JP2001100421A - Positive type photoresist composition for exposure with far ultraviolet ray - Google Patents

Positive type photoresist composition for exposure with far ultraviolet ray

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JP2001100421A
JP2001100421A JP28020299A JP28020299A JP2001100421A JP 2001100421 A JP2001100421 A JP 2001100421A JP 28020299 A JP28020299 A JP 28020299A JP 28020299 A JP28020299 A JP 28020299A JP 2001100421 A JP2001100421 A JP 2001100421A
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group
acid
alkyl group
resin
substituent
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JP28020299A
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Inventor
Kenichiro Sato
健一郎 佐藤
Kunihiko Kodama
邦彦 児玉
Toshiaki Aoso
利明 青合
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a technical problem in enhancing performance peculiar to microphotofabrication using far ultraviolet light, particularly KrF or ArF excimer laser light and to obtain a positive type photoresist composition less liable to cause development defects and excellent in edge roughness. SOLUTION: The positive type photoresist composition contains a compound which generated an acid when irradiated with active light or radiation and a resin containing repeating units each containing a group represented by a specified structure and increasing its rate of dissolution in an alkali developing solution under the action of the acid.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超LSIや高容量
マイクロチップの製造などの超マイクロリソグラフィプ
ロセスやその他のフォトファブリケ−ションプロセスに
使用するポジ型フォトレジスト組成物に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive photoresist composition for use in an ultra-microlithography process such as the production of an VLSI or a high-capacity microchip and other photofabrication processes.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、集積回路はその集積度を益々高め
ており、超LSIなどの半導体基板の製造に於いてはハ
ーフミクロン以下の線幅から成る超微細パターンの加工
が必要とされるようになってきた。その必要性を満たす
ためにフォトリソグラフィーに用いられる露光装置の使
用波長は益々短波化し、今では、遠紫外線の中でも短波
長のエキシマレーザー光(XeCl、KrF、ArFな
ど)を用いることが検討されるまでになってきている。
この波長領域におけるリソグラフィーのパターン形成に
用いられるものとして、化学増幅系レジストがある。
2. Description of the Related Art In recent years, the degree of integration of integrated circuits has been increasing more and more, and in the manufacture of semiconductor substrates such as VLSIs, processing of ultrafine patterns having a line width of less than half a micron is required. It has become In order to satisfy the need, the wavelength used in an exposure apparatus used for photolithography is becoming shorter and shorter, and now it is considered to use excimer laser light (XeCl, KrF, ArF, etc.) having a short wavelength among far ultraviolet rays. Up to now.
A chemically amplified resist is used for forming a pattern in lithography in this wavelength region.

【0003】一般に化学増幅系レジストは、通称2成分
系、2.5成分系、3成分系の3種類に大別することが
できる。2成分系は、光分解により酸を発生する化合物
(以後、光酸発生剤という)とバインダー樹脂とを組み
合わせている。該バインダー樹脂は、酸の作用により分
解して、樹脂のアルカリ現像液中での溶解性を増加させ
る基(酸分解性基ともいう)を分子内に有する樹脂であ
る。2.5成分系はこうした2成分系に更に酸分解性基
を有する低分子化合物を含有する。3成分系は光酸発生
剤とアルカリ可溶性樹脂と上記低分子化合物を含有する
ものである。
In general, chemically amplified resists can be broadly classified into three types: so-called two-component, 2.5-component and three-component resists. The two-component system combines a compound that generates an acid by photolysis (hereinafter referred to as a photoacid generator) and a binder resin. The binder resin is a resin having in its molecule a group (also referred to as an acid-decomposable group) that decomposes under the action of an acid to increase the solubility of the resin in an alkaline developer. The 2.5-component system further contains a low-molecular compound having an acid-decomposable group in such a two-component system. The three-component system contains a photoacid generator, an alkali-soluble resin, and the above low molecular compound.

【0004】上記化学増幅系レジストは紫外線や遠紫外
線照射用のフォトレジストに適しているが、その中でさ
らに使用上の要求特性に対応する必要がある。例えば、
KrFエキシマレーザーの248nmの光を用いる場合
に特に光吸収の少ないヒドロキシスチレン系のポリマ−
に保護基としてアセタ−ル基やケタ−ル基を導入したポ
リマ−を用いたレジスト組成物が提案されている。特開
平2−141636、特開平2−19847、特開平4
−219757、特開平5−281745号公報などが
その例である。そのほかt−ブトキシカルボニルオキシ
基やp−テトラヒドロピラニルオキシ基を酸分解基とす
る同様の組成物が特開平2−209977、特開平3−
206458、特開平2−19847号公報などに提案
されている。
The above-mentioned chemically amplified resist is suitable for a photoresist for irradiating ultraviolet rays or far ultraviolet rays, but among them, it is necessary to further meet the required characteristics in use. For example,
When using 248 nm light of a KrF excimer laser, a hydroxystyrene-based polymer having a low light absorption is particularly used.
There has been proposed a resist composition using a polymer having an acetal group or a ketal group introduced as a protective group. JP-A-2-141636, JP-A-2-19847, JP-A-4
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-281745 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-281745 are examples. In addition, similar compositions using a t-butoxycarbonyloxy group or a p-tetrahydropyranyloxy group as an acid-decomposable group are disclosed in JP-A-2-209977 and JP-A-3-209.
206458 and JP-A-2-19847.

【0005】また、ArF光源用のフォトレジスト組成
物としては、ドライエッチング耐性付与の目的で脂環式
炭化水素部位が導入された樹脂が提案されているが、脂
環式炭化水素部位導入の弊害として系が極めて疎水的に
なるがために、従来レジスト現像液として幅広く用いら
れてきたテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(以下
TMAH)水溶液での現像が困難となったり、現像中に
基板からレジストが剥がれてしまうなどの現象が見られ
る。このようなレジストの疎水化に対応して、現像液に
イソプロピルアルコールなどの有機溶媒を混ぜるなどの
対応が検討され、一応の成果が見られるものの、レジス
ト膜の膨潤の懸念やプロセスが煩雑になるなど必ずしも
問題が解決されたとは言えない。レジストの改良という
アプローチでは親水基の導入により疎水的な種々の脂環
式炭化水素部位を補うという施策も数多くなされてい
る。
As a photoresist composition for an ArF light source, a resin into which an alicyclic hydrocarbon moiety is introduced for the purpose of imparting dry etching resistance has been proposed. Because the system becomes extremely hydrophobic, development with an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (hereinafter referred to as TMAH), which has been widely used as a resist developer, becomes difficult, or the resist is peeled off from the substrate during development. Some phenomena such as getting lost are seen. In response to such a resist hydrophobization, measures such as mixing an organic solvent such as isopropyl alcohol with a developing solution have been studied, and although tentative results have been obtained, the swelling of the resist film and the process become complicated. This does not necessarily mean that the problem has been solved. In the approach of improving the resist, many measures have been taken to supplement various hydrophobic alicyclic hydrocarbon sites by introducing a hydrophilic group.

【0006】特開平10−10739号公報には、ノル
ボルネン環等の脂環式構造を主鎖に有するモノマー、無
水マレイン酸、カルボキシル基を有するモノマーを重合
して得られる重合体を含むエネルギー感受性レジスト材
料を開示している。特開平10−111569号公報に
は、主鎖に脂環式骨格を有する樹脂と感放射線性酸発生
剤とを含有する感放射線性樹脂組成物が開示されてい
る。特開平11−109632号公報には、極性基含有
脂環式官能基と酸分解性基を含有する樹脂を放射線感光
材料に用いることが記載されている。
JP-A-10-10739 discloses an energy-sensitive resist containing a polymer obtained by polymerizing a monomer having an alicyclic structure such as a norbornene ring in its main chain, maleic anhydride, and a monomer having a carboxyl group. Materials are disclosed. JP-A-10-111569 discloses a radiation-sensitive resin composition containing a resin having an alicyclic skeleton in the main chain and a radiation-sensitive acid generator. JP-A-11-109632 describes that a resin containing a polar group-containing alicyclic functional group and an acid-decomposable group is used for a radiation-sensitive material.

【0007】遠紫外線露光用フォトレジストに用いられ
る、酸分解性基を含有する樹脂は、分子内に同時に脂肪
族の環状炭化水素基を含有することが一般的である。こ
のため樹脂が疎水性になり、それに起因する問題点が存
在した。それを改良する上記のような種々の手段が種々
検討されたが、上記の技術では未だ不十分な点が多く
(特に現像性について)、改善が望まれている。
[0007] The resin containing an acid-decomposable group used in a photoresist for exposure to far ultraviolet rays generally contains an aliphatic cyclic hydrocarbon group in the molecule at the same time. For this reason, the resin becomes hydrophobic, and there is a problem caused by the hydrophobicity. Various means for improving the above have been studied, but the above techniques still have many unsatisfactory points (especially in terms of developability), and improvements are desired.

【0008】更に、近年、半導体チップの微細化の要求
に伴い、その微細な半導体の設計パターンは、0.13
〜0.35μmの微細領域に達している。しかしなが
ら、これらの組成物では、ラインパターンのエッジラフ
ネス等の要因によって、パターンの解像力が妨げられる
問題があった。ここで、エッジラフネスとは、レジスト
のラインパターンの頂部及び底部のエッジが、レジスト
の特性に起因して、ライン方向と垂直な方向に不規則に
変動するために、パターンを真上からみたときにエッジ
が凸凹して見えることをいう。
Further, in recent years, with the demand for miniaturization of semiconductor chips, the design pattern of the fine semiconductor has been reduced to 0.13.
It reaches a fine region of about 0.35 μm. However, these compositions have a problem that the resolution of the pattern is hindered by factors such as the edge roughness of the line pattern. Here, the edge roughness refers to the top and bottom edges of a resist line pattern that fluctuate irregularly in a direction perpendicular to the line direction due to the characteristics of the resist. Means that the edge looks uneven.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
フォトレジスト組成物の公知技術では、現像欠陥の発生
が見られ、更にパターンのエッジにラフネスが見られ、
安定なパターンが得られないため、更なる改良が望まれ
ていた。従って、本発明の目的は、遠紫外光、とくにK
rF又はArFエキシマレーザー光を使用する上記ミク
ロフォトファブリケ−ション本来の性能向上技術の課題
を解決することであり、具体的には、現像の際の現像欠
陥発生の問題を解消し、更にパターンのエッジラフネス
が改良されたた遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組
成物を提供することにある。
As described above, in the known technique of the conventional photoresist composition, development defects are observed, and further, roughness is observed at the edge of the pattern.
Since a stable pattern cannot be obtained, further improvement has been desired. Accordingly, an object of the present invention is to provide a deep ultraviolet light,
An object of the present invention is to solve the problem of the above-mentioned performance improvement technology inherent in microphotofabrication using an rF or ArF excimer laser beam. Specifically, the problem of development defect generation at the time of development is solved. Another object of the present invention is to provide a positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure, which has improved edge roughness.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、ポジ型化
学増幅系におけるレジスト液の構成材料を鋭意検討した
結果、特定の酸分解性樹脂を用いることにより、本発明
の目的が達成されることを知り、本発明に至った。即
ち、上記目的は下記構成によって達成される。 (1) 活性光線または放射線の照射により酸を発生す
る化合物、及び下記一般式(I)で表される基を含む繰
り返し単位を含有し、酸の作用によりアルカリ現像液に
対する溶解速度が増加する樹脂、を含有することを特徴
とする遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成物。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies on the constituent materials of the resist solution in the positive-type chemical amplification system, and as a result, the object of the present invention has been achieved by using a specific acid-decomposable resin. This led to the present invention. That is, the above object is achieved by the following constitutions. (1) A resin which contains a compound which generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation and a repeating unit containing a group represented by the following general formula (I), and whose dissolution rate in an alkali developing solution is increased by the action of an acid And a positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure.

【0011】[0011]

【化3】 Embedded image

【0012】式(I)中:R1は、繰り返し単位と連結
する有機基を表し、R2〜R4は、各々独立に、水素原
子、置換基を有して良いアルキル基、アルケニル基、ア
リール基、アラルキル基、環状アルキル基を表す。但
し、R2〜R4は互いに結合して非芳香環、芳香環を形成
しても良い。 X:R−SO3、 R:置換基を有してもよい脂肪族炭化水素基、置換基を
有してもよい芳香族炭化水素基を表す。 (2) 前記樹脂が、下記一般式(II)で表される繰り
返し単位を含有することを特徴とする上記(1)に記載
の遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成物。
In the formula (I), R 1 represents an organic group linked to the repeating unit, and R 2 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group, Represents an aryl group, an aralkyl group, or a cyclic alkyl group. However, R 2 to R 4 may combine with each other to form a non-aromatic ring or an aromatic ring. X: R—SO 3 , R: an aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent, or an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent. (2) The positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure according to (1), wherein the resin contains a repeating unit represented by the following general formula (II).

【0013】[0013]

【化4】 Embedded image

【0014】式(II)中:R2〜R4は、各々独立に、水
素原子、置換基を有して良いアルキル基、アルケニル
基、アリール基、アラルキル基、環状アルキル基を表
す。但し、R2〜R4は互いに結合して非芳香環、芳香環
を形成しても良い。R5〜R7は、各々独立に、水素原
子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基を表す。
11、R12は、各々独立に、水素原子、置換基を有して
良いアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキ
ル基、環状アルキル基を表す。但し、R11、R12は互い
に結合して環状アルキル環を形成しても良い。 m:0〜10の整数 A:単結合および2価の有機基 を表す。
In the formula (II), R 2 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group or a cyclic alkyl group. However, R 2 to R 4 may combine with each other to form a non-aromatic ring or an aromatic ring. R 5 to R 7 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group.
R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a cyclic alkyl group which may have a substituent. However, R 11 and R 12 may combine with each other to form a cyclic alkyl ring. m: an integer of 0 to 10 A: represents a single bond or a divalent organic group.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明に使用する化合物に
ついて詳細に説明する。 〔1〕上記一般式(I)で表される基を含む繰り返し単
位を含有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶
解速度が増加する樹脂(酸分解性樹脂ともいう) 本発明における酸分解性樹脂は、下記一般式(I)で表
される基を少なくとも1個有することが特徴である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the compounds used in the present invention will be described in detail. [1] A resin containing a repeating unit containing a group represented by the above general formula (I) and increasing the dissolution rate in an alkali developer by the action of an acid (also referred to as an acid-decomposable resin). The resin is characterized by having at least one group represented by the following general formula (I).

