JP2004361577A - Photosensitive composition - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosensitive composition which has less PEB temperature dependency, for good property, in the exposure wavelength of equal to or less than 250nm, especially with ArF excimer laser light (193nm) and F<SB>2</SB>excimer laser light (157nm). <P>SOLUTION: The photosensitive composition contains a compound (A) which contains carboxyl group and generates acid under irradiation of active light ray or radiation, and a resin (B) which is decomposed under the action of acid containing at least one kind of acetal group of acid decomposition and tertiary ester group to increase solubility in an alkali developing liquid. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【００２５】
上記一般式（ＺＩ）において、Ｒ_２０１、Ｒ_２０２及びＲ_２０３は、各々独立に有機基を表す。
Ｘ⁻は、非求核性アニオンを表し、スルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、スルホニルイミドアニオン、ビス（アルキルスルホニル）イミドアニオン、トリス（アルキルスルホニル）メチルアニオン等を挙げることができる。
非求核性アニオンとは、求核反応を起こす能力が著しく低いアニオンであり、分子内求核反応による経時分解を抑制することができるアニオンである。これによりレジストの経時安定性が向上する。
スルホン酸アニオンとしては、例えば、アルキルスルホン酸アニオン、アリールスルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオンなどが挙げられる。
カルボン酸アニオンとしては、例えば、アルキルカルボン酸アニオン、アリールカルボン酸アニオン、アラルキルカルボン酸アニオンなどが挙げられる。
【００２６】
アルキルスルホン酸アニオンにおけるアルキル基としては、好ましくは炭素数１〜３０のアルキル基、例えば、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、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、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、ノルボニル基、ボロニル基等を挙げることができる。
アリールスルホン酸アニオンにおけるアリール基としては、好ましくは炭素数６〜１４のアリール基、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基等を挙げることができる。
【００２７】
上記アルキルスルホン酸アニオン及びアリールスルホン酸アニオンにおけるアルキル基及びアリール基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、ニトロ基、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子）、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜５）、アリール基（好ましくは炭素数６〜１４）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜７）、アシル基（好ましくは炭素数２〜１２）、アルコキシカルボニルオキシ基（好ましくは炭素数２〜７）等を挙げることができる。尚、アリール基、置換基が有するアリール部位及び環構造については、置換基としてさらにアルキル基（好ましくは炭素数１〜１２）を挙げることができる。
【００２８】
アルキルカルボン酸アニオンにおけるアルキル基としては、アルキルスルホン酸アニオンにおけるアルキル基と同様のものを挙げることができる。
アリールカルボン酸アニオンにおけるアリール基としては、アリールスルホン酸アニオンにおけるアリール基と同様のものを挙げることができる。
アラルキルカルボン酸アニオンにおけるアラルキル基としては、好ましくは炭素数６〜１２のアラルキル基、例えば、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、ナフチルメチル基等を挙げることができる。
【００２９】
上記アルキルカルボン酸アニオン、アリールカルボン酸アニオン及びアラルキルカルボン酸アニオンにおけるアルキル基、アリール基及びアラルキル基は置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、アリールスルホン酸アニオンにおけると同様のハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基等を挙げることができる。
【００３０】
スルホニルイミドアニオンとしては、例えば、サッカリンアニオンを挙げることができる。
【００３１】
ビス（アルキルスルホニル）イミドアニオン、トリス（アルキルスルホニル）メチルアニオンにおけるアルキル基は、炭素数１〜５のアルキル基が好ましく、例えば、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、ネオペンチル基等を挙げることができる。これらのアルキル基は、置換基を有していてもよく、置換基としてはハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されたアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基等を挙げることができ、フッ素原子で置換されたアルキル基が好ましい。
【００３２】
その他の非求核性アニオンとしては、例えば、弗素化燐、弗素化硼素、弗素化アンチモン等を挙げることができる。
【００３３】
Ｘ⁻の非求核性アニオンとしては、スルホン酸のα位がフッ素原子で置換されたアルカンスルホン酸アニオン、フッ素原子又はフッ素原子を有する基で置換されたアリールスルホン酸アニオン、アルキル基がフッ素原子で置換されたビス（アルキルスルホニル）イミドアニオン、アルキル基がフッ素原子で置換されたトリス（アルキルスルホニル）メチドアニオンが好ましい。非求核性アニオンとして、特に好ましくは炭素数４〜８のパーフロロアルカンスルホン酸アニオン、フッ素原子を有するベンゼンスルホン酸アニオン、最も好ましくはノナフロロブタンスルホン酸アニオン、パーフロロオクタンスルホン酸アニオン、ペンタフロロベンゼンスルホン酸アニオン、３，５−ビス（トリフロロメチル）ベンゼンスルホン酸アニオンである。
【００３４】
Ｒ_２０１、Ｒ_２０２及びＲ_２０３としての有機基の炭素数は、一般的に１〜３０、好ましくは１〜２０である。
また、Ｒ_２０１〜Ｒ_２０３のうち２つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。
Ｒ_２０１〜Ｒ_２０３の内の２つが結合して形成する基としては、アルキレン基（例えば、ブチレン基、ペンチレン基）を挙げることができる。
Ｒ_２０１、Ｒ_２０２及びＲ_２０３としての有機基の具体例としては、後述する化合物（Ｚ１−１）、（Ｚ１−２）、（Ｚ１−３）における対応する基を挙げることができる。
【００３５】
尚、一般式（ＺＩ）で表される構造を複数有する化合物であってもよい。例えば、一般式（ＺＩ）で表される化合物のＲ_２０１〜Ｒ_２０３の少なくともひとつが、一般式（ＺＩ）で表されるもうひとつの化合物のＲ_２０１〜Ｒ_２０３の少なくともひとつと結合した構造を有する化合物であってもよい。
【００３６】
一般式（ＺＩＩ）及び（ＺＩＩＩ）中、Ｒ_２０４〜Ｒ_２０７は、各々独立に、アリール基又はアルキル基を表す。
Ｒ_２０４〜Ｒ_２０７のアリール基は、置換基を有していてもよく、フェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。
Ｒ_２０４〜Ｒ_２０７としてのアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、置換基を有していてもよい。好ましいアルキル基として、炭素数１〜１０の直鎖又は分岐アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基）、炭素数３〜１０の環状アルキル基（シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基）を挙げることができる。
Ｒ_２０４〜Ｒ_２０７が有していてもよい置換基としては、例えば、アリール基（例えば炭素数６〜１５）、アルコキシ基（例えば炭素数１〜１５）、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基等を挙げることができる。尚、アリール基については、置換基として更にアルキル基（例えば炭素数１〜１５）を挙げることができる。
一般式（ＺＩＩ）におけるＸ⁻は、非求核性アニオンを表し、一般式（ＺＩ）に於けるＸ⁻の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。
【００３７】
【化２】

【００３８】
一般式（ＺＩＶ）〜（ＺＶＩ）中、Ａｒ_３及びＡｒ_４は、各々独立に、アリール基を表す。
Ｒ_２０６は、アルキル基又はアリール基を表す。
Ｒ_２０７及びＲ_２０８は、各々独立に、アルキル基、アリール基、シアノ基又はハロアルキル基を表す。
Ａは、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を表す。
Ａｒ_３、Ａｒ_４、Ｒ_２０６、Ｒ_２０７及びＲ_２０８としてのアリール基は、置換基を有していてもよく、Ｒ_２０４〜Ｒ_２０７としてのアリール基と同様のものが挙げられる。
Ｒ_２０６、Ｒ_２０７及びＲ_２０８としてのアルキル基は、置換基を有していてもよく、Ｒ_２０４〜Ｒ_２０７としてのアルキル基と同様のものが挙げられる。
Ｒ_２０７及びＲ_２０８としてのハロアルキル基は、上記アルキル基にハロゲン原子が置換したものを挙げることができる。
Ａとしてのアルキレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等の炭素数１〜８個のものが挙げられる。
アルケニレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくはエテニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基等の炭素数２〜６個のものが挙げられる。
アリーレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくはフェニレン基、トリレン基、ナフチレン基等の炭素数６〜１５個のものが挙げられる。
置換基としては、Ｒ_２０４〜Ｒ_２０７が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
【００３９】
化合物（Ａ）として、より好ましくは下記一般式で表される化合物である。
【００４０】
【化３】

【００４１】
Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３は、各々独立に、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３の内の二つが結合して環形成してもよい。
Ａ_１、Ａ_２及びＡ_３は、単結合又は２価の連結基を表す。
ｌ、ｍ及びｎは、各々独立に、０〜３の整数を表す。但し、ｌ＋ｍ＋ｎは１以上である。
Ｘ⁻はアニオンを表す。
【００４２】
尚、一般式（Ｉ）において、例えば、−Ｒ_１−（Ａ_１−ＣＯＯＨ）_ｌは、Ｒ_１としての一価の基に、ｌ個の−（Ａ_１−ＣＯＯＨ）基が置換していることを意味する。
【００４３】
Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３は、各々独立に、好ましくは、アリール基、オキソアルキル基又はアリールカルボニルメチル基、更に好ましくはフェニル基である。
Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３としてのアルキル基、アリール基又はアラルキル基が有してもよい好ましい置換基としては、水酸基、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基、シアノ基、アシル基、アシルオキシ基又はハロゲン原子を挙げられる。
Ａ_１、Ａ_２及びＡ_３は、好ましくは、アリーレン基、鎖中にヘテロ原子を有してもよいアルキレン基、またはこれらの複数が単結合、エステル結合、エーテル結合、スルフィド結合、スルホキシド結合、アミド結合、ウレア結合で連結された基である。
【００４４】
Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３としてのアルキル基は、置換基を有していてもよく、また直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、また、アルキレン鎖中にオキソ基を有していてもよい。例えば、炭素数１〜２０のアルキル基、好ましくは、炭素数１〜１２の直鎖及び分岐アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、直鎖又は分岐プロピル基、直鎖又は分岐ブチル基、直鎖又は分岐ペンチル基）、炭素数３〜８の環状アルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基）を挙げることができる。
アリール基は、置換基を有していてもよく、炭素数６〜１４のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基等を挙げることができ、フェニル基、ナフチル基がより好ましい。
アラルキル基としては、好ましくは炭素数６〜１２のアラルキル基、例えば、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、ナフチルメチル基等を挙げることができる。
【００４５】
Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３としての各基が有してもよい好ましい置換基としては、水酸基、アルキル基（好ましくは炭素数１〜２０）、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜２０）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜２０）、ニトロ基、シアノ基、アシル基（好ましくは炭素数２〜１２）、アシルオキシ基（好ましくは炭素数２〜１２）又はハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子）を挙げられる。
【００４６】
Ａ_１、Ａ_２及びＡ_３は、好ましくは、アリーレン基、鎖中にヘテロ原子を有してもよいアルキレン基、またはこれらの複数が単結合、エステル結合、エーテル結合、スルフィド結合、スルホキシド結合、アミド結合、ウレア結合で連結された基である。
アルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等の炭素数１〜８個のものが挙げられる。
アリーレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいフェニレン基、トリレン基、ナフチレン基等の炭素数６〜１５個のものが挙げられる。
Ａ_１、Ａ_２及びＡ_３としての連結基の炭素数は、好ましくは１〜１０である。
【００４７】
ｌ＋ｍ＋ｎの合計は１〜３であり、１又は２が好ましい。
【００４８】
Ｘ⁻としてのアニオンは、例えば、上記一般式（ＺＩ）及び（ＺＩＩ）におけるＸ⁻としての非求核性アニオンを挙げることができる。
【００４９】
一般式（Ｉ）におけるＲ_１、Ｒ_２及びＲ_３の好ましい組み合わせを以下に挙げる。
ａ）Ｒ_１〜Ｒ_３がすべてアリール基。
ｂ）Ｒ_１〜Ｒ_３の１つ又は２つがアリール基で、他がアルキル基。
ｃ）Ｒ_１が２−アリール−２−オキソアルキル基であり、Ｒ_２及びＲ_３がアルキル基又はアリール基。
ｄ）Ｒ_１が２−（直鎖、分岐、環状又は多環環状）アルキル−２−オキソアルキル基であり、Ｒ_２及びＲ_３がアルキル基又はアリール基。
ｅ）Ｒ_１が２−オキソ（単環又は多環）環状アルキル基であり、Ｒ_２及びＲ_３がアルキル基又はアリール基である。
また、ａ）〜ｅ）において、Ｒ_１〜Ｒ_３のうちの２つが結合して環を形成してもよい。
【００５０】
特に好ましい化合物（Ａ）として、特に好ましくは下記化合物（Ｚ１−１）、（Ｚ１−２）、及び（Ｚ１−３）が任意の置換位置にカルボキシル基を有する化合物を挙げることができる。
【００５１】
化合物（Ｚ１−１）は、上記一般式（ＺＩ）のＲ_２０１〜Ｒ_２０３の少なくとも１つがアリール基である、アリールスルホニム化合物、即ち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。
アリールスルホニウム化合物は、Ｒ_２０１〜Ｒ_２０３の全てがアリール基でもよいし、Ｒ_２０１〜Ｒ_２０３の一部がアリール基で、残りがアルキル基でもよい。
アリールスルホニウム化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物を挙げることができる。
アリールスルホニウム化合物のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。アリールスルホニム化合物が２つ以上のアリール基を有する場合に、２つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているアルキル基は、炭素数１〜１５の直鎖、分岐又は環状アルキル基が好ましく、例えば、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、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。
Ｒ_２０１〜Ｒ_２０３のアリール基、アルキル基は、アルキル基（例えば炭素数１〜１５）、アリール基（例えば炭素数６−から１４）、アルコキシ基（例えば炭素数１〜１５）、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基を置換基として有してもよい。好ましい置換基としては炭素数１〜１２の直鎖、分岐又は環状アルキル基、炭素数１〜１２の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基であり、最も好ましくは炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基である。置換基は、３つのＲ_２０１〜Ｒ_２０３のうちのいずれか１つに置換していてもよいし、３つ全てに置換していてもよい。また、Ｒ_２０１〜Ｒ_２０３がアリール基の場合に、置換基はアリール基のｐ−位に置換していることが好ましい。
【００５２】
化合物（Ｚ１−２）は、式（ＺＩ）におけるＲ_２０１〜Ｒ_２０３が、各々独立に、芳香環を含有しない有機基を表す場合の化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含有する芳香族環も包含するものである。
Ｒ_２０１〜Ｒ_２０３としての芳香環を含有しない有機基は、一般的に炭素数１〜３０、好ましくは炭素数１〜２０である。
Ｒ_２０１〜Ｒ_２０３は、各々独立に、好ましくはアルキル基、２−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、アリル基、ビニル基であり、更に好ましくは直鎖、分岐、環状２−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、最も好ましくは直鎖、分岐２−オキソアルキル基である。
【００５３】
Ｒ_２０１〜Ｒ_２０３としてのアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数１〜１０の直鎖又は分岐アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基）、炭素数３〜１０の環状アルキル基（シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基）を挙げることができる。
Ｒ_２０１〜Ｒ_２０３としての２−オキソアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、好ましくは、上記のアルキル基の２位に＞Ｃ＝Ｏを有する基を挙げることができる。
Ｒ_２０１〜Ｒ_２０３としてのアルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数１〜５のアルキル基（メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基）を挙げることができる。
Ｒ_２０１〜Ｒ_２０３は、ハロゲン原子、アルコキシ基（例えば炭素数１〜５）、水酸基、シアノ基、ニトロ基によって更に置換されていてもよい。
Ｒ_２０１〜Ｒ_２０３のうち２つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。Ｒ_２０１〜Ｒ_２０３の内の２つが結合して形成する基としては、アルキレン基（例えば、ブチレン基、ペンチレン基）を挙げることができる。
【００５４】
化合物（Ｚ１−３）は、以下の一般式（Ｚ１−３）で表される化合物である。
【００５５】
【化４】

【００５６】
Ａｒは、アリール基を表す。
Ｒ_１ｃ〜Ｒ_５ｃは、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、又はハロゲン原子を表す。
Ｒ_６ｃ及びＲ_７ｃは、水素原子又はアルキル基を表す。
ＡｒとＲ_６ｃとが結合して環形成をしてもよい。
Ｒｘ及びＲｙは、各々独立に、アルキル基、２−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、アリル基、又はビニル基を表す。
Ｒ_１ｃ〜Ｒ_５ｃ中のいずれか２つ以上、及びＲ_ｘとＲ_ｙは、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、この環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。
Ｚｃ⁻は、非求核性アニオンを表し、一般式（ＺＩ）に於けるＸ⁻の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。
【００５７】
Ａｒは、好ましくはフェニル基又はナフチル基であり、特に下記一般式で表される基が好ましい。
【００５８】
【化５】

【００５９】
Ｒ_１ｃ〜Ｒ_５ｃとしてのアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、例えば炭素数１〜２０個のアルキル基、好ましくは炭素数１〜１２個の直鎖及び分岐アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、直鎖又は分岐プロピル基、直鎖又は分岐ブチル基、直鎖又は分岐ペンチル基）、炭素数３〜８個の環状アルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基）を挙げることができる。
Ｒ_１ｃ〜Ｒ_５ｃとしてのアルコキシ基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、例えば炭素数１〜１０のアルコキシ基、好ましくは、炭素数１〜５の直鎖及び分岐アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、直鎖又は分岐プロポキシ基、直鎖又は分岐ブトキシ基、直鎖又は分岐ペントキシ基）、炭素数３〜８の環状アルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基）を挙げることができる。
好ましくはＲ_１ｃ〜Ｒ_５ｃのうちいずれかが直鎖、分岐、環状アルキル基、又は直鎖、分岐、環状アルコキシ基であり、更に好ましくはＲ_１ｃからＲ_５ｃの炭素数の和が２〜１５である。これにより、より溶剤溶解性が向上し、保存時にパーティクルの発生が抑制される。
Ａｒとしてのナフチル基が有してもよい置換基としても、上記Ｒ_１ｃ〜Ｒ_５ｃで表される置換基が好ましい。
【００６０】
Ｒ_ｘ及びＲ_ｙとしてのアルキル基は、Ｒ_１ｃ〜Ｒ_５ｃとしてのアルキル基と同様のものを挙げることができる。
２−オキソアルキル基は、Ｒ_１ｃ〜Ｒ_５ｃとしてのアルキル基の２位に＞Ｃ＝Ｏを有する基を挙げることができる。
アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基については、Ｒ_１ｃ〜Ｒ_５ｃとしてのアルコキシ基と同様のものを挙げることができる。
Ｒ_ｘ及びＲ_ｙが結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げることができる。
【００６１】
Ｒ_ｘ及びＲ_ｙは、好ましくは炭素数４個以上のアルキル基であり、より好ましくは６個以上、更に好ましくは８個以上のアルキル基である。
【００６２】
以下に、化合物（Ａ）の好ましい具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６３】
【化６】

【００６４】
【化７】

【００６５】
（併用酸発生剤）
本発明においては、化合物（Ａ）とともに、他の活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物（光酸発生剤）を併用してもよい。
併用しうる光酸発生剤の使用量は、モル比（化合物（Ａ）／他の光酸発生剤）で、通常１００／０〜１／９９、好ましくは１００／０〜５／９５、更に好ましくは１００／０〜２０／１００である。
併用する他の光酸発生剤は、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活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及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。
【００６６】
たとえば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、ｏ−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。
【００６７】
また、活性光線又は放射線の照射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又は側鎖に導入した化合物、たとえば、米国特許第３，８４９，１３７号、独国特許第３９１４４０７号、特開昭６３−２６６５３号、特開昭５５−１６４８２４号、特開昭６２−６９２６３号、特開昭６３−１４６０３８号、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。
【００６８】
さらに米国特許第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。
【００６９】
併用してもよい他の光酸発生剤として、好ましくはカルボキシル基を有さない上記一般式（ＺＩ）〜（ＺＶＩ）で表される化合物、より好ましくはカルボキシル基を有さない上記化合物（Ｚ１〜１）〜（Ｚ１−３）である。
【００７０】
併用してもよい他の光酸発生剤として、特に好ましいものの例を以下に挙げる。
【００７１】
【化８】

