JP2005070329A - Positive resist composition and pattern forming method using same - Google Patents

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive resist composition suitable for use under an exposure light source of ≤160 nm, particularly F<SB>2</SB>excimer laser light (157 nm), and to specifically provide an excellent positive resist composition which exhibits satisfactory transmittance when a light source of 157 nm is used, ensures diminished line edge roughness, and has a wide defocus latitude. <P>SOLUTION: The positive resist composition contains (A) a resin having a fluorine substituted structure in a principal chain and/or a side chain of a polymer skeleton, (B) a specified structure compound which generates an acid under the action of an actinic ray or a radiation, and (X) a non-polymer type dissolution inhibitor. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、超LSI、高容量マイクロチップの製造などのマイクロリソグラフィープロセスや、その他のフォトファブリケーションプロセスに好適に用いられるポジ型レジスト組成物に関するものである。更に詳しくは、LER(ラインエッジラフネス)、DOF(デフォーカスラチチュード)特性に優れたポジ型レジスト組成物に関するものである。   The present invention relates to a positive resist composition suitably used in microlithography processes such as the production of VLSI and high-capacity microchips, and other photofabrication processes. More specifically, the present invention relates to a positive resist composition having excellent LER (line edge roughness) and DOF (defocus latitude) characteristics.

集積回路はその集積度を益々高めており、超LSIなどの半導体基板の製造においては、クオーターミクロン以下の線幅から成る超微細パターンの加工が必要とされるようになってきた。パターンの微細化を図る手段の一つとして、レジストのパターン形成の際に使用される露光光源の短波長化が知られている。   Integrated circuits have been increasingly integrated, and in manufacturing semiconductor substrates such as VLSI, processing of ultrafine patterns having a line width of less than a quarter micron has been required. As one of means for miniaturizing a pattern, it is known to shorten the wavelength of an exposure light source used in forming a resist pattern.

例えば64Mビットまでの集積度の半導体素子の製造には、現在まで高圧水銀灯のi線(365nm)が光源として使用されてきた。この光源に対応するポジ型レジストとしては、ノボラック樹脂と感光物としてのナフトキノンジアジド化合物を含む組成物が、数多く開発され、0.3μm程度までの線幅の加工においては十分な成果をおさめてきた。また256Mビット以上集積度の半導体素子の製造には、i線に代わりKrFエキシマレーザー光(248nm)が露光光源として採用されてきた。
更に1Gビット以上の集積度の半導体製造を目的として、近年より短波長の光源であるArFエキシマレーザー光(193nm)の使用、更には0.1μm以下のパターンを形成する為にF2エキシマレーザー光(157nm)の使用が検討されている。
For example, in the manufacture of a semiconductor device having a degree of integration of up to 64 Mbits, i-line (365 nm) of a high-pressure mercury lamp has been used as a light source until now. As a positive resist corresponding to this light source, a number of compositions containing a novolak resin and a naphthoquinonediazide compound as a photosensitive material have been developed, and have achieved sufficient results in processing line widths of up to about 0.3 μm. . Further, in the manufacture of a semiconductor device having an integration degree of 256 Mbit or more, KrF excimer laser light (248 nm) has been adopted as an exposure light source instead of i-line.
In addition, for the purpose of manufacturing semiconductors with a degree of integration of 1 Gbit or more, the use of ArF excimer laser light (193 nm), which is a light source with a shorter wavelength in recent years, and F2 excimer laser light ( 157 nm) is under consideration.

これら光源の短波長化に合わせ、レジスト材料の構成成分及びその化合物構造も大きく変化している。
KrFエキシマレーザー光による露光用のレジスト組成物として、248nm領域での吸収の小さいポリ(ヒドロキシスチレン)を基本骨格とし酸分解基で保護した樹脂を主成分として用い、遠紫外光の照射で酸を発生する化合物(光酸発生剤)を組み合わせた組成物、所謂化学増幅型レジストが開発されてきた。
In accordance with the shortening of the wavelength of these light sources, the constituent components of the resist material and the compound structure thereof have also changed greatly.
As a resist composition for exposure with KrF excimer laser light, a resin mainly composed of poly (hydroxystyrene) having a low absorption in the 248 nm region and protected with an acid-decomposable group is used as a main component. Compositions combining so-called generated compounds (photoacid generators), so-called chemically amplified resists, have been developed.

また、ArFエキシマレーザー光(193nm)露光用のレジスト組成物として、193nmに吸収を持たない脂環式構造をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した酸分解性樹脂を使用した化学増幅型レジストが開発されてきている。   Further, as a resist composition for ArF excimer laser light (193 nm) exposure, there is a chemically amplified resist using an acid-decomposable resin in which an alicyclic structure having no absorption at 193 nm is introduced into the main chain or side chain of a polymer. It has been developed.

2エキシマレーザー光(157nm)に対しては、上記脂環型樹脂においても157nm領域の吸収が大きく、目的とする0.1μm以下のパターンを得るには不十分であることが判明し、これに対し、フッ素原子(パーフルオロ構造)を導入した樹脂が157nmに十分な透明性を有することが非特許文献1(Proc.SPIE.Vol.3678.13頁(1999))にて報告され、有効なフッ素樹脂の構造が非特許文献2(Proc.SPIE.Vol.3999. 330頁(2000))、非特許文献3(Proc.SPIE.Vol.3999.357頁(2000))、非特許文献4(Proc. SPIE.Vol.3999.365頁(2000))、特許文献1(国際公開−00/17712号パンフレット)等に提案され、フッ素含有樹脂を含有するレシスト組成物の検討がなされてきている。
また、特許文献2(欧州特許出願公開第1041442号明細書)、特許文献3(欧州特許出願公開第1113334号明細書)、特許文献4(欧州特許出願公開第1207423号明細書)には、それぞれ特定の酸発生剤を用いて、あるいは特定の酸発生剤と特定の樹脂を組み合わせることで、ポジ型レジスト組成物の各種性能を向上させることが検討されている。
For F 2 excimer laser light (157 nm), the above alicyclic resin also has a large absorption in the 157 nm region, and it has been found that this is insufficient to obtain the desired pattern of 0.1 μm or less. In contrast, non-patent document 1 (Proc.SPIE.Vol.3678.13 (1999)) reports that a resin having a fluorine atom (perfluoro structure) introduced has sufficient transparency at 157 nm, and effective fluorine. Non-Patent Document 2 (Proc. SPIE. Vol. 3999. 330 (2000)), Non-Patent Document 3 (Proc. SPIE. Vol. 3999.357 (2000)), Non-Patent Document 4 (Proc. SPIE Vol. 3999.365 (2000)), Patent Document 1 (International Publication No. WO 00/17712 pamphlet), etc., and studies on resist compositions containing fluorine-containing resins have been made.
In addition, Patent Document 2 (European Patent Application Publication No. 1041442), Patent Document 3 (European Patent Application Publication No. 1113334), Patent Document 4 (European Patent Application Publication No. 1207423), respectively, It has been studied to improve various performances of the positive resist composition by using a specific acid generator or by combining a specific acid generator and a specific resin.

しかしながら、F2エキシマレーザー光露光用のフッ素樹脂を含有するレジスト組成物は、ラインエッジラフネス、デフォーカスラチチュードの点で改良が望まれていた。 However, a resist composition containing a fluororesin for F 2 excimer laser light exposure has been desired to be improved in terms of line edge roughness and defocus latitude.

国際光工学会紀要(Proc.SPIE.)Vol.3678. 13頁. (1999)International Optical Engineering Bulletin (Proc.SPIE.) Vol.3678. P.13. (1999) 国際光工学会紀要(Proc.SPIE.) Vol.3999. 330頁. (2000)International Optical Engineering Bulletin (Proc.SPIE.) Vol.3999. 330. (2000) 国際光工学会紀要(Proc.SPIE.) Vol.3999. 357頁. (2000)International Optical Engineering Bulletin (Proc.SPIE.) Vol.3999. 357. (2000) 国際光工学会紀要(Proc.SPIE.) Vol.3999. 365頁. (2000)International Optical Engineering Bulletin (Proc.SPIE.) Vol.3999. 365. (2000) WO−00/17712号パンフレットWO-00 / 17712 pamphlet 欧州特許出願公開第1041442号明細書European Patent Application No. 1041442 欧州特許出願公開第1113334号明細書European Patent Application No. 1113334 欧州特許出願公開第1207423号明細書European Patent Application No. 1207423

本発明者等は、上記諸特性に留意し鋭意検討した結果、本発明の目的が以下の特定の組成物を使用することで達成されることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明は下記構成である。
As a result of intensive investigations while paying attention to the above characteristics, the present inventors have found that the object of the present invention can be achieved by using the following specific composition, and have reached the present invention.
That is, the present invention has the following configuration.

(1)(A)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する樹脂、
(B)下記一般式(PA)で表される化合物および一般式(PB)で表される化合物から選択される少なくとも一つの活性光線又は放射線の作用により酸を発生する化合物、及び、
(X)非ポリマー型溶解抑止剤
を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。
(1) (A) a resin having a structure in which a fluorine atom is substituted on the main chain and / or side chain of the polymer skeleton,
(B) a compound that generates an acid by the action of at least one actinic ray or radiation selected from a compound represented by the following general formula (PA) and a compound represented by the general formula (PB); and
(X) A positive resist composition containing a non-polymer type dissolution inhibitor.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

一般式(PA)中、
1b〜R3bは、各々独立に、芳香環を含有しない有機基を表す。
Xa-は、スルホン酸、カルボン酸、又はスルホニルイミドのアニオンを表す。
In general formula (PA),
R 1b to R 3b each independently represents an organic group containing no aromatic ring.
Xa - represents a sulfonic acid, carboxylic acid, or sulfonyl imide anions.

一般式(PB)中、
1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アリール基またはアルケニル基を表し、R1c〜R5cのいずれか2つ以上がそれぞれ結合して芳香環を形成してもよい。
6c及びR7cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。
Rx及びRyは、各々独立に、アルキル基、アリル基、又はビニル基を表す。
1c〜R7c中のいずれか2つ以上、及びRxとRy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。
Xb-は、スルホン酸、カルボン酸、又はスルホニルイミドのアニオンを表す。
In general formula (PB),
R 1c to R 5c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, an aryl group or an alkenyl group, and any two or more of R 1c to R 5c are bonded to form an aromatic ring. It may be formed.
R 6c and R 7c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group.
Rx and Ry each independently represents an alkyl group, an allyl group, or a vinyl group.
Any two or more of R 1c to R 7c, and Rx and Ry may combine with each other to form a ring structure, the ring structure may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond You may go out.
Xb - represents a sulfonic acid, carboxylic acid, or sulfonyl imide anions.

(2) 該樹脂(A)が、アルカリ可溶性樹脂であることを特徴とする、上記(1)に記載のポジ型レジスト組成物。
(3) 該樹脂(A)が、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であることを特徴とする、上記(1)に記載のポジ型レジスト組成物。
(4) 該樹脂(A)が、下記一般式(a)で示される基を含む繰り返し単位を有する樹脂であることを特徴とする、上記(1)〜(3)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
(2) The positive resist composition as described in (1) above, wherein the resin (A) is an alkali-soluble resin.
(3) The positive resist composition as described in (1) above, wherein the resin (A) is a resin that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkali developer.
(4) The positive electrode according to any one of (1) to (3) above, wherein the resin (A) is a resin having a repeating unit containing a group represented by the following general formula (a): Type resist composition.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

一般式(a)中、
31〜R36は、各々独立に、水素原子、フッ素原子またはアルキル基を表す。ただし、R31〜R36の内の少なくとも1つは、フッ素原子または少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基である。R31〜R36の内の1つが、単結合となって又は炭素鎖となって(A)成分の樹脂の主鎖につながっていてもよい。
0は、水素原子または有機基を表す。
In general formula (a),
R 31 to R 36 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. However, at least one of R 31 to R 36 is a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. One of R 31 to R 36 may be a single bond or a carbon chain and may be connected to the main chain of the resin as the component (A).
Y 0 represents a hydrogen atom or an organic group.

(5) 該樹脂(A)が、カルボキシル基又はカルボキシル基を酸分解性基で保護した基を含む繰り返し単位を含有することを特徴とする、上記(1)〜(4)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。 (5) The resin (A) contains a repeating unit containing a carboxyl group or a group obtained by protecting a carboxyl group with an acid-decomposable group, according to any one of the above (1) to (4), A positive resist composition.

以下、更に、本発明の好ましい実施の態様を挙げる。
(6)
(A)成分の樹脂が、下記一般式(I)〜(XII)で表される繰り返し単位の群から選ばれる少なくとも1種を有することを特徴とする請求項1に記載のポジ型レジスト組成物。
The preferred embodiments of the present invention will be further described below.
(6)
2. The positive resist composition according to claim 1, wherein the resin of component (A) has at least one selected from the group of repeating units represented by the following general formulas (I) to (XII). .

Figure 2005070329
Figure 2005070329

一般式(I)〜(III)中、
0、R1は、同じでも異なっていても良く、水素原子、フッ素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。
2〜R4は、同じでも異なっていても良く、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。
また、R0とR1、R0とR2、R3とR4が結合し環を形成しても良い。
In general formulas (I) to (III),
R 0 and R 1 may be the same or different and each represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group.
R 2 to R 4 may be the same or different and each represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.
R 0 and R 1 , R 0 and R 2 , R 3 and R 4 may combine to form a ring.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

一般式(IV)〜(V)中、
5は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基又は酸分解性基を表す。
6は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基又は酸分解性基を表す。
7は、各々独立に、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基を表す。
nは0又は1を表す。
n'は、0〜7の整数を表す。
1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−R22−、−CO−O−R23−、−CO−N(R24)−R25−を表す。
22、R23、R25は、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良い、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。
24は、水素原子、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。
In general formulas (IV) to (V),
R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group or an acid-decomposable group.
R 6 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group or an acid-decomposable group.
R 7 each independently represents a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an alkoxy group.
n represents 0 or 1.
n ′ represents an integer of 0 to 7.
A 1 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 a.
R 22 , R 23 and R 25 each have a single bond or an ether group, ester group, amide group, urethane group or ureido group, a divalent alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group or an arylene group. Represents.
R 24 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group or an aryl group.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

一般式(VI)中、
Rx1〜Rx3は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
61〜R66は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、又はアルキル基を表す。ただし、R61〜R66のうちの少なくとも1つはフッ素原子である。
67〜R72は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、又はアルキル基を表す。ただし、R67〜R72のうちの少なくとも1つはフッ素原子である。
1はベンゼン残基、シクロヘキサン残基、アダマンタン残基又はノルボルナン残基を表す。
1は、単結合又は2価の連結基を表す。
qは、0または1である。
2は水素原子または有機基を表す。
一般式(VII)中、
41は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキル基を表す。
42およびR43は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アルコキシ基、アシル基、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基またはアリール基を表す。
50〜R55は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、又はアルキル基を表す。ただし、R50〜R55のうち少なくとも1つはフッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基である。
kは、1以上5以下の整数を表す。
3は水素原子または有機基を表す。
一般式(VIII)中、
Ry1〜Ry3は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
4は水素原子または有機基を表す。

Figure 2005070329
In general formula (VI),
Rx 1 to Rx 3 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group or at least one alkyl group wherein a hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
R 61 to R 66 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group. However, at least one of R 61 to R 66 is a fluorine atom.
R 67 to R 72 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group. However, at least one of R 67 to R 72 is a fluorine atom.
Z 1 represents a benzene residue, a cyclohexane residue, an adamantane residue or a norbornane residue.
L 1 represents a single bond or a divalent linking group.
q is 0 or 1.
Y 2 represents a hydrogen atom or an organic group.
In general formula (VII),
R 41 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group or an alkyl group.
R 42 and R 43 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, an alkoxy group, an acyl group, an alkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group or an aryl group.
R 50 to R 55 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group. However, at least one of R 50 to R 55 is a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
k represents an integer of 1 to 5.
Y 3 represents a hydrogen atom or an organic group.
In general formula (VIII),
Ry 1 to Ry 3 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
Y 4 represents a hydrogen atom or an organic group.
Figure 2005070329