【0016】一般式(I)において、R2〜R4のアルキ
ル基としては、直鎖状あるいは分岐状のアルキル基が挙
げられ、置換基を有していてもよい。直鎖状、分岐状の
アルキル基としては、炭素数1〜12個の直鎖状あるい
は分岐状アルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数
1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基であり、
更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソ
プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブ
チル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘ
プチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基である。環
状のアルキル基としては、炭素数3〜30個のものが挙
げられ、酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子を含んでい
てもよい。具体的には、シクロプロピル基、シクロペン
チル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボル
ニル基、ボロニル基、トリシクロデカニル基、ジシクロ
ペンテニル基、ノボルナンエポキシ基、メンチル基、イ
ソメンチル基、ネオメンチル基、テトラシクロドデカニ
ル基、ステロイド残基、テトラヒドロピラニル基、モル
ホリノ基等を挙げることができる。
In the general formula (I), examples of the alkyl group of R 2 to R 4 include a linear or branched alkyl group, which may have a substituent. As the linear or branched alkyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is preferable, and a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is more preferable. ,
More preferred are a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a pentyl group, a neopentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group. . Examples of the cyclic alkyl group include those having 3 to 30 carbon atoms, and may include a hetero atom such as an oxygen atom or a nitrogen atom. Specifically, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, adamantyl group, norbornyl group, boronyl group, tricyclodecanyl group, dicyclopentenyl group, nobornane epoxy group, menthyl group, isomenthyl group, neomenthyl group, tetratetral Examples thereof include a cyclododecanyl group, a steroid residue, a tetrahydropyranyl group, and a morpholino group.

【0017】アルケニル基としては、炭素数2〜6個の
アルケニル基が挙げられ、置換基を有していてもよい。
具体的にはビニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニ
ル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、シクロペンテニル
基、シクロヘキセニル基、3−オキソシクロヘキセニル
基、3−オキソシクロペンテニル基、3−オキソインデ
ニル基等が挙げられる。これらのうち環状のアルケニル
基は酸素原子を含んでいてもよい。アリール基として
は、炭素数6〜10個のものが挙げられ、置換基を有し
ていてもよい。具体的にはフェニル基、トリル基、ナフ
チル基等が挙げられる。
Examples of the alkenyl group include alkenyl groups having 2 to 6 carbon atoms, which may have a substituent.
Specifically, a vinyl group, a propenyl group, an allyl group, a butenyl group, a pentenyl group, a hexenyl group, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, a 3-oxocyclohexenyl group, a 3-oxocyclopentenyl group, a 3-oxoindenyl group, and the like. No. Among these, the cyclic alkenyl group may contain an oxygen atom. The aryl group includes those having 6 to 10 carbon atoms, and may have a substituent. Specific examples include a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group.

【0018】アラルキル基としては、ベンジル基、フェ
ネチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基、メシ
チルメチル基を挙げることができる。
Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, a naphthylethyl group and a mesitylmethyl group.

【0019】上記アルキル基、環状アルキル基、アルケ
ニル基、アリール基、アラルキル基における更なる置換
基としては、カルボキシル基、アシルオキシ基、シアノ
基、アルキル基、置換アルキル基、アリール基、ハロゲ
ン原子、水酸基、アルコキシ基、アセチルアミド基、ア
ルコキシカルボニル基、アシル基が挙げられる。ここで
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基、ブチル基、シクロプロピル基、シ
クロブチル基、シクロペンチル基等の低級アルキル基を
挙げることができる。置換アルキル基の置換基として
は、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げること
ができる。アルコキシ基あるいはアルコキシカルボニル
基のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、
プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを
挙げることができる。アシル基としては、アセチル基、
プロピオニル基等が挙げられる。アシルオキシ基として
は、アセトキシ基等が挙げられる。ハロゲン原子として
は、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙
げることができる。
Further substituents in the above-mentioned alkyl group, cyclic alkyl group, alkenyl group, aryl group and aralkyl group include carboxyl group, acyloxy group, cyano group, alkyl group, substituted alkyl group, aryl group, halogen atom, hydroxyl group. , An alkoxy group, an acetylamide group, an alkoxycarbonyl group, and an acyl group. Here, examples of the alkyl group include lower alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclopentyl group. Examples of the substituent of the substituted alkyl group include a hydroxyl group, a halogen atom and an alkoxy group. Examples of the alkoxy group of the alkoxy group or the alkoxycarbonyl group include a methoxy group, an ethoxy group,
Examples thereof include those having 1 to 4 carbon atoms such as a propoxy group and a butoxy group. As the acyl group, an acetyl group,
And a propionyl group. Examples of the acyloxy group include an acetoxy group. Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom.

【0020】R1は、単結合、エーテル基、エステル
基、アミド基、アルキレン基、置換アルキレン基、アリ
ーレン基、置換アリーレン基又はこれらを2つ以上組み
合わせた2価の基を表す場合が好ましい。
R 1 preferably represents a single bond, an ether group, an ester group, an amide group, an alkylene group, a substituted alkylene group, an arylene group, a substituted arylene group or a divalent group obtained by combining two or more thereof.

【0021】上記アルキレン基、置換アルキレン基とし
ては、下記式で表される基を挙げることができる。 −〔C(Ra )(Rb )〕r − 式中、Ra 、Rb は、水素原子、置換基を有しても良い
アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル
基、環状アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキ
シ基を表し、両者は同一でも異なっていてもよい。R
a 、Rbの置換基を有しても良いアルキル基、アルケニ
ル基、アリール基、アラルキル基、環状アルキル基、
は、前記R2〜R4の具体例と各々同じものを挙げること
ができる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキ
シ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個の
ものを挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩
素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げるこ
とができる。rは1〜10の整数を表す。
Examples of the alkylene group and substituted alkylene group include groups represented by the following formulas. -[C (R a ) (R b )] r-wherein R a and R b are a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, a cyclic alkyl group , A halogen atom, a hydroxyl group, or an alkoxy group, which may be the same or different. R
a , an optionally substituted alkyl group, alkenyl group, aryl group, aralkyl group, cyclic alkyl group,
Can be the same as the specific examples of R 2 to R 4 described above. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and a butoxy group. Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom. r represents an integer of 1 to 10.

【0022】上記アリーレン基、置換アリーレン基のア
リーレン基としては、炭素数6〜10個のものが挙げら
れ、具体的にはフェニレン基、トリレン基、ナフチレン
基等が挙げられる。置換アリーレン基の置換基として
は、カルボキシル基、アシルオキシ基、シアノ基、アル
キル基、置換アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アル
コキシ基、アセチルアミド基、アルコキシカルボニル
基、アシル基が挙げられる。ここでアルキル基として
は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基、ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シ
クロペンチル基等の低級アルキル基を挙げることができ
る。置換アルキル基の置換基としては、水酸基、ハロゲ
ン原子、アルコキシ基を挙げることができる。アルコキ
シ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げること
ができる。アシルオキシ基としては、アセトキシ基等が
挙げられる。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原
子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。
The arylene group of the above arylene group and substituted arylene group includes those having 6 to 10 carbon atoms, and specific examples include a phenylene group, a tolylene group and a naphthylene group. Examples of the substituent of the substituted arylene group include a carboxyl group, an acyloxy group, a cyano group, an alkyl group, a substituted alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, an acetylamide group, an alkoxycarbonyl group, and an acyl group. Here, examples of the alkyl group include lower alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclopentyl group. Examples of the substituent of the substituted alkyl group include a hydroxyl group, a halogen atom and an alkoxy group. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and a butoxy group. Examples of the acyloxy group include an acetoxy group. Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom.

【0023】R1として好ましくは、アルキレン構造を
含み、一般式(I)中の窒素原子とアルキレンの炭素原
子で結合するものが好ましい。
R 1 preferably has an alkylene structure and is bonded to the nitrogen atom in the formula (I) by a carbon atom of the alkylene.

【0024】上記一般式(I)で示される基を含む繰り
返し単位としては、好ましくは上記一般式(II)で表さ
れる繰り返し単位が挙げられる。
The repeating unit containing a group represented by the above general formula (I) preferably includes a repeating unit represented by the above general formula (II).

【0025】式(II)中:R2〜R4は、各々独立に、水
素原子、置換基を有して良いアルキル基、アルケニル
基、アリール基、アラルキル基、環状アルキル基を表
す。但し、R2〜R4は互いに結合して非芳香環、芳香環
を形成しても良い。R5〜R7は、各々独立に、水素原
子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基を表す。
11、R12は、各々独立に、水素原子、置換基を有して
良いアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキ
ル基、環状アルキル基を表す。但し、R11、R12は互い
に結合して環状アルキル環を形成しても良い。 m:0〜10の整数 A:単結合および2価の有機基 を表す。
In the formula (II), R 2 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group or a cyclic alkyl group. However, R 2 to R 4 may combine with each other to form a non-aromatic ring or an aromatic ring. R 5 to R 7 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group.
R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a cyclic alkyl group which may have a substituent. However, R 11 and R 12 may combine with each other to form a cyclic alkyl ring. m: an integer of 0 to 10 A: represents a single bond or a divalent organic group.

【0026】R5〜R7のアルキル基、アルケニル基、ア
リール基、アラルキル基、環状アルキル基、ハロゲン原
子としては、前記R2〜R4の具体例と各々同じものを挙
げることができる。Aは前記R1の具体例と同じものを
挙げることができる。
As the alkyl group, alkenyl group, aryl group, aralkyl group, cyclic alkyl group, and halogen atom of R 5 to R 7, the same as those of the specific examples of R 2 to R 4 can be exemplified. A can be the same as the specific examples of R 1 described above.

【0027】以下、一般式(I)で示される基を含む繰
り返し単位の具体例を示す。しかし、本発明の内容がこ
れらに限定されるものではない。
Hereinafter, specific examples of the repeating unit containing the group represented by formula (I) will be shown. However, the content of the present invention is not limited to these.

【0028】[0028]

【化5】 Embedded image

【0029】[0029]

【化6】 Embedded image

【0030】[0030]

【化7】 Embedded image

【0031】[0031]

【化8】 Embedded image

【0032】[0032]

【化9】 Embedded image

【0033】[0033]

【化10】 Embedded image

【0034】[0034]

【化11】 Embedded image

【0035】本発明に係わる酸分解性樹脂には、酸の作
用により分解する基(酸分解性基ともいう)を含有す
る。酸の作用により分解する基としては、−COOA
0 、−O−B0 基で示される基を挙げることができる。
更にこれらを含む基としては、−R0 −COOA0 、又
は−Ar −O−B0 で示される基が挙げられる。ここで
0 は、−C(R01)(R02)(R03)、−Si
(R01)(R02)(R 03)、−C(R04)(R05)−O
−R06基もしくはラクトン基を示す。B0 は、−A0
は−CO−O−A0 基を示す。R01、R02、R03、R04
及びR05は、それぞれ同一でも相異していても良く、水
素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル
基、アラルキル基もしくはアリール基を示し、R06はア
ルキル基、環状アルキル基もしくはアリール基を示す。
但し、R01〜R03の内少なくとも2つは水素原子以外の
基であり、又、R 01〜R03、及びR04〜R06の内の2つ
の基が結合して環を形成してもよい。R0は単結合もし
くは、置換基を有していても良い2価以上の脂肪族もし
くは芳香族炭化水素基を示し、−Ar−は単環もしくは
多環の置換基を有していても良い2価以上の芳香族基を
示す。
The acid-decomposable resin according to the present invention contains an acid
Contains groups that decompose when used (also called acid-decomposable groups)
You. The group decomposed by the action of an acid includes -COOA
0 , -OB0 The group shown by the group can be mentioned.
Further, as a group containing these, -R0 -COOA0 ,or
Is -Ar -OB0 The group shown by these is mentioned. here
A0 Is -C (R01) (R02) (R03), -Si
(R01) (R02) (R 03), -C (R04) (R05) -O
-R06A lactone group or a lactone group. B0 Is -A0 or
Is -CO-OA0 Represents a group. R01, R02, R03, R04
And R05May be the same or different,
Element atom, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl
A aralkyl group or an aryl group;06Is
It represents an alkyl group, a cyclic alkyl group or an aryl group.
Where R01~ R03At least two of which are other than hydrogen atoms
And R 01~ R03, And R04~ R06Two of
May combine to form a ring. R0Is a single bond
Or a divalent or higher valent aliphatic which may have a substituent.
Represents an aromatic hydrocarbon group, -Ar- is a monocyclic or
A divalent or higher valent aromatic group which may have a polycyclic substituent;
Show.

【0036】ここで、アルキル基としてはメチル基、エ
チル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル
基、t−ブチル基の様な炭素数1〜4個のものが好まし
く、シクロアルキル基としてはシクロプロピル基、シク
ロブチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基の様な
炭素数3〜10個のものが好ましく、アルケニル基とし
てはビニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基の
様な炭素数2〜4個のものが好ましく、アリール基とし
てはフエニル基、キシリル基、トルイル基、クメニル
基、ナフチル基、アントラセニル基の様な炭素数6〜1
4個のものが好ましい。環状のアルキル基としては、炭
素数3〜30個のものが挙げられ、具体的には、シクロ
プロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ア
ダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、トリシク
ロデカニル基、ジシクロペンテニル基、ノボルナンエポ
キシ基、メンチル基、イソメンチル基、ネオメンチル
基、テトラシクロドデカニル基、ステロイド残基等を挙
げることができる。アラルキル基としては、炭素数7〜
20個のものが挙げられ、置換基を有していてもよい。
ベンジル基、フェネチル基、クミル基等が挙げられる。
The alkyl group preferably has 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group and a t-butyl group. Preferred are those having 3 to 10 carbon atoms such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group and adamantyl group, and alkenyl groups having 2 to 2 carbon atoms such as vinyl group, propenyl group, allyl group and butenyl group. Preferably, the aryl group has 6 to 1 carbon atoms such as phenyl, xylyl, toluyl, cumenyl, naphthyl and anthracenyl.
Four are preferred. Examples of the cyclic alkyl group include those having 3 to 30 carbon atoms, and specific examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, a norbornyl group, a boronyl group, a tricyclodecanyl group, and a dicyclodecanyl group. Examples thereof include a cyclopentenyl group, a nobornane epoxy group, a menthyl group, an isomenthyl group, a neomenthyl group, a tetracyclododecanyl group, and a steroid residue. As the aralkyl group, a compound having 7 to 7 carbon atoms
Twenty of them may be mentioned, and may have a substituent.
Examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a cumyl group.