【００７２】
【化９】

【００７３】
【化１０】

【００７４】
〔２〕（Ｂ）酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂（以下、「（Ｂ）成分」ともいう）
本発明のポジ型感光性組成物に用いられる酸により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂としては、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、酸で分解し得る基（以下、「酸分解性基」ともいう）を有する樹脂である。この内、酸で分解し得る基を側鎖に有する樹脂がより好ましい。
【００７５】
酸で分解し得る基として好ましい基は、−ＣＯＯＨ基、−ＯＨ基の水素原子を酸で脱離する基で置換した基である。
本発明においては、酸分解性基は、アセタール基又は３級エステル基である。
【００７６】
これら酸で分解し得る基が側鎖として結合する場合の母体樹脂としては、側鎖に−ＯＨもしくは−ＣＯＯＨ基を有するアルカリ可溶性樹脂である。例えば、後述するアルカリ可溶性樹脂を挙げることができる。
【００７７】
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１７０Ａ／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（Ａはオングストローム）。
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−，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、水素化ノボラック樹脂等のヒドロキシスチレン構造単位を有するアルカリ可溶性樹脂である。
【００７８】
本発明に於ける好ましい酸分解性基を有する繰り返し単位としては、例えば、ｔ−ブトキシカルボニルオキシスチレン、１−アルコキシエトキシスチレン、（メタ）アクリル酸３級アルキルエステル等を挙げることができる。
【００７９】
本発明に用いられる（Ｂ）成分は、欧州特許２５４８５３号、特開平２−２５８５０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。
【００８０】
本発明に使用される（Ｂ）成分の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
【００８１】
ｐ−ｔ−ブトキシスチレン／ｐ−ヒドロキシスチレン共重合体、
ｐ−（ｔ−ブトキシカルボニルオキシ）スチレン／ｐ−ヒドロキシスチレン共重合体、
ｐ−（ｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシ）スチレン／ｐ−ヒドロキシスチレン共重合体、
４−（ｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシ）−３−メチルスチレン／４−ヒドロキシ−３−メチルスチレン共重合体、
ｐ−（ｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシ）スチレン／ｐ−ヒドロキシスチレン（１０％水素添加物）共重合体、
ｍ−（ｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシ）スチレン／ｍ−ヒドロキシスチレン共重合体、
ｏ−（ｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシ）スチレン／ｏ−ヒドロキシスチレン共重合体、
ｐ−（クミルオキシカルボニルメチルオキシ）スチレン／ｐ−ヒドロキシスチレン共重合体、
クミルメタクリレート／メチルメタクリレート共重合体、
４−ｔ−ブトキシカルボニルスチレン／マレイン酸ジメチル共重合体、
ベンジルメタクリレート／テトラヒドロピラニルメタクリレート、
【００８２】
ｐ−（ｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシ）スチレン／ｐ−ヒドロキシスチレン／スチレン共重合体、
ｐ−ｔ−ブトキシスチレン／ｐ−ヒドロキシスチレン／フマロニトリル共重合体、
ｔ−ブトキシスチレン／ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体、
スチレン／Ｎ−（４−ヒドロキシフェニル）マレイミド／Ｎ−（４−ｔ−ブトキシカルボニルオキシフェニル）マレイミド共重合体、
ｐ−ヒドロキシスチレン／ｔ−ブチルメタクリレート共重合体、
スチレン／ｐ−ヒドロキシスチレン／ｔ−ブチルメタクリレート共重合体、
ｐ−ヒドロキシスチレン／ｔ−ブチルアクリレート共重合体、
スチレン／ｐ−ヒドロキシスチレン／ｔ−ブチルアクリレート共重合体、
ｐ−（ｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシ）スチレン／ｐ−ヒドロキシスチレン／Ｎ−メチルマレイミド共重合体、
ｔ−ブチルメタクリレート／１−アダマンチルメチルメタクリレート共重合体、
ｐ−ヒドロキシスチレン／ｔ−ブチルアクリレート／ｐ−アセトキシスチレン共重合体、
ｐ−ヒドロキシスチレン／ｔ−ブチルアクリレート／ｐ−（ｔ−ブトキシカルボニルオキシ）スチレン共重合体、
ｐ−ヒドロキシスチレン／ｔ−ブチルアクリレート／ｐ−（ｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシ）スチレン共重合体、
【００８３】
【化１１】

【００８４】
【化１２】

【００８５】
上記具体例において、ｔＢｕはｔ−ブチル基を表す。
【００８６】
酸で分解し得る基の含有率は、樹脂中の酸で分解し得る基の数（Ｂ）と酸で脱離する基で保護されていないアルカリ可溶性基の数（Ｓ）をもって、Ｂ／（Ｂ＋Ｓ）で表される。含有率は、好ましくは０．０１〜０．７、より好ましくは０．０５〜０．５０、更に好ましくは０．０５〜０．４０である。
【００８７】
本発明のポジ型感光性組成物にＡｒＦエキシマレーザー光を照射する場合には、（Ｂ）成分の樹脂は、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有し、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解度が増加する樹脂であることが好ましい。
【００８８】
単環又は多環の脂環炭化水素構造を有し、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解度が増加する樹脂（以下、「脂環炭化水素系酸分解性樹脂」ともいう）としては、下記一般式（ｐＩ）〜一般式（ｐＶＩ）で示される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位及び下記一般式（ＩＩ−ＡＢ）で示される繰り返し単位の群から選択される少なくとも１種を含有する樹脂であることが好ましい。
【００８９】
【化１３】

【００９０】
（式中、Ｒ_１１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、Ｚは、炭素原子とともに脂環式炭化水素基を形成するのに必要な原子団を表す。
Ｒ_１２〜Ｒ_１６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炭化水素基を表し、但し、Ｒ_１２〜Ｒ_１４のうち少なくとも１つ、もしくはＲ_１５、Ｒ_１６のいずれかは脂環式炭化水素基を表す。
Ｒ_１７〜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炭化水素基を表し、但し、Ｒ_１７〜Ｒ_２１のうち少なくとも１つは脂環式炭化水素基を表す。また、Ｒ_１９、Ｒ_２１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炭化水素基を表す。
Ｒ_２２〜Ｒ_２５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炭化水素基を表し、但し、Ｒ_２２〜Ｒ_２５のうち少なくとも１つは脂環式炭化水素基を表す。また、Ｒ_２３とＲ_２４は、互いに結合して環を形成していてもよい。）
【００９１】
【化１４】

【００９２】
式（ＩＩ−ＡＢ）中：
Ｒ_１１’，Ｒ_１２’は、各々独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
Ｚ’は、結合した２つの炭素原子（Ｃ−Ｃ）を含み、置換基を有していてもよい脂環式構造を形成するための原子団を表す。
【００９３】
また、上記一般式（ＩＩ−ＡＢ）は、下記一般式（ＩＩ−Ａ）又は一般式（ＩＩ−Ｂ）であることが更に好ましい。
【００９４】
【化１５】

【００９５】
式（ＩＩ−Ａ）、（ＩＩ−Ｂ）中：
Ｒ_１３’〜Ｒ_１６’は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＲ_５、酸の作用により分解する基、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｘ−Ａ’−Ｒ_１７’、又は置換基を有していてもよいアルキル基あるいは環状炭化水素基を表す。
ここで、Ｒ_５は、置換基を有していてもよい、アルキル基、環状炭化水素基又は下記の−Ｙ基を表す。
Ｘは、酸素原子、硫黄原子、−ＮＨ−、−ＮＨＳＯ_２−又は−ＮＨＳＯ_２ＮＨ−を表す。
Ａ’は単結合又は２価の連結基を表す。
また、Ｒ_ｌ３’〜Ｒ_１６’のうち少なくとも２つが結合して環を形成してもよい。ｎは０又は１を表す。
Ｒ_１７’は、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＲ_５、−ＣＮ、水酸基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、−ＣＯ−ＮＨ−Ｒ_６、−ＣＯ−ＮＨ−ＳＯ_２−Ｒ_６又は下記の−Ｙ基を表す。
Ｒ_６は、置換基を有していてもよい、アルキル基又は環状炭化水素基を表す。
−Ｙ基；
【００９６】
【化１６】

【００９７】
（−Ｙ基中、Ｒ_２１’〜Ｒ_３０’は、各々独立に、水素原子又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。ａ，ｂは１又は２を表す。）
【００９８】
一般式（ｐＩ）〜（ｐＶＩ）において、Ｒ_１２〜Ｒ_２５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。
【００９９】
Ｒ_１１〜Ｒ_２５における脂環式炭化水素基或いはＺと炭素原子が形成する脂環式炭化水素基としては、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。これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい。
【０１００】
脂環式炭化水素基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。
【０１０１】
これらの脂環式炭化水素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。
【０１０２】
上記樹脂における一般式（ｐＩ）〜（ｐＶＩ）で示される構造は、アルカリ可溶性基の保護に使用することができる。アルカリ可溶性基としては、この技術分野において公知の種々の基が挙げられる。
具体的には、カルボン酸基、スルホン酸基、フェノール基、チオール基などが挙げられ、好ましくはカルボン酸基、スルホン酸基である。
上記樹脂における一般式（ｐＩ）〜（ｐＶＩ）で示される構造で保護されたアルカリ可溶性基としては、好ましくはカルボキシル基の水素原子が一般式（ｐＩ）〜（ＰＶＩ）で表される構造で置換された構造が挙げられる。
【０１０３】
一般式（ｐＩ）〜（ｐＶＩ）で示される構造で保護されたアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位としては、下記一般式（ｐＡ）で示される繰り返し単位が好ましい。
【０１０４】
【化１７】

【０１０５】
ここで、Ｒは、水素原子、ハロゲン原子又は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。複数のＲは、各々同じでも異なっていてもよい。
Ａ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、アミド基、スルフォンアミド基、ウレタン基、又はウレア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、上記式（ｐＩ）〜（ｐＶＩ）のいずれかの基を表す。
【０１０６】
一般式（ｐＡ）で表される繰り返し単位は、最も好ましくは、２−アルキル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート、ジアルキル（１−アダマンチル）メチル（メタ）アクリレートによる繰り返し単位である。
【０１０７】
以下、一般式（ｐＡ）で示される繰り返し単位の具体例を示す。
【０１０８】
【化１８】

【０１０９】
上記一般式（ＩＩ−ＡＢ）において、Ｒ_１１’、Ｒ_１２’は、各々独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
Ｚ’は、結合した２つの炭素原子（Ｃ−Ｃ）を含み、置換基を有していてもよい脂環式構造を形成するための原子団を表す。
【０１１０】
上記Ｒ_１１’、Ｒ_１２’におけ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。
上記Ｒ_１１’、Ｒ_１２’、Ｒ_２１’〜Ｒ_３０’におけるアルキル基としては、炭素数１〜１０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１〜６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、ｔ−ブチル基である。
【０１１１】
上記のアルキル基における更なる置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルコキシ基、アシル基、シアノ基、アシルオキシ基等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、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、アシル基としてはホルミル基、アセチル基等を挙げることができ、アシルオキシ基としてはアセトキシ基等を挙げることができる。
【０１１２】
上記Ｚ’の脂環式構造を形成するための原子団は、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素の繰り返し単位を樹脂に形成する原子団であり、中でも有橋式の脂環式炭化水素の繰り返し単位を形成する有橋式脂環式構造を形成するための原子団が好ましい。
形成される脂環式炭化水素の骨格としては、一般式（ｐＩ）〜（ｐＶＩ）に於けるＲ_１１〜Ｒ_２５の脂環式炭化水素基と同様のものが挙げられる。
【０１１３】
上記脂環式炭化水素の骨格には置換基を有していてもよい。そのような置換基としては、前記一般式（ＩＩ−Ａ）あるいは（ＩＩ−Ｂ）中のＲ_１３’〜Ｒ_１６’を挙げることができる。
上記有橋式の脂環式炭化水素を有する繰り返し単位の中でも、上記一般式（ＩＩ−Ａ）あるいは（ＩＩ−Ｂ）で表される繰り返し単位が更に好ましい。
【０１１４】
本発明に係わる脂環炭化水素系酸分解性樹脂において、酸分解性基は、前記−Ｃ（＝Ｏ）−Ｘ−Ａ’−Ｒ_１７’に含まれてもよいし、一般式（ＩＩ−ＡＢ）のＺ’の置換基として含まれてもよい。
酸分解性基の構造としては、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｘ_１−Ｒ_０ で表される。
式中、Ｒ_０ 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、３−オキソアルキル基、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エステル基、３−オキソシクロヘキシルエステル基、２−メチル−２−アダマンチル基、メバロニックラクトン残基等を挙げることができる。Ｘ_１は、上記Ｘと同義である。
【０１１５】
上記Ｒ_１３’〜Ｒ_１６’におけ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。
【０１１６】
上記Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_１３’〜Ｒ_１６’におけるアルキル基としては、炭素数１〜１０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１〜６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、ｔ−ブチル基である。
【０１１７】
上記Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_１３’〜Ｒ_１６’における環状炭化水素基としては、例えば環状アルキル基、有橋式炭化水素であり、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、２−メチル−２−アダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、イソボロニル基、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等を挙げることができる。
上記Ｒ_１３’〜Ｒ_１６’のうち少なくとも２つが結合して形成する環としては、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプタン、シクロオクタン等の炭素数５〜１２の環が挙げられる。
【０１１８】
上記Ｒ_１７’におけ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。
【０１１９】
上記アルキル基、環状炭化水素基、アルコキシ基における更なる置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルコキシ基、アシル基、シアノ基、アシルオキシ基、アルキル基、環状炭化水素基等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。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個のものが挙げることができ、アシル基としてはホルミル基、アセチル基等を挙げることができ、アシルオキシ基としてはアセトキシ基等を挙げることができる。
また、アルキル基、環状炭化水素基は、上記で挙げたものが挙げられる。
【０１２０】
上記Ａ’の２価の連結基としては、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、アミド基、スルフォンアミド基、ウレタン基、ウレア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が挙げられる。
【０１２１】
本発明に係る脂環炭化水素系酸分解性樹脂においては、酸の作用により分解する基は、前記一般式（ｐＩ）〜一般式（ｐＶＩ）で示される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位、一般式（ＩＩ−ＡＢ）で表される繰り返し単位、及び後記共重合成分の繰り返し単位のうち少なくとも１種の繰り返し単位に含有することができる。
【０１２２】
上記一般式（ＩＩ−Ａ）あるいは一般式（ＩＩ−Ｂ）におけるＲ_１３’〜Ｒ_１６’の各種置換基は、上記一般式（ＩＩ−ＡＢ）における脂環式構造を形成するための原子団ないし有橋式脂環式構造を形成するための原子団Ｚの置換基ともなるものである。
【０１２３】
上記一般式（ＩＩ−Ａ）あるいは一般式（ＩＩ−Ｂ）で表される繰り返し単位の具体例として次のものが挙げられるが、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。
【０１２４】
【化１９】

【０１２５】
本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、ラクトン基を有することが好ましく、より好ましくは下記一般式（Ｌｃ）又は下記一般式（Ｖ−１）〜（Ｖ−５）のいずれかで表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位を有することであり、ラクトン構造を有する基が主鎖に直接結合していてもよい。
【０１２６】
【化２０】

【０１２７】
【化２１】

【０１２８】
一般式（Ｌｃ）中、Ｒａ_１，Ｒｂ_１，Ｒｃ_１，Ｒｄ_１，Ｒｅ_１は、各々独立に、水素原子又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。ｍ，ｎは各々独立に０〜３の整数を表し、ｍ＋ｎは、２以上６以下である。
【０１２９】
一般式（Ｖ−１）〜（Ｖ−５）において、Ｒ_１ｂ〜Ｒ_５ｂは、各々独立に、水素原子、置換基を有していてもよい、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルホニルイミノ基又はアルケニル基を表す。Ｒ_１ｂ〜Ｒ_５ｂの内の２つは、結合して環を形成してもよい。
【０１３０】
一般式（Ｌｃ）に於けるＲａ_１〜Ｒｅ_１のアルキル基及び一般式（Ｖ−１）〜（Ｖ−５）に於けるＲ_１ｂ〜Ｒ_５ｂのアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルホニルイミノ基におけるアルキル基としては、直鎖状、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。
【０１３１】
一般式（Ｌｃ）又は一般式（Ｖ−１）〜（Ｖ−５）のいずれかで表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位としては、上記一般式（ＩＩ−Ａ）又は（ＩＩ−Ｂ）中のＲ_１３’〜Ｒ_１６’のうち少なくとも１つが一般式（Ｌｃ）又は一般式（Ｖ−１）〜（Ｖ−５）で表される基を有するもの（例えば−ＣＯＯＲ_５のＲ_５が一般式（Ｌｃ）又は一般式（Ｖ−１）〜（Ｖ−５）で表される基を表す）、又は下記一般式（ＡＩ）で表される繰り返し単位等を挙げることができる。
【０１３２】
【化２２】

【０１３３】
一般式（ＡＩ）中、Ｒ_ｂ０は、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数１〜４の置換もしくは非置換のアルキル基を表す。Ｒ_ｂ０のアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、前記一般式（Ｖ−１）〜（Ｖ−５）におけるＲ_１ｂとしてのアルキル基が有していてもよい好ましい置換基として先に例示したものが挙げられる。
Ｒ_ｂ０のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。Ｒ_ｂ０は水素原子が好ましい。
Ａ’は、単結合、エーテル基、エステル基、カルボニル基、アルキレン基、又はこれらを組み合わせた２価の基を表す。
Ｂ_２は、一般式（Ｌｃ）又は一般式（Ｖ−１）〜（Ｖ−５）のうちのいずれかで示される基を表す。
【０１３４】
以下に、ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を挙げるが、本発明がこれに限定されるものではない。
【０１３５】
【化２３】

【０１３６】
【化２４】

【０１３７】
【化２５】

【０１３８】
本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、下記一般式（ＶＩＩ）で表される基を有する繰り返し単位を含有してもよい。
【０１３９】
【化２６】

【０１４０】
一般式（ＶＩＩ）中、Ｒ_２ｃ〜Ｒ_４ｃは、各々独立に水素原子又は水酸基を表す。ただし、Ｒ_２ｃ〜Ｒ_４ｃのうち少なくとも１つは水酸基を表す。
【０１４１】
一般式（ＶＩＩ）で表される基は、好ましくはジヒドロキシ体、モノヒドロキシ体であり、より好ましくはジヒドロキシ体である。
【０１４２】
一般式（ＶＩＩ）で表される基を有する繰り返し単位としては、上記一般式（ＩＩ−Ａ）又は（ＩＩ−Ｂ）中のＲ_１３’〜Ｒ_１６’のうち少なくとも１つが上記一般式（ＶＩＩ）で表される基を有するもの（例えば−ＣＯＯＲ_５のＲ_５が一般式（ＶＩＩ）で表される基を表す）、又は下記一般式（ＡＩＩ）で表される繰り返し単位等を挙げることができる。
【０１４３】
【化２７】

【０１４４】
一般式（ＡＩＩ）中、Ｒ_１ｃは、水素原子又はメチル基を表す。
Ｒ_２ｃ〜Ｒ_４ｃは、各々独立に水素原子又は水酸基を表す。ただし、Ｒ_２ｃ〜Ｒ_４ｃのうち少なくとも１つは水酸基を表す。Ｒ_２ｃ〜Ｒ_４ｃのうちの二つが水酸基であるものが好ましい。
【０１４５】
以下に、一般式（ＡＩＩ）で表される構造を有する繰り返し単位の具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
【０１４６】
【化２８】

【０１４７】
本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、下記一般式（ＶＩＩＩ）で表される繰り返し単位を含有してもよい。
【０１４８】
【化２９】

【０１４９】
上記一般式（ＶＩＩＩ）に於いて、Ｚ_２は、−Ｏ−又は−Ｎ（Ｒ_４１）−を表す。ここでＲ_４１は、水素原子、水酸基、アルキル基、ハロアルキル基、又は−ＯＳＯ_２−Ｒ_４２を表す。Ｒ_４２は、アルキル基、ハロアルキル基、シクロアルキル基又は樟脳残基を表す。
【０１５０】
上記一般式（ＶＩＩＩ）で表される繰り返し単位として、以下の具体例が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１５１】
【化３０】

【０１５２】
【化３１】

【０１５３】
本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、上記の繰り返し構造単位以外に、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な特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し構造単位を含有することができる。
【０１５４】
このような繰り返し構造単位としては、下記の単量体に相当する繰り返し構造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、脂環炭化水素系酸分解性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、
等の微調整が可能となる。
このような単量体として、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個有する化合物等を挙げることができる。
【０１５５】
その他にも、上記種々の繰り返し構造単位に相当する単量体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、共重合されていてもよい。
【０１５６】
脂環炭化水素系酸分解性樹脂において、各繰り返し構造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性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。
【０１５７】
本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂の好ましい態様としては、以下のものが挙げられる。
（１） 上記一般式（ｐＩ）〜（ｐＶＩ）で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位を含有するもの（側鎖型）
（２） 一般式（ＩＩ−ＡＢ）で表される繰り返し単位を含有するもの（主鎖型）
但し、（２）においては例えば、更に以下のものが挙げられる。
（３） 一般式（ＩＩ−ＡＢ）で表される繰り返し単位、無水マレイン酸誘導体及び（メタ）アクリレート構造を有するもの（ハイブリッド型）
【０１５８】
脂環炭化水素系酸分解性樹脂中、酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中１０〜６０モル％が好ましく、より好ましくは２０〜５０モル％、更に好ましくは２５〜４０モル％である。
脂環炭化水素系酸分解性樹脂中、一般式（ｐＩ）〜（ｐＶＩ）で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中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％である。
脂環炭化水素系酸分解性樹脂中、一般式（ＩＩ−ＡＢ）で表される繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中１０〜６０モル％が好ましく、より好ましくは１５〜５５モル％、更に好ましくは２０〜５０モル％である。
【０１５９】
また、上記更なる共重合成分の単量体に基づく繰り返し構造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、上記一般式（ｐＩ）〜（ｐＶＩ）で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し構造単位と上記一般式（ＩＩ−ＡＢ）で表される繰り返し単位の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。
本発明の組成物がＡｒＦ露光用であるとき、ＡｒＦ光への透明性の点から樹脂は芳香族基を有さないことが好ましい。
【０１６０】
本発明に用いる脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、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。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種を、一括であるいは反応途中で反応容器に仕込み、これを必要に応じ反応溶媒、例えばテトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、さらには後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのような本発明の組成物を溶解する溶媒に溶解させ均一とした後、窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で必要に応じ加熱、市販のラジカル開始剤（アゾ系開始剤、パーオキサイドなど）を用いて重合を開始させる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は２０質量％以上であり、好ましくは３０質量％以上、さらに好ましくは４０質量％以上である。反応温度は１０℃〜１５０℃であり、好ましくは３０℃〜１２０℃、さらに好ましくは５０〜１００℃である。
【０１６１】
本発明の組成物を多層レジストの上層レジストに使用する場合に、（Ｂ）成分の樹脂は、シリコン原子を有することが好ましい。
シリコン原子を有し、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度を増大する樹脂としては、シリコン原子を主鎖及び側鎖の少なくとも一方に有する樹脂のいずれも用いることができる。樹脂の側鎖にシロキサン構造を有する樹脂として、例えば、シリコン原子を側鎖に有するオレフィン系単量体、無水マレイン酸及び酸分解性基を側鎖に有する（メタ）アクリル酸系単量体の共重合体を挙げることができる。
【０１６２】
本発明のポジ型感光性組成物にＦ_２エキシマレーザー光を照射する場合に、（Ｂ）成分の樹脂は、ポリマー骨格の主鎖及び／又は側鎖にフッ素原子が置換し
た構造を有し、且つ酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解度を増大する樹脂（以下、フッ素基含有樹脂ともいう）が好ましく、さらに好ましくは１位がフッ素原子またはフロロアルキル基で置換された水酸基または１位がフッ素原子またはフロロアルキル基で置換された水酸基を酸分解基で保護した基を含有する樹脂であり、最も好ましくはヘキサフロロ−２−プロパノール構造またはヘキサフロロ−２−プロパノールの水酸基を酸分解基で保護した構造を含有する樹脂である。フッ素原子を導入することで遠紫外光、特にＦ_２（１５７ｎｍ）光に対する透明性を向上させることができる。
【０１６３】
（Ｂ）酸分解性樹脂におけるフッ素基含有樹脂として、例えば、下記一般式（ＦＡ）〜（ＦＧ）で示される繰り返し単位を少なくとも一つ有する樹脂を好ましく挙げることができる。
【０１６４】
【化３２】

