が挙げられる。
ここで、本特許請求の範囲及び明細書における「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。「脂肪族環式基」は、芳香性を持たない単環式基または多環式基であることを示す。
構成単位(a1)における「脂肪族環式基」は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5の低級アルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)、等が挙げられる。
「脂肪族環式基」の置換基を除いた基本の環の構造は、炭素および水素からなる基(炭化水素基)であることに限定はされないが、炭化水素基であることが好ましい。また、「炭化水素基」は飽和または不飽和のいずれでもよいが、通常は飽和であることが好ましい。好ましくは多環式基である。
このような脂肪族環式基の具体例としては、例えば、低級アルキル基、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
そして、脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基としては、具体的にはtert−ブチル基、tert−アミル基等が挙げられる。
また、脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基としては、例えばシクロアルキル基の環骨格上に第3級炭素原子を有する基を挙げることができ、具体的には2−メチル−アダマンチル基や、2−エチルアダマンチル基等が挙げられる。あるいは、下記一般式で示す構成単位の様に、アダマンチル基の様な脂肪族環式基と、これに結合する、第3級炭素原子を有する分岐鎖状アルキレン基とを有する基が挙げられる。
In general formula (a1-0-1), R is the same as the lower alkyl group as a substituent at the α-position of the above (α-lower alkyl) acrylate ester.
X 1 is not particularly limited as long as it is an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and examples thereof include an alkoxyalkyl group, a tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group, and the like. Acid dissociable, dissolution inhibiting groups are preferred. Examples of the tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group include an aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group and an acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group.
Here, “aliphatic” in the claims and the specification is a relative concept with respect to aromatics, and is defined to mean a group, a compound, or the like that does not have aromaticity. The “aliphatic cyclic group” means a monocyclic group or polycyclic group having no aromaticity.
The “aliphatic cyclic group” in the structural unit (a1) may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, an oxygen atom (= O), and the like.
The basic ring structure excluding the substituent of the “aliphatic cyclic group” is not limited to a group consisting of carbon and hydrogen (hydrocarbon group), but is preferably a hydrocarbon group. The “hydrocarbon group” may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated. A polycyclic group is preferred.
Specific examples of such aliphatic cyclic groups include, for example, monocycloalkanes, bicycloalkanes, trialkyls which may or may not be substituted with a lower alkyl group, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. Examples include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as cycloalkane or tetracycloalkane. Specific examples include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
Specific examples of the aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group include a tert-butyl group and a tert-amyl group.
Examples of the acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group include a group having a tertiary carbon atom on the ring skeleton of a cycloalkyl group. Specifically, 2-methyl- Examples thereof include an adamantyl group and a 2-ethyladamantyl group. Alternatively, as a structural unit represented by the following general formula, a group having an aliphatic cyclic group such as an adamantyl group and a branched alkylene group having a tertiary carbon atom bonded thereto can be used.

Figure 0004663456
[式中、Rは上記と同じであり、R15、R16はアルキル基(直鎖、分岐鎖状のいずれでもよく、好ましくは炭素数1〜5である)を示す。]
Figure 0004663456
[Wherein, R is the same as described above, and R 15 and R 16 represent an alkyl group (which may be linear or branched, and preferably has 1 to 5 carbon atoms). ]

また、前記アルコキシアルキル基としては、下記一般式で示される基が好ましい。   Further, the alkoxyalkyl group is preferably a group represented by the following general formula.

Figure 0004663456
(式中、R21、R22はそれぞれ独立してアルキル基または水素原子であり、R23はアルキル基又はシクロアルキル基である。または、R21とR23の末端が結合して環を形成していてもよい。)
Figure 0004663456
(In the formula, R 21 and R 22 are each independently an alkyl group or a hydrogen atom, and R 23 is an alkyl group or a cycloalkyl group. Alternatively, the ends of R 21 and R 23 are combined to form a ring. You may do it.)

21、R22において、アルキル基の炭素数は好ましくは1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよく、エチル基、メチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。特にR21、R22の一方が水素原子で、他方がメチル基であることが好ましい。
23はアルキル基又はシクロアルキル基であり、炭素数は好ましくは1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれでもよい。R23が直鎖状、分岐鎖状の場合は炭素数1〜5であることが好ましく、エチル基、メチル基がさらに好ましく、特にエチル基が最も好ましい。
23が環状の場合は炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。具体的にはフッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。中でもアダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。
また、上記式においては、R21及びR23がそれぞれ独立に炭素数1〜5のアルキレン基であってR23の末端とR21の末端とが結合していてもよい。
この場合、R21とR23と、R23が結合した酸素原子と、該酸素原子およびR21が結合した炭素原子とにより環式基が形成されている。該環式基としては、4〜7員環が好ましく、4〜6員環がより好ましい。該環式基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。
In R 21 and R 22 , the alkyl group preferably has 1 to 15 carbon atoms, may be linear or branched, and is preferably an ethyl group or a methyl group, and most preferably a methyl group. In particular, it is preferable that one of R 21 and R 22 is a hydrogen atom and the other is a methyl group.
R 23 is an alkyl group or a cycloalkyl group, preferably having 1 to 15 carbon atoms, and may be linear, branched or cyclic. When R 23 is linear or branched, it preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably an ethyl group or a methyl group, and most preferably an ethyl group.
When R 23 is cyclic, it preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, one or more polycycloalkanes such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane, which may or may not be substituted with a fluorine atom or a fluorinated alkyl group, are included. Examples include a group excluding a hydrogen atom. Specific examples include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among them, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane is preferable.
In the above formula, R 21 and R 23 are each independently an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and the end of R 23 and the end of R 21 may be bonded.
In this case, a cyclic group is formed by R 21 , R 23 , the oxygen atom to which R 23 is bonded, and the carbon atom to which the oxygen atom and R 21 are bonded. The cyclic group is preferably a 4- to 7-membered ring, and more preferably a 4- to 6-membered ring. Specific examples of the cyclic group include a tetrahydropyranyl group and a tetrahydrofuranyl group.

一般式(a1−0−2)において、Rについては上記と同様である。Xについては、式(a1−0−1)中のXと同様である。
は2価の脂肪族環式基である。
は2価の脂肪族環式基であるから、水素原子が2個以上除かれた基が用いられる以外は、前記構成単位(a1)においての「脂肪族環式基」の説明と同様のものを用いることができる。
In general formula (a1-0-2), R is the same as described above. X 2 is the same as X 1 in formula (a1-0-1).
Y 2 is a divalent aliphatic cyclic group.
Since Y 2 is a divalent aliphatic cyclic group, it is the same as the description of the “aliphatic cyclic group” in the structural unit (a1) except that a group in which two or more hydrogen atoms are removed is used. Can be used.

構成単位(a1)として、より具体的には、下記一般式(a1−1)〜(a1−4)で表される構成単位が挙げられる。   More specifically, examples of the structural unit (a1) include structural units represented by the following general formulas (a1-1) to (a1-4).

Figure 0004663456
[上記式中、X’は第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基を表し、Yは炭素数1〜5の低級アルキル基、または脂肪族環式基を表し;nは0または1〜3の整数を表し;mは0または1を表し;Rは前記と同じであり、R’、R’はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の低級アルキル基を表す。]
Figure 0004663456
[In the above formula, X ′ represents a tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group, Y represents a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an aliphatic cyclic group; 3 represents an integer of 3; m represents 0 or 1; R is the same as defined above; R 1 ′ and R 2 ′ each independently represent a hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. ]

前記R’、R’は好ましくは少なくとも1つが水素原子であり、より好ましくは共に水素原子である。nは好ましくは0または1である。 At least one of R 1 ′ and R 2 ′ is preferably a hydrogen atom, more preferably a hydrogen atom. n is preferably 0 or 1.

