JPWO2009078335A1 - Novel sulfonate and radiation-sensitive resin composition - Google Patents

Novel sulfonate and radiation-sensitive resin composition Download PDF

Info

Publication number
JPWO2009078335A1
JPWO2009078335A1 JP2009546234A JP2009546234A JPWO2009078335A1 JP WO2009078335 A1 JPWO2009078335 A1 JP WO2009078335A1 JP 2009546234 A JP2009546234 A JP 2009546234A JP 2009546234 A JP2009546234 A JP 2009546234A JP WO2009078335 A1 JPWO2009078335 A1 JP WO2009078335A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
acid
general formula
carbon atoms
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009546234A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
琢磨 江畑
琢磨 江畑
永井 智樹
智樹 永井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JSR Corp filed Critical JSR Corp
Publication of JPWO2009078335A1 publication Critical patent/JPWO2009078335A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C309/00Sulfonic acids; Halides, esters, or anhydrides thereof
    • C07C309/01Sulfonic acids
    • C07C309/02Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C309/03Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton
    • C07C309/06Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton containing halogen atoms, or nitro or nitroso groups bound to the carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C205/00Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton
    • C07C205/07Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by halogen atoms
    • C07C205/11Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by halogen atoms having nitro groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • C07C205/12Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by halogen atoms having nitro groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings the six-membered aromatic ring or a condensed ring system containing that ring being substituted by halogen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C25/00Compounds containing at least one halogen atom bound to a six-membered aromatic ring
    • C07C25/18Polycyclic aromatic halogenated hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C309/00Sulfonic acids; Halides, esters, or anhydrides thereof
    • C07C309/01Sulfonic acids
    • C07C309/02Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C309/19Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of a saturated carbon skeleton containing rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C381/00Compounds containing carbon and sulfur and having functional groups not covered by groups C07C301/00 - C07C337/00
    • C07C381/12Sulfonium compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C43/00Ethers; Compounds having groups, groups or groups
    • C07C43/02Ethers
    • C07C43/20Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C43/225Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring containing halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/66Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety
    • C07C69/67Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety of saturated acids
    • C07C69/708Ethers
    • C07C69/712Ethers the hydroxy group of the ester being etherified with a hydroxy compound having the hydroxy group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/76Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/96Esters of carbonic or haloformic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D333/46Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings substituted on the ring sulfur atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/50Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D333/76Dibenzothiophenes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/50Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D333/78Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems condensed with rings other than six-membered or with ring systems containing such rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D335/00Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D335/02Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0045Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0046Photosensitive materials with perfluoro compounds, e.g. for dry lithography
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • G03F7/0392Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
    • G03F7/0397Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition the macromolecular compound having an alicyclic moiety in a side chain
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2602/00Systems containing two condensed rings
    • C07C2602/36Systems containing two condensed rings the rings having more than two atoms in common
    • C07C2602/42Systems containing two condensed rings the rings having more than two atoms in common the bicyclo ring system containing seven carbon atoms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

下記一般式(1)であらわされるスルホン酸塩である。(Rfはそれぞれ独立にフッ素原子または炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、R1は炭素数1〜8の直鎖または分岐のアルキル基、R2はそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、またはフッ素原子で置換されても良い炭素数1〜8の直鎖または分岐のアルキル基を示す。mは0〜3の整数、nは1〜3の整数を示す。Mk+はk価の陽イオンを示し、kは1〜4の整数を示す。)It is a sulfonate represented by the following general formula (1). (Rf is each independently a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R1 is a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, R2 is independently a hydrogen atom, a fluorine atom, or a fluorine atom. 1 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with m, m represents an integer of 0 to 3, n represents an integer of 1 to 3, Mk + represents a k-valent cation, k represents an integer of 1 to 4.)

Description

本発明は、新規スルホン酸塩および感放射線性樹脂組成物に関わり、さらに詳しくは、特に、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザーあるいはEUV(極紫外線)等の遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線等の荷電粒子線の如き各種の放射線を使用し、空気下、窒素下あるいは真空下でのドライ露光もしくは、レンズとフォトレジスト膜との間に、露光波長における屈折率が空気よりも高い液浸露光用液体を介して放射線照射する液浸露光を含む微細加工に有用な化学増幅型レジストとして使用されるポジ型およびネガ型の感放射線性樹脂組成物の感放射線性酸発生剤として好適な新規スルホン酸塩並びに当該酸発生剤を含有するポジ型およびネガ型の感放射線性樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a novel sulfonate and a radiation-sensitive resin composition, and more particularly, far ultraviolet rays such as KrF excimer laser, ArF excimer laser, F2 excimer laser or EUV (extreme ultraviolet), synchrotron radiation, etc. Using various types of radiation such as charged particle beams such as X-rays, electron beams, etc., the refractive index at the exposure wavelength is dry exposure under air, nitrogen, or vacuum, or between the lens and the photoresist film. Radiation-sensitive acid of positive-type and negative-type radiation-sensitive resin compositions used as chemically amplified resists useful for microfabrication including immersion exposure that irradiates through an immersion exposure liquid higher than air The present invention relates to a novel sulfonic acid salt suitable as a generator and positive and negative radiation-sensitive resin compositions containing the acid generator.

集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野においては、より高い集積度を得るために、最近では0.20μm以下のレベルでの微細加工が可能なリソグラフィプロセスが必要とされている。しかし、従来のリソグラフィプロセスでは、一般に放射線としてi線等の近紫外線が用いられているが、この近紫外線では、サブクオーターミクロンレベルでの微細加工が極めて困難であると言われている。   In the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements, a lithography process capable of microfabrication at a level of 0.20 μm or less is recently required to obtain a higher degree of integration. However, in the conventional lithography process, near ultraviolet rays such as i rays are generally used as radiation, and it is said that fine processing at the subquarter micron level is extremely difficult with this near ultraviolet rays.

そこで、0.20μm以下のレベルにおける微細加工を可能とするために、より波長の短い放射線の利用が検討されている。このような短波長の放射線としては、例えば、水銀灯の輝線スペクトルやエキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線、電子線等を挙げることができるが、これらのうち特に、KrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)、F2エキシマレーザー(波長157nm)、EUV(波長13nm等)、電子線等を用いる技術が注目されている。   Therefore, in order to enable microfabrication at a level of 0.20 μm or less, use of radiation having a shorter wavelength is being studied. Examples of such short-wavelength radiation include an emission line spectrum of a mercury lamp, deep ultraviolet rays typified by an excimer laser, X-rays, and electron beams. Among these, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) is particularly preferable. ), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F2 excimer laser (wavelength 157 nm), EUV (wavelength 13 nm, etc.), electron beam, and the like are attracting attention.

前記短波長の放射線に適した感放射線性樹脂組成物として、酸解離性官能基を有する成分と放射線の照射(以下、「露光」という。)により酸を発生する感放射線性酸発生剤との間の化学増幅効果を利用した組成物(以下、「化学増幅型感放射線性組成物」という。)が数多く提案されている。   As a radiation-sensitive resin composition suitable for short-wave radiation, a component having an acid-dissociable functional group and a radiation-sensitive acid generator that generates an acid upon irradiation with radiation (hereinafter referred to as “exposure”) Many compositions utilizing the chemical amplification effect between them (hereinafter referred to as “chemically amplified radiation-sensitive composition”) have been proposed.

化学増幅型感放射線性組成物としては、例えば特許文献1に、カルボン酸のt−ブチルエステル基またはフェノールのt−ブチルカーボネート基を有する重合体と感放射線性酸発生剤とを含有する組成物が提案されている。この組成物は、露光により発生した酸の作用により、重合体中に存在するt−ブチルエステル基あるいはt−ブチルカーボネート基が解離して、該重合体がカルボキシル基やフェノール性水酸基からなる酸性基を形成し、その結果、レジスト被膜の露光領域がアルカリ現像液に易溶性となる現象を利用したものである。   As a chemically amplified radiation sensitive composition, for example, Patent Document 1 contains a polymer having a carboxylic acid t-butyl ester group or a phenol t-butyl carbonate group and a radiation sensitive acid generator. Has been proposed. This composition is an acidic group in which a t-butyl ester group or t-butyl carbonate group present in a polymer is dissociated by the action of an acid generated by exposure, and the polymer is composed of a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group. As a result, the phenomenon that the exposed region of the resist film becomes readily soluble in an alkali developer is utilized.

ところで、化学増幅型感放射性組成物における感放射線性酸発生剤に求められる特性として、放射線に対する透明性に優れ、かつ酸発生における量子収率が高いこと、発生する酸が十分強いこと、発生する酸の沸点が十分高いこと、発生する酸のレジスト被膜中での拡散距離(以下、「拡散長」という。)が適切であることなどが挙げられる。   By the way, properties required for a radiation-sensitive acid generator in a chemically amplified radiation-sensitive composition are excellent in transparency to radiation, have a high quantum yield in acid generation, and have a sufficiently strong acid to be generated. For example, the boiling point of the acid is sufficiently high, and the diffusion distance of the generated acid in the resist film (hereinafter referred to as “diffusion length”) is appropriate.

また、最近では微細加工だけではなく、より複雑なパターンの加工を可能にする性能が要求されており、孤立パターンと密集パターンの焦点深度のバランスや良好な最小倒壊前寸法、LWRなどの性能が必要とされている。   Recently, not only microfabrication but also performance that enables processing of more complex patterns is required. Performance such as balance of focal depth between isolated pattern and dense pattern, good minimum pre-collapse dimensions, LWR, etc. is needed.

これらのうち、透明性、酸発生における量子収率以外の項目に関しては、イオン性の感放射線性酸発生剤ではアニオン部分の構造が重要であり、また通常のスルホニル構造やスルホン酸エステル構造を有するノニオン性の感放射線性酸発生剤ではスルホニル部分の構造が重要となる。例えば良く用いられているパーフルオロアルカンスルホン酸構造を有する感放射線性酸発生剤の場合、発生する酸は充分強い酸となり、フォトレジストとしての解像性は充分高くなるが、フッ素の含有率が高いため酸解離性基を有する樹脂との相容性が悪く、レジスト膜中での酸解離性基を有する樹脂と感放射線性酸発生剤との分布が不均一となり、焦点深度のバランスや最小倒壊前寸法、LWRなどが悪化するという欠点がある。一方、酸解離性基を有する樹脂との相容性が高いカンファースルホン酸等に代表される、アルカンスルホン酸では酸強度が不十分であるため、充分な感度が得られず解像性も低下する。また、最近ではスルホニル基のα−位のみに含フッ素系電子吸引基を有するスルホン酸も開発されているが、より複雑なパターンを加工するための性能が不十分であり、改善が望まれている。例えば、孤立パターンと密集パターンの焦点深度のバランスや最小倒壊前寸法、LWRのバランスが挙げられる。このうち孤立パターンの焦点深度や最小倒壊前寸法は酸の拡散長が長いほど良好な傾向にあるが、酸の拡散が長いと密集パターンの焦点深度が悪化するため、これらのバランスを考慮し酸解離性基を有する樹脂との相容性が良く、適度な酸拡散長を有する感放射線性酸発生剤が強く望まれている。
特公平2−27660号公報
Among these, with regard to items other than transparency and quantum yield in acid generation, the structure of the anion moiety is important in the ionic radiation-sensitive acid generator, and it has a normal sulfonyl structure or sulfonate structure. In the nonionic radiation-sensitive acid generator, the structure of the sulfonyl moiety is important. For example, in the case of a radiation sensitive acid generator having a perfluoroalkanesulfonic acid structure that is often used, the generated acid is a sufficiently strong acid, and the resolution as a photoresist is sufficiently high, but the fluorine content is high. High compatibility with resins having acid-dissociable groups, resulting in non-uniform distribution of acid-dissociable group-containing resin and radiation-sensitive acid generator in the resist film. There is a drawback that dimensions before collapse, LWR, and the like deteriorate. On the other hand, alkane sulfonic acid, which is highly compatible with resins having acid-dissociable groups, such as camphor sulfonic acid, has insufficient acid strength, resulting in insufficient sensitivity and reduced resolution. To do. Recently, a sulfonic acid having a fluorine-containing electron-withdrawing group only at the α-position of the sulfonyl group has been developed, but the performance for processing a more complicated pattern is insufficient, and improvement is desired. Yes. For example, the balance of the depth of focus of the isolated pattern and the dense pattern, the dimension before the minimum collapse, and the balance of LWR can be mentioned. Of these, the depth of focus of the isolated pattern and the dimension before minimum collapse tend to be better as the acid diffusion length is longer.However, the longer the acid diffusion, the worse the depth of focus of the dense pattern. A radiation sensitive acid generator having good compatibility with a resin having a dissociable group and having an appropriate acid diffusion length is strongly desired.
JP-B-2-27660

本発明の課題は、活性放射線、例えば、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザーあるいはEUVに代表される遠紫外線や電子線等に対する透明性に優れ、これらの活性放射線に感応して、または加熱により、酸性度および沸点が十分高い酸を発生でき、また孤立パターンと密集パターンの焦点深度のバランスや最小倒壊前寸法、LWRが良好な化学増幅型レジストとして有用な感放射線性樹脂組成物における感放射線性酸発生剤として極めて好適な新規スルホン酸塩、並びに当該スルホン酸塩を含有するポジ型およびネガ型の感放射線性樹脂組成物を提供することにある。   The subject of the present invention is excellent in transparency to actinic radiation, such as KrF excimer laser, ArF excimer laser, F2 excimer laser or EUV, represented by far ultraviolet rays and electron beams, or in response to these actinic radiations, or In a radiation-sensitive resin composition useful as a chemically amplified resist that can generate an acid having sufficiently high acidity and boiling point by heating, and has a good balance of depth of focus between isolated and dense patterns, minimum collapse size, and LWR. It is an object of the present invention to provide a novel sulfonate that is extremely suitable as a radiation-sensitive acid generator, and positive and negative radiation-sensitive resin compositions containing the sulfonate.

本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、以下に示す化合物等によって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明によれば、以下に示すスルホン酸塩等が提供される。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be achieved by the compounds shown below, and have completed the present invention. That is, according to the present invention, the following sulfonates and the like are provided.

[1] 下記一般式(1)であらわされるスルホン酸塩。 [1] A sulfonate represented by the following general formula (1).

Figure 2009078335
Figure 2009078335

(Rはそれぞれ独立にフッ素原子または炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、Rは炭素数1〜8の直鎖または分岐のアルキル基、Rはそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、またはフッ素原子で置換されても良い炭素数1〜8の直鎖または分岐のアルキル基を示す。mは0〜3の整数、nは1〜3の整数を示す。Mk+はk価の陽イオンを示し、kは1〜4の整数を示す。)(R f is each independently a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 1 is a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, R 2 is independently a hydrogen atom, a fluorine atom, Or a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, m represents an integer of 0 to 3, n represents an integer of 1 to 3. M k + represents a positive k-valent atom. Represents an ion, and k represents an integer of 1 to 4.)

[2] Rが水素原子または炭素数1〜8の直鎖もしくは分岐のアルキル基である上記[1]に記載のスルホン酸塩。[2] The sulfonate according to [1], wherein R 2 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

[3] Rが水素原子、Rがフッ素原子である上記[1]に記載のスルホン酸塩。[3] The sulfonate according to the above [1], wherein R 2 is a hydrogen atom and R f is a fluorine atom.

[4] 陽イオンがスルホニウムカチオンまたはヨードニウムカチオンである上記[1]に記載のスルホン酸塩。 [4] The sulfonate according to the above [1], wherein the cation is a sulfonium cation or an iodonium cation.

[5] 上記[1]〜[4]のいずれかに記載のスルホン酸塩および酸解離性基を含む樹脂を含む感放射線性樹脂組成物。 [5] A radiation sensitive resin composition comprising the sulfonate according to any one of [1] to [4] and a resin containing an acid dissociable group.

[6] 前記酸解離性基を含む樹脂が、下記一般式(8)で表される繰り返し単位を含む上記[5]に記載の感放射線性樹脂組成物。 [6] The radiation sensitive resin composition according to [5], wherein the resin containing an acid dissociable group includes a repeating unit represented by the following general formula (8).

Figure 2009078335
Figure 2009078335

(一般式(8)において、R15は水素原子または1価の有機基を示し、複数存在するR15は相互に同一でも異なってもよく、cおよびdはそれぞれ1〜3の整数である。)(In the general formula (8), R 15 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, a plurality of R 15 may be the same as or different from each other, and c and d are each an integer of 1 to 3. )

[7] 前記酸解離性基を含む樹脂が、下記一般式(9)で表される繰り返し単位および下記一般式(10)で表される繰り返し単位の少なくとも1種と、下記一般式(11)で表される繰り返し単位を含む上記[5]に記載の感放射線性樹脂組成物。 [7] The resin containing an acid dissociable group is at least one of a repeating unit represented by the following general formula (9) and a repeating unit represented by the following general formula (10), and the following general formula (11). The radiation sensitive resin composition according to the above [5], comprising a repeating unit represented by the formula:

Figure 2009078335
Figure 2009078335

(一般式(9)、一般式(10)および一般式(11)において、R16、R18およびR19は相互に独立に水素原子またはメチル基を示し、一般式(9)において、各R17は相互に独立に水素原子、ヒドロキシル基、シアノ基または−COOR21(但し、R21は水素原子、炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または炭素数3〜20のシクロアルキル基を示す。)を示し、一般式(11)において、各R20は相互に独立に炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体または炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を示し、かつR20の少なくとも1つが該脂環式炭化水素基もしくはその誘導体であるか、あるいは何れか2つのR20が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を形成し、残りのR20が炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を示す。)(In General Formula (9), General Formula (10) and General Formula (11), R 16 , R 18 and R 19 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. In General Formula (9), each R 17 is independently of each other a hydrogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, or —COOR 21 (where R 21 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cyclohexane having 3 to 20 carbon atoms). In general formula (11), each R 20 is independently a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a straight chain having 1 to 4 carbon atoms. A chain or branched alkyl group, and at least one of R 20 is the alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof, or any two R 20 are bonded to each other, and ing Atom together form a divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof having 4 to 20 carbon atoms, the remaining R 20 is 4 alkyl group or a carbon number of straight-chain or branched having 1 to 4 carbon atoms 20 monovalent alicyclic hydrocarbon groups or derivatives thereof.

本発明の化合物は、活性放射線、例えば、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザーあるいはEUVに代表される遠紫外線や電子線等に対する透明性に優れ、これらの活性放射線に感応して、ないしは加熱により、酸性度および沸点が十分高い酸を発生でき、また孤立パターンと密集パターンの焦点深度のバランスや最小倒壊前寸法、LWRが良好な化学増幅型レジストとして有用な感放射線性樹脂組成物における感放射線性酸発生剤として極めて好適である。   The compound of the present invention is excellent in transparency to actinic radiation such as KrF excimer laser, ArF excimer laser, F2 excimer laser or EUV, represented by far ultraviolet rays and electron beams, and is sensitive to these actinic radiations. In a radiation-sensitive resin composition useful as a chemically amplified resist that can generate an acid having sufficiently high acidity and boiling point by heating, and has a good balance of depth of focus between isolated and dense patterns, minimum collapse size, and LWR. It is extremely suitable as a radiation sensitive acid generator.

以下、本発明の実施の最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。   BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiment, and is based on the ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the gist of the present invention. It should be understood that modifications and improvements as appropriate to the following embodiments also fall within the scope of the present invention.

本発明のスルホン酸塩は、下記一般式(1)で表される。   The sulfonate of the present invention is represented by the following general formula (1).

Figure 2009078335
Figure 2009078335

(Rはそれぞれ独立にフッ素原子または炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、Rは炭素数1〜8の直鎖または分岐のアルキル基、Rはそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、またはフッ素原子で置換されても良い炭素数1〜8の直鎖または分岐のアルキル基を示す。mは0〜3の整数、nは1〜3の整数を示す。Mk+はk価の陽イオンを示し、kは1〜4の整数を示す。)(R f is each independently a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 1 is a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, R 2 is independently a hydrogen atom, a fluorine atom, Or a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, m represents an integer of 0 to 3, n represents an integer of 1 to 3. M k + represents a positive k-valent atom. Represents an ion, and k represents an integer of 1 to 4.)