一般式(IX)〜(X)中、
15は、水素原子、ヒドロキシアルキル基、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、フッ素原子を有するアルケニル基、フッ素原子を有するアラルキル基、フッ素原子を有するアリール基または酸分解性基を表す。
Zは、炭素原子とともに単環又は多環の脂環式基を構成する原子団を表す。
16、R17、R18は、同じでも異なっていても良く、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、−CO−O−R15を表す。
19、R20、R21は、同じでも異なっていても良く、水素原子、フッ素原子、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、フッ素原子を有するアルケニル基、フッ素原子を有するアラルキル基、フッ素原子を有するアリール基、フッ素原子を有するアルコキシ基又はヒドロキシアルキル基を表す。但しR19、R20、R21の少なくとも一つは水素原子以外の基である。
nは0又は1を表し、x、y、zは0〜4の整数を表す。
In general formulas (IX) to (X),
R 15 is hydrogen atom, hydroxyalkyl group, alkyl group having fluorine atom, cycloalkyl group having fluorine atom, alkenyl group having fluorine atom, aralkyl group having fluorine atom, aryl group having fluorine atom, or acid-decomposable Represents a group.
Z represents an atomic group constituting a monocyclic or polycyclic alicyclic group together with a carbon atom.
R 16 , R 17 and R 18 may be the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group, an alkoxy group or —CO—O—R 15 .
R 19 , R 20 and R 21 may be the same or different and have a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, an alkenyl group having a fluorine atom, or a fluorine atom. An aralkyl group, an aryl group having a fluorine atom, an alkoxy group having a fluorine atom, or a hydroxyalkyl group is represented. However, at least one of R 19 , R 20 and R 21 is a group other than a hydrogen atom.
n represents 0 or 1, and x, y, z represents an integer of 0 to 4.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

一般式(XI)中、
Ra1〜Ra3は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基またはアラルキル基を表す。
4は水素原子または有機基を表す。
mは1又は2を表す。
一般式(XII)中、
Ra4〜Ra6は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基またはアラルキル基を表す。
5は水素原子または有機基を表す。
4は単結合または2価の連結基を示す。
mは1又は2を表す。
In general formula (XI),
Ra 1 to Ra 3 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group or an aralkyl group.
Y 4 represents a hydrogen atom or an organic group.
m represents 1 or 2.
In general formula (XII),
Ra 4 to Ra 6 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group or an aralkyl group.
Y 5 represents a hydrogen atom or an organic group.
L 4 represents a single bond or a divalent linking group.
m represents 1 or 2.

(7)該(X)非ポリマー型溶解抑止剤が、下記一般式(IA)又は(IB)で示される化合物であることを特徴とする、上記(1)〜(6)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。 (7) The (X) non-polymer type dissolution inhibitor is a compound represented by the following general formula (IA) or (IB), and is described in any one of (1) to (6) above A positive resist composition.

Figure 2005070329
式(XA)および式(XB)中、
ARは各々独立に脂環式炭化水素基を表す。
81〜R86は各々独立に水素原子、フッ素原子またはアルキル基を表す。ただし、R81〜R86のうち少なくとも1つはフッ素原子である。
87およびR88は、各々独立にハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、シアノ基またはアルキル基を表す。
3およびL4は、各々独立に単結合または2価の連結基を表す。
1およびZ2は、各々独立に水素原子または有機基を表す。
1は、単結合または2価の連結基を表す。
2は、(g+h)価の連結基を表す。
aおよびbは、各々独立に0以上5以下の整数を表す。ただし、2≦a+b≦10を満たす。
cは、0以上5以下の整数を表す。
dおよびeは、各々独立に0以上5以下の整数を表す。ただし、1≦d+e≦10を満たす。
fは、各々独立に0以上5以下の整数を表す。
gは、2以上6以下の整数を表す。
hは、0以上5以下の整数を表す。
一般式(IA)又は(IB)で示される化合物中には、酸分解性基がそれぞれ少なくとも2つ以上含まれる。
Figure 2005070329
In formula (XA) and formula (XB),
Each AR independently represents an alicyclic hydrocarbon group.
R 81 to R 86 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. However, at least one of R 81 to R 86 is a fluorine atom.
R 87 and R 88 each independently represents a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group, a cyano group or an alkyl group.
L 3 and L 4 each independently represents a single bond or a divalent linking group.
Z 1 and Z 2 each independently represent a hydrogen atom or an organic group.
M 1 represents a single bond or a divalent linking group.
M 2 represents a (g + h) -valent linking group.
a and b each independently represent an integer of 0 or more and 5 or less. However, 2 ≦ a + b ≦ 10 is satisfied.
c represents an integer of 0 or more and 5 or less.
d and e each independently represents an integer of 0 or more and 5 or less. However, 1 ≦ d + e ≦ 10 is satisfied.
f represents an integer of 0 to 5 independently of each other.
g represents an integer of 2 to 6.
h represents an integer of 0 to 5.
The compound represented by the general formula (IA) or (IB) contains at least two acid-decomposable groups.

(8)該一般式(IA)又は(IB)中のARが、ベンゼン残基、シクロヘキサン残基、ノルボルナン残基、アダマンタン残基、又は、テトラシクロドデカン残基であることを特徴とする、上記(7)に記載のポジ型レジスト組成物。
(9)更に、(E)有機塩基性化合物
を含有することを特徴とする、上記(1)〜(8)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
(10)更に、(D)界面活性剤
を含有することを特徴とする、上記(1)〜(9)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
(8) The AR in the general formula (IA) or (IB) is a benzene residue, a cyclohexane residue, a norbornane residue, an adamantane residue, or a tetracyclododecane residue, The positive resist composition as described in (7).
(9) The positive resist composition as described in any one of (1) to (8) above, further comprising (E) an organic basic compound.
(10) The positive resist composition as described in any one of (1) to (9) above, further comprising (D) a surfactant.

(11)前記一般式(PA)又は(PB)中のXa-及びXb-が、有機スルホン酸のアニオンであり、前記一般式(PA)又は(PB)が、活性光線または放射線の作用により有機スルホン酸を発生する化合物であることを特徴とする、上記(1)〜(10)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
(12)前記一般式(PA)又は(PB)中のXa-及びXb-が、少なくとも1つのフッ素原子を含有する有機スルホン酸のアニオンであり、前記一般式(PA)又は(PB)が、活性光線または放射線の作用により少なくとも1つのフッ素原子を含有する有機スルホン酸を発生する化合物であることを特徴とする、上記(11)に記載のポジ型レジスト組成物。
(11) Xa and Xb − in the general formula (PA) or (PB) are anions of an organic sulfonic acid, and the general formula (PA) or (PB) is organic by the action of actinic rays or radiation. The positive resist composition as described in any one of (1) to (10) above, which is a compound that generates sulfonic acid.
(12) wherein Xa in the general formula (PA) or (PB) - and Xb - is the anion of an organic sulfonic acid containing at least one fluorine atom, the formula (PA) or (PB) is, The positive resist composition as described in (11) above, which is a compound that generates an organic sulfonic acid containing at least one fluorine atom by the action of actinic rays or radiation.

(13)更に、(B1)成分として、活性光線または放射線の作用によりフッ素原子を含有しない有機スルホン酸を発生する化合物を含有することを特徴とする、上記(12)に記載のポジ型レジスト組成物。
(14)更に、(B2)活性光線または放射線の作用によりカルボン酸を発生する化合物を含有することを特徴とする、上記(11)又は(12)に記載のポジ型レジスト組成物。
(15) (1)〜(14)のいずれかに記載のレジスト組成物によりレジスト膜を形成し、該レジスト膜を露光、現像することを特徴とするパターン形成方法。
(13) The positive resist composition as described in (12) above, further comprising, as component (B1), a compound that generates an organic sulfonic acid that does not contain a fluorine atom by the action of actinic rays or radiation. Stuff.
(14) The positive resist composition as described in (11) or (12) above, further comprising (B2) a compound capable of generating a carboxylic acid by the action of actinic rays or radiation.
(15) A pattern forming method comprising: forming a resist film from the resist composition according to any one of (1) to (14); and exposing and developing the resist film.

従って、本発明の目的は、160nm以下、特にF2エキシマレーザー光(157nm)の露光光源の使用に好適なポジ型レジスト組成物を提供することであり、具体的には157nmの光源使用時に十分な透過性を示し、ラインエッジラフネスが抑えられ、デフォーカスラチチュードが広いポジ型レジスト組成物ポジ型レジスト組成物を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a positive resist composition suitable for use as an exposure light source of 160 nm or less, particularly F 2 excimer laser light (157 nm), and is specifically sufficient when a light source of 157 nm is used. The present invention provides a positive resist composition that exhibits excellent transparency, suppresses line edge roughness, and has a wide defocus latitude.

本発明により、160nm以下、特にF2エキシマレーザー光(157nm)の短波長においても十分な透過性を示し、感度、パターン形成時のパターンプロファイルに優れ、現像残渣(スカム)の発生の少ないポジ型レジスト組成物を提供することができる。   According to the present invention, a positive resist exhibiting sufficient transmission even at a wavelength shorter than 160 nm, particularly at a short wavelength of F2 excimer laser light (157 nm), excellent in sensitivity and pattern profile at the time of pattern formation, and generating less development residue (scum). A composition can be provided.

以下、本発明について詳細に説明する。
尚、本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In addition, in the description of the group (atomic group) in this specification, the description which does not describe 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).

[1](A)フッ素原子含有樹脂
本発明(A)におけるフッ素原子含有樹脂は、フッ素原子が置換した構造をポリマーの主鎖及び/又は側鎖に有する樹脂(以下、樹脂(A)、(A)成分とも呼ぶ)である。樹脂(A)は、アルカリ現像液に可溶な樹脂(アルカリ可溶性樹脂)であってもよく、酸の作用により分解し、アルカリ現像液への溶解度を増大させる基を有する樹脂(酸分解性樹脂)であってもよい。
フッ素原子含有樹脂として更に好ましくはパーフルオロアルキレン基、パーフルオロアリーレン基から選択される部位を、ポリマー骨格の主鎖に少なくとも一つ有するか、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアリール基、ヘキサフルオロ−2−プロパノ−ル基、及びヘキサフルオロ−2−プロパノ−ル基のOH基を保護した基から選択される部位を、ポリマー骨格の側鎖に少なくとも一つ有するフッ素原子含有樹脂である。
[1] (A) Fluorine Atom-Containing Resin The fluorine atom-containing resin in the present invention (A) is a resin (hereinafter referred to as resin (A), ( A) also referred to as component). The resin (A) may be a resin soluble in an alkali developer (alkali-soluble resin), and has a group (acid-decomposable resin) that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkali developer. ).
More preferably, the fluorine atom-containing resin has at least one site selected from a perfluoroalkylene group and a perfluoroarylene group in the main chain of the polymer skeleton, or a perfluoroalkyl group, a perfluoroaryl group, a hexafluoro-2. -A fluorine atom-containing resin having at least one site selected from a group in which a propanol group and an OH group of a hexafluoro-2-propanol group are protected in the side chain of the polymer skeleton.

アルカリ可溶性樹脂とは、例えば側鎖に−OHもしくは−COOH等の基を有し、アルカリ現像液に可溶な樹脂である。アルカリ可溶性樹脂は、膜とした時の、0.261Nテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)に対する溶解速度(23℃)が、170A/秒以上であることが好ましく、330A/秒以上であるkとがより好ましい(Aはオングストローム)。   The alkali-soluble resin is a resin that has a group such as —OH or —COOH in the side chain and is soluble in an alkali developer. When the alkali-soluble resin is used as a film, the dissolution rate (23 ° C.) with respect to 0.261N tetramethylammonium hydroxide (TMAH) is preferably 170 A / second or more, and k is 330 A / second or more. More preferred (A is angstrom).

酸分解性樹脂とは、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性となる樹脂であり、後述する酸分解性基を含有する樹脂である。酸の作用により分解した際に、アルカリ現像液に対して上述の溶解速度をもつことが好ましい。
本発明に於けるフッ素原子含有樹脂は、一般式(a)で表される基を有する繰り返し単位を有する樹脂が好ましい。

Figure 2005070329
The acid-decomposable resin is a resin that is decomposed by the action of an acid and becomes alkali-soluble, and is a resin containing an acid-decomposable group described later. When decomposed by the action of an acid, it is preferable to have the above-mentioned dissolution rate in an alkali developer.
The fluorine atom-containing resin in the present invention is preferably a resin having a repeating unit having a group represented by the general formula (a).
Figure 2005070329

一般式(a)中、
31〜R36は、各々独立に、水素原子、フッ素原子またはアルキル基を表す。ただし、R31〜R36の内の少なくとも1つは、フッ素原子または少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基である。R31〜R36の内の1つが、単結合となって又は炭素鎖となって(A)成分の樹脂の主鎖につながっていてもよい。
0は、水素原子または有機基を表す。
In general formula (a),
R 31 to R 36 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. However, at least one of R 31 to R 36 is a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. One of R 31 to R 36 may be a single bond or a carbon chain and may be connected to the main chain of the resin as the component (A).
Y 0 represents a hydrogen atom or an organic group.

一般式(a)に於いて、R31〜R36のアルキル基は、置換基を有していてもよく、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、t−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。
31〜R36内の1つが、炭素鎖を介してフッ素原子含有樹脂の主鎖につながっていてもよい。このような炭素鎖としては、炭素数1〜10のアルキレン基が好ましく、例えば、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、オクチレン基等を挙げることができる。
In the general formula (a), the alkyl group of R 31 to R 36 may have a substituent, for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, a methyl group And ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group and octyl group.
One of R 31 to R 36 may be connected to the main chain of the fluorine atom-containing resin through a carbon chain. Such a carbon chain is preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, and an octylene group.

0は、水素原子又は有機基を示すが、有機基は酸分解性の有機基(酸分解性基)であっても良いし、非酸分解性の有機基であっても良い。 Y 0 represents a hydrogen atom or an organic group, and the organic group may be an acid-decomposable organic group (acid-decomposable group) or a non-acid-decomposable organic group.

酸分解性基は、酸の作用により分解し、水酸基、カルボキシル基等の親水性基が形成され、アルカリ現像液に対する溶解度が増大するものであれば限定されないが、−C(R11a)(R12a)(R13a)、−C(R14a)(R15a)(OR16a)、−CO−O(R11a)(R12a)(R13a)で示される基が好ましい。 The acid-decomposable group is not limited as long as it is decomposed by the action of an acid to form a hydrophilic group such as a hydroxyl group or a carboxyl group and the solubility in an alkali developer is increased, but -C (R 11a ) (R A group represented by 12a ) ( R13a ), -C ( R14a ) ( R15a ) ( OR16a ), -CO-O ( R11a ) ( R12a ) ( R13a ) is preferred.

11a〜R13aは、それぞれ独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基またはアリール基を表す。R14aおよびR15aは、それぞれ独立して、水素原子またはアルキル基を表す。R16aは、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基またはアリール基を表す。また、R11a、R12a、R13aのうちの2つ、またはR14a、R15a、R16aのうちの2つが結合して環を形成してもよい。
11a〜R13a、R14a、R15a、R16aのアルキル基は、置換基を有していてもよく、炭素数1〜8個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、n-ブチル基、sec-ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基等を挙げることができる。
R 11a to R 13a each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group or an aryl group. R 14a and R 15a each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group. R 16a represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group or an aryl group. Two of R 11a , R 12a and R 13a , or two of R 14a , R 15a and R 16a may combine to form a ring.
The alkyl group of R 11a to R 13a , R 14a , R 15a , and R 16a may have a substituent, and is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, and propyl Group, n-butyl group, sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group and the like.