X’は前記Xにおいて例示した第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基と同様のものである。
Yの脂肪族環式基については、上述の構成単位(a1)においての「脂肪族環式基」の説明において例示したものと同様のものが挙げられる。
X ′ is the same as the tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group exemplified in X 1 above.
Examples of the aliphatic cyclic group for Y include the same groups as those exemplified in the description of the “aliphatic cyclic group” in the structural unit (a1).

以下に、上記一般式(a1−1)〜(a1−4)で表される構成単位の具体例を示す。   Specific examples of the structural units represented by the general formulas (a1-1) to (a1-4) are shown below.

Figure 0004663456
Figure 0004663456

Figure 0004663456
Figure 0004663456

Figure 0004663456
Figure 0004663456

Figure 0004663456
Figure 0004663456

Figure 0004663456
Figure 0004663456

Figure 0004663456
Figure 0004663456

Figure 0004663456
Figure 0004663456

Figure 0004663456
Figure 0004663456

Figure 0004663456
Figure 0004663456

構成単位(a1)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。その中でも、一般式(a1−1)で表される構成単位が好ましく、具体的には(a1−1−1)〜(a1−1−6)または(a1−1−35)〜(a1−1−41)で表される構成単位から選ばれる少なくとも1種を用いることがより好ましい。
さらに、構成単位(a1)としては、特に式(a1−1−1)〜式(a1−1−4)の構成単位を包括する下記一般式(a1−1−01)で表されるものや、式(a1−1−36)、(a1−1−38)、(a1−1−39)及び(a1−1−41)の構成単位を包括する下記一般式(a1−1−02)も好ましい。
As the structural unit (a1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. Among these, the structural unit represented by the general formula (a1-1) is preferable, and specifically, (a1-1-1) to (a1-1-6) or (a1-1-35) to (a1- It is more preferable to use at least one selected from structural units represented by 1-41).
Furthermore, as the structural unit (a1), in particular, those represented by the following general formula (a1-1-01) including the structural units of the formulas (a1-1-1) to (a1-1-4) And the following general formula (a1-1-02) including the structural units of the formulas (a1-1-36), (a1-1-38), (a1-1-39) and (a1-1-41) preferable.

Figure 0004663456
(式中、Rは水素原子または低級アルキル基を示し、R11は低級アルキル基を示す。)
Figure 0004663456
(In the formula, R represents a hydrogen atom or a lower alkyl group, and R 11 represents a lower alkyl group.)

Figure 0004663456
(式中、Rは水素原子または低級アルキル基を示し、R12は低級アルキル基を示す。hは1〜3の整数を表す)
Figure 0004663456
(Wherein R represents a hydrogen atom or a lower alkyl group, R 12 represents a lower alkyl group, h represents an integer of 1 to 3)

一般式(a1−1−01)において、Rについては上記と同様である。R11の低級アルキル基はRにおける低級アルキル基と同様であり、メチル基又はエチル基が好ましい。 In general formula (a1-1-01), R is the same as defined above. The lower alkyl group for R 11 is the same as the lower alkyl group for R, and is preferably a methyl group or an ethyl group.

一般式(a1−1−02)において、Rについては上記と同様である。R12の低級アルキル基はRにおける低級アルキル基と同様であり、メチル基又はエチル基が好ましく、エチル基が最も好ましい。hは1又は2が好ましく、2が最も好ましい。 In general formula (a1-1-02), R is the same as defined above. The lower alkyl group for R 12 is the same as the lower alkyl group for R, preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably an ethyl group. h is preferably 1 or 2, and most preferably 2.

(A)成分中、構成単位(a1)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位に対し、10〜80モル%が好ましく、20〜70モル%がより好ましく、25〜50モル%がさらに好ましい。下限値以上とすることによって、レジスト組成物とした際にパターンを得ることができ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。   In the component (A), the proportion of the structural unit (a1) is preferably 10 to 80 mol%, more preferably 20 to 70 mol%, more preferably 25 to 50 mol%, based on all structural units constituting the component (A). Is more preferable. By setting it to the lower limit value or more, a pattern can be obtained when the resist composition is used, and by setting it to the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

・構成単位(a2)
(A)成分は、前記構成単位(a1)の他に、ラクトン含有単環または多環式基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a2)を有することが好ましい。構成単位(a2)のラクトン含有単環または多環式基は、(A)成分をレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高めたり、現像液との親水性を高めたりするうえで有効なものである。
ここで、ラクトン含有単環または多環式基とは、−O−C(O)−構造を含むひとつの環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつの目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。
・ Structural unit (a2)
In addition to the structural unit (a1), the component (A) preferably has a structural unit (a2) derived from an (α-lower alkyl) acrylate ester having a lactone-containing monocyclic or polycyclic group. . When the lactone-containing monocyclic or polycyclic group of the structural unit (a2) is used for forming the resist film, the (A) component is used to increase the adhesion of the resist film to the substrate or to be hydrophilic with the developer. It is effective in raising
Here, the lactone-containing monocyclic or polycyclic group refers to a cyclic group containing one ring (lactone ring) containing an —O—C (O) — structure. The lactone ring is counted as the first ring, and when it is only the lactone ring, it is called a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of the structure.

構成単位(a2)としては、このようなラクトンの構造(−O−C(O)−)と環基とを共に持てば、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。
具体的には、ラクトン含有単環式基としては、γ−ブチロラクトンから水素原子1つを除いた基が挙げられる。また、ラクトン含有多環式基としては、ラクトン環を有するビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンから水素原子一つを除いた基が挙げられる。特に、以下のような構造式を有するラクトン含有トリシクロアルカンから水素原子を1つを除いた基が、工業上入手し易いなどの点で有利である。
As the structural unit (a2), any structural unit can be used without particular limitation as long as it has both such a lactone structure (—O—C (O) —) and a cyclic group.
Specifically, examples of the lactone-containing monocyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from γ-butyrolactone. Examples of the lactone-containing polycyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from a bicycloalkane, tricycloalkane, or tetracycloalkane having a lactone ring. In particular, a group obtained by removing one hydrogen atom from a lactone-containing tricycloalkane having the following structural formula is advantageous in that it is easily available industrially.

Figure 0004663456
Figure 0004663456

構成単位(a2)の例として、より具体的には、下記一般式(a2−1)〜(a2−5)で表される構成単位が挙げられる。   More specifically, examples of the structural unit (a2) include structural units represented by general formulas (a2-1) to (a2-5) shown below.

Figure 0004663456
[式中、Rは水素原子または低級アルキル基であり、R’は水素原子、低級アルキル基、または炭素数1〜5のアルコキシ基であり、mは0または1の整数である。]
Figure 0004663456
[Wherein, R is a hydrogen atom or a lower alkyl group, R ′ is a hydrogen atom, a lower alkyl group, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and m is an integer of 0 or 1. ]

一般式(a2−1)〜(a2−5)におけるRおよびR’の低級アルキル基としては、前記構成単位(a1)におけるRの低級アルキル基と同じである。
一般式(a2−1)〜(a2−5)中、R’は、工業上入手が容易であること等を考慮すると、水素原子が好ましい。
In general formulas (a2-1) to (a2-5), the lower alkyl group for R and R ′ is the same as the lower alkyl group for R in the structural unit (a1).
In general formulas (a2-1) to (a2-5), R ′ is preferably a hydrogen atom in view of industrial availability.