一般式(1)において、k=1の場合のMの1価のオニウムカチオンとしては、例えば、O、S、Se、N、P、As、Sb、Cl、Br、I等のオニウムカチオンを挙げることができる。これらのオニウムカチオンのうち、スルホニウムカチオン、またはヨードニウムカチオンが好ましい。In the general formula (1), as the monovalent onium cation of M + in the case of k = 1, for example, onium cations such as O, S, Se, N, P, As, Sb, Cl, Br, and I can be used. Can be mentioned. Of these onium cations, sulfonium cations or iodonium cations are preferred.

本発明のスルホン酸塩(1)は、その構造(1)中のスルホニル基のα−位に強い含フッ素系電子吸引基を有するため、発生する酸の酸性度が高く、また沸点が十分高いためフォトリソグラフィ工程中で揮発し難く、しかも適度な長さのアルキル鎖を有するためレジスト被膜中での適度な拡散長を有し、孤立パターンと密集パターンの焦点深度のバランスや最小倒壊前寸法、LWRのバランスが良好な性能を有する。   Since the sulfonate (1) of the present invention has a fluorine-containing electron withdrawing group strong at the α-position of the sulfonyl group in the structure (1), the acidity of the generated acid is high and the boiling point is sufficiently high. Therefore, it is difficult to volatilize in the photolithography process, and it has an appropriate length of alkyl chain, so it has an appropriate diffusion length in the resist film, the balance between the depth of focus of the isolated pattern and the dense pattern and the minimum collapse size, LWR balance has good performance.

一般式(1)において、Mの1価のオニウムカチオンのうち、Sのオニウムカチオンとしては、例えば、下記一般式(i)で表されるものを挙げることができ、またIのオニウムカチオンとしては、例えば、下記一般式(ii)で表されるものを挙げることができる。In the general formula (1), among the monovalent onium cations of M + , examples of the onium cation of S include those represented by the following general formula (i). For example, what is represented by the following general formula (ii) can be mentioned.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

(一般式(i)において、R、RおよびRは相互に独立に置換もしくは非置換の炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数6〜18のアリール基を示すか、またはR、RおよびRのうちの何れか2つ以上が相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成している。)(In General Formula (i), R 3 , R 4 and R 5 are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a substituted or unsubstituted carbon number of 6 Or an aryl group of ˜18, or any two or more of R 3 , R 4 and R 5 are bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula.)

Figure 2009078335
Figure 2009078335

(一般式(ii)において、RおよびRは相互に独立に置換もしくは非置換の炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数6〜18のアリール基を示すか、あるいはRとRとが相互に結合して式中のヨウ素原子と共に環を形成している。)(In the general formula (ii), R 6 and R 7 are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted carbon group having 6 to 18 carbon atoms. Represents an aryl group, or R 6 and R 7 are bonded to each other to form a ring together with the iodine atom in the formula.)

の1価のオニウムカチオン部位は、例えばAdvances in Polymer Science, Vol.62, p.1−48(1984)に記載されている一般的な方法に準じて製造することができる。The monovalent onium cation moiety of M + is described in, for example, Advances in Polymer Science, Vol. 62, p. It can be produced according to the general method described in 1-48 (1984).

好ましい1価のオニウムカチオンとしては、例えば、下記式(i−1)〜(i−64)のスルホニウムカチオン、下記式(ii−1)〜(ii−39)のヨードニウムカチオン等を挙げることができる。   Preferable monovalent onium cations include, for example, sulfonium cations of the following formulas (i-1) to (i-64), iodonium cations of the following formulas (ii-1) to (ii-39), and the like. .

Figure 2009078335
Figure 2009078335

Figure 2009078335
Figure 2009078335

Figure 2009078335
Figure 2009078335

Figure 2009078335
Figure 2009078335

Figure 2009078335
Figure 2009078335

Figure 2009078335
Figure 2009078335

Figure 2009078335
Figure 2009078335

Figure 2009078335
Figure 2009078335

Figure 2009078335
Figure 2009078335

Figure 2009078335
Figure 2009078335

Figure 2009078335
Figure 2009078335

Figure 2009078335
Figure 2009078335

Figure 2009078335
Figure 2009078335

これらの1価のオニウムカチオンのうち、例えば、式(i−1)、式(i−2)、式(i−6)、式(i−8)、式(i−13)、式(i−19)、式(i−25)、式(i−27)、式(i−29)、式(i−33)、式(i−51)または式(i−54)のスルホニウムカチオン;式(ii−1)または式(ii−11)のヨードニウムカチオン等が好ましい。   Among these monovalent onium cations, for example, formula (i-1), formula (i-2), formula (i-6), formula (i-8), formula (i-13), formula (i) -19), formula (i-25), formula (i-27), formula (i-29), formula (i-33), formula (i-51) or sulfonium cation of formula (i-54); (Ii-1) or an iodonium cation of the formula (ii-11) is preferred.

製造方法:
スルホン酸塩(1)は、例えば、Advances in Polymer Science,Vol.62,p.1−48(1984)およびInorganic Chemistry,Vol.32,p.5007−5010(1993)に記載されている一般的な方法に準じて合成することができる。 即ち、下記反応式[1]に示すように、対応する前駆化合物(1a)を、無機塩基の共存下で、亜二チオン酸ナトリウムと反応させることにより、スルフィン酸塩(1b)に変換し、これを過酸化水素などの酸化剤にて酸化することにより、スルホン酸塩(1c)に変換したのち、対イオン交換前駆体Mとのイオン交換反応を行うことにより製造することができる。
Production method:
The sulfonate (1) is described in, for example, Advances in Polymer Science, Vol. 62, p. 1-48 (1984) and Inorganic Chemistry, Vol. 32, p. It can be synthesized according to the general method described in 5007-5010 (1993). That is, as shown in the following reaction formula [1], the corresponding precursor compound (1a) is converted to a sulfinate (1b) by reacting with sodium dithionite in the presence of an inorganic base, By oxidizing this with an oxidizing agent such as hydrogen peroxide, it can be converted into the sulfonate (1c), and then produced by carrying out an ion exchange reaction with the counter ion exchange precursor M + Z −. .

Figure 2009078335
Figure 2009078335

〔反応式[1]において、Zは脱離性の1価の基を示し、Zは1価のアニオンを示す。〕[In Reaction Formula [1], Z represents a detachable monovalent group, and Z represents a monovalent anion. ]

前駆化合物(1a)中のZの脱離性の1価の基としては、例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子のほか、メタンスルホネート基、p−トルエンスルホネート基等を挙げることができ、好ましくは塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等である。   Examples of the detachable monovalent group of Z in the precursor compound (1a) include halogen atoms such as chlorine atom, bromine atom and iodine atom, methanesulfonate group, p-toluenesulfonate group and the like. Preferably, it is a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom or the like.

前駆化合物(1a)と亜二チオン酸ナトリウムとの反応において、亜二チオン酸ナトリウムの前駆化合物(1a)に対するモル比は、通常、0.01〜100、好ましくは1.0〜10である。   In the reaction of the precursor compound (1a) with sodium dithionite, the molar ratio of sodium dithionite to the precursor compound (1a) is usually 0.01 to 100, preferably 1.0 to 10.

反応時に使用される無機塩基としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等挙げることができ、好ましくは炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等である。これらの無機塩基は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。無機塩基の亜二チオン酸ナトリウムに対するモル比は、通常、1.0〜10.0、好ましくは2.0〜4.0である。   Examples of the inorganic base used in the reaction include lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate and the like, preferably sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate and the like. . These inorganic bases can be used alone or in admixture of two or more. The molar ratio of the inorganic base to sodium dithionite is usually 1.0 to 10.0, preferably 2.0 to 4.0.

この反応は、好ましくは有機溶媒と水との混合溶媒中で行われる。前記有機溶媒としては、例えば、低級アルコール類、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド等の、水との相溶性のよい溶媒が好ましく、さらに好ましくはN,N−ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド等であり、特に好ましくはアセトニトリルおよびジメチルスルホキシドである。これらの有機溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   This reaction is preferably performed in a mixed solvent of an organic solvent and water. The organic solvent is preferably a solvent having good compatibility with water, such as lower alcohols, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, acetonitrile, dimethylsulfoxide, and more preferably N , N-dimethylacetamide, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, etc., particularly preferably acetonitrile and dimethyl sulfoxide. These organic solvents can be used alone or in admixture of two or more.

有機溶媒の使用割合は、有機溶媒と水との合計100質量部に対して、通常、5質量部以上、好ましくは10質量部以上、さらに好ましくは20〜90質量部である。前記混合溶媒の前駆化合物(1a)100質量部に対する使用量は、通常、5〜100質量部、好ましくは10〜100質量部、さらに好ましくは20〜90質量部である。   The use ratio of the organic solvent is usually 5 parts by mass or more, preferably 10 parts by mass or more, and more preferably 20 to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the organic solvent and water. The usage-amount with respect to 100 mass parts of precursor compounds (1a) of the said mixed solvent is 5-100 mass parts normally, Preferably it is 10-100 mass parts, More preferably, it is 20-90 mass parts.

反応温度は、通常、40〜200℃、好ましくは60〜120℃であり、反応時間は、通常、0.5〜72時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度が有機溶媒あるいは水の沸点より高い場合は、オートクレーブなどの耐圧容器を使用する。   The reaction temperature is usually 40 to 200 ° C., preferably 60 to 120 ° C., and the reaction time is usually 0.5 to 72 hours, preferably 2 to 24 hours. When the reaction temperature is higher than the boiling point of the organic solvent or water, a pressure vessel such as an autoclave is used.

また、スルフィン酸塩(1b)の酸化反応において、酸化剤としては、過酸化水素のほか、メタクロロ過安息香酸、t−ブチルヒドロペルオキシド、ペルオキシ硫酸カリウム、過マンガン酸カリウム、過ホウ素酸ナトリウム、メタヨウ素酸ナトリウム、クロム酸、二クロム酸ナトリウム、ハロゲン、ヨードベンゼンジクロリド、ヨードベンゼンジアセテート、酸化オスミウム(VII)、酸化ルテニウム(VII)、次亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸ナトリウム、酸素ガス、オゾンガス等を挙げることができ、好ましくは過酸化水素、メタクロロ過安息香酸、t−ブチルヒドロペルオキシド等である。これらの酸化剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。酸化剤のスルフィン酸塩(1b)に対するモル比は、通常、1.0〜10.0、好ましくは1.5〜4.0である。   In the oxidation reaction of sulfinate (1b), as an oxidizing agent, besides hydrogen peroxide, metachloroperbenzoic acid, t-butyl hydroperoxide, potassium peroxysulfate, potassium permanganate, sodium perborate, sodium metaiodide Sodium borate, chromic acid, sodium dichromate, halogen, iodobenzene dichloride, iodobenzene diacetate, osmium oxide (VII), ruthenium oxide (VII), sodium hypochlorite, sodium chlorite, oxygen gas, ozone gas Among them, hydrogen peroxide, metachloroperbenzoic acid, t-butyl hydroperoxide and the like are preferable. These oxidizing agents can be used alone or in admixture of two or more. The molar ratio of the oxidizing agent to the sulfinate (1b) is usually 1.0 to 10.0, preferably 1.5 to 4.0.

また、前記酸化剤と共に遷移金属触媒を併用することもできる。前記遷移金属触媒としては、例えば、タングステン酸二ナトリウム、塩化鉄(III)、塩化ルテニウム(III)、酸化セレン(IV)等を挙げることができ、好ましくはタングステン酸二ナトリウムである。これらの遷移金属触媒は、単独でまたは2 種以上を混合して使用することができる。遷移金属触媒のスルフィン酸塩(1b)に対するモル比は、通常、0.001〜2.0、好ましくは0.01〜1.0、さらに好ましくは0.03〜0.5である。   In addition, a transition metal catalyst can be used in combination with the oxidizing agent. Examples of the transition metal catalyst include disodium tungstate, iron (III) chloride, ruthenium (III) chloride, selenium (IV) oxide, etc., preferably disodium tungstate. These transition metal catalysts can be used alone or in admixture of two or more. The molar ratio of the transition metal catalyst to the sulfinate (1b) is usually 0.001 to 2.0, preferably 0.01 to 1.0, and more preferably 0.03 to 0.5.

さらに、前記酸化剤および遷移金属触媒に加え、反応液のpH調整の目的で、緩衝剤を併用することもできる。前記緩衝剤としては、例えば、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム等を挙げることができる。これらの緩衝剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。緩衝剤のスルフィン酸塩(1b)に対するモル比は、通常、0.01〜2.0、好ましくは0.03〜1.0、さらに好ましくは0.05〜0.5である。   Furthermore, in addition to the oxidizing agent and the transition metal catalyst, a buffering agent may be used in combination for the purpose of adjusting the pH of the reaction solution. Examples of the buffer include disodium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, and potassium dihydrogen phosphate. These buffering agents can be used alone or in admixture of two or more. The molar ratio of the buffer to the sulfinate (1b) is usually 0.01 to 2.0, preferably 0.03 to 1.0, and more preferably 0.05 to 0.5.

この反応は、通常、反応溶媒中で行われる。前記反応溶媒としては、水や、例えば、低級アルコール類、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機溶媒が好ましく、さらに好ましくは水、メタノール、N,N−ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド等であり、特に好ましくは水およびメタノールである。これらの有機溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。また必要に応じて、有機溶媒と水とを併用することもでき、その場合の有機溶媒の使用割合は、有機溶媒と水との合計100質量部に対して、通常、5質量部以上、好ましくは10質量部以上、さらに好ましくは20〜90質量部である。反応溶媒のスルフィン酸塩(1b)100質量部に対する使用量は、通常、5〜100質量部、好ましくは10〜100質量部、さらに好ましくは20〜50質量部である。   This reaction is usually performed in a reaction solvent. The reaction solvent is preferably water or an organic solvent such as lower alcohols, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, acetic acid, trifluoroacetic acid, and more preferably. Is water, methanol, N, N-dimethylacetamide, acetonitrile, dimethyl sulfoxide and the like, and particularly preferably water and methanol. These organic solvents can be used alone or in admixture of two or more. Further, if necessary, an organic solvent and water can be used in combination, and the use ratio of the organic solvent in that case is usually 5 parts by mass or more, preferably 100 parts by mass in total of the organic solvent and water. Is 10 parts by mass or more, more preferably 20 to 90 parts by mass. The usage-amount with respect to 100 mass parts of sulfinate (1b) of a reaction solvent is 5-100 mass parts normally, Preferably it is 10-100 mass parts, More preferably, it is 20-50 mass parts.

反応温度は、通常、0〜100℃、好ましくは5〜60℃、さらに好ましくは5〜40℃ であり、反応時間は、通常、0.5〜72時間、好ましくは2〜24時間である。   The reaction temperature is usually 0 to 100 ° C., preferably 5 to 60 ° C., more preferably 5 to 40 ° C., and the reaction time is usually 0.5 to 72 hours, preferably 2 to 24 hours.

スルホン酸塩(1c)のイオン交換反応は、例えばJ.Photopolym.Sci.Tech.,p.571−576(1998)に記載されている一般的な方法、イオン交換クロマトグラフィー等の方法、あるいは後述する各合成例に記載した方法に準じて行うことができる。   The ion exchange reaction of sulfonate (1c) is described, for example, in J. Org. Photopolym. Sci. Tech. , P. It can be carried out according to the general method described in 571-576 (1998), the method such as ion exchange chromatography, or the method described in each synthesis example described later.

反応式[1]におけるZの1価のアニオンとしては、例えば、F、Cl、Br、I、過塩素酸イオン、硫酸水素イオン、リン酸二水素イオン、四フッ化ホウ酸イオン、脂肪族スルホン酸イオン、芳香族スルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、フルオロスルホン酸イオン、六フッ化リン酸イオン、六塩化アンチモン酸イオン等を挙げることができ、好ましくはCl、Br、硫酸水素イオン、四フッ化ホウ酸イオン、脂肪族スルホン酸イオン等であり、さらに好ましくはCl、Br、硫酸水素イオン等である。対イオン交換前駆体のスルホン酸塩(1c)に対するモル比は、通常、0.1〜10.0、好ましくは0.3〜4.0であり、さらに好ましくは0.7〜2.0である。Examples of the monovalent anion of Z in the reaction formula [1] include F , Cl , Br , I , perchlorate ion, hydrogen sulfate ion, dihydrogen phosphate ion, and tetrafluoroboric acid. Ion, aliphatic sulfonate ion, aromatic sulfonate ion, trifluoromethanesulfonate ion, fluorosulfonate ion, hexafluorophosphate ion, hexachloroantimonate ion, etc., preferably Cl , Br - a hydrogen sulfate ion, a tetrafluoroborate ion, an aliphatic sulfonate ion and the like, more preferably Cl -, Br -, a hydrogen sulfate ion or the like. The molar ratio of the counter ion exchange precursor to the sulfonate (1c) is usually 0.1 to 10.0, preferably 0.3 to 4.0, and more preferably 0.7 to 2.0. is there.

この反応は、通常、反応溶媒中で行われる。前記反応溶媒としては、水や、例えば、低級アルコール類、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド等の有機溶媒が好ましく、さらに好ましくは水、メタノール、N,N−ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド等であり、特に好ましくは水である。これらの有機溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。また必要に応じて、水と有機溶媒とを併用することができ、この場合の有機溶媒の使用割合は、水と有機溶媒との合計100質量部に対して、通常、5質量部以上、好ましくは10質量部以上、さらに好ましくは20〜90質量部である。反応溶媒の対イオン交換前駆体100質量部に対する使用量は、通常、5〜100質量部、好ましくは10〜100質量部、さらに好ましくは20〜50質量部である。   This reaction is usually performed in a reaction solvent. The reaction solvent is preferably water or an organic solvent such as lower alcohols, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, more preferably water, methanol, N , N-dimethylacetamide, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, etc., particularly preferably water. These organic solvents can be used alone or in admixture of two or more. Further, if necessary, water and an organic solvent can be used in combination, and the use ratio of the organic solvent in this case is usually 5 parts by mass or more, preferably 100 parts by mass in total of water and the organic solvent. Is 10 parts by mass or more, more preferably 20 to 90 parts by mass. The usage-amount with respect to 100 mass parts of counter-exchange precursors of a reaction solvent is 5-100 mass parts normally, Preferably it is 10-100 mass parts, More preferably, it is 20-50 mass parts.

反応温度は、通常、0〜80℃、好ましくは5〜30℃であり、反応時間は、通常、10分〜6時間、好ましくは30分〜2時間である。   The reaction temperature is usually 0 to 80 ° C., preferably 5 to 30 ° C., and the reaction time is usually 10 minutes to 6 hours, preferably 30 minutes to 2 hours.

このようにして得たスルホン酸塩(1)は、有機溶剤で抽出して精製することもできる。精製に際して使用される有機溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル類;ジエチルエーテル等のエーテル類;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化アルキル類等の、水と混合しない有機溶剤が好ましい。これらの有機溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   The sulfonate (1) thus obtained can be purified by extraction with an organic solvent. Examples of organic solvents used for purification include organic solvents that are not miscible with water, such as esters such as ethyl acetate and n-butyl acetate; ethers such as diethyl ether; alkyl halides such as methylene chloride and chloroform. Is preferred. These organic solvents can be used alone or in admixture of two or more.

また、前駆化合物(1a)は、例えば、下記反応式[2]に示すように、対応する含フッ素化合物を対応するオレフィン化合物(2a)に付加させることにより前駆体化合物(2b)に変換でき、ハロゲン化移動反応を行った後、有機銅試薬を用いることより前駆体化合物(1a)が製造できる。   The precursor compound (1a) can be converted to the precursor compound (2b) by adding a corresponding fluorine-containing compound to the corresponding olefin compound (2a), for example, as shown in the following reaction formula [2]. After the halogenated transfer reaction, the precursor compound (1a) can be produced by using an organic copper reagent.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

ポジ型感放射線性樹脂組成物およびネガ型感放射線性樹脂組成物:
[感放射線性酸発生剤]
本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物およびネガ型感放射線性樹脂組成物には、一般式(1)の構造を有するスルホン酸塩からなる感放射線性酸発生剤が配合される。本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物およびネガ型感放射線性樹脂組成物において、感放射線性酸発生剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
Positive-type radiation-sensitive resin composition and negative-type radiation-sensitive resin composition:
[Radiosensitive acid generator]
The positive-type radiation-sensitive resin composition and the negative-type radiation-sensitive resin composition of the present invention are blended with a radiation-sensitive acid generator composed of a sulfonate having the structure of the general formula (1). In the positive radiation sensitive resin composition and the negative radiation sensitive resin composition of the present invention, the radiation sensitive acid generator can be used alone or in admixture of two or more.