11a〜R13a、R16aのシクロアルキル基としては、単環型でもよく、多環型でのよい。単環型としては、炭素数3〜8個のシクロアルキル基が好ましく、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、シクロブチル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。多環型としては、炭素数6〜20個のシクロアルキル基が好ましく、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挙げることができる。尚、シクロアルキル基中の炭素原子の一部が、酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。
11a〜R13a、R16aのアリール基としては、炭素数6〜10個のアリール基が好ましく、例えば、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挙げることができる。
The cycloalkyl group for R 11a to R 13a and R 16a may be monocyclic or polycyclic. The monocyclic type is preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclobutyl group, and a cyclooctyl group. As the polycyclic type, a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms is preferable. For example, an adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, camphanyl group, dicyclopentyl group, α-pinel group, tricyclodecanyl group, tetocyclo A dodecyl group, an androstanyl group, etc. can be mentioned. A part of carbon atoms in the cycloalkyl group may be substituted with a hetero atom such as an oxygen atom.
The aryl group of R 11a to R 13a and R 16a is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, such as a phenyl group, tolyl group, dimethylphenyl group, 2,4,6-trimethylphenyl group, naphthyl group. , Anthryl group, 9,10-dimethoxyanthryl group and the like.

11a〜R13a、R16aのアラルキル基としては、炭素数7〜12のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等を挙げることができる。
11a〜R13a、R16aのアルケニル基としては、炭素数2〜8個のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、シクロヘキセニル基等を挙げることができる。
11a〜R13a、R14a、R15a、R16aが有していてもよい置換基としては、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、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基等を挙げることができる。
The aralkyl group of R 11a to R 13a and R 16a is preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group.
The alkenyl group of R 11a to R 13a and R 16a is preferably an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, and a cyclohexenyl group.
The substituents that R 11a to R 13a , R 14a , R 15a , and R 16a may have include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an amino group, an amide group, a ureido group, a urethane group, and a hydroxy group. Carboxy group, halogen atom, alkoxy group, thioether group, acyl group, acyloxy group, alkoxycarbonyl group, cyano group, nitro group and the like.

酸分解性基の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、1−アルコキシ−1−エトキシ基、1−アルコキシ−1−メトキシ基、テトラヒドロピラニル基等のアセタール基、t−アルキルカルボニル基、t−アルキルカルボニルメチル基等が好ましく挙げられる。   Preferable specific examples of the acid-decomposable group include t-butyl group, t-amyl group, 1-alkyl-1-cyclohexyl group, 2-alkyl-2-adamantyl group, 2-adamantyl-2-propyl group, 2- Tertiary alkyl groups such as (4-methylcyclohexyl) -2-propyl group, 1-alkoxy-1-ethoxy group, 1-alkoxy-1-methoxy group, acetal group such as tetrahydropyranyl group, t-alkylcarbonyl group And t-alkylcarbonylmethyl group and the like are preferable.

非酸分解性の有機基とは、酸の作用により分解することのない有機基であり、例えば、酸の作用により分解することのない、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アミド基、シアノ基等を挙げることができる。アルキル基は、炭素数1〜10個の直鎖状、分岐状、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、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等を挙げることができる。アリール基は、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、アントラセニル基等を挙げることができる。アラルキル基は、炭素数6〜12個のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、クミル基等を挙げることができる。アルコキシ基及びアルコキシカルボニル基に於けるアルコキシ基は、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基等を挙げることができる。Zaのアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基は、水酸基等の置換基を有していてもよい。   A non-acid-decomposable organic group is an organic group that does not decompose by the action of an acid. For example, an alkyl group, aryl group, aralkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl that does not decompose by the action of an acid Group, amide group, cyano group and the like. The alkyl group is preferably a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. For example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a hexyl group, 2- Examples thereof include an ethylhexyl group, an octyl group, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclohexyl group, and an adamantyl group. The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthracenyl group. The aralkyl group is preferably an aralkyl group having 6 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a cumyl group. The alkoxy group in the alkoxy group and the alkoxycarbonyl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an n-butoxy group, and an isobutoxy group. The alkyl group, aryl group, aralkyl group, alkoxy group, and alkoxycarbonyl group of Za may have a substituent such as a hydroxyl group.

一般式(a)で表される基は、例えば、一般式(IV)〜(VII)で表される繰り返し単位の中にもたせることができる。   The group represented by the general formula (a) can be provided, for example, in the repeating units represented by the general formulas (IV) to (VII).

本発明に於けるフッ素原子含有樹脂は、更に、カルボキシル基、または、酸分解性基でカルボキシル基を保護して基、を有する繰り返し単位を有することが好ましい。   The fluorine atom-containing resin in the present invention preferably further has a repeating unit having a carboxyl group or a group obtained by protecting the carboxyl group with an acid-decomposable group.

本発明に於けるカルボキシル基を酸分解性基で保護した基としては、例えば、−COO−C(R36)(R37)(R38)、−COO−C(R36)(R37)(OR39)、−O−COO−C(R36)(R37)(R38)、−O−C(R01)(R02)COO−C(R36)(R37)(R38)等を挙げることができる。
カルボキシル基を酸分解性基で保護した基は、例えば、一般式(IV)〜(IX)で表される繰り返し単位の中にもたせることができる。
As the group a in carboxyl groups present invention has been protected with an acid decomposable group, for example, -COO-C (R 36) (R 37) (R 38), - COO-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 ) And the like.
A group in which a carboxyl group is protected with an acid-decomposable group can be given, for example, in a repeating unit represented by formulas (IV) to (IX).

本発明に於けるフッ素原子含有樹脂は、更に好ましくは、一般式(I)〜(XII)で表される繰り返し単位の群から選ばれる少なくとも1種を有する樹脂であることが好ましい。   The fluorine atom-containing resin in the present invention is more preferably a resin having at least one selected from the group of repeating units represented by the general formulas (I) to (XII).

Figure 2005070329
Figure 2005070329

一般式(I)〜(III)中、
0、R1は、同じでも異なっていても良く、水素原子、フッ素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。
2〜R4は、同じでも異なっていても良く、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。
また、R0とR1、R0とR2、R3とR4が結合し環を形成しても良い。
In general formulas (I) to (III),
R 0 and R 1 may be the same or different and each represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group.
R 2 to R 4 may be the same or different and each represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.
R 0 and R 1 , R 0 and R 2 , R 3 and R 4 may combine to form a ring.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

一般式(IV)〜(V)中、
5は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基又は酸分解性基を表す。
6は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基又は酸分解性基を表す。
7は、各々独立に、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基を表す。
nは0又は1を表す。
n'は、0〜7の整数を表す。n’は好ましくは0〜5であり、より好ましくは0〜3である。
1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−R22−、−CO−O−R23−、−CO−N(R24)−R25−を表す。
22、R23、R25は、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良い、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。
24は、水素原子、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。
尚、式(V)において、R7で表される基は、炭素環構造の何れの位置に置換していても良いことを表す。
In general formulas (IV) to (V),
R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group or an acid-decomposable group.
R 6 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group or an acid-decomposable group.
R 7 each independently represents a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an alkoxy group.
n represents 0 or 1.
n ′ represents an integer of 0 to 7. n ′ is preferably 0 to 5, and more preferably 0 to 3.
A 1 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 a.
R 22 , R 23 and R 25 each have a single bond or an ether group, ester group, amide group, urethane group or ureido group, a divalent alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group or an arylene group. Represents.
R 24 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group or an aryl group.
In the formula (V), the group represented by R 7 may be substituted at any position of the carbocyclic structure.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

一般式(VI)中、
Rx1〜Rx3は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
61〜R66は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、又はアルキル基を表す。ただし、R61〜R66のうちの少なくとも1つはフッ素原子である。
67〜R72は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、又はアルキル基を表す。ただし、R67〜R72のうちの少なくとも1つはフッ素原子である。
1はベンゼン残基、シクロヘキサン残基、アダマンタン残基又はノルボルナン残基を表す。これらの残基は置換基を有していてもよく、好ましい置換基としてはハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、シアノ基が挙げられる。これらのZ3が置換基を有する場合の置換基として、より好ましくはフッ素原子、水酸基があげられ、特に好ましくはフッ素原子が挙げられる。Z3が置換基としてフッ素を有する場合、各繰り返し単位中のフッ素原子の数は1〜5個が好ましく、より好ましくは1〜3個である。
1は、単結合又は2価の連結基を表す。
qは、0または1である。
2は水素原子または有機基を表す。
一般式(VII)中、
41は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキル基を表す。
42およびR43は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アルコキシ基、アシル基、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基またはアリール基を表す。
50〜R55は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、又はアルキル基を表す。ただし、R50〜R55のうち少なくとも1つはフッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基である。
kは、1以上5以下の整数を表す。
3は水素原子または有機基を表す。
一般式(VIII)中、
Ry1〜Ry3は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
4は水素原子または有機基を表す。
In general formula (VI),
Rx 1 to Rx 3 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group or at least one alkyl group wherein a hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
R 61 to R 66 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group. However, at least one of R 61 to R 66 is a fluorine atom.
R 67 to R 72 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group. However, at least one of R 67 to R 72 is a fluorine atom.
Z 1 represents a benzene residue, a cyclohexane residue, an adamantane residue or a norbornane residue. These residues may have a substituent, and preferred substituents include a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, and a cyano group. When Z 3 has a substituent, the substituent is more preferably a fluorine atom or a hydroxyl group, and particularly preferably a fluorine atom. If Z 3 is a fluorine as a substituent, the number of fluorine atoms in each repeating unit is preferably from 1 to 5, more preferably 1-3.
L 1 represents a single bond or a divalent linking group.
q is 0 or 1.
Y 2 represents a hydrogen atom or an organic group.
In general formula (VII),
R 41 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group or an alkyl group.
R 42 and R 43 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, an alkoxy group, an acyl group, an alkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group or an aryl group.
R 50 to R 55 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group. However, at least one of R 50 to R 55 is a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
k represents an integer of 1 to 5.
Y 3 represents a hydrogen atom or an organic group.
In general formula (VIII),
Ry 1 to Ry 3 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
Y 4 represents a hydrogen atom or an organic group.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

一般式(IX)〜(X)中、
15は、水素原子、ヒドロキシアルキル基、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、フッ素原子を有するアルケニル基、フッ素原子を有するアラルキル基、フッ素原子を有するアリール基または酸分解性基を表す。
Zは、炭素原子とともに単環又は多環の脂環式基を構成する原子団を表す。
16、R17、R18は、同じでも異なっていても良く、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、−CO−O−R15を表す。
19、R20、R21は、同じでも異なっていても良く、水素原子、フッ素原子、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、フッ素原子を有するアルケニル基、フッ素原子を有するアラルキル基、フッ素原子を有するアリール基、フッ素原子を有するアルコキシ基又はヒドロキシアルキル基を表す。但しR19、R20、R21の少なくとも一つは水素原子以外の基である。
nは0又は1を表し、x、y、zは0〜4の整数を表す。
In general formulas (IX) to (X),
R 15 is hydrogen atom, hydroxyalkyl group, alkyl group having fluorine atom, cycloalkyl group having fluorine atom, alkenyl group having fluorine atom, aralkyl group having fluorine atom, aryl group having fluorine atom, or acid-decomposable Represents a group.
Z represents an atomic group constituting a monocyclic or polycyclic alicyclic group together with a carbon atom.
R 16 , R 17 and R 18 may be the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group, an alkoxy group or —CO—O—R 15 .
R 19 , R 20 and R 21 may be the same or different and have a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, an alkenyl group having a fluorine atom, or a fluorine atom. An aralkyl group, an aryl group having a fluorine atom, an alkoxy group having a fluorine atom, or a hydroxyalkyl group is represented. However, at least one of R 19 , R 20 and R 21 is a group other than a hydrogen atom.
n represents 0 or 1, and x, y, z represents an integer of 0 to 4.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

一般式(XI)中、
Ra1〜Ra3は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基またはアラルキル基を表す。Ra1〜Ra3は、水素原子、ハロゲン原子または少なくとも1つのハロゲン原子が置換したアルキル基であることが好ましい。上記ハロゲン原子としては好ましくはフッ素原子が好ましい。Ra1〜Ra3として更に好ましくは水素原子、フッ素原子またはトリフルオロメチル基が挙げられ、特に、Ra1がフッ素原子またはトリフルオロメチル基であることが好ましい。
4は水素原子または有機基を表す。
mは1又は2を表す。
一般式(XII)中、
Ra4〜Ra6は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基またはアラルキル基を表す。Ra4〜Ra6は、水素原子またはハロゲン原子であることが好ましい。複数のRa4〜Ra6のうちいずれかがハロゲン原子である場合、ハロゲン原子としてはフッ素原子が好ましい。Ra4がフッ素原子であることが特に好ましい。
5は水素原子または有機基を表す。
4は単結合または2価の連結基を示す。
mは1又は2を表す。
In general formula (XI),
Ra 1 to Ra 3 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group or an aralkyl group. Ra 1 to Ra 3 are preferably a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group substituted with at least one halogen atom. The halogen atom is preferably a fluorine atom. Ra 1 to Ra 3 are more preferably a hydrogen atom, a fluorine atom or a trifluoromethyl group, and Ra 1 is particularly preferably a fluorine atom or a trifluoromethyl group.
Y 4 represents a hydrogen atom or an organic group.
m represents 1 or 2.
In general formula (XII),
Ra 4 to Ra 6 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group or an aralkyl group. Ra 4 to Ra 6 are preferably a hydrogen atom or a halogen atom. When any one of the plurality of Ra 4 to Ra 6 is a halogen atom, the halogen atom is preferably a fluorine atom. It is particularly preferred that Ra 4 is a fluorine atom.
Y 5 represents a hydrogen atom or an organic group.
L 4 represents a single bond or a divalent linking group.
m represents 1 or 2.

一般式(I)〜(XII)中、
アルキル基は、置換基を有していてもよく、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、t−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、またはハロアルキル基を好ましく挙げることができる。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、パーフルオロアルキル基等を好ましく挙げることができる。より好ましくはパーフルオロアルキル基であり、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更に好ましい例としてあげられる。
In general formulas (I) to (XII),
The alkyl group may have a substituent, for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group. Preferred examples include a group, t-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group, or haloalkyl group. 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, a perfluoroalkyl group and the like are preferable. Can be mentioned. More preferably, it is a perfluoroalkyl group, for example, one having 4 to 12 carbon atoms, specifically, a perfluorobutyl group, a perfluorohexyl group, a perfluorooctyl group, a perfluorooctylethyl group, a perfluoro group. A more preferred example is a dodecyl group.

シクロアルキル基としては単環型でも良く、多環型でも良い。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良い。   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.

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。
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.

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。
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 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.

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良いメチレン基、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良いエテニレン基、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良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良いフェニレン基、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。
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 or 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 a phenylene group, a tolylene group and a naphthylene group which may have a substituent.

2価の連結基としては、アルキレン基、アリーレン基、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。上記Aにおけるアルキレン基としては、下記式で表される基を挙げることができる。
−〔C(Rb )(Rc )〕r −
式中、Rb 、Rc は、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表し、両者は同一でも異なっていてもよい。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、イソプロピル基から選択される。アルキル基が有する置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4)を挙げることができる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。rは1〜10の整数を表す。
2価の連結基としては、単結合或いはメチレン基が特に好ましい。
有機基は、酸分解性の有機基(酸分解性基)であっても良いし、非酸分解性の有機基であっても良く、一般式(a)におけるZbのものと同様のものが挙げられる。
As the divalent linking group, one or two selected from the group consisting of an alkylene group, an arylene 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 It represents a combination of the above groups. Examples of the alkylene group in A include groups represented by the following formulas.
− [C (Rb) (Rc)] r −
In the formula, Rb and Rc each represents a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group or an alkoxy group, and they may be the same or different. 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 selected from a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. Examples of the substituent that the alkyl group has include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group (preferably having 1 to 4 carbon atoms). Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom. r represents an integer of 1 to 10.
As the divalent linking group, a single bond or a methylene group is particularly preferable.
The organic group may be an acid-decomposable organic group (acid-decomposable group) or a non-acid-decomposable organic group, and the same as Zb in the general formula (a) Can be mentioned.