【０１６５】
前記一般式中、
Ｒ_１００−Ｒ_１０３はそれぞれ水素原子、フッ素原子、アルキル基、フロロアルキル基またはアリール基を表す。
Ｒ_１０４およびＲ_１０６はそれぞれ水素原子、フッ素原子またはフロロアルキル基であり、Ｒ_１０４およびＲ_１０６の少なくとも１方がフッ素原子またはフロロアルキル基である。Ｒ_１０４およびＲ_１０６は好ましくは両方トリフロロメチル基である。
Ｒ_１０５は水素原子、アルキル基、フロロアルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基または酸の作用により分解する基である。
Ａ_１は単結合、２価の連結基、例えば直鎖、分岐、環状アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＣＯＮ（Ｒ_２４）−、およびこれらのうちの複数を含有する連結基である。Ｒ_２４は水素原子またはアルキル基である。
Ｒ_１０７，Ｒ_１０８はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、フロロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基または酸の作用により分解する基である。
Ｒ_１０９は水素原子、アルキル基、フロロアルキル基、酸の作用により分解する基である。
ｂは、０、１又は２である。
一般式（ＦＡ）〜（ＦＧ）で表される繰り返し単位は、一繰り返し単位あたりに少なくとも１つ、好ましくは３つ以上のフッ素原子を含む。
【０１６６】
上記一般式（ＦＡ）〜（ＦＧ）において、アルキル基としては、例えば炭素数１〜８個のアルキル基であって、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基を好ましく挙げることができる。
シクロアルキル基としては単環型でもよく、多環型でもよい。単環型としては炭素数３〜８個のものであって、例えばシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基を好ましく挙げることができる。多環型としては炭素数６〜２０個のものであって、例えばアダマンチル基、ノルボルニル基、イソボロニル基、カンファニル基、ジシクロペンチル基、α−ピネル基、トリシクロデカニル基、テトシクロドデシル基、アンドロスタニル基等を好ましく挙げることができる。但し、上記の単環又は多環のシクロアルキル基中の炭素原子が、酸素原子等のヘテロ原子に置換されていてもよい。
【０１６７】
フルオロアルキル基としては、例えば炭素数４〜１２個のものであって、具体的にはパーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロオクチルエチル基、パーフルオロドデシル基等を好ましくあげることができる。
ハロアルキル基としては、例えば炭素数１〜４個のハロアルキル基であって、具体的にはクロロメチル基、クロロエチル基、クロロプロピル基、クロロブチル基、ブロモメチル基、ブロモエチル基等を好ましく挙げることができる。
【０１６８】
アリール基としては、例えば炭素数６〜１５個のアリール基であって、具体的には、フェニル基、トリル基、ジメチルフェニル基、２，４，６−トリメチルフェニル基、ナフチル基、アントリル基、９，１０−ジメトキシアントリル基等を好ましく挙げることができる。
アラルキル基としては、例えば炭素数７〜１２個のアラルキル基であって、具体的には、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等を好ましく挙げることができる。
アルケニル基としては、例えば炭素数２〜８個のアルケニル基であって、具体的には、ビニル基、アリル基、ブテニル基、シクロヘキセニル基を好ましく挙げることができる。
【０１６９】
アルコキシ基としては、例えば炭素数１〜８個のアルコキシ基であって、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｉｓｏ−プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、アリルオキシ基、オクトキシ基等を好ましく挙げることができる。
アシル基としては、例えば炭素数１〜１０個のアシル基であって、具体的には、ホルミル基、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、ピバロイル基、オクタノイル基、ベンゾイル基等を好ましく挙げることができる。
アシロキシ基としては、炭素数２〜１２個のアシロキシ基が好ましく、例えばアセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等を挙げることができる。
アルキニル基としては、炭素数２〜５のアルキニル基が好ましく、例えばエチニル基、プロピニル基、ブチニル基等を挙げることができる。
アルコキシカルボニル基としては、ｉ−プロポキシカルボニル基、ｔ−ブトキシカルボニル基、ｔ−アミロキシカルボニル基、１−メチル−１−シクロヘキシルオキシカルボニル基等、好ましくは２級、より好ましくは３級のアルコキシカルボニル基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子等を挙げることができる。
【０１７０】
アルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数１〜８個のものが挙げられる。
アルケニレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいエテニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基等の炭素数２〜６個のものが挙げられる。
シクロアルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいシクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等の炭素数５〜８個のものが挙げられる。
アリーレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいフェニレン基、トリレン基、ナフチレン基等の炭素数６〜１５個のものが挙げられる。
【０１７１】
またこれらの基は置換基を有していてもよく、置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基等の活性水素を有するものや、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子）、アルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等）、チオエーテル基、アシル基（アセチル基、プロパノイル基、ベンゾイル基等）、アシロキシ基（アセトキシ基、プロパノイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等）、アルコキシカルボニル基（メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基等）、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。
ここで、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基は上記で示したものが挙げられるが、アルキル基は、更にフッ素原子、シクロアルキル基で置換されていてもよい。
【０１７２】
本発明のフッ素基含有樹脂に含まれる、酸の作用により分解しアルカリ可溶性を示す基としては、例えば−Ｏ−Ｃ（Ｒ_３６）（Ｒ_３７）（Ｒ_３８）、−Ｏ−Ｃ（Ｒ_３６）（Ｒ_３７）（ＯＲ_３９）、−Ｏ−ＣＯＯ−Ｃ（Ｒ_３６）（Ｒ_３７）（Ｒ_３８）、−Ｏ−Ｃ（Ｒ_０１）（Ｒ_０２）ＣＯＯ−Ｃ（Ｒ_３６）（Ｒ_３７）（Ｒ_３８）、−ＣＯＯ−Ｃ（Ｒ_３６）（Ｒ_３７）（Ｒ_３８）、−ＣＯＯ−Ｃ（Ｒ_３６）（Ｒ_３７）（ＯＲ_３９）等が挙げられる。
Ｒ_３６〜Ｒ_３９は、置換基を有していてもよい、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表し、Ｒ_０１、Ｒ_０２は、水素原子、置換基を有していてもよい、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基又はアリール基を表す。
【０１７３】
好ましい具体例としては、ｔ−ブチル基、ｔ−アミル基、１−アルキル−１−シクロヘキシル基、２−アルキル−２−アダマンチル基、２−アダマンチル−２−プロピル基、２−（４−メチルシクロヘキシル）−２−プロピル基等の３級アルキル基のエーテル基又はエステル基、１−アルコキシ−１−エトキシ基、テトラヒドロピラニル基等のアセタール基又はアセタールエステル基、ｔ−アルキルカーボネート基、ｔ−アルキルカルボニルメトキシ基等が好ましく挙げられる。
【０１７４】
以下に一般式（ＦＡ）〜（ＦＧ）で表される繰り返し構造単位の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１７５】
【化３３】

【０１７６】
【化３４】

【０１７７】
【化３５】

【０１７８】
【化３６】

【０１７９】
一般式（ＦＡ）〜（ＦＧ）で示される繰り返し単位の含量の合計は、樹脂を構成する全繰り返し単位に対して、一般的に１０〜８０モル％、好ましくは３０〜７０モル％、更に好ましくは３５〜６５モル％の範囲で使用される。
【０１８０】
本発明（Ｂ）の樹脂は、上記のような繰り返し構造単位以外にも、更に本発明のレジストの性能を向上させる目的で、他の重合性モノマーを共重合させてもよい。
【０１８１】
使用することができる共重合モノマーとしては、以下に示すものが含まれる。例えば、上記以外のアクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリル酸エステル類、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、スチレン類、クロトン酸エステル類などから選ばれる付加重合性不飽和結合を１個有する化合物である。
【０１８２】
このようなフッ素含有樹脂には、ドライエッチング耐性向上、アルカリ可溶性調節、基板密着性向上などの観点から、前記フッ素原子を有する繰り返し単位の他に共重合成分として他の繰り返し単位を含有することが好ましい。他の繰り返し単位として好ましいものとしては：
１）前記一般式（ｐＩ）〜（ｐＶＩ）及び（ＩＩ−ＡＢ）に示す脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位。具体的には前記１〜２３の繰り返し単位および ［ＩＩ−１］〜［ＩＩ−３２］の繰り返し単位。好ましくは上記具体例１〜２３のうちＲｘがＣＦ_３のものである。
２）前記一般式（Ｌｃ）及び（Ｖ−１）〜（Ｖ−５）に示すラクトン構造を有する繰り返し単位。具体的には前記（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−１６）の繰り返し単位および（Ｉｂ−１）〜（Ｉｂ−１１）の繰り返し単位。
３）無水マレイン酸、ビニルエーテルまたはシアノ基を有するビニル化合物から由来される下記一般式（ＸＶ）（ＸＶＩ）（ＸＶＩＩ）、具体的には（Ｃ−１）〜（Ｃ−１５）に挙げられる繰り返し単位
が挙げられる。これら他の繰り返し単位中にはフッ素原子を含んでいてもいなくてもよい。
【０１８３】
【化３７】

【０１８４】
式中、Ｒ_４１はアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基もしくはアリール基を表す。
Ｒ_４２は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基又はハロアルキル基を表す。
Ａ_５は単結合、２価のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基もしくはアリーレン基、又は−Ｏ−ＣＯ−Ｒ_２２−、−ＣＯ−Ｏ−Ｒ_２３−、−ＣＯ−Ｎ（Ｒ_２４）−Ｒ_２５−を表す。
Ｒ_２２、Ｒ_２３、Ｒ_２５は同じでも異なっていてもよく、単結合、又はエーテル基、エステル基、アミド基、ウレタン基もしくはウレイド基を有してもよい、２価のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基又はアリーレン基を表す。
Ｒ_２４は水素原子、置換基を有していてもよい、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基又はアリール基を表す。
ｎは０又は１を表し、ｘ、ｙ、ｚは０〜４の整数を表す。
ここで、各置換基の例は、前記一般式（ＦＡ）〜（ＦＧ）の置換基と同様のものがあげられる。
【０１８５】
また一般式（ＸＶＩ）〜（ＸＶＩＩ）で表される繰り返し構造単位の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１８６】
【化３８】

【０１８７】
一般式（ＸＶ）〜（ＸＶＩＩ）で表される繰り返し単位等その他繰り返し単位の含量は、樹脂を構成する全繰り返し単位に対して、一般的に０〜７０モル％、好ましくは１０〜６０モル％、更に好ましくは２０〜５０モル％の範囲で使用される。
【０１８８】
（Ｂ）酸分解性樹脂としてのフッ素基含有樹脂は酸分解性基をいかなる繰り返し単位に含んでいてもよい。
酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し単位に対して、１０〜７０モル％が好ましく、より好ましくは２０〜６０モル％、更に好ましくは３０〜６０モル％である。
【０１８９】
フッ素基含有樹脂は、脂環炭化水素系酸分解性樹脂とほぼ同様にラジカル重合によって合成することができる。
【０１９０】
本発明に係る（Ｂ）成分の樹脂の重量平均分子量は、ＧＰＣ法によりポリスチレン換算値として、好ましくは１，０００〜２００，０００である。重量平均分子量が１，０００未満では耐熱性やドライエッチング耐性の劣化が見られるため余り好ましくなく、２００，０００を越えると現像性が劣化したり、粘度が極めて高くなるため製膜性が劣化するなど余り好ましくない結果を生じる。
【０１９１】
本発明の感光性組成物において、本発明に係わる（Ｂ）成分の樹脂の組成物全体中の配合量は、全固形分中４０〜９９．９９質量％が好ましく、より好ましくは５０〜９９．９７質量％である。
【０１９２】
〔３〕（Ｃ）酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量３０００以下の溶解阻止化合物（以下、「（Ｃ）成分」或いは「溶解阻止化合物」ともいう）
（Ｃ）酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量３０００以下の溶解阻止化合物としては、２２０ｎｍ以下の透過性を低下させないため、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ＳＰＩＥ， ２７２４，３５５ （１９９６）に記載されている酸分解性基を含むコール酸誘導体の様な、酸分解性基を含有する脂環族又は脂肪族化合物が好ましい。酸分解性基、脂環式構造としては、上記脂環炭化水素系酸分解性樹脂のところで説明したものと同様のものが挙げられる。
本発明の感光性組成物をＫｒＦエキシマレーザーで露光するか、或いは電子線で照射する場合には、フェノール化合物のフェノール性水酸基を酸分解基で置換した構造を含有するものが好ましい。フェノール化合物としてはフェノール骨格を１〜９個含有するものが好ましく、さらに好ましくは２〜６個含有するものである。
本発明における溶解阻止化合物の分子量は、３０００以下であり、好ましくは３００〜３０００、更に好ましくは５００〜２５００である。
【０１９３】
溶解阻止化合物の添加量は、感光性組成物の固形分に対し、好ましくは３〜５０質量％であり、より好ましくは５〜４０質量％である。
【０１９４】
以下に溶解阻止化合物の具体例を示すが、これらに限定されない。
【０１９５】
【化３９】

【０１９６】
〔４〕（Ｄ）アルカリ現像液に可溶な樹脂（以下、「（Ｄ）成分」あるいは「アルカリ可溶性樹脂」ともいう）
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２０Å／秒以上のものが好ましい。特に好ましくは２００Å／秒以上のものである（Åはオングストローム）。
【０１９７】
本発明に用いられるアルカリ可溶性樹脂としては、例えばノボラック樹脂、水素化ノボラツク樹脂、アセトン−ピロガロール樹脂、ｏ−ポリヒドロキシスチレン、ｍ−ポリヒドロキシスチレン、ｐ−ポリヒドロキシスチレン、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、ヒドロキシスチレン−Ｎ−置換マレイミド共重合体、ｏ／ｐ−及びｍ／ｐ−ヒドロキシスチレン共重合体、ポリヒドロキシスチレンの水酸基に対する一部Ｏ−アルキル化物（例えば、５〜３０モル％のＯ−メチル化物、Ｏ−（１−メトキシ）エチル化物、Ｏ−（１−エトキシ）エチル化物、Ｏ−２−テトラヒドロピラニル化物、Ｏ−（ｔ−ブトキシカルボニル）メチル化物等）もしくはＯ−アシル化物（例えば、５〜３０モル％のｏ−アセチル化物、Ｏ−（ｔ−ブトキシ）カルボニル化物等）、スチレン−無水マレイン酸共重合体、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、カルボキシル基含有メタクリル系樹脂及びその誘導体、ポリビニルアルコール誘導体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。
【０１９８】
特に好ましいアルカリ可溶性樹脂はノボラック樹脂及びｏ−ポリヒドロキシスチレン、ｍ−ポリヒドロキシスチレン、ｐ−ポリヒドロキシスチレン及びこれらの共重合体、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である。
該ノボラック樹脂は所定のモノマーを主成分として、酸性触媒の存在下、アルデヒド類と付加縮合させることにより得られる。
【０１９９】
また、アルカリ溶解性樹脂の重量平均分子量は、２０００以上、好ましくは５０００〜２０００００、より好ましくは５０００〜１０００００である。
【０２００】
ここで、重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値をもって定義される。
本発明におけるこれらの（Ｄ）アルカリ可溶性樹脂は２種類以上組み合わせて使用してもよい。
アルカリ可溶性樹脂の使用量は、感光性組成物の全組成物の固形分に対し、４０〜９７質量％、好ましくは６０〜９０質量％である。
【０２０１】
〔５〕（Ｅ）酸の作用により上記アルカリ可溶性樹脂と架橋する酸架橋剤（以下「（Ｅ）成分」或いは「架橋剤」ともいう）
本発明のネガ型感光性組成物には、架橋剤が使用される。
架橋剤としては酸の作用によりアルカリ現像液に可溶な樹脂を架橋する化合物であればいずれも用いることができるが、以下の（１）〜（３）が好ましい。
（１）フェノール誘導体のヒドロキシメチル体、アルコキシメチル体、アシルオキシメチル体。
（２）Ｎ−ヒドロキシメチル基、Ｎ−アルコキシメチル基、Ｎ−アシルオキシメチル基を有する化合物。
（３）エポキシ基を有する化合物。
アルコキシメチル基としては炭素数６個以下、アシルオキシメチル基としては炭素数６個以下が好ましい。
これらの架橋剤の内、特に好ましいものを以下に挙げる。
【０２０２】
【化４０】

【０２０３】
（式中、Ｌ^１〜Ｌ^８は、同じであっても異なっていてもよく、水素原子、ヒドロキシメチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基又は炭素数１〜６個のアルキル基を示す。）
【０２０４】
架橋剤は、感光性組成物の固形分中、通常３〜７０質量％、好ましくは５〜５０質量％の添加量で用いられる。
【０２０５】
＜その他の成分＞
〔６〕（Ｆ）塩基性化合物
本発明の感光性組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、（Ｆ）塩基性化合物を含有することが好ましい。
好ましい構造として、下記式（Ａ）〜（Ｅ）で示される構造を挙げることができる。
【０２０６】
【化４１】

【０２０７】
ここでＲ^２５０、Ｒ^２５１及びＲ^２５２は、各々独立に、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０アミノアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基又は炭素数６〜２０の置換もしくは非置換のアリール基であり、ここでＲ^２５０とＲ^２５１は互いに結合して環を形成してもよい。
また、これらはアルキル鎖中に酸素原子、硫黄原子、窒素原子を含んでも良い。
【０２０８】
【化４２】