前記一般式(a2−1)〜(a2−5)の具体的な構成単位を例示する。   Specific structural units of the general formulas (a2-1) to (a2-5) are exemplified.

Figure 0004663456
Figure 0004663456

Figure 0004663456
Figure 0004663456

Figure 0004663456
Figure 0004663456

Figure 0004663456
Figure 0004663456

Figure 0004663456
Figure 0004663456

一般式(a2−1)〜(a2−5)中、R’は、工業上入手が容易であること等を考慮すると、水素原子が好ましい。
これらの中でも、一般式(a2−1)〜(a2−5)から選択される少なくとも1種以上を用いることが好ましく、一般式(a2−1)〜(a2−3)から選択される少なくとも1種以上を用いることが好ましい。具体的には、化学式(a2−1−1)、(a2−1−2)、(a2−2−1)、(a2−2−2)、(a2−3−1)、(a2−3−2)、(a2−3−9)及び(a2−3−10)から選択される少なくとも1種以上を用いることが好ましい。
In general formulas (a2-1) to (a2-5), R ′ is preferably a hydrogen atom in view of industrial availability.
Among these, it is preferable to use at least one selected from general formulas (a2-1) to (a2-5), and at least one selected from general formulas (a2-1) to (a2-3). It is preferable to use more than one species. Specifically, chemical formulas (a2-1-1), (a2-1-2), (a2-2-1), (a2-2-2), (a2-3-1), (a2-3) -2), at least one selected from (a2-3-9) and (a2-3-10) is preferably used.

(A)成分において、構成単位(a2)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A)成分中の構成単位(a2)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位の合計に対して、5〜60モル%が好ましく、10〜50モル%がより好ましく、20〜50モル%がさらに好ましい。下限値以上とすることにより構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。
In the component (A), as the structural unit (a2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The proportion of the structural unit (a2) in the component (A) is preferably 5 to 60 mol%, more preferably 10 to 50 mol%, based on the total of all structural units constituting the component (A). 50 mol% is more preferable. By setting it to the lower limit value or more, the effect of containing the structural unit (a2) is sufficiently obtained, and by setting the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

・構成単位(a3)
(A)成分は、前記構成単位(a1)に加えて、または前記構成単位(a1)および(a2)に加えてさらに、極性基含有脂肪族炭化水素基を含有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a3)を有することが好ましい。構成単位(a3)を有することにより、(A)成分の親水性が高まり、現像液との親和性が高まって、露光部でのアルカリ溶解性が向上し、解像性の向上に寄与する。
極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基等が挙げられ、特に水酸基が好ましい。
脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜10の直鎖状または分岐状の炭化水素基(好ましくはアルキレン基)や、多環式の脂肪族炭化水素基(多環式基)が挙げられる。該多環式基としては、例えばArFエキシマレーザー用レジスト組成物用の樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。
その中でも、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、またはアルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基を含有する脂肪族多環式基を含み、かつ(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位がより好ましい。該多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。この様な多環式基は、ArFエキシマレーザー用レジスト組成物用のポリマー(樹脂成分)において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。これらの多環式基の中でも、アダマンタンから2個以上の水素原子を除いた基、ノルボルナンから2個以上の水素原子を除いた基、テトラシクロドデカンから2個以上の水素原子を除いた基が工業上好ましい。
・ Structural unit (a3)
The component (A) is an (α-lower alkyl) acrylic group containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group in addition to the structural unit (a1) or in addition to the structural units (a1) and (a2). It is preferable to have a structural unit (a3) derived from an acid ester. By having the structural unit (a3), the hydrophilicity of the component (A) is increased, the affinity with the developer is increased, the alkali solubility in the exposed area is improved, and the resolution is improved.
Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, and a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of an alkyl group is substituted with a fluorine atom. A hydroxyl group is particularly preferable.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms (preferably an alkylene group) and a polycyclic aliphatic hydrocarbon group (polycyclic group). . As the polycyclic group, for example, a resin for a resist composition for ArF excimer laser can be appropriately selected from among many proposed ones.
Among them, an aliphatic polycyclic group containing a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, or an alkyl group is substituted with a fluorine atom, and (α-lower alkyl) acrylic A structural unit derived from an acid ester is more preferred. Examples of the polycyclic group include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane or the like. Specific examples include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, or tetracyclododecane. Such a polycyclic group can be appropriately selected and used from among many proposed polymers (resin components) for resist compositions for ArF excimer lasers. Among these polycyclic groups, there are groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from adamantane, groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from norbornane, and groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from tetracyclododecane. Industrially preferable.

構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における炭化水素基が炭素数1〜10の直鎖状または分岐状の炭化水素基のときは、(α−低級アルキル)アクリル酸のヒドロキシエチルエステルから誘導される構成単位が好ましく、該炭化水素基が多環式基のときは、下記式(a3−1)で表される構成単位、(a3−2)で表される構成単位、(a3−3)で表される構成単位が好ましいものとして挙げられる。   As the structural unit (a3), when the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, (α-lower alkyl) acrylic acid A structural unit derived from hydroxyethyl ester is preferred, and when the hydrocarbon group is a polycyclic group, a structural unit represented by the following formula (a3-1), a structural unit represented by (a3-2) The structural unit represented by (a3-3) is preferable.

Figure 0004663456
(式中、Rは前記に同じであり、jは1〜3の整数であり、kは1〜3の整数であり、t’は1〜3の整数であり、lは1〜5の整数であり、sは1〜3の整数である。)
Figure 0004663456
(In the formula, R is the same as above, j is an integer of 1 to 3, k is an integer of 1 to 3, t 'is an integer of 1 to 3, and l is an integer of 1 to 5) And s is an integer of 1 to 3.)

式(a3−1)中、jは1又は2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。jが2の場合は、水酸基がアダマンチル基の3位と5位に結合しているものが好ましい。jが1の場合は、水酸基がアダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
jは1であることが好ましく、特に水酸基がアダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
In formula (a3-1), j is preferably 1 or 2, and more preferably 1. When j is 2, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3rd and 5th positions of the adamantyl group. When j is 1, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3-position of the adamantyl group.
j is preferably 1, and a hydroxyl group bonded to the 3-position of the adamantyl group is particularly preferred.

式(a3−2)中、kは1であることが好ましい。シアノ基はノルボルニル基の5位または6位に結合していることが好ましい。   In formula (a3-2), k is preferably 1. The cyano group is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.

式(a3−3)中、t’は1であることが好ましい。lは1であることが好ましい。sは1であることが好ましい。これらは(α−低級アルキル)アクリル酸のカルボキシ基の末端に2−ノルボルニル基または3−ノルボルニル基が結合していることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールはノルボルニル基の5又は6位に結合していることが好ましい。   In formula (a3-3), t ′ is preferably 1. l is preferably 1. s is preferably 1. In these, a 2-norbornyl group or a 3-norbornyl group is preferably bonded to the terminal of the carboxy group of (α-lower alkyl) acrylic acid. The fluorinated alkyl alcohol is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.