本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物およびネガ型感放射線性樹脂組成物において、一般式(1)の構造を有するスルホン酸塩からなる感放射線性酸発生剤の使用量は、感放射線性酸発生剤や場合により使用される下記他の酸発生剤の種類によっても異なるが、酸解離性基含有樹脂またはアルカリ可溶性樹脂100質量部に対して、通常、0.1〜20質量部、好ましくは0.1〜15質量部、さらに好ましくは0.2〜12質量部である。この場合、感放射線性酸発生剤の使用量が0.1質量部未満では、本発明の所期の効果が十分発現され難くなるおそれがあり、一方20質量部を超えると、放射線に対する透明性、パターン形状、耐熱性等が低下するおそれがある。   In the positive-type radiation-sensitive resin composition and the negative-type radiation-sensitive resin composition of the present invention, the amount of the radiation-sensitive acid generator comprising the sulfonate having the structure of the general formula (1) is used as the radiation-sensitive property. Although it varies depending on the type of the acid generator and other acid generators used in some cases, it is usually 0.1 to 20 parts by weight, preferably 100 parts by weight, preferably 100 parts by weight of the acid-dissociable group-containing resin or alkali-soluble resin. Is 0.1 to 15 parts by mass, more preferably 0.2 to 12 parts by mass. In this case, if the amount of the radiation-sensitive acid generator used is less than 0.1 parts by mass, the desired effect of the present invention may not be sufficiently expressed. In addition, the pattern shape, heat resistance and the like may be reduced.

本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物およびネガ型感放射線性樹脂組成物には、一般式(1)のスルホン酸塩からなる感放射線性酸発生剤以外の感放射線性酸発生剤(以下、「他の酸発生剤」という。)を1種以上併用することができる。   The positive-type radiation-sensitive resin composition and the negative-type radiation-sensitive resin composition of the present invention include a radiation-sensitive acid generator (hereinafter referred to as a radiation-sensitive acid generator other than the radiation-sensitive acid generator comprising the sulfonate salt of the general formula (1)). , "Other acid generators") can be used in combination.

他の酸発生剤としては、例えば、オニウム塩化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、スルホンイミド化合物、ジアゾメタン化合物、ジスルホニルメタン化合物、オキシムスルホネート化合物、ヒドラジンスルホネート化合物等を挙げることができる。   Examples of other acid generators include onium salt compounds, sulfone compounds, sulfonic acid ester compounds, sulfonimide compounds, diazomethane compounds, disulfonylmethane compounds, oxime sulfonate compounds, hydrazine sulfonate compounds, and the like.

前記オニウム塩化合物としては、例えば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩(但し、テトラヒドロチオフェニウム塩を含む。)、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ピリジニウム塩等を挙げることができる。また、前記スルホン化合物としては、例えば、β−ケトスルホン、β−スルホニルスルホンや、これらのα−ジアゾ化合物等を挙げることができる。また、前記スルホン酸エステル化合物としては、例えば、アルキルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホネート等を挙げることができる。また、前記スルホンイミド化合物としては、例えば、下記一般式(2)で表される化合物を挙げることができる。   Examples of the onium salt compounds include iodonium salts, sulfonium salts (including tetrahydrothiophenium salts), phosphonium salts, diazonium salts, ammonium salts, pyridinium salts, and the like. Examples of the sulfone compound include β-ketosulfone, β-sulfonylsulfone, and α-diazo compounds thereof. Examples of the sulfonic acid ester compounds include alkyl sulfonic acid esters, haloalkyl sulfonic acid esters, aryl sulfonic acid esters, and imino sulfonates. Moreover, as said sulfonimide compound, the compound represented by following General formula (2) can be mentioned, for example.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

(一般式(2)において、Rは2価の有機基を示し、Rは1価の有機基を示す。)(In the general formula (2), R 8 represents a divalent organic group, and R 9 represents a monovalent organic group.)

一般式(2)において、Rとしては、例えば、メチレン基、炭素数2〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、炭素数7〜20のアラルキレン基、ジフルオロメチレン基、炭素数2〜20の直鎖状もしくは分岐状のパーフルオロアルキレン基、シクロヘキシレン基、フェニレン基、ノルボルナン骨格を有する2価の基や、これらの基を炭素数6以上のアリール基や炭素数1以上のアルコキシル基で置換した基等を挙げることができる。In the general formula (2), examples of R 8 include a methylene group, a linear or branched alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, an aralkylene group having 7 to 20 carbon atoms, a difluoromethylene group, and a carbon number of 2 to 2. 20 linear or branched perfluoroalkylene groups, cyclohexylene groups, phenylene groups, divalent groups having a norbornane skeleton, or aryl groups having 6 or more carbon atoms or alkoxyl groups having 1 or more carbon atoms. And the like can be mentioned.

また、Rとしては、例えば、炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のパーフルオロアルキル基、炭素数3〜10のパーフルオロシクロアルキル基、ビシクロ環を有する炭素数7〜15の1価の炭化水素基、炭素数6〜12のアリール基等を挙げることができる。R 9 is, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a perfluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms. Examples thereof include a fluorocycloalkyl group, a monovalent hydrocarbon group having 7 to 15 carbon atoms having a bicyclo ring, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.

また、前記ジアゾメタン化合物としては、例えば、下記一般式(3)で表される化合物を挙げることができる。   Moreover, as said diazomethane compound, the compound represented by following General formula (3) can be mentioned, for example.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

(一般式(3)において、各R10は相互に独立に直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ハロゲン置換アルキル基、ハロゲン置換シクロアルキル基、ハロゲン置換アリール基等の1価の基を示す。)(In the general formula (3), each R 10 independently represents a linear or branched alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, halogen-substituted alkyl group, halogen-substituted cycloalkyl group, halogen-substituted aryl group, etc. Represents a monovalent group.)

また、前記ジスルホニルメタン化合物としては、例えば、下記一般式(4)で表される化合物を挙げることができる。   Moreover, as said disulfonylmethane compound, the compound represented by following General formula (4) can be mentioned, for example.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

(一般式(4)において、各R11は相互に独立に直鎖状もしくは分岐状の1価の脂肪族炭化水素基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基またはヘテロ原子を有する1価の他の有機基を示し、TおよびUは相互に独立にアリール基、水素原子、直鎖状もしくは分岐状の1価の脂肪族炭化水素基、シクロアルキル基、アラルキル基またはヘテロ原子を有する1価の他の有機基を示し、かつTおよびUの少なくとも一方がアリール基であるか、あるいはTとUが相互に連結して少なくとも1個の不飽和結合を有する単環もしくは多環を形成しているか、あるいはTとUが相互に連結して下記式(5)で表される基を形成している。)(In the general formula (4), each R 11 is independently a linear or branched monovalent aliphatic hydrocarbon group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a monovalent group having a hetero atom. Wherein T and U are each independently a monovalent group having an aryl group, a hydrogen atom, a linear or branched monovalent aliphatic hydrocarbon group, a cycloalkyl group, an aralkyl group or a heteroatom. Is another organic group, and at least one of T and U is an aryl group, or T and U are connected to each other to form a monocyclic or polycyclic ring having at least one unsaturated bond Alternatively, T and U are connected to each other to form a group represented by the following formula (5).)

Figure 2009078335
Figure 2009078335

(但し、T’及びU’は相互に独立に水素原子、ハロゲン原子、直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはアラルキル基を示すか、あるいは同一のもしくは異なる炭素原子に結合したT’とU’が相互に連結して炭素単環構造を形成しており、複数存在するT’および複数存在するU’はそれぞれ相互に同一でも異なってもよく、bは2〜10の整数である。) (However, T ′ and U ′ each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group, or the same or different carbon atoms. The bonded T ′ and U ′ are connected to each other to form a carbon monocyclic structure, and a plurality of T ′ and a plurality of U ′ may be the same or different from each other, and b is 2 to 10 Is an integer.)

また、オキシムスルホネート化合物としては、例えば、下記一般式(6−1)または一般式(6−2)で表される化合物等を挙げることができる。   Moreover, as an oxime sulfonate compound, the compound etc. which are represented by the following general formula (6-1) or general formula (6-2) can be mentioned, for example.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

(一般式(6−1)および一般式(6−2)において、R12およびR13は相互に独立に1価の有機基を示し、一般式(6−2)中に複数存在するR12および複数存在するR13はそれぞれ相互に同一でも異なってもよい。)(In General Formula (6-1) and General Formula (6-2), R 12 and R 13 each independently represent a monovalent organic group, and a plurality of R 12 present in General Formula (6-2). And a plurality of R 13 may be the same or different from each other.)

一般式(6−1)および一般式(6−2)において、R12の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、フェニル基、p−トリル基等を挙げることができる。In General Formula (6-1) and General Formula (6-2), specific examples of R 12 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, a phenyl group, and a p-tolyl group.

また、R13の具体例としては、フェニル基、p−トリル基、1−ナフチル基等を挙げることができる。Specific examples of R 13 include a phenyl group, a p-tolyl group, and a 1-naphthyl group.

また、ヒドラジンスルホネート化合物としては、例えば、下記一般式(7−1)または一般式(7−2)で表される化合物等を挙げることができる。   Moreover, as a hydrazine sulfonate compound, the compound etc. which are represented by the following general formula (7-1) or general formula (7-2) can be mentioned, for example.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

(一般式(7−1)および一般式(7−2)において、R14は1価の有機基を示し、一般式(7−2)中に複数存在するR14は相互に同一でも異なってもよい。)(In General Formula (7-1) and General Formula (7-2), R 14 represents a monovalent organic group, and a plurality of R 14 present in General Formula (7-2) may be the same or different from each other. May be good.)

一般式(7−1)および一般式(7−2)において、R14の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、フェニル基、p−トリル基、トリフルオロメチル基、ノナフルオロ−n−ブチル基等を挙げることができる。In General Formula (7-1) and General Formula (7-2), specific examples of R 14 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, phenyl group, p-tolyl group, trifluoromethyl group, nonafluoro group. -N-butyl group and the like can be mentioned.

これらの他の酸発生剤のうち、オニウム塩化合物、スルホンイミド化合物およびジアゾメタン化合物の群の1種または2種以上が好ましい。   Of these other acid generators, one or more of the group of onium salt compounds, sulfonimide compounds and diazomethane compounds are preferred.

特に好ましい他の酸発生剤としては、例えば、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムp−トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウム10−カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウム2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウム4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2,4−ジフルオロベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウム1,1,2,2−テトラフルオロ−2−(ノルボルナン−2−イル)エタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−(5−t−ブトキシカルボニルオキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−(6−t−ブトキシカルボニルオキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム1,1−ジフルオロ−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムp−トルエンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2,4−ジフルオロベンゼンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム1,1,2,2−テトラフルオロ−2−(ノルボルナン−2−イル)エタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム1,1−ジフルオロ−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エタンスルホネート、   Other particularly preferred acid generators include, for example, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium p-toluenesulfonate, diphenyliodonium 10-camphorsulfonate, diphenyliodonium 2-trifluoromethylbenzene. Sulfonate, diphenyliodonium 4-trifluoromethylbenzenesulfonate, diphenyliodonium 2,4-difluorobenzenesulfonate, diphenyliodonium 1,1,2,2-tetrafluoro-2- (norbornan-2-yl) ethanesulfonate, diphenyliodonium 2 -(5-t-butoxycarbonyloxybicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1, , 2-tetrafluoroethanesulfonate, diphenyliodonium 2- (6-tert-butoxycarbonyloxybicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, diphenyliodonium 1,1-difluoro-2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) ethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium Nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium p-toluenesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 10-camphorsulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2- Trifluoromethyl Zensulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium 4-trifluoromethylbenzenesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium 2,4-difluorobenzenesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium 1 , 1,2,2-tetrafluoro-2- (norbornan-2-yl) ethanesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium 1,1-difluoro-2- (bicyclo [2.2.1] heptane -2-yl) ethanesulfonate,

トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムp−トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート、トリフェニルスルホニウム2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウム4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2,4−ジフルオロベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウム1,1,2,2−テトラフルオロ−2−(ノルボルナン−2−イル)エタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(5−t−ブトキシカルボニルオキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(6−t−ブトキシカルボニルオキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(5−ピバロイルオキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(6−ピバロイルオキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(5−ヒドロキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(6−ヒドロキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、   Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate, triphenylsulfonium 2-trifluoromethylbenzenesulfonate, triphenylsulfonium 4- Trifluoromethylbenzenesulfonate, triphenylsulfonium 2,4-difluorobenzenesulfonate, triphenylsulfonium 1,1,2,2-tetrafluoro-2- (norbornan-2-yl) ethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (5 -T-Butoxycarbonyloxybicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroe Sulfonate, triphenylsulfonium 2- (6-t-butoxycarbonyloxybicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- ( 5-Pivaloyloxybicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (6-pivaloyloxybicyclo [2. 2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (5-hydroxybicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1, 1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (6-hydroxybicyclo [2.2.1] Heptane-2-yl) 1,1,2,2-tetrafluoroethane sulfonate,

トリフェニルスルホニウム2−(5−メタンスルホニルオキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(6−メタンスルホニルオキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(5−i−プロパンスルホニルオキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(6−i−プロパンスルホニルオキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(5−n−ヘキサンスルホニルオキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(6−n−ヘキサンスルホニルオキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(5−オキソビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(6−オキソビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム1,1−ジフルオロ−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エタンスルホネート、   Triphenylsulfonium 2- (5-methanesulfonyloxybicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (6-methanesulfonyloxy) Bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (5-i-propanesulfonyloxybicyclo [2.2.1] heptane -2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (6-i-propanesulfonyloxybicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1 , 2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (5-n-hexanesulfonate) Oxybicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (6-n-hexanesulfonyloxybicyclo [2.2.1] Heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (5-oxobicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2, 2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (6-oxobicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 1,1 -Difluoro-2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) ethanesulfonate,

1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム1,1,2,2−テトラフルオロ−2−(ノルボルナン−2−イル)エタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−(5−t−ブトキシカルボニルオキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−(6−t−ブトキシカルボニルオキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム1,1−ジフルオロ−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エタンスルホネート、   1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium 1,1,2,2-tetrafluoro-2- (norbornan-2-yl) ethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalene-1) -Yl) tetrahydrothiophenium 2- (5-t-butoxycarbonyloxybicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (4- n-Butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium 2- (6-t-butoxycarbonyl) Xibicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium 1,1- Difluoro-2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) ethanesulfonate,

N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)スクシンイミド、N−〔(5−メチル−5−カルボキシメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)スルホニルオキシ〕スクシンイミド、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−〔1,1,2,2−テトラフルオロ−2−(ノルボルナン−2−イル)エタンスルホニルオキシ〕ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−〔2−(5−オキソビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ〕ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−〔2−(6−オキソビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ〕ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−〔1,1−ジフルオロ−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エタンスルホニルオキシ〕ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、ビス(シクロヘキサンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(t−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,4−ジオキサスピロ[4.5]デカン−7−スルホニル)ジアゾメタン等を挙げることができる。   N- (trifluoromethanesulfonyloxy) succinimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) succinimide, N-[(5-methyl-5-carboxymethylbicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) sulfonyloxy] Succinimide, N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1 ] Hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- [1,1,2,2-tetrafluoro-2- (norbornan-2-yl) ethanesulfonyloxy] bicyclo [2.2.1] Hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (10-camphorsulfonyloxy) bicyclo [ 2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- [2- (5-oxobicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2 -Tetrafluoroethanesulfonyloxy] bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- [2- (6-oxobicyclo [2.2.1] heptane-2- Yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy] bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- [1,1-difluoro-2- (Bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) ethanesulfonyloxy] bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, bis (cyclohexanesulfonyl) diazomethane, bis ( t-butylsulfur ) Diazomethane, bis (1,4-dioxaspiro [4.5] decane-7-sulfonyl) diazomethane and the like.

他の酸発生剤の使用割合は、他の酸発生剤の種類に応じて適宜選定することができるが、本発明のスルホン酸塩からなる感放射線性酸発生剤と他の酸発生剤との合計100質量部に対して、通常、95質量部以下、好ましくは90質量部以下、さらに好ましくは80質量部以下である。この場合、他の酸発生剤の使用割合が95質量部を超えると、本発明の所期の効果が損なわれるおそれがある。   The use ratio of the other acid generator can be appropriately selected according to the type of the other acid generator, but the radiation-sensitive acid generator comprising the sulfonate of the present invention and the other acid generator The amount is usually 95 parts by mass or less, preferably 90 parts by mass or less, and more preferably 80 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass in total. In this case, if the use ratio of the other acid generator exceeds 95 parts by mass, the intended effect of the present invention may be impaired.

[酸解離性基含有樹脂]
本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物には、酸解離性基を有するアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の樹脂であって、該酸解離性基が解離したときにアルカリ易溶性となる樹脂(以下、「酸解離性基含有樹脂」という。)が配合される。ここでいう「アルカリ不溶性またはアルカリ難溶性」とは、酸解離性基含有樹脂を含有する感放射線性樹脂組成物を用いて形成されたレジスト被膜からレジストパターンを形成する際に採用されるアルカリ現像条件下で、当該レジスト被膜の代わりに酸解離性基含有樹脂のみを用いた被膜を現像した場合に、当該被膜の初期膜厚の50%以上が現像後に残存する性質を意味する。
[Acid-dissociable group-containing resin]
The positive radiation-sensitive resin composition of the present invention includes an alkali-insoluble or alkali-poorly soluble resin having an acid-dissociable group, which is easily soluble in alkali when the acid-dissociable group is dissociated (hereinafter referred to as “resin”). And "acid-dissociable group-containing resin"). The term “alkali-insoluble or alkali-insoluble” as used herein refers to alkali development that is employed when forming a resist pattern from a resist film formed using a radiation-sensitive resin composition containing an acid-dissociable group-containing resin. When a film using only an acid-dissociable group-containing resin instead of the resist film is developed under the conditions, it means that 50% or more of the initial film thickness of the film remains after development.

酸解離性基含有樹脂における酸解離性基とは、例えば、フェノール性水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基等の酸性官能基中の水素原子を置換した基であり、酸の存在下で解離する基を意味する。このような酸解離性基としては、例えば、置換メチル基、1−置換エチル基、1−置換−n−プロピル基、1−分岐アルキル基、アルコキシカルボニル基、アシル基、環式酸解離性基等を挙げることができる。   The acid dissociable group in the acid dissociable group-containing resin is, for example, a group in which a hydrogen atom in an acidic functional group such as a phenolic hydroxyl group, a carboxyl group, or a sulfonic acid group is substituted, and is a group that dissociates in the presence of an acid. Means. Examples of such acid dissociable groups include substituted methyl groups, 1-substituted ethyl groups, 1-substituted n-propyl groups, 1-branched alkyl groups, alkoxycarbonyl groups, acyl groups, and cyclic acid dissociable groups. Etc.

前記置換メチル基としては、例えば、メトキシメチル基、メチルチオメチル基、エトキシメチル基、エチルチオメチル基、(2−メトキシエトキシ)メチル基、ベンジルオキシメチル基、ベンジルチオメチル基、フェナシル基、4−ブロモフェナシル基、4−メトキシフェナシル基、4−メチルチオフェナシル基、α−メチルフェナシル基、シクロプロピルメチル基、ベンジル基、ジフェニルメチル基、トリフェニルメチル基、4−ブロモベンジル基、4−ニトロベンジル基、4−メトキシベンジル基、4−メチルチオベンジル基、4−エトキシベンジル基、4−エチルチオベンジル基、ピペロニル基、メトキシカルボニルメチル基、エトキシカルボニルメチル基、n−プロポキシカルボニルメチル基、i−プロポキシカルボニルメチル基、n−ブトキシカルボニルメチル基、t−ブトキシカルボニルメチル基等を挙げることができる。   Examples of the substituted methyl group include methoxymethyl group, methylthiomethyl group, ethoxymethyl group, ethylthiomethyl group, (2-methoxyethoxy) methyl group, benzyloxymethyl group, benzylthiomethyl group, phenacyl group, 4- Bromophenacyl group, 4-methoxyphenacyl group, 4-methylthiophenacyl group, α-methylphenacyl group, cyclopropylmethyl group, benzyl group, diphenylmethyl group, triphenylmethyl group, 4-bromobenzyl group, 4-nitro Benzyl group, 4-methoxybenzyl group, 4-methylthiobenzyl group, 4-ethoxybenzyl group, 4-ethylthiobenzyl group, piperonyl group, methoxycarbonylmethyl group, ethoxycarbonylmethyl group, n-propoxycarbonylmethyl group, i- Propoxycarbonylmethyl group, - it can be exemplified butoxycarbonyl methyl group, a t- butoxycarbonyl methyl group.