【０２０９】
（式中、Ｒ^２５３、Ｒ^２５４、Ｒ^２５５及びＲ^２５６は、各々独立に、炭素数１〜６のアルキル基を示す）。
【０２１０】
好ましい化合物として、置換もしくは未置換のグアニジン、置換もしくは未置換のアミノピロリジン、置換もしくは未置換のピラゾール、置換もしくは未置換のピラゾリン、置換もしくは未置換のピペラジン、置換もしくは未置換のアミノモルホリン、置換もしくは未置換のアミノアルキルモルフォリン、置換もしくは未置換のピペリジンを挙げることができ、更に好ましい化合物として、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、水酸基及び／又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、水酸基及び／又はエーテル結合を有するアニリン誘導体等を挙げることができる。
【０２１１】
イミダゾール構造を有する化合物としてはイミダゾール、２、４、５−トリフェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール等があげられる。ジアザビシクロ構造を有する化合物としては１、４−ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン、１、５−ジアザビシクロ［４，３，０］ノナー５−エン、１、８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデカー７−エンなどがあげられる。オニウムヒドロキシド構造を有する化合物としてはトリアリールスルホニウムヒドロキシド、フェナシルスルホニウムヒドロキシド、２−オキソアルキル基を有するスルホニウムヒドロキシド、具体的にはトリフェニルスルホニウムヒドロキシド、トリス（ｔ−ブチルフェニル）スルホニウムヒドロキシド、ビス（ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェニウムヒドロキシド、２−オキソプロピルチオフェニウムヒドロキシドなどがあげられる。オニウムカルボキシレート構造を有する化合物としてはオニウムヒドロキシド構造を有する化合物のアニオン部がカルボキシレートになったものであり、例えばアセテート、アダマンタンー１−カルボキシレート、パーフロロアルキルカルボキシレート等があげられる。トリアルキルアミン構造を有する化合物としては、トリ（ｎ−ブチル）アミン、トリ（ｎ−オクチル）アミン等を挙げることができる。アニリン化合物としては、２，６−ジイソプロピルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン等を挙げることができる。水酸基及び／又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリス（メトキシエトキシエチル）アミン等を挙げることができる。水酸基及び／又はエーテル結合を有するアニリン誘導体としては、Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）アニリン等を挙げることができる。
【０２１２】
これらの塩基性化合物は、単独であるいは２種以上で用いられる。塩基性化合物の使用量は、感光性組成物の固形分を基準として、通常０．００１〜１０重量％、好ましくは０．０１〜５質量％である。即ち、添加効果を十分得る上で、０．００１質量％以上が好ましく、感度、非露光部の現像性の点で１０質量％以下が好ましい。
【０２１３】
〔７〕（Ｇ）フッ素系及び／又はシリコン系界面活性剤
本発明の感光性組成物は、更に、フッ素系及び／又はシリコン系界面活性剤（フッ素系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を含有する界面活性剤）のいずれか、あるいは２種以上を含有することが好ましい。
本発明の感光性組成物がフッ素及び／又はシリコン系界面活性剤とを含有することにより、２５０ｎｍ以下、特に２２０ｎｍ以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ないレジストパターンを与えることが可能となる。
これらのフッ素及び／又はシリコン系界面活性剤として、例えば特開昭６２−３６６６３号公報、特開昭６１−２２６７４６号公報、特開昭６１−２２６７４５号公報、特開昭６２−１７０９５０号公報、特開昭６３−３４５４０号公報、特開平７−２３０１６５号公報、特開平８−６２８３４号公報、特開平９−５４４３２号公報、特開平９−５９８８号公報、特開２００２−２７７８６２号公報、米国特許第５４０５７２０号明細書、同５３６０６９２号明細書、同５５２９８８１号明細書、同５２９６３３０号明細書、同５４３６０９８号明細書、同５５７６１４３号明細書、同 ５２９４５１１号明細書、同５８２４４５１号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。
使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップＥＦ３０１、ＥＦ３０３、（新秋田化成（株）製）、フロラードＦＣ４３０、４３１（住友スリーエム（株）製）、メガファックＦ１７１、Ｆ１７３、Ｆ１７６、Ｆ１８９、Ｒ０８（大日本インキ化学工業（株）製）、サーフロンＳ−３８２、ＳＣ１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６（旭硝子（株）製）、トロイゾルＳ−３６６（トロイケミカル（株）製）等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーＫＰ−３４１（信越化学工業（株）製）もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
【０２１４】
また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法（テロマー法ともいわれる）もしくはオリゴメリゼーション法（オリゴマー法ともいわれる）により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開２００２−９０９９１号公報に記載された方法によって合成することが出来る。
フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと（ポリ（オキシアルキレン））アクリレート及び／又は（ポリ（オキシアルキレン））メタクリレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布しているものでも、ブロック共重合していてもよい。また、ポリ（オキシアルキレン）基としては、ポリ（オキシエチレン）基、ポリ（オキシプロピレン）基、ポリ（オキシブチレン）基などが挙げられ、また、ポリ（オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体）やポリ（オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体）基など同じ鎖長内に異なる鎖長のアルキレンを有するようなユニットでもよい。さらに、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと（ポリ（オキシアルキレン））アクリレート（又はメタクリレート）との共重合体は２元共重合体ばかりでなく、異なる２種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマーや、異なる２種以上の（ポリ（オキシアルキレン））アクリレート（又はメタクリレート）などを同時に共重合した３元系以上の共重合体でもよい。
例えば、市販の界面活性剤として、メガファックＦ１７８、Ｆ−４７０、Ｆ−４７３、Ｆ−４７５、Ｆ−４７６、Ｆ−４７２（大日本インキ化学工業（株）製）を挙げることができる。さらに、Ｃ_６Ｆ_１３基を有するアクリレート（又はメタクリレート）と（ポリ（オキシアルキレン））アクリレート（又はメタクリレート）との共重合体、Ｃ_６Ｆ_１３基を有するアクリレート（又はメタクリレート）と（ポリ（オキシエチレン））アクリレート（又はメタクリレート）と（ポリ（オキシプロピレン））アクリレート（又はメタクリレート）との共重合体、Ｃ_８Ｆ_１７基を有するアクリレート（又はメタクリレート）と（ポリ（オキシアルキレン））アクリレート（又はメタクリレート）との共重合体、Ｃ_８Ｆ_１７基を有するアクリレート（又はメタクリレート）と（ポリ（オキシエチレン））アクリレート（又はメタクリレート）と（ポリ（オキシプロピレン））アクリレート（又はメタクリレート）との共重合体、などを挙げることができる。
【０２１５】
フッ素及び／又はシリコン系界面活性剤の使用量は、感光性組成物全量（溶剤を除く）に対して、好ましくは０．０００１〜２質量％、より好ましくは０．００１〜１質量％である。
【０２１６】
〔８〕（Ｈ）有機溶剤
本発明の感光性組成物は、上記の成分を所定の有機溶剤に溶解して用いる。
使用し得る有機溶剤としては、例えば、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を挙げることができる。
【０２１７】
本発明において、有機溶剤としては、単独で用いても混合して用いても良いが、構造中に水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤を使用することが好ましい。これによりレジスト液保存時のパーティクル発生を軽減することができる。
水酸基を含有する溶剤としては、例えば、エチレングリコール、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、プロピレングリコール、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、乳酸エチル等を挙げることができ、これらの内でプロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチルが特に好ましい。
水酸基を含有しない溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、２−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げることができ、これらの内で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、２−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルが特に好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、２−ヘプタノンが最も好ましい。
【０２１８】
水酸基を含有する溶剤と水酸基を含有しない溶剤との混合比（質量）は、１／９９〜９９／１、好ましくは１０／９０〜９０／１０、更に好ましくは２０／８０〜６０／４０である。水酸基を含有しない溶剤を５０質量％以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。
【０２１９】
＜その他の添加剤＞
本発明の感光性組成物には、必要に応じてさらに染料、可塑剤、上記（Ｇ）成分以外の界面活性剤、光増感剤、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。
本発明で使用できる現像液に対する溶解促進性化合物は、フェノール性ＯＨ基を２個以上、又はカルボキシ基を１個以上有する分子量１，０００以下の低分子化合物である。カルボキシ基を有する場合は脂環族又は脂肪族化合物が好ましい。
これら溶解促進性化合物の好ましい添加量は、（Ｂ）成分の樹脂又は（Ｄ）成分の樹脂に対して２〜５０質量％であり、さらに好ましくは５〜３０質量％である。現像残渣、現像時にパターン変形の点で、５０質量％以下が好ましい。
【０２２０】
このような分子量１０００以下のフェノール化合物は、例えば、特開平４−１２２９３８、特開平２−２８５３１、米国特許第４９１６２１０、欧州特許第２１９２９４等に記載の方法を参考にして、当業者において容易に合成することができる。
カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物の具体例としてはコール酸、デオキシコール酸、リトコール酸などのステロイド構造を有するカルボン酸誘導体、アダマンタンカルボン酸誘導体、アダマンタンジカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【０２２１】
本発明においては、上記（Ｇ）フッ素系及び／又はシリコン系界面活性剤以外の他の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アルキルエーテル類、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、ソルビタン脂肪族エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪族エステル類等のノニオン系界面活性剤を挙げることができる。
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。
【０２２２】
≪使用方法≫
本発明の感光性組成物は、上記の成分を所定の有機溶剤、好ましくは前記混合溶剤に溶解し、次のように所定の支持体上に塗布して用いる。
例えば、感光性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する。
塗布後、所定のマスクを通して活性光線、放射線を照射し、ベークを行い現像する。このようにすると、良好なパターンを得ることができる。活性光線、放射線としては、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、Ｘ線、電子線等を挙げることができるが、好ましくは２５０ｎｍ以下、より好ましくは２２０ｎｍ以下の波長の遠紫外光、具体的には、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）、Ｆ_２エキシマレーザー（１５７ｎｍ）、Ｘ線、電子ビーム等であり、ＡｒＦエキシマレーザー、Ｆ_２エキシマレーザーが最も好ましい。
【０２２３】
現像工程では、アルカリ現像液を次のように用いる。レジスト組成物のアルカリ現像液としては、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。
さらに、上記アルカリ現像液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常０．１〜２０質量％である。
アルカリ現像液のｐＨは、通常１０．０〜１５．０である。
【０２２４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明の内容がこれにより限定されるものではない。
【０２２５】
＜化合物（Ａ）の合成例＞
化合物（Ｉ−１）の合成
五酸化二リン２８．４ｇをメタンスルホン酸２８４ｇに溶解させこれにジフェニルスルホキシド４０．５ｇ、４−フェニル安息香酸４３．６ｇを加え５０℃で１２時間反応させた。放冷後、反応液を氷３Ｌに注ぎ析出した粉体を取り除いた後、水相を酢酸エチル１Ｌで２回洗浄した。水相にヨウ化カリウム３３２ｇの水溶液を添加すると、油状物質が沈殿した。上層の水をデカンテーションで除き、得られた油状物質をアセトン５００ｍｌに溶解させた。これを酢酸エチル４Ｌに加えると粉体が析出してきた。これをろ取、乾燥すると化合物（Ｉ−１）のカチオンのヨウ化物が１７．５ｇ得られた。このヨウ化物１５．３ｇをメタノール２５０ｍｌに溶解させ、これに酸化銀７．３ｇを加えて３時間攪拌した。銀化合物をろ過で除いた後、ろ液に塩酸１０ｍｌおよびノナフロロブタンスルホン酸カリウム１０．７ｇを加えた。反応液に酢酸エチルを加え、不溶物をろ過で除き、酢酸エチル溶液を水洗した。有機相を濃縮すると化合物（Ｉ−１）が１５．４ｇ得られた。
【０２２６】
化合物（Ｉ−２）の合成
五酸化二リン８．５ｇをメタンスルホン酸８５ｇに溶解させこれにｐ−トリルスルホキシド１３．８ｇ、２−メトキシフェニル酢酸１１ｇを加え５０℃で５時間反応させた。放冷後、反応液を氷５００ｍｌに注ぎ、水相を酢酸エチル５００ｍｌで２回洗浄した。水相にヨウ化カリウム１００ｇの水溶液を添加した。これをクロロホルムで抽出し、有機相を濃縮した得られた粗生成物をアセトンに溶解させこれを酢酸エチル／ヘキサン（１／１）２．５Ｌに加えると粉体が析出してきた。これをろ取、乾燥すると化合物（Ｉ−２）のカチオンのヨウ化物７．５ｇ得られた。このヨウ化物５．０ｇをアセトニトリル／水（２／１）１００ｍｌに溶解させ、これに酢酸銀１．８ｇを加えて３０分攪拌した。銀化合物をろ過で除いた後、ノナフロロブタンスルホン酸カリウム３．６ｇをアセトニトリル／水（２／１）１００ｍｌに溶解させたものを加えた。反応液を濃縮した後これに酢酸エチルを加えて溶解させ、酢酸エチル溶液を水で３回洗浄した。有機相を濃縮すると化合物（Ｉ−２）が５．３ｇ得られた。
【０２２７】
＜樹脂（Ｂ）の合成＞
合成例１ 樹脂（１）の合成（側鎖型）
２−エチル−２−アダマンチルメタクリレート、ブチロラクトンメタクリレートを５５／４５の割合で仕込みメチルエチルケトン／テトラヒドロフラン＝５／５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、４時間かけて６０℃に加熱したメチルエチルケトン１０ｍＬに滴下した。滴下終了後、反応液を４時間加熱、再度Ｖ−６５を１ｍｏｌ％添加し、４時間攪拌した。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、蒸留水／ＩＳＯプロピルアルコール＝１／１の混合溶媒３Ｌに晶析、析出した白色粉体である樹脂（１）を回収した。
Ｃ^１３ＮＭＲから求めたポリマー組成比は４６／５４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質量平均分子量は１０７００であった。
【０２２８】
上記合成例１と同様に樹脂（２）〜（１２）及び（２６）〜（３１）を合成した。
【０２２９】
合成例２ 樹脂（１３）の合成（主鎖型）
ノルボルネンカルボン酸ｔブチルエステル、ノルボルネンカルボン酸ブチロラクトンエステルと無水マレイン酸（モル比４０／１０／５０）およびＴＨＦ（反応温度６０質量％）をセパラブルフラスコに仕込み、窒素気流下６０℃で加熱した。反応温度が安定したところで和光純薬社製ラジカル開始剤Ｖ−６０１を２ｍｏｌ％加え反応を開始させた。１２時間加熱した。得られた反応混合物をテトラヒドロフランで２倍に稀釈した後、ヘキサン／イソプロピルアルコール＝１／１の混合溶液に投入し白色粉体を析出させた。析出した粉体を濾過取り出しし、乾燥、目的物である樹脂（１３）を得た。
得られた樹脂（１３）のＧＰＣによる分子量分析を試みたところ、ポリスチレン換算で８３００（質量平均）であった。また、ＮＭＲスペクトルより樹脂（１）のノルボルネンカルボン酸ｔブチルエステル／ノルボルネンカルボン酸ブチロラクトンエステル／無水マレイン酸繰り返し単位のモル比は４２／８／５０であることを確認した。
【０２３０】
合成例２と同様に樹脂（１４）〜（１９）を合成した。
【０２３１】
合成例３ 樹脂（２０）の合成（ハイブリッド型）
ノルボルネン、無水マレイン酸、ｔブチルアクリレート、２−メチルシクロヘキシル−２−プロピルアクリレートをモル比で３５／３５／２０／１０で反応容器に仕込み、テトラヒドロフランに溶解し、固形分６０％の溶液を調製した。これを窒素気流下６５℃で加熱した。反応温度が安定したところで和光純薬社製ラジカル開始剤Ｖ−６０１を１ｍｏｌ％加え反応を開始させた。８時間加熱した後、反応混合物をテトラヒドロフランで２倍に稀釈した後、反応混合液の５倍容量のヘキサンに投入し白色粉体を析出させた。析出した粉体を濾過取り出しし、これをメチルエチルケトンに溶解し、５倍容量のヘキサン／ｔ−ブチルメチルエーテル＝１／１混合溶媒に再沈し、析出した白色粉体を濾取、乾燥、目的物である樹脂（２０）を得た。
得られた樹脂（２０）のＧＰＣによる分子量分析を試みたところ、ポリスチレン換算で１２１００（質量平均）であった。また、ＮＭＲスペクトルより樹脂（１）の組成は本発明のノルボルネン／無水マレイン酸／ｔブチルアクリレート／２−メチルシクロヘキシル−２−プロピルアクリレートをモル比で３２／３９／１９／１０であった。
【０２３２】
合成例３と同様に樹脂（２１）〜（２５）を合成した。
【０２３３】
以下、樹脂（１）〜（３１）の構造及び分子量を示す。
【０２３４】
【化４３】

【０２３５】
【化４４】

【０２３６】
【化４５】

【０２３７】
【化４６】

【０２３８】
【化４７】

【０２３９】
【化４８】

【０２４０】
＜フッ素基含有樹脂＞
以下、実施例で使用されるフッ素基含有樹脂（ＦＩＩ−１）〜（ＦＩＩ−４０）の構造を示す。
また、下記表１〜２にフッ素基含有樹脂（ＦＩＩ−１）〜（ＦＩＩ−４０）の重量平均分子量等を示す。
【０２４１】
【化４９】

【０２４２】
【化５０】

【０２４３】
【化５１】

【０２４４】
【化５２】

【０２４５】
【表１】

【０２４６】
【表２】

【０２４７】
〔実施例１〜２５及び比較例１〕
＜レジスト調製＞
下記表３に示す成分を溶剤に溶解させ固形分濃度１２質量％の溶液を調整し、これを０．１μｍのポリテトラフルオロエチレンフィルターまたはポリエチレンフィルターでろ過してポジ型レジスト溶液を調製した。調製したポジ型レジスト溶液を下記の方法で評価し、結果を表３に示した。
【０２４８】
以下、各表における略号は次の通りである。下記以外の樹脂、酸発生剤は先に例示したものである。また、各表に於いて樹脂又は溶剤を複数使用した場合の比は質量比である。
【０２４９】
〔酸発生剤〕
ＴＰＳＮ；トリフェニルスルホニウムノナフロロブタンスルホネート
【０２５０】
〔塩基性化合物〕
ＤＢＮ；１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノナ−５−エン
ＴＰＩ；２，４，５−トリフェニルイミダゾール
ＴＰＳＡ；トリフェニルスルホニウムアセテート
ＨＥＰ；Ｎ−ヒドロキシエチルピペリジン
ＤＩＡ；２，６−ジイソプロピルアニリン
ＤＣＭＡ；ジシクロヘキシルメチルアミン
ＴＰＡ；トリペンチルアミン
ＴＯＡ；トリ−ｎ−オクチルアミン
ＨＡＰ；ヒドロキシアンチピリン
ＴＢＡＨ；テトラブチルアンモニウムヒドロキシド
ＴＭＥＡ；トリス（メトキシエトキシエチル）アミン
ＰＥＡ；Ｎ−フェニルジエタノールアミン
【０２５１】
〔界面活性剤〕
Ｗ−１；メガファックＦ１７６（大日本インキ化学工業（株）製）（フッ素系）
Ｗ−２；メガファックＲ０８（大日本インキ化学工業（株）製）
（フッ素及びシリコン系）
Ｗ−３；ポリシロキサンポリマーＫＰ−３４１（信越化学工業（株）製）
（シリコン系）
Ｗ‐４；トロイゾルＳ−３６６（トロイケミカル（株）製）
【０２５２】
〔溶剤〕
Ａ１；プロピレングリコールメチルエーテルアセテート
Ａ２；２−ヘプタノン
Ａ３；エチルエトキシプロピオネート
Ａ４；γ−ブチロラクトン
Ａ５；シクロヘキサノン
Ｂ１；プロピレングリコールメチルエーテル
Ｂ２；乳酸エチル
【０２５３】
〔溶解阻止剤〕
ＬＣＢ；リトコール酸ｔ−ブチル
【０２５４】
＜レジスト評価＞
〔ＰＥＢ温度依存性〕
初めにＢｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ社製ＡＲＣ−２９Ａ−８をスピンコーターを利用してシリコンウエハー上に７８ｎｍ塗布、乾燥した後、その上に得られたポジ型感光性組成物を塗布し、１２０℃で９０秒間乾燥、２００ｎｍのポジ型レジスト膜を作製し、それにＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ、ＮＡ＝０．６のＩＳＩ社製ＡｒＦステッパー）で露光し、露光後すぐに１２０℃で９０秒加熱を行い、２．３８質量％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現像、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。
このようにして得られたシリコンウエハーのレジストパターンをＳＥＭで観察し、レジストを下記のように評価した。
マスクサイズ１８０ｎｍの孤立コンタクトホールを１３０ｎｍに再現する露光量にて、マスクサイズ１８０ｎｍの孤立コンタクトホールパターンの露光を行い、後加熱温度１２０℃においてマスクサイズ１８０ｎｍの孤立コンタクトホール１３０ｎｍに再現する露光量を最適露光量とし、次に最適露光量で露光を行った後に、後加熱温度に対して、＋２℃及び−２℃（１２２℃、１１８℃）の２つの温度で後加熱を行い、各々得られたコンタクトホールパターンを測長し、それらの径Ｌ_１及びＬ_２を求めた。ＰＥＢ温度依存性をＰＥＢ温度変化１℃あたりの径の変動と定義し、下記の式により算出した。
ＰＥＢ温度依存性（ｎｍ／℃）＝｜Ｌ_１−Ｌ_２｜／４
【０２５５】
【表３】

【０２５６】
〔実施例２６〜２８及び比較例２〕
（１）下層レジスト層の形成
６インチシリコンウエハにＦＨｉ−０２８ＤＤレジスト（富士フィルムオーリン社製ｉ線用レジスト）を東京エレクトロン社製スピンコーターＭａｒｋ８を用い塗布し、９０℃、９０秒間ベークし、膜厚０．５５μｍの均一膜を得た。
これを更に２００℃、３分間加熱し、膜厚０．４０μｍの下層レジスト層を形成させた。
【０２５７】
（２）上層レジスト層の形成
下記表４に示す成分を溶剤に溶解させ、固形分濃度１１質量％の溶液を調製し、口径０．１μｍのメンブレンフィルターで精密ろ過して上層レジスト組成物を調製した。
下層レジスト層の上に上層レジスト組成物を同様に塗布し、１３０℃、９０秒間加熱して、膜厚０．２０μｍの上層レジスト層を形成させた。
【０２５８】
（３）レジスト評価
こうして得られたウエハに、ＩＳＩ社製ＡｒＦエキシマステッパー９３００に解像力マスクを装填して露光量を変化させながら露光した。
次いで、１２０℃、９０秒間加熱した後、テトラヒドロアンモニウムヒドロキシド現像液（２．３８質量％）で６０秒間現像し、蒸留水でリンスし、乾燥して上層パターンを得た。
このようにして得られたシリコンウエハーのレジストパターンをＳＥＭで観察し、レジストを下記のように評価した。
マスクサイズ１８０ｎｍの孤立コンタクトホールを１３０ｎｍに再現する露光量にて、マスクサイズ１８０ｎｍの孤立コンタクトホールパターンの露光を行い、後加熱温度１２０℃においてマスクサイズ１８０ｎｍの孤立コンタクトホール１３０ｎｍに再現する露光量を最適露光量とし、次に最適露光量で露光を行った後に、後加熱温度に対して、＋２℃及び−２℃（１２２℃、１１８℃）の２つの温度で後加熱を行い、各々得られたコンタクトホールパターンを測長し、それらの径Ｌ_１及びＬ_２を求めた。ＰＥＢ温度依存性をＰＥＢ温度変化１℃あたりの径の変動と定義し、下記の式により算出した。
ＰＥＢ温度依存性（ｎｍ／℃）＝｜Ｌ_１−Ｌ_２｜／４
結果を表４に示した。
【０２５９】
【表４】

【０２６０】
表４に於ける樹脂（ＳＩ−１）〜（ＳＩ−３）は、下記のとうりである。
【０２６１】
【化５３】

【０２６２】
〔実施例２９〜４８及び比較例３〕
＜レジスト調製＞
下記表５に示した成分を溶剤に溶解させ、これを０．１μｍのポリテトラフルオロエチレンフィルターによりろ過してポジ型レジスト溶液を調製した。
【０２６３】
＜レジスト評価＞
スピンコーターにより各ポジ型レジスト溶液をヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコンウエハーに塗布し、１２０℃で９０秒間、真空密着型ホットプレートで加熱乾燥して膜厚１００ｎｍのレジスト膜を得た。
得られたレジスト膜に対し、１５７ｎｍのレーザー露光・溶解挙動解析装置ＶＵＶＥＳ−４５００（リソテックジャパン社製）を用いて露光し、露光後直ぐに１２０℃で９０秒間ホットプレートで加熱した。２．３８質量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で６０秒間現像し、純水でリンスし、サンプルウエハーを得た。これらについて大パターンが解像する露光量（感度）Ｄ１を求めた。また、露光後すぐに１２５℃で９０秒間加熱した以外は同様の操作を行って大パターンが解像する露光量（感度）Ｄ２を求めた。以下の式により後加熱温度（ＰＥＢ温度）変化による感度変動率を求めた。絶対値が小さいほど後加熱温度変化による性能変化が小さい。
感度変動率 ＝ （Ｄ１−Ｄ２） ×１００
Ｄ１
結果を表５に示した。
【０２６４】
【表５】