構成単位(a3)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A)成分中、構成単位(a3)の割合は、当該(A)成分を構成する全構成単位に対し、5〜50モル%であることが好ましく、さらに好ましくは15〜45モル%、最も好ましくは15〜35モル%がより好ましい。
As the structural unit (a3), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the component (A), the proportion of the structural unit (a3) is preferably 5 to 50 mol%, more preferably 15 to 45 mol%, most preferably with respect to all the structural units constituting the component (A). Preferably 15 to 35 mol% is more preferable.

・構成単位(a4)
(A)成分は、前記構成単位(a1)に加えて、または前記構成単位(a1)および(a2)に加えて、または前記構成単位(a1)、(a2)および(a3)に加えてさらに、酸非解離性の脂肪族多環式基を含有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a4)を有することが好ましい。
脂肪族多環式基としては、例えば、前記の構成単位(a1)の場合に例示したものと同様のものを例示することができ、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト組成物の樹脂成分に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
特にトリシクロデカニル基、アダマンチル基、テトラシクロドデカニル基、イソボルニル基、ノルボルニル基から選ばれる少なくとも1種以上であると、工業上入手し易いなどの点で好ましい。これらの多環式基は、炭素数1〜5の直鎖又は分岐状のアルキル基で置換されていてもよい。
構成単位(a4)として、具体的には、下記一般式(a4−1)〜(a4−5)の構造のものを例示することができる。
・ Structural unit (a4)
In addition to the structural unit (a1), the component (A), in addition to the structural units (a1) and (a2), or in addition to the structural units (a1), (a2) and (a3) It is preferable to have a structural unit (a4) derived from an (α-lower alkyl) acrylic acid ester containing a non-acid-dissociable aliphatic polycyclic group.
Examples of the aliphatic polycyclic group include those similar to those exemplified in the case of the structural unit (a1), and for ArF excimer laser and KrF excimer laser (preferably ArF excimer laser). A large number of hitherto known materials can be used as the resin component of the resist composition.
In particular, at least one selected from a tricyclodecanyl group, an adamantyl group, a tetracyclododecanyl group, an isobornyl group, and a norbornyl group is preferable in terms of industrial availability. These polycyclic groups may be substituted with a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Specific examples of the structural unit (a4) include those represented by the following general formulas (a4-1) to (a4-5).

Figure 0004663456
(式中、Rは前記と同じである。)
Figure 0004663456
(In the formula, R is as defined above.)

構成単位(a4)は、(A)成分の必須成分ではないが、これを(A)成分に含有させる際には、構成単位(a4)の割合は、当該(A)成分を構成する全構成単位に対し、1〜30モル%であることが好ましく、10〜20モル%がより好ましい。   The structural unit (a4) is not an essential component of the component (A). However, when the structural unit (a4) is contained in the component (A), the proportion of the structural unit (a4) is the total composition of the component (A). It is preferable that it is 1-30 mol% with respect to a unit, and 10-20 mol% is more preferable.

・他の構成単位
(A)成分は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記構成単位(a1)〜(a4)以外の他の構成単位を含んでいてもよい。
かかる構成単位としては、上述の構成単位(a1)〜(a4)に分類されない他の構成単位であれば特に限定するものではなく、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト用樹脂に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
-Other structural unit (A) The component may contain other structural units other than the said structural unit (a1)-(a4) in the range which does not impair the effect of this invention.
Such a structural unit is not particularly limited as long as it is another structural unit that is not classified into the structural units (a1) to (a4) described above. For ArF excimer laser, for KrF excimer laser (preferably for ArF excimer laser) A number of hitherto known materials can be used for resist resins such as

本発明において、(A)成分は、前記構成単位(a1)と、前記構成単位(a2)と、前記構成単位(a3)と、前記構成単位(a4)とを有する共重合体であることが、本発明の効果に優れることから好ましく、特に構成単位(a1)〜(a4)からなる4元共重合体であることが好ましい。かかる共重合体を(A)成分として用いることにより、リソグラフィー特性が特に良好となる。   In the present invention, the component (A) is a copolymer having the structural unit (a1), the structural unit (a2), the structural unit (a3), and the structural unit (a4). The quaternary copolymer composed of the structural units (a1) to (a4) is particularly preferable because of excellent effects of the present invention. By using such a copolymer as the component (A), the lithography properties are particularly good.

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

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

Figure 0004663456
[式中、R”〜R”,R”〜R”は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表し;R”は、直鎖、分岐または環状のアルキル基またはフッ素化アルキル基を表し;R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表し、R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表す。]
Figure 0004663456
[Wherein, R 1 ″ to R 3 ″ and R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group; R 4 ″ represents a linear, branched or cyclic alkyl group or fluorinated group. Represents an alkyl group; at least one of R 1 ″ to R 3 ″ represents an aryl group, and at least one of R 5 ″ to R 6 ″ represents an aryl group.]

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

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

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

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

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

Figure 0004663456
[式中、X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数2〜6のアルキレン基を表し;Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜10のアルキル基を表す。]
Figure 0004663456
[Wherein X ″ represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom; Y ″ and Z ″ each independently represent at least one hydrogen atom as a fluorine atom; Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and substituted with

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

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

Figure 0004663456
(式(B−1)中、R21、R22はそれぞれ独立に有機基を表す。)
Figure 0004663456
(In formula (B-1), R 21 and R 22 each independently represents an organic group.)

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

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

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

Figure 0004663456
[式(B−2)中、R31は、シアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R32はアリール基である。R33は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。]
Figure 0004663456
[In Formula (B-2), R 31 represents a cyano group, an alkyl group having no substituent, or a halogenated alkyl group. R 32 is an aryl group. R 33 is an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. ]

Figure 0004663456
[式(B−3)中、R34はシアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R35は2または3価の芳香族炭化水素基である。R36は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。pは2または3である。]
Figure 0004663456
[In the formula (B-3), R 34 represents a cyano group, an alkyl group having no substituent, or a halogenated alkyl group. R 35 is a divalent or trivalent aromatic hydrocarbon group. R 36 is an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. p is 2 or 3. ]