また、前記1−置換エチル基としては、例えば、1−メトキシエチル基、1−メチルチオエチル基、1,1−ジメトキシエチル基、1−エトキシエチル基、1−エチルチオエチル基、1,1−ジエトキシエチル基、1−フェノキシエチル基、1−フェニルチオエチル基、1,1−ジフェノキシエチル基、1−ベンジルオキシエチル基、1−ベンジルチオエチル基、1−シクロプロピルオキシエチル基、1−シクロヘキシルオキシエチル基、1−フェニルエチル基、1,1−ジフェニルエチル基、1−メトキシカルボニルエチル基、1−エトキシカルボニルエチル基、1−n−プロポキシカルボニルエチル基、1−i−プロポキシカルボニルエチル基、1−n−ブトキシカルボニルエチル基、1−t−ブトキシカルボニルエチル基等を挙げることができる。   Examples of the 1-substituted ethyl group include 1-methoxyethyl group, 1-methylthioethyl group, 1,1-dimethoxyethyl group, 1-ethoxyethyl group, 1-ethylthioethyl group, 1,1- Diethoxyethyl group, 1-phenoxyethyl group, 1-phenylthioethyl group, 1,1-diphenoxyethyl group, 1-benzyloxyethyl group, 1-benzylthioethyl group, 1-cyclopropyloxyethyl group, 1 -Cyclohexyloxyethyl group, 1-phenylethyl group, 1,1-diphenylethyl group, 1-methoxycarbonylethyl group, 1-ethoxycarbonylethyl group, 1-n-propoxycarbonylethyl group, 1-i-propoxycarbonylethyl Groups, 1-n-butoxycarbonylethyl group, 1-t-butoxycarbonylethyl group, etc. Can.

また、前記1−置換−n−プロピル基としては、例えば、1−メトキシ−n−プロピル基、1−エトキシ−n−プロピル基等を挙げることができる。また、前記1−分岐アルキル基としては、例えば、i−プロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、1,1−ジメチルプロピル基、1−メチルブチル基、1,1−ジメチルブチル基等を挙げることができる。また、前記アルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基等を挙げることができる。   Examples of the 1-substituted-n-propyl group include 1-methoxy-n-propyl group and 1-ethoxy-n-propyl group. Examples of the 1-branched alkyl group include i-propyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, 1,1-dimethylpropyl group, 1-methylbutyl group, 1,1-dimethylbutyl group, and the like. Can be mentioned. Examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an i-propoxycarbonyl group, and a t-butoxycarbonyl group.

また、前記アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ヘプタノイル基、ヘキサノイル基、バレリル基、ピバロイル基、イソバレリル基、ラウリロイル基、ミリストイル基、パルミトイル基、ステアロイル基、オキサリル基、マロニル基、スクシニル基、グルタリル基、アジポイル基、ピペロイル基、スベロイル基、アゼラオイル基、セバコイル基、アクリロイル基、プロピオロイル基、メタクリロイル基、クロトノイル基、オレオイル基、マレオイル基、フマロイル基、メサコノイル基、カンホロイル基、ベンゾイル基、フタロイル基、イソフタロイル基、テレフタロイル基、ナフトイル基、トルオイル基、ヒドロアトロポイル基、アトロポイル基、シンナモイル基、フロイル基、テノイル基、ニコチノイル基、イソニコチノイル基、p−トルエンスルホニル基、メシル基等を挙げることができる。   Examples of the acyl group include acetyl group, propionyl group, butyryl group, heptanoyl group, hexanoyl group, valeryl group, pivaloyl group, isovaleryl group, laurylyl group, myristoyl group, palmitoyl group, stearoyl group, oxalyl group, malonyl Group, succinyl group, glutaryl group, adipoyl group, piperoyl group, suberoyl group, azelaoil group, sebacoyl group, acryloyl group, propioyl group, methacryloyl group, crotonoyl group, oleoyl group, maleoyl group, fumaroyl group, mesaconoyl group, canphoroyl group Benzoyl group, phthaloyl group, isophthaloyl group, terephthaloyl group, naphthoyl group, toluoyl group, hydroatropoyl group, atropoyl group, cinnamoyl group, furoyl group, thenoyl group, nicotinoyl group Isonicotinoyl group, p- toluenesulfonyl group, and mesyl group.

また、前記環式酸解離性基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基、4−メトキシシクロヘキシル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロチオピラニル基、テトラヒドロチオフラニル基、3−ブロモテトラヒドロピラニル基、4−メトキシテトラヒドロピラニル基、4−メトキシテトラヒドロチオピラニル基、3−テトラヒドロチオフェン−1,1−ジオキシド基等を挙げることができる。   Examples of the cyclic acid dissociable group include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclohexenyl group, a 4-methoxycyclohexyl group, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, a tetrahydrothiopyranyl group, and a tetrahydro group. A thiofuranyl group, 3-bromotetrahydropyranyl group, 4-methoxytetrahydropyranyl group, 4-methoxytetrahydrothiopyranyl group, 3-tetrahydrothiophene-1,1-dioxide group and the like can be mentioned.

これらの酸解離性基のうち、ベンジル基、t−ブトキシカルボニルメチル基、1−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基、1−シクロヘキシルオキシエチル基、1−エトキシ−n−プロピル基、t−ブチル基、1,1−ジメチルプロピル基、t−ブトキシカルボニル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロチオピラニル基、テトラヒドロチオフラニル基等が好ましい。酸解離性基含有樹脂において、酸解離性基は1種以上存在することができる。   Among these acid dissociable groups, benzyl group, t-butoxycarbonylmethyl group, 1-methoxyethyl group, 1-ethoxyethyl group, 1-cyclohexyloxyethyl group, 1-ethoxy-n-propyl group, t-butyl Group, 1,1-dimethylpropyl group, t-butoxycarbonyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, tetrahydrothiopyranyl group, tetrahydrothiofuranyl group and the like are preferable. In the acid-dissociable group-containing resin, one or more acid-dissociable groups can be present.

酸解離性基含有樹脂中の酸解離性基の導入率(酸解離性基含有樹脂中の酸性官能基と酸解離性基との合計数に対する酸解離性基の数の割合)は、酸解離性基や該基が導入される樹脂の種類により適宜選定することができるが、好ましくは5〜100%、さらに好ましくは10〜100%である。   The rate of introduction of acid-dissociable groups in the acid-dissociable group-containing resin (the ratio of the number of acid-dissociable groups to the total number of acid functional groups and acid-dissociable groups in the acid-dissociable group-containing resin) Although it can select suitably by the kind of resin and the resin in which this group is introduce | transduced, Preferably it is 5 to 100%, More preferably, it is 10 to 100%.

また、酸解離性基含有樹脂の構造は、前述した性状を有する限り特に限定はなく、種々の構造とすることができるが、特に、ポリ(4−ヒドロキシスチレン)中のフェノール性水酸基の水素原子の一部または全部を酸解離性基で置換した樹脂、4−ヒドロキシスチレンおよび/または4−ヒドロキシ−α−メチルスチレンと(メタ)アクリル酸との共重合体中のフェノール性水酸基の水素原子および/またはカルボキシル基の水素原子の一部または全部を酸解離性基で置換した樹脂等が好ましい。   Further, the structure of the acid-dissociable group-containing resin is not particularly limited as long as it has the above-described properties, and various structures can be used. In particular, a hydrogen atom of a phenolic hydroxyl group in poly (4-hydroxystyrene) A hydrogen atom of a phenolic hydroxyl group in a resin obtained by substituting a part or all of an acid dissociable group, 4-hydroxystyrene and / or a copolymer of 4-hydroxy-α-methylstyrene and (meth) acrylic acid, and A resin or the like in which part or all of the hydrogen atoms of the carboxyl group are substituted with acid dissociable groups is preferred.

また、酸解離性基含有樹脂の構造は、使用する放射線の種類に応じて種々選定することができる。例えば、KrFエキシマレーザーを用いるポジ型感放射線性樹脂組成物に特に好適な酸解離性基含有樹脂としては、例えば、下記一般式(8)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(8)」という。)と繰り返し単位(8)中のフェノール性水酸基を酸解離性基で保護した繰り返し単位とを有するアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の樹脂が好ましい。なお、この樹脂は、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、電子線等の他の放射線を使用するポジ型感放射線性樹脂組成物にも好適に使用することができる。   Moreover, the structure of acid dissociable group containing resin can be variously selected according to the kind of radiation to be used. For example, as an acid-dissociable group-containing resin particularly suitable for a positive radiation-sensitive resin composition using a KrF excimer laser, for example, a repeating unit represented by the following general formula (8) (hereinafter referred to as “repeating unit (8 ) "And a repeating unit in which the phenolic hydroxyl group in the repeating unit (8) is protected with an acid-dissociable group is preferred. In addition, this resin can be used suitably also for the positive type radiation sensitive resin composition which uses other radiations, such as ArF excimer laser, F2 excimer laser, and an electron beam.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

(一般式(8)において、R15は水素原子または1価の有機基を示し、複数存在するR15は相互に同一でも異なってもよく、cおよびdはそれぞれ1〜3の整数である。)(In the general formula (8), R 15 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, a plurality of R 15 may be the same as or different from each other, and c and d are each an integer of 1 to 3. )

繰り返し単位(8)としては、特に、4−ヒドロキシスチレンの非芳香族二重結合が開裂した単位が好ましい。また、この樹脂は、さらに他の繰り返し単位を含んでいてもよい。   As the repeating unit (8), a unit in which a non-aromatic double bond of 4-hydroxystyrene is cleaved is particularly preferable. The resin may further contain other repeating units.

前記他の繰り返し単位としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のビニル芳香族化合物;(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸2−メチルアダマンチル等の(メタ)アクリル酸エステル類の重合性不飽和結合が開裂した単位等を挙げることができる。   Examples of the other repeating units include vinyl aromatic compounds such as styrene and α-methylstyrene; t-butyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, 2-methyladamantyl (meth) acrylate, and the like. Examples include units in which a polymerizable unsaturated bond of (meth) acrylic acid esters is cleaved.

また、ArFエキシマレーザーを用いるポジ型感放射線性樹脂組成物に特に好適な酸解離性基含有樹脂としては、例えば、下記一般式(9)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(9)」という。)および/または下記一般式(10)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(10)」という。)と、下記一般式(11)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(11)」という。)とを有するアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の樹脂が好ましい。なお、この樹脂は、KrFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、電子線等の他の放射線を用いるポジ型感放射線性樹脂組成物にも好適に使用することができる。   Moreover, as an acid dissociable group-containing resin particularly suitable for a positive radiation sensitive resin composition using an ArF excimer laser, for example, a repeating unit represented by the following general formula (9) (hereinafter referred to as “repeating unit (9 ) ”And / or a repeating unit represented by the following general formula (10) (hereinafter referred to as“ repeating unit (10) ”) and a repeating unit represented by the following general formula (11) (hereinafter referred to as“ repeating unit ”). An alkali-insoluble or hardly alkali-soluble resin having “repeating unit (11)” is preferable. In addition, this resin can be used suitably also for the positive type radiation sensitive resin composition using other radiations, such as a KrF excimer laser, F2 excimer laser, and an electron beam.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

(一般式(9)、一般式(10)および一般式(11)において、R16、R18およびR19は相互に独立に水素原子またはメチル基を示し、一般式(9)において、各R17は相互に独立に水素原子、ヒドロキシル基、シアノ基または−COOR21(但し、R21は水素原子、炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または炭素数3〜20のシクロアルキル基を示す。)を示し、一般式(11)において、各R20は相互に独立に炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体または炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を示し、かつR20の少なくとも1つが該脂環式炭化水素基もしくはその誘導体であるか、あるいは何れか2つのR20が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を形成し、残りのR20が炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を示す。)(In General Formula (9), General Formula (10) and General Formula (11), R 16 , R 18 and R 19 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. In General Formula (9), each R 17 is independently of each other a hydrogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, or —COOR 21 (where R 21 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cyclohexane having 3 to 20 carbon atoms). In general formula (11), each R 20 is independently a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a straight chain having 1 to 4 carbon atoms. A chain or branched alkyl group, and at least one of R 20 is the alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof, or any two R 20 are bonded to each other, and ing Atom together form a divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof having 4 to 20 carbon atoms, the remaining R 20 is 4 alkyl group or a carbon number of straight-chain or branched having 1 to 4 carbon atoms 20 monovalent alicyclic hydrocarbon groups or derivatives thereof.

好ましい繰り返し単位(9)としては、例えば、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシアダマンタン−1−イル、(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシアダマンタン−1−イル、(メタ)アクリル酸3−シアノアダマンタン−1−イル、(メタ)アクリル酸3−カルボキシアダマンタン−1−イル、(メタ)アクリル酸3,5−ジカルボキシアダマンタン−1−イル、(メタ)アクリル酸3−カルボキシ−5−ヒドロキシアダマンタン−1−イル、(メタ)アクリル酸3−メトキシカルボニル−5−ヒドロキシアダマンタン−1−イル等を挙げることができる。   Preferred examples of the repeating unit (9) include 3-hydroxyadamantan-1-yl (meth) acrylate, 3,5-dihydroxyadamantan-1-yl (meth) acrylate, and 3-cyanoadamantane (meth) acrylate. -1-yl, (meth) acrylic acid 3-carboxyadamantan-1-yl, (meth) acrylic acid 3,5-dicarboxyadamantan-1-yl, (meth) acrylic acid 3-carboxy-5-hydroxyadamantane- Examples thereof include 1-yl and (meth) acrylic acid 3-methoxycarbonyl-5-hydroxyadamantan-1-yl.

また、好ましい繰り返し単位(11)としては、例えば、(メタ)アクリル酸1−メチルシクロペンチル、(メタ)アクリル酸1−エチルシクロペンチル、(メタ)アクリル酸1−メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸1−エチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−メチルアダマンタン−2−イル、(メタ)アクリル酸2−エチルアダマンタン−2−イル、(メタ)アクリル酸2−n−プロピルアダマンタン−2−イル、(メタ)アクリル酸2−i−プロピルアダマンタン−2−イル、(メタ)アクリル酸1−(アダマンタン−1−イル)−1−メチルエチル等を挙げることができる。   Moreover, as a preferable repeating unit (11), (meth) acrylic acid 1-methylcyclopentyl, (meth) acrylic acid 1-ethylcyclopentyl, (meth) acrylic acid 1-methylcyclohexyl, (meth) acrylic acid 1- Ethylcyclohexyl, 2-methyladamantan-2-yl (meth) acrylate, 2-ethyladamantan-2-yl (meth) acrylate, 2-n-propyladamantan-2-yl (meth) acrylate, (meth) Examples thereof include 2-i-propyladamantan-2-yl acrylate and 1- (adamantan-1-yl) -1-methylethyl (meth) acrylate.

前記樹脂は、さらに他の繰り返し単位を有することもできる。前記他の繰り返し単位を与える単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸7−オキソ−6−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−4−イル、(メタ)アクリル酸2−オキソテトラヒドロピラン−4−イル、(メタ)アクリル酸4−メチル−2−オキソテトラヒドロピラン−4−イル、(メタ)アクリル酸5−オキソテトラヒドロフラン−3−イル、(メタ)アクリル酸2−オキソテトラヒドロフラン−3−イル、(メタ)アクリル酸(5−オキソテトラヒドロフラン−2−イル)メチル、(メタ)アクリル酸(3,3−ジメチル−5−オキソテトラヒドロフラン−2−イル)メチル等の(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、クロトンアミド、マレインアミド、フマルアミド、メサコンアミド、シトラコンアミド、イタコンアミド等の不飽和アミド化合物;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和ポリカルボン酸無水物;ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エンまたはその誘導体;テトラシクロ[6.2.13,6.02,7]ドデカ−3−エンまたはその誘導体等の単官能性単量体や、メチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,2−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメチロールジ(メタ)アクリレート等の多官能性単量体を挙げることができる。The resin may further have other repeating units. Examples of the monomer giving the other repeating unit include (meth) acrylic acid 7-oxo-6-oxabicyclo [3.2.1] octane-4-yl, (meth) acrylic acid 2-oxotetrahydro Pyran-4-yl, (meth) acrylic acid 4-methyl-2-oxotetrahydropyran-4-yl, (meth) acrylic acid 5-oxotetrahydrofuran-3-yl, (meth) acrylic acid 2-oxotetrahydrofuran-3 -(Meth) acrylic acid esters such as (yl) (meth) acrylic acid (5-oxotetrahydrofuran-2-yl) methyl, (meth) acrylic acid (3,3-dimethyl-5-oxotetrahydrofuran-2-yl) methyl Class: (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, crotonamide, maleinamide, fumar Unsaturated amide compounds such as amide, mesaconamide, citraconic amide, itaconic amide; unsaturated polycarboxylic acid anhydrides such as maleic anhydride and itaconic anhydride; bicyclo [2.2.1] hept-2-ene or derivatives thereof; Tetracyclo [6.2.1 3,6 . 0 2,7 ] monofunctional monomers such as dodec-3-ene or its derivatives, methylene glycol di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, 2,5-dimethyl-2,5-hexane Diol di (meth) acrylate, 1,2-adamantanediol di (meth) acrylate, 1,3-adamantanediol di (meth) acrylate, 1,4-adamantanediol di (meth) acrylate, tricyclodecane dimethylol di ( Mention may be made of polyfunctional monomers such as (meth) acrylates.

さらに、F2エキシマレーザーを用いるポジ型感放射線性樹脂組成物に特に好適に用いられる酸解離性基含有樹脂としては、下記一般式(12)で表される構造単位(以下、「構造単位(12)」という。)および/または下記一般式(13)で表される構造単位(以下、「構造単位(13)」という。)を有するアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性のポリシロキサンが好ましい。なお、この樹脂は、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、電子線等の他の放射線を用いるポジ型感放射線性樹脂組成物にも好適に使用することができる。   Furthermore, as an acid-dissociable group-containing resin particularly preferably used for a positive radiation-sensitive resin composition using an F2 excimer laser, a structural unit represented by the following general formula (12) (hereinafter, “structural unit (12 And / or alkali-insoluble or hardly soluble polysiloxane having a structural unit represented by the following general formula (13) (hereinafter referred to as “structural unit (13)”). In addition, this resin can be used suitably also for the positive type radiation sensitive resin composition using other radiations, such as a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, and an electron beam.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

(一般式(12)および一般式(13)において、各Eは相互に独立に酸解離性基を有する1価の有機基を示し、R22は置換もしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基を示す。)(In General Formula (12) and General Formula (13), each E independently represents a monovalent organic group having an acid dissociable group, and R 22 is a substituted or unsubstituted straight chain having 1 to 20 carbon atoms. A chain, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group is shown.)

一般式(12)および一般式(13)におけるEとしては、シクロアルキル基、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基等の脂環式炭化水素基に酸解離性基を有する基や、ハロゲン化芳香族炭化水素基に酸解離性基を有する基等が好ましい。   E in the general formula (12) and the general formula (13) is an acid dissociable group in an alicyclic hydrocarbon group such as a cycloalkyl group, a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, an adamantyl group or the like. And a group having an acid-dissociable group in the halogenated aromatic hydrocarbon group are preferred.

上記樹脂における特に好ましい構造単位(12)としては、下記式(12−1)〜(12−4)で表される構造単位等を挙げることができる。   Particularly preferred structural units (12) in the resin include structural units represented by the following formulas (12-1) to (12-4).

Figure 2009078335
Figure 2009078335

上記樹脂は、前記以外の構造単位(以下、「他の構造単位」という。)を1種以上有することができる。好ましい他の構造単位としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等のアルキルアルコキシシラン類が加水分解・縮合した構造単位;下記式(14−1)〜(14−4)で表される構造単位等を挙げることができる。   The resin may have one or more types of structural units other than those described above (hereinafter referred to as “other structural units”). Preferred other structural units include, for example, structural units obtained by hydrolysis and condensation of alkylalkoxysilanes such as methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, and ethyltriethoxysilane; ) To (14-4).