【０２６５】
表３〜５より、本発明のポジ型レジスト組成物は、ＰＥＢ温度依存性が小さく、パターンプロファイルが良好であることがわかる。
【０２６６】
尚、上記実施例では、活性光線として、ＡｒＦエキシマレーザー光、Ｆ_２エキシマレーザー光を使用しているが、ＫｒＦエキシマレーザー光、電子線による露光の場合も同様の結果が得られた。
また、本発明の感光性組成物は、ＥＵＶ光についても同様の効果を発揮するものと考えられる。
【０２６７】
【発明の効果】
本発明により、ＰＥＢ温度依存性が小さく、パターンプロファイルが良好な感光性組成物を提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photosensitive composition used in a semiconductor manufacturing process such as an IC, a circuit board such as a liquid crystal or a thermal head, and other photofabrication processes.
[0002]
[Prior art]
The above-mentioned photosensitive composition is used as a pattern forming material for changing the solubility of actinic ray or radiation irradiated portion and non-irradiated portion with respect to a developer to form a pattern on a substrate.
In such a photosensitive composition, various acid generators that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation have been proposed.
[0003]
Patent Document 1 (WO02 / 1296) describes a chemically amplified resist composition using a resin having a protecting group and a sulfonium salt having a water-soluble substituent.
[0004]
However, there are still many inadequacies and various improvements are desired. For example, when using a wafer having a large diameter, it has been found that temperature variations in heating (PEB) using a hot plate after exposure affect the resulting pattern. It is desired to improve the PEB temperature dependency.
[0005]
[Patent Document 1]
International Patent Publication No. 02/1296 pamphlet
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to have a thickness of 250 nm or less, particularly ArF excimer laser light (193 nm), F ₂ An object of the present invention is to provide a photosensitive composition having a small PEB temperature dependency at an exposure wavelength of excimer laser light (157 nm).
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following configuration, whereby the above object of the present invention is achieved.
[0008]
(1) Decomposed by the action of (A) a compound having a carboxyl group and generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and (B) an acid having at least one of an acid-decomposable acetal group and tertiary ester group. And a photosensitive composition containing a resin having increased solubility in an alkaline developer.
[0009]
(2) The photosensitive composition as described in (1) above, wherein the compound (A) is a sulfonium salt compound.
(3) The photosensitive composition as described in (1) or (2) above, wherein the resin (B) is a resin having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure.
(4) Resin (B) is resin which has a fluorine atom in a principal chain or a side chain, The photosensitive composition in any one of said (1)-(3) characterized by the above-mentioned.
[0010]
The preferred embodiments of the present invention will be further described below.
[0011]
(5) The positive photosensitive composition as described in (4) above, wherein the resin decomposed by the action of an acid and increased in solubility in an alkaline developer has a hexafluoroisopropanol structure. .
[0012]
(6) The positive type as described in (1) or (2) above, wherein the resin that decomposes by the action of an acid and has increased solubility in an alkaline developer has a hydroxystyrene structural unit. Photosensitive composition.
[0013]
(7) The positive type as described in (3) above, wherein the resin that decomposes by the action of an acid and has increased solubility in an alkaline developer further has a repeating unit having a lactone structure. Photosensitive composition.
[0014]
(8) (B) The resin described in (1) or (2) above, wherein the resin that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkaline developer is a resin containing a silicon atom. Positive photosensitive composition.
(9) Further, (C) a dissolution inhibiting compound having a molecular weight of 3000 or less, which is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkali developer, and comprises the above (1) to (8) The positive photosensitive composition in any one.
[0015]
(10) The photosensitive composition according to any one of (1) to (9), further comprising (F) a basic compound and / or (G) fluorine and / or a silicon-based surfactant. Stuff.
[0016]
(11) (F) a compound in which the basic compound has a structure selected from an imidazole structure, a diazabicyclo structure, an onium hydroxide structure, an onium carboxylate structure, a trialkylamine structure, an aniline structure and a pyridine structure, a hydroxyl group and / or an ether The photosensitive composition according to (10), which is an alkylamine derivative having a bond or an aniline derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In addition, in the description of group (atomic group) in this specification, the description which is not describing substitution and non-substitution includes what has a substituent with what does not have a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
[0018]
The photosensitive composition of the present invention includes a positive photosensitive composition, preferably a positive resist composition.
The positive resist composition contains a compound (A) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and a resin (B) that decomposes by the action of the acid and increases the solubility in an alkaline developer. Accordingly, it further contains a dissolution inhibiting compound (C) having a molecular weight of 3000 or less, which is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkaline developer.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0019]
[1] (A) Compound having a carboxyl group and generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation
The compound (A) that generates an acid upon irradiation with an actinic ray having a carboxyl group or radiation used in the present invention is an infrared ray, visible ray, ultraviolet ray, or far ultraviolet ray used for exposure for pattern formation. (Preferably far ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less, more preferably 220 nm or less, specifically, KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F ₂ It is a compound that generates acid by actinic rays or radiation such as excimer laser (157 nm), EUV (13 nm), X-rays, electron beams.
[0020]
Examples of the compound (A) used in the present invention include a sulfonium salt compound, an iodonium salt compound, a bis (sulfonyl) diazomethane compound, an imide sulfonate compound, an oxime sulfonate compound, and a nitrobenzyl sulfonate compound having at least one carboxyl group. Can be given. Particularly preferred is a sulfonium salt.
When the compound (A) includes an anion portion and a cation portion, the cation portion preferably has a carboxyl group.
1-3 are preferable and, as for the number of the carboxyl groups per molecule which a compound (A) has, 1 or 2 is more preferable.
[0021]
A compound (A) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
[0022]
The content of the compound (A) in the composition of the present invention is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 15% by mass, and still more preferably 1. based on the solid content of the composition. It is 0-10 mass%.
[0023]
As the compound (A), a compound having a group containing a carboxyl group at any substitution position of the compounds represented by the following general formulas (ZI) to (ZVI) is preferable. More preferably, it is a compound represented by the following general formula (I), and more preferably a compound having a carboxyl group-containing group at any substitution position of the following compounds (Z1-1) to (Z1-3). .
[0024]
[Chemical 1]

[0025]
In the general formula (ZI), R ₂₀₁ , R ₂₀₂ And R ₂₀₃ Each independently represents an organic group.
X ⁻ Represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include a sulfonate anion, a carboxylate anion, a sulfonylimide anion, a bis (alkylsulfonyl) imide anion, and a tris (alkylsulfonyl) methyl anion.
A non-nucleophilic anion is an anion that has an extremely low ability to cause a nucleophilic reaction, and is an anion that can suppress degradation over time due to an intramolecular nucleophilic reaction. This improves the temporal stability of the resist.
Examples of the sulfonate anion include an alkyl sulfonate anion, an aryl sulfonate anion, and a camphor sulfonate anion.
Examples of the carboxylate anion include an alkylcarboxylate anion, an arylcarboxylate anion, and an aralkylcarboxylate anion.
[0026]
The alkyl group in the alkylsulfonate anion is preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, or a pentyl group. , Neopentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, eicosyl, cyclo Examples thereof include a propyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, a norbornyl group, and a boronyl group.
The aryl group in the aryl sulfonate anion is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, such as a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group.
[0027]
The alkyl group and aryl group in the alkyl sulfonate anion and aryl sulfonate anion may have a substituent. Examples of the substituent include nitro group, halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), carboxyl group, hydroxyl group, amino group, cyano group, alkoxy group (preferably having 1 to 5 carbon atoms), aryl Groups (preferably having 6 to 14 carbon atoms), alkoxycarbonyl groups (preferably having 2 to 7 carbon atoms), acyl groups (preferably having 2 to 12 carbon atoms), alkoxycarbonyloxy groups (preferably having 2 to 7 carbon atoms), etc. Can be mentioned. In addition, about the aryl part and ring structure which an aryl group and a substituent have, an alkyl group (preferably C1-C12) can further be mentioned as a substituent.
[0028]
Examples of the alkyl group in the alkylcarboxylate anion include the same alkyl groups as in the alkylsulfonate anion.
Examples of the aryl group in the arylcarboxylate anion include the same aryl groups as in the arylsulfonate anion.
The aralkyl group in the aralkyl carboxylate anion is preferably an aralkyl group having 6 to 12 carbon atoms, such as a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, a naphthylethyl group, and a naphthylmethyl group.
[0029]
The alkyl group, aryl group and aralkyl group in the alkylcarboxylate anion, arylcarboxylate anion and aralkylcarboxylate anion may have a substituent. Examples of the substituent are the same as those in the arylsulfonate anion. A halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, etc. can be mentioned.
[0030]
Examples of the sulfonylimide anion include saccharin anion.
[0031]
The alkyl group in the bis (alkylsulfonyl) imide anion and tris (alkylsulfonyl) methyl anion is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as 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, and the like can be given. These alkyl groups may have a substituent, and examples of the substituent include a halogen atom, an alkyl group substituted with a halogen atom, an alkoxy group, an alkylthio group, and the like, which are substituted with a fluorine atom. Alkyl groups are preferred.
[0032]
Examples of other non-nucleophilic anions include fluorinated phosphorus, fluorinated boron, and fluorinated antimony.
[0033]
X ⁻ As the non-nucleophilic anion, an alkanesulfonic acid anion in which the α-position of the sulfonic acid is substituted with a fluorine atom, an arylsulfonic acid anion substituted with a fluorine atom or a group having a fluorine atom, and an alkyl group substituted with a fluorine atom Preferred are bis (alkylsulfonyl) imide anions and tris (alkylsulfonyl) methide anions in which the alkyl group is substituted with a fluorine atom. The non-nucleophilic anion is particularly preferably a perfluoroalkanesulfonic acid anion having 4 to 8 carbon atoms, a benzenesulfonic acid anion having a fluorine atom, most preferably nonafluorobutanesulfonic acid anion, perfluorooctanesulfonic acid anion, penta Fluorobenzenesulfonate anion, 3,5-bis (trifluoromethyl) benzenesulfonate anion.
[0034]
R ₂₀₁ , R ₂₀₂ And R ₂₀₃ Carbon number of the organic group as is generally 1-30, preferably 1-20.
R ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ Two of them may be bonded to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group.
R ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ Examples of the group formed by combining two of these include an alkylene group (for example, a butylene group and a pentylene group).
R ₂₀₁ , R ₂₀₂ And R ₂₀₃ Specific examples of the organic group as can include the corresponding groups in the compounds (Z1-1), (Z1-2), and (Z1-3) described later.
[0035]
In addition, the compound which has two or more structures represented by general formula (ZI) may be sufficient. For example, R of the compound represented by the general formula (ZI) ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ At least one of R is another compound of the general formula (ZI) ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ The compound which has the structure couple | bonded with at least one of these may be sufficient.
[0036]
In the general formulas (ZII) and (ZIII), R ₂₀₄ ~ R ₂₀₇ Each independently represents an aryl group or an alkyl group.
R ₂₀₄ ~ R ₂₀₇ The aryl group may have a substituent, and is preferably a phenyl group or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group.
R ₂₀₄ ~ R ₂₀₇ The alkyl group as may be linear, branched or cyclic, and may have a substituent. Preferred alkyl groups include straight-chain or branched alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group) and cyclic alkyl groups having 3 to 10 carbon atoms (cyclopentyl group, cyclohexyl). Group, norbornyl group).
R ₂₀₄ ~ R ₂₀₇ Examples of the substituent that may have include an aryl group (for example, having 6 to 15 carbon atoms), an alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, and a phenylthio group. In addition, about an aryl group, an alkyl group (for example, C1-C15) can further be mentioned as a substituent.
X in general formula (ZII) ⁻ Represents a non-nucleophilic anion, and X in the general formula (ZI) ⁻ The same thing as the non-nucleophilic anion of can be mentioned.
[0037]
[Chemical 2]

[0038]
In general formulas (ZIV) to (ZVI), Ar ₃ And Ar ₄ Each independently represents an aryl group.
R ₂₀₆ Represents an alkyl group or an aryl group.
R ₂₀₇ And R ₂₀₈ Each independently represents an alkyl group, an aryl group, a cyano group or a haloalkyl group.
A represents an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group.
Ar ₃ , Ar ₄ , R ₂₀₆ , R ₂₀₇ And R ₂₀₈ The aryl group as may have a substituent, R ₂₀₄ ~ R ₂₀₇ And the same aryl group as.
R ₂₀₆ , R ₂₀₇ And R ₂₀₈ The alkyl group as may have a substituent, and R ₂₀₄ ~ R ₂₀₇ The same thing as the alkyl group as is mentioned.
R ₂₀₇ And R ₂₀₈ Examples of the haloalkyl group include those in which the above alkyl group is substituted with a halogen atom.
The alkylene group as A may have a substituent, and preferably has 1 carbon atom such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, an octylene group, a cyclopentylene group, and a cyclohexylene group. There are ~ 8.
The alkenylene group may have a substituent, and preferably an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms such as an ethenylene group, a propenylene group, or a butenylene group.
The arylene group may have a substituent, and preferably an arylene group having 6 to 15 carbon atoms such as a phenylene group, a tolylene group, and a naphthylene group.
As a substituent, R ₂₀₄ ~ R ₂₀₇ The same thing as the substituent which this may have is mentioned.
[0039]
The compound (A) is more preferably a compound represented by the following general formula.
[0040]
[Chemical 3]

[0041]
R ₁ , R ₂ And R ₃ Each independently represents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group. R ₁ , R ₂ And R ₃ Two of these may combine to form a ring.
A ₁ , A ₂ And A ₃ Represents a single bond or a divalent linking group.
l, m, and n each independently represent an integer of 0 to 3. However, l + m + n is 1 or more.
X ⁻ Represents an anion.
[0042]
In general formula (I), for example, -R ₁ -(A ₁ -COOH) _l Is R ₁ To a monovalent group as 1-(A ₁ -COOH) means that the group is substituted.
[0043]
R ₁ , R ₂ And R ₃ Are each independently preferably an aryl group, an oxoalkyl group or an arylcarbonylmethyl group, more preferably a phenyl group.
R ₁ , R ₂ And R ₃ Preferred examples of the substituent that the alkyl group, aryl group or aralkyl group may have include a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, a nitro group, a cyano group, an acyl group, an acyloxy group, or a halogen atom. It is done.
A ₁ , A ₂ And A ₃ Is preferably an arylene group, an alkylene group which may have a hetero atom in the chain, or a plurality of these are connected by a single bond, an ester bond, an ether bond, a sulfide bond, a sulfoxide bond, an amide bond or a urea bond. It is a group.
[0044]
R ₁ , R ₂ And R ₃ The alkyl group as may have a substituent, may be linear, branched or cyclic, and may have an oxo group in the alkylene chain. For example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, a linear or branched propyl group, a linear or branched butyl group, a straight A chain or branched pentyl group) and a cyclic alkyl group having 3 to 8 carbon atoms (for example, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group).
The aryl group may have a substituent, and is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms. Examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthryl group, and a phenyl group and a naphthyl group are more preferable. .
Preferred examples of the aralkyl group include aralkyl groups having 6 to 12 carbon atoms such as benzyl group, phenethyl group, naphthylmethyl group, naphthylethyl group, naphthylmethyl group, and the like.
[0045]
R ₁ , R ₂ And R ₃ As preferred substituents that each group may have, a hydroxyl group, an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), an alkoxy group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (preferably having a carbon number) 2-20), nitro group, cyano group, acyl group (preferably having 2 to 12 carbon atoms), acyloxy group (preferably having 2 to 12 carbon atoms) or halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom) Can be mentioned.
[0046]
A ₁ , A ₂ And A ₃ Is preferably an arylene group, an alkylene group which may have a hetero atom in the chain, or a plurality of these are connected by a single bond, an ester bond, an ether bond, a sulfide bond, a sulfoxide bond, an amide bond or a urea bond. It is a group.
The alkylene group is preferably an optionally substituted methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group, octylene group, cyclopentylene group, cyclohexylene group, etc. Can be mentioned.
The arylene group is preferably an arylene group having 6 to 15 carbon atoms such as an optionally substituted phenylene group, tolylene group or naphthylene group.
A ₁ , A ₂ And A ₃ The number of carbon atoms of the linking group is preferably 1-10.
[0047]
The sum of l + m + n is 1 to 3, and 1 or 2 is preferable.
[0048]
X ⁻ The anion as, for example, X in the general formulas (ZI) and (ZII) ⁻ And non-nucleophilic anions.
[0049]
R in general formula (I) ₁ , R ₂ And R ₃ Preferred combinations of are listed below.
a) R ₁ ~ R ₃ Are all aryl groups.
b) R ₁ ~ R ₃ One or two of them is an aryl group and the other is an alkyl group.
c) R ₁ Is a 2-aryl-2-oxoalkyl group and R ₂ And R ₃ Is an alkyl group or an aryl group.
d) R ₁ Is a 2- (linear, branched, cyclic or polycyclic) alkyl-2-oxoalkyl group, R ₂ And R ₃ Is an alkyl group or an aryl group.
e) R ₁ Is a 2-oxo (monocyclic or polycyclic) cyclic alkyl group, R ₂ And R ₃ Is an alkyl group or an aryl group.
In a) to e), R ₁ ~ R ₃ Two of them may combine to form a ring.
[0050]
Particularly preferred examples of the compound (A) include compounds in which the following compounds (Z1-1), (Z1-2), and (Z1-3) have a carboxyl group at an arbitrary substitution position.
[0051]
Compound (Z1-1) is R of the above general formula (ZI) ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ An arylsulfonium compound in which at least one of the aryl groups is an aryl group, that is, a compound having arylsulfonium as a cation.
The arylsulfonium compound is R ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ All may be aryl groups or R ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ May be an aryl group and the rest may be an alkyl group.
Examples of the arylsulfonium compound include a triarylsulfonium compound, a diarylalkylsulfonium compound, and an aryldialkylsulfonium compound.
The aryl group of the arylsulfonium compound is preferably a phenyl group or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.
The alkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, sec. -Butyl group, t-butyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group and the like can be mentioned.
R ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ The aryl group and alkyl group are an alkyl group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, having 6 to 14 carbon atoms), an alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, and a phenylthio group. You may have as a substituent. Preferred substituents are linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, linear, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, most preferably alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, It is a C1-C4 alkoxy group. The substituent is 3 R ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ Any one of them may be substituted, or all three may be substituted. R ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ When is an aryl group, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.
[0052]
Compound (Z1-2) is compound represented by R in formula (ZI) ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ Are each independently a compound when it represents an organic group containing no aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring containing a hetero atom.
R ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ The organic group that does not contain an aromatic ring generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.
R ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ Are each independently preferably an alkyl group, a 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylmethyl group, an allyl group, or a vinyl group, more preferably a linear, branched, cyclic 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylmethyl group, Most preferred is a linear or branched 2-oxoalkyl group.
[0053]
R ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ The alkyl group as may be linear, branched or cyclic, and is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, Pentyl group) and cyclic alkyl groups having 3 to 10 carbon atoms (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group).
R ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ The 2-oxoalkyl group may be linear, branched or cyclic, and preferably includes a group having> C═O at the 2-position of the above alkyl group.
R ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ Preferred examples of the alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group include alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group).
R ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ May be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (for example, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.
R ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ Two of them may be bonded to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. R ₂₀₁ ~ R ₂₀₃ Examples of the group formed by combining two of these include an alkylene group (for example, a butylene group and a pentylene group).
[0054]
The compound (Z1-3) is a compound represented by the following general formula (Z1-3).
[0055]
[Formula 4]

[0056]
Ar represents an aryl group.
R _1c ~ R _5c Each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
R _6c And R _7c Represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Ar and R _6c May combine with each other to form a ring.
Rx and Ry each independently represents an alkyl group, a 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylmethyl group, an allyl group, or a vinyl group.
R _1c ~ R _5c Any two or more of them, and R _x And R _y May be bonded to each other to form a ring structure, and this ring structure may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond or an amide bond.
Zc ⁻ Represents a non-nucleophilic anion, and X in the general formula (ZI) ⁻ The same thing as the non-nucleophilic anion of can be mentioned.
[0057]
Ar is preferably a phenyl group or a naphthyl group, and particularly preferably a group represented by the following general formula.
[0058]
[Chemical formula 5]

[0059]
R _1c ~ R _5c The alkyl group may be linear, branched or cyclic, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms (for example, methyl Groups, ethyl groups, linear or branched propyl groups, linear or branched butyl groups, linear or branched pentyl groups), and cyclic alkyl groups having 3 to 8 carbon atoms (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group). it can.
R _1c ~ R _5c The alkoxy group may be linear, branched or cyclic, for example, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably a linear or branched alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms (for example, a methoxy group). Ethoxy group, linear or branched propoxy group, linear or branched butoxy group, linear or branched pentoxy group), cyclic alkoxy group having 3 to 8 carbon atoms (for example, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group). it can.
Preferably R _1c ~ R _5c Is a linear, branched, or cyclic alkyl group, or a linear, branched, or cyclic alkoxy group, and more preferably R _1c To R _5c The sum of the number of carbon atoms is 2-15. Thereby, solvent solubility improves more and generation | occurrence | production of a particle is suppressed at the time of a preservation | save.
As the substituent that the naphthyl group as Ar may have, R _1c ~ R _5c The substituent represented by these is preferable.
[0060]
R _x And R _y An alkyl group as R _1c ~ R _5c The same alkyl group as can be mentioned.
2-oxoalkyl group is R _1c ~ R _5c And a group having> C═O at the 2-position of the alkyl group.
For the alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group, R _1c ~ R _5c The same thing as the alkoxy group as can be mentioned.
R _x And R _y Examples of the group formed by bonding are a butylene group and a pentylene group.
[0061]
R _x And R _y Is preferably an alkyl group having 4 or more carbon atoms, more preferably 6 or more, and still more preferably 8 or more.
[0062]
Although the preferable specific example of a compound (A) is shown below, this invention is not limited to these.
[0063]
[Chemical 6]