0とR1、R0とR2、R3とR4が結合して形成した環としては、例えば5〜7員環であり、具体的にはフッ素が置換したペンタン環、ヘキサン環、フラン環、ジオキソノール環、1,3−ジオキソラン環等が挙げられる。
36〜R38の内の2つ、又はR36〜R37とR39の内の2つが結合して形成した環としては、例えば3〜8員環であり、具体的にはシクロプロパン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、フラン環、ピラン環等を好ましく挙げることができる。
The ring formed by combining R 0 and R 1 , R 0 and R 2 , R 3 and R 4 is, for example, a 5- to 7-membered ring, specifically, a pentane ring substituted with fluorine, a hexane ring, Examples include a furan ring, a dioxonol ring, and a 1,3-dioxolane ring.
The ring formed by combining two of R 36 to R 38 or two of R 36 to R 37 and R 39 is, for example, a 3- to 8-membered ring, specifically a cyclopropane ring. , Cyclopentane ring, cyclohexane ring, furan ring, pyran ring and the like.

上記のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アシル基、アルキニル基、アルコキシカルボニル基、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基等は、置換基を有していなくともよいし、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、アルケニル基、アルコキシ基、アシル基、アルキニル基、アルコキシカルボニル基、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基等が有していてもよい置換基としては、例えば、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、更にフッソ原子、シクロアルキル基で置換されていても良い。
The above alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group, alkenyl group, alkoxy group, acyl group, alkynyl group, alkoxycarbonyl group, alkylene group, alkenylene group, cycloalkylene group, arylene group, etc. have a substituent. It may not be, and may have a substituent. An alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an acyl group, an alkynyl group, an alkoxycarbonyl group, an alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, etc. Examples of the group include those having active hydrogen such as alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, amino group, amide group, ureido group, urethane group, hydroxyl group, and carboxyl group, and halogen atom (fluorine atom, chlorine atom). , Bromine atom, iodine atom), alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), thioether group, acyl group (acetyl group, propanoyl group, benzoyl group, etc.), acyloxy group (acetoxy group, propanoyl group) Oxy group, benzoyloxy group, etc.), alkoxy group Boniru group (methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group), a cyano group and a nitro group.
Here, examples of the alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group include those described above. The alkyl group may be further substituted with a fluorine atom or a cycloalkyl group.

以下に、一般式(I)〜(III)で表される繰り返し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。   Although the specific example of the repeating unit represented by general formula (I)-(III) below is shown, this invention is not limited to this.

Figure 2005070329
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Figure 2005070329
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以下に一般式(IV)〜(X)で表される繰り返し構造単位の具体例を示すが、本発明がこれに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating structural units represented by the general formulas (IV) to (X) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2005070329
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Figure 2005070329
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一般式(V)で表される繰り返し単位は、以下のものも好ましい例としてあげられる。   Preferred examples of the repeating unit represented by the general formula (V) are as follows.

Figure 2005070329
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一般式(VI)で表される繰り返し単位は、以下のものも好ましい例としてあげられる。   Preferred examples of the repeating unit represented by the general formula (VI) are as follows.

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一般式(VII)で表される繰り返し単位は、以下のものが好ましい例としてあげられる。   Preferred examples of the repeating unit represented by formula (VII) include the following.

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一般式(VIII)で表される繰り返し単位は、以下のものも好ましい例としてあげられる。   Preferred examples of the repeating unit represented by formula (VIII) include the following.

Figure 2005070329
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一般式(IX)で表される繰り返し単位は、以下のものも好ましい例としてあげられる。   Preferred examples of the repeating unit represented by the general formula (IX) are as follows.

Figure 2005070329
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Figure 2005070329
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一般式(X)で表される繰り返し単位は、以下のものも好ましい例としてあげられる。   Preferred examples of the repeating unit represented by the general formula (X) are as follows.

Figure 2005070329
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一般式(XI)で表される繰り返し単位は、以下のものが好ましい例としてあげられる。   Preferred examples of the repeating unit represented by formula (XI) include the following.

Figure 2005070329
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一般式(XII)で表される繰り返し単位は、以下のものが好ましい例としてあげられる。   Preferred examples of the repeating unit represented by formula (XII) include the following.

Figure 2005070329
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本発明において樹脂(A)は、更に他の繰り返し単位を含有してもよい。含有し得る他の繰り返し単位は、特に限定されないが、下記式(D)で表される繰り返し単位であることが好ましい。   In the present invention, the resin (A) may further contain other repeating units. Other repeating units that can be contained are not particularly limited, but are preferably repeating units represented by the following formula (D).

Figure 2005070329
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一般式(D)中、
ARは単環または多環の脂環式炭化水素基を表す。
3は単結合又は2価の連結基を表す。
Xdは複数ある場合には各々独立に、水酸基、シアノ基、アルコキシ基またはアルキル基を表す。ただし、Xの少なくとも1つは水酸基、シアノ基、アルコキシ基のいずれかである。
pは1〜4の整数を表す。
In general formula (D),
AR represents a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon group.
L 3 represents a single bond or a divalent linking group.
When there are a plurality of Xd, each independently represents a hydroxyl group, a cyano group, an alkoxy group or an alkyl group. However, at least one of X is any one of a hydroxyl group, a cyano group, and an alkoxy group.
p represents an integer of 1 to 4.

一般式(D)中、
ARは、脂環式炭化水素基を表す。該脂環式炭化水素基は、樹脂の主鎖から連結基を介して結合されているか、または該脂環式炭化水素の環を構成する炭素原子自身が樹脂の主鎖を形成している。
2は、単結合又は2価の連結基を表す。
Xは、複数ある場合には各々独立して、水酸基、シアノ基、アルコキシ基またはアルキル基を表す。但し、Xの少なくとも1つはアルキル基ではない。
pは、1〜4の整数を表す。
In general formula (D),
AR represents an alicyclic hydrocarbon group. The alicyclic hydrocarbon group is bonded from the main chain of the resin via a linking group, or the carbon atoms constituting the ring of the alicyclic hydrocarbon itself form the main chain of the resin.
L 2 represents a single bond or a divalent linking group.
When X is plural, each X independently represents a hydroxyl group, a cyano group, an alkoxy group or an alkyl group. However, at least one of X is not an alkyl group.
p represents an integer of 1 to 4.

ARの脂環式炭化水素基は、単環でも、多環でもよく、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、テトラシクロ等の脂環構造を有するもの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。
以下に、脂環構造の具体例を示す。
The alicyclic hydrocarbon group of AR may be monocyclic or polycyclic, and specific examples thereof include those having an alicyclic structure such as monocyclo, bicyclo, tricyclo, and tetracyclo having 5 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 6-30, and particularly preferably 7-25.
Below, the specific example of an alicyclic structure is shown.

Figure 2005070329
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ARの脂環式炭化水素基としては、例えば、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等から更に水素原子を幾つか除いた残基を挙げることができる。好ましくは、ノルボルナン残基、アダマンタン残基、トリシクロデカン残基、テトラシクロドデカン残基から選択される基であり、より好ましくはアダマンタン残基である。
ARの脂環式炭化水素基は、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基等の他の置換基を有していてもよい。
Examples of the alicyclic hydrocarbon group for AR 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, a cycloheptyl group, and the like. Examples include residues obtained by further removing some hydrogen atoms from an octyl group, a cyclodecanyl group, a cyclododecanyl group, and the like. A group selected from a norbornane residue, an adamantane residue, a tricyclodecane residue, and a tetracyclododecane residue is preferable, and an adamantane residue is more preferable.
The alicyclic hydrocarbon group of AR may have other substituents such as a carboxyl group and an alkoxycarbonyl group.

Xのアルキル基は、置換基を有していてもよい。また、アルキル基は、直鎖、分岐又は環状のいずれであってもよい。
直鎖又は分岐アルキル基としては、好ましくは、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、更に好ましくは炭素数1〜5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、ブチル基等)、特に好ましくは炭素数1〜3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)を挙げることができる。
環状アルキル基としては、単環型でも良く、多環型でも良い。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、テトラシクロドデシル基、アンドロスタニル基等を好ましく挙げることができる。尚、シクロアルキル基は、環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたものも含むものとする。
Xのアルコキシ基としては、直鎖、分岐又は環状のいずれであってもよく、好ましくは炭素数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、オクトキシ基等を挙げることができ、更に好ましくは、炭素数1〜4のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)を挙げることができる。
Xのアルキル基及びアルコキシ基は、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜5)等の更なる置換基を有していてもよい。
The alkyl group of X may have a substituent. Further, the alkyl group may be linear, branched or cyclic.
The linear or branched alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, hexyl. Group, 2-ethylhexyl group, octyl group, more preferably alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, etc.), particularly preferably having 1 to 3 carbon atoms. An alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group) can be mentioned.
The cyclic alkyl 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, tetracyclododecyl group, An androstanyl group etc. can be mentioned preferably. The cycloalkyl group includes a group in which a part of carbon atoms constituting the ring is substituted with a hetero atom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom.
The alkoxy group for X may be linear, branched or cyclic, and is preferably an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, a methoxy group, an ethoxy group, or n-propoxy. Group, iso-propoxy group, butoxy group, pentoxy group, allyloxy group, octoxy group, etc., more preferably, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.) ).
The alkyl group and alkoxy group of X may have further substituents such as a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group (preferably having 1 to 5 carbon atoms).

Xは、水酸基、アルコキシ基、シアノ基が現像性、感度の観点から好ましい。より好ましくは水酸基およびシアノ基、特に好ましくは水酸基である。
尚、Xは、ARの脂環式炭化水素基を形成している炭素上に結合していてもよいし、ARの脂環式炭化水素基に結合している置換基の炭素上に結合していてもよい。
X is preferably a hydroxyl group, an alkoxy group, or a cyano group from the viewpoint of developability and sensitivity. More preferred are a hydroxyl group and a cyano group, and particularly preferred is a hydroxyl group.
X may be bonded to the carbon forming the alicyclic hydrocarbon group of AR or bonded to the carbon of the substituent bonded to the alicyclic hydrocarbon group of AR. It may be.

2は、単結合又は2価の連結基を表すが、2価の連結基としては、置換又は無置換のアルキレン基、置換又は無置換のアリーレン基、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。上記におけるアルキレン基としては、下記式で表される基を挙げることができる。
−〔C(Rb )(Rc )〕r
式中、Rb 、Rc は、水素原子、アルキル基、置換アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表し、両者は同一でも異なっていてもよい。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、イソプロピル基から選択される。置換アルキル基の置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4)を挙げることができる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。rは1〜10の整数を表す。
2として、単結合或いはメチレン基が特に好ましい。
pは、1〜4の整数を表し、2または3であることが好ましい。
L 2 represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include a substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, and an ester. A single group selected from the group consisting of a group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a urea group, or a combination of two or more groups. Examples of the alkylene group in the above include groups represented by the following formulas.
− [C (R b ) (R c )] r
In the formula, R b and R c represent a hydrogen atom, an alkyl group, a substituted alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, or an alkoxy group, and both may be the same or different. 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 selected from a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. Examples of the substituent of the substituted alkyl group include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group (preferably having 1 to 4 carbon atoms). Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom. r represents an integer of 1 to 10.
L 2 is particularly preferably a single bond or a methylene group.
p represents an integer of 1 to 4, and is preferably 2 or 3.

本発明において、一般式(D)で示される部分構造を有する繰り返し単位は、特に限定されるものではないが、下記一般式(A1)〜(A5)で示される繰り返し単位であることが好ましい。   In the present invention, the repeating unit having a partial structure represented by the general formula (D) is not particularly limited, but is preferably a repeating unit represented by the following general formulas (A1) to (A5).

Figure 2005070329
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一般式(A−1)〜(A−5)中、
1〜R14は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又はアルキル基を表す。
1は、単結合または連結基を表す。
Rb、Rb'は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は有機基を表す。
3は、単結合又は2価の連結基を表す。
mは、0又は1を表す。
1は、単結合、−O−又は−N(Ra)−を表す。Raは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。
Raは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。
3における2価の連結基は、上記L2と同様のものが挙げられる。
アルキル基、シクロアルキル基、アリール基は、上記一般式(I)〜(III)におけるものと同様のものがあげられる。
アラルキル基としては、炭素数7〜12のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等を挙げることができる。
In general formulas (A-1) to (A-5),
R 1 to R 14 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group or an alkyl group.
L 1 represents a single bond or a linking group.
Rb and Rb ′ each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or an organic group.
L 3 represents a single bond or a divalent linking group.
m represents 0 or 1.
Y 1 represents a single bond, —O— or —N (Ra) —. Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group.
Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group.
Examples of the divalent linking group for L 3 include the same groups as those described above for L 2 .
Examples of the alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group are the same as those in the general formulas (I) to (III).
As the aralkyl group, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms is preferable, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group.

以下に、一般式(D)で表される部分構造を含む繰り返し単位の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。   Although the preferable specific example of the repeating unit containing the partial structure represented by general formula (D) below is shown below, this invention is not limited to this.

Figure 2005070329
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本発明(A)の樹脂は、上記のような繰り返し構造単位以外にも、更に本発明のポジ型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良い。   In addition to the above repeating structural unit, the resin of the present invention (A) may be copolymerized with other polymerizable monomers for the purpose of further improving the performance of the positive resist of the present invention.

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。   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.