【0037】また、置換基としては水酸基、ハロゲン原
子(フツ素、塩素、臭素、ヨウ素)、ニトロ基、シアノ
基、上記のアルキル基、メトキシ基・エトキシ基・ヒド
ロキシエトキシ基・プロポキシ基・ヒドロキシプロポキ
シ基・n−ブトキシ基・イソブトキシ基・sec−ブト
キシ基・t−ブトキシ基等のアルコキシ基、メトキシカ
ルボニル基・エトキシカルボニル基等のアルコキシカル
ボニル基、ベンジル基・フエネチル基・クミル基等のア
ラルキル基、アラルキルオキシ基、ホルミル基・アセチ
ル基・ブチリル基・ベンゾイル基・シアナミル基・バレ
リル基等のアシル基、ブチリルオキシ基等のアシロキシ
基、上記のアルケニル基、ビニルオキシ基・プロペニル
オキシ基・アリルオキシ基・ブテニルオキシ基等のアル
ケニルオキシ基、上記のアリール基、フエノキシ基等の
アリールオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアリールオ
キシカルボニル基を挙げることができる。また、上記ラ
クトン基としては、下記構造のものが挙げられる。
As the substituent, a hydroxyl group, a halogen atom (fluorine, chlorine, bromine, iodine), a nitro group, a cyano group, the above-mentioned alkyl group, methoxy group, ethoxy group, hydroxyethoxy group, propoxy group, hydroxypropoxy group Alkoxy groups such as groups, n-butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, t-butoxy group, alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl group and ethoxycarbonyl group, aralkyl groups such as benzyl group, phenethyl group and cumyl group, Aralkyloxy group, formyl group, acetyl group, butyryl group, benzoyl group, cyanyl group, acyl group such as valeryl group, acyloxy group such as butyryloxy group, the above alkenyl group, vinyloxy group, propenyloxy group, allyloxy group, butenyloxy group Alkenyloxy groups such as Serial aryl group, an aryloxy group such as phenoxy group, and an aryloxycarbonyl group such as benzoyloxy group. The lactone group has the following structure.

【0038】[0038]

【化12】 Embedded image

【0039】上記式中、Ra 、Rb、Rcは各々独立に、
水素原子、炭素数1〜4個のアルキル基を表す。nは、
2から4の整数を表す。
In the above formula, R a , R b and R c are each independently
Represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. n is
Represents an integer of 2 to 4.

【0040】露光用の光源としてArFエキシマレーザ
ーを使用する場合には、酸の作用により分解する基とし
て、−C(=O)−X1−R0で表される基を用いること
が好ましい。ここで、R0 としては、t−ブチル基、t
−アミル基等の3級アルキル基、イソボロニル基、1−
エトキシエチル基、1−ブトキシエチル基、1−イソブ
トキシエチル基、1−シクロヘキシロキシエチル基等の
1−アルコキシエチル基、1−メトキシメチル基、1−
エトキシメチル基等のアルコキシメチル基、テトラヒド
ロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、トリアルキル
シリル基、3−オキソシクロヘキシル基、上記ラクトン
基等を挙げることができる。X1は、酸素原子、硫黄原
子を表すが、好ましくは酸素原子である。
When an ArF excimer laser is used as a light source for exposure, it is preferable to use a group represented by —C (= O) —X 1 —R 0 as a group decomposed by the action of an acid. Here, R 0 is a t-butyl group, t
A tertiary alkyl group such as an amyl group, an isobornyl group, 1-
1-alkoxyethyl groups such as ethoxyethyl group, 1-butoxyethyl group, 1-isobutoxyethyl group, 1-cyclohexyloxyethyl group, 1-methoxymethyl group, 1-
Examples thereof include an alkoxymethyl group such as an ethoxymethyl group, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, a trialkylsilyl group, a 3-oxocyclohexyl group, and the above-mentioned lactone group. X 1 represents an oxygen atom or a sulfur atom, preferably an oxygen atom.

【0041】上記一般式(I)で示される基と酸分解性
基を少なくとも含有する樹脂としては、露光光源によっ
てその構造を選択する必要がある。露光光源が、波長2
48nmのKrFエキシマレーザー光の場合には、樹脂
に含有する主たる繰り返し単位として、スチレン系の繰
り返し単位のようなベンゼン環を有する繰り返し単位を
用いることが好ましい。露光光源が、波長193nmの
ArFエキシマレーザー光の場合には、ベンゼン環を有
する繰り返し単位を用いることはできないので、樹脂に
含有する主たる繰り返し単位として、主鎖又は側鎖に脂
環式構造を含むものが好ましい。
The structure of the resin containing at least the group represented by the general formula (I) and the acid-decomposable group must be selected depending on the exposure light source. Exposure light source is wavelength 2
In the case of a KrF excimer laser beam of 48 nm, it is preferable to use a repeating unit having a benzene ring such as a styrene-based repeating unit as a main repeating unit contained in the resin. When the exposure light source is ArF excimer laser light having a wavelength of 193 nm, a repeating unit having a benzene ring cannot be used, and therefore, the main repeating unit contained in the resin contains an alicyclic structure in the main chain or side chain. Are preferred.

【0042】露光光源が、波長248nmのKrFエキ
シマレーザー光の場合に用いることが好ましい酸分解性
樹脂について説明する。一般式(I)で示される繰り返
し単位と酸の作用により分解する基を側鎖に有する母体
樹脂としては、側鎖に−OHもしくは−COOH、好ま
しくは−R0 −COOHもしくは−Ar −OH基を有す
るアルカリ可溶性樹脂である。
An acid-decomposable resin which is preferably used when the exposure light source is a KrF excimer laser beam having a wavelength of 248 nm will be described. The general formula (I) repeating units and acid matrix resin having a group decomposable in the side chain by the action of shown by, -OH or -COOH in the side chain, preferably -R 0 -COOH or -A r -OH It is an alkali-soluble resin having a group.

【0043】これらアルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解
速度は、0.261Nテトラメチルアンモニウムハイド
ロオキサイド(TMAH)で測定(23℃)して170
A/秒以上のものが好ましい。特に好ましくは330A
/秒以上のものである(ここでAはオングストロー
ム)。また、矩形プロファイルを達成する点から遠紫外
光やエキシマレーザー光に対する透過率が高いアルカリ
可溶性樹脂が好ましい。好ましくは、1μm膜厚の24
8nmでの透過率が35%以上である。このような観点
から、特に好ましいアルカリ可溶性樹脂は、o−,m−
あるいはp−ポリ(ヒドロキシスチレン)及びこれらの
共重合体、水素化ポリ(ヒドロキシスチレン)、ハロゲ
ンもしくはアルキル置換ポリ(ヒドロキシスチレン)、
ポリ(ヒドロキシスチレン)の一部、O−アルキル化も
しくはO−アシル化物、スチレン−ヒドロキシスチレン
共重合体、α−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共
重合体及び水素化ノボラック樹脂である。
The alkali dissolution rate of these alkali-soluble resins was measured using a 0.261N tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (at 23 ° C.) and measured at 170 ° C.
A / sec or more is preferable. Particularly preferably 330A
Per second or more (where A is Angstroms). From the viewpoint of achieving a rectangular profile, an alkali-soluble resin having a high transmittance to far ultraviolet light or excimer laser light is preferable. Preferably, a 1 μm film thickness of 24
The transmittance at 8 nm is 35% or more. From such a viewpoint, particularly preferred alkali-soluble resins are o-, m-
Or p-poly (hydroxystyrene) and copolymers thereof, hydrogenated poly (hydroxystyrene), halogen- or alkyl-substituted poly (hydroxystyrene),
Part of poly (hydroxystyrene), O-alkylated or O-acylated product, styrene-hydroxystyrene copolymer, α-methylstyrene-hydroxystyrene copolymer and hydrogenated novolak resin.

【0044】本発明に用いられる酸で分解し得る基を有
する樹脂は、欧州特許254853号、特開平2−25
850号、同3−223860号、同4−251259
号等に開示されているように、アルカリ可溶性樹脂に酸
で分解し得る基の前駆体を反応させる、もしくは、酸で
分解し得る基の結合したアルカリ可溶性樹脂モノマーを
種々のモノマーと共重合して得ることができる。
The resin having a group decomposable with an acid used in the present invention is disclosed in EP 254853, JP-A-2-25.
No. 850, No. 3-223860, No. 4-251259
As disclosed in US Pat. No. 6,086,098, an alkali-soluble resin is reacted with a precursor of an acid-decomposable group, or an alkali-soluble resin monomer having an acid-decomposable group bonded thereto is copolymerized with various monomers. Can be obtained.

【0045】露光光源が、波長248nmのKrFエキ
シマレーザー光の場合に好ましく用いることができる酸
分解性樹脂の具体例を以下に示すが、本発明がこれらに
限定されるものではない。
Specific examples of the acid-decomposable resin which can be preferably used when the exposure light source is a KrF excimer laser beam having a wavelength of 248 nm are shown below, but the present invention is not limited to these.

【0046】[0046]

【化13】 Embedded image

【0047】[0047]

【化14】 Embedded image

【0048】[0048]

【化15】 Embedded image

【0049】[0049]

【化16】 Embedded image

【0050】[0050]

【化17】 Embedded image

【0051】[0051]

【化18】 Embedded image

【0052】露光光源が、波長193nmのArFエキ
シマレーザー光の場合には、樹脂に含有する主たる繰り
返し単位として、ベンゼン環を含まず、主鎖又は側鎖に
脂環式構造を含むものが好ましい。ここで、脂環式構造
としては、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、
炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テ
トラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。そ
の炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25
個が好ましい。これらの脂環式炭化水素基は置換基を有
していてもよい。具体的な脂環式構造としては、シクロ
ペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオ
クタン、シクロデカン、シクロドデカンあるいは下記構
造が挙げられる。
When the exposure light source is ArF excimer laser light having a wavelength of 193 nm, it is preferable that the main repeating unit contained in the resin does not contain a benzene ring but contains an alicyclic structure in the main chain or side chain. Here, the alicyclic structure may be monocyclic or polycyclic. In particular,
Examples thereof include a group having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The number of carbon atoms is preferably 6 to 30, especially 7 to 25.
Are preferred. These alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent. Specific alicyclic structures include cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclodecane, cyclododecane and the following structures.

【0053】[0053]

【化19】 Embedded image

【0054】[0054]

【化20】 Embedded image

【0055】上記の中でも、シクロペンタン、シクロヘ
キサン、(5)、(6)、(7)、(9)、(10)、
(13)、(14)、(15)、(23)、(28)、
(36)、(37)、(42)、(47)が好ましい。
Among the above, cyclopentane, cyclohexane, (5), (6), (7), (9), (10),
(13), (14), (15), (23), (28),
(36), (37), (42) and (47) are preferred.

【0056】これらの脂環式構造の置換基としては、ア
ルキル基、置換アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、ア
ルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基
が挙げられる。アルキル基としてはメチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の低級ア
ルキル基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基よりなる群から選択さ
れた置換基を表す。置換アルキル基の置換基としては、
水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることがで
きる。上記アルコキシ基としてはメトキシ基、エトキシ
基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のも
のを挙げることができる。
Examples of the substituent of these alicyclic structures include an alkyl group, a substituted alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group and an alkoxycarbonyl group. The alkyl group is preferably a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group and a butyl group, and more preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a substituent selected from the group consisting of an isopropyl group. Represent. As the substituent of the substituted alkyl group,
Examples include a hydroxyl group, a halogen atom and an alkoxy group. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and a butoxy group.

【0057】このような酸分解性樹脂としては、以下の
〜の態様の樹脂を好ましく挙げることができる。 上記一般式(I)で示される基を含む繰り返し単位、
側鎖に脂環式構造を含む繰り返し単位及び酸分解性基を
有する繰り返し単位を含有する樹脂。 上記一般式(I)で示される基を含む繰り返し単位、
及び脂環式構造を含む酸分解性基を有する繰り返し単位
を含有する樹脂。 上記一般式(I)で示される基を含む繰り返し単位、
及び側鎖に脂環式構造と酸分解性基を有する繰り返し単
位を含有する樹脂。
Preferred examples of the acid-decomposable resin include the following resins. A repeating unit containing a group represented by the general formula (I),
A resin containing a repeating unit having an alicyclic structure in a side chain and a repeating unit having an acid-decomposable group. A repeating unit containing a group represented by the general formula (I),
And a resin containing a repeating unit having an acid-decomposable group containing an alicyclic structure. A repeating unit containing a group represented by the general formula (I),
And a resin containing a repeating unit having an alicyclic structure and an acid-decomposable group in a side chain.

【0058】の態様の樹脂としては、下記一般式(I
a)で示される重合体が好ましい。
As the resin of the embodiment, the following general formula (I)
The polymers represented by a) are preferred.

【0059】[0059]

【化21】 Embedded image

【0060】一般式(Ia)中、R2〜R7、R11
12、Aおよびmは各々一般式(I)あるいは一般式
(II)のものと同義である。B1は、1価の脂環式基を
表す。Rxは、酸分解性基を表す。R10は、水素原子あ
るいは1〜4個の炭素原子を有する置換もしくは非置換
なっていてもよい。B1の1価の脂環式基としては、上
記に示した脂環式構造のの直鎖もしくは分岐のアルキル
基を表す。式中の複数のR10は、各々同じでも異例が1
価の基になったものが挙げられる。Rxの酸分解性基は
上記で説明したものが挙げられる。
In the general formula (Ia), R 2 to R 7 , R 11 to
R 12 , A and m have the same meanings as in general formula (I) or general formula (II), respectively. B 1 represents a monovalent alicyclic group. Rx represents an acid-decomposable group. R 10 may be hydrogen or substituted or unsubstituted having 1 to 4 carbon atoms. The monovalent alicyclic group for B 1 represents a linear or branched alkyl group having the alicyclic structure shown above. In the formula, a plurality of R 10 are the same even though each is the same.
Those that have become the basis of valence are mentioned. Examples of the acid-decomposable group for Rx include those described above.

【0061】の態様の樹脂としては、下記上記一般式
(Ib)で示される重合体が好ましい。
As the resin of the embodiment, a polymer represented by the following general formula (Ib) is preferable.

【0062】[0062]

【化22】 Embedded image

【0063】一般式(Ib)中、R2〜R7、R11
12、Aおよびmは各々一般式(I)あるいは一般式
(II)のものと同義である。R10は、水素原子又は1〜
4個の炭素原子を有する置換もしくは非置換の直鎖もし
くは分岐のアルキル基を表す。式中の複数のR10は、各
々同じでも異なっていてもよい。Yは、単結合、アルキ
レン基、置換アルキレン基、エーテル基、チオエーテル
基、カルボニル基、エステル基よりなる群から選択され
る単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを表す。Ra
は、下記式(RaI)〜(RaVI) で表される基のうち少な
くとも1つの基を表す。
In the general formula (Ib), R 2 to R 7 , R 11 to
R 12 , A and m have the same meanings as in general formula (I) or general formula (II), respectively. R 10 represents a hydrogen atom or 1 to
Represents a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 4 carbon atoms. A plurality of R 10 in the formula may be the same or different. Y represents a single bond, an alkylene group, a substituted alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, or a combination of two or more groups selected from the group consisting of an ester group. Ra
Represents at least one of the groups represented by the following formulas (RaI) to (RaVI).