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

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

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

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

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

Figure 0004663456
Figure 0004663456

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

Figure 0004663456
Figure 0004663456

Figure 0004663456
Figure 0004663456

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

Figure 0004663456
Figure 0004663456

Figure 0004663456
Figure 0004663456

Figure 0004663456
Figure 0004663456

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

Figure 0004663456
Figure 0004663456

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

<任意成分>
本発明のポジ型レジスト組成物には、レジストパターン形状、引き置き経時安定性などを向上させるために、さらに任意の成分として、含窒素有機化合物(D)(以下、(D)成分という)を配合させることができる。
この(D)成分は、既に多種多様なものが提案されているので、公知のものから任意に用いれば良いが、脂肪族アミン、特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンが好ましい。
脂肪族アミンとしては、アンモニアNHの水素原子の少なくとも1つを、炭素数12以下のアルキル基またはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンまたはアルキルアルコールアミン)が挙げられる。その具体例としては、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン等のモノアルキルアミン;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジアルキルアミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デカニルアミン、トリ−n−ドデシルアミン等のトリアルキルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジ−n−オクタノールアミン、トリ−n−オクタノールアミン等のアルキルアルコールアミン等が挙げられる。これらの中でも、アルキルアルコールアミン及びトリアルキルアミンが好ましく、アルキルアルコールアミンが最も好ましい。アルキルアルコールアミンの中でもトリエタノールアミンやトリイソプロパノールアミンが最も好ましい。
これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
<Optional component>
In the positive resist composition of the present invention, a nitrogen-containing organic compound (D) (hereinafter referred to as “component (D)”) is further added as an optional component in order to improve the resist pattern shape, stability over time and the like. Can be blended.
Since a wide variety of components (D) have been proposed, any known one may be used, but aliphatic amines, particularly secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines are preferred. .
Examples of the aliphatic amine include amines (alkyl amines or alkyl alcohol amines) in which at least one hydrogen atom of ammonia NH 3 is substituted with an alkyl group or hydroxyalkyl group having 12 or less carbon atoms. Specific examples thereof include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine; diethylamine, di-n-propylamine, di-n-heptylamine, Dialkylamines such as di-n-octylamine and dicyclohexylamine; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-heptyl Trialkylamines such as amine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decanylamine, tri-n-dodecylamine; diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, di-n -Ok Noruamin, alkyl alcohol amines such as tri -n- octanol amine. Among these, alkyl alcohol amines and trialkyl amines are preferable, and alkyl alcohol amines are most preferable. Of the alkyl alcohol amines, triethanolamine and triisopropanolamine are most preferred.
These may be used alone or in combination of two or more.
(D) component is normally used in 0.01-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component.

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

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

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

<レジストパターン形成方法>
本発明のレジストパターン形成方法は例えば以下の様にして行うことができる。
すなわち、まずシリコンウェーハのような基板上に、上記ポジ型レジスト組成物をスピンナーなどで塗布し、80〜150℃の温度条件下、プレベークを40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施し、これに例えばArF露光装置などにより、ArFエキシマレーザー光を所望のマスクパターンを介して選択的に露光した後、80〜150℃の温度条件下、PEB(露光後加熱)を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施す。次いでこれをアルカリ現像液、例えば0.1〜10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて現像処理する。このようにして、マスクパターンに忠実なレジストパターンを得ることができる。
なお、基板とレジスト組成物の塗布層との間には、有機系または無機系の反射防止膜を設けることもできる。
露光に用いる波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線などの放射線を用いて行うことができる。特に、本発明にかかるホトレジスト組成物は、ArFエキシマレーザーに対して有効である。
<Resist pattern formation method>
The resist pattern forming method of the present invention can be performed, for example, as follows.
That is, first, the positive resist composition is applied onto a substrate such as a silicon wafer with a spinner and prebaked for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds under a temperature condition of 80 to 150 ° C. After selectively exposing ArF excimer laser light through a desired mask pattern using, for example, an ArF exposure apparatus or the like, PEB (post-exposure heating) is performed for 40 to 120 seconds at a temperature of 80 to 150 ° C., preferably Apply for 60-90 seconds. Subsequently, this is developed using an alkali developer, for example, an aqueous solution of 0.1 to 10% by mass of tetramethylammonium hydroxide. In this way, a resist pattern faithful to the mask pattern can be obtained.
An organic or inorganic antireflection film can be provided between the substrate and the coating layer of the resist composition.
The wavelength used for exposure is not particularly limited, and ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-ray, soft X-ray, etc. Can be done using radiation. In particular, the photoresist composition according to the present invention is effective for an ArF excimer laser.

上述のように、本発明のポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法によれば、ディフェクトが少なく、かつ感度、ラインエッジラフネス(LER)、露光量マージン、焦点深度幅(DOF)等のリソグラフィー特性にも優れたレジストパターンが形成できる。
また、本発明のポジ型レジスト組成物は、近接効果も良好である。近接効果は、形成されるレジストパターンの寸法および形状が、その近傍のパターンによって影響されてしまう現象である。近接効果が大きくなると、マスクにおけるパターン寸法が同じである場合に、パターンが密な部位(ラインアンドスペース部)と、そうでない部位(孤立パターン部)とで、形成されるパターンの寸法の差が大きくなってしまうため、近接効果は小さいほど好ましい。
さらに、本発明のポジ型レジスト組成物は、たとえば40℃という高温条件下で保管した後であっても、ほとんどディフェクトが増加しないなど、品質安定性にも優れている。
As described above, according to the positive resist composition and the resist pattern forming method of the present invention, there are few defects and lithography characteristics such as sensitivity, line edge roughness (LER), exposure margin, and depth of focus (DOF). In addition, an excellent resist pattern can be formed.
Further, the positive resist composition of the present invention has a good proximity effect. The proximity effect is a phenomenon in which the size and shape of a resist pattern to be formed are affected by the pattern in the vicinity thereof. When the proximity effect is increased, when the pattern dimensions in the mask are the same, there is a difference in the size of the pattern formed between the dense part (line and space part) and the other part (isolated pattern part). The proximity effect is preferably as small as possible because it increases.
Furthermore, the positive resist composition of the present invention is excellent in quality stability, for example, the number of defects hardly increases even after being stored at a high temperature of 40 ° C., for example.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
下記合成例1〜4においては、下記の条件でGPCによる分子量分布の測定を行い、分子量100〜10000の低分子領域のピーク面積Aと、全ピーク面積Aとを求め、Aに対するAの割合(%)を算出した。
[GPCの測定条件]
・装置:TOSOH社製「HLC−8220 GPC」
・ガードカラム:TOSOH社製「TSK Super H−H」
・カラム:TOSOH社製「TSK Gel Super HM−N」×3本
・検出器:示差屈折率(RI)検出器
・溶離液:テトラヒドロフラン(THF)(ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)濃度:0ppm)
・流量:0.6mL/分
・注入量:40μL
・測定温度:40℃
・測定時間:20分間
・サンプル:固形分濃度が約0.2質量%となるように樹脂を溶解したTHF溶液
Examples of the present invention will be described below, but the scope of the present invention is not limited to these examples.
In the following synthesis examples 1 to 4, the molecular weight distribution is measured by GPC under the following conditions to determine the peak area A L and the total peak area A A of a low molecular region having a molecular weight of 100 to 10,000, and A to A A The ratio (%) of L was calculated.
[GPC measurement conditions]
・ Device: “HLC-8220 GPC” manufactured by TOSOH
Guard column: “TSK Super HH” manufactured by TOSOH
-Column: "TSK Gel Super HM-N" x 3 manufactured by TOSOH-Detector: Differential refractive index (RI) detector-Eluent: Tetrahydrofuran (THF) (dibutylhydroxytoluene (BHT) concentration: 0 ppm)
・ Flow rate: 0.6 mL / min ・ Injection volume: 40 μL
・ Measurement temperature: 40 ℃
Measurement time: 20 minutes Sample: THF solution in which resin is dissolved so that the solid content concentration is about 0.2% by mass