Figure 2009078335
Figure 2009078335

上記樹脂は、酸解離性基を有する1種以上のシラン化合物を(共)重縮合させるか、予め合成した有機ポリシロキサンに1種以上の酸解離性基を導入することにより製造することができる。   The resin can be produced by (co) polycondensation of one or more silane compounds having an acid dissociable group, or by introducing one or more acid dissociable groups into a pre-synthesized organic polysiloxane. .

酸解離性基を有するシラン化合物を(共)重縮合させる場合には、触媒として酸性触媒を用いることが好ましく、特に、シラン化合物を酸性触媒の存在下で重縮合させたのち、塩基性触媒を加えてさらに反応させることが好ましい。   In the case of (co) polycondensation of a silane compound having an acid dissociable group, it is preferable to use an acidic catalyst as the catalyst. In particular, after the polycondensation of the silane compound in the presence of an acidic catalyst, the basic catalyst is used. In addition, it is preferable to further react.

前記酸性触媒としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、ホウ酸、リン酸、四塩化チタン、塩化亜鉛、塩化アルミニウム等の無機酸類;ギ酸、酢酸、n−プロピオン酸、酪酸、吉草酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、フタル酸、テレフタル酸、無水酢酸、無水マレイン酸、クエン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸等の有機酸類を挙げることができる。これらの酸性触媒のうち、塩酸、硫酸、酢酸、シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、無水酢酸、無水マレイン酸等が好ましい。   Examples of the acidic catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, boric acid, phosphoric acid, titanium tetrachloride, zinc chloride, and aluminum chloride; formic acid, acetic acid, n-propionic acid, butyric acid, valeric acid, and oxalic acid. Organic acids such as malonic acid, succinic acid, maleic acid, fumaric acid, adipic acid, phthalic acid, terephthalic acid, acetic anhydride, maleic anhydride, citric acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, etc. Can be mentioned. Of these acidic catalysts, hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, oxalic acid, malonic acid, maleic acid, fumaric acid, acetic anhydride, maleic anhydride and the like are preferable.

また、前記塩基性触媒としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩基類;トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ピリジン等の有機塩基類を挙げることができる。   Examples of the basic catalyst include inorganic bases such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate; Examples thereof include organic bases such as triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, and pyridine.

酸解離性基含有樹脂が重合性不飽和単量体の重合によりあるいは該重合を経て製造される場合、当該樹脂は、重合性不飽和結合を2つ以上有する多官能性単量体に由来する単位および/またはアセタール性架橋基によって分岐構造を導入することができる。このような分岐構造を導入することにより、酸解離性基含有樹脂の耐熱性を向上させることができる。   When the acid-dissociable group-containing resin is produced by polymerization of a polymerizable unsaturated monomer or through the polymerization, the resin is derived from a polyfunctional monomer having two or more polymerizable unsaturated bonds. A branched structure can be introduced by a unit and / or an acetal crosslinking group. By introducing such a branched structure, the heat resistance of the acid-dissociable group-containing resin can be improved.

この場合、酸解離性基含有樹脂中の分岐構造の導入率は、該分岐構造やそれが導入される樹脂の種類により適宜選定することができるが、全繰返し単位に対して10モル%以下であることが好ましい。   In this case, the introduction rate of the branched structure in the acid-dissociable group-containing resin can be appropriately selected depending on the type of the branched structure and the resin into which the branched structure is introduced. Preferably there is.

酸解離性基含有樹脂の分子量については特に限定はなく、適宜選定することができるが、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算重量分子量(以下、「Mw」という。)は、通常、1,000〜500,000、好ましくは2,000〜400,000、さらに好ましくは3,000〜300,000である。   The molecular weight of the acid-dissociable group-containing resin is not particularly limited and may be appropriately selected. The polystyrene-reduced weight molecular weight (hereinafter referred to as “Mw”) measured by gel permeation chromatography (GPC) is usually used. 1,000 to 500,000, preferably 2,000 to 400,000, and more preferably 3,000 to 300,000.

また、分岐構造をもたない酸解離性基含有樹脂のMwは、好ましくは1,000〜150,000、さらに好ましくは3,000〜100,000であり、分岐構造を有する酸解離性基含有樹脂(B)のMwは、好ましくは5,000〜500,000、さらに好ましくは8,000〜300,000である。このような範囲のMwを有する酸解離性基含有樹脂を用いることにより、得られるレジストがアルカリ現像性に優れるものとなる。   The acid dissociable group-containing resin having no branched structure preferably has an Mw of 1,000 to 150,000, more preferably 3,000 to 100,000, and contains an acid dissociable group having a branched structure. The Mw of the resin (B) is preferably 5,000 to 500,000, more preferably 8,000 to 300,000. By using the acid-dissociable group-containing resin having Mw in such a range, the resulting resist has excellent alkali developability.

また、酸解離性基含有樹脂のMwとGPCで測定したポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」という。)との比(Mw/Mn)についても特に限定はなく、適宜選定することができるが、通常、1〜10、好ましくは1〜8、さらに好ましくは1〜5である。このような範囲のMw/Mnを有する酸解離性基含有樹脂を用いることにより、得られるレジストが解像性能に優れるものとなる。本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物において、前記酸解離性基含有樹脂は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   Further, the ratio (Mw / Mn) between the Mw of the acid-dissociable group-containing resin and the polystyrene-equivalent number average molecular weight (hereinafter referred to as “Mn”) measured by GPC is not particularly limited and can be appropriately selected. However, it is 1-10 normally, Preferably it is 1-8, More preferably, it is 1-5. By using the acid-dissociable group-containing resin having Mw / Mn in such a range, the resulting resist has excellent resolution performance. In the positive radiation sensitive resin composition of the present invention, the acid dissociable group-containing resins can be used alone or in admixture of two or more.

酸解離性基含有樹脂の製造方法については特に限定はないが、例えば、予め製造したアルカリ可溶性樹脂中の酸性官能基に1種以上の酸解離性基を導入する方法;酸解離性基を有する1種以上の重合性不飽和単量体を、場合により1種以上の他の重合性不飽和単量体と共に、重合する方法;酸解離性基を有する1種以上の重縮合性成分を、場合により他の重縮合性成分と共に、重縮合する方法等によって製造することができる。   The method for producing the acid-dissociable group-containing resin is not particularly limited. For example, a method for introducing one or more acid-dissociable groups into an acidic functional group in an alkali-soluble resin produced in advance; A method of polymerizing one or more polymerizable unsaturated monomers, optionally together with one or more other polymerizable unsaturated monomers; one or more polycondensable components having acid dissociable groups, Depending on the case, it can be produced by a method such as polycondensation with other polycondensable components.

前記アルカリ可溶性樹脂を製造する際の重合性不飽和単量体の重合および前記酸解離性基を有する重合性不飽和単量体の重合は、使用される重合性不飽和単量体や反応媒質の種類等に応じて、ラジカル重合開始剤、アニオン重合触媒、配位アニオン重合触媒、カチオン重合触媒等の重合開始剤あるいは重合触媒を適宜に選定し、塊状重合、溶液重合、沈澱重合、乳化重合、懸濁重合、塊状−懸濁重合等の適宜の重合形態で実施することができる。   Polymerization of the polymerizable unsaturated monomer and the polymerization of the polymerizable unsaturated monomer having an acid dissociable group at the time of producing the alkali-soluble resin are the polymerizable unsaturated monomer and reaction medium used. The polymerization initiator or polymerization catalyst such as radical polymerization initiator, anion polymerization catalyst, coordination anion polymerization catalyst, cation polymerization catalyst, etc. is appropriately selected according to the type of polymer, bulk polymerization, solution polymerization, precipitation polymerization, emulsion polymerization. , Suspension polymerization, bulk-suspension polymerization and the like.

また、前記酸解離性基を有する重縮合性成分の重縮合は、好ましくは酸性触媒の存在下、水媒質中または水と親水性溶媒との混合媒質中で実施することができる。   The polycondensation of the polycondensable component having an acid dissociable group can be preferably carried out in an aqueous medium or a mixed medium of water and a hydrophilic solvent in the presence of an acidic catalyst.

本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物において、感放射線性酸発生剤の使用量は、レジストの所望の特性に応じて種々の選定とすることができるが、酸解離性基含有樹脂100質量部に対して、好ましくは0.001〜70質量部、さらに好ましくは0.01〜50質量部、特に好ましくは0.1〜20質量部である。この場合、感放射線性酸発生剤の使用量を0.001質量部以上とすることにより、感度および解像度の低下を抑制でき、また70質量部以下とすることにより、レジストの塗布性やパターン形状の低下を抑制することができる。   In the positive radiation sensitive resin composition of the present invention, the amount of the radiation sensitive acid generator used can be variously selected according to the desired properties of the resist, but the acid dissociable group-containing resin 100 mass. Preferably it is 0.001-70 mass part with respect to a part, More preferably, it is 0.01-50 mass part, Most preferably, it is 0.1-20 mass part. In this case, when the amount of the radiation-sensitive acid generator used is 0.001 part by mass or more, a decrease in sensitivity and resolution can be suppressed, and when it is 70 parts by mass or less, the resist coatability and pattern shape are reduced. Can be suppressed.

[アルカリ可溶性樹脂]
本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物においては、アルカリ現像液と親和性を示す官能基、例えば、フェノール性水酸基、アルコール性水酸基、カルボキシル基等の酸素含有官能基を1種以上有する、アルカリ現像液に可溶なアルカリ可溶性樹脂を配合してもよい。
[Alkali-soluble resin]
In the negative radiation-sensitive resin composition of the present invention, an alkali having at least one functional group having affinity with an alkaline developer, for example, one or more oxygen-containing functional groups such as a phenolic hydroxyl group, an alcoholic hydroxyl group, and a carboxyl group. You may mix | blend alkali-soluble resin soluble in a developing solution.

このようなアルカリ可溶性樹脂としては、例えば、下記一般式(15)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(15)」という。)、下記一般式(16)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(16)」という。)および下記一般式(17)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(17)」という。)からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する付加重合系樹脂等を挙げることができる。   Examples of such an alkali-soluble resin include a repeating unit represented by the following general formula (15) (hereinafter referred to as “repeating unit (15)”), a repeating unit represented by the following general formula (16) ( Hereinafter, the addition having at least one selected from the group consisting of “repeating unit (16)” and a repeating unit represented by the following general formula (17) (hereinafter referred to as “repeating unit (17)”). Examples thereof include polymerization resins.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

(一般式(15)および一般式(16)において、R23およびR25は相互に独立に水素原子またはメチル基を示し、R24はヒドロキシル基、カルボキシル基、−R26COOH、−OR26COOH、−OCOR26COOHまたは−COOR26COOH(但し、各R26は相互に独立に−(CH−を示し、eは1〜4の整数である。)(In General Formula (15) and General Formula (16), R 23 and R 25 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, R 24 represents a hydroxyl group, a carboxyl group, —R 26 COOH, —OR 26 COOH. , —OCOR 26 COOH or —COOR 26 COOH (where each R 26 independently represents — (CH 2 ) e —, and e is an integer of 1 to 4).

アルカリ可溶性樹脂は、繰り返し単位(15)、繰り返し単位(16)あるいは繰り返し単位(17)のみから構成されていてもよいが、生成した樹脂がアルカリ現像液に可溶である限りでは、他の繰り返し単位を1種以上さらに有することもできる。前記他の繰り返し単位としては、例えば、前述した酸解離性基含有樹脂における他の繰り返し単位と同様の単位等を挙げることができる。   The alkali-soluble resin may be composed only of the repeating unit (15), the repeating unit (16), or the repeating unit (17). However, as long as the produced resin is soluble in an alkali developer, other repeating units are possible. One or more units may be further included. As said other repeating unit, the unit similar to the other repeating unit in the acid dissociable group containing resin mentioned above etc. can be mentioned, for example.

アルカリ可溶性樹脂中の繰り返し単位(15)、繰り返し単位(16)および繰り返し単位(17)の合計含有率は、場合により含有される他の繰り返し単位の種類により一概に規定できないが、好ましくは10〜100モル%、さらに好ましくは20〜100モル%である。   The total content of the repeating unit (15), the repeating unit (16), and the repeating unit (17) in the alkali-soluble resin cannot be defined unconditionally depending on the types of other repeating units that are optionally contained. It is 100 mol%, More preferably, it is 20-100 mol%.

アルカリ可溶性樹脂は、繰り返し単位(15)のような炭素−炭素不飽和結合を有する繰り返し単位を有する場合、水素添加物として用いることもできる。この場合の水素添加率は、該当する繰り返し単位中に含まれる炭素−炭素不飽和結合の、通常、70%以下、好ましくは50%以下、さらに好ましくは40%以下である。この場合、水素添加率が70%を超えると、アルカリ可溶性樹脂のアルカリ現像性が低下するおそれがある。   When the alkali-soluble resin has a repeating unit having a carbon-carbon unsaturated bond such as the repeating unit (15), it can also be used as a hydrogenated product. In this case, the hydrogenation rate is usually 70% or less, preferably 50% or less, and more preferably 40% or less, of the carbon-carbon unsaturated bonds contained in the corresponding repeating unit. In this case, if the hydrogenation rate exceeds 70%, the alkali developability of the alkali-soluble resin may be lowered.

本発明におけるアルカリ可溶性樹脂としては、特に、ポリ(4−ヒドロキシスチレン)、4−ヒドロキシスチレン/4−ヒドロキシ−α−メチルスチレン共重合体、4−ヒドロキシスチレン/スチレン共重合体等を主成分とする樹脂が好ましい。   As the alkali-soluble resin in the present invention, in particular, poly (4-hydroxystyrene), 4-hydroxystyrene / 4-hydroxy-α-methylstyrene copolymer, 4-hydroxystyrene / styrene copolymer and the like are the main components. Resin is preferred.

アルカリ可溶性樹脂のMwは、ネガ型感放射線性樹脂組成物の所望の特性に応じて変わるが、通常、1,000〜150,000、好ましくは3,000〜100,000である。   The Mw of the alkali-soluble resin varies depending on the desired properties of the negative radiation-sensitive resin composition, but is usually 1,000 to 150,000, preferably 3,000 to 100,000.

本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物において、アルカリ可溶性樹脂は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   In the negative radiation sensitive resin composition of the present invention, the alkali-soluble resins can be used alone or in admixture of two or more.

[架橋剤]
本発明のネガ型感放射性樹脂組成物においては、酸の存在下でアルカリ可溶性樹脂を架橋しうる化合物(以下、「架橋剤」という。)を配合しても良い。架橋剤としては、例えば、アルカリ可溶性樹脂との架橋反応性を有する官能基(以下、「架橋性官能基」という。)を1種以上有する化合物を挙げることができる。
[Crosslinking agent]
In the negative radiation sensitive resin composition of the present invention, a compound capable of crosslinking an alkali-soluble resin in the presence of an acid (hereinafter referred to as “crosslinking agent”) may be blended. Examples of the crosslinking agent include compounds having at least one functional group having a crosslinking reactivity with an alkali-soluble resin (hereinafter referred to as “crosslinkable functional group”).

前記架橋性官能基としては、例えば、グリシジルエーテル基、グリシジルエステル基、グリシジルアミノ基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、ベンジルオキシメチル基、アセトキシメチル基、ベンゾイルオキシメチル基、ホルミル基、アセチル基、ビニル基、イソプロペニル基、(ジメチルアミノ)メチル基、(ジエチルアミノ)メチル基、(ジメチロールアミノ)メチル基、(ジエチロールアミノ)メチル基、モルホリノメチル基等を挙げることができる。   Examples of the crosslinkable functional group include glycidyl ether group, glycidyl ester group, glycidyl amino group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, benzyloxymethyl group, acetoxymethyl group, benzoyloxymethyl group, formyl group, acetyl group, Examples thereof include a vinyl group, an isopropenyl group, a (dimethylamino) methyl group, a (diethylamino) methyl group, a (dimethylolamino) methyl group, a (diethylolamino) methyl group, and a morpholinomethyl group.

架橋剤としては、例えば、ビスフェノールA系エポキシ化合物、ビスフェノールF系エポキシ化合物、ビスフェノールS系エポキシ化合物、ノボラック樹脂系エポキシ化合物、レゾール樹脂系エポキシ化合物、ポリ(ヒドロキシスチレン)系エポキシ化合物、メチロール基含有メラミン化合物、メチロール基含有ベンゾグアナミン化合物、メチロール基含有尿素化合物、メチロール基含有フェノール化合物、アルコキシアルキル基含有メラミン化合物、アルコキシアルキル基含有ベンゾグアナミン化合物、アルコキシアルキル基含有尿素化合物、アルコキシアルキル基含有フェノール化合物、カルボキシメチル基含有メラミン樹脂、カルボキシメチル基含有ベンゾグアナミン樹脂、カルボキシメチル基含有尿素樹脂、カルボキシメチル基含有フェノール樹脂、カルボキシメチル基含有メラミン化合物、カルボキシメチル基含有ベンゾグアナミン化合物、カルボキシメチル基含有尿素化合物、カルボキシメチル基含有フェノール化合物等を挙げることができる。   Examples of the crosslinking agent include bisphenol A-based epoxy compounds, bisphenol F-based epoxy compounds, bisphenol S-based epoxy compounds, novolac resin-based epoxy compounds, resol resin-based epoxy compounds, poly (hydroxystyrene) -based epoxy compounds, and methylol group-containing melamine. Compound, methylol group-containing benzoguanamine compound, methylol group-containing urea compound, methylol group-containing phenol compound, alkoxyalkyl group-containing melamine compound, alkoxyalkyl group-containing benzoguanamine compound, alkoxyalkyl group-containing urea compound, alkoxyalkyl group-containing phenol compound, carboxymethyl Group-containing melamine resin, carboxymethyl group-containing benzoguanamine resin, carboxymethyl group-containing urea resin, carboxymethyl group-containing Phenol resins, carboxymethyl group-containing melamine compounds, carboxymethyl group-containing benzoguanamine compounds, carboxymethyl group-containing urea compounds, mention may be made of carboxymethyl group-containing phenol compounds and the like.

これらの架橋剤のうち、メチロール基含有フェノール化合物、メトキシメチル基含有メラミン化合物、メトキシメチル基含有フェノール化合物、メトキシメチル基含有グリコールウリル化合物、メトキシメチル基含有ウレア化合物およびアセトキシメチル基含有フェノール化合物が好ましく、さらに好ましくはメトキシメチル基含有メラミン化合物(例えばヘキサメトキシメチルメラミン等)、メトキシメチル基含有グリコールウリル化合物、メトキシメチル基含有ウレア化合物等である。メトキシメチル基含有メラミン化合物は、CYMEL300、同301、同303、同305(以上、三井サイアナミッド社製)等の商品名で、メトキシメチル基含有グリコールウリル化合物はCYMEL1174(三井サイアナミッド社製)等の商品名で、またメトキシメチル基含有ウレア化合物は、MX290(三和ケミカル社製)等の商品名で、それぞれ市販されている。   Among these crosslinking agents, methylol group-containing phenol compounds, methoxymethyl group-containing melamine compounds, methoxymethyl group-containing phenol compounds, methoxymethyl group-containing glycoluril compounds, methoxymethyl group-containing urea compounds and acetoxymethyl group-containing phenol compounds are preferred. More preferred are methoxymethyl group-containing melamine compounds (for example, hexamethoxymethyl melamine), methoxymethyl group-containing glycoluril compounds, methoxymethyl group-containing urea compounds, and the like. Methoxymethyl group-containing melamine compounds are trade names such as CYMEL300, 301, 303, and 305 (Mitsui Cyanamid), and methoxymethyl group-containing glycoluril compounds are products such as CYMEL1174 (Mitsui Cyanamid). In addition, methoxymethyl group-containing urea compounds are commercially available under trade names such as MX290 (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.).