【0064】[0064]

【化23】 Embedded image

【0065】式(RaI)〜(RaVI) 中、R11は、メチル
基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−
ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、
1は、炭素原子とともに脂環式基を形成するのに必要
な原子団を表す。R12〜R16は、各々独立に、炭素数1
〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式基
を表し、但し、R12〜R14のうち少なくとも1つ、もし
くはR15、R16のいずれかは脂環式基を表す。R17〜R
21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖
もしくは分岐のアルキル基又は脂環式基を表し、但し、
17〜R21のうち少なくとも1つは脂環式基を表す。ま
た、R19、R21のいずれかは炭素数1〜4個の、直鎖も
しくは分岐のアルキル基又は脂環式基を表す。R22〜R
25は、各々独立に、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分
岐のアルキル基又は脂環式基を表し、但し、R22〜R25
のうち少なくとも1つは脂環式基を表す。
In the formulas (RaI) to (RaVI), R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-
Represents a butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group,
Z 1 represents an atomic group necessary for forming an alicyclic group together with a carbon atom. R 12 to R 16 each independently have 1 carbon atom
Represents up to four linear or branched alkyl groups or alicyclic groups, provided that at least one of R 12 to R 14 , or any of R 15 and R 16 represents an alicyclic group. R 17 to R
21 represents each independently a hydrogen atom, 1 to 4 carbon atoms, a linear or branched alkyl group or alicyclic group, provided that,
At least one of R 17 to R 21 represents an alicyclic group. Further, either R 19 or R 21 represents a linear or branched alkyl group or an alicyclic group having 1 to 4 carbon atoms. R 22 ~R
25 independently represents a linear or branched alkyl group or an alicyclic group having 1 to 4 carbon atoms, provided that R 22 to R 25
At least one of them represents an alicyclic group.

【0066】一般式(RaI)〜(RaVI)におい
て、R12〜R25におけるアルキル基としては、置換もし
くは非置換のいずれであってもよい、1〜4個の炭素原
子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。その
アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−
プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチ
ル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられ
る。また、上記アルキル基の更なる置換基としては、炭
素数1〜4個のアルコキシ基、ハロゲン原子(フッ素原
子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アシル基、ア
シロキシ基、シアノ基、水酸基、カルボキシ基、アルコ
キシカルボニル基、ニトロ基等を挙げることができる。
In the general formulas (RaI) to (RaVI), the alkyl group for R 12 to R 25 may be substituted or unsubstituted, and may be a straight or branched chain having 1 to 4 carbon atoms. Represents an alkyl group. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, and n-
Examples include a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a t-butyl group. Further, as a further substituent of the alkyl group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom), an acyl group, an acyloxy group, a cyano group, a hydroxyl group, Examples include a carboxy group, an alkoxycarbonyl group, and a nitro group.

【0067】R11〜R25における脂環式基あるいはZと
炭素原子が形成する脂環式基としては、単環式でも、多
環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシク
ロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有す
る基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が
好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。これらの
脂環式基は置換基を有していてもよい。
The alicyclic group for R 11 to R 25 or the alicyclic group formed by Z and a carbon atom may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The number of carbon atoms is preferably from 6 to 30, particularly preferably from 7 to 25. These alicyclic groups may have a substituent.

【0068】一般式(RaI)〜(RaVI)において
は、上記脂環式部分の好ましいものとしては、アダマン
チル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシク
ロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニ
ル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチ
ル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロド
デカニル基を挙げることができる。より好ましくは、ア
ダマンチル基、デカリン残基、ノルボルニル基、セドロ
ール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロ
オクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基で
ある。
In the general formulas (RaI) to (RaVI), preferred examples of the alicyclic moiety include an adamantyl group, a noradamantyl group, a decalin residue, a tricyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and a norbornyl group. Groups, a cedrol group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclodecanyl group, and a cyclododecanyl group. More preferred are an adamantyl group, a decalin residue, a norbornyl group, a cedrol group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclodecanyl group, and a cyclododecanyl group.

【0069】これらの脂環式基の置換基としては、アル
キル基、置換アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アル
コキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基が
挙げられる。アルキル基としてはメチル基、エチル基、
プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の低級アルキ
ル基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エチル基、
プロピル基、イソプロピル基よりなる群から選択された
置換基を表す。置換アルキル基の置換基としては、水酸
基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることができ
る。上記アルコキシ基としてはメトキシ基、エトキシ
基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のも
のを挙げることができる。
The substituent of these alicyclic groups includes an alkyl group, a substituted alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group and an alkoxycarbonyl group. As the alkyl group, a methyl group, an ethyl group,
A lower alkyl group such as a propyl group, an isopropyl group, and a butyl group is preferable, and a methyl group, an ethyl group, and more preferably
Represents a substituent selected from the group consisting of a propyl group and an isopropyl group. Examples of the substituent of the substituted alkyl group include a hydroxyl group, a halogen atom and an alkoxy group. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and a butoxy group.

【0070】上記一般式(Ib)で表される重合体は、
−COORaで表される酸分解性基以外に、他の酸分解
性基を含む繰り返し単位を含むことが好ましい。その繰
り返し単位としては、上記一般式(Ia)で示される重
合体の酸分解性基Rxを含む繰り返し単位が挙げられ
る。
The polymer represented by the general formula (Ib) is
In addition to the acid-decomposable group represented by -COORa, it is preferable to include a repeating unit containing another acid-decomposable group. Examples of the repeating unit include a repeating unit containing the acid-decomposable group Rx of the polymer represented by the general formula (Ia).

【0071】の態様の樹脂としては、下記一般式(I
c)で示される重合体が好ましい。
The resin of the embodiment has the following general formula (I)
The polymers represented by c) are preferred.

【0072】[0072]

【化24】 Embedded image

【0073】一般式(Ic)中、R2〜R7、R11
12、Aおよびmは各々一般式(I)あるいは一般式
(II)のものと同義である。B2は、脂環式基を含む2
価のアルキレン基又は脂環式基を表す。Rxは、酸分解
性基を表す。R10は、水素原子あるいは1〜4個の炭素
原子を有する置換もしくは非置換の直鎖もしくは分岐の
アルキル基を表す。式中の複数のR10は、各々同じでも
異なっていてもよい。B2中の脂環式基としては、その
炭素数が6〜30個であることが好ましく、特に炭素数
7〜25個で、上記に示した脂環式構造の例が2価の基
になったものが挙げられる。また、この脂環式基ととも
に2価の基を形成するアルキレン基としては、炭素数1
〜4個の置換もしくは非置換の直鎖もしくは分岐のアル
キレン基を表す。Rxの酸分解性基は上記で説明したも
のが挙げられる。
In the general formula (Ic), R 2 to R 7 , R 11 to
R 12 , A and m have the same meanings as in general formula (I) or general formula (II), respectively. B 2 is 2 containing an alicyclic group
Represents a valent alkylene group or an alicyclic group. Rx represents an acid-decomposable group. R 10 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A plurality of R 10 in the formula may be the same or different. The alicyclic group in B 2 preferably has 6 to 30 carbon atoms, and particularly preferably has 7 to 25 carbon atoms, and the example of the alicyclic structure shown above is a divalent group. What has become. The alkylene group which forms a divalent group together with the alicyclic group may have 1 carbon atom.
Represents up to 4 substituted or unsubstituted linear or branched alkylene groups. Examples of the acid-decomposable group for Rx include those described above.

【0074】酸分解性樹脂は、上記以外に、ドライエッ
チング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプ
ロファイル、さらにレジストの一般的な必要要件である
解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な単量体
繰り返し単位との共重合体として使用することができ
る。
The purpose of the acid-decomposable resin is to adjust dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and resolution, heat resistance, sensitivity, and the like, which are general requirements for resist. Can be used as a copolymer with various monomer repeating units.

【0075】このような繰り返し単位としては、以下の
ような単量体に相当する繰り返し単位を挙げることがで
きるが、これらに限定されるものではない。これによ
り、前記樹脂に要求される性能、特に(1)塗布溶剤に
対する溶解性、(2)製膜性(ガラス転移点)、(3)
アルカリ現像性、(4)膜べり(親疎水性、アルカリ可
溶性基選択)、(5)未露光部の基板への密着性、
(6)ドライエッチング耐性、の微調整が可能となる。
このような共重合単量体としては、例えば、アクリル酸
エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド
類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテ
ル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽
和結合を1個有する化合物などを挙げることができる。
Examples of such a repeating unit include repeating units corresponding to the following monomers, but are not limited thereto. Thereby, the performance required for the resin, particularly (1) solubility in a coating solvent, (2) film forming property (glass transition point), (3)
Alkali developability, (4) film loss (hydrophilic / hydrophobic, alkali-soluble group selection), (5) adhesion of unexposed portion to substrate,
(6) Fine adjustment of dry etching resistance becomes possible.
Examples of such a copolymerizable monomer include, for example, an acrylate, a methacrylate, an acrylamide, a methacrylamide, an allyl compound, a vinyl ether, and an addition-polymerizable unsaturated bond selected from vinyl esters. Compounds having one can be mentioned.

【0076】具体的には、例えばアクリル酸エステル
類、例えばアルキル(アルキル基の炭素原子数は1〜1
0のものが好ましい)アクリレート(例えば、アクリル
酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、ア
クリル酸アミル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル
酸エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−
t−オクチル、クロルエチルアクリレート、2−ヒドロ
キシエチルアクリレート2,2−ジメチルヒドロキシプ
ロピルアクリレート、5−ヒドロキシペンチルアクリレ
ート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペン
タエリスリトールモノアクリレート、ベンジルアクリレ
ート、メトキシベンジルアクリレート、フルフリルアク
リレート、テトラヒドロフルフリルアクリレートな
ど);
Specifically, for example, acrylates such as alkyl (the alkyl group has 1 to 1 carbon atoms)
Acrylates (for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, amyl acrylate, cyclohexyl acrylate, ethylhexyl acrylate, octyl acrylate, acrylate-
t-octyl, chloroethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate 2,2-dimethylhydroxypropyl acrylate, 5-hydroxypentyl acrylate, trimethylolpropane monoacrylate, pentaerythritol monoacrylate, benzyl acrylate, methoxybenzyl acrylate, furfuryl acrylate, Tetrahydrofurfuryl acrylate, etc.);

【0077】メタクリル酸エステル類、例えばアルキル
(アルキル基の炭素原子数は1〜10のものが好まし
い。)メタクリレート(例えばメチルメタクリレート、
エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソ
プロピルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキ
シルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、
ベンジルメタクリレート、クロルベンジルメタクリレー
ト、オクチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメ
タクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、
5−ヒドロキシペンチルメタクリレート、2,2−ジメ
チル−3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、トリメ
チロールプロパンモノメタクリレート、ペンタエリスリ
トールモノメタクリレート、フルフリルメタクリレー
ト、テトラヒドロフルフリルメタクリレートなど);
Methacrylic esters, for example, alkyl (alkyl having preferably 1 to 10 carbon atoms) methacrylate (for example, methyl methacrylate,
Ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, amyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate,
Benzyl methacrylate, chlorobenzyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate,
5-hydroxypentyl methacrylate, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl methacrylate, trimethylolpropane monomethacrylate, pentaerythritol monomethacrylate, furfuryl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, etc.);

【0078】アクリルアミド類、例えばアクリルアミ
ド、N−アルキルアクリルアミド、(アルキル基として
は炭素原子数1〜10のもの、例えばメチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ヘプチル
基、オクチル基、シクロヘキシル基、ヒドロキシエチル
基などがある。)、N,N−ジアルキルアクリルアミド
(アルキル基としては炭素原子数1〜10のもの、例え
ばメチル基、エチル基、ブチル基、イソブチル基、エチ
ルヘキシル基、シクロヘキシル基などがある。)、N−
ヒドロキシエチル−N−メチルアクリルアミド、N−2
−アセトアミドエチル−N−アセチルアクリルアミドな
ど;
Acrylamides, for example, acrylamide, N-alkylacrylamide, wherein the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, propyl, butyl, t-butyl, heptyl, octyl Group, cyclohexyl group, hydroxyethyl group, etc.), N, N-dialkylacrylamide (alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, butyl group, isobutyl group, ethylhexyl group, Cyclohexyl group, etc.), N-
Hydroxyethyl-N-methylacrylamide, N-2
-Acetamidoethyl-N-acetylacrylamide and the like;

【0079】メタクリルアミド類、例えばメタクリルア
ミド、N−アルキルメタクリルアミド(アルキル基とし
ては炭素原子数1〜10のもの、例えばメチル基、エチ
ル基、t−ブチル基、エチルヘキシル基、ヒドロキシエ
チル基、シクロヘキシル基などがある。)、N,N−ジ
アルキルメタクリルアミド(アルキル基としてはエチル
基、プロピル基、ブチル基などがある。)、N−ヒドロ
キシエチル−N−メチルメタクリルアミドなど;
Methacrylamides, for example, methacrylamide, N-alkyl methacrylamide (an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, t-butyl, ethylhexyl, hydroxyethyl, cyclohexyl) Groups, etc.), N, N-dialkylmethacrylamide (an alkyl group includes an ethyl group, a propyl group, a butyl group, etc.), N-hydroxyethyl-N-methylmethacrylamide and the like;

【0080】アリル化合物、例えばアリルエステル類
(例えば酢酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル酸ア
リル、ラウリン酸アリル、パルミチン酸アリル、ステア
リン酸アリル、安息香酸アリル、アセト酢酸アリル、乳
酸アリルなど)、アリルオキシエタノールなど;
Allyl compounds such as allyl esters (eg, allyl acetate, allyl caproate, allyl caprylate, allyl laurate, allyl palmitate, allyl stearate, allyl benzoate, allyl acetoacetate, allyl lactate), allyloxy Ethanol, etc .;

【0081】ビニルエーテル類、例えばアルキルビニル
エーテル(例えばヘキシルビニルエーテル、オクチルビ
ニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシル
ビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エト
キシエチルビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテ
ル、1−メチル−2,2−ジメチルプロピルビニルエー
テル、2−エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエ
チルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエー
テル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチル
アミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニ
ルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフ
ルフリルビニルエーテルなど);
Vinyl ethers such as alkyl vinyl ethers (eg, hexyl vinyl ether, octyl vinyl ether, decyl vinyl ether, ethylhexyl vinyl ether, methoxyethyl vinyl ether, ethoxyethyl vinyl ether, chloroethyl vinyl ether, 1-methyl-2,2-dimethylpropyl vinyl ether, 2-ethyl Butyl vinyl ether, hydroxyethyl vinyl ether, diethylene glycol vinyl ether, dimethylaminoethyl vinyl ether, diethylaminoethyl vinyl ether, butylaminoethyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, tetrahydrofurfuryl vinyl ether, etc.);

【0082】ビニルエステル類、例えばビニルブチレー
ト、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテー
ト、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレート、ビニ
ルカプロエート、ビニルクロルアセテート、ビニルジク
ロルアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルブ
トキシアセテート、ビニルアセトアセテート、ビニルラ
クテート、ビニル−β−フェニルブチレート、ビニルシ
クロヘキシルカルボキシレートなど;
Vinyl esters such as vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl trimethyl acetate, vinyl diethyl acetate, vinyl valate, vinyl caproate, vinyl chloroacetate, vinyl dichlor acetate, vinyl methoxy acetate, vinyl butoxy acetate, Vinyl acetoacetate, vinyl lactate, vinyl-β-phenylbutyrate, vinylcyclohexylcarboxylate and the like;

【0083】イタコン酸ジアルキル類(例えばイタコン
酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル
など);フマール酸のジアルキルエステル類(例えばジ
ブチルフマレートなど)又はモノアルキルエステル類;
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、
無水マレイン酸、マレイミド、アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、マレイロニトリル等がある。その他に
も、上記種々の繰り返し単位と共重合可能である付加重
合性の不飽和化合物であればよい。
Dialkyl itaconates (eg, dimethyl itaconate, diethyl itaconate, dibutyl itaconate, etc.); dialkyl esters of fumaric acid (eg, dibutyl fumarate, etc.) or monoalkyl esters;
Acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid,
Examples include maleic anhydride, maleimide, acrylonitrile, methacrylonitrile, maleilenitrile, and the like. In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound copolymerizable with the above various repeating units may be used.