具体的には、例えばアクリル酸エステル類、例えばアルキル(アルキル基の炭素原子数は1〜10のものが好ましい)アクリレート(例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−t−オクチル、クロルエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート2,2−ジメチルヒドロキシプロピルアクリレート、5−ヒドロキシペンチルアクリレート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペンタエリスリトールモノアクリレート、グリシジルアクリレート、ベンジルアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、など)アリールアクリレート(例えばフェニルアクリレートなど);   Specifically, for example, acrylic acid esters, for example, alkyl (the alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms) acrylate (for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, t-butyl acrylate) , Amyl acrylate, cyclohexyl acrylate, ethyl hexyl acrylate, octyl acrylate, tert-octyl acrylate, chloroethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate 2,2-dimethylhydroxypropyl acrylate, 5-hydroxypentyl acrylate, trimethylol Propane monoacrylate, pentaerythritol monoacrylate, glycidyl acrylate, benzyl acrylate, furfuryl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, etc.) Rate (e.g., phenyl acrylate);

メタクリル酸エステル類、例えば、アルキル(アルキル基の炭素原子数は1〜10のものが好ましい)メタクリレート(例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、クロルベンジルメタクリレート、オクチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、5−ヒドロキシペンチルメタクリレート、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、トリメチロールプロパンモノメタクリレート、ペンタエリスリトールモノメタクリレート、グリシジルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレートなど)、アリールメタクリレート(例えば、フェニルメタクリレート、クレジルメタクリレート、ナフチルメタクリレートなど); Methacrylic acid esters, for example, alkyl (the alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms) methacrylate (for example, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, t-butyl methacrylate, amyl methacrylate, hexyl methacrylate) Cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, chlorobenzyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 5-hydroxypentyl methacrylate, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl methacrylate, trimethylolpropane monomethacrylate, Pentaerythritol monomethacrylate, glycidyl methacrylate, Le furyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate), aryl methacrylates (e.g., phenyl methacrylate, cresyl methacrylate, naphthyl methacrylate, etc.);

アクリルアミド類、例えば、アクリルアミド、N−アルキルアクリルアミド、(アルキル基としては、炭素原子数1〜10のもの、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、ヒドロキシエチル基、ベンジル基などがある。)、N−アリールアクリルアミド(アリール基としては、例えばフェニル基、トリル基、ニトロフェニル基、ナフチル基、シアノフェニル基、ヒドロキシフェニル基、カルボキシフェニル基などがある。)、N,N−ジアルキルアクリルアミド(アルキル基としては、炭素原子数1〜10のもの、例えば、メチル基、エチル基、ブチル基、イソブチル基、エチルヘキシル基、シクロヘキシル基などがある。)、N,N−ジアリールアクリルアミド(アリール基としては、例えばフェニル基などがある。)、N−メチル−N−フェニルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチル−N−メチルアクリルアミド、N−2−アセトアミドエチル−N−アセチルアクリルアミドなど; Acrylamides, for example, acrylamide, N-alkyl acrylamide, (the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, t-butyl group, heptyl group, octyl Group, cyclohexyl group, benzyl group, hydroxyethyl group, benzyl group, etc.), N-arylacrylamide (as aryl group, for example, phenyl group, tolyl group, nitrophenyl group, naphthyl group, cyanophenyl group, hydroxyphenyl) Group, carboxyphenyl group, etc.), N, N-dialkylacrylamide (alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, butyl group, isobutyl group, ethylhexyl group, cyclohexyl) Group, etc.), N, N-diaryla (Examples of the aryl group include phenyl group.) Riruamido, N- methyl -N- phenyl acrylamide, N- hydroxyethyl -N- methylacrylamide, etc. N-2- acetamidoethyl -N- acetyl acrylamide;

メタクリルアミド類、例えば、メタクリルアミド、N−アルキルメタクリルアミド(アルキル基としては、炭素原子数1〜10のもの、例えば、メチル基、エチル基、t−ブチル基、エチルヘキシル基、ヒドロキシエチル基、シクロヘキシル基などがある。)、N−アリールメタクリルアミド(アリール基としては、フェニル基などがある。)、N,N−ジアルキルメタクリルアミド(アルキル基としては、エチル基、プロピル基、ブチル基などがある。)、N,N−ジアリールメタクリルアミド(アリール基としては、フェニル基などがある。)、N−ヒドロキシエチル−N−メチルメタクリルアミド、N−メチル−N−フェニルメタクリルアミド、N−エチル−N−フェニルメタクリルアミドなど;アリル化合物、例えば、アリルエステル類(例えば、酢酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル酸アリル、ラウリン酸アリル、パルミチン酸アリル、ステアリン酸アリル、安息香酸アリル、アセト酢酸アリル、乳酸アリルなど)、アリルオキシエタノールなど; Methacrylamide, for example, methacrylamide, N-alkylmethacrylamide (the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, t-butyl group, ethylhexyl group, hydroxyethyl group, cyclohexyl Group, etc.), N-aryl methacrylamide (the aryl group includes phenyl group), N, N-dialkyl methacrylamide (the alkyl group includes ethyl group, propyl group, butyl group, etc.) ), N, N-diarylmethacrylamide (the aryl group includes phenyl group), N-hydroxyethyl-N-methylmethacrylamide, N-methyl-N-phenylmethacrylamide, N-ethyl-N -Phenylmethacrylamide and the like; allyl compounds such as allyl este Class (e.g., allyl acetate, allyl caproate, allyl caprylate, allyl laurate, allyl palmitate, allyl stearate, allyl benzoate, allyl acetoacetate, allyl lactate, etc.), and allyl oxyethanol;

ビニルエーテル類、例えば、アルキルビニルエーテル(例えば、ヘキシルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテル、1−メチル−2,2−ジメチルプロピルビニルエーテル、2−エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエーテル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチルアミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフルフリルビニルエーテルなど)、ビニルアリールエーテル(例えばビニルフェニルエーテル、ビニルトリルエーテル、ビニルクロルフェニルエーテル、ビニル−2,4−ジクロルフェニルエーテル、ビニルナフチルエーテル、ビニルアントラニルエーテルなど); Vinyl ethers such as alkyl vinyl ethers (eg hexyl vinyl ether, octyl vinyl ether, decyl vinyl ether, ethyl hexyl vinyl ether, methoxyethyl vinyl ether, ethoxyethyl vinyl ether, chloroethyl vinyl ether, 1-methyl-2,2-dimethylpropyl vinyl ether, 2-ethylbutyl Vinyl ether, hydroxyethyl vinyl ether, diethylene glycol vinyl ether, dimethylaminoethyl vinyl ether, diethylaminoethyl vinyl ether, butylaminoethyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, tetrahydrofurfuryl vinyl ether, etc., vinyl aryl ethers (for example, vinyl phenyl ether, vinyl tolyl ether, vinyl chloropheny) Ether, vinyl 2,4-dichlorophenyl ether, vinyl naphthyl ether, vinyl anthranyl ether);

ビニルエステル類、例えば、ビニルブチレート、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテート、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレート、ビニルカプロエート、ビニルクロルアセテート、ビニルジクロルアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルブトキシアセテート、ビニルフェニルアセテート、ビニルアセトアセテート、ビニルラクテート、ビニル−β−フェニルブチレート、ビニルシクロヘキシルカルボキシレート、安息香酸ビニル、サルチル酸ビニル、クロル安息香酸ビニル、テトラクロル安息香酸ビニル、ナフトエ酸ビニルなど; Vinyl esters such as vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl trimethyl acetate, vinyl diethyl acetate, vinyl valate, vinyl caproate, vinyl chloroacetate, vinyl dichloroacetate, vinyl methoxyacetate, vinyl butoxyacetate, vinylphenyl Acetate, vinyl acetoacetate, vinyl lactate, vinyl-β-phenylbutyrate, vinyl cyclohexyl carboxylate, vinyl benzoate, vinyl salicylate, vinyl chlorobenzoate, vinyl tetrachlorobenzoate, vinyl naphthoate, etc .;

スチレン類、例えば、スチレン、アルキルスチレン(例えば、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、シクロヘキシルスチレン、デシルスチレン、ベンジルスチレン、クロルメチルスチレン、トリフルオルメチルスチレン、エトキシメチルスチレン、アセトキシメチルスチレンなど)、アルコキシスチレン(例えば、メトキシスチレン、4−メトキシ−3−メチルスチレン、ジメトキシスチレンなど)、ハロゲンスチレン(例えば、クロルスチレン、ジクロルスチレン、トリクロルスチレン、テトラクロルスチレン、ペンタクロルスチレン、ブロムスチレン、ジブロムスチレン、ヨードスチレン、フルオルスチレン、トリフルオルスチレン、2−ブロム−4−トリフルオルメチルスチレン、4−フルオル−3−トリフルオルメチルスチレンなど)、カルボキシスチレン、ビニルナフタレン; Styrenes such as styrene, alkyl styrene (for example, methyl styrene, dimethyl styrene, trimethyl styrene, ethyl styrene, diethyl styrene, isopropyl styrene, butyl styrene, hexyl styrene, cyclohexyl styrene, decyl styrene, benzyl styrene, chloromethyl styrene, trifluoro Dimethyl styrene, ethoxymethyl styrene, acetoxymethyl styrene, etc.), alkoxy styrene (for example, methoxy styrene, 4-methoxy-3-methyl styrene, dimethoxy styrene, etc.), halogen styrene (for example, chloro styrene, dichloro styrene, trichloro styrene). , Tetrachlorostyrene, pentachlorostyrene, bromostyrene, dibromostyrene, iodostyrene, fluorostyrene, tri Ruorusuchiren, 2-bromo-4-trifluoromethyl styrene, 4-fluoro-3-trifluoromethyl styrene etc.), carboxy styrene, vinyl naphthalene;

クロトン酸エステル類、例えば、クロトン酸アルキル(例えば、クロトン酸ブチル、クロトン酸ヘキシル、グリセリンモノクロトネートなど);イタコン酸ジアルキル類(例えば、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチルなど);マレイン酸あるいはフマール酸のジアルキルエステル類(例えば、ジメチルマレレート、ジブチルフマレートなど)、無水マレイン酸、マレイミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、マレイロニトリル等がある。その他、一般的には共重合可能である付加重合性不飽和化合物であればよい。 Crotonic esters such as alkyl crotonic acid (eg butyl crotonate, hexyl crotonate, glycerol monocrotonate); dialkyl itaconates (eg dimethyl itaconate, diethyl itaconate, dibutyl itaconate); Examples thereof include dialkyl esters of acid or fumaric acid (for example, dimethyl maleate and dibutyl fumarate), maleic anhydride, maleimide, acrylonitrile, methacrylonitrile, maleilonitrile and the like. In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound that is generally copolymerizable may be used.

樹脂(A)の添加量は組成物の全固形分を基準として、一般的に50〜99.5質量%、好ましくは60〜98質量%、更に好ましくは65〜95質量%の範囲で使用される。
樹脂(A)中、酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量は、通常3〜95モル%、好ましくは5〜80モル%、より好ましくは7〜70モル%である。
The addition amount of the resin (A) is generally 50 to 99.5% by mass, preferably 60 to 98% by mass, more preferably 65 to 95% by mass, based on the total solid content of the composition. The
In the resin (A), the content of the repeating unit having an acid-decomposable group is usually 3 to 95 mol%, preferably 5 to 80 mol%, more preferably 7 to 70 mol%.

樹脂(A)中、一般式(a)で表される部分構造を含む繰り返し単位の含有量は、通常3〜95モル%、好ましくは5〜80モル%、より好ましくは7〜70モル%である。
樹脂(A)中、一般式(I)〜(III)で表される繰り返し単位の含有量は、通常3〜90モル%、好ましくは5〜80モル%、より好ましくは7〜70モル%である。
樹脂(A)中、一般式(IV)〜(XII)で表される繰り返し単位の含有量は、通常1〜80モル%、好ましくは3〜65モル%、より好ましくは5〜50モル%である。
In the resin (A), the content of the repeating unit including the partial structure represented by the general formula (a) is usually 3 to 95 mol%, preferably 5 to 80 mol%, more preferably 7 to 70 mol%. is there.
In the resin (A), the content of the repeating units represented by the general formulas (I) to (III) is usually 3 to 90 mol%, preferably 5 to 80 mol%, more preferably 7 to 70 mol%. is there.
In the resin (A), the content of the repeating units represented by the general formulas (IV) to (XII) is usually 1 to 80 mol%, preferably 3 to 65 mol%, more preferably 5 to 50 mol%. is there.

樹脂(A)の好ましい分子量は、重量平均で通常1,000〜200,000であり、更に好ましくは3,000〜200,000の範囲で使用される。最も好ましくは3,000より50,000である。分子量分布(分散度:Mw/Mn)は通常1〜10であり、好ましくは1〜3、更に好ましくは1〜2の範囲のものが使用される。最も好ましくは1〜1.7である。分子量分布の小さいものほど塗布性、感度、コントラストに優れる。本発明においては、分子量が1000以下の樹脂の割合が20%以下であることが好ましく、より好ましくは15%以下、さらに好ましくは10%以下である。また、樹脂(A)中の残存モノマーの割合は10%以下が好ましく、より好ましくは7%以下、さらに好ましくは5%以下である。   The preferred molecular weight of the resin (A) is usually 1,000 to 200,000 on a weight average, and more preferably 3,000 to 200,000. Most preferably, it is 3,000 to 50,000. The molecular weight distribution (dispersion degree: Mw / Mn) is usually 1 to 10, preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2. Most preferably, it is 1-1.7. The smaller the molecular weight distribution, the better the coatability, sensitivity, and contrast. In the present invention, the proportion of the resin having a molecular weight of 1000 or less is preferably 20% or less, more preferably 15% or less, and further preferably 10% or less. Further, the ratio of the residual monomer in the resin (A) is preferably 10% or less, more preferably 7% or less, and still more preferably 5% or less.

本発明に用いる酸分解性樹脂は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。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、各種モノマーを溶解させ得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。尚、モノマーによってはアニオン重合を利用した場合により好適に合成できる。重合法については、日本化学会編「実験化学講座28、高分子合成」(丸善)、日本化学会編「新実験化学講座19、高分子化学」(丸善)に記載されている。   The 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, Dissolve in a solvent that can dissolve various monomers, such as ketones such as methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, and propylene glycol monomethyl ether acetate described later, and then use nitrogen, argon, etc. Polymerization is started using a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) as necessary under an active 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. Some monomers can be synthesized more suitably when anionic polymerization is used. The polymerization method is described in “Chemical Chemistry Course 28, Polymer Synthesis” (Maruzen) edited by the Chemical Society of Japan and “New Experimental Chemistry Course 19, Polymer Chemistry” (Maruzen) edited by the Chemical Society of Japan.

樹脂(A)中に含まれるNa、K、Ca、Fe,Mg等のメタル成分は少量であることが好ましい。具体的には、樹脂中に含まれるメタル種含有量が各300ppb以下であることが好ましく、より好ましくは200ppb以下、さらに好ましくは100ppb以下である。   It is preferable that the amount of metal components such as Na, K, Ca, Fe, and Mg contained in the resin (A) is small. Specifically, the metal species content contained in the resin is preferably 300 ppb or less, more preferably 200 ppb or less, and still more preferably 100 ppb or less.

以下、本発明の樹脂(A)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。   Hereinafter, although the specific example of resin (A) of this invention is shown, this invention is not limited to this.

Figure 2005070329
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[2](B)活性光線又は放射線の照射により、酸を発生する化合物(以下、酸発生剤または(B)成分と呼ぶことがある。)
本発明の組成物においては、酸発生剤として、一般式(PA)で表される化合物および一般式(PB)で表される化合物から選択される少なくとも一つの活性光線又は放射線の作用により酸を発生する化合物を、少なくとも1種含有する。
[2] (B) A compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation (hereinafter sometimes referred to as an acid generator or a component (B)).
In the composition of the present invention, an acid is generated by the action of at least one actinic ray or radiation selected from the compound represented by the general formula (PA) and the compound represented by the general formula (PB) as the acid generator. Contains at least one compound to be generated.

一般式(PA)で示される化合物は、芳香環を有さないスルホニウム塩であり、即ちスルホニウムをカチオンとする塩である。   The compound represented by the general formula (PA) is a sulfonium salt having no aromatic ring, that is, a salt having sulfonium as a cation.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

一般式(PA)中、R1b〜R3bは、各々独立に、芳香環を含有しない有機基を表す。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。
1b〜R3b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。
1b〜R3bは、各々独立に、好ましくはアルキル基、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。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。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、ペントキシ基)を挙げることができる。
1b〜R3b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、ノルボルニル基)を挙げることができる。
1b〜R3b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。
1b〜R3b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。R1b〜R3b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。
光反応性の観点から、R1b〜R3bのうちいずれか1つが炭素−炭素2重結合、あるいは炭素−酸素2重結合を有する基が好ましい。
In general formula (PA), R <1b > -R < 3b > represents the organic group which does not contain an aromatic ring each independently. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring containing a hetero atom.
The organic group that does not contain an aromatic ring as R 1b to R 3b generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.
R 1b to R 3b are each independently preferably an alkyl group, an allyl group, or a vinyl group, more preferably a linear, branched, cyclic 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylmethyl group, most preferably a linear group, A branched 2-oxoalkyl group. 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. The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentoxy group).
The alkyl group as R 1b to R 3b 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). Group, butyl group, pentyl group) and cyclic alkyl groups having 3 to 10 carbon atoms (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group).
R 1b to R 3b 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.
Two of R 1b to R 3b 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. Examples of the group formed by combining two of R 1b to R 3b include an alkylene group (eg, butylene group, pentylene group).
From the viewpoint of photoreactivity, any one of R 1b to R 3b is preferably a group having a carbon-carbon double bond or a carbon-oxygen double bond.