合成例1(滴下重合法)
窒素雰囲気に保った容器中にMEK8000gを仕込み、2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート2590g、α−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン1880g、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート1120g、及びトリシクロデカニルメタクリレート1040gを溶解してモノマー溶液を調製した。又、窒素雰囲気に保った別の容器に重合開始剤V−601(和光純薬工業株式会社製)を180gをMEK1000gに溶解して開始剤溶液を調製した。窒素雰囲気に保った反応容器に、MEK5000gを投入して撹拌しながら80℃に昇温した後、温度25〜30℃に加温したモノマー溶液及び開始剤溶液を、各々4時間かけて80℃に保った反応容器内に供給した。供給終了後、重合温度を80℃に保ったまま2時間熟成させ、室温まで冷却して重合液を取り出した。
得られた重合液をよく撹拌した水−メタノール混合溶液(水:16質量%)中に注ぎ、析出した固形物をろ過により分離し、乾燥させることにより、下記式(I)で表される樹脂(A)−1を得た。
GPC測定の結果、樹脂(A)−1の分子量分布において、分子量100〜10000の低分子量領域のピーク面積の割合は73%であった。また、樹脂(A)−1は、Mw=10000、Mw/Mn=2.2であり、カーボン13(13C)核磁気共鳴スペクトルの測定の結果、式(I)中の各構成単位の組成比は、p/q/r/s=35/35/15/15(モル比)であった。
Synthesis Example 1 (Drip polymerization method)
MEK 8000 g was charged into a container kept in a nitrogen atmosphere, and 2590 g of 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, 1880 g of α-methacryloyloxy-γ-butyrolactone, 1120 g of 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate, and 1040 g of tricyclodecanyl methacrylate. A monomer solution was prepared by dissolution. Further, 180 g of polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 1000 g of MEK in another container kept in a nitrogen atmosphere to prepare an initiator solution. In a reaction vessel maintained in a nitrogen atmosphere, 5000 g of MEK was added and the temperature was raised to 80 ° C. while stirring. It was fed into the kept reaction vessel. After the completion of the supply, the polymerization temperature was kept at 80 ° C. for 2 hours, and the mixture was cooled to room temperature and the polymerization solution was taken out.
The obtained polymerization solution is poured into a well-stirred water-methanol mixed solution (water: 16% by mass), and the precipitated solid is separated by filtration and dried to give a resin represented by the following formula (I) (A) -1 was obtained.
As a result of GPC measurement, in the molecular weight distribution of Resin (A) -1, the ratio of the peak area in the low molecular weight region having a molecular weight of 100 to 10,000 was 73%. Resin (A) -1 has Mw = 10000 and Mw / Mn = 2.2. As a result of measurement of carbon 13 ( 13 C) nuclear magnetic resonance spectrum, the composition of each structural unit in formula (I) The ratio was p / q / r / s = 35/35/15/15 (molar ratio).

Figure 0004663456
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合成例2(滴下重合法)
窒素雰囲気に保った容器中にMEK8000gを仕込み、2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート2590g、α−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン1880g、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート1120g、及びトリシクロデカニルメタクリレート1040gを溶解してモノマー溶液を調製した。又、窒素雰囲気に保った別の容器に重合開始剤V−601(和光純薬工業株式会社製)を120gをMEK1000gに溶解して開始剤溶液を調製した。窒素雰囲気に保った反応容器に、MEK5000gを投入して撹拌しながら80℃に昇温した後、温度25〜30℃に加温したモノマー溶液及び開始剤溶液を、各々4時間かけて80℃に保った反応容器内に供給した。供給終了後、重合温度を80℃に保ったまま2時間熟成させ、室温まで冷却して重合液を取り出した。
得られた重合液をよく撹拌した水−メタノール混合溶液(水:16質量%)中に注ぎ、析出した固形物をろ過により分離し、乾燥させることにより、前記式(I)で表される樹脂(A)−2を得た。
GPC測定の結果、樹脂(A)−2の分子量分布において、分子量100〜10000の低分子量領域のピーク面積の割合は50%であった。また、樹脂(A)−2は、Mw=15000、Mw/Mn=2.1であり、カーボン13(13C)核磁気共鳴スペクトルの測定の結果、前記式(I)中の各構成単位の組成比は、p/q/r/s=35/35/15/15(モル比)であった。
Synthesis Example 2 (Drip polymerization method)
MEK 8000 g was charged into a container kept in a nitrogen atmosphere, and 2590 g of 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, 1880 g of α-methacryloyloxy-γ-butyrolactone, 1120 g of 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate, and 1040 g of tricyclodecanyl methacrylate. A monomer solution was prepared by dissolution. Further, 120 g of polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 1000 g of MEK in another container kept in a nitrogen atmosphere to prepare an initiator solution. In a reaction vessel maintained in a nitrogen atmosphere, 5000 g of MEK was added and the temperature was raised to 80 ° C. while stirring. It was fed into the kept reaction vessel. After the completion of the supply, the polymerization temperature was kept at 80 ° C. for 2 hours, and the mixture was cooled to room temperature and the polymerization solution was taken out.
The obtained polymerization solution is poured into a well-stirred water-methanol mixed solution (water: 16% by mass), and the precipitated solid is separated by filtration and dried to obtain a resin represented by the formula (I). (A) -2 was obtained.
As a result of GPC measurement, in the molecular weight distribution of Resin (A) -2, the ratio of the peak area in the low molecular weight region having a molecular weight of 100 to 10,000 was 50%. Resin (A) -2 has Mw = 15000 and Mw / Mn = 2.1. As a result of measurement of carbon 13 ( 13 C) nuclear magnetic resonance spectrum, each of the structural units in the formula (I) The composition ratio was p / q / r / s = 35/35/15/15 (molar ratio).

合成例3(滴下重合法)
窒素雰囲気に保った容器中にMEK8000gを仕込み、2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート2590g、α−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン1880g、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート1120g、及びトリシクロデカニルメタクリレート1040gを溶解してモノマー溶液を調製した。又、窒素雰囲気に保った別の容器に重合開始剤V−601(和光純薬工業株式会社製)を260gをMEK1000gに溶解して開始剤溶液を調製した。窒素雰囲気に保った反応容器に、MEK5000gを投入して撹拌しながら80℃に昇温した後、温度25〜30℃に加温したモノマー溶液及び開始剤溶液を、各々4時間かけて80℃に保った反応容器内に供給した。供給終了後、重合温度を80℃に保ったまま2時間熟成させ、室温まで冷却して重合液を取り出した。
得られた重合液をよく撹拌した水−メタノール混合溶液(水:16質量%)中に注ぎ、析出した固形物をろ過により分離し、乾燥させることにより、前記式(I)で表される樹脂(A)−3を得た。
GPC測定の結果、樹脂(A)−3の分子量分布において、分子量100〜10000の低分子量領域のピーク面積の割合は83%であった。また、樹脂(A)−3は、Mw=7700、Mw/Mn=1.87であり、カーボン13(13C)核磁気共鳴スペクトルの測定の結果、前記式(I)中の各構成単位の組成比は、p/q/r/s=35/35/15/15(モル比)であった。
Synthesis Example 3 (Drip polymerization method)
MEK 8000 g was charged into a container kept in a nitrogen atmosphere, and 2590 g of 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, 1880 g of α-methacryloyloxy-γ-butyrolactone, 1120 g of 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate, and 1040 g of tricyclodecanyl methacrylate. A monomer solution was prepared by dissolution. Moreover, 260 g of polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 1000 g of MEK in another container kept in a nitrogen atmosphere to prepare an initiator solution. In a reaction vessel maintained in a nitrogen atmosphere, 5000 g of MEK was added and the temperature was raised to 80 ° C. while stirring. It was fed into the kept reaction vessel. After the completion of the supply, the polymerization temperature was kept at 80 ° C. for 2 hours, and the mixture was cooled to room temperature and the polymerization solution was taken out.
The obtained polymerization solution is poured into a well-stirred water-methanol mixed solution (water: 16% by mass), and the precipitated solid is separated by filtration and dried to obtain a resin represented by the formula (I). (A) -3 was obtained.
As a result of GPC measurement, in the molecular weight distribution of Resin (A) -3, the ratio of the peak area in the low molecular weight region having a molecular weight of 100 to 10,000 was 83%. Resin (A) -3 has Mw = 7700 and Mw / Mn = 1.87. As a result of measurement of carbon 13 ( 13 C) nuclear magnetic resonance spectrum, each structural unit in the formula (I) The composition ratio was p / q / r / s = 35/35/15/15 (molar ratio).