また、架橋剤として、前記アルカリ可溶性樹脂中の酸素含有官能基の水素原子を前記架橋性官能基で置換して、架橋剤としての性質を付与した樹脂も好適に使用することができる。その場合の架橋性官能基の導入率は、架橋性官能基や該基が導入されるアルカリ可溶性樹脂の種類により一概には規定できないが、アルカリ可溶性樹脂中の全酸素含有官能基に対して、通常、5〜60モル%、好ましくは10〜50モル%、さらに好ましくは15〜40モル%である。この場合、架橋性官能基の導入率が5モル%未満では、残膜率の低下、パターンの蛇行や膨潤等を来しやすくなる傾向があり、一方60モル%を超えると、アルカリ現像性が低下する傾向がある。   Moreover, as the crosslinking agent, a resin imparted with a property as a crosslinking agent by substituting the hydrogen atom of the oxygen-containing functional group in the alkali-soluble resin with the crosslinking functional group can be suitably used. The introduction rate of the crosslinkable functional group in that case cannot be unconditionally defined by the type of the crosslinkable functional group or the alkali-soluble resin into which the group is introduced, but with respect to the total oxygen-containing functional group in the alkali-soluble resin, Usually, it is 5 to 60 mol%, preferably 10 to 50 mol%, more preferably 15 to 40 mol%. In this case, if the introduction ratio of the crosslinkable functional group is less than 5 mol%, the remaining film ratio tends to decrease, the pattern meanders or swells easily, and if it exceeds 60 mol%, the alkali developability is increased. There is a tendency to decrease.

本発明における架橋剤としては、特に、メトキシメチル基含有化合物、より具体的には、ジメトキシメチルウレア、テトラメトキシメチルグリコールウリル等が好ましい。本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物において、架橋剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   As the crosslinking agent in the present invention, a methoxymethyl group-containing compound, more specifically dimethoxymethylurea, tetramethoxymethylglycoluril and the like are particularly preferable. In the negative radiation sensitive resin composition of the present invention, the crosslinking agents can be used alone or in admixture of two or more.

本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物において、感放射線性酸発生剤の使用量は、アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して、好ましくは0.01〜70質量部、さらに好ましくは0.1〜50質量部、特に好ましくは0.5〜20質量部である。この場合、感放射線性酸発生剤の使用量が0.01質量部未満では、感度や解像度が低下する傾向があり、一方70質量部を超えると、レジストの塗布性やパターン形状の劣化を来しやすくなる傾向がある。   In the negative radiation-sensitive resin composition of the present invention, the amount of the radiation-sensitive acid generator used is preferably 0.01 to 70 parts by mass, more preferably 0.1 to 100 parts by mass of the alkali-soluble resin. To 50 parts by mass, particularly preferably 0.5 to 20 parts by mass. In this case, if the amount of the radiation-sensitive acid generator used is less than 0.01 parts by mass, the sensitivity and resolution tend to decrease. On the other hand, if it exceeds 70 parts by mass, the resist coatability and pattern shape deteriorate. It tends to be easy to do.

また、架橋剤の使用量は、アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して、好ましくは5〜95質量部、さらに好ましくは15〜85質量部、特に好ましくは20〜75質量部である。この場合、架橋剤の使用量が5質量部未満では、残膜率の低下、パターンの蛇行や膨潤等を来しやすくなる傾向があり、一方95質量部を超えると、アルカリ現像性が低下する傾向がある。   Moreover, the usage-amount of a crosslinking agent becomes like this. Preferably it is 5-95 mass parts with respect to 100 mass parts of alkali-soluble resin, More preferably, it is 15-85 mass parts, Most preferably, it is 20-75 mass parts. In this case, if the amount of the crosslinking agent used is less than 5 parts by mass, the remaining film ratio tends to decrease, the pattern meanders or swells easily, and if it exceeds 95 parts by mass, the alkali developability decreases. Tend.

[他の添加剤]
本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物およびネガ型感放射線性樹脂組成物には、露光により感放射線性酸発生剤から生じる酸のレジスト被膜中における拡散現象を制御し、非露光領域での好ましくない化学反応を抑制する作用を有する酸拡散制御剤を配合することが好ましい。このような酸拡散制御剤を配合することにより、感放射線性樹脂組成物の貯蔵安定性を向上させることができるとともに、解像度をさらに向上させ、また露光から現像処理までの引き置き時間(PED)の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、その結果、プロセス安定性に極めて優れた感放射線性樹脂組成物を得ることができる。
[Other additives]
The positive-type radiation-sensitive resin composition and the negative-type radiation-sensitive resin composition of the present invention control the diffusion phenomenon in the resist film of the acid generated from the radiation-sensitive acid generator by exposure, and in the non-exposed area. It is preferable to add an acid diffusion controller having an action of suppressing undesirable chemical reactions. By blending such an acid diffusion control agent, the storage stability of the radiation-sensitive resin composition can be improved, the resolution is further improved, and the holding time from exposure to development processing (PED) As a result, a radiation-sensitive resin composition having extremely excellent process stability can be obtained.

このような酸拡散制御剤としては、レジストパターンの形成工程中の露光や加熱処理により塩基性が変化しない含窒素有機化合物が好ましい。前記含窒素有機化合物としては、例えば、下記一般式(18)で表される化合物(以下、「含窒素化合物(α)」という。)、同一分子内に窒素原子を2個有するジアミノ化合物(以下、「含窒素化合物(β)」という。)、窒素原子を3個以上有するポリアミノ化合物や重合体(以下、「含窒素化合物(γ)」という。)、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環式化合物等を挙げることができる。   As such an acid diffusion controller, a nitrogen-containing organic compound whose basicity is not changed by exposure or heat treatment in the resist pattern forming step is preferable. Examples of the nitrogen-containing organic compound include a compound represented by the following general formula (18) (hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound (α)”), a diamino compound having two nitrogen atoms in the same molecule (hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound (α)”). , “Nitrogen-containing compound (β)”), polyamino compounds and polymers having three or more nitrogen atoms (hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound (γ)”), amide group-containing compounds, urea compounds, nitrogen-containing compounds. A heterocyclic compound etc. can be mentioned.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

(一般式(18)において、各R27は相互に独立に水素原子、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を示し、これらの各基は置換されてもよい。)(In the general formula (18), each R 27 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group, and each of these groups may be substituted.)

一般式(18)において、R27の置換されてもよいアルキル基としては、例えば、炭素数が1〜15、好ましくは1〜10のもの、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−へプチル基、n−オクチル基、n−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシプロピル基等を挙げることができる。In the general formula (18), examples of the optionally substituted alkyl group represented by R 27 include those having 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, n- Propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n -Octyl group, n-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group, hydroxymethyl group, 2-hydroxyethyl group, 3-hydroxypropyl group and the like can be mentioned.

また、R27の置換されてもよいアリール基としては、例えば、炭素数6〜12のもの、具体的には、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,3−キシリル基、2,4−キシリル基、2,5−キシリル基、2,6−キシリル基、3,4−キシリル基、3,5−キシリル基、クメニル基、1−ナフチル基等を挙げることができる。さらに、R27の置換されてもよい前記アラルキル基としては、例えば、炭素数7〜19、好ましくは7〜13のもの、具体的には、ベンジル基、α−メチルベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基等を挙げることができる。Examples of the aryl group which may be substituted for R 27 include those having 6 to 12 carbon atoms, specifically, phenyl group, o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, 2, Examples include 3-xylyl group, 2,4-xylyl group, 2,5-xylyl group, 2,6-xylyl group, 3,4-xylyl group, 3,5-xylyl group, cumenyl group, 1-naphthyl group, and the like. be able to. Furthermore, examples of the aralkyl group which may be substituted for R 27 include those having 7 to 19 carbon atoms, preferably 7 to 13 carbon atoms, specifically, benzyl group, α-methylbenzyl group, phenethyl group, 1 -A naphthylmethyl group etc. can be mentioned.

含窒素化合物(α)としては、例えば、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン等のモノアルキルアミン類;ジ−n−ブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−n−ヘキシルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジ−n−ノニルアミン、ジ−n−デシルアミン等のジアルキルアミン類;トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン等のトリアルキルアミン類;エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類;アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、1−ナフチルアミン等の芳香族アミン類等を挙げることができる。   Examples of the nitrogen-containing compound (α) include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine; di-n-butylamine, di-n- Dialkylamines such as pentylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, di-n-nonylamine, di-n-decylamine; triethylamine, tri-n-propylamine, Trialkylamines such as tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine Alkanolamines such as ethanolamine, diethanolamine and triethanolamine Aromatic amines such as aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, diphenylamine, triphenylamine, 1-naphthylamine, etc. Can be mentioned.

含窒素化合物(β)としては、例えば、エチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4−ビス〔1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル〕ベンゼン、1,3−ビス〔1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル〕ベンゼン等を挙げることができる。含窒素化合物(γ)としては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、N−(2−ジメチルアミノエチル)アクリルアミドの重合体等を挙げることができる。   Examples of the nitrogen-containing compound (β) include ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxy Ethyl) ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminobenzophenone, 4,4 '-Diaminodiphenylamine, 2,2'-bis (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- ( 3-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (4-hydroxy) Phenyl) propane, 1,4-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene, etc. be able to. Examples of the nitrogen-containing compound (γ) include polyethyleneimine, polyallylamine, N- (2-dimethylaminoethyl) acrylamide polymer, and the like.

前記アミド基含有化合物としては、例えば、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン等を挙げることができる。   Examples of the amide group-containing compound include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone and the like. Can be mentioned.

前記ウレア化合物としては、例えば、尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラメチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、トリ−n−ブチルチオウレア等を挙げることができる。   Examples of the urea compound include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tri-n-butyl. Examples include thiourea.

前記含窒素複素環式化合物としては、例えば、イミダゾール、ベンズイミダゾール、2−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、2−フェニルベンズイミダゾール等のイミダゾール類;ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、2−メチル−4−フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、8−オキシキノリン、アクリジン等のピリジン類のほか、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、1−ピペリジンエタノール、2−ピペリジンエタノール、モルホリン、4−メチルモルホリン、ピペラジン、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等を挙げることができる。   Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include imidazole, benzimidazole, 2-methylimidazole, 4-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-phenylimidazole, 4-phenylimidazole, 4-methyl-2- Imidazoles such as phenylimidazole and 2-phenylbenzimidazole; pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methyl-4 -In addition to pyridines such as phenylpyridine, nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, quinoline, 8-oxyquinoline, acridine, pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, 1-piperidineethanol 2-piperidine ethanol, morpholine, 4-methylmorpholine, piperazine, 1,4-dimethylpiperazine, and 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane.

また、前記含窒素有機化合物として、酸解離性基を有する化合物を用いることもできる。前記酸解離性基を有する含窒素有機化合物としては、例えば、N―(t−ブトキシカルボニル)ピペリジン、N―(t−ブトキシカルボニル)イミダゾール、N―(t−ブトキシカルボニル)ベンズイミダゾール、N―(t−ブトキシカルボニル)−2−フェニルベンズイミダゾール、N―(t−ブトキシカルボニル)ジ−n−オクチルアミン、N―(t−ブトキシカルボニル)ジエタノールアミン、N―(t−ブトキシカルボニル)ジシクロヘキシルアミン、N―(t−ブトキシカルボニル)ジフェニルアミン、tert−ブチル−4−ヒドロキシ−1−ピペリジンカルボキシレート等を挙げることができる。   In addition, as the nitrogen-containing organic compound, a compound having an acid dissociable group can also be used. Examples of the nitrogen-containing organic compound having an acid dissociable group include N- (t-butoxycarbonyl) piperidine, N- (t-butoxycarbonyl) imidazole, N- (t-butoxycarbonyl) benzimidazole, N- ( t-butoxycarbonyl) -2-phenylbenzimidazole, N- (t-butoxycarbonyl) di-n-octylamine, N- (t-butoxycarbonyl) diethanolamine, N- (t-butoxycarbonyl) dicyclohexylamine, N- (T-Butoxycarbonyl) diphenylamine, tert-butyl-4-hydroxy-1-piperidinecarboxylate and the like can be mentioned.

これらの含窒素有機化合物のうち、含窒素化合物(α)、含窒素化合物(β) 、含窒素複素環式化合物、酸解離性基を有する含窒素有機化合物等が好ましい。前記酸拡散制御剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   Of these nitrogen-containing organic compounds, nitrogen-containing compounds (α), nitrogen-containing compounds (β), nitrogen-containing heterocyclic compounds, nitrogen-containing organic compounds having an acid dissociable group, and the like are preferable. The acid diffusion controller can be used alone or in admixture of two or more.

酸拡散制御剤の配合量は、酸解離性基含有樹脂またはアルカリ可溶性樹脂100質量部に対して、好ましくは15質量部以下、さらに好ましくは0.001〜10質量部、特に好ましくは0.005〜5質量部である。この場合、酸拡散制御剤の配合量を0.001質量部以上とすることにより、プロセス条件によるパターン形状や寸法忠実度の低下を抑制でき、また15質量部以下とすることにより、レジストとしての感度やアルカリ現像性をさらに向上させることができる。   The compounding amount of the acid diffusion controller is preferably 15 parts by mass or less, more preferably 0.001 to 10 parts by mass, and particularly preferably 0.005 with respect to 100 parts by mass of the acid dissociable group-containing resin or alkali-soluble resin. -5 parts by mass. In this case, by setting the blending amount of the acid diffusion control agent to 0.001 part by mass or more, a decrease in pattern shape and dimensional fidelity due to process conditions can be suppressed, and by setting it to 15 parts by mass or less, as a resist Sensitivity and alkali developability can be further improved.

本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物およびネガ型感放射線性樹脂組成物には、酸の作用により、アルカリ現像液に対する溶解性が高くなる性質を有する溶解制御剤を配合することもできる。   The positive-type radiation-sensitive resin composition and the negative-type radiation-sensitive resin composition of the present invention can be blended with a dissolution control agent having a property of increasing the solubility in an alkali developer by the action of an acid.

このような溶解制御剤としては、例えば、フェノール性水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基等の酸性官能基を有する化合物や、該化合物中の酸性官能基の水素原子を酸解離性基で置換した化合物等を挙げることができる。   As such a dissolution control agent, for example, a compound having an acidic functional group such as a phenolic hydroxyl group, a carboxyl group, or a sulfonic acid group, or a compound in which the hydrogen atom of the acidic functional group in the compound is substituted with an acid dissociable group Etc.

溶解制御剤は低分子化合物でも高分子化合物でもよく、ネガ型感放射線性樹脂組成物における高分子溶解制御剤としては、例えば、ポジ型感放射線性樹脂組成物における酸解離性基含有樹脂を使用することができる。前記溶解制御剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   The dissolution control agent may be a low molecular compound or a high molecular compound. As the polymer dissolution control agent in the negative radiation sensitive resin composition, for example, an acid-dissociable group-containing resin in the positive radiation sensitive resin composition is used. can do. The said dissolution control agent can be used individually or in mixture of 2 or more types.

溶解制御剤の配合量は、感放射線性樹脂組成物中の全樹脂成分100質量部に対して、通常、50質量部以下、好ましくは20質量部以下である。   The compounding quantity of a dissolution control agent is 50 mass parts or less normally with respect to 100 mass parts of all the resin components in a radiation sensitive resin composition, Preferably it is 20 mass parts or less.

本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物およびネガ型感放射線性樹脂組成物には、感放射線性樹脂組成物の塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する作用を示す界面活性剤を配合することもできる。   The positive-type radiation-sensitive resin composition and the negative-type radiation-sensitive resin composition of the present invention are blended with a surfactant exhibiting the action of improving the coating property, striation, developability, etc. of the radiation-sensitive resin composition. You can also

このような界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系又は両性の界面活性剤のいずれでも使用することができるが、好ましくはノニオン系界面活性剤である。   As such a surfactant, any of anionic, cationic, nonionic or amphoteric surfactants can be used, but nonionic surfactants are preferred.

前記ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレン高級アルキルエーテル類、ポリオキシエチレン高級アルキルフェニルエーテル類、ポリエチレングリコールの高級脂肪酸ジエステル類のほか、以下商品名で、「KP」(信越化学工業社製)、「ポリフロー」(共栄社化学社製)、「エフトップ」(ジェムコ社製)、「メガファック」(大日本インキ化学工業社製)、「フロラード」(住友スリーエム社製)、「アサヒガード」および「サーフロン」(旭硝子社製)等の各シリーズ等を挙げることができる。前記界面活性剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene higher alkyl ethers, polyoxyethylene higher alkyl phenyl ethers, polyethylene glycol higher fatty acid diesters, and the following trade names “KP” (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). ”,“ Polyflow ”(manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.),“ F Top ”(manufactured by Gemco),“ Megafuck ”(manufactured by Dainippon Ink & Chemicals),“ Florard ”(manufactured by Sumitomo 3M), Each series such as “Guard” and “Surflon” (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) can be mentioned. The surfactants can be used alone or in admixture of two or more.

界面活性剤の配合量は、感放射線性樹脂組成物中の全樹脂成分100質量部に対して、界面活性剤の有効成分として、通常、2質量部以下、好ましくは1.5質量部以下である。   The compounding amount of the surfactant is usually 2 parts by mass or less, preferably 1.5 parts by mass or less as an active ingredient of the surfactant with respect to 100 parts by mass of the total resin components in the radiation-sensitive resin composition. is there.

本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物およびネガ型感放射線性樹脂組成物には、放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを感放射線性酸発生剤に伝達し、それにより酸の生成量を増加する作用を有し、感放射線性樹脂組成物のみかけの感度を向上させることができる増感剤を配合することもできる。このような増感剤としては、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等を挙げることができる。これらの増感剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   The positive-type radiation-sensitive resin composition and the negative-type radiation-sensitive resin composition of the present invention absorbs radiation energy and transmits the energy to the radiation-sensitive acid generator, thereby generating an amount of acid. A sensitizer capable of increasing the apparent sensitivity and improving the apparent sensitivity of the radiation-sensitive resin composition can be blended. Examples of such sensitizers include acetophenones, benzophenones, naphthalene, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines and the like. These sensitizers can be used alone or in admixture of two or more.

増感剤の配合量は、感放射線性樹脂組成物中の全樹脂成分100質量部に対して、通常、50質量部以下、好ましくは30質量部以下である。   The compounding quantity of a sensitizer is 50 mass parts or less normally with respect to 100 mass parts of all the resin components in a radiation sensitive resin composition, Preferably it is 30 mass parts or less.

さらに、本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物およびネガ型感放射線性樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて、前記以外の添加剤、例えば、染料、顔料、接着助剤、ハレーション防止剤、保存安定剤、消泡剤、形状改良剤等、具体的には4−ヒドロキシ−4’−メチルカルコン等を配合することもできる。この場合、染料や顔料を配合することにより、露光部の潜像を可視化させて、露光時のハレーションの影響を緩和でき、また接着助剤を配合することにより、基板との接着性を改善することができる。   Furthermore, in the positive radiation sensitive resin composition and the negative radiation sensitive resin composition of the present invention, additives other than those described above, for example, dyes, are included as long as the effects of the present invention are not impaired. A pigment, an adhesion assistant, an antihalation agent, a storage stabilizer, an antifoaming agent, a shape improving agent, etc., specifically, 4-hydroxy-4′-methylchalcone or the like can be blended. In this case, by blending a dye or pigment, the latent image in the exposed area can be visualized, and the influence of halation during exposure can be mitigated, and the adhesion to the substrate can be improved by blending an adhesion assistant. be able to.

組成物溶液の調製:
本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物およびネガ型感放射線性樹脂組成物は、通常、使用時に各成分を溶剤に溶解して均一溶液とし、その後必要に応じて、例えば孔径0.2μm程度のフィルター等でろ過することにより、組成物溶液として調製される。
Preparation of composition solution:
The positive-type radiation-sensitive resin composition and the negative-type radiation-sensitive resin composition of the present invention are usually prepared by dissolving each component in a solvent at the time of use to obtain a uniform solution, and then if necessary, for example, a pore diameter of about 0.2 μm It is prepared as a composition solution by filtering with a filter or the like.