【0084】酸分解性樹脂において、各繰り返し単位の
含有モル比はレジストのドライエッチング耐性や標準現
像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらに
はレジストの一般的な必要要件である解像力、耐熱性、
感度等を調節するために適宜設定される。
In the acid-decomposable resin, the molar ratio of each repeating unit depends on the dry etching resistance of the resist, the suitability for a standard developer, the substrate adhesion, the resist profile, and the resolution, heat resistance, which are the general requirements for a resist. ,
It is set as appropriate to adjust sensitivity and the like.

【0085】酸分解性樹脂中、一般式(I)で表される
基を含む繰り返し単位の含有量は、全単量体繰り返し単
位中0.1〜50モル%が好ましく、より好ましくは
0.5〜45モル%、更に好ましくは1〜40モル%で
ある。一般式(I)で表される基を含む繰り返し単位の
含有量が0.1モル%より少ないと、本発明の効果が得
にくい。それが50モル%より多いとレジスト経時での
安定性が不足するので好ましくはない。
The content of the repeating unit containing the group represented by formula (I) in the acid-decomposable resin is preferably 0.1 to 50 mol%, more preferably 0.1 to 50 mol%, based on all the monomer repeating units. It is 5 to 45 mol%, more preferably 1 to 40 mol%. When the content of the repeating unit containing the group represented by the general formula (I) is less than 0.1 mol%, the effect of the present invention is hardly obtained. If it is more than 50 mol%, the stability over time of the resist is insufficient, so that it is not preferable.

【0086】また、KrF露光用の樹脂の場合におい
て、酸分解性樹脂中、酸分解性基を含有する繰り返し単
位の含有量は、全単量体繰り返し単位中3〜65モル%
が好ましく、より好ましくは5〜60モル%、更に好ま
しくは7〜55モル%である。また、ArF露光用の樹
脂の場合において、酸分解性樹脂中、酸分解性基を含有
する繰り返し単位の含有量は、例えば、上記の態様の
樹脂の場合、全単量体繰り返し単位中20〜70モル%
が好ましく、より好ましくは25〜65モル%、更に好
ましくは30〜60モル%であり、上記の態様の樹脂
の場合(Raの部分が酸分解するが、これを除く)、全
単量体繰り返し単位中10〜70モル%が好ましく、よ
り好ましくは15〜65モル%、更に好ましくは20〜
60モル%であり、上記の態様の樹脂の場合、全単量
体繰り返し単位中20モル%以上が好ましく、より好ま
しくは25モル%以上、更に好ましくは30モル%以上
である。
In the case of the resin for KrF exposure, the content of the repeating unit containing an acid-decomposable group in the acid-decomposable resin is 3 to 65 mol% in all the monomer repeating units.
Is more preferable, more preferably 5 to 60 mol%, and still more preferably 7 to 55 mol%. In the case of a resin for ArF exposure, the content of a repeating unit containing an acid-decomposable group in the acid-decomposable resin is, for example, in the case of the resin of the above-described embodiment, 20 to 100% in all monomer repeating units. 70 mol%
And more preferably 25 to 65 mol%, and still more preferably 30 to 60 mol%. In the case of the resin of the above-mentioned embodiment (Ra portion is decomposed by acid, but this is excluded), 10-70 mol% is preferable in a unit, More preferably, it is 15-65 mol%, More preferably, it is 20-70 mol%.
It is 60 mol%, and in the case of the resin of the above-mentioned embodiment, it is preferably at least 20 mol%, more preferably at least 25 mol%, further more preferably at least 30 mol% in all monomer repeating units.

【0087】ArF露光用の樹脂の場合において、酸分
解性樹脂中の脂環式構造を含む繰り返し単位の含有量
は、例えば、上記の態様の樹脂の場合、全単量体繰り
返し単位中30〜70モル%が好ましく、より好ましく
は35〜65モル%、更に好ましくは40〜60モル%
であり、上記の態様の樹脂の場合、全単量体繰り返し
単位中30〜70モル%が好ましく、より好ましくは3
5〜65モル%、更に好ましくは40〜60モル%であ
り、上記の態様の樹脂の場合、全単量体繰り返し単位
中40モル%以上が好ましく、より好ましくは45モル
%以上、更に好ましくは50モル%以上である。
In the case of the resin for ArF exposure, the content of the repeating unit containing an alicyclic structure in the acid-decomposable resin may be, for example, 30 to 30 in the total monomer repeating unit in the case of the resin of the above embodiment. 70 mol% is preferred, more preferably 35 to 65 mol%, and still more preferably 40 to 60 mol%.
In the case of the resin of the above-mentioned embodiment, the content is preferably 30 to 70 mol%, more preferably 3 to 70 mol%, of all the monomer repeating units.
It is 5 to 65 mol%, more preferably 40 to 60 mol%, and in the case of the resin of the above embodiment, it is preferably at least 40 mol%, more preferably at least 45 mol%, even more preferably in all monomer repeating units. It is 50 mol% or more.

【0088】本発明に係わるArF露光用の酸分解性樹
脂には、密着性を付与する目的で、カルボキシル基、水
酸基、シアノ基、ラクトン基、等を含有することができ
る。酸分解性樹脂の酸価としては、1.5ミリ当量/g
以下が好ましく、より好ましくは1.2ミリ当量/g以
下、更に好ましくは1.0ミリ当量/g以下である。
The acid-decomposable resin for ArF exposure according to the present invention may contain a carboxyl group, a hydroxyl group, a cyano group, a lactone group, etc. for the purpose of imparting adhesion. The acid value of the acid-decomposable resin is 1.5 meq / g
Or less, more preferably 1.2 meq / g or less, even more preferably 1.0 meq / g or less.

【0089】また、上記更なる共重合成分の単量体に基
づく繰り返し単位の樹脂中の含有量も、所望のレジスト
の性能に応じて適宜設定することができるが、一般的
に、必須繰り返し単位を合計した総モル数に対して99
モル%以下が好ましく、より好ましくは90モル%以
下、さらに好ましくは80モル%以下である。
The content of the repeating unit based on the monomer of the additional copolymer component in the resin can be appropriately set according to the desired resist properties. To the total number of moles
It is preferably at most 90 mol%, more preferably at most 90 mol%, even more preferably at most 80 mol%.

【0090】上記のような酸分解性樹脂の分子量は、重
量平均(Mw:ポリスチレン標準)で好ましくは1,0
00〜1,000,000、より好ましくは1,500
〜500,000、更に好ましくは2,000〜20
0,000、より更に好ましくは2,500〜100,
000の範囲であり、大きい程、耐熱性等が向上する一
方で、現像性等が低下し、これらのバランスにより好ま
しい範囲に調整される。本発明に用いる酸分解性樹脂
は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成すること
ができる。
The molecular weight of the acid-decomposable resin as described above is preferably 1,0 in terms of weight average (Mw: polystyrene standard).
00 to 1,000,000, more preferably 1,500
~ 500,000, more preferably 2,000 ~ 20
000, more preferably 2,500-100,
000, and the larger the value, the better the heat resistance and the like, but the lower the developability and the like. The acid-decomposable resin used in the present invention can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization).

【0091】本発明のポジ型フォトレジスト組成物にお
いて、酸分解性樹脂のレジスト組成物全体中の添加量
は、全レジスト組成物固形分中40〜99.99重量%
が好ましく、より好ましくは50〜99.97重量%で
ある。
In the positive photoresist composition of the present invention, the amount of the acid-decomposable resin added to the whole resist composition is 40 to 99.99% by weight based on the total solid content of the resist composition.
Is more preferable, and more preferably 50 to 99.97% by weight.

【0092】〔2〕活性光線または放射線の照射により
酸を発生する化合物(光酸発生剤) 本発明で用いられる光酸発生剤は、活性光線又は放射線
の照射により酸を発生する化合物である。本発明で使用
される活性光線または放射線の照射により分解して酸を
発生する化合物としては、光カチオン重合の光開始剤、
光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色
剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている公知
の光(400〜200nmの紫外線、遠紫外線、特に好
ましくは、g線、h線、i線、KrFエキシマレーザー
光)、ArFエキシマレーザー光、電子線、X線、分子
線又はイオンビームにより酸を発生する化合物およびそ
れらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
[2] Compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation (photoacid generator) The photoacid generator used in the present invention is a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. As the compound used in the present invention, which decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, a photoinitiator for photocationic polymerization,
Known light (400 to 200 nm ultraviolet light, far ultraviolet light, particularly preferably g-line, h-ray) used in photoinitiators of photoradical polymerization, photodecolorants of dyes, photochromic agents, micro resists and the like. Ray, i-ray, KrF excimer laser light), ArF excimer laser light, an electron beam, an X-ray, a compound generating an acid by a molecular beam or an ion beam, and a mixture thereof can be appropriately selected and used.

【0093】また、その他の本発明に用いられる活性光
線又は放射線の照射により酸を発生する化合物として
は、たとえば S.I.Schlesinger,Photogr.Sci.Eng.,18,3
87(1974)、T.S.Bal etal,Polymer,21,423(1980)等に記
載のジアゾニウム塩、米国特許第4,069,055号、同4,06
9,056号、同 Re 27,992号、特開平3-140140号等に記載
のアンモニウム塩、D.C.Necker etal,Macromolecules,1
7,2468(1984)、C.S.Wen etal,Teh,Proc.Conf.Rad.Curin
g ASIA,p478 Tokyo,Oct(1988)、米国特許第4,069,055
号、同4,069,056号等に記載のホスホニウム塩、J.V.Cri
vello etal,Macromorecules,10(6),1307(1977) 、Chem.
&Eng.News,Nov.28,p31(1988)、欧州特許第104,143 号、
米国特許第339,049号、同第410,201号、特開平2-150,84
8号、特開平2-296,514 号等に記載のヨードニウム塩、
J.V.Crivello etal,Polymer J.17,73 (1985)、J.V.Criv
ello etal.J.Org.Chem.,43,3055(1978)、W.R.Watt eta
l,J.Polymer Sci.,Polymer Chem.Ed.,22,1789(1984)、
J.V.Crivello etal,Polymer Bull.,14,279(1985)、J.V.
Crivello etal,Macromorecules,14(5),1141(1981)、J.
V.Crivello etal,J.PolymerSci.,Polymer Chem.Ed.,17,
2877(1979) 、欧州特許第370,693 号、同161,811号、同
410,201号、同339,049号、同233,567号、同297,443号、
同297,442号、米国特許第3,902,114号 同4,933,377号、
同4,760,013号、同4,734,444号、同2,833,827号、獨国
特許第2,904,626号、同3,604,580号、同3,604,581号、
特開平7−28237号、同8−27102号等に記載
のスルホニウム塩、J.V.Crivello etal,Macromorecule
s,10(6),1307(1977)、J.V.Crivello etal,J.PolymerSc
i.,Polymer Chem.Ed., 17,1047(1979)等に記載のセレノ
ニウム塩、C.S.Wen etal,Teh,Proc.Conf.Rad.Curing AS
IA,p478 Tokyo,Oct(1988)等に記載 のアルソニウム塩等
のオニウム塩、米国特許第3,905,815号、特公昭46-4605
号、特開昭48-36281号、特開昭55-32070号、特開昭60-2
39736号、特開昭61-169835号、特開昭61-169837号、特
開昭62-58241号、特開昭62-212401号、特開昭63-70243
号、特開昭63-298339号等に記載の有機ハロゲン化合
物、K.Meier et al,J.Rad.Curing,13(4),26(1986) 、T.
P.Gill et al,Inorg.Chem.,19,3007(1980)、D.Astruc,A
cc.Chem.Res.,19(12),377(1896)、特開平2-161445号等
に記載の有機金属/有機ハロゲン化物、S.Hayase eta
l,J.Polymer Sci.,25,753(1987)、E.Reichmanis etal,J.
Pholymer Sci.,Polymer Chem.Ed.,23,1(1985)、Q.Q.Zhu
etal,J.Photochem.,36,85,39,317(1987)、 B.Amit etal,
Tetrahedron Lett.,(24)2205(1973)、D.H.R.Barton eta
l,J.Chem Soc.,3571(1965)、P.M.Collins etal, J.Chem.
SoC.,PerkinI,1695(1975)、M.Rudinstein etal,Tetrahed
ron Lett.,(17),1445(1975)、J.W.Walker etalJ.Am.Che
m.Soc.,110,7170(1988)、S.C.Busman etal,J.Imaging Te
chnol.,11(4),191(1985)、H.M.Houlihan etal,Macormole
cules,21,2001(1988)、 P.M.Collins etal,J.Chem.Soc.,
Chem.Commun.,532(1972)、S.Hayase etal,Macromolecule
s,18,1799(1985)、E.Reichman etal,J.Electrochem.So
c.,Solid State Sci.Technol.,130(6)、F.M.Houlihan et
al,Macromolcules,21,2001(1988)、 欧州特許第0290,750
号、同046,083号、同156,535号、同271,851号、同0,38
8,343号、 米国特許第3,901,710号、同4,181,531号、特
開昭60-198538号、特開昭53-133022号等に記載の0−ニ
トロベンジル型保護基を有する光酸発生剤、M.TUNOOKA
etal,PolymerPreprints Japan,35(8)、G.Berner etal,
J.Rad.Curing,13(4)、 W.J.Mijs etal,Coating Techno
l.,55(697),45(1983),Akzo、H.Adachi etal,Polymer Pr
eprints,Japan,37(3)、欧州特許第0199,672号、同84515
号、同044,115号、同618,564号、同0101,122号、米国特
許第4,371,605号、同4,431,774 号、特開昭64-18143
号、特開平2-245756号、特開平3-140109号等に記載のイ
ミノスルフォネ−ト等に代表される光分解してスルホン
酸を発生する化合物、特開昭61-166544 号、特開平2−
71270号等に記載のジスルホン化合物、特開平3−
103854号、同3−103856号、同4−210
960号等に記載のジアゾケトスルホン、ジアゾジスル
ホン化合物を挙げることができる。
Other compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation used in the present invention include, for example, SI Schlesinger, Photogr. Sci. Eng., 18, 3
87 (1974), TSBetal, Polymer, 21,423 (1980) and the like diazonium salts, U.S. Pat.Nos. 4,069,055 and 4,06
No. 9,056, Re 27,992, ammonium salts described in JP-A-3-140140, DC Necker et al., Macromolecules, 1,
7,2468 (1984), CSwen et al, Teh, Proc.Conf.Rad.Curin
g ASIA, p478 Tokyo, Oct (1988), U.S. Pat.No. 4,069,055
No. 4,069,056, etc.
vello etal, Macromorecules, 10 (6), 1307 (1977), Chem.
& Eng.News, Nov. 28, p31 (1988), EP 104,143,
U.S. Patent Nos. 339,049 and 410,201, JP-A-2-150,84
No. 8, iodonium salts described in JP-A-2-296,514 etc.,
JVCrivello etal, Polymer J. 17, 73 (1985), JVCriv
ello etal. J. Org. Chem., 43, 3055 (1978), WRWatt eta
l, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 22, 1789 (1984),
JVCrivello etal, Polymer Bull., 14,279 (1985), JV
Crivello etal, Macromorecules, 14 (5), 1141 (1981), J.
V. Crivello etal, J. PolymerSci., Polymer Chem. Ed., 17,
2877 (1979); European Patent Nos. 370,693 and 161,811;
No. 410,201, No. 339,049, No. 233,567, No. 297,443,
No. 297,442, U.S. Pat.No. 3,902,114 No. 4,933,377,
No. 4,760,013, No. 4,734,444, No. 2,833,827, Dokoku Patent No. 2,904,626, No. 3,604,580, No. 3,604,581,
Sulfonium salts described in JP-A-7-28237 and JP-A-8-27102, JVCrivello et al., Macromorecule
s, 10 (6), 1307 (1977), JVCrivello etal, J. PolymerSc
Selenonium salts described in i., Polymer Chem.Ed., 17, 1047 (1979), etc., CSWen et al., Teh, Proc. Conf. Rad. Curing AS
Onium salts such as arsonium salts described in IA, p478 Tokyo, Oct (1988), etc., U.S. Patent No. 3,905,815, JP-B-46-4605.
No., JP-A-48-36281, JP-A-55-32070, JP-A-60-2
39736, JP-A-61-169835, JP-A-61-169837, JP-A-62-58241, JP-A-62-212401, JP-A-63-70243
Nos., Organohalogen compounds described in JP-A-63-298339, K. Meier et al, J. Rad. Curing, 13 (4), 26 (1986), T.
P. Gill et al, Inorg.Chem., 19, 3007 (1980), D. Astruc, A
Chem. Res., 19 (12), 377 (1896), organometallic / organic halides described in JP-A-2-14145, etc., S. Hayase eta
l, J. Polymer Sci., 25, 753 (1987), E. Reichmanis et al., J.
Pholymer Sci., Polymer Chem. Ed., 23, 1 (1985), QQZhu
etal, J. Photochem., 36, 85, 39, 317 (1987), B. Amit etal,
Tetrahedron Lett., (24) 2205 (1973), DHR Barton eta
l, J. Chem Soc., 3571 (1965), PM Collins et al., J. Chem.
SoC., PerkinI, 1695 (1975), M. Rudinstein et al, Tetrahed
ron Lett., (17), 1445 (1975), JWWalker etal J. Am. Che
m.Soc., 110, 7170 (1988), SCBusman et al., J. Imaging Te
chnol., 11 (4), 191 (1985), HMHoulihan et al, Macormole
cules, 21, 2001 (1988), PM Collins et al., J. Chem. Soc.,
Chem. Commun., 532 (1972), S. Hayase et al, Macromolecule
s, 18, 1799 (1985), E. Reichman et al., J. Electrochem. So
c., Solid State Sci. Technol., 130 (6), FMHoulihan et.
al, Macromolcules, 21, 2001 (1988), EP 0290,750
Nos. 046,083, 156,535, 271,851, 0,38
No. 3,343, U.S. Pat.Nos. 3,901,710, 4,181,531, JP-A-60-198538, and photoacid generators having a 0-nitrobenzyl-type protecting group described in JP-A-53-133022, M. TUNOOKA
etal, PolymerPreprints Japan, 35 (8), G. Berner etal,
J.Rad.Curing, 13 (4), WJMijs etal, Coating Techno
l., 55 (697), 45 (1983), Akzo, H. Adachi et al, Polymer Pr
eprints, Japan, 37 (3), European Patent Nos. 0199,672 and 84515
Nos. 044,115, 618,564, 0101,122, U.S. Pat.Nos. 4,371,605, 4,431,774, and JP-A-64-18143.
Compounds which generate sulfonic acid upon photolysis, such as iminosulfonate described in JP-A-2-245756, JP-A-3-140109, etc .;
Disulfone compounds described in JP-A-71270 and the like;
No. 103854, No. 3-103856, No. 4-210
No. 960 and the like, and diazoketosulfone and diazodisulfone compounds.