[0064]
[Chemical 7]

[0065]
(Combination acid generator)
In this invention, you may use together with the compound (A) the compound (photoacid generator) which decomposes | disassembles by irradiation of other actinic rays or radiation, and generate | occur | produces an acid.
The amount of the photoacid generator that can be used in combination is usually 100/0 to 1/99, preferably 100/0 to 5/95, and more preferably in molar ratio (compound (A) / other photoacid generator). Is 100/0 to 20/100.
Other photoacid generators used in combination include a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for radical photopolymerization, a photodecolorant for dyes, a photochromic agent, an actinic ray used for a microresist, or the like Known compounds that generate an acid upon irradiation with radiation and mixtures thereof can be appropriately selected and used.
[0066]
Examples thereof include diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, imide sulfonates, oxime sulfonates, diazodisulfones, disulfones, and o-nitrobenzyl sulfonates.
[0067]
Further, a group that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, or a compound in which a compound is introduced into the main chain or side chain of a polymer, such as US Pat. No. 3,849,137, German Patent No. 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 The compounds described in 63-146029 and the like can be used.
[0068]
Furthermore, compounds capable of generating an acid by light as described in US Pat. No. 3,779,778, European Patent 126,712 and the like can also be used.
[0069]
Other photoacid generators that may be used in combination are preferably compounds represented by the above general formulas (ZI) to (ZVI) having no carboxyl group, more preferably the above compound having no carboxyl group (Z1). -1)-(Z1-3).
[0070]
Examples of particularly preferred photoacid generators that may be used in combination are listed below.
[0071]
[Chemical 8]

[0072]
[Chemical 9]

[0073]
[Chemical Formula 10]

[0074]
[2] (B) Resin that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkaline developer (hereinafter also referred to as “component (B)”)
As a resin that is decomposed by the acid used in the positive photosensitive composition of the present invention and has increased solubility in an alkaline developer, the main chain or side chain of the resin, or both the main chain and side chain, It is a resin having a group that can be decomposed by an acid (hereinafter also referred to as “acid-decomposable group”). Among these, a resin having a group capable of decomposing with an acid in the side chain is more preferable.
[0075]
A group preferable as a group that can be decomposed by an acid is a group in which a hydrogen atom of a —COOH group or —OH group is substituted with a group capable of leaving with an acid.
In the present invention, the acid-decomposable group is an acetal group or a tertiary ester group.
[0076]
The base resin in the case where these acid-decomposable groups are bonded as side chains is an alkali-soluble resin having —OH or —COOH groups in the side chains. For example, the alkali-soluble resin mentioned later can be mentioned.
[0077]
The alkali dissolution rate of these alkali-soluble resins is preferably 170 A / second or more as measured with 0.261 N tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (23 ° C.). Particularly preferred is 330 A / second or more (A is angstrom).
From this point of view, particularly preferred alkali-soluble resins are o-, m-, p-poly (hydroxystyrene) and copolymers thereof, hydrogenated poly (hydroxystyrene), halogen or alkyl-substituted poly (hydroxystyrene). Hydroxystyrene structural units such as a part of poly (hydroxystyrene), O-alkylated or O-acylated product, styrene-hydroxystyrene copolymer, α-methylstyrene-hydroxystyrene copolymer, hydrogenated novolak resin, etc. It is an alkali-soluble resin.
[0078]
Preferred examples of the repeating unit having an acid-decomposable group in the present invention include t-butoxycarbonyloxystyrene, 1-alkoxyethoxystyrene, (meth) acrylic acid tertiary alkyl ester and the like.
[0079]
The component (B) used in the present invention is decomposed with an acid into an alkali-soluble resin as disclosed in European Patent No. 254853, JP-A-2-25850, JP-A-3-223860, JP-A-4-251259, and the like. It can be obtained by reacting a precursor of a group capable of reacting or copolymerizing an alkali-soluble resin monomer having a group capable of decomposing with an acid with various monomers.
[0080]
Although the specific example of (B) component used for this invention is shown below, it is not limited to these.
[0081]
pt-butoxystyrene / p-hydroxystyrene copolymer,
p- (t-butoxycarbonyloxy) styrene / p-hydroxystyrene copolymer,
p- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene / p-hydroxystyrene copolymer,
4- (t-butoxycarbonylmethyloxy) -3-methylstyrene / 4-hydroxy-3-methylstyrene copolymer,
p- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene / p-hydroxystyrene (10% hydrogenated) copolymer,
m- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene / m-hydroxystyrene copolymer,
o- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene / o-hydroxystyrene copolymer,
p- (cumyloxycarbonylmethyloxy) styrene / p-hydroxystyrene copolymer,
Cumyl methacrylate / methyl methacrylate copolymer,
4-t-butoxycarbonylstyrene / dimethyl maleate copolymer,
Benzyl methacrylate / tetrahydropyranyl methacrylate,
[0082]
p- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene / p-hydroxystyrene / styrene copolymer,
pt-butoxystyrene / p-hydroxystyrene / fumaronitrile copolymer,
t-butoxystyrene / hydroxyethyl methacrylate copolymer,
Styrene / N- (4-hydroxyphenyl) maleimide / N- (4-t-butoxycarbonyloxyphenyl) maleimide copolymer,
p-hydroxystyrene / t-butyl methacrylate copolymer,
Styrene / p-hydroxystyrene / t-butyl methacrylate copolymer,
p-hydroxystyrene / t-butyl acrylate copolymer,
Styrene / p-hydroxystyrene / t-butyl acrylate copolymer,
p- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene / p-hydroxystyrene / N-methylmaleimide copolymer,
t-butyl methacrylate / 1-adamantyl methyl methacrylate copolymer,
p-hydroxystyrene / t-butyl acrylate / p-acetoxystyrene copolymer,
p-hydroxystyrene / t-butyl acrylate / p- (t-butoxycarbonyloxy) styrene copolymer,
p-hydroxystyrene / t-butyl acrylate / p- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene copolymer,
[0083]
Embedded image

[0084]
Embedded image

[0085]
In the above specific example, tBu represents a t-butyl group.
[0086]
The content of the group that can be decomposed by an acid is determined by the number of groups (B) that can be decomposed by an acid in the resin and the number of alkali-soluble groups that are not protected by a group capable of leaving by an acid (S). B + S). The content is preferably 0.01 to 0.7, more preferably 0.05 to 0.50, and still more preferably 0.05 to 0.40.
[0087]
When the positive photosensitive composition of the present invention is irradiated with ArF excimer laser light, the resin of component (B) has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure and is decomposed by the action of an acid. A resin that increases the solubility in an alkali developer is preferable.
[0088]
As a resin that has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, decomposes by the action of an acid, and increases the solubility in an alkali developer (hereinafter also referred to as “alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin”) , At least selected from the group consisting of repeating units having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the following general formula (pI) to general formula (pVI) and repeating units represented by the following general formula (II-AB) It is preferable that it is resin containing 1 type.
[0089]
Embedded image

[0090]
(Wherein R ₁₁ Represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group, and Z is necessary to form an alicyclic hydrocarbon group together with a carbon atom. Represents an atomic group.
R ₁₂ ~ R ₁₆ Each independently represents a linear or branched alkyl group or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, provided that R represents ₁₂ ~ R ₁₄ At least one of R or R ₁₅ , R ₁₆ Any of represents an alicyclic hydrocarbon group.
R ₁₇ ~ R ₂₁ Each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group, provided that R represents ₁₇ ~ R ₂₁ At least one of these represents an alicyclic hydrocarbon group. R ₁₉ , R ₂₁ Any of represents a C1-C4 linear or branched alkyl group or alicyclic hydrocarbon group.
R ₂₂ ~ R ₂₅ Each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group, provided that R represents ₂₂ ~ R ₂₅ At least one of these represents an alicyclic hydrocarbon group. R ₂₃ And R ₂₄ May be bonded to each other to form a ring. )
[0091]
Embedded image

[0092]
In formula (II-AB):
R ₁₁ ', R ₁₂ Each independently represents a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom, or an optionally substituted alkyl group.
Z ′ represents an atomic group for forming an alicyclic structure which contains two bonded carbon atoms (C—C) and may have a substituent.
[0093]
The general formula (II-AB) is more preferably the following general formula (II-A) or general formula (II-B).
[0094]
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[0095]
In formulas (II-A) and (II-B):
R ₁₃ '~ R ₁₆ Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, -COOH, -COOR ₅ , A group decomposable by the action of an acid, -C (= O) -XA'-R ₁₇ 'Represents an alkyl group or a cyclic hydrocarbon group which may have a substituent.
Where R ₅ Represents an alkyl group, a cyclic hydrocarbon group or the following -Y group, which may have a substituent.
X is an oxygen atom, a sulfur atom, -NH-, -NHSO ₂ -Or -NHSO ₂ NH- is represented.
A ′ represents a single bond or a divalent linking group.
R _l3 '~ R ₁₆ At least two of 'may be bonded to form a ring. n represents 0 or 1.
R ₁₇ 'Is -COOH, -COOR ₅ , -CN, a hydroxyl group, an optionally substituted alkoxy group, -CO-NH-R ₆ , -CO-NH-SO ₂ -R ₆ Or the following -Y group is represented.
R ₆ Represents an alkyl group or a cyclic hydrocarbon group which may have a substituent.
The -Y group;
[0096]
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[0097]
(In the -Y group, R ₂₁ '~ R ₃₀ Each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent. a and b represent 1 or 2; )
[0098]
In the general formulas (pI) to (pVI), R ₁₂ ~ R ₂₅ The alkyl group in represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may be substituted or unsubstituted. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a t-butyl group.
Further, the further substituent of the alkyl group includes 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, A carboxy group, an alkoxycarbonyl group, a nitro group, etc. can be mentioned.
[0099]
R ₁₁ ~ R ₂₅ The alicyclic hydrocarbon group or the alicyclic hydrocarbon 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 carbon number is preferably 6-30, and particularly preferably 7-25. These alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent.
[0100]
Preferred examples of the alicyclic hydrocarbon group include an adamantyl group, a noradamantyl group, a decalin residue, a tricyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, a norbornyl group, a cedrol group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. Group, cyclodecanyl group, and 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.
[0101]
Examples of the substituent for these alicyclic hydrocarbon groups 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, or a butyl group, and more preferably a substituent selected from the group consisting of a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. Represent. 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.
[0102]
The structures represented by the general formulas (pI) to (pVI) in the resin can be used for protecting alkali-soluble groups. Examples of the alkali-soluble group include various groups known in this technical field.
Specific examples include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phenol group, and a thiol group, and a carboxylic acid group and a sulfonic acid group are preferable.
As the alkali-soluble group protected by the structure represented by the general formulas (pI) to (pVI) in the above resin, the hydrogen atom of the carboxyl group is preferably substituted with the structure represented by the general formula (pI) to (PVI). Structure.
[0103]
As the repeating unit having an alkali-soluble group protected by the structure represented by the general formulas (pI) to (pVI), a repeating unit represented by the following general formula (pA) is preferable.
[0104]
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[0105]
Here, R represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A plurality of R may be the same or different.
A is a single bond, an alkylene group, a substituted alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a urea group. Represents a combination of groups.
Ra represents any group of the above formulas (pI) to (pVI).
[0106]
The repeating unit represented by the general formula (pA) is most preferably a repeating unit of 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate and dialkyl (1-adamantyl) methyl (meth) acrylate.
[0107]
Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (pA) are shown below.
[0108]
Embedded image

[0109]
In the general formula (II-AB), R ₁₁ ', R ₁₂ Each independently represents a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom, or an optionally substituted alkyl group.
Z ′ represents an atomic group for forming an alicyclic structure which contains two bonded carbon atoms (C—C) and may have a substituent.
[0110]
R above ₁₁ ', R ₁₂ Examples of the halogen atom in 'include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom.
R above ₁₁ ', R ₁₂ ', R ₂₁ '~ R ₃₀ The alkyl group in 'is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, still more preferably methyl. Group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group and t-butyl group.
[0111]
Examples of the further substituent in the above alkyl group include a hydroxyl group, a halogen atom, a carboxyl group, an alkoxy group, an acyl group, a cyano group, and an acyloxy group. Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom. 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 acyl group include a formyl group and an acetyl group, and examples of the acyloxy group include an acetoxy group.
[0112]
The atomic group for forming the alicyclic structure of Z ′ is an atomic group that forms a repeating unit of an alicyclic hydrocarbon which may have a substituent in a resin, and among them, a bridged type alicyclic group. An atomic group for forming a bridged alicyclic structure forming a cyclic hydrocarbon repeating unit is preferred.
Examples of the alicyclic hydrocarbon skeleton formed include R in the general formulas (pI) to (pVI). ₁₁ ~ R ₂₅ And the same as the alicyclic hydrocarbon group.
[0113]
The alicyclic hydrocarbon skeleton may have a substituent. Examples of such a substituent include R in the general formula (II-A) or (II-B). ₁₃ '~ R ₁₆ 'I can mention.
Among the repeating units having the bridged alicyclic hydrocarbon, the repeating unit represented by the general formula (II-A) or (II-B) is more preferable.
[0114]
In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin according to the present invention, the acid-decomposable group is the aforementioned -C (= O) -XA'-R. ₁₇ It may be contained in 'or may be contained as a substituent for Z' in formula (II-AB).
As the structure of the acid-decomposable group, —C (═O) —X ₁ -R ₀ It is represented by
Where R ₀ As a tertiary alkyl group such as a t-butyl group and a t-amyl group, an isobornyl group, a 1-ethoxyethyl group, a 1-butoxyethyl group, a 1-isobutoxyethyl group, a 1-cyclohexyloxyethyl group, etc. -Alkoxymethyl group such as alkoxyethyl group, 1-methoxymethyl group, 1-ethoxymethyl group, 3-oxoalkyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, trialkylsilyl ester group, 3-oxocyclohexyl ester group, A 2-methyl-2-adamantyl group, a mevalonic lactone residue and the like can be mentioned. X ₁ Is synonymous with X above.
[0115]
R above ₁₃ '~ R ₁₆ Examples of the halogen atom in 'include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom.
[0116]
R above ₅ , R ₆ , R ₁₃ '~ R ₁₆ The alkyl group in 'is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, still more preferably methyl. Group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group and t-butyl group.
[0117]
R above ₅ , R ₆ , R ₁₃ '~ R ₁₆ Examples of the cyclic hydrocarbon group in 'include a cyclic alkyl group and a bridged hydrocarbon group, such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, a 2-methyl-2-adamantyl group, a norbornyl group, a boronyl group, An isobornyl group, a tricyclodecanyl group, a dicyclopentenyl group, a nobornane epoxy group, a menthyl group, an isomenthyl group, a neomenthyl group, a tetracyclododecanyl group, and the like can be given.
R above ₁₃ '~ R ₁₆ Examples of the ring formed by combining at least two of 'include rings having 5 to 12 carbon atoms such as cyclopentene, cyclohexene, cycloheptane, and cyclooctane.
[0118]
R above ₁₇ Examples of the alkoxy group in 'include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group.
[0119]
Examples of further substituents in the alkyl group, cyclic hydrocarbon group, and alkoxy group include a hydroxyl group, a halogen atom, a carboxyl group, an alkoxy group, an acyl group, a cyano group, an acyloxy group, an alkyl group, and a cyclic hydrocarbon group. Can do. Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom. 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 acyl group include a formyl group and an acetyl group. Examples thereof include an acetoxy group.
Examples of the alkyl group and cyclic hydrocarbon group include those listed above.
[0120]
The divalent linking group of A ′ is selected from the group consisting of an alkylene group, a substituted alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, and a urea group. Single or a combination of two or more groups may be mentioned.
[0121]
In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin according to the present invention, the group decomposed by the action of an acid has a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by the general formula (pI) to the general formula (pVI). It can be contained in at least one kind of repeating unit among the repeating unit having, the repeating unit represented by formula (II-AB), and the repeating unit of the copolymerization component described later.
[0122]
R in the above general formula (II-A) or general formula (II-B) ₁₃ '~ R ₁₆ The various substituents of 'also serve as substituents of the atomic group Z for forming the alicyclic structure or the bridged alicyclic structure in the general formula (II-AB). is there.
[0123]
Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (II-A) or the general formula (II-B) include the following, but the present invention is not limited to these specific examples.
[0124]
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[0125]
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention preferably has a lactone group, and more preferably any of the following general formulas (Lc) and general formulas (V-1) to (V-5) below. It has a repeating unit having a group having a lactone structure represented, and the group having a lactone structure may be directly bonded to the main chain.
[0126]
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[0127]
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[0128]
In the general formula (Lc), Ra ₁ , Rb ₁ , Rc ₁ , Rd ₁ , Re ₁ Each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent. m and n each independently represents an integer of 0 to 3, and m + n is 2 or more and 6 or less.
[0129]
In the general formulas (V-1) to (V-5), R _1b ~ R _5b Each independently represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, alkylsulfonylimino group or alkenyl group. R _1b ~ R _5b Two of these may combine to form a ring.
[0130]
Ra in the general formula (Lc) ₁ ~ Re ₁ And R in the general formulas (V-1) to (V-5) _1b ~ R _5b Examples of the alkyl group in the alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, and alkylsulfonylimino group include linear and branched alkyl groups, which may have a substituent.
[0131]
As the repeating unit having a group having a lactone structure represented by general formula (Lc) or any one of general formulas (V-1) to (V-5), the above general formula (II-A) or (II- B) R in ₁₃ '~ R ₁₆ Wherein at least one of 'has a group represented by general formula (Lc) or general formulas (V-1) to (V-5) (for example, -COOR ₅ R ₅ Represents a group represented by the general formula (Lc) or the general formulas (V-1) to (V-5)), or a repeating unit represented by the following general formula (AI).
[0132]
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[0133]
In general formula (AI), R _b0 Represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R _b0 As preferred substituents that the alkyl group may have, R in the above general formulas (V-1) to (V-5) _1b As the preferred substituents that the alkyl group as may have, those exemplified above may be mentioned.
R _b0 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. R _b0 Is preferably a hydrogen atom.
A ′ represents a single bond, an ether group, an ester group, a carbonyl group, an alkylene group, or a divalent group obtained by combining these.
B ₂ Represents a group represented by general formula (Lc) or any one of general formulas (V-1) to (V-5).
[0134]
Specific examples of the repeating unit having a group having a lactone structure are shown below, but the present invention is not limited thereto.
[0135]
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[0136]
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[0137]
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[0138]
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention may contain a repeating unit having a group represented by the following general formula (VII).
[0139]
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[0140]
In general formula (VII), R ₂ c ~ R ₄ c represents a hydrogen atom or a hydroxyl group each independently. However, R ₂ c ~ R ₄ At least one of c represents a hydroxyl group.
[0141]
The group represented by the general formula (VII) is preferably a dihydroxy form or a monohydroxy form, and more preferably a dihydroxy form.
[0142]
Examples of the repeating unit having a group represented by the general formula (VII) include R in the general formula (II-A) or (II-B). ₁₃ '~ R ₁₆ Wherein at least one of 'has a group represented by the above general formula (VII) (for example, -COOR ₅ R ₅ Represents a group represented by the general formula (VII)), or a repeating unit represented by the following general formula (AII).
[0143]
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[0144]
In general formula (AII), R ₁ c represents a hydrogen atom or a methyl group.
R ₂ c ~ R ₄ c represents a hydrogen atom or a hydroxyl group each independently. However, R ₂ c ~ R ₄ At least one of c represents a hydroxyl group. R ₂ c ~ R ₄ Those in which two of c are hydroxyl groups are preferred.
[0145]
Although the specific example of the repeating unit which has a structure represented by general formula (AII) below is given, it is not limited to these.
[0146]
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[0147]
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention may contain a repeating unit represented by the following general formula (VIII).
[0148]
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[0149]
In the above general formula (VIII), Z ₂ Is —O— or —N (R ₄₁ )-. Where R ₄₁ Is a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a haloalkyl group, or -OSO ₂ -R ₄₂ Represents. R ₄₂ Represents an alkyl group, a haloalkyl group, a cycloalkyl group or a camphor residue.
[0150]
Examples of the repeating unit represented by the general formula (VIII) include, but are not limited to, the following specific examples.
[0151]
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[0152]
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[0153]
In addition to the above repeating structural units, the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention has a dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and resolving power that is a general necessary characteristic of resist. In order to adjust heat resistance, sensitivity, etc., various repeating structural units can be contained.
[0154]
Examples of such repeating structural units include, but are not limited to, repeating structural units corresponding to the following monomers.
Thereby, performance required for the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, in particular,
(1) Solubility in coating solvent,
(2) Film formability (glass transition point),
(3) Alkali developability,
(4) Membrane slip (hydrophobic, alkali-soluble group selection),
(5) Adhesion of unexposed part to substrate,
(6) Dry etching resistance,
Etc. can be finely adjusted.
As such a monomer, for example, a compound having one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, etc. Etc.
[0155]
In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound that can be copolymerized with monomers corresponding to the above various repeating structural units may be copolymerized.
[0156]
In alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resins, the molar ratio of each repeating structural unit is the resist's dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and resolution that is a general required performance of resists. In order to adjust heat resistance, sensitivity, etc., it is set appropriately.
[0157]
Preferred embodiments of the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention include the following.
(1) Containing a repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the general formulas (pI) to (pVI) (side chain type)
(2) Containing repeating unit represented by general formula (II-AB) (main chain type)
However, in (2), for example, the following can be further mentioned.
(3) A repeating unit represented by the general formula (II-AB), a maleic anhydride derivative and a (meth) acrylate structure (hybrid type)
[0158]
In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, the content of the repeating unit having an acid-decomposable group is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 20 to 50 mol%, still more preferably 25 in all repeating structural units. -40 mol%.
In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, the content of the repeating unit having a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by the general formulas (pI) to (pVI) is 30 to 70 in all the repeating structural units. The mol% is preferable, more preferably 35 to 65 mol%, and still more preferably 40 to 60 mol%.
In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, the content of the repeating unit represented by the general formula (II-AB) is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 15 to 55 mol% in all repeating structural units. More preferably, it is 20-50 mol%.
[0159]
In addition, the content of the repeating structural unit based on the monomer of the further copolymer component in the resin can also be appropriately set according to the performance of the desired resist. ) To (pVI) 99 mol% based on the total number of moles of the repeating structural unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon and the repeating unit represented by the above general formula (II-AB) The following is preferable, More preferably, it is 90 mol% or less, More preferably, it is 80 mol% or less.
When the composition of the present invention is for ArF exposure, the resin preferably has no aromatic group from the viewpoint of transparency to ArF light.
[0160]
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin used in the present invention can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, monomer species are charged into a reaction vessel in a batch or in the course of reaction, and if necessary, a reaction solvent such as ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diisopropyl ether, methyl ethyl ketone, A ketone such as methyl isobutyl ketone, an ester solvent such as ethyl acetate, and the composition of the present invention such as propylene glycol monomethyl ether acetate described below are dissolved in a solvent that dissolves uniformly and then nitrogen, argon, etc. Polymerization is started using a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) as necessary under an inert gas atmosphere. If desired, an initiator is added or added in portions, and after completion of the reaction, it is put into a solvent and a desired polymer is recovered by a method such as powder or solid recovery. The concentration of the reaction is 20% by mass or more, preferably 30% by mass or more, and more preferably 40% by mass or more. The reaction temperature is 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 50-100 ° C.
[0161]
When the composition of the present invention is used for the upper resist of the multilayer resist, the resin as the component (B) preferably has a silicon atom.
As the resin having a silicon atom and decomposing by the action of an acid to increase the solubility in an alkaline developer, any of resins having a silicon atom in at least one of a main chain and a side chain can be used. Examples of the resin having a siloxane structure in the side chain of the resin include, for example, an olefin monomer having a silicon atom in the side chain, maleic anhydride, and a (meth) acrylic acid monomer having an acid-decomposable group in the side chain. Mention may be made of copolymers.
[0162]
F is added to the positive photosensitive composition of the present invention. ₂ When the excimer laser light is irradiated, the resin of component (B) is substituted with fluorine atoms in the main chain and / or side chain of the polymer skeleton.
And a resin that decomposes under the action of an acid and increases the solubility in an alkali developer (hereinafter also referred to as a fluorine group-containing resin), more preferably, the 1-position is substituted with a fluorine atom or a fluoroalkyl group. Resin having a hydroxyl group substituted at the 1-position with a fluorine atom or a fluoroalkyl group and protected by an acid-decomposable group, most preferably a hexafluoro-2-propanol structure or a hydroxyl group of hexafluoro-2-propanol Is a resin containing a structure where is protected with an acid-decomposable group. Deep ultraviolet light, especially F by introducing fluorine atoms ₂ (157 nm) Transparency to light can be improved.
[0163]
(B) Preferred examples of the fluorine group-containing resin in the acid-decomposable resin include resins having at least one repeating unit represented by the following general formulas (FA) to (FG).
[0164]
Embedded image