前記溶剤としては、例えば、エーテル類、エステル類、エーテルエステル類、ケトン類、ケトンエステル類、アミド類、アミドエステル類、ラクタム類、(ハロゲン化)炭化水素類等を挙げることができ、より具体的には、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、非環式もしくは環式のケトン類、酢酸エステル類、ヒドロキシ酢酸エステル類、アルコキシ酢酸エステル類、アセト酢酸エステル類、プロピオン酸エステル類、乳酸エステル類、他の置換プロピオン酸エステル類、(置換)酪酸エステル類、ピルビン酸エステル類、N,N−ジアルキルホルムアミド類、N,N−ジアルキルアセトアミド類、N−アルキルピロリドン類、(ハロゲン化)脂肪族炭化水素類、(ハロゲン化)芳香族炭化水素類等を挙げることができる。   Examples of the solvent include ethers, esters, ether esters, ketones, ketone esters, amides, amide esters, lactams, (halogenated) hydrocarbons, and the like. Specifically, ethylene glycol monoalkyl ethers, diethylene glycol dialkyl ethers, propylene glycol monoalkyl ethers, propylene glycol dialkyl ethers, ethylene glycol monoalkyl ether acetates, propylene glycol monoalkyl ether acetates, acyclic or cyclic Ketones, acetates, hydroxyacetic acid esters, alkoxyacetic acid esters, acetoacetic acid esters, propionic acid esters, lactic acid esters, other substituted propionic acid esters of the formula (Substituted) Butyrate esters, Pyruvate esters, N, N-dialkylformamides, N, N-dialkylacetamides, N-alkylpyrrolidones, (halogenated) aliphatic hydrocarbons, (halogenated) aromatics Examples thereof include hydrocarbons.

前記溶剤の具体例としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、イソプロペニルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、ヒドロキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、イソプロペニルプロピオネート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−プロピル、乳酸i−プロピル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メチル−3−メトキシブチルブチレート、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸メチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、トルエン、キシレン等を挙げることができる。   Specific examples of the solvent include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol di-n-propyl ether. , Diethylene glycol di-n-butyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, methyl ethyl ketone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4 Heptanone, cyclohexanone, ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, isopropenyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, ethyl hydroxyacetate, ethyl ethoxyacetate, methyl acetoacetate, aceto Ethyl acetate, isopropenyl propionate, 3-methyl-3-methoxybutyl propionate, methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, i-propyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate , Methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, 3-methyl-3-methoxybutyl butyrate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutyrate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, N, N -Dimethylform Bromide, N, N- dimethylacetamide, N- methylpyrrolidone, toluene, xylene and the like.

これらの溶剤のうち、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、非環式もしくは環式のケトン類、乳酸エステル類、3−アルコキシプロピオン酸エステル類等が、塗布時に良好な膜面内均一性を確保することができる点で好ましい。前記溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   Among these solvents, propylene glycol monoalkyl ether acetates, acyclic or cyclic ketones, lactic acid esters, 3-alkoxypropionic acid esters, etc. ensure good in-plane uniformity during coating. It is preferable in that it can be performed. The said solvent can be used individually or in mixture of 2 or more types.

また必要に応じて、前記溶剤と共に、他の溶剤、例えば、ベンジルエチルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート等の高沸点溶剤等を使用することができる。これらの他の溶剤のうち、γ−ブチロラクトンが好ましい。   If necessary, other solvents such as benzyl ethyl ether, di-n-hexyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, acetonyl acetone, isophorone, caproic acid, caprylic acid, 1- Use high-boiling solvents such as octanol, 1-nonanol, benzyl alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, ethylene glycol monophenyl ether acetate, etc. Can do. Of these other solvents, γ-butyrolactone is preferred.

前記他の溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。他の溶剤の使用割合は、全溶剤に対して、通常、50質量%以下、好ましくは30質量%以下である。   The other solvents can be used alone or in admixture of two or more. The proportion of other solvents used is usually 50% by mass or less, preferably 30% by mass or less, based on the total solvent.

溶剤の合計使用量は、組成物溶液の全固形分濃度が、通常、5〜50質量%、好ましくは10〜50質量%、さらに好ましくは10〜40質量%、特に好ましくは10〜30質量%、就中10〜25質量%となる量である。溶液の全固形分濃度をこの範囲とすることにより、塗布時に良好な膜面内均一性を確保することができる。   The total amount of the solvent used is such that the total solid concentration of the composition solution is usually 5 to 50% by mass, preferably 10 to 50% by mass, more preferably 10 to 40% by mass, and particularly preferably 10 to 30% by mass. In particular, the amount is 10 to 25% by mass. By setting the total solid content concentration of the solution within this range, it is possible to ensure good in-plane uniformity during coating.

レジストパターンの形成:
本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物およびネガ型感放射線性樹脂組成物からレジストパターンを形成する際には、前記のようにして調製された組成物溶液を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布手段によって、例えば、シリコンウエハー、アルミニウムで被覆されたウエハー等の基板上に塗布することにより、レジスト被膜を形成する。その後、場合により予め加熱処理(以下、「PB」という。)を行ったのち、所定のマスクパターンを介して、該レジスト被膜に露光する。
Formation of resist pattern:
When forming a resist pattern from the positive radiation sensitive resin composition and the negative radiation sensitive resin composition of the present invention, the composition solution prepared as described above is spin-coated, cast-coated, The resist film is formed by applying onto a substrate such as a silicon wafer or a wafer coated with aluminum by an appropriate application means such as roll coating. Thereafter, a heat treatment (hereinafter referred to as “PB”) is performed in advance in some cases, and then the resist film is exposed through a predetermined mask pattern.

露光の際に使用することができる放射線としては、使用される感放射線性酸発生剤の種類に応じて、水銀灯の輝線スペクトル(波長254nm)、KrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)、F2エキシマレーザー(波長157nm)、EUV(波長13nm等)等の遠紫外線や、シンクロトロン放射線等のX線、電子線等の荷電粒子線等を挙げることができ、好ましくは遠紫外線および荷電粒子線、特に好ましくはKrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)、F2エキシマレーザー(波長157nm)および電子線である。   The radiation that can be used for exposure includes the emission line spectrum of a mercury lamp (wavelength 254 nm), KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength) depending on the type of radiation-sensitive acid generator used. 193 nm), F2 excimer laser (wavelength 157 nm), deep ultraviolet rays such as EUV (wavelength 13 nm, etc.), X-rays such as synchrotron radiation, charged particle beams such as electron beams, etc. A charged particle beam, particularly preferably a KrF excimer laser (wavelength 248 nm), an ArF excimer laser (wavelength 193 nm), an F2 excimer laser (wavelength 157 nm), and an electron beam.

また、放射線量等の露光条件は、ポジ型感放射線性樹脂組成物およびネガ型感放射線性樹脂組成物の配合組成、添加剤の種類等に応じて適宜選定される。また、レジストパターンの形成に際しては、露光後に加熱処理(以下、「PEB」という。)を行うことが、レジストの見掛けの感度を向上させる点で好ましい。PEBの加熱条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成、添加剤の種類等により変わるが、通常、30〜200℃、好ましくは50〜150℃である。   The exposure conditions such as the radiation dose are appropriately selected according to the composition of the positive radiation sensitive resin composition and the negative radiation sensitive resin composition, the type of additive, and the like. In forming a resist pattern, it is preferable to perform a heat treatment (hereinafter referred to as “PEB”) after exposure from the viewpoint of improving the apparent sensitivity of the resist. The heating conditions for PEB vary depending on the composition of the radiation-sensitive resin composition, the type of additive, and the like, but are usually 30 to 200 ° C, preferably 50 to 150 ° C.

その後、露光されたレジスト被膜をアルカリ現像液で現像することにより、所定のポジ型またはネガ型のレジストパターンを形成する。   Thereafter, the exposed resist film is developed with an alkaline developer to form a predetermined positive or negative resist pattern.

前記アルカリ現像液としては、例えば、アルカリ金属水酸化物、アンモニア水、アルキルアミン類、アルカノールアミン類、複素環式アミン類、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド類、コリン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性化合物の1種以上を溶解したアルカリ性水溶液が使用され、特に好ましいアルカリ現像液は、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド類の水溶液である。   Examples of the alkali developer include alkali metal hydroxides, aqueous ammonia, alkylamines, alkanolamines, heterocyclic amines, tetraalkylammonium hydroxides, choline, 1,8-diazabicyclo [5.4. 0.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene and the like, an alkaline aqueous solution in which one or more alkaline compounds are dissolved is used. An aqueous solution of ammonium hydroxides.

前記アルカリ性水溶液の濃度は、好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは1〜10質量%、特に好ましくは2〜5質量%である。この場合、アルカリ性水溶液の濃度を10質量%以下とすることにより、非露光部(ポジ型の場合)または露光部(ネガ型の場合)のアルカリ現像液への溶解を抑制することができる。   The concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 10% by mass or less, more preferably 1 to 10% by mass, and particularly preferably 2 to 5% by mass. In this case, by setting the concentration of the alkaline aqueous solution to 10% by mass or less, dissolution of the non-exposed portion (in the case of positive type) or the exposed portion (in the case of negative type) into the alkaline developer can be suppressed.

また、前記アルカリ性水溶液からなる現像液には、界面活性剤等を適量添加することが好ましく、それによりレジスト被膜に対するアルカリ現像液の濡れ性を高めることができる。なお、前記アルカリ性水溶液からなる現像液で現像した後は、一般に、水で洗浄して乾燥する。   In addition, it is preferable to add an appropriate amount of a surfactant or the like to the developer composed of the alkaline aqueous solution, thereby improving the wettability of the alkali developer with respect to the resist film. In addition, after developing with the developing solution which consists of the said alkaline aqueous solution, generally it wash | cleans with water and dries.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.

[実施例1]:
下記一般式(19)に示す化合物、1,1,2,2−テトラフルオロブタン−1−スルホン酸ナトリウムを以下の方法により合成した。
[Example 1]:
A compound represented by the following general formula (19), sodium 1,1,2,2-tetrafluorobutane-1-sulfonate, was synthesized by the following method.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

反応フラスコ内で、亜二チオン酸ナトリウム6.96g、及び炭酸ナトリウム6.64gを入れた後、イオン交換水30mlを入れ30分攪拌した。次いで、この混合溶液にアセトニトリル30mlに予め溶解しておいた1−ブロモ−1,1,2,2−テトラフルオロブタン4.18gを15分かけて滴下した後、攪拌しながら3.5時間加熱(内温60℃)した。反応溶液を減圧除去し、濃縮乾固することにより1,1,2,2−テトラフルオロブタン−1−スルフィン酸ナトリウムの粗精製物10.8gを得た。1,1,2,2−テトラフルオロブタン−1−スルフィン酸ナトリウムはこれ以上精製せずに次の反応に用いた。   In the reaction flask, 6.96 g of sodium dithionite and 6.64 g of sodium carbonate were added, and then 30 ml of ion-exchanged water was added and stirred for 30 minutes. Next, 4.18 g of 1-bromo-1,1,2,2-tetrafluorobutane previously dissolved in 30 ml of acetonitrile was added dropwise to the mixed solution over 15 minutes, followed by heating with stirring for 3.5 hours. (Internal temperature 60 ° C.). The reaction solution was removed under reduced pressure and concentrated to dryness to obtain 10.8 g of a crude product of sodium 1,1,2,2-tetrafluorobutane-1-sulfinate. Sodium 1,1,2,2-tetrafluorobutane-1-sulfinate was used in the next reaction without further purification.

反応フラスコ内で、1,1,2,2−テトラフルオロブタン−1−スルフィン酸ナトリウムの粗精製物10.8gに、イオン交換水20mL、炭酸ナトリウム3.32g、タングステン酸ナトリウム0.27gを入れ30分攪拌した。次いでこの反応混合溶液に30wt%過酸化水素水20mlを30分かけて滴下した後、60℃で3時間攪拌した。次いで反応溶媒を減圧除去し、50mLの純水で3回洗浄し、ジクロロメタン50mLで抽出した。有機層を減圧除去することにより、1,1,2,2−テトラフルオロブタン−1−スルホン酸ナトリウムの白色固体4.1gを得た。   In a reaction flask, 20 mL of ion-exchanged water, 3.32 g of sodium carbonate, and 0.27 g of sodium tungstate are added to 10.8 g of a crudely purified product of sodium 1,1,2,2-tetrafluorobutane-1-sulfinate. Stir for 30 minutes. Next, 20 ml of 30 wt% hydrogen peroxide water was added dropwise to the reaction mixture solution over 30 minutes, followed by stirring at 60 ° C. for 3 hours. Next, the reaction solvent was removed under reduced pressure, washed 3 times with 50 mL of pure water, and extracted with 50 mL of dichloromethane. The organic layer was removed under reduced pressure to obtain 4.1 g of a white solid of 1,1,2,2-tetrafluorobutane-1-sulfonic acid sodium.

なお、1,1,2,2−テトラフルオロブタン−1−スルホン酸ナトリウムについて、H−NMR(商品名:JNM−EX270、日本電子社製)を用い分析した結果、得られたケミカルシフトは、H−NMR[σppm(DMSO):1.10(3H,t,J=7.36Hz)、2.12−2.24(3H,m)]、19F−NMR[σppm(DMSO):44.93−44.97(2F,m)、48.42−48.56(2F,m)]であり、目的化合物であることが確認された(なお、19F−NMRはヘキサフルオロベンゼンのピークを0ppm(内部標準)とした)。純度92wt%(H−NMRで測定)。In addition, about 1,1,2,2-tetrafluorobutane-1-sulfonic acid sodium, as a result of analyzing using 1 H-NMR (trade name: JNM-EX270, manufactured by JEOL Ltd.), the obtained chemical shift is , 1 H-NMR [σ ppm (DMSO): 1.10 (3H, t, J = 7.36 Hz), 2.12-2.24 (3H, m)], 19 F-NMR [σ ppm (DMSO): 44.93-44.97 (2F, m), 48.42-48.56 (2F, m)], and confirmed to be the target compound (note that 19 F-NMR is hexafluorobenzene). Peak was set to 0 ppm (internal standard)). Purity 92 wt% (measured by 1 H-NMR).

[実施例2]:
下記一般式(B−a)に示す化合物、トリフェニルスルホニウム 1,1,2,2−テトラフルオロブタン−1−スルホナートを以下の方法により合成した。
[Example 2]:
A compound represented by the following general formula (Ba), triphenylsulfonium 1,1,2,2-tetrafluorobutane-1-sulfonate was synthesized by the following method.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

反応フラスコへ1,1,2,2−テトラフルオロブタン−1−スルホン酸ナトリウム53.2gとトリフェニルスルホニウムブロミド54.9gを入れ、イオン交換水500ml、ジクロロメタン500mlを入れ、室温で1時間攪拌した。有機層を分離した後、この有機層をイオン交換水500mlで5回洗浄した。その後、溶媒を除去することによりトリフェニルスルホニウム 1,1,2,2−テトラフルオロブタン−1−スルホナート78.1gを得た。なお、トリフェニルスルホニウム 1,1,2,2−テトラフルオロブタン−1−スルホナートについて、H−NMR(商品名:JNM−EX270、日本電子社製)を用い、測定溶媒を重水として分析した結果、得られたケミカルシフトは、H−NMR[σppm(CDCl):1.10(3H,t,J=7.36Hz)、2.12−2.24(3H,m)、7.76−7.89(15H,m)]、19F−NMR[σppm(CDCl):44.93−44.97(2F,m)、48.42−48.56(2F,m)]であり、目的化合物であることが確認された(なお、19F−NMRはヘキサフルオロベンゼンのピークを0ppmとした)。純度99wt%以上。A reaction flask was charged with 53.2 g of sodium 1,1,2,2-tetrafluorobutane-1-sulfonate and 54.9 g of triphenylsulfonium bromide, 500 ml of ion-exchanged water and 500 ml of dichloromethane, and stirred at room temperature for 1 hour. . After the organic layer was separated, the organic layer was washed 5 times with 500 ml of ion exchange water. Thereafter, 78.1 g of triphenylsulfonium 1,1,2,2-tetrafluorobutane-1-sulfonate was obtained by removing the solvent. In addition, about triphenylsulfonium 1,1,2,2-tetrafluorobutane-1-sulfonate, 1 H-NMR (trade name: JNM-EX270, manufactured by JEOL Ltd.) was used as a result of analyzing the measurement solvent as heavy water. The obtained chemical shift was 1 H-NMR [σ ppm (CDCl 3 ): 1.10 (3H, t, J = 7.36 Hz), 2.12-2.24 (3H, m), 7.76. −7.89 (15H, m)], 19 F-NMR [σ ppm (CDCl 3 ): 44.93-44.97 (2F, m), 48.42-48.56 (2F, m)]. The target compound was confirmed ( 19 F-NMR defined the peak of hexafluorobenzene as 0 ppm). Purity 99wt% or more.

[実施例3]
上記実施例2と同様にして下記の化合物(B−b)を得た。
[Example 3]
In the same manner as in Example 2, the following compound (Bb) was obtained.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

4−n−ブトキシ−1―ナフチルテトラヒドロチオフェニウム 1,1,2,2−テトラフルオロブタン−1−スルホナート
H−NMR[σppm(CDCl):1.04(3H,t,J=7.36Hz)、1.10(3H,t,J=7.36Hz)、1.56−1.63(5H,m)、1.91−1.95(2H,m)、2.12−2.24(3H,m)、2.61−2.67(4H,m)、3.67−3.71(2H,m)、4.22−4.25(4H,m)、7.05(1H,d,J=8.56Hz)、7.65−7.80(2H,m)、7.94(1H,d,J=8.60Hz)、8.26(1H,d,J=8.56Hz)、8.42(1H,d、J=8.56Hz)]、19F−NMR[σppm(CDCl):44.92−44.97(2F,m)、48.42−48.55(2F,m)]。純度98wt%以上。
4-n-butoxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium 1,1,2,2-tetrafluorobutane-1-sulfonate
1 H-NMR [σ ppm (CDCl 3 ): 1.04 (3H, t, J = 7.36 Hz), 1.10 (3H, t, J = 7.36 Hz), 1.56-1.63 (5H , M), 1.91-1.95 (2H, m), 2.12-2.24 (3H, m), 2.61-2.67 (4H, m), 3.67-3.71 (2H, m), 4.22-4.25 (4H, m), 7.05 (1H, d, J = 8.56 Hz), 7.65-7.80 (2H, m), 7.94 (1H, d, J = 8.60 Hz), 8.26 (1H, d, J = 8.56 Hz), 8.42 (1H, d, J = 8.56 Hz)], 19 F-NMR [σ ppm ( CDCl 3): 44.92-44.97 (2F, m), 48.42-48.55 (2F, m)]. Purity 98 wt% or more.

「樹脂合成」
(実施例3)
下記化合物(S−1)21.17g(25モル%)、下記化合物(S−4)27.21g(25モル%)、下記化合物(S−5)51.62g(50モル%)を、2−ブタノン200gに溶解し、さらにジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)3.81gを投入した単量体溶液を準備した。100gの2−ブタノンを投入した1000mlの三口フラスコを30分窒素パージし、窒素パージの後、反応釜を攪拌しながら80℃に加熱し、事前に準備した上記単量体溶液を滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合終了後、重合溶液は水冷することにより30℃以下に冷却し、2000gのメタノールへ投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別された白色粉末を400gのメタノールに分散させてスラリー状にして洗浄した後にろ別する操作を2回行い、その後、50℃にて17時間乾燥し、白色粉末の共重合体(樹脂(A))を得た(74g、収率74%)。この共重合体はMwが6180、Mw/Mn=1.717であり、13C−NMR分析の結果、化合物(S−1)、化合物(S−4)、化合物(S−5)で表される各繰り返し単位の含有率が24.5:24.2:51.3(モル%)の共重合体であった。この共重合体を重合体(A−1)とする。
"Resin synthesis"
(Example 3)
21.17 g (25 mol%) of the following compound (S-1), 27.21 g (25 mol%) of the following compound (S-4), 51.62 g (50 mol%) of the following compound (S-5) A monomer solution was prepared by dissolving in 200 g of butanone and adding 3.81 g of dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate). A 1000 ml three-necked flask charged with 100 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes. After purging with nitrogen, the reaction vessel was heated to 80 ° C. with stirring, and the monomer solution prepared in advance was added using a dropping funnel. The solution was added dropwise over 3 hours. The polymerization start was carried out for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled with water to 30 ° C. or lower, poured into 2000 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtered white powder was dispersed in 400 g of methanol and washed in the form of a slurry, followed by filtration, followed by filtration twice, followed by drying at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powder copolymer (resin ( A)) was obtained (74 g, yield 74%). This copolymer has Mw of 6180 and Mw / Mn = 1.717, and as a result of 13 C-NMR analysis, it is represented by compound (S-1), compound (S-4), and compound (S-5). The content of each repeating unit was 24.5: 24.2: 51.3 (mol%). This copolymer is referred to as “polymer (A-1)”.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

各実施例および比較例における各測定・評価は、下記の要領で行なった。   Each measurement and evaluation in each example and comparative example was performed as follows.