【0094】また、これらの光により酸を発生する基、
あるいは化合物をポリマーの主鎖または 側鎖に導入し
た化合物、たとえば、M.E.Woodhouse etal,J.Am.Chem.
Soc.,104,5586(1982)、S.P.Pappas etal,J.Imaging Sc
i.,30(5),218(1986)、S.Kondoetal,Makromol.Chem.,Rap
id Commun.,9,625(1988)、Y.Yamadaetal,Makromol.Che
m.,152,153,163(1972)、J.V.Crivello etal,J.PolymerS
ci.,Polymer Chem.Ed.,17,3845(1979) 、米国特許第3,8
49,137号、獨国特許第3914407、特開昭63-26653号、特
開昭55-164824号、特開昭62-69263号、特開昭63-146038
、特開昭63-163452 号、特開昭62-153853号、特開昭63
-146029号等に記載の化合物を用いることができる。
Further, a group that generates an acid by these lights,
Alternatively, a compound having a compound introduced into the main chain or side chain of a polymer, for example, MEWoodhouse et al., J. Am. Chem.
Soc., 104, 5586 (1982), SPPappas etal, J. Imaging Sc
i., 30 (5), 218 (1986), S. Kondoetal, Makromol.Chem., Rap
id Commun., 9,625 (1988), Y.Yamadaetal, Makromol.Che
m., 152, 153, 163 (1972), JVCrivello etal, J. PolymerS
ci., Polymer Chem. Ed., 17, 3845 (1979), U.S. Pat.
49,137, Dokoku Patent 3914407, JP-A-63-26653, JP-A-55-164824, JP-A-62-69263, JP-A-63-146038
JP-A-63-163452, JP-A-62-153853, JP-A-63-163452
Compounds described in JP-A-146029 can be used.

【0095】さらにV.N.R.Pillai,Synthesis,(1),1(198
0)、A.Abad etal,Tetrahedron Lett.,(47)4555(1971)、
D.H.R.Barton etal,J.Chem.Soc.,(C),329(1970)、米国
特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光
により酸を発生する化合物も使用することができる。
Further, VNRPillai, Synthesis, (1), 1 (198
0), A. Abad etal, Tetrahedron Lett., (47) 4555 (1971),
Compounds that generate an acid by light described in DHR Barton et al., J. Chem. Soc., (C), 329 (1970), U.S. Pat. No. 3,779,778, and EP 126,712 can also be used.

【0096】上記活性光線または放射線の照射により分
解して酸を発生する化合物の中で、特に有効に用いられ
るものについて以下に説明する。 (1)トリハロメチル基が置換した下記一般式(PAG
1)で表されるオキサゾール誘導体または一般式(PA
G2)で表されるS−トリアジン誘導体。
Among the compounds capable of decomposing upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, those particularly effectively used will be described below. (1) The following general formula (PAG) substituted with a trihalomethyl group
The oxazole derivative represented by 1) or the general formula (PA)
An S-triazine derivative represented by G2).

【0097】[0097]

【化25】 Embedded image

【0098】式中、R201 は置換もしくは未置換のアリ
ール基、アルケニル基、R202 は置換もしくは未置換の
アリール基、アルケニル基、アルキル基、−C(Y)3
をしめす。Yは塩素原子または臭素原子を示す。具体的
には以下の化合物を挙げることができるがこれらに限定
されるものではない。
In the formula, R 201 is a substituted or unsubstituted aryl group or alkenyl group, and R 202 is a substituted or unsubstituted aryl group, alkenyl group, alkyl group, —C (Y) 3
Show Y represents a chlorine atom or a bromine atom. Specific examples include the following compounds, but the present invention is not limited thereto.

【0099】[0099]

【化26】 Embedded image

【0100】[0100]

【化27】 Embedded image

【0101】[0101]

【化28】 Embedded image

【0102】(2)下記の一般式(PAG3)で表され
るヨードニウム塩、または一般式(PAG4)で表され
るスルホニウム塩。
(2) An iodonium salt represented by the following general formula (PAG3) or a sulfonium salt represented by the following general formula (PAG4).

【0103】[0103]

【化29】 Embedded image

【0104】ここで式Ar1、Ar2は各々独立に置換も
しくは未置換のアリール基を示す。好ましい置換基とし
ては、アルキル基、ハロアルキル基、シクロアルキル
基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基、カルボキシ
ル基、アルコキシカルボニル基、ヒロドキシ基、メルカ
プト基およびハロゲン原子が挙げられる。
Here, the formulas Ar 1 and Ar 2 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group. Preferred substituents include an alkyl group, a haloalkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, a nitro group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, a hydroxy group, a mercapto group, and a halogen atom.

【0105】R203 、R204 、R205 は各々独立に、置
換もしくは未置換のアルキル基、アリール基を示す。好
ましくは、炭素数6〜14のアリール基、炭素数1〜8
のアルキル基およびそれらの置換誘導体である。好まし
い置換基としては、アリール基に対しては炭素数1〜8
のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルキル基、ニトロ
基、カルボキシル基、ヒロドキシ基およびハロゲン原子
であり、アルキル基に対しては炭素数1〜8のアルコキ
シ基、カルボキシル基、アルコシキカルボニル基であ
る。
R 203 , R 204 and R 205 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group. Preferably, an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms
And substituted derivatives thereof. Preferred substituents are those having 1 to 8 carbon atoms for the aryl group.
And an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a nitro group, a carboxyl group, a hydroxy group and a halogen atom. The alkyl group is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a carboxyl group or an alkoxycarbonyl group. is there.

【0106】Z-は対アニオンを示し、例えばBF4 -
AsF6 -、PF6 -、SbF6-、SiF6 2-、ClO4 -
CF3SO3 -等のパーフルオロアルカンスルホン酸アニ
オン、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸アニオン、ナ
フタレン−1−スルホン酸アニオン等の縮合多核芳香族
スルホン酸アニオン、アントラキノンスルホン酸 アニ
オン、スルホン酸基含有染料等を挙げることができるが
これらに限定されるものではない。
[0106] Z - represents a counter anion, for example BF 4 -,
AsF 6 -, PF 6 -, SbF 6 -, SiF 6 2-, ClO 4 -,
CF 3 SO 3 -, etc. perfluoroalkane sulfonate anion, pentafluorobenzenesulfonic acid anion, condensed polynuclear aromatic sulfonic acid anion such as naphthalene-1-sulfonic acid anion, anthraquinone sulfonic acid anion, a sulfonic acid group-containing dyes Examples include, but are not limited to:

【0107】またR203 、R204 、R205 のうちの2つ
およびAr1、Ar2はそれぞれの単結合または置換基を
介して結合してもよい。
Further, two of R 203 , R 204 and R 205 and Ar 1 and Ar 2 may be bonded via a single bond or a substituent.

【0108】具体例としては以下に示す化合物が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。
Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.

【0109】[0109]

【化30】 Embedded image

【0110】[0110]

【化31】 Embedded image

【0111】[0111]

【化32】 Embedded image

【0112】[0112]

【化33】 Embedded image

【0113】[0113]

【化34】 Embedded image

【0114】[0114]

【化35】 Embedded image

【0115】[0115]

【化36】 Embedded image

【0116】[0116]

【化37】 Embedded image

【0117】[0117]

【化38】 Embedded image

【0118】[0118]

【化39】 Embedded image

【0119】[0119]

【化40】 Embedded image

【0120】[0120]

【化41】 Embedded image

【0121】[0121]

【化42】 Embedded image

【0122】一般式(PAG3)、(PAG4)で示さ
れる上記オニウム塩は公知であり、例えばJ.W.Knapczyk
etal,J.Am.Chem.Soc.,91,145(1969)、A.L.Maycok eta
l, J.Org.Chem.,35,2532,(1970)、E.Goethas etal ,Bul
l.Soc.Chem.Belg.,73,546,(1964) 、H.M.Leicester、J.A
me.Chem.Soc.,51,3587(1929)、J.V.Crivello etal,J.Po
lym.Chem.Ed.,18,2677(1980)、米国特許第2,807,648 号
および同4,247,473号、特開昭53-101,331号等に記載の
方法により合成することができる。
The above-mentioned onium salts represented by the general formulas (PAG3) and (PAG4) are known, for example, JWKnapczyk
etal, J. Am. Chem. Soc., 91, 145 (1969), ALMaycok eta
l, J. Org. Chem., 35, 2532, (1970), E. Goethas et al., Bul
l.Soc.Chem.Belg., 73,546, (1964), HM Leicester, JA
me.Chem.Soc., 51,3587 (1929), JVCrivello etal, J.Po
Chem. Ed., 18,2677 (1980), U.S. Pat. Nos. 2,807,648 and 4,247,473, and JP-A-53-101,331.

【0123】(3)下記一般式(PAG5)で表される
ジスルホン誘導体または一般式(PAG6)で表される
イミノスルホネート誘導体。
(3) Disulfone derivatives represented by the following general formula (PAG5) or iminosulfonate derivatives represented by the following general formula (PAG6).

【0124】[0124]

【化43】 Embedded image

【0125】式中、Ar3、Ar4は各々独立に置換もし
くは未置換のアリール基を示す。R 206 は置換もしくは
未置換のアルキル基、アリール基を示す。Aは置換もし
くは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アリーレ
ン基を示す。具体例としては以下に示す化合物が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。
In the formula, ArThree, ArFourAre each independently substituted
Or an unsubstituted aryl group. R 206 Is replaced or
It represents an unsubstituted alkyl group or aryl group. A is a substitution
Or unsubstituted alkylene, alkenylene, arylene
Shows a substituent group. Specific examples include the compounds shown below.
However, the present invention is not limited to these.