Xa-は、スルホン酸、カルボン酸、又はスルホニルイミドのアニオンを表す。好ましくはスルホン酸アニオンであり、より好ましくは1位がフッ素原子によって置換されたアルカンスルホン酸アニオン、又は電子吸引性基で置換されたベンゼンスルホン酸である。アルカンスルホン酸アニオンのアルカン部分は、アルコキシ基(例えば炭素数1〜8)、パーフルオロアルコキシ基(例えば炭素数1〜8)等の置換基で置換されていてもよい。
尚、電子吸引性基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ニトロ基、シアノ基、アルコキシカルボニル基、アシロキシ基、アシル基等を挙げることができる。
Xa-は、さらに好ましくは炭素数1〜8のパーフロロアルカンスルホン酸アニオンであり、特に好ましくはパーフロロオクタンスルホン酸アニオン、パーフロロブタンスルホン酸アニオン、トリフロロメタンスルホン酸アニオン、最も好ましくはパーフロロブタンスルホン酸アニオン、トリフロロメタンスルホン酸アニオンである。これらを用いることにより酸分解性基の分解速度が向上し、感度が優れ、また発生酸の拡散性が制御され解像力が向上する。
一般式(PA)で表される化合物のR1b〜R3bの少なくともひとつが、一般式(PA)で表される他の化合物のR1b〜R3bの少なくともひとつと結合する構造をとってもよい。
Xa - represents a sulfonic acid, carboxylic acid, or sulfonyl imide anions. Preferred is a sulfonate anion, and more preferred is an alkane sulfonate anion substituted at the 1-position by a fluorine atom, or a benzene sulfonate substituted with an electron-withdrawing group. The alkane portion of the alkanesulfonate anion may be substituted with a substituent such as an alkoxy group (for example, having 1 to 8 carbon atoms) or a perfluoroalkoxy group (for example, having 1 to 8 carbon atoms).
Examples of the electron withdrawing group include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a nitro group, a cyano group, an alkoxycarbonyl group, an acyloxy group, and an acyl group.
Xa - it is more preferably a perfluoro alkanesulfonic acid anion having 1 to 8 carbon atoms, particularly preferably perfluorooctane sulfonate anion, a perfluoro butane sulfonic acid anion, trifluoromethanesulfonic acid anion, and most preferably Par Fluorobutane sulfonate anion and trifluoromethane sulfonate anion. By using these, the decomposition rate of the acid-decomposable group is improved, the sensitivity is excellent, the diffusibility of the generated acid is controlled, and the resolution is improved.
Formula at least one of R 1b to R 3b of the compounds represented by (PA) is, may take at least one and coupled to the structure of R 1b to R 3b of the general formula (PA) Other compounds of the general.

以下に、本発明で使用できる芳香環を有さないスルホニウム塩の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Although the specific example of the sulfonium salt which does not have an aromatic ring which can be used by this invention is shown below, this invention is not limited to these.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

Figure 2005070329
Figure 2005070329

式(PA)で表される化合物は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   The compounds represented by the formula (PA) can be used singly or in combination of two or more.

式(PA)で表されるの化合物は、通常の方法で合成できる。以下に、例をあげる。(具体例(II−11)の合成)
テトラヒドロチオフェン11.8gをアセトニトリル100mlに溶解させ、この溶液に1−ブロモ−3、3−ジメチル−2−ブタノン20gをゆっくり加えた。室温で2日間撹拌すると粉体が析出した。反応液に酢酸エチル100mlを加えた後、粉体をろ取し、酢酸エチルで洗浄、乾燥すると2−オキソ−3、3−ジメチルブチルテトラヒドロチオフェニウムブロミド24gが得られた。
パーフロロブタンスルホン酸カリウム10gを水500ml、メタノール100mlの混合溶剤に溶解させ、これに2−オキソ−3、3−ジメチルブチルテトラヒドロチオフェニウムブロミド7.75gをメタノール50mlに溶解させたものを加えた。この水溶液をクロロホルム100mlで2回抽出し、有機相を水洗、濃縮すると油状物が得られた。これに酢酸エチルを加えて再濃縮すると固体状物が得られ、これををろ取、ジイソプロピルエーテルでリスラリーすると2−オキソ−3、3−ジメチルブチルテトラヒドロチオフェニウムパーフロロブタンスルホネート9gが得られた。
The compound represented by the formula (PA) can be synthesized by a usual method. An example is given below. (Synthesis of Specific Example (II-11))
11.8 g of tetrahydrothiophene was dissolved in 100 ml of acetonitrile, and 20 g of 1-bromo-3,3-dimethyl-2-butanone was slowly added to this solution. When stirred at room temperature for 2 days, a powder precipitated. After adding 100 ml of ethyl acetate to the reaction solution, the powder was collected by filtration, washed with ethyl acetate and dried to obtain 24 g of 2-oxo-3,3-dimethylbutyltetrahydrothiophenium bromide.
10 g of potassium perfluorobutanesulfonate was dissolved in a mixed solvent of 500 ml of water and 100 ml of methanol, and a solution obtained by dissolving 7.75 g of 2-oxo-3,3-dimethylbutyltetrahydrothiophenium bromide in 50 ml of methanol was added thereto. It was. This aqueous solution was extracted twice with 100 ml of chloroform, and the organic phase was washed with water and concentrated to obtain an oily substance. When ethyl acetate was added thereto and re-concentrated, a solid substance was obtained, which was collected by filtration and reslurried with diisopropyl ether to obtain 9 g of 2-oxo-3,3-dimethylbutyltetrahydrothiophenium perfluorobutane sulfonate. It was.

2−オキソシクロヘキシルメチル(2−ノルボルニル)スルホニウムトリフロロメタンスルホネート(II−1)は、特開平8−27102号公報、合成例1の方法を用いて合成できる。   2-oxocyclohexylmethyl (2-norbornyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate (II-1) can be synthesized using the method described in JP-A-8-27102 and Synthesis Example 1.

一般式(PB)で示される化合物は、下記のフェナシルスルフォニウム塩構造を有する化合物である。   The compound represented by the general formula (PB) is a compound having the following phenacylsulfonium salt structure.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

1c〜R5c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。
6c及びR7cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。
Rx及びRyは、各々独立に、アルキル基、アリル基、又はビニル基を表す。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。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、ペントキシ基)を挙げることができる。
1c〜R7c中のいずれか2つ以上、及びRxとRy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。
Xb-は、スルホン酸、カルボン酸、又はスルホニルイミドのアニオンを表す。
R 1c to R 5c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
R 6c and R 7c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group.
Rx and Ry each independently represents an alkyl group, an allyl group, or a vinyl group. 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. The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentoxy group).
Any two or more of R 1c to R 7c, and Rx and Ry may combine with each other to form a ring structure, the ring structure may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond You may go out.
Xb - represents a sulfonic acid, carboxylic acid, or sulfonyl imide anions.

1c〜R5c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1〜10のアルキル基、好ましくは、炭素数1〜5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。
1c〜R5c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R1c〜R5c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R1cからR5c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、レジスト組成物の保存時にパーティクルの発生が抑制される。
The alkyl group as R 1c to R 5c may be linear, branched or cyclic, for example, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. (For example, a methyl group, an ethyl group, a linear or branched propyl group, a linear or branched butyl group, a linear or branched pentyl group), a C3-C8 cyclic alkyl group (for example, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group). Can be mentioned.
The alkoxy group as R 1c to R 5c 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, methoxy group, ethoxy group, linear or branched propoxy group, linear or branched butoxy group, linear or branched pentoxy group), C3-C8 cyclic alkoxy group (for example, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group) ).
Preferably either a straight chain of R 1c to R 5c, branched, cyclic alkyl group, or a linear, branched or cyclic alkoxy group, more preferably the sum of the carbon atoms of R 5c from R 1c 2 to 15 It is. Thereby, solvent solubility improves more and generation | occurrence | production of a particle is suppressed at the time of the preservation | save of a resist composition.

6c及びR7cとしてアルキル基については、R1c〜R5c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。アリール基としては、例えば、炭素数6〜14のアリール基(例えば、フェニル基)を挙げることができる。
Rx及びRyとしてのアルキル基は、R1c〜R5c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。
Rx及びRy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。
Examples of the alkyl group as R 6c and R 7c include the same alkyl groups as R 1c to R 5c . As an aryl group, a C6-C14 aryl group (for example, phenyl group) can be mentioned, for example.
The alkyl group as Rx and Ry may be the same as those of the alkyl group as R 1c to R 5c.
Examples of the group formed by combining Rx and Ry include a butylene group and a pentylene group.

式(PB)の化合物は、環を形成することにより立体構造が固定され、光分解能が向上する。R1c〜R7c中のいずれか2つが結合して環構造を形成する場合については、R1c〜R5cのいずれか1つとR6c及びR7cのいずれか1つが結合して単結合または連結基となり、環を形成する場合が好ましく、特にR5cとR6c又はR7cが結合して単結合または連結基となり環を形成する場合が好ましい。
連結基としては、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアルケニレン基、−O−、−S−、−CO−、−CONR−(Rは水素原子、アルキル基、アシル基である)、及びこれらを2つ以上組み合わせてなる基を挙げることができ、更に、置換基を有していてもよい、アルキレン基、酸素原子を含むアルキレン基、硫黄原子を含むアルキレン基が好ましい。
置換基としては、アルキル基(好ましくは炭素数1〜5)、アリール基(好ましくは炭素数6〜10、例えばフェニル基)、アシル基(例えば、炭素数2〜11)などを挙げることができる。
また、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、−CH2−O−、−CH2−S−のように5〜7員環を形成する連結基が好ましく、エチレン基、−CH2−O−、−CH2−S−などのように6員環を形成する連結基が特に好ましい。6員環を形成することによりカルボニル平面とC−S+シグマ結合がより垂直に近くなり、軌道相互作用により光分解能が向上する。
また、R1c〜R7c及びRxとRyのいずれかの位置で、単結合または連結基を介して結合し、式(PB)の構造を2つ以上有する化合物であってもよい。
In the compound of the formula (PB), the three-dimensional structure is fixed by forming a ring, and the optical resolution is improved. When any two of R 1c to R 7c are combined to form a ring structure, any one of R 1c to R 5c and one of R 6c and R 7c are combined to form a single bond or a linkage A case where a ring is formed is preferable, and a case where R 5c and R 6c or R 7c are bonded to each other to form a single bond or a linking group is preferable.
As the linking group, an alkylene group which may have a substituent, an alkenylene group which may have a substituent, -O-, -S-, -CO-, -CONR- (R is a hydrogen atom, An alkyl group, an acyl group), and a group formed by combining two or more of these, and an alkylene group, an alkylene group containing an oxygen atom, or a sulfur atom which may have a substituent. An alkylene group is preferred.
Examples of the substituent include an alkyl group (preferably having 1 to 5 carbon atoms), an aryl group (preferably having 6 to 10 carbon atoms, for example, a phenyl group), an acyl group (for example, having 2 to 11 carbon atoms), and the like. .
Further, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, -CH 2 -O -, - preferably a linking group to form a 5- to 7-membered ring as CH 2 -S-, ethylene group, -CH 2 -O-, A linking group that forms a 6-membered ring such as —CH 2 —S— is particularly preferred. By forming a 6-membered ring, the carbonyl plane and the C—S + sigma bond become more perpendicular, and the optical resolution is improved by orbital interaction.
Further, it may be a compound that is bonded via a single bond or a linking group at any position of R 1c to R 7c and Rx and Ry and has two or more structures of the formula (PB).

Xb-は、好ましくはスルホン酸アニオンであり、より好ましくは1位がフッ素原子によって置換されたアルカンスルホン酸アニオン、又は電子吸引性基で置換されたベンゼンスルホン酸である。アルカンスルホン酸アニオンのアルカン部分は、アルコキシ基(例えば炭素数1〜8)、パーフルオロアルコキシ基(例えば炭素数1〜8)等の置換基で置換されていてもよい。また、電子吸引性基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ニトロ基、シアノ基、アルコキシカルボニル基、アシロキシ基、アシル基等を挙げることができる。
Xb-は、さらに好ましくは炭素数1〜8のパーフロロアルカンスルホン酸アニオンであり、特に好ましくはパーフロロオクタンスルホン酸アニオン、パーフロロブタンスルホン酸アニオン、トリフロロメタンスルホン酸アニオン、最も好ましくはパーフロロブタンスルホン酸アニオン、トリフロロメタンスルホン酸アニオンである。これら用いることにより酸分解性基の分解速度が向上し、感度が優れ、また発生酸の拡散性が制御され解像力が向上する。
以下に、本発明で使用できるフェナシルスルフォニウム塩構造を有する化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Xb - is preferably a sulfonate anion, more preferably 1-position benzenesulfonic acid substituted with substituted alkanesulfonic acid anion, or an electron-withdrawing group by a fluorine atom. The alkane portion of the alkanesulfonate anion may be substituted with a substituent such as an alkoxy group (for example, having 1 to 8 carbon atoms) or a perfluoroalkoxy group (for example, having 1 to 8 carbon atoms). Examples of the electron withdrawing group include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a nitro group, a cyano group, an alkoxycarbonyl group, an acyloxy group, and an acyl group.
Xb - it is more preferably a perfluoro alkanesulfonic acid anion having 1 to 8 carbon atoms, particularly preferably perfluorooctane sulfonate anion, a perfluoro butane sulfonic acid anion, trifluoromethanesulfonic acid anion, and most preferably Par Fluorobutane sulfonate anion and trifluoromethane sulfonate anion. By using these, the decomposition rate of the acid-decomposable group is improved, the sensitivity is excellent, and the diffusibility of the generated acid is controlled to improve the resolution.
Specific examples of the compound having a phenacylsulfonium salt structure that can be used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2005070329
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式(PB)で表される化合物は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   The compound represented by the formula (PB) can be used alone or in combination of two or more.

式(PB)で表される化合物は、例えば、対応するアシルベンゼン誘導体を塩基性条件下トリアルキルシリルハロゲニドと反応させてシリルエノーエルエーテル化し、これをスルホキシドと反応させることによりスルホニウム骨格を合成し、これを対応するアニオンと塩交換することにより得ることができる。別の合成法としては、対応するフェナシルハロゲニドとスルフィド化合物を無触媒または銀触媒の存在下反応させ、スルホニウム骨格を合成し、これを対応するアニオンと塩交換する方法を挙げることができる。   The compound represented by the formula (PB) is synthesized, for example, by reacting a corresponding acylbenzene derivative with a trialkylsilyl halide under basic conditions to form a silyl enol ether, and reacting this with a sulfoxide to synthesize a sulfonium skeleton. It can be obtained by salt exchange with the corresponding anion. As another synthesis method, a method in which a corresponding phenacyl halide and a sulfide compound are reacted in the presence of a non-catalyst or a silver catalyst to synthesize a sulfonium skeleton and salt-exchange it with the corresponding anion can be mentioned.

本発明においては、前記一般式(PA)および(PB)中のXa-およびXb-が、有機スルホン酸のアニオンであることが好ましい。また、前記一般式(PA)および(PB)で表される化合物が、活性光線または放射線の作用により有機スルホン酸を発生する化合物であることが好ましく、より好ましくは、前記一般式(PA)又は(PB)中のXa-及びXb-が、少なくとも1つのフッ素原子を含有する有機スルホン酸のアニオンであり、前記一般式(PA)又は(PB)が、活性光線または放射線の作用により少なくとも1つのフッ素原子を含有する有機スルホン酸を発生する化合物である。 In the present invention, Xa and Xb − in the general formulas (PA) and (PB) are preferably anions of organic sulfonic acid. The compounds represented by the general formulas (PA) and (PB) are preferably compounds that generate an organic sulfonic acid by the action of actinic rays or radiation, and more preferably, the general formula (PA) or Xa and Xb − in (PB) are anions of an organic sulfonic acid containing at least one fluorine atom, and the general formula (PA) or (PB) is at least one by the action of actinic rays or radiation. It is a compound that generates an organic sulfonic acid containing a fluorine atom.