[0165]
In the general formula,
R ₁₀₀ -R ₁₀₃ Each represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, a fluoroalkyl group or an aryl group.
R ₁₀₄ And R ₁₀₆ Are each a hydrogen atom, a fluorine atom or a fluoroalkyl group, and R ₁₀₄ And R ₁₀₆ At least one of is a fluorine atom or a fluoroalkyl group. R ₁₀₄ And R ₁₀₆ Are preferably both trifluoromethyl groups.
R ₁₀₅ Is a hydrogen atom, an alkyl group, a fluoroalkyl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group or a group that decomposes by the action of an acid.
A ₁ Is a single bond, a divalent linking group, for example, a linear, branched, cyclic alkylene group, alkenylene group, arylene group, —OCO—, —COO—, or —CON (R ₂₄ )-, And a linking group containing a plurality of these. R ₂₄ Is a hydrogen atom or an alkyl group.
R ₁₀₇ , R ₁₀₈ Are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a fluoroalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group or a group that decomposes under the action of an acid.
R ₁₀₉ Is a hydrogen atom, an alkyl group, a fluoroalkyl group, or a group that decomposes by the action of an acid.
b is 0, 1 or 2;
The repeating units represented by the general formulas (FA) to (FG) contain at least one, preferably three or more fluorine atoms per one repeating unit.
[0166]
In the general formulas (FA) to (FG), the alkyl group is, for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, Preferred examples include sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, and octyl group.
The cycloalkyl group may be monocyclic or polycyclic. The monocyclic type has 3 to 8 carbon atoms, and preferred examples include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. The polycyclic type has 6 to 20 carbon atoms, such as an adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, campanyl group, dicyclopentyl group, α-pinel group, tricyclodecanyl group, tetocyclododecyl group, An androstanyl group etc. can be mentioned preferably. However, the carbon atom in the monocyclic or polycyclic cycloalkyl group may be substituted with a heteroatom such as an oxygen atom.
[0167]
Examples of the fluoroalkyl group include those having 4 to 12 carbon atoms, specifically, a perfluorobutyl group, a perfluorohexyl group, a perfluorooctyl group, a perfluorooctylethyl group, a perfluorododecyl group, and the like. Preferably it can be mentioned.
As the haloalkyl group, for example, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, specifically, a chloromethyl group, a chloroethyl group, a chloropropyl group, a chlorobutyl group, a bromomethyl group, a bromoethyl group and the like can be preferably exemplified.
[0168]
As the aryl group, for example, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, specifically, phenyl group, tolyl group, dimethylphenyl group, 2,4,6-trimethylphenyl group, naphthyl group, anthryl group, Preferable examples include 9,10-dimethoxyanthryl group.
As the aralkyl group, for example, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, specifically, a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, and the like can be preferably exemplified.
As an alkenyl group, it is a C2-C8 alkenyl group, for example, Specifically, a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, and a cyclohexenyl group can be mentioned preferably.
[0169]
Examples of the alkoxy group include an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, and specifically include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, a butoxy group, a pentoxy group, an allyloxy group, and an octoxy group. Preferred examples include groups.
As the acyl group, for example, an acyl group having 1 to 10 carbon atoms, specifically, a formyl group, an acetyl group, a propanoyl group, a butanoyl group, a pivaloyl group, an octanoyl group, a benzoyl group and the like can be preferably exemplified. it can.
The acyloxy group is preferably an acyloxy group having 2 to 12 carbon atoms, and examples thereof include an acetoxy group, a propionyloxy group, and a benzoyloxy group.
The alkynyl group is preferably an alkynyl group having 2 to 5 carbon atoms, and examples thereof include an ethynyl group, a propynyl group, and a butynyl group.
Examples of the alkoxycarbonyl group include i-propoxycarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, t-amyloxycarbonyl group, 1-methyl-1-cyclohexyloxycarbonyl group and the like, preferably secondary, more preferably tertiary alkoxycarbonyl. Groups.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
[0170]
Examples of the alkylene group preferably include those having 1 to 8 carbon atoms such as a methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group and octylene group which may have a substituent.
The alkenylene group is preferably an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms, such as an optionally substituted ethenylene group, propenylene group, butenylene group.
Preferred examples of the cycloalkylene group include those having 5 to 8 carbon atoms such as a cyclopentylene group and a cyclohexylene group which may have a substituent.
The arylene group is preferably an arylene group having 6 to 15 carbon atoms such as an optionally substituted phenylene group, tolylene group or naphthylene group.
[0171]
These groups may have a substituent. Examples of the substituent include activities such as alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, amino group, amide group, ureido group, urethane group, hydroxyl group, and carboxyl group. Those having hydrogen, halogen atoms (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), alkoxy groups (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), thioether group, acyl group (acetyl group, propanoyl group) Benzoyl group, etc.), acyloxy group (acetoxy group, propanoyloxy group, benzoyloxy group etc.), alkoxycarbonyl group (methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group etc.), cyano group, nitro group, etc. .
Here, examples of the alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group include those described above, but the alkyl group may be further substituted with a fluorine atom or a cycloalkyl group.
[0172]
As a group which decomposes | disassembles by the effect | action of an acid and shows alkali solubility contained in the fluorine group containing resin of this invention, for example, -O-C (R ₃₆ ) (R ₃₇ ) (R ₃₈ ), -O-C (R ₃₆ ) (R ₃₇ ) (OR ₃₉ ), -O-COO-C (R ₃₆ ) (R ₃₇ ) (R ₃₈ ), -O-C (R ₀₁ ) (R ₀₂ ) COO-C (R ₃₆ ) (R ₃₇ ) (R ₃₈ ), -COO-C (R ₃₆ ) (R ₃₇ ) (R ₃₈ ), -COO-C (R ₃₆ ) (R ₃₇ ) (OR ₃₉ ) And the like.
R ₃₆ ~ R ₃₉ Represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group, which may have a substituent, and R ₀₁ , R ₀₂ Represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group or an aryl group, which may have a substituent.
[0173]
Preferable specific examples include t-butyl group, t-amyl group, 1-alkyl-1-cyclohexyl group, 2-alkyl-2-adamantyl group, 2-adamantyl-2-propyl group, 2- (4-methylcyclohexyl). ) Ether group or ester group of tertiary alkyl group such as 2-propyl group, acetal group or acetal ester group such as 1-alkoxy-1-ethoxy group, tetrahydropyranyl group, t-alkyl carbonate group, t-alkyl A carbonylmethoxy group etc. are mentioned preferably.
[0174]
Specific examples of the repeating structural units represented by the general formulas (FA) to (FG) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
[0175]
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[0176]
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[0177]
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[0178]
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[0179]
The total content of the repeating units represented by the general formulas (FA) to (FG) is generally 10 to 80 mol%, preferably 30 to 70 mol%, more preferably based on all repeating units constituting the resin. Is used in the range of 35 to 65 mol%.
[0180]
The resin of the present invention (B) may be copolymerized with other polymerizable monomers for the purpose of further improving the performance of the resist of the present invention in addition to the above repeating structural units.
[0181]
Examples of copolymerizable monomers that can be used include those shown below. For example, an addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, acrylamides, methacrylic acid esters, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, styrenes, crotonic acid esters other than the above. A compound having one.
[0182]
Such a fluorine-containing resin may contain other repeating units as a copolymerization component in addition to the repeating unit having fluorine atoms, from the viewpoint of improving dry etching resistance, adjusting alkali solubility, and improving substrate adhesion. preferable. Preferred as other repeating units are:
1) A repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure represented by the general formulas (pI) to (pVI) and (II-AB). Specifically, the repeating units 1 to 23 and the repeating units [II-1] to [II-32]. Preferably, in the above specific examples 1 to 23, Rx is CF. ₃ belongs to.
2) A repeating unit having a lactone structure represented by the general formulas (Lc) and (V-1) to (V-5). Specifically, the repeating units (IV-1) to (IV-16) and the repeating units (Ib-1) to (Ib-11).
3) The following general formula (XV) (XVI) (XVII) derived from a maleic anhydride, vinyl ether or a vinyl compound having a cyano group, specifically the repetitions listed in (C-1) to (C-15) unit
Is mentioned. These other repeating units may or may not contain a fluorine atom.
[0183]
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[0184]
Where R ₄₁ Represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group or an aryl group.
R ₄₂ Represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group or a haloalkyl group.
A ₅ Is a single bond, a divalent alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group or an arylene group, or —O—CO—R. ₂₂ -, -CO-O-R ₂₃ -, -CO-N (R ₂₄ -R ₂₅ -Represents.
R ₂₂ , R ₂₃ , R ₂₅ May be the same or different and each may have a single bond or a divalent alkylene group, alkenylene group, cycloalkylene group or arylene group which may have an ether group, an ester group, an amide group, a urethane group or a ureido group. Represent.
R ₂₄ Represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group or an aryl group which may have a substituent.
n represents 0 or 1, and x, y, z represents an integer of 0 to 4.
Here, examples of each substituent include those similar to the substituents of the general formulas (FA) to (FG).
[0185]
Moreover, although the specific example of the repeating structural unit represented by general formula (XVI)-(XVII) is shown, this invention is not limited to this.
[0186]
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[0187]
The content of other repeating units such as the repeating units represented by the general formulas (XV) to (XVII) is generally 0 to 70 mol%, preferably 10 to 60 mol%, based on all repeating units constituting the resin. More preferably, it is used in the range of 20 to 50 mol%.
[0188]
(B) The fluorine group-containing resin as the acid-decomposable resin may contain an acid-decomposable group in any repeating unit.
As for content of the repeating unit which has an acid-decomposable group, 10-70 mol% is preferable with respect to all the repeating units, More preferably, it is 20-60 mol%, More preferably, it is 30-60 mol%.
[0189]
The fluorine group-containing resin can be synthesized by radical polymerization in substantially the same manner as the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin.
[0190]
The weight average molecular weight of the resin of the component (B) according to the present invention is preferably 1,000 to 200,000 as a polystyrene conversion value by the GPC method. When the weight average molecular weight is less than 1,000, the heat resistance and dry etching resistance are deteriorated, which is not preferable. When the weight average molecular weight exceeds 200,000, the developability is deteriorated and the film forming property is deteriorated because the viscosity is extremely high. Produces less favorable results.
[0191]
In the photosensitive composition of the present invention, the blending amount of the resin of the component (B) according to the present invention in the entire composition is preferably 40 to 99.99% by mass, more preferably 50 to 99.99% in the total solid content. 97% by mass.
[0192]
[3] (C) Dissolution-inhibiting compound having a molecular weight of 3000 or less (hereinafter also referred to as “(C) component” or “dissolution-inhibiting compound”) that is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkaline developer.
(C) As a dissolution inhibiting compound having a molecular weight of 3000 or less, which is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkaline developer, the transmittance of 220 nm or less is not lowered. An alicyclic or aliphatic compound containing an acid-decomposable group is preferred, such as a cholic acid derivative containing an acid-decomposable group described in (1). Examples of the acid-decomposable group and alicyclic structure are the same as those described above for the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin.
When exposing the photosensitive composition of this invention with a KrF excimer laser, or irradiating with an electron beam, what contains the structure which substituted the phenolic hydroxyl group of the phenol compound by the acid-decomposable group is preferable. As a phenol compound, what contains 1-9 phenol frame | skeleton is preferable, More preferably, it contains 2-6 pieces.
The molecular weight of the dissolution inhibiting compound in the present invention is 3000 or less, preferably 300 to 3000, and more preferably 500 to 2500.
[0193]
The addition amount of the dissolution inhibiting compound is preferably 3 to 50% by mass, more preferably 5 to 40% by mass, based on the solid content of the photosensitive composition.
[0194]
Specific examples of the dissolution inhibiting compound are shown below, but are not limited thereto.
[0195]
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[0196]
[4] (D) Resin soluble in alkali developer (hereinafter also referred to as “component (D)” or “alkali-soluble resin”)
The alkali dissolution rate of the alkali-soluble resin is preferably 20 測定 / sec or more as measured with 0.261N tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (23 ° C.). Particularly preferred is 200 Å / sec or more (Å is angstrom).
[0197]
Examples of the alkali-soluble resin used in the present invention include novolak resin, hydrogenated novolak resin, acetone-pyrogalol resin, o-polyhydroxystyrene, m-polyhydroxystyrene, p-polyhydroxystyrene, hydrogenated polyhydroxystyrene, and halogen. Alternatively, alkyl-substituted polyhydroxystyrene, hydroxystyrene-N-substituted maleimide copolymer, o / p- and m / p-hydroxystyrene copolymer, partially O-alkylated product of hydroxyl group of polyhydroxystyrene (for example, 5- 30 mol% O-methylated product, O- (1-methoxy) ethylated product, O- (1-ethoxy) ethylated product, O-2-tetrahydropyranylated product, O- (t-butoxycarbonyl) methylated product, etc.) Or O-acylated product (for example, 5 to 30 mol) O-acetylated product, O- (t-butoxy) carbonylated product, etc.), styrene-maleic anhydride copolymer, styrene-hydroxystyrene copolymer, α-methylstyrene-hydroxystyrene copolymer, carboxyl group-containing methacrylic acid Examples thereof include, but are not limited to, resins and derivatives thereof, and polyvinyl alcohol derivatives.
[0198]
Particularly preferred alkali-soluble resins are novolak resins and o-polyhydroxystyrene, m-polyhydroxystyrene, p-polyhydroxystyrene and copolymers thereof, alkyl-substituted polyhydroxystyrenes, partially O-alkylated polyhydroxystyrenes, Alternatively, O-acylated product, styrene-hydroxystyrene copolymer, and α-methylstyrene-hydroxystyrene copolymer.
The novolak resin is obtained by subjecting a predetermined monomer as a main component to addition condensation with an aldehyde in the presence of an acidic catalyst.
[0199]
Moreover, the weight average molecular weight of alkali-soluble resin is 2000 or more, Preferably it is 5000-200000, More preferably, it is 5000-100000.
[0200]
Here, the weight average molecular weight is defined as a polystyrene equivalent value of gel permeation chromatography.
These (D) alkali-soluble resins in the present invention may be used in combination of two or more.
The usage-amount of alkali-soluble resin is 40-97 mass% with respect to solid content of the whole composition of a photosensitive composition, Preferably it is 60-90 mass%.
[0201]
[5] (E) Acid crosslinking agent that crosslinks with the alkali-soluble resin by the action of acid (hereinafter also referred to as “(E) component” or “crosslinking agent”)
A crosslinking agent is used in the negative photosensitive composition of the present invention.
Any crosslinking agent can be used as long as it is a compound that crosslinks a resin that is soluble in an alkaline developer by the action of an acid.
(1) Hydroxymethyl, alkoxymethyl, and acyloxymethyl forms of phenol derivatives.
(2) A compound having an N-hydroxymethyl group, an N-alkoxymethyl group, or an N-acyloxymethyl group.
(3) A compound having an epoxy group.
The alkoxymethyl group preferably has 6 or less carbon atoms, and the acyloxymethyl group preferably has 6 or less carbon atoms.
Of these crosslinking agents, particularly preferred are listed below.
[0202]
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[0203]
(Where L ¹ ~ L ⁸ May be the same or different and each represents a hydrogen atom, a hydroxymethyl group, a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. )
[0204]
The crosslinking agent is generally used in an amount of 3 to 70% by mass, preferably 5 to 50% by mass, in the solid content of the photosensitive composition.
[0205]
<Other ingredients>
[6] (F) Basic compound
The photosensitive composition of the present invention preferably contains (F) a basic compound in order to reduce the change in performance over time from exposure to heating.
Preferable structures include structures represented by the following formulas (A) to (E).
[0206]
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[0207]
Where R ²⁵⁰ , R ²⁵¹ And R ²⁵² Are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aminoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms. Where R ²⁵⁰ And R ²⁵¹ May combine with each other to form a ring.
These may contain an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom in the alkyl chain.
[0208]
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[0209]
(Wherein R ²⁵³ , R ²⁵⁴ , R ²⁵⁵ And R ²⁵⁶ Each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms).
[0210]
Preferred compounds include substituted or unsubstituted guanidine, substituted or unsubstituted aminopyrrolidine, substituted or unsubstituted pyrazole, substituted or unsubstituted pyrazoline, substituted or unsubstituted piperazine, substituted or unsubstituted aminomorpholine, substituted or An unsubstituted aminoalkylmorpholine, a substituted or unsubstituted piperidine can be mentioned, and more preferable compounds include imidazole structure, diazabicyclo structure, onium hydroxide structure, onium carboxylate structure, trialkylamine structure, aniline structure or pyridine. Examples thereof include a compound having a structure, an alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond, and an aniline derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond.
[0211]
Examples of the compound having an imidazole structure include imidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, benzimidazole, and the like. Examples of the compound having a diazabicyclo structure include 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] noner-5-ene, and 1,8-diazabicyclo [5,4,0]. Undecar 7-ene. Examples of the compound having an onium hydroxide structure include triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, sulfonium hydroxide having a 2-oxoalkyl group, specifically triphenylsulfonium hydroxide, tris (t-butylphenyl) sulfonium. Examples thereof include hydroxide, bis (t-butylphenyl) iodonium hydroxide, phenacylthiophenium hydroxide, and 2-oxopropylthiophenium hydroxide. The compound having an onium carboxylate structure is a compound having an onium hydroxide structure in which the anion moiety is converted to a carboxylate, and examples thereof include acetate, adamantane-1-carboxylate, and perfluoroalkylcarboxylate. Examples of the compound having a trialkylamine structure include tri (n-butyl) amine and tri (n-octyl) amine. Examples of aniline compounds include 2,6-diisopropylaniline and N, N-dimethylaniline. Examples of the alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and tris (methoxyethoxyethyl) amine. Examples of aniline derivatives having a hydroxyl group and / or an ether bond include N, N-bis (hydroxyethyl) aniline.
[0212]
These basic compounds are used alone or in combination of two or more. The usage-amount of a basic compound is 0.001 to 10 weight% normally based on solid content of a photosensitive composition, Preferably it is 0.01 to 5 mass%. That is, in order to obtain a sufficient effect of addition, the content is preferably 0.001% by mass or more, and preferably 10% by mass or less in terms of sensitivity and developability of the non-exposed area.
[0213]
[7] (G) Fluorine-based and / or silicon-based surfactant
The photosensitive composition of the present invention further includes any of fluorine-based and / or silicon-based surfactants (fluorine-based surfactants and silicon-based surfactants, surfactants containing both fluorine atoms and silicon atoms). Or it is preferable to contain 2 or more types.
When the photosensitive composition of the present invention contains fluorine and / or a silicon-based surfactant, adhesion and development defects can be obtained with good sensitivity and resolution when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less. A small resist pattern can be provided.
Examples of these fluorine and / or silicon surfactants include, for example, JP-A No. 62-36663, JP-A No. 61-226746, JP-A No. 61-226745, JP-A No. 62-170950, JP 63-34540 A, JP 7-230165 A, JP 8-62834 A, JP 9-54432 A, JP 9-5988 A, JP 2002-277862 A, US Patent Nos. 5,405,720, 5,360,692, 5,529,881, 5,296,330, 5,436,098, 5,576,143, 5,294,511, 5,824,451 Surfactant can be mentioned, The following commercially available surfactant can also be used as it is.
Examples of commercially available surfactants that can be used include F-top EF301 and EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430 and 431 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173, F176, F189, and R08. (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (Troy Chemical Co., Ltd.), etc. Fluorine type surfactant or silicon type surfactant can be mentioned. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.
[0214]
In addition to the known surfactants described above, the surfactant is derived from a fluoroaliphatic compound produced by a telomerization method (also called telomer method) or an oligomerization method (also called oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group can be used. The fluoroaliphatic compound can be synthesized by the method described in JP-A-2002-90991.
As the polymer having a fluoroaliphatic group, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate and / or (poly (oxyalkylene)) methacrylate is preferable and distributed irregularly. Or may be block copolymerized. Examples of the poly (oxyalkylene) group include a poly (oxyethylene) group, a poly (oxypropylene) group, a poly (oxybutylene) group, and the like, and a poly (oxyethylene, oxypropylene, and oxyethylene group). A unit having different chain lengths in the same chain length, such as a block linked body) or a poly (block linked body of oxyethylene and oxypropylene) group, may be used. Furthermore, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate) is not only a binary copolymer but also a monomer having two or more different fluoroaliphatic groups, Further, it may be a ternary or higher copolymer obtained by simultaneously copolymerizing two or more different (poly (oxyalkylene)) acrylates (or methacrylates).
Examples of commercially available surfactants include Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, and F-472 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.). In addition, C ₆ F ₁₃ Copolymer of acrylate (or methacrylate) having a group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), C ₆ F ₁₃ A copolymer of an acrylate (or methacrylate) having a group, (poly (oxyethylene)) acrylate (or methacrylate) and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate), C ₈ F ₁₇ Copolymer of acrylate (or methacrylate) having a group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), C ₈ F ₁₇ And a copolymer of an acrylate (or methacrylate) having a group, (poly (oxyethylene)) acrylate (or methacrylate), and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate).
[0215]
The amount of fluorine and / or silicon surfactant used is preferably 0.0001 to 2% by mass, more preferably 0.001 to 1% by mass, based on the total amount of the photosensitive composition (excluding the solvent). .
[0216]
[8] (H) Organic solvent
The photosensitive composition of the present invention is used by dissolving the above components in a predetermined organic solvent.
Examples of the organic solvent that can be used include 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, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N, N -Dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran, etc.
[0217]
In the present invention, the organic solvent may be used alone or in combination, but it is preferable to use a mixed solvent in which a solvent containing a hydroxyl group in the structure and a solvent not containing a hydroxyl group are mixed. . Thereby, the generation of particles during storage of the resist solution can be reduced.
Examples of the solvent containing a hydroxyl group include ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethyl lactate, and the like. Particularly preferred are propylene glycol monomethyl ether and ethyl lactate.
Examples of the solvent not containing a hydroxyl group include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide and the like. Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, and butyl acetate are particularly preferable, and propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate. 2-heptanone is most preferred.
[0218]
The mixing ratio (mass) of the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 60/40. . A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent not containing a hydroxyl group is particularly preferred from the viewpoint of coating uniformity.
[0219]
<Other additives>
If necessary, the photosensitive composition of the present invention further contains a dye, a plasticizer, a surfactant other than the component (G), a photosensitizer, a compound that promotes solubility in a developer, and the like. be able to.
The dissolution accelerating compound for the developer that can be used in the present invention is a low molecular weight compound having a molecular weight of 1,000 or less and having two or more phenolic OH groups or one or more carboxy groups. When it has a carboxy group, an alicyclic or aliphatic compound is preferable.
A preferable addition amount of these dissolution promoting compounds is 2 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass with respect to the resin of the component (B) or the resin of the component (D). From the standpoint of development residue and pattern deformation during development, 50% by mass or less is preferable.
[0220]
Such a phenol compound having a molecular weight of 1000 or less can be easily synthesized by those skilled in the art with reference to the methods described in, for example, JP-A-4-1222938, JP-A-2-28531, US Pat. No. 4,916,210, European Patent 219294, and the like. can do.
Specific examples of alicyclic or aliphatic compounds having a carboxyl group include carboxylic acid derivatives having a steroid structure such as cholic acid, deoxycholic acid, lithocholic acid, adamantane carboxylic acid derivatives, adamantane dicarboxylic acid, cyclohexane carboxylic acid, cyclohexane Examples thereof include, but are not limited to, dicarboxylic acids.
[0221]
In the present invention, a surfactant other than the above (G) fluorine-based and / or silicon-based surfactant can also be added. Specifically, nonionic interfaces such as polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan aliphatic esters, polyoxyethylene sorbitan aliphatic esters, etc. Mention may be made of activators.
These surfactants may be added alone or in several combinations.
[0222]
≪How to use≫
The photosensitive composition of the present invention is used by dissolving the above components in a predetermined organic solvent, preferably the mixed solvent, and applying the solution on a predetermined support as follows.
For example, the photosensitive composition is applied to a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) used for manufacturing a precision integrated circuit device by an appropriate application method such as a spinner or a coater.
After the application, actinic rays and radiation are irradiated through a predetermined mask, followed by baking and development. In this way, a good pattern can be obtained. Examples of the actinic ray and radiation include infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-ray, electron beam, etc., preferably far ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less, more preferably 220 nm or less. Specifically, KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F ₂ Excimer laser (157 nm), X-ray, electron beam, etc. ArF excimer laser, F ₂ Excimer laser is most preferred.
[0223]
In the development step, an alkaline developer is used as follows. As an alkaline developer of the resist composition, inorganic hydroxides 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, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide and the like Alkaline aqueous solutions such as quaternary ammonium salts, cyclic amines such as pyrrole and pihelidine can be used.
Furthermore, alcohols and surfactants can be added in appropriate amounts to the alkaline developer.
The alkali concentration of the alkali developer is usually from 0.1 to 20% by mass.
The pH of the alkali developer is usually from 10.0 to 15.0.
[0224]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, the content of this invention is not limited by this.
[0225]
<Synthesis Example of Compound (A)>
Synthesis of compound (I-1)
28.4 g of diphosphorus pentoxide was dissolved in 284 g of methanesulfonic acid, 40.5 g of diphenyl sulfoxide and 43.6 g of 4-phenylbenzoic acid were added thereto, and reacted at 50 ° C. for 12 hours. After allowing to cool, the reaction solution was poured onto 3 L of ice to remove the precipitated powder, and the aqueous phase was washed twice with 1 L of ethyl acetate. When an aqueous solution of 332 g of potassium iodide was added to the aqueous phase, an oily substance precipitated. The upper layer of water was removed by decantation, and the resulting oily substance was dissolved in 500 ml of acetone. When this was added to 4 L of ethyl acetate, a powder precipitated. This was collected by filtration and dried to obtain 17.5 g of a cation iodide of compound (I-1). 15.3 g of this iodide was dissolved in 250 ml of methanol, and 7.3 g of silver oxide was added thereto and stirred for 3 hours. After removing the silver compound by filtration, 10 ml of hydrochloric acid and 10.7 g of potassium nonafluorobutanesulfonate were added to the filtrate. Ethyl acetate was added to the reaction solution, insolubles were removed by filtration, and the ethyl acetate solution was washed with water. When the organic phase was concentrated, 15.4 g of compound (I-1) was obtained.
[0226]
Synthesis of compound (I-2)
8.5 g of diphosphorus pentoxide was dissolved in 85 g of methanesulfonic acid, and 13.8 g of p-tolylsulfoxide and 11 g of 2-methoxyphenylacetic acid were added thereto and reacted at 50 ° C. for 5 hours. After cooling, the reaction solution was poured into 500 ml of ice, and the aqueous phase was washed twice with 500 ml of ethyl acetate. An aqueous solution of 100 g of potassium iodide was added to the aqueous phase. This was extracted with chloroform, and the resulting crude product obtained by concentrating the organic phase was dissolved in acetone. When this was added to 2.5 L of ethyl acetate / hexane (1/1), powder was precipitated. This was collected by filtration and dried to obtain 7.5 g of a cation iodide of compound (I-2). 5.0 g of this iodide was dissolved in 100 ml of acetonitrile / water (2/1), and 1.8 g of silver acetate was added thereto and stirred for 30 minutes. After removing the silver compound by filtration, 3.6 g of potassium nonafluorobutanesulfonate dissolved in 100 ml of acetonitrile / water (2/1) was added. After concentrating the reaction solution, ethyl acetate was added and dissolved therein, and the ethyl acetate solution was washed three times with water. Concentration of the organic phase yielded 5.3 g of compound (I-2).
[0227]
<Synthesis of Resin (B)>
Synthesis Example 1 Synthesis of Resin (1) (Side Chain Type)
2-ethyl-2-adamantyl methacrylate and butyrolactone methacrylate were charged at a ratio of 55/45 and dissolved in methyl ethyl ketone / tetrahydrofuran = 5/5 to prepare 100 mL of a 20% solid content solution. To this solution, 2 mol% of V-65 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added dropwise to 10 mL of methyl ethyl ketone heated to 60 ° C. over 4 hours under a nitrogen atmosphere. After completion of the dropwise addition, the reaction solution was heated for 4 hours, 1 mol% of V-65 was added again, and the mixture was stirred for 4 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, and the resin (1) which was a white powder crystallized and precipitated in 3 L of a mixed solvent of distilled water / ISO propyl alcohol = 1/1 was recovered.
C ¹³ The polymer composition ratio determined from NMR was 46/54. Moreover, the standard polystyrene conversion mass mean molecular weight calculated | required by GPC measurement was 10700.
[0228]
Resins (2) to (12) and (26) to (31) were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1.
[0229]
Synthesis Example 2 Synthesis of Resin (13) (Main Chain Type)
Norbornenecarboxylic acid tbutyl ester, norbornenecarboxylic acid butyrolactone ester, maleic anhydride (molar ratio 40/10/50) and THF (reaction temperature 60 mass%) were charged into a separable flask and heated at 60 ° C. under a nitrogen stream. When the reaction temperature was stabilized, 2 mol% of a radical initiator V-601 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added to initiate the reaction. Heated for 12 hours. The resulting reaction mixture was diluted twice with tetrahydrofuran and then poured into a mixed solution of hexane / isopropyl alcohol = 1/1 to precipitate a white powder. The precipitated powder was filtered out and dried to obtain the desired resin (13).
When the molecular weight analysis by GPC of the obtained resin (13) was tried, it was 8300 (mass average) in terms of polystyrene. Further, from the NMR spectrum, it was confirmed that the molar ratio of the norbornenecarboxylic acid tbutyl ester / norbornenecarboxylic acid butyrolactone ester / maleic anhydride repeating unit of the resin (1) was 42/8/50.
[0230]
Resins (14) to (19) were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 2.
[0231]
Synthesis Example 3 Synthesis of Resin (20) (Hybrid Type)
Norbornene, maleic anhydride, t-butyl acrylate and 2-methylcyclohexyl-2-propyl acrylate were charged into a reaction vessel at a molar ratio of 35/35/20/10 and dissolved in tetrahydrofuran to prepare a solution having a solid content of 60%. . This was heated at 65 ° C. under a nitrogen stream. When the reaction temperature was stabilized, 1 mol% of radical initiator V-601 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added to initiate the reaction. After heating for 8 hours, the reaction mixture was diluted 2 times with tetrahydrofuran and then poured into hexane having a volume 5 times that of the reaction mixture to precipitate a white powder. The precipitated powder was filtered out, dissolved in methyl ethyl ketone, reprecipitated in a 5-fold volume of hexane / t-butyl methyl ether = 1/1 mixed solvent, and the precipitated white powder was collected by filtration, dried and dried. Resin (20) which is a thing was obtained.
When the molecular weight analysis by GPC of the obtained resin (20) was tried, it was 12100 (mass average) in terms of polystyrene. From the NMR spectrum, the composition of the resin (1) was norbornene / maleic anhydride / tbutyl acrylate / 2-methylcyclohexyl-2-propyl acrylate according to the present invention in a molar ratio of 32/39/19/10.
[0232]
Resins (21) to (25) were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 3.
[0233]
Hereinafter, the structures and molecular weights of the resins (1) to (31) are shown.
[0234]
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[0235]
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[0236]
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[0237]
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[0238]
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[0239]
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[0240]
<Fluorine group-containing resin>
Hereinafter, the structures of the fluorine group-containing resins (FII-1) to (FII-40) used in the examples are shown.
Tables 1 and 2 below show the weight average molecular weights and the like of the fluorine group-containing resins (FII-1) to (FII-40).
[0241]
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[0242]
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[0243]
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[0244]
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[0245]
[Table 1]