【0126】[0126]

【化44】 Embedded image

【0127】[0127]

【化45】 Embedded image

【0128】[0128]

【化46】 Embedded image

【0129】[0129]

【化47】 Embedded image

【0130】[0130]

【化48】 Embedded image

【0131】[0131]

【化49】 Embedded image

【0132】これらの活性光線または放射線の照射によ
り分解して酸を発生する化合物の添加量は、レジスト組
成物の全重量(溶剤を除く)を基準として通常0.00
1〜20重量%の範囲で用いられ、好ましくは0.01
〜10重量%、更に好ましくは0.1〜5重量%の範囲
で使用される。活性光線または放射線の照射により分解
して酸を発生する化合物の添加量が、0.001重量%
より少ないと感度が低くなり、また添加量が40重量%
より多いとレジストの光吸収が高くなりすぎ、プロファ
イルの悪化や、プロセス(特にベーク)マージンが狭く
なり好ましくない。
The amount of the compound which decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid is usually 0.000 based on the total weight of the resist composition (excluding the solvent).
It is used in the range of 1 to 20% by weight, preferably 0.01 to 20% by weight.
It is used in the range of 10 to 10% by weight, more preferably 0.1 to 5% by weight. 0.001% by weight of a compound capable of decomposing upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid.
If the amount is smaller, the sensitivity is lowered, and the addition amount is 40% by weight.
If it is larger, the light absorption of the resist becomes too high, and the profile is deteriorated and the process (especially, baking) margin is undesirably reduced.

【0133】本発明のポジ型レジスト組成物には、必要
に応じて更に酸分解性溶解阻止化合物、染料、可塑剤、
界面活性剤、光増感剤、有機塩基性化合物、及び現像液
に対する溶解性を促進させる化合物等を含有させること
ができる。
The positive resist composition of the present invention may further contain, if necessary, an acid-decomposable dissolution inhibiting compound, a dye, a plasticizer,
A surfactant, a photosensitizer, an organic basic compound, and a compound that promotes solubility in a developer can be contained.

【0134】本発明のポジ型レジスト組成物は、上記各
成分を溶解する溶剤に溶かして支持体上に塗布する。こ
こで使用する溶剤としては、エチレンジクロライド、シ
クロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、
γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、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、2−メトキシエチルアセテート、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、プロピレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エ
チル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸
メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチ
ル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−
ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メ
チルピロリドン、テトラヒドロフラン等が好ましく、こ
れらの溶剤を単独あるいは混合して使用する。
The positive resist composition of the present invention is dissolved in a solvent capable of dissolving each of the above components and applied on a support. As the solvent used here, ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone,
γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, lactic acid Ethyl, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N, N-
Dimethylformamide, dimethylsulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran and the like are preferable, and these solvents are used alone or in combination.

【0135】上記の中でも、好ましい溶剤としては2−
ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、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、プロ
ピレングリコールモノエチルエーテル、乳酸メチル、乳
酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロ
ピオン酸エチル、N−メチルピロリドン、テトラヒドロ
フランを挙げることができる。
Among the above, preferred solvents are 2-
Heptanone, γ-butyrolactone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate , N-methylpyrrolidone and tetrahydrofuran.

【0136】上記溶剤に界面活性剤を加えることもでき
る。具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテ
ル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキ
シエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイ
ルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル
類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、
ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリ
オキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシ
エチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー
類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミ
テート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノ
オレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタント
リステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリ
オキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシ
エチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチ
レンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレン
ソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビ
タントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタ
ン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフト
ップEF301,EF303,EF352(新秋田化成
(株)製)、メガファックF171,F173 (大日
本インキ(株)製)、フロラ−ドFC430,FC43
1(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG71
0,サーフロンS−382,SC101,SC102,
SC103,SC104,SC105,SC106(旭
硝子(株)製)等のフッ素系界面活性剤、オルガノシロ
キサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)や
アクリル酸系もしくはメタクリル酸系(共)重合ポリフ
ローNo.75,No.95(共栄社油脂化学工業
(株)製)等を挙げることができる。これらの界面活性
剤の配合量は、本発明のレジスト組成物中の固形分10
0重量部当たり、通常、2重量部以下、好ましくは1重
量部以下である。これらの界面活性剤は単独で添加して
もよいし、また、いくつかの組み合わせで添加すること
もできる。
A surfactant may be added to the above solvent. Specifically, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenol ether,
Polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as polyoxyethylene nonylphenol ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, Sorbitan fatty acid esters such as sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate Surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as acrylates and the like, F-top EF301, E 303, EF352 (manufactured by Shin Akita Kasei Co., Ltd.), Megafac F171, F173 (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.), Flora - de FC430, FC43
1 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), Asahi Guard AG71
0, Surflon S-382, SC101, SC102,
Fluorinated surfactants such as SC103, SC104, SC105 and SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and acrylic or methacrylic (co) polymerized polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo KK) and the like. The content of these surfactants is 10% solids in the resist composition of the present invention.
It is usually at most 2 parts by weight, preferably at most 1 part by weight, per 0 parts by weight. These surfactants may be added alone or in some combination.

【0137】本発明のこのようなポジ型レジスト組成物
は基板上に塗布され、薄膜を形成する。この塗膜の膜厚
は0.4〜1.5μmが好ましい。上記レジスト組成物
を精密集積回路素子の製造に使用されるような基板
(例:シリコン/二酸化シリコン被覆)上にスピナー、
コーター等の適当な塗布方法により塗布後、所定のマス
クを通して露光し、ベークを行い現像することにより良
好なレジストパターンを得ることができる。ここで露光
光としては、好ましくは150nm〜250nmの波長
の光である。具体的には、KrFエキシマレーザー(2
48nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、
2 エキシマレーザー(157nm)、X線、電子ビー
ム等が挙げられる。また上記露光後のベーク温度として
は、80〜180℃が好ましく、より好ましくは85〜
160℃であり、更に好ましくは90〜150℃であ
る。
Such a positive resist composition of the present invention is applied on a substrate to form a thin film. The thickness of this coating film is preferably from 0.4 to 1.5 μm. Spinning the resist composition on a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) such as used in the manufacture of precision integrated circuit devices;
After coating by an appropriate coating method such as a coater or the like, exposure is performed through a predetermined mask, baking and development are performed, whereby a good resist pattern can be obtained. Here, the exposure light is preferably light having a wavelength of 150 nm to 250 nm. Specifically, a KrF excimer laser (2
48 nm), ArF excimer laser (193 nm),
F 2 excimer laser (157 nm), X-ray, electron beam and the like can be mentioned. The baking temperature after the above exposure is preferably 80 to 180 ° C, more preferably 85 to 180 ° C.
The temperature is 160 ° C, more preferably 90 to 150 ° C.

【0138】現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタ
ケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、
エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、
ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン
類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三
アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノール
アミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキ
シド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン
等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用すること
ができる。更に、上記アルカリ性水溶液にアルコール
類、界面活性剤を適当量添加して使用することもでき
る。
Examples of the developing solution include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia;
Primary amines such as ethylamine and n-propylamine;
Secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide and the like An alkaline aqueous solution such as a quaternary ammonium salt, a cyclic amine such as pyrrole, or pyrhelidine can be used. Further, an appropriate amount of an alcohol or a surfactant may be added to the above alkaline aqueous solution.

【0139】[0139]

【実施例】以下、本発明を実施例によって更に具体的に
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0140】(樹脂の合成−1) (1)前記した樹脂(i)の合成 t−ブトキシスチレンとトリメチルアンモニウムメチル
スチレンヘプタデカフルオロオクタンスルフォン酸塩を
92/8の割合で仕込み、N,N−ジメチルアセトアミ
ド/テトラヒドロフラン2/8の混合溶媒に溶解し、固
形分濃度22%の溶液100mLを調製した。この溶液
に和光純薬製V−65を1mol%加え、これを窒素雰囲
気下、2時間かけて60℃に加熱したテトラヒドロフラ
ン10mLに滴下した。滴下終了後、反応液を6時間加
熱、撹拌した。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、
蒸留水3Lに晶析、析出した白色粉体を回収した。次
に、得られた白色粉体を酸性条件下加水分解し、t−ブ
トキシ基を部分的に脱保護することにより、目的物であ
る樹脂(i)を得た。C13NMRから求めたポリマー組
成比は23/70/7であった。また、GPC測定によ
り求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は8,
900であった。
(Synthesis of Resin-1) (1) Synthesis of Resin (i) t-Butoxystyrene and trimethylammonium methylstyrene heptadecafluorooctane sulfonate were charged at a ratio of 92/8, and N, N- It was dissolved in a mixed solvent of dimethylacetamide / tetrahydrofuran 2/8 to prepare 100 mL of a solution having a solid content of 22%. 1 mol% of V-65 manufactured by Wako Pure Chemical was added to this solution, and this was added dropwise to 10 mL of tetrahydrofuran heated to 60 ° C. over 2 hours under a nitrogen atmosphere. After completion of the dropwise addition, the reaction solution was heated and stirred for 6 hours. After completion of the reaction, the reaction solution is cooled to room temperature,
White powder crystallized and precipitated in 3 L of distilled water was recovered. Next, the obtained white powder was hydrolyzed under acidic conditions, and the t-butoxy group was partially deprotected to obtain the target resin (i). The polymer composition ratio determined from C 13 NMR was 23/70/7. The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 8,
900.

【0141】(2)前記した樹脂(ii)〜樹脂(xx)の
合成 上記樹脂(i)の合成と同様の操作により、下記表1に
示す組成比、重量平均分子量の樹脂(ii)〜樹脂(xx)
を合成した。尚、下記表中、繰り返し単位1〜3は、一
般式(I)で示される繰り返し単位を除いて、前記樹脂
の具体例の構造式における繰り返し単位を左から順番を
付したものである。
(2) Synthesis of Resins (ii) to (xx) By the same operation as in the synthesis of Resin (i), Resins (ii) to Resin having the composition ratio and weight average molecular weight shown in Table 1 below (Xx)
Was synthesized. In addition, in the following table, the repeating units 1 to 3 are obtained by adding the repeating units in the structural formula of the specific example of the resin from the left except for the repeating unit represented by the general formula (I).

【0142】[0142]

【表1】 [Table 1]

【0143】(樹脂の合成−2) (1)樹脂(I)の合成 1−アダマンチルメタクリレートとメバロニックラクト
ンメタクリレート、ジメチルエチルアンモニウムエチル
メタクリレートのトリフレート塩を42/48/10の
割合で仕込みN,N−ジメチルアセトアミド/テトラヒ
ドロフラン3/7の混合溶媒に溶解し、固形分濃度20
%の溶液100mLを調製した。この溶液に和光純薬製
V−65を2mol%加え、これを窒素雰囲気下、2時間
かけて60℃に加熱したテトラヒドロフラン10mLに
滴下した。滴下終了後、反応液を2時間加熱、撹拌、さ
らにV−65を1mol%追加し、さらに2時間加熱撹拌
した。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、メタノー
ル/蒸留水=1/2Lに晶析、析出した白色粉体を回収
した。C13NMRから求めたポリマー組成比は43/4
7/10であった。また、GPC測定により求めた標準
ポリスチレン換算の重量平均分子量は14300であっ
た。
(Synthesis of Resin-2) (1) Synthesis of Resin (I) 1-Adamantyl methacrylate, mevalonic lactone methacrylate, and a triflate salt of dimethylethylammoniumethyl methacrylate were charged at a ratio of 42/48/10. , N-dimethylacetamide / tetrahydrofuran 3/7 and a solid content of 20
A 100 mL solution was prepared. 2 mol% of V-65 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added to this solution, and this was added dropwise to 10 mL of tetrahydrofuran heated to 60 ° C over 2 hours under a nitrogen atmosphere. After completion of the dropwise addition, the reaction solution was heated and stirred for 2 hours, and 1 mol% of V-65 was further added, and the mixture was further heated and stirred for 2 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, and white powder precipitated and crystallized in methanol / distilled water = 1/2 L was recovered. The polymer composition ratio determined from C 13 NMR was 43/4.
It was 7/10. The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 14,300.

【0144】(2)樹脂(II)〜樹脂(XVI)の合
成 上記樹脂(I)の合成と同様の操作により、下記構造で
あり、下記表2に示す組成比、重量平均分子量の樹脂
(II)〜樹脂(XVI)を合成した。尚、下記表中、
繰り返し単位1〜2は、一般式(I)で示される繰り返
し単位を除いて、下記樹脂の構造式における繰り返し単
位を左から順番を付したものである。
(2) Synthesis of Resins (II) to (XVI) Resin (II) having the following structure and the composition ratio and weight average molecular weight shown in Table 2 below was obtained by the same operation as in the synthesis of resin (I). ) To Resin (XVI) were synthesized. In the table below,
The repeating units 1 and 2 are obtained by adding the repeating units in the structural formula of the resin below from the left except for the repeating unit represented by the general formula (I).

【0145】[0145]

【化50】 Embedded image

【0146】[0146]

【化51】 Embedded image

【0147】[0147]

【化52】 Embedded image

【0148】[0148]

【化53】 Embedded image

【0149】[0149]

【化54】 Embedded image

【0150】[0150]

【表2】 [Table 2]

【0151】〔実施例1〜20及び比較例1〕 [感光性組成物の調製と評価]表3に示す樹脂2g、光
酸発生剤として前記(PAG4−36)0.04g、4
−ジメチルアミノピリジン0.02g、更に界面活性剤
としてメガファックF171を2mg加え、プロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテート9.5gに溶
解し、0.2μmのフィルターで濾過してポジ型レジス
ト組成物液を調製した。
Examples 1 to 20 and Comparative Example 1 [Preparation and Evaluation of Photosensitive Composition] 2 g of the resin shown in Table 3 and 0.04 g of the above-mentioned (PAG4-36) as a photoacid generator, 4
0.02 g of dimethylaminopyridine and 2 mg of Megafac F171 as a surfactant were added, dissolved in 9.5 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and filtered through a 0.2 μm filter to prepare a positive resist composition solution. .

【0152】[0152]

【表3】 [Table 3]

【0153】(評価試験)これらのレジスト組成物液
を、スピンコーターを利用して、シリコンウエハー上に
塗布し、90℃90秒間真空吸着型のホットプレートで
乾燥して、膜厚0.83μmのレジスト膜を得た。この
レジスト膜に、248nmKrFエキシマレーザーステ
ツパー(NA=0.42)を用いて露光を行った。露光
直後にそれぞれ110℃の真空吸着型ホットプレートで
60秒間加熱を行い、ただちに2.38%テトラメチル
アンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液で
60秒間浸漬し、30秒間水でリンスして乾燥した。こ
のようにして得られたシリコンウエハー上のパターンの
プロファイルを観察した。これらについて、下記のよう
に現像欠陥とエッジラフネスを評価した。
(Evaluation Test) These resist composition liquids were applied on a silicon wafer using a spin coater, and dried on a vacuum adsorption type hot plate at 90 ° C. for 90 seconds to obtain a 0.83 μm thick film. A resist film was obtained. This resist film was exposed using a 248 nm KrF excimer laser stepper (NA = 0.42). Immediately after the exposure, each was heated for 60 seconds on a vacuum adsorption type hot plate at 110 ° C., immediately immersed in a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) for 60 seconds, rinsed with water for 30 seconds, and dried. The profile of the pattern on the silicon wafer thus obtained was observed. With respect to these, development defects and edge roughness were evaluated as described below.