本発明において、一般式(PA)又は(PB)で示される化合物の添加量は、ポジ型レジスト組成物の全固形分を基準として、一般に1質量%以上であり、好ましくは1.5〜12質量%、更に好ましくは2〜8質量%である。
尚、一般式(PA)で示される芳香環を有さないスルホニウム塩又は一般式(PB)で示されるフェナシルスルホニウム塩構造を有する化合物を単独で使用してもよいし、複数を混合して使用してもよい。
式(PA)で示される化合物と、式(PB)で示される化合物を併用する場合、モル比で(PA):(PB)=1:99〜99:1の割合で使用することが好ましい。更に好ましくは、(PA):(PB)=5:95〜95:5である。
In the present invention, the amount of the compound represented by the general formula (PA) or (PB) is generally 1% by mass or more, preferably 1.5 to 12 based on the total solid content of the positive resist composition. It is 2 mass%, More preferably, it is 2-8 mass%.
In addition, a sulfonium salt having no aromatic ring represented by the general formula (PA) or a compound having a phenacylsulfonium salt structure represented by the general formula (PB) may be used alone, or a plurality of them may be mixed. May be used.
When the compound represented by the formula (PA) and the compound represented by the formula (PB) are used in combination, it is preferably used in a molar ratio of (PA) :( PB) = 1: 99 to 99: 1. More preferably, (PA) :( PB) = 5: 95 to 95: 5.

また、下記の併用し得る他の酸発生化合物を一種のみ併用しても、複数併用してもよい。   Further, the following other acid-generating compounds that can be used in combination may be used alone or in combination.

本発明のポジ型レジスト組成物は、上記した一般式(PA)および(PB)で表される化合物以外に、その他の活性光線または放射線、特にF2エキシマレーザー光の照射により酸を発生する化合物を含有していてもよい。 The positive resist composition of the present invention is a compound that generates an acid upon irradiation with other actinic rays or radiation, particularly F 2 excimer laser light, in addition to the compounds represented by the general formulas (PA) and (PB). May be contained.

併用しうる酸発生剤としては、活性光線または放射線、特にF2エキシマレーザー光の照射によりフッ素原子を含有しない有機スルホン酸を発生する化合物(B1成分)が好ましい。 The acid generator that can be used in combination is preferably a compound (B1 component) that generates an organic sulfonic acid that does not contain a fluorine atom when irradiated with actinic rays or radiation, particularly F 2 excimer laser light.

また、更に、(B2)成分活性光線または放射線の作用によりカルボン酸を発生する化合物を含有することも好ましい。(B1)成分に対し、(B2)成分を組み合わせることで塗布性、コントラストを高めることがきる。   Furthermore, it is also preferable to contain a compound that generates a carboxylic acid by the action of component (B2) actinic rays or radiation. By combining the component (B2) with the component (B1), the coating property and contrast can be improved.

上記(B1)および(B2)の、有機スルホン酸およびカルボン酸は、脂肪族または芳香族のいずれでもよい。
(B1)成分の、スルホン酸は炭素数1〜20であることが好ましく、より好ましくは2〜16であり、更に好ましくは3〜12である。
The organic sulfonic acid and carboxylic acid in the above (B1) and (B2) may be either aliphatic or aromatic.
The sulfonic acid of the component (B1) preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 16 and still more preferably 3 to 12.

活性光線または放射線の照射により、酸を発生する化合物(B1成分)と(B2成分)は、一般に、活性光線または放射線の照射により分解して酸を発生する化合物(光酸発生剤)として使用されているものから選択することができる。
即ち、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている公知の光(400〜200nmの紫外線、遠紫外線、特に好ましくは、g線、h線、i線、KrFエキシマレーザー光)、ArFエキシマレーザー光、F2エキシマレーザー光、電子線、X線、分子線またはイオンビームにより酸を発生する化合物およびそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
Compounds (B1 component) and (B2 component) that generate acid upon irradiation with actinic rays or radiation are generally used as compounds (photoacid generators) that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate acid. You can choose from what you have.
That is, known light (400 to 200 nm ultraviolet light, far-off light used for photoinitiators of photocationic polymerization, photoinitiators of photoradical polymerization, photodecolorants of dyes, photochromic agents, or micro-resists. A compound capable of generating an acid by ultraviolet rays, particularly preferably g-line, h-line, i-line, KrF excimer laser beam), ArF excimer laser beam, F 2 excimer laser beam, electron beam, X-ray, molecular beam or ion beam; Those mixtures can be appropriately selected and used.

このような化合物としては、たとえば S. I. Schlesinger, Photogr. Sci. Eng., 18, 387 (1974)、T.S.Baletal,Polymer, 21, 423(1980)等に記載のジアゾニウム塩、米国特許第4,069,055号、同4,069,056号、同Re27,992号、特開平3-140140号等に記載のアンモニウム塩、D.C.Neckeret al, Macromolecules,17,2468(1984)、C. S. Wen et al, Teh, Proc.Conf.Rad. CuringASIA,p478Tokyo,Oct(1988)、米国特許第4,069,055号、同4,069,056号等に記載のホスホニウム塩、J.V.Crivelloetal,Macromorecules, 10(6), 1307(1977)、Chem. & Eng. News, Nov.28,p31(1988)、欧州特許第104,143号、同339,049号、同第410,201号、特開平2-150848号、特開平2-296514号等に記載のヨードニウム塩、J.V.Crivelloetal, Polymer J. 17, 73(1985)、J. V. Crivello etal., J. Org.Chem.,43,3055(1978)、W.R. Watt et al, J. Polymer Sci., PolymerChem. Ed., 22,1789(1984)、J.V.Crivello etal, Polymer Bull., 14, 279(1985)、J.V. Crivelloetal,Macromorecules, 14(5),1141(1981)、J. V. Crivello et al, J.PolymerSci.,PolymerChem. Ed., 17, 2877(1979)、欧州特許第370,693号、同161,811号、同410,201号、同339,049号、同233,567号、同297,443号、同297,442号、米国特許第4,933,377号、同3,902,114号、同4,760,013号、同4,734,444号、同2,833,827号、獨国特許第2,904,626号、同3,604,580号、同3,604,581号等に記載のスルホニウム塩、J.V.Crivelloetal,Macromorecules, 10(6), 1307(1977)、J. V. Crivello et al,J.PolymerSci.,PolymerChem. Ed., 17, 1047(1979)等に記載のセレノニウム塩、C. S. Wen etal,Teh, Proc.Conf.Rad. CuringASIA, p478 Tokyo, Oct(1988)等に記載のアルソニウム塩等のオニウム塩、米国特許第3,905,815号、特公昭46-4605号、特開昭48-36281号、特開昭55-32070号、特開昭60-239736号、特開昭61-169835号、特開昭61-169837号、特開昭62-58241号、特開昭62-212401号、特開昭63-70243号、特開昭63-298339号等に記載の有機ハロゲン化合物、K.Meieretal,J.Rad. Curing, 13(4), 26(1986)、T. P. Gill et al, Inorg.Chem.,19,3007(1980)、D.Astruc,Acc. Chem. Res., 19(12), 377(1896)、特開平2-161445号等に記載の有機金属/有機ハロゲン化物、S.Hayaseetal,J.Polymer Sci., 25, 753(1987)、E. Reichmanis et al, J.holymerSci.,PolymerChem.Ed., 23, 1(1985)、Q. Q. Zhuetal, J. Photochem., 36,85,39,317(1987)、B.Amit etal, Tetrahedron Lett.,(24)2205(1973)、D. H. R.Bartonetal, J. ChemSoc.,3571(1965)、P. M. Collins et al, J. Chem. Soc.,PerkinI,1695(1975)、M.Rudinsteinet al, Tetrahedron Lett., (17), 1445(1975)、J.W.Walkeret al, J. Am.Chem. Soc.,110, 7170(1988)、S. C. Busman et al, J.ImagingTechnol.,11(4),191(1985)、H. M.Houlihan et al, Macromolecules, 21,2001(1988)、P.M.Collinset al,J. Chem. Soc.,Chem. Commun., 532(1972)、S. Hayaseet al,Macromolecules,18,1799(1985)、E.Reichmanis et al, J. Electrochem. Soc.,SolidState Sci.Technol.,130(6)、F. M.Houlihan et al, Macromolcules,21,2001(1988)、欧州特許第0290,750号、同046,083号、同156,535号、同271,851号、同0,388,343号、米国特許第3,901,710号、同4,181,531号、特開昭60-198538号、特開昭53-133022号等に記載の0−ニトロベンジル型保護基を有する光酸発生剤、M.TUNOOKAetal,PolymerPreprintsJapan, 35(8)、G. Berneret al, J. Rad. Curing, 13(4)、 W. J.Mijs etal,CoatingTechnol.,55(697),45(1983), Akzo、H. Adachi et al,PolymerPreprints,Japan,37(3)、欧州特許第0199,672号、同84515号、同044,115号、同618,564号、同0101,122号、米国特許第4,371,605号、同4,431,774号、特開昭64-18143号、特開平2-245756号、特開平3-140109号等に記載のイミノスルフォネ−ト等に代表される光分解してスルホン酸を発生する化合物、特開昭61-166544号等に記載のジスルホン化合物等を挙げることができる。   Examples of such compounds include diazonium salts described in, for example, SI Schlesinger, Photogr. Sci. Eng., 18, 387 (1974), TSBaletal, Polymer, 21, 423 (1980), U.S. Pat.No. 4,069,055, 4,069,056, Re27,992, ammonium salts described in JP-A-3-140140, DCNecker et al, Macromolecules, 17, 2468 (1984), CS Wen et al, Teh, Proc. Conf. Rad. CuringASIA, p478 Tokyo, Oct (1988), U.S. Pat.Nos. 4,069,055, 4,069,056, etc., phosphonium salts, JVCrivelloetal, Macromorecules, 10 (6), 1307 (1977), Chem. & Eng. News, Nov. 28, p31 (1988), European Patent Nos. 104,143, 339,049, 410,201, JP-A-2-150848, JP-A-2-96514 and the like, JVCrivelloetal, Polymer J. 17, 73 (1985) ), JV Crivello etal., J. Org. Chem., 43, 3055 (1978), WR Watt et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 22, 1789 (1984), JVCrivello etal, Polymer Bull ., 14, 279 (1985), JV Crivelloetal, Macromorecules, 14 (5), 1141 (1981), JV Crivello et al, J. PolymerSci., Polymer Chem. Ed., 17, 2877 (1979), European Patent Nos. 370,693, 161,811, 410,201, 339,049, 233,567, 297,443 No. 297,442, U.S. Pat.Nos. Selenonium salts described in Crivelloetal, Macromorecules, 10 (6), 1307 (1977), JV Crivello et al, J. PolymerSci., Polymer Chem. Ed., 17, 1047 (1979), CS Wen etal, Teh, Proc. Onium salts such as arsonium salts described in Conf. Rad. Curing ASIA, p478 Tokyo, Oct (1988), U.S. Pat.No. 3,905,815, JP-B 46-4605, JP-A 48-36281, JP-A 55- 32070, JP 60-239736, JP 61-169835, JP 61-169837, JP 62-58241, JP 62-212401, JP 63-70243 Organic halogen compounds described in JP-A-63-298339 K. Meieretal, J. Rad. Curing, 13 (4), 26 (1986), TP Gill et al, Inorg. Chem., 19, 3007 (1980), D. Astruc, Acc. Chem. Res., 19 ( 12), 377 (1896), and organometallic / organic halides described in JP-A-2-16145, S. Hayasetal, J. Polymer Sci., 25, 753 (1987), E. Reichmanis et al, J. holymerSci., PolymerChem. Ed., 23, 1 (1985), QQ Zhuetal, J. Photochem., 36, 85, 39, 317 (1987), B. Amit etal, Tetrahedron Lett., (24) 2205 (1973), DHR Bartonetal, J. ChemSoc., 3571 (1965), PM Collins et al, J. Chem. Soc., Perkin I, 1695 (1975), M. Rudinsteinet al, Tetrahedron Lett., (17), 1445 (1975), JW Walkeret al, J. Am. Chem. Soc., 110, 7170 (1988), SC Busman et al, J. ImagingTechnol., 11 (4), 191 (1985), HMHoulihan et al, Macromolecules, 21, 2001 ( 1988), PMCollinset al, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 532 (1972), S. Hayaseet al, Macromolecules, 18, 1799 (1985), E. Reichmanis et al, J. Electrochem. Soc. , SolidState Sci. Technol., 130 (6), FM Houlihan et al, Macromolcules, 21, 2001 (1988), European Patent 0290,750 No. 046,083, No. 156,535, No. 271,851, No. 0,388,343, U.S. Pat.Nos. 3,901,710, 4,181,531, JP-A-60-198538, JP-A-53-133022, etc. Photoacid generator having a protecting group, M.TUNOOKAetal, PolymerPreprints Japan, 35 (8), G. Berneret al, J. Rad. Curing, 13 (4), WJMijs etal, CoatingTechnol., 55 (697), 45 ( 1983), Akzo, H. Adachi et al, Polymer Preprints, Japan, 37 (3), European Patent Nos. 0199,672, 84515, 044,115, 618,564, 0101,122, U.S. Patent No. 4,371,605 No. 4,431,774, JP-A No. 64-18143, JP-A No. 2-245756, JP-A No. 3-140109, etc. Examples thereof include disulfone compounds described in JP-A-61-166544.

B1成分とB2成分の組み合わせとしては、好ましくは、以下の組み合わせを挙げることができる。   Preferred combinations of the B1 component and the B2 component include the following combinations.

B1成分が、アニオンとしてフッ素原子を含有しない脂肪族あるいは芳香族のスルホン酸を発生する化合物、
B2成分が、フッ素原子を有していてもよい脂肪族あるいは芳香族のカルボン酸を有するイオン性化合物である組み合わせ。
B1 component is a compound that generates an aliphatic or aromatic sulfonic acid containing no fluorine atom as an anion,
A combination in which the component B2 is an ionic compound having an aliphatic or aromatic carboxylic acid which may have a fluorine atom.

〔a〕 活性光線または放射線の照射によりフッ素非含有スルホン酸を発生する化合物およびアニオンとしてフッ素非含有スルホン酸を有するイオン性化合物
活性光線または放射線の照射によりフッ素非含有スルホン酸を発生する化合物およびアニオンとしてフッ素非含有スルホン酸を有するイオン性化合物としては、例えば、下記の一般式(PAG3)で表されるヨードニウム塩、または一般式(PAG4)で表されるスルホニウム塩を挙げることができる。
[A] Compound that generates fluorine-free sulfonic acid upon irradiation with actinic light or radiation and ionic compound having fluorine-free sulfonic acid as an anion Compound and anion that generates fluorine-free sulfonic acid upon irradiation with actinic light or radiation Examples of the ionic compound having a fluorine-free sulfonic acid include an iodonium salt represented by the following general formula (PAG3) or a sulfonium salt represented by the general formula (PAG4).

Figure 2005070329
Figure 2005070329

式中、Ar1、Ar2は、各々独立に、置換もしくは未置換のアリール基を示す。R203、R204、R205は、各々独立に、置換もしくは未置換のアルキル基、アリール基を示す。
-は、フッ素原子を含有しないスルホン酸アニオンを示す。
またR203、R204、R205のうちの2つおよびAr1、Ar2はそれぞれの単結合または置換基を介して結合してもよい。
In the formula, Ar 1 and Ar 2 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group. R 203 , R 204 and R 205 each independently represents a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group.
Z represents a sulfonate anion containing no fluorine atom.
Two of R 203 , R 204 and R 205 and Ar 1 and Ar 2 may be bonded via a single bond or a substituent.