合成例4(昇温式一括重合法)
実施例1において、モノマー溶液と開始剤溶液を一つの容器に混合した混合溶液を、反応容器に供給し、80℃まで加熱しながら重合反応を行ったこと以外は同様の方法を用いて反応を行った。
得られた反応液を、よく撹拌したメタノール中に注ぎ、析出した固形物をろ過により分離し、乾燥させることにより、上記式(I)で表される樹脂(A’)−1を得た。
GPC測定の結果、樹脂(A’)−1の分子量分布において、分子量100〜10000の低分子量領域のピーク面積の割合は71%であった。また、樹脂(A’)−1は、Mw=10000、Mw/Mn=2.7であり、カーボン13(13C)核磁気共鳴スペクトルの測定の結果、式(I)中の各構成単位の組成比は、p/q/r/s=35/35/15/15(モル比)であった。
Synthesis example 4 (temperature raising type batch polymerization method)
In Example 1, a mixed solution in which the monomer solution and the initiator solution were mixed in one container was supplied to the reaction container, and the reaction was performed using the same method except that the polymerization reaction was performed while heating to 80 ° C. went.
The obtained reaction liquid was poured into well-stirred methanol, and the precipitated solid was separated by filtration and dried to obtain a resin (A ′)-1 represented by the above formula (I).
As a result of GPC measurement, in the molecular weight distribution of the resin (A ′)-1, the ratio of the peak area in the low molecular weight region having a molecular weight of 100 to 10,000 was 71%. Resin (A ′)-1 has Mw = 10000 and Mw / Mn = 2.7. As a result of measurement of carbon 13 ( 13 C) nuclear magnetic resonance spectrum, each structural unit in formula (I) The composition ratio was p / q / r / s = 35/35/15/15 (molar ratio).

実施例1〜3,比較例1〜3
合成例1〜4で得た化合物(A)−1〜(A)−3および(A’)−1を用い、下記表1に示す各成分を混合、溶解してポジ型レジスト組成物溶液を得た。
Examples 1-3, Comparative Examples 1-3
Using the compounds (A) -1 to (A) -3 and (A ′)-1 obtained in Synthesis Examples 1 to 4, the components shown in Table 1 below were mixed and dissolved to prepare a positive resist composition solution. Obtained.

Figure 0004663456
Figure 0004663456

表1中、[]内の数値は配合量(質量部)を示す。また、表1中の略号は以下の意味を有する。
(B)−1:トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート
(B)−2:下記式(B)−2で表される化合物
(B)−3:下記式(B)−3で表される化合物
(D)−1:トリエタノールアミン
(S)−1:PGMEA
(S)−2:PGMEA/乳酸エチル=8/2(質量比)の混合溶剤
In Table 1, the numerical values in [] indicate the blending amount (parts by mass). Moreover, the symbol in Table 1 has the following meaning.
(B) -1: triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate (B) -2: compound represented by the following formula (B) -2 (B) -3: represented by the following formula (B) -3 Compound (D) -1: Triethanolamine (S) -1: PGMEA
(S) -2: PGMEA / ethyl lactate = 8/2 (mass ratio) mixed solvent

Figure 0004663456
Figure 0004663456

次いで、得られたポジ型レジスト組成物溶液を用いて以下の評価を行った。
<リソグラフィー特性>
・解像性評価
有機系反射防止膜組成物「AR19」(商品名、ロームアンドハース社製)を、スピンナーを用いて8インチシリコンウェーハ上に塗布し、ホットプレート上で215℃、90秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚82nmの有機系反射防止膜を形成した。該反射防止膜上に、前記表1に記載の組成のポジ型レジスト組成物溶液をそれぞれスピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で120℃、90秒間プレベーク(PAB)し、乾燥することにより、膜厚350nmのレジスト膜を形成した。
ついで、該レジスト膜に対し、ArF露光装置S−302(ニコン社製;NA(開口数)=0.60,σ=2/3輪帯照明)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、マスクパターン(6%ハーフトーン)を介して選択的に照射した。
ついで、120℃、90秒間の条件でPEB処理し、さらに23℃にて2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間現像し、その後30秒間、純水を用いて水リンスし、振り切り乾燥を行った。さらに、100℃で60秒間加熱(ポストベーク)して乾燥させた。その結果、いずれのポジ型レジスト組成物溶液を用いた場合でも、ライン幅:スペース幅=1:1の130nmラインアンドスペースパターン(130LS)が形成された。
Subsequently, the following evaluation was performed using the obtained positive resist composition solution.
<Lithography characteristics>
Evaluation of resolution Organic antireflection film composition “AR19” (trade name, manufactured by Rohm and Haas) was applied onto an 8-inch silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 215 ° C. for 90 seconds. Then, an organic antireflection film having a film thickness of 82 nm was formed by drying. By applying a positive resist composition solution having the composition shown in Table 1 on the antireflection film using a spinner, prebaking (PAB) at 120 ° C. for 90 seconds on a hot plate, and drying, A resist film having a thickness of 350 nm was formed.
Next, an ArF excimer laser (193 nm) was applied to the resist film with an ArF exposure apparatus S-302 (Nikon Corp .; NA (numerical aperture) = 0.60, σ = 2/3 annular illumination), and a mask pattern. Selectively irradiated via (6% halftone).
Next, PEB treatment was performed at 120 ° C. for 90 seconds, followed by development with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C. for 60 seconds, followed by water rinsing with pure water for 30 seconds and shaking off. Drying was performed. Furthermore, it was dried by heating (post-baking) at 100 ° C. for 60 seconds. As a result, a 130 nm line and space pattern (130LS) of line width: space width = 1: 1 was formed regardless of which positive resist composition solution was used.

・LER評価
上記130LSが形成される最適露光量Eop(mJ/cm)で得られた130LSについて、LERを示す尺度である3σを求めた。3σは、側長SEM(日立製作所社製,製品名「S−9220」)により、試料のレジストパターンの幅を32箇所測定し、その結果から算出した標準偏差(σ)の3倍値(3σ)である。この3σは、その値が小さいほどラフネスが小さく、均一幅のレジストパターンが得られたことを意味する。測定電圧は300V。
LER Evaluation For 130LS obtained with the optimum exposure amount Eop (mJ / cm 2 ) at which the 130LS is formed, 3σ, which is a measure indicating LER, was obtained. 3σ is a side length SEM (manufactured by Hitachi, Ltd., product name “S-9220”). The width of the resist pattern of the sample was measured at 32 locations, and the standard deviation (σ) calculated from the result was 3 times the value (3σ ). This 3σ means that the smaller the value, the smaller the roughness and the uniform width resist pattern was obtained. The measurement voltage is 300V.