[0246]
[Table 2]

[0247]
[Examples 1 to 25 and Comparative Example 1]
<Resist preparation>
Components shown in Table 3 below were dissolved in a solvent to prepare a solution having a solid concentration of 12% by mass, and this was filtered through a 0.1 μm polytetrafluoroethylene filter or a polyethylene filter to prepare a positive resist solution. The prepared positive resist solution was evaluated by the following method, and the results are shown in Table 3.
[0248]
Hereinafter, the abbreviations in each table are as follows. Resins and acid generators other than those listed below are those exemplified above. In each table, the ratio when a plurality of resins or solvents are used is a mass ratio.
[0249]
[Acid generator]
TPSN; triphenylsulfonium nonafluorobutane sulfonate
[0250]
[Basic compounds]
DBN; 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene
TPI; 2,4,5-triphenylimidazole
TPSA; triphenylsulfonium acetate
HEP; N-hydroxyethylpiperidine
DIA; 2,6-diisopropylaniline
DCMA; dicyclohexylmethylamine
TPA; Tripentylamine
TOA; tri-n-octylamine
HAP; hydroxyantipyrine
TBAH; tetrabutylammonium hydroxide
TMEA; Tris (methoxyethoxyethyl) amine
PEA; N-phenyldiethanolamine
[0251]
[Surfactant]
W-1; Megafac F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (Fluorine)
W-2; Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.)
(Fluorine and silicon)
W-3: Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
(Silicon)
W-4; Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.)
[0252]
〔solvent〕
A1: propylene glycol methyl ether acetate
A2; 2-heptanone
A3; ethyl ethoxypropionate
A4; γ-butyrolactone
A5: Cyclohexanone
B1; propylene glycol methyl ether
B2; ethyl lactate
[0253]
[Dissolution inhibitor]
LCB; t-butyl lithocholic acid
[0254]
<Resist evaluation>
[PEB temperature dependence]
First, ARC-29A-8 manufactured by Brewer Science Co., Ltd. was applied to a silicon wafer at 78 nm using a spin coater, dried, and then the positive photosensitive composition obtained thereon was applied thereon, at 120 ° C. for 90 seconds. A dry, 200 nm positive resist film was prepared and exposed to an ArF excimer laser (ArF stepper manufactured by ISI having a wavelength of 193 nm and NA = 0.6), and immediately after exposure, heated at 120 ° C. for 90 seconds. Developed with an aqueous 38% by mass tetramethylammonium hydroxide solution and rinsed with distilled water to obtain a resist pattern profile.
The resist pattern of the silicon wafer thus obtained was observed with an SEM, and the resist was evaluated as follows.
Exposure of the isolated contact hole pattern with a mask size of 180 nm is performed with an exposure amount that reproduces an isolated contact hole with a mask size of 180 nm to 130 nm, and the exposure amount to be reproduced with an isolated contact hole of 130 nm with a mask size of 180 nm at a post-heating temperature of 120 ° C. After the optimum exposure dose and then exposure at the optimum exposure dose, post-heating is performed at two temperatures of + 2 ° C. and −2 ° C. (122 ° C., 118 ° C.) with respect to the post-heating temperature. Measure the contact hole patterns and their diameter L ₁ And L ₂ Asked. The PEB temperature dependency was defined as a change in diameter per 1 ° C. PEB temperature change, and was calculated by the following formula.
PEB temperature dependence (nm / ° C) = | L ₁ -L ₂ / 4
[0255]
[Table 3]

[0256]
[Examples 26 to 28 and Comparative Example 2]
(1) Formation of lower resist layer
A 6-inch silicon wafer was coated with FHi-028DD resist (resist for i-line manufactured by Fuji Film Orin) using a spin coater Mark8 manufactured by Tokyo Electron, and baked at 90 ° C. for 90 seconds to form a uniform film having a thickness of 0.55 μm. Obtained.
This was further heated at 200 ° C. for 3 minutes to form a lower resist layer having a thickness of 0.40 μm.
[0257]
(2) Formation of upper resist layer
The components shown in the following Table 4 were dissolved in a solvent to prepare a solution having a solid content concentration of 11% by mass, and subjected to microfiltration with a membrane filter having a diameter of 0.1 μm to prepare an upper resist composition.
The upper resist composition was similarly applied onto the lower resist layer and heated at 130 ° C. for 90 seconds to form an upper resist layer having a thickness of 0.20 μm.
[0258]
(3) Resist evaluation
The wafer thus obtained was exposed while changing the exposure amount by loading a resolution mask on an ArF excimer stepper 9300 manufactured by ISI.
Subsequently, after heating at 120 ° C. for 90 seconds, the film was developed with a tetrahydroammonium hydroxide developer (2.38 mass%) for 60 seconds, rinsed with distilled water, and dried to obtain an upper layer pattern.
The resist pattern of the silicon wafer thus obtained was observed with an SEM, and the resist was evaluated as follows.
Exposure of the isolated contact hole pattern with a mask size of 180 nm is performed with an exposure amount that reproduces an isolated contact hole with a mask size of 180 nm to 130 nm, and the exposure amount to be reproduced with an isolated contact hole of 130 nm with a mask size of 180 nm at a post-heating temperature of 120 ° C. After the exposure is performed with the optimal exposure amount and then the optimal exposure amount, the post-heating is performed at two temperatures of + 2 ° C. and −2 ° C. (122 ° C., 118 ° C.) with respect to the post-heating temperature. Measure the contact hole patterns and their diameter L ₁ And L ₂ Asked. The PEB temperature dependency was defined as a change in diameter per 1 ° C. PEB temperature change, and was calculated by the following formula.
PEB temperature dependence (nm / ° C) = | L ₁ -L ₂ / 4
The results are shown in Table 4.
[0259]
[Table 4]

[0260]
Resins (SI-1) to (SI-3) in Table 4 are as follows.
[0261]
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[0262]
[Examples 29 to 48 and Comparative Example 3]
<Resist preparation>
The components shown in Table 5 below were dissolved in a solvent and filtered through a 0.1 μm polytetrafluoroethylene filter to prepare a positive resist solution.
[0263]
<Resist evaluation>
Each positive resist solution was applied to a silicon wafer subjected to hexamethyldisilazane treatment by a spin coater and dried by heating on a vacuum contact hot plate at 120 ° C. for 90 seconds to obtain a resist film having a thickness of 100 nm.
The obtained resist film was exposed using a 157 nm laser exposure / dissolution behavior analyzer VUVES-4500 (manufactured by RISOTEC JAPAN), and heated on a hot plate at 120 ° C. for 90 seconds immediately after exposure. The sample was developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds and rinsed with pure water to obtain a sample wafer. About these, the exposure amount (sensitivity) D1 which a large pattern resolves was calculated | required. Further, an exposure amount (sensitivity) D2 at which a large pattern is resolved was determined by performing the same operation except that the film was heated at 125 ° C. for 90 seconds immediately after exposure. The sensitivity fluctuation rate due to the change in post-heating temperature (PEB temperature) was determined by the following equation. The smaller the absolute value, the smaller the performance change due to post-heating temperature change.
Sensitivity fluctuation rate = (D1-D2) × 100
D1
The results are shown in Table 5.
[0264]
[Table 5]

[0265]
From Tables 3-5, it turns out that the positive resist composition of this invention has small PEB temperature dependence and a favorable pattern profile.
[0266]
In the above embodiment, ArF excimer laser light, F ₂ Although excimer laser light is used, similar results were obtained in the case of exposure with KrF excimer laser light and electron beams.
Moreover, it is thought that the photosensitive composition of this invention exhibits the same effect also about EUV light.
[0267]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a photosensitive composition having a small PEB temperature dependency and a good pattern profile.

Claims (4)

(A) A compound having a carboxyl group, which generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and (B) an alkali development which is decomposed by the action of an acid having at least one of an acid-decomposable acetal group and a tertiary ester group. A photosensitive composition containing a resin having increased solubility in a liquid. The photosensitive composition according to claim 1, wherein the compound (A) is a sulfonium salt compound. The photosensitive composition according to claim 1 or 2, wherein the resin (B) is a resin having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure. Resin (B) is resin which has a fluorine atom in a principal chain or a side chain, The photosensitive composition in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.