【0154】〔現像欠陥数〕:6インチのBare S
i基板上に各レジスト膜を0.83μmに塗布し、真空
吸着式ホットプレートで90℃、60秒間乾燥した。次
に、0.35μmコンタクトホールパターン(Hole
Duty比=1:3)のテストマスクを介してNik
on ステッパーNSR−1505EXにより露光した
後、露光後加熱を110℃で90秒間行った。引き続き
2.38%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロ
キシド水溶液)で60秒間のパドル現像後、純水で30
秒間水洗しスピン乾燥した。こうして得られたサンプル
をケーエルエー・テンコール(株)製KLA−2112
機により現像欠陥数を測定し、得られた1次データ値を
現像欠陥数とした。
[Number of development defects]: Bare S of 6 inches
Each resist film was applied to a thickness of 0.83 μm on the i-substrate and dried at 90 ° C. for 60 seconds on a vacuum suction hot plate. Next, a 0.35 μm contact hole pattern (Hole)
Nik through a test mask with a duty ratio = 1: 3)
After exposure with an on-stepper NSR-1505EX, post-exposure heating was performed at 110 ° C. for 90 seconds. Subsequently, after paddle development with 2.38% TMAH (aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide) for 60 seconds, 30% with pure water.
Washed with water for 2 seconds and spin-dried. The sample thus obtained was used as KLA-2112 manufactured by KLA-Tencor Corporation.
The number of development defects was measured by a machine, and the obtained primary data value was defined as the number of development defects.

【0155】〔エッジラフネス〕エッジラフネスの測定
は、測長走査型電子顕微鏡(SEM)を使用して孤立パ
ターンのエッジラフネスで行い、測定モニタ内で、ライ
ンパターンエッジを複数の位置で検出し、その検出位置
のバラツキの分散(3σ)をエッジラフネスの指標と
し、この値が小さいほど好ましい。
[Edge Roughness] The edge roughness was measured by using a length-measuring scanning electron microscope (SEM) at the edge roughness of an isolated pattern, and a line pattern edge was detected at a plurality of positions in a measurement monitor. The variance (3σ) of the variation in the detection position is used as an index of the edge roughness, and the smaller the value, the more preferable.

【0156】尚、比較例1は、上記実施例1において、
樹脂として、上記樹脂(i)において一般式(I)で示
される基を有する繰り返し単位を含まない樹脂R1を、
上記樹脂(i)の合成と同様にして合成した。樹脂R1
は、共重合比21:79、重量平均分子量8800であ
る。これ以外は、実施例1と同様にしてポジ型レジスト
組成物を調製し、評価した。
Comparative Example 1 is different from Example 1 in that
As the resin, a resin R1 containing no repeating unit having a group represented by the general formula (I) in the resin (i),
It was synthesized in the same manner as in the synthesis of the resin (i). Resin R1
Has a copolymerization ratio of 21:79 and a weight average molecular weight of 8,800. Except for this, a positive resist composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1.

【0157】表3の結果から明らかなように、比較例
は、現像欠陥及びエッジラフネスのいずれでも問題を含
む。一方、本発明のポジ型レジスト組成物はそのすべて
について満足がいくレベルにある。すなわち、KrFエ
キシマレーザー露光を始めとする遠紫外線を用いたリソ
グラフィーに好適である。
As is evident from the results in Table 3, the comparative example has problems in both development defects and edge roughness. On the other hand, all of the positive resist compositions of the present invention are at a satisfactory level. That is, it is suitable for lithography using far ultraviolet rays such as KrF excimer laser exposure.

【0158】〔実施例21〜36及び比較例2〕上記合
成例で合成した表4に示す樹脂をそれぞれ1.4gと、
光酸発生剤として前記(PAG4−36)0.30g、
1,5−ジアザビシクロ〔4.3.0〕−5−ノネン
(DBN)10mg、更に界面活性剤としてフロラード
FC430を1mg配合し、それぞれ固形分14重量%
の割合でプロピレングリコールモノエチルエーテルアセ
テートに溶解した後、0.1μmのミクロフィルターで
濾過し、実施例21〜36のポジ型レジスト組成物液を
調製した。また、比較例2として、下記樹脂R2と光酸
発生剤を用いる以外は、上記実施例21〜36と同様に
ポジ型レジスト液を調製した。 (樹脂R2)特開平9−90637号公報第(18)頁
例13に記載の合成法により樹脂R2を合成した。即
ち、メタクリル酸(±)−メバロニックラクトンエステ
ル/メタクリル酸2−メチル−2−アダマンチル共重合
体を合成した。テフロンTMコーティングされたスターラ
バーを入れた十分に乾燥させた100mlのナス形フラス
コに、4.96g(25ミリモル)のメタクリル酸
(±)−メバロニックラクトンエステル、5.87g
(25ミリモル)のメタクリル酸2−メチル−2−アダ
マンチル、16.7mlのジオキサン及び1.23g(9
ミリモル)のアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)
を添加し、窒素雰囲気下に80℃で8時間攪拌した。反
応溶液をテトラヒドロフラン(THF)で希釈した後、
少量のヒドロキノンを含む1リットルのメタノールに滴
下した。生成した沈殿をガラスフィルターでろ別し、
0.1mmHg及び45℃で16時間乾燥させた。得られた
白色の粉末を再びTHFに溶解させ、上記したものと同
じ沈殿〜乾燥作業を2度繰り返し、目的とする白色の共
重合体粉末を得た。収量=7.44g(68.7%)。
得られた共重合体の共重合比はラクトン:アダマンチル
=46.5:53.5であり、重量平単分子量は、14
000(標準ポリスチレン換算)で、分散度2.0であ
った。
Examples 21 to 36 and Comparative Example 2 1.4 g of each of the resins shown in Table 4 synthesized in the above synthesis examples was used.
0.30 g of the (PAG4-36) as a photoacid generator,
10 mg of 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene (DBN) and 1 mg of Florad FC430 as a surfactant were added, each having a solid content of 14% by weight.
And dissolved in propylene glycol monoethyl ether acetate at a ratio of 0.1%, and then filtered through a 0.1 μm microfilter to prepare positive resist composition solutions of Examples 21 to 36. Further, as Comparative Example 2, a positive resist solution was prepared in the same manner as in Examples 21 to 36 except that the following resin R2 and a photoacid generator were used. (Resin R2) Resin R2 was synthesized by the synthesis method described in Example 13 of page (18) of JP-A-9-90637. That is, a methacrylic acid (±) -mevalonic lactone ester / 2-methyl-2-adamantyl methacrylate copolymer was synthesized. 4.96 g (25 mmol) of methacrylic acid (±) -mevalonic lactone ester, 5.87 g, were placed in a well-dried 100 ml eggplant-shaped flask containing Teflon -coated star rubber.
(25 mmol) 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, 16.7 ml dioxane and 1.23 g (9
Mmol) of azobisisobutyronitrile (AIBN)
Was added and stirred at 80 ° C. for 8 hours under a nitrogen atmosphere. After diluting the reaction solution with tetrahydrofuran (THF),
The solution was added dropwise to 1 liter of methanol containing a small amount of hydroquinone. The generated precipitate is filtered off with a glass filter,
Dried at 0.1 mm Hg and 45 ° C. for 16 hours. The obtained white powder was dissolved again in THF, and the same precipitation to drying operation as described above was repeated twice to obtain a target white copolymer powder. Yield = 7.44 g (68.7%).
The copolymerization ratio of the obtained copolymer was lactone: adamantyl = 46.5: 53.5, and the weight average single molecular weight was 14
000 (in terms of standard polystyrene), and the degree of dispersion was 2.0.

【0159】[0159]

【表4】 [Table 4]

【0160】(評価試験)得られたポジ型フォトレジス
ト組成物液をスピンコータを利用してシリコンウエハー
上に塗布し、140℃で90秒間乾燥、約0.4μmの
ポジ型フォトレジスト膜を作成し、それにArFエキシ
マレーザー(波長193nm、NA=0.55のステッ
パーで露光した)で露光した。露光後の加熱処理を12
0℃で90秒間行い、2.38%のテトラメチルアンモ
ニウムヒドロキシド水溶液で現像、蒸留水でリンスし、
レジストパターンプロファイルを得た。これらについ
て、現像欠陥、エッジラフネスは下記のように評価し
た。これらの評価結果を表4に示す。
(Evaluation Test) The obtained positive photoresist composition solution was applied on a silicon wafer using a spin coater and dried at 140 ° C. for 90 seconds to form a positive photoresist film of about 0.4 μm. And an ArF excimer laser (exposed with a stepper having a wavelength of 193 nm and NA = 0.55). 12 heat treatments after exposure
Perform at 90C for 90 seconds, develop with 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, rinse with distilled water,
A resist pattern profile was obtained. With respect to these, development defects and edge roughness were evaluated as follows. Table 4 shows the results of these evaluations.

【0161】〔現像欠陥数〕:6インチのBare S
i基板上に各レジスト膜を0.4μmに塗布し、真空吸
着式ホットプレートで140℃、60秒間乾燥した。次
に、0.35μmコンタクトホールパターン(Hole
Duty比=1:3)のテストマスクを介してNik
on ステッパーNSR−1505EXにより露光した
後、露光後加熱を120℃で90秒間行った。引き続き
2.38%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロ
キシド水溶液)で60秒間のパドル現像後、純水で30
秒間水洗しスピン乾燥した。こうして得られたサンプル
をケーエルエー・テンコール(株)製KLA−2112
機により現像欠陥数を測定し、得られた1次データ値を
現像欠陥数とした。
[Number of development defects]: Bare S of 6 inches
Each resist film was applied to a thickness of 0.4 μm on the i-substrate and dried at 140 ° C. for 60 seconds on a vacuum suction hot plate. Next, a 0.35 μm contact hole pattern (Hole)
Nik through a test mask with a duty ratio = 1: 3)
After exposure with an on-stepper NSR-1505EX, post-exposure heating was performed at 120 ° C. for 90 seconds. Subsequently, after paddle development with 2.38% TMAH (aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide) for 60 seconds, 30% with pure water.
Washed with water for 2 seconds and spin-dried. The sample thus obtained was used as KLA-2112 manufactured by KLA-Tencor Corporation.
The number of development defects was measured by a machine, and the obtained primary data value was defined as the number of development defects.

【0162】〔エッジラフネス〕エッジラフネスの測定
は、測長走査型電子顕微鏡(SEM)を使用して孤立パ
ターンのエッジラフネスで行い、測定モニタ内で、ライ
ンパターンエッジを複数の位置で検出し、その検出位置
のバラツキの分散(3σ)をエッジラフネスの指標と
し、この値が小さいほど好ましい。
[Edge Roughness] The edge roughness was measured by using a length-measuring scanning electron microscope (SEM) at the edge roughness of an isolated pattern, and a line pattern edge was detected at a plurality of positions in a measurement monitor. The variance (3σ) of the variation in the detection position is used as an index of the edge roughness, and the smaller the value, the more preferable.

【0163】表4の結果から明らかなように、比較例
は、現像欠陥数及びエッジラフネスのいずれでも問題を
含む。一方、本発明のポジ型レジスト組成物はそのすべ
てについて満足がいくレベルにある。すなわち、ArF
エキシマレーザー露光を始めとする遠紫外線を用いたリ
ソグラフィーに好適である。
As is clear from the results shown in Table 4, the comparative example has problems in both the number of development defects and the edge roughness. On the other hand, all of the positive resist compositions of the present invention are at a satisfactory level. That is, ArF
It is suitable for lithography using far ultraviolet rays such as excimer laser exposure.

【0164】[0164]

【発明の効果】本発明の遠紫外線露光用ポジ型フォトレ
ジスト組成物は、現像欠陥の発生が少なく、良好なレジ
ストパターンプロファイルが得られ、更にエッジラフネ
スにも優れる。
As described above, the positive photoresist composition for exposure to far ultraviolet rays according to the present invention has few development defects, provides a good resist pattern profile, and has excellent edge roughness.

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年10月1日(1999.10.
1)
[Submission date] October 1, 1999 (1999.10.
1)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の名称[Correction target item name] Name of invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【発明の名称】 遠紫外線露光用ポジ型フォトレ
ジスト組成物
[Title of the Invention] Positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青合 利明 静岡県榛原郡吉田町川尻4000番地 富士写 真フイルム株式会社内 Fターム(参考) 2H025 AA00 AA03 AB16 AC04 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 CB48 FA03 FA12 FA17  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Toshiaki Aoi 4,000 Kawajiri, Yoshida-cho, Haibara-gun, Shizuoka Prefecture F-term in Fujisha Shin Film Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 活性光線または放射線の照射により酸を
発生する化合物、及び下記一般式(I)で表される基を
含む繰り返し単位を含有し、酸の作用によりアルカリ現
像液に対する溶解速度が増加する樹脂、を含有すること
を特徴とする遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成
物。 【化1】 式(I)中:R1は、繰り返し単位と連結する有機基を
表し、R2〜R4は、各々独立に、水素原子、置換基を有
して良いアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラ
ルキル基、環状アルキル基を表す。但し、R2〜R4は互
いに結合して非芳香環、芳香環を形成しても良い。 X:R−SO3、 R:置換基を有してもよい脂肪族炭化水素基、置換基を
有してもよい芳香族炭化水素基を表す。
1. A compound which generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation and a repeating unit containing a group represented by the following general formula (I), and the action of an acid increases the dissolution rate in an alkali developing solution. A positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure. Embedded image In the formula (I), R 1 represents an organic group linked to the repeating unit, and R 2 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group, an aryl group, Represents an aralkyl group or a cyclic alkyl group. However, R 2 to R 4 may combine with each other to form a non-aromatic ring or an aromatic ring. X: R—SO 3 , R: an aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent, or an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
【請求項2】 前記樹脂が、下記一般式(II)で表され
る繰り返し単位を含有することを特徴とする請求項1に
記載の遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成物。 【化2】 式(II)中:R2〜R4は、各々独立に、水素原子、置換
基を有して良いアルキル基、アルケニル基、アリール
基、アラルキル基、環状アルキル基を表す。但し、R2
〜R4は互いに結合して非芳香環、芳香環を形成しても
良い。R5〜R7は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原
子、シアノ基、アルキル基を表す。R11、R12は、各々
独立に、水素原子、置換基を有して良いアルキル基、ア
ルケニル基、アリール基、アラルキル基、環状アルキル
基を表す。但し、R11、R12は互いに結合して環状アル
キル環を形成しても良い。 m:0〜10の整数 A:単結合および2価の有機基 を表す。
2. The positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure according to claim 1, wherein the resin contains a repeating unit represented by the following general formula (II). Embedded image In the formula (II), R 2 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a cyclic alkyl group which may have a substituent. Where R 2
To R 4 may combine with each other to form a non-aromatic ring or an aromatic ring. R 5 to R 7 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group. R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a cyclic alkyl group which may have a substituent. However, R 11 and R 12 may combine with each other to form a cyclic alkyl ring. m: an integer of 0 to 10 A: represents a single bond or a divalent organic group.
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