(感度)
ウエハー表面に膜厚780オングストロームのARC29(ブルワー・サイエンス(Brewer Science)社製)膜を形成したシリコーンウエハー(ARC29)を用い、各組成物溶液を、基板上にスピンコートにより塗布し、ホットプレート上にて、表1に示す温度で60秒間PBを行って形成した膜厚0.12μmのレジスト被膜に、ニコン社製ArFエキシマレーザー露光装置(開口数0.78)を用い、マスクパターンを介して露光した。その後、表1に示す温度で60秒間PEBを行ったのち、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により、25℃で30秒現像し、水洗し、乾燥して、ポジ型のレジストパターンを形成した。このとき、線幅90nmのライン・アンド・スペースパターン(1L1S)を1対1の線幅に形成する露光量を最適露光量とし、この最適露光量を感度とした。
(sensitivity)
Using a silicon wafer (ARC29) having an ARC29 (Brewer Science) film with a film thickness of 780 Å formed on the wafer surface, each composition solution was applied onto the substrate by spin coating, and then on a hot plate. In the resist film having a film thickness of 0.12 μm formed by performing PB at the temperature shown in Table 1 for 60 seconds, an ArF excimer laser exposure apparatus (numerical aperture: 0.78) manufactured by Nikon Corporation was used to pass through the mask pattern. Exposed. Thereafter, PEB was performed for 60 seconds at the temperature shown in Table 1, and then developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 25 ° C. for 30 seconds, washed with water, and dried to form a positive resist pattern. Formed. At this time, an exposure amount for forming a line-and-space pattern (1L1S) having a line width of 90 nm in a one-to-one line width was defined as an optimum exposure amount, and this optimum exposure amount was defined as sensitivity.

(密集ライン焦点深度)
90nm1L/1Sマスクパターンにおいて解像されるパターン寸法が、マスクの設計
寸法の±10%以内となる場合のフォーカスの振れ幅を密集ライン焦点深度とした。
(Dense line depth of focus)
The focus fluctuation width when the pattern dimension resolved in the 90 nm 1L / 1S mask pattern is within ± 10% of the mask design dimension was defined as the dense line focal depth.

(孤立ライン焦点深度)
140nmL/1400nmPのマスクパターンにおいて解像される90nmL/1400nmPパターン寸法が、81〜99nm1L/1400nmPの範囲内となる場合のフォーカスの振れ幅を孤立ライン焦点深度とした。
(Isolated line depth of focus)
The focus fluctuation width when the 90 nm / 1400 nmP pattern dimension resolved in the 140 nmL / 1400 nmP mask pattern falls within the range of 81-99 nm1L / 1400 nmP was defined as the isolated line focal depth.

(LWR)
最適露光量にて解像した90nm1L/1Sパターンの観測において、日立製測長SEM:S9220にてパターン上部から観察する際、線幅を任意のポイントで10点観測し、その測定ばらつきを3シグマで表現した値をLWRとした。
(LWR)
When observing the 90nm 1L / 1S pattern resolved at the optimal exposure dose, when observing from the top of the pattern with Hitachi SEM: S9220, the line width was observed at 10 points at an arbitrary point, and the measurement variation was 3 sigma. The value expressed by is defined as LWR.

(最小倒壊前寸法)
90nm1L/1Sマスクパターンにおいて最適露光量から1mJ/cmずつ露光量を高くしていき、パターンが倒壊するひとつ前の露光量でのパターン寸法を最小倒壊前寸法とした。
(Dimensions before minimum collapse)
In the 90 nm 1L / 1S mask pattern, the exposure dose was increased by 1 mJ / cm 2 from the optimum exposure dose, and the pattern size at the previous exposure dose before the pattern collapsed was defined as the minimum collapse size.

得られた重合体(A−1)100部、下記感放射線性酸発生剤(酸発生剤)(B−1)7.5部、及び下記酸拡散制御剤(C)0.7部を混合して感放射線性樹脂組成物を得た。下記溶媒(D−1)1500部、下記溶媒(D−2)650部、及び下記溶媒(D−3)30部を混合して混合溶媒を作製し、この混合溶媒に、得られた感放射線性樹脂組成物を溶解して感放射線性樹脂組成物溶液を得た。尚、各溶媒の配合量は、重合体(A−1)100部に対する質量比(質量部)で示してある。得られた感放射線性樹脂組成物溶液を用いて、上記各測定を行った。測定結果を表2に示す。   100 parts of the obtained polymer (A-1), 7.5 parts of the following radiation sensitive acid generator (acid generator) (B-1), and 0.7 part of the following acid diffusion controller (C) are mixed. As a result, a radiation sensitive resin composition was obtained. The following solvent (D-1) 1500 parts, the following solvent (D-2) 650 parts, and the following solvent (D-3) 30 parts were mixed to prepare a mixed solvent, and the resulting radiation-sensitive radiation was obtained. The photosensitive resin composition was dissolved to obtain a radiation sensitive resin composition solution. In addition, the compounding quantity of each solvent is shown by the mass ratio (mass part) with respect to 100 parts of polymers (A-1). Each measurement was performed using the obtained radiation-sensitive resin composition solution. The measurement results are shown in Table 2.

感放射線性酸発生剤(B);
B−1:1−(4−n−ブトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート
B−2:トリフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート
B−3:トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート
B−4:4−n−ブトキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート
B−5:4−n−ブトキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムノナフルオロブタンスルホネート
B−6:4−シクロヘキシルフェニル−ジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート
Radiation sensitive acid generator (B);
B-1: 1- (4-n-butoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate B-2: Triphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1, 1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate B-3: triphenylsulfonium perfluoro-n-butanesulfonate B-4: 4-n-butoxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1 ] Hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate B-5: 4-n-butoxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium nonafluorobutanesulfonate B-6: 4-cyclohexylphenyl-diphenyl Sulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate

上記感放射線性酸発生剤(B−1)〜(B−6)のそれぞれに対応する化学式は、以下に示す式(B−1)〜式(B−6)である。   The chemical formulas corresponding to the radiation sensitive acid generators (B-1) to (B-6) are the formulas (B-1) to (B-6) shown below.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

Figure 2009078335
Figure 2009078335

酸拡散制御剤(C);
(C):tert−ブチル−4−ヒドロキシ−1−ピペリジンカルボキシレート
上記酸拡散制御剤(C)に対応する化学式(C)は以下の通りである。
Acid diffusion controller (C);
(C): tert-butyl-4-hydroxy-1-piperidinecarboxylate Chemical formula (C) corresponding to the acid diffusion controller (C) is as follows.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

溶媒(D);
(D−1):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
(D−2):シクロヘキサノン
(D−3):γ−ブチロラクトン
Solvent (D);
(D-1): Propylene glycol monomethyl ether acetate (D-2): Cyclohexanone (D-3): γ-butyrolactone

上記溶媒(D−1)〜(D−3)のそれぞれに対応する化学式は、以下に示す式(D−1)〜(D−3)である。   The chemical formulas corresponding to each of the solvents (D-1) to (D-3) are the following formulas (D-1) to (D-3).

Figure 2009078335
Figure 2009078335

化合物(S−1)等のモル比を、下記「共重合体(樹脂(A))」に示す各モル比として重合体(樹脂(A))(A−2〜4)を作製し、得られた重合体(A−2〜4)のそれぞれと、上記感放射線性酸発生剤(B)及び上記酸拡散制御剤(C)とを、表1に示す比率で混合した以外は実施例1と同様にして、感放射線性樹脂組成物(実施例2〜10、比較例1〜13)を作製した。得られた感放射線性樹脂組成物を、上記溶媒(D)を表1に示す混合比率で混合した混合溶媒に、溶解させて感放射線性樹脂組成物溶液を得た。表1において、「樹脂」は「共重合体(樹脂(A))」のことである。得られた感放射線性樹脂組成物溶液を用いて、上記各測定を行った。測定結果を表2に示す。   A polymer (resin (A)) (A-2 to 4) was prepared with each molar ratio of the compound (S-1) and the like shown in the following “copolymer (resin (A))”. Example 1 except that each of the obtained polymers (A-2 to 4), the radiation-sensitive acid generator (B), and the acid diffusion controller (C) were mixed in the ratios shown in Table 1. In the same manner, radiation-sensitive resin compositions (Examples 2 to 10, Comparative Examples 1 to 13) were produced. The obtained radiation sensitive resin composition was dissolved in a mixed solvent in which the solvent (D) was mixed at a mixing ratio shown in Table 1 to obtain a radiation sensitive resin composition solution. In Table 1, “resin” means “copolymer (resin (A))”. Each measurement was performed using the obtained radiation-sensitive resin composition solution. The measurement results are shown in Table 2.

Figure 2009078335
Figure 2009078335

共重合体(樹脂(A));
A−2:(S−1)25/(S−3)25/(S−5)50=23.5/20.6/55.9(モル比)、Mw=5768,Mw/Mn=1.698
A−3:(S−2)25/(S−4)25/(S−5)50=23.1/24.1/52.8(モル比)、Mw=6491,Mw/Mn=1.601
A−4:(S−2)25/(S−3)25/(S−6)50=23.9/20.3/55.8(モル比)、Mw=6811,Mw/Mn=1.348
A−5:(S−1)50/(S−5)50=46.4/53.6(モル比)、Mw=6332,Mw/Mn=1.623
A−6:(S−2)50/(S−5)50=45.8/54.2(モル比)、Mw=6253,Mw/Mn=1.648
Copolymer (resin (A));
A-2: (S-1) 25 / (S-3) 25 / (S-5) 50 = 23.5 / 20.6 / 55.9 (molar ratio), Mw = 5768, Mw / Mn = 1 .698
A-3: (S-2) 25 / (S-4) 25 / (S-5) 50 = 23.1 / 24.1 / 52.8 (molar ratio), Mw = 6491, Mw / Mn = 1 .601
A-4: (S-2) 25 / (S-3) 25 / (S-6) 50 = 23.9 / 20.3 / 55.8 (molar ratio), Mw = 6811, Mw / Mn = 1 .348
A-5: (S-1) 50 / (S-5) 50 = 46.4 / 53.6 (molar ratio), Mw = 6332, Mw / Mn = 1.623
A-6: (S-2) 50 / (S-5) 50 = 45.8 / 54.2 (molar ratio), Mw = 6253, Mw / Mn = 1.648

Figure 2009078335
Figure 2009078335

Figure 2009078335
Figure 2009078335

本発明は、化学増幅型レジストとして有用な感放射線性樹脂組成物における感放射線性酸発生剤として極めて好適である。   The present invention is extremely suitable as a radiation sensitive acid generator in a radiation sensitive resin composition useful as a chemically amplified resist.

Claims (7)

下記一般式(1)であらわされるスルホン酸塩。
Figure 2009078335
(Rはそれぞれ独立にフッ素原子または炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、Rは炭素数1〜8の直鎖または分岐のアルキル基、Rはそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、またはフッ素原子で置換されても良い炭素数1〜8の直鎖または分岐のアルキル基を示す。mは0〜3の整数、nは1〜3の整数を示す。Mk+はk価の陽イオンを示し、kは1〜4の整数を示す。)
A sulfonate represented by the following general formula (1).
Figure 2009078335
(R f is each independently a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 1 is a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, R 2 is independently a hydrogen atom, a fluorine atom, Or a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, m represents an integer of 0 to 3, n represents an integer of 1 to 3. M k + represents a positive k-valent atom. Represents an ion, and k represents an integer of 1 to 4.)
が水素原子または炭素数1〜8の直鎖もしくは分岐のアルキル基である請求項1に記載のスルホン酸塩。The sulfonate according to claim 1, wherein R 2 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. が水素原子、Rがフッ素原子である請求項1に記載のスルホン酸塩。The sulfonate according to claim 1, wherein R 2 is a hydrogen atom, and R f is a fluorine atom. 陽イオンがスルホニウムカチオンまたはヨードニウムカチオンである請求項1に記載のスルホン酸塩。   The sulfonate according to claim 1, wherein the cation is a sulfonium cation or an iodonium cation. 請求項1〜4のいずれか一項に記載のスルホン酸塩および酸解離性基を含む樹脂を含む感放射線性樹脂組成物。   The radiation sensitive resin composition containing the resin containing the sulfonate and acid dissociable group as described in any one of Claims 1-4. 前記酸解離性基を含む樹脂が、下記一般式(8)で表される繰り返し単位を含む請求項5に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 2009078335
(一般式(8)において、R15は水素原子または1価の有機基を示し、複数存在するR15は相互に同一でも異なってもよく、cおよびdはそれぞれ1〜3の整数である。)
The radiation sensitive resin composition of Claim 5 in which the resin containing the said acid dissociable group contains the repeating unit represented by following General formula (8).
Figure 2009078335
(In the general formula (8), R 15 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, a plurality of R 15 may be the same as or different from each other, and c and d are each an integer of 1 to 3. )
前記酸解離性基を含む樹脂が、下記一般式(9)で表される繰り返し単位および下記一般式(10)で表される繰り返し単位の少なくとも1種と、下記一般式(11)で表される繰り返し単位を含む請求項5に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 2009078335
(一般式(9)、一般式(10)および一般式(11)において、R16、R18およびR19は相互に独立に水素原子またはメチル基を示し、一般式(9)において、各R17は相互に独立に水素原子、ヒドロキシル基、シアノ基または−COOR21(但し、R21は水素原子、炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または炭素数3〜20のシクロアルキル基を示す。)を示し、一般式(11)において、各R20は相互に独立に炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体または炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を示し、かつR20の少なくとも1つが該脂環式炭化水素基もしくはその誘導体であるか、あるいは何れか2つのR20が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を形成し、残りのR20が炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を示す。)
The resin containing an acid dissociable group is represented by the following general formula (11) and at least one of the repeating unit represented by the following general formula (9) and the repeating unit represented by the following general formula (10). The radiation sensitive resin composition of Claim 5 containing the repeating unit.
Figure 2009078335
(In General Formula (9), General Formula (10) and General Formula (11), R 16 , R 18 and R 19 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. In General Formula (9), each R 17 is independently of each other a hydrogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, or —COOR 21 (where R 21 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cyclohexane having 3 to 20 carbon atoms). In general formula (11), each R 20 is independently a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a straight chain having 1 to 4 carbon atoms. A chain or branched alkyl group, and at least one of R 20 is the alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof, or any two R 20 are bonded to each other, and ing Atom together form a divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof having 4 to 20 carbon atoms, the remaining R 20 is 4 alkyl group or a carbon number of straight-chain or branched having 1 to 4 carbon atoms 20 monovalent alicyclic hydrocarbon groups or derivatives thereof.
JP2009546234A 2007-12-14 2008-12-11 Novel sulfonate and radiation-sensitive resin composition Pending JPWO2009078335A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007323361 2007-12-14
JP2007323361 2007-12-14
PCT/JP2008/072536 WO2009078335A1 (en) 2007-12-14 2008-12-11 Novel sulfonate and radiation-sensitive resin composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2009078335A1 true JPWO2009078335A1 (en) 2011-04-28

Family

ID=40795451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009546234A Pending JPWO2009078335A1 (en) 2007-12-14 2008-12-11 Novel sulfonate and radiation-sensitive resin composition

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2009078335A1 (en)
TW (1) TW200934755A (en)
WO (1) WO2009078335A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5347465B2 (en) * 2008-12-08 2013-11-20 Jsr株式会社 Radiation sensitive resin composition
CN103347842B (en) * 2010-12-17 2016-09-28 3M创新有限公司 Partially fluorinated sulfinic acid monomer and their salt
JP5439441B2 (en) * 2011-07-20 2014-03-12 富士フイルム株式会社 Actinic ray sensitive or radiation sensitive resin composition, actinic ray sensitive or radiation sensitive film using the same, and pattern forming method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002131897A (en) * 2000-10-20 2002-05-09 Fuji Photo Film Co Ltd Positive resist composition
JP2003147023A (en) * 2001-08-31 2003-05-21 Shin Etsu Chem Co Ltd Polymer, resist material, and method for forming pattern
JP2003216027A (en) * 2002-01-28 2003-07-30 Nec Corp System, method and program for verifying existence of each exponential coefficient of power-residue product of probability disclosure key cryptogram in section
JP2003261529A (en) * 2001-12-27 2003-09-19 Shin Etsu Chem Co Ltd Photo acid generating agent compound, chemical amplification positive type resist material and method for forming pattern
JP2005227645A (en) * 2004-02-16 2005-08-25 Fuji Photo Film Co Ltd Positive resist composition and pattern forming method using the same
JP2005258124A (en) * 2004-03-12 2005-09-22 Fuji Photo Film Co Ltd Positive resist composition for electron beam, x-ray or euv light and pattern forming method using same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002131897A (en) * 2000-10-20 2002-05-09 Fuji Photo Film Co Ltd Positive resist composition
JP2003147023A (en) * 2001-08-31 2003-05-21 Shin Etsu Chem Co Ltd Polymer, resist material, and method for forming pattern
JP2003261529A (en) * 2001-12-27 2003-09-19 Shin Etsu Chem Co Ltd Photo acid generating agent compound, chemical amplification positive type resist material and method for forming pattern
JP2003216027A (en) * 2002-01-28 2003-07-30 Nec Corp System, method and program for verifying existence of each exponential coefficient of power-residue product of probability disclosure key cryptogram in section
JP2005227645A (en) * 2004-02-16 2005-08-25 Fuji Photo Film Co Ltd Positive resist composition and pattern forming method using the same
JP2005258124A (en) * 2004-03-12 2005-09-22 Fuji Photo Film Co Ltd Positive resist composition for electron beam, x-ray or euv light and pattern forming method using same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
POLYMER BULLETIN, vol. 55(5), JPN6013028428, 2005, pages 333 - 340, ISSN: 0002555772 *

Also Published As

Publication number Publication date
TW200934755A (en) 2009-08-16
WO2009078335A1 (en) 2009-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5407866B2 (en) Sulfone compound, sulfonate and radiation-sensitive resin composition
JP4281741B2 (en) Acid generator, sulfonic acid, sulfonyl halide compound and radiation-sensitive resin composition
EP1270553B1 (en) Acid generator, sulfonic acid, sulfonic acid derivatives and radiation-sensitive resin composition
JP4110319B2 (en) Radiation sensitive acid generator and radiation sensitive resin composition
US7217492B2 (en) Onium salt compound and radiation-sensitive resin composition
JP4389485B2 (en) Acid generator and radiation-sensitive resin composition
JPWO2004065377A1 (en) Sulphonium salt compound, radiation sensitive acid generator and positive radiation sensitive resin composition
JP4380238B2 (en) Onium salt compound, radiation-sensitive acid generator, and positive-type radiation-sensitive resin composition
JP4103585B2 (en) Acid generator, sulfonic acid and its derivatives, and halogen-containing norbornane compounds
JP4577354B2 (en) Positive radiation-sensitive resin composition and negative radiation-sensitive resin composition
JP2006322988A (en) Radiation-sensitive resin composition
JP2008299349A (en) Positive radiation-sensitive resin composition
JPWO2009078335A1 (en) Novel sulfonate and radiation-sensitive resin composition
JP4292981B2 (en) Radiation sensitive acid generator, onium salt compound and positive radiation sensitive resin composition
JP4951827B2 (en) Compound having sulfonyl structure, radiation-sensitive acid generator, positive-type radiation-sensitive resin composition, and negative-type radiation-sensitive resin composition using the same
JP4924256B2 (en) Radiation sensitive resin composition
JP4120437B2 (en) Compound having sulfonyl structure, radiation-sensitive acid generator, positive-type radiation-sensitive resin composition, and negative-type radiation-sensitive resin composition using the same
JP4329462B2 (en) Acid generator, sulfonic acid and derivatives thereof, and radiation-sensitive resin composition
JP4320579B2 (en) Acid generator, sulfonic acid, sulfonic acid derivative, halogen-containing bicyclooctane compound and radiation-sensitive resin composition
JP4947021B2 (en) Onium salt compound, radiation-sensitive acid generator, and positive-type radiation-sensitive resin composition
JP4102923B2 (en) Positive-type radiation-sensitive resin composition for semiconductor device manufacturing
JP2004240170A (en) Sulfonyloxyimide radiation-sensitive acid generator having sensitized moiety and positive radiation-sensitive resin composition using same
JP2004233450A (en) Radiation-sensitive resin composition

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110822

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130618

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20131105