・露光量マージン評価
得られたレジストパターン(130LS)を側長SEM(日立製作所社製,製品名「S−9220」)により観察し、各パターンをターゲット寸法±10%の範囲内の寸法で形成できる露光量が、上記で求めたEopの何%以内であるか(露光量マージン)を求めた。露光量マージンが大きいほど、露光量の変動に伴うパターンサイズの変化量が小さいことを示す。
-Exposure amount margin evaluation The obtained resist pattern (130LS) is observed with a side length SEM (manufactured by Hitachi, Ltd., product name "S-9220"), and each pattern is formed with a size within the range of the target size ± 10%. The exposure amount that can be obtained is within what percentage of the Eop determined above (exposure amount margin). The larger the exposure amount margin, the smaller the change amount of the pattern size with the variation of the exposure amount.

・焦点深度幅(DOF)評価
上記Eopにおいて、焦点を適宜上下にずらし、上記のレジストパターン(130LS)がターゲット寸法±10%の寸法変化率の範囲内で形成できる焦点深度(DOF)の幅(nm)を求めた。DOFは、露光焦点がずれても良好な解像度が得られる範囲のことであり、大きいほど好ましい。結果は表2に示した。
-Depth of focus width (DOF) evaluation In the above Eop, the focus is appropriately shifted up and down, and the depth of focus (DOF) at which the resist pattern (130LS) can be formed within the range of the dimensional change rate of the target size ± 10% ( nm). DOF is a range in which a good resolution can be obtained even if the exposure focus is deviated, and it is preferably as large as possible. The results are shown in Table 2.

<ディフェクト評価>
上記で形成したレジストパターンについて、KLAテンコール社製の表面欠陥観察装置KLA2351(製品名)を用いて、ウェーハ内の欠陥数(個/cm)を測定した。結果は表2に示した。
<Defect evaluation>
About the resist pattern formed above, the number of defects (pieces / cm 2 ) in the wafer was measured using a surface defect observation apparatus KLA2351 (product name) manufactured by KLA Tencor. The results are shown in Table 2.

Figure 0004663456
Figure 0004663456

上記結果に示すように、リソグラフィー特性のうち、DOFについては、実施例1〜3は、比較例1〜3と同等以上の良好な結果が得られた。解像性、露光量マージン、LERについては同等であった。
ディフェクトについては、実施例1〜3は欠陥数が少なかった。このことから、実施例1〜3は、品質安定性に優れたものであることがわかる。一方、比較例1〜2は、欠陥数が実施例1〜3の2倍を越えていた。比較例3は欠陥数が多すぎて測定不能であった。

As shown in the above results, among the lithography properties, for DOF, Examples 1 to 3 were as good as or better than Comparative Examples 1 to 3. The resolution, exposure amount margin, and LER were the same.
Regarding defects, Examples 1 to 3 had a small number of defects. From this, it can be seen that Examples 1 to 3 are excellent in quality stability. On the other hand, in Comparative Examples 1-2, the number of defects exceeded twice that of Examples 1-3. In Comparative Example 3, the number of defects was too large to be measured.

Claims (5)

酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂成分(A)、および放射線の照射により酸を発生する酸発生剤成分(B)を含有するポジ型レジスト組成物であって、
前記樹脂成分(A)が、酸解離性溶解抑制基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1)と、ラクトン含有単環または多環式基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a2)と、極性基含有脂肪族炭化水素基を含有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a3)と、酸非解離性の脂肪族多環式基を含有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a4)とを主鎖に有する共重合体であり、滴下重合法による重合後、得られた重合反応液を、メタノール:水=100:8〜20(質量比)の混合溶媒に滴下して精製することにより製造される質量平均分子量5000〜20000であり、かつゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される分子量分布において、分子量100〜10000の低分子量領域のピーク面積の割合が、全体のピーク面積に対して55〜80%であることを特徴とするポジ型レジスト組成物。
A positive resist composition comprising a resin component (A) whose alkali solubility is increased by the action of an acid, and an acid generator component (B) which generates an acid upon irradiation with radiation,
The resin component (A) has a structural unit (a1) derived from an (α-lower alkyl) acrylic acid ester having an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and a lactone-containing monocyclic or polycyclic group (α- A structural unit (a2) derived from a lower alkyl) acrylate ester, a structural unit (a3) derived from an (α-lower alkyl) acrylate ester containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group, containing dissociable aliphatic polycyclic group (alpha-lower alkyl) is a copolymer having the structural unit (a4) in the main chain derived from an acrylate ester, after that by the dropping polymerization method polymerizing the obtained polymerization reaction solution, methanol: water = 100: 8-20 is prepared by purifying dropwise to a mixed solvent (mass ratio), weight average molecular weight of 5,000 to 20,000, and Gerupa In the molecular weight distribution measured by instantiation chromatography, the ratio of the peak area of the low molecular weight region of molecular weight 100 to 10000 A positive resist composition, characterized in that 55 to 80% relative to the total peak area.
前記構成単位(a4)が、下記一般式(a4−1)〜(a4−5)で表される構成単位から選ばれる、請求項1に記載のポジ型レジスト組成物。  The positive resist composition according to claim 1, wherein the structural unit (a4) is selected from structural units represented by the following general formulas (a4-1) to (a4-5).
Figure 0004663456
Figure 0004663456
(式中、Rは水素原子または低級アルキル基を示す。)(In the formula, R represents a hydrogen atom or a lower alkyl group.)
さらに、含窒素有機化合物(D)を含有する請求項1または2に記載のポジ型レジスト組成物。 Furthermore, the positive resist composition according to claim 1 or 2 comprising a nitrogen-containing organic compound (D). 請求項1〜のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法。 Forming a resist film on a substrate using a positive resist composition according to any one of claim 1 to 3 conducting exposure of the resist film, and a resist pattern by developing the resist film A resist pattern forming method including a forming step. 酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂成分(A)、および放射線の照射により酸を発生する酸発生剤成分(B)を含有するポジ型レジスト組成物を製造する方法であって、  A method for producing a positive resist composition comprising a resin component (A) whose alkali solubility is increased by the action of an acid, and an acid generator component (B) which generates an acid upon irradiation with radiation,
酸解離性溶解抑制基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステル、ラクトン含有単環または多環式基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステル、極性基含有脂肪族炭化水素基を含有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルおよび酸非解離性の脂肪族多環式基を含有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルを滴下重合法により重合させ、得られた重合反応液を、メタノール:水=100:8〜20(質量比)の混合溶媒に滴下して精製することにより、質量平均分子量が5000〜20000であり、かつゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される分子量分布において、分子量100〜10000の低分子量領域のピーク面積の割合が、全体のピーク面積に対して55〜80%である共重合体を製造し、該共重合体を、前記樹脂成分(A)として用いることを特徴とするポジ型レジスト組成物の製造方法。  (Α-lower alkyl) acrylate ester having an acid dissociable, dissolution inhibiting group, (α-lower alkyl) acrylate ester having a lactone-containing monocyclic or polycyclic group, and a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (Α-Lower alkyl) acrylic acid ester and (α-lower alkyl) acrylic acid ester containing an acid non-dissociable aliphatic polycyclic group were polymerized by a dropping polymerization method, and the resulting polymerization reaction solution was treated with methanol. : Water = 100: In a molecular weight distribution measured by gel permeation chromatography, the molecular weight is 100 when the weight average molecular weight is 5000 to 20000 by purification by dropping into a mixed solvent of 100: 8 to 20 (mass ratio). Produces a copolymer in which the ratio of the peak area of the low molecular weight region of 10000 is 55 to 80% with respect to the entire peak area The method of manufacturing a positive resist composition which comprises using the copolymer as the resin component (A).
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