Ar1、Ar2、R203、R204、R205としての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、アルキル基としては、好ましくは炭素数1〜8のアルキル基である。
好ましい置換基としては、アリール基に対しては炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数2〜9のアルコキシカルボニル基、炭素数2〜9のアルキルカルボニルアミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子およびフェニルチオ基であり、アルキル基に対しては炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数5〜14のアリール基、炭素数6〜15のアリールカルボニル基、カルボキシル基およびハロゲン原子を挙げることができる。
The aryl group as Ar 1 , Ar 2 , R 203 , R 204 , and R 205 is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. .
Preferred substituents are aryl groups having 1 to 8 carbon atoms, alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, alkoxycarbonyl groups having 2 to 9 carbon atoms, and alkylcarbonylamino groups having 2 to 9 carbon atoms. , A nitro group, a carboxyl group, a hydroxy group, a halogen atom and a phenylthio group, with respect to the alkyl group, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 5 to 14 carbon atoms, and an arylcarbonyl having 6 to 15 carbon atoms Groups, carboxyl groups and halogen atoms.

-のフッ素原子を含有しないスルホン酸アニオンとしては、好ましくは、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素および炭素数5〜20の芳香族炭化水素を挙げることができる。これらは置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数2〜11のアルコキシカルボニル基、フェニルアミノ基、フェニルカルボニル基、ハロゲン原子、水酸基を挙げることができる。芳香族炭化水素に対しては、さらに炭素数1〜15のアルキル基を挙げることができる。 Preferred examples of the sulfonate anion containing no fluorine atom as Z include aliphatic hydrocarbons having 1 to 20 carbon atoms and aromatic hydrocarbons having 5 to 20 carbon atoms. These may have a substituent. Examples of the substituent include an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 11 carbon atoms, a phenylamino group, a phenylcarbonyl group, a halogen atom, and a hydroxyl group. Can be mentioned. For aromatic hydrocarbons, there can be further mentioned alkyl groups having 1 to 15 carbon atoms.

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

Figure 2005070329
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Figure 2005070329
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Figure 2005070329
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また、下記一般式(PAG5)で表されるジスルホン誘導体または一般式(PAG6)で表されるイミノスルホネート誘導体も挙げることができる。   Moreover, the disulfone derivative represented by the following general formula (PAG5) or the imino sulfonate derivative represented by general formula (PAG6) can also be mentioned.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

式中、Ar3、Ar4は各々独立に置換もしくは未置換のアリール基を示す。R206は置換もしくは未置換のアルキル基、アリール基を示す。Aは置換もしくは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基を示す。 In the formula, Ar 3 and Ar 4 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group. R 206 represents a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group. A represents a substituted or unsubstituted alkylene group, alkenylene group, or arylene group.

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

Figure 2005070329
Figure 2005070329

Figure 2005070329
Figure 2005070329

また、下記一般式(PAG7)で表されるジアゾジスルホン誘導体を挙げることができる。   Moreover, the diazo disulfone derivative represented by the following general formula (PAG7) can be mentioned.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

式中、Rは、直鎖、分岐または環状アルキル基、あるいは置換していてもよいアリール基を表す。   In the formula, R represents a linear, branched or cyclic alkyl group, or an optionally substituted aryl group.

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

Figure 2005070329
Figure 2005070329

上記〔a〕で説明した化合物は、過ヨウ素酸塩を用いて芳香族化合物を反応させ、得られたヨードニウム塩を対応するスルホン酸に塩交換することにより合成可能である。
また、アリールマグネシウムブロミドなどのアリールグリニャール試薬と置換または無置換のフェニルスルホキシドを反応させ、得られたトリアリールスルホニウムハライドを対応するスルホン酸と塩交換する方法で合成できる。また、置換または無置換のフェニルスルホキシドと対応する芳香族化合物をメタンスルホン酸/五酸化二リンあるいは塩化アルミニウムなどの酸触媒を用いて縮合、塩交換する方法、ジアリールヨードニウム塩とジアリールスルフィドを酢酸銅などの触媒を用いて縮合、塩交換する方法などによって合成できる。
塩交換は、いったんハライド塩に導いた後に酸化銀などの銀試薬を用いてスルホン酸塩に変換する方法、あるいはイオン交換樹脂を用いることでも塩交換できる。また、塩交換に用いるスルホン酸あるいはスルホン酸塩は、市販のものを用いるか、あるいは市販のスルホン酸ハライドの加水分解などによって得ることができる。
The compound described in the above [a] can be synthesized by reacting an aromatic compound with periodate and exchanging the obtained iodonium salt with the corresponding sulfonic acid.
Alternatively, it can be synthesized by reacting an aryl Grignard reagent such as arylmagnesium bromide with a substituted or unsubstituted phenyl sulfoxide, and subjecting the resulting triarylsulfonium halide to salt exchange with the corresponding sulfonic acid. Also, a method in which a substituted or unsubstituted phenyl sulfoxide and a corresponding aromatic compound are condensed and salt exchanged using an acid catalyst such as methanesulfonic acid / phosphorus pentoxide or aluminum chloride, and a diaryl iodonium salt and a diaryl sulfide are mixed with copper acetate. It can be synthesized by a method such as condensation or salt exchange using a catalyst such as
Salt exchange can also be performed by once converting to a halide salt and then converting it to a sulfonate using a silver reagent such as silver oxide, or by using an ion exchange resin. The sulfonic acid or sulfonate used for salt exchange can be obtained by using a commercially available product or by hydrolysis of a commercially available sulfonic acid halide.

〔b〕活性光線または放射線の照射によりフッ素含有カルボン酸を発生する化合物およびアニオンとしてフッ素含有カルボン酸を有するイオン性化合物について説明する。 [B] A compound that generates a fluorine-containing carboxylic acid upon irradiation with actinic rays or radiation and an ionic compound having a fluorine-containing carboxylic acid as an anion will be described.

フッ素置換された脂肪族カルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、n−酪酸、イソ酪酸、バレリアン酸、トリメチル酢酸、カプロン酸、ヘプタン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸等の脂肪族カルボン酸のフッ素置換物が挙げられる。これらは、水酸基、アルコキシ基、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい。また、その脂肪族鎖の中に酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、カルボキシル基、スルホニル基などの連結基を含んでいるものが好ましい。   Examples of the fluorine-substituted aliphatic carboxylic acid include acetic acid, propionic acid, n-butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, trimethylacetic acid, caproic acid, heptanoic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, Examples include fluorine-substituted products of aliphatic carboxylic acids such as palmitic acid, stearic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, and tridecanoic acid. These may have a hydroxyl group, an alkoxy group, or a halogen atom as a substituent. In addition, the aliphatic chain preferably contains a linking group such as an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group, a carboxyl group, or a sulfonyl group.

好ましいフッ素置換された脂肪族カルボン酸として、下記の一般式で表されるものを挙げることができる。
L−(CH2p(CF2q(CH2r−COOH
Preferred fluorine-substituted aliphatic carboxylic acids include those represented by the following general formula.
L- (CH 2) p (CF 2) q (CH 2) r -COOH

一般式中、Lは、水素原子またはフッ素原子を表す。pおよびrは、各々独立に0〜15の整数、qは1〜15の整数を表す。この一般式におけるアルキル鎖の水素原子またはフッ素原子は、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基(好ましくは炭素数1〜5)、フッ素原子で置換されていてもよいアルコキシ基(好ましくは炭素数1〜5)、または、水酸基で置換されていてもよい。
上記フッ素置換された脂肪族カルボン酸としては、好ましくはその炭素数が2〜20、より好ましくは4〜20である飽和脂肪族カルボン酸のフッ素置換物であることが好ましい。この炭素数を4個以上とすることで、発生するカルボン酸分解性の拡散性が低下し、露光から後加熱までの経時による線幅変化をより抑制できる。なかでも、炭素数4〜18個の直鎖または分岐飽和脂肪族カルボン酸のフッ素置換物が好ましい。
In the general formula, L represents a hydrogen atom or a fluorine atom. p and r each independently represents an integer of 0 to 15, and q represents an integer of 1 to 15. The hydrogen atom or fluorine atom of the alkyl chain in this general formula is an alkyl group (preferably having 1 to 5 carbon atoms) which may be substituted with a fluorine atom, or an alkoxy group (preferably carbon atom) which may be substituted with a fluorine atom. Formula 1-5) or may be substituted with a hydroxyl group.
The fluorine-substituted aliphatic carboxylic acid is preferably a fluorine-substituted product of a saturated aliphatic carboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms, more preferably 4 to 20 carbon atoms. By setting the number of carbon atoms to 4 or more, the generated carboxylic acid-decomposable diffusibility is reduced, and the change in line width over time from exposure to post-heating can be further suppressed. Of these, a fluorine-substituted product of a linear or branched saturated aliphatic carboxylic acid having 4 to 18 carbon atoms is preferable.

また、上記フッ素置換された芳香族族カルボン酸としては、炭素数が7〜20、より好ましくは7〜15であり、更に好ましくは7〜11である芳香族カルボン酸のフッ素置換物であることが好ましい。具体的には、安息香酸、置換安息香酸、ナフトエ酸、置換ナフトエ酸、アントラセンカルボン酸、置換アントラセンカルボン酸(ここで、置換基としてはアルキル基、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、アリール基、アシル基、アシルオキシ基、ニトロ基、アルキルチオ基、アリールチオ基が挙げられる)等の芳香族カルボン酸のフッ素置換物が挙げられる。なかでも、安息香酸、置換安息香酸のフッ素置換物が好ましい。   The fluorine-substituted aromatic carboxylic acid is a fluorine-substituted aromatic carboxylic acid having 7 to 20 carbon atoms, more preferably 7 to 15 carbon atoms, and further preferably 7 to 11 carbon atoms. Is preferred. Specifically, benzoic acid, substituted benzoic acid, naphthoic acid, substituted naphthoic acid, anthracene carboxylic acid, substituted anthracene carboxylic acid (wherein the substituents are alkyl groups, alkoxy groups, hydroxyl groups, halogen atoms, aryl groups, acyls) A fluorine-substituted product of an aromatic carboxylic acid such as a group, an acyloxy group, a nitro group, an alkylthio group, and an arylthio group. Of these, fluorine-substituted products of benzoic acid and substituted benzoic acid are preferable.

これらフッ素原子で置換された脂肪族あるいは芳香族のカルボン酸は、カルボキシル基以外の骨格に存在する水素原子の1個以上がフッ素原子で置換されたものであり、特に好ましくはカルボキシル基以外の骨格に存在する水素原子すべてがフッ素原子で置換された脂肪族あるいは芳香族のカルボン酸(パーフルオロ飽和脂肪族カルボン酸あるいはパーフルオロ芳香族カルボン酸)である。これにより、感度が一層優れるようになる。   The aliphatic or aromatic carboxylic acid substituted with a fluorine atom is one in which one or more hydrogen atoms existing in the skeleton other than the carboxyl group are substituted with a fluorine atom, and particularly preferably a skeleton other than the carboxyl group. Is an aliphatic or aromatic carboxylic acid (perfluoro-saturated aliphatic carboxylic acid or perfluoroaromatic carboxylic acid) in which all hydrogen atoms present in are substituted with fluorine atoms. As a result, the sensitivity is further improved.

好ましくは、上記のようなフッ素原子で置換された脂肪族あるいは芳香族のカルボン酸のアニオンをカウンターアニオンとして有するオニウム塩化合物(スルホニウム塩、ヨードニウム塩等)、カルボン酸エステル基を有するイミドカルボキシレート化合物あるいはニトロベンジルエステル化合物等が挙げられる。
より好ましくは下記一般式(I')〜(III')で表される化合物が挙げられる。これにより、感度、解像力、露光マージンが一層優れるようになる。この化合物に活性光線または放射線を照射することより、下記一般式(I')〜(III')のX-に相当する少なくとも1つのフッ素原子で置換された飽和脂肪族あるいは芳香族のカルボン酸を発生し、光酸発生剤として機能する。
Preferably, an onium salt compound (sulfonium salt, iodonium salt, etc.) having an anion of an aliphatic or aromatic carboxylic acid substituted with a fluorine atom as described above as a counter anion, and an imidocarboxylate compound having a carboxylic acid ester group Or a nitrobenzyl ester compound etc. are mentioned.
More preferred are compounds represented by the following general formulas (I ′) to (III ′). As a result, sensitivity, resolution, and exposure margin are further improved. By irradiating this compound with actinic rays or radiation, a saturated aliphatic or aromatic carboxylic acid substituted with at least one fluorine atom corresponding to X in the following general formulas (I ′) to (III ′) is obtained. And functions as a photoacid generator.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

上記式中、R1 〜R37は、各々独立に、水素原子、直鎖、分岐あるいは環状アルキル基、直鎖、分岐あるいは環状アルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、または−S−R38基を表す。ここでR38は直鎖、分岐、環状アルキル基またはアリール基を表す。X-は、少なくとも1つのフッ素原子で置換された脂肪族あるいは芳香族のカルボン酸のアニオンである。
-は、好ましくはパーフルオロ脂肪族カルボン酸あるいはパーフルオロ芳香族カルボン酸のアニオンであり、特に好ましくは炭素数4個以上のフッ素置換アルキルカルボン酸のアニオンである。
In the above formula, R 1 To R 37 each independently represents a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, hydroxy group, a halogen atom or -S-R 38 group,. Here, R 38 represents a linear, branched, cyclic alkyl group or aryl group. X is an anion of an aliphatic or aromatic carboxylic acid substituted with at least one fluorine atom.
X is preferably an anion of a perfluoroaliphatic carboxylic acid or a perfluoroaromatic carboxylic acid, and particularly preferably an anion of a fluorine-substituted alkylcarboxylic acid having 4 or more carbon atoms.

上記一般式(I')〜(III')における、R1〜R38の直鎖、分岐アルキル基としては、置換基を有してもよい、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基のような炭素数1〜4個のものが挙げられる。環状アルキル基としては、置換基を有してもよい、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数3〜8個のものが挙げられる。
1〜R37のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基のような炭素数1〜4個のものが挙げられる。
1〜R37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。
38のアリール基としては、フェニル基、トリル基、メトキシフェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜14個のものが挙げられる。アリール基は置換基を有してもよい。
これらの置換基として好ましくは、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、沃素原子)、炭素数6〜10個のアリール基、炭素数2〜6個のアルケニル基、シアノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基等が挙げられる。
In the above general formulas (I ′) to (III ′), the linear and branched alkyl groups of R 1 to R 38 may have a substituent, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl. And those having 1 to 4 carbon atoms such as a group, sec-butyl group and t-butyl group. Examples of the cyclic alkyl group include those having 3 to 8 carbon atoms, such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group, which may have a substituent.
Examples of the alkoxy group of R 1 to R 37 include 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a hydroxyethoxy group, a propoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, and a t-butoxy group. Can be mentioned.
Examples of the halogen atom represented by R 1 to R 37 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
Examples of the aryl group for R 38 include those having 6 to 14 carbon atoms such as a phenyl group, a tolyl group, a methoxyphenyl group, and a naphthyl group. The aryl group may have a substituent.
These substituents are preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, iodine atom), an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms. , Cyano group, hydroxy group, carboxy group, alkoxycarbonyl group, nitro group and the like.

本発明で使用される一般式(I')〜(III')で表されるヨードニウム化合物あるいはスルホニウム化合物は、その対アニオンX-として、少なくとも1つのフッ素原子で置換された飽和脂肪族あるいは芳香族のカルボン酸のアニオンを有する。これらのアニオンは、該カルボン酸(−COOH)の水素原子が離脱したアニオン(−COO-)である。 The iodonium compound or sulfonium compound represented by the general formulas (I ′) to (III ′) used in the present invention is a saturated aliphatic or aromatic group substituted with at least one fluorine atom as its counter anion X −. Having an anion of carboxylic acid. These anions are anions (—COO ) from which a hydrogen atom of the carboxylic acid (—COOH) has been removed.

以下に、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。
一般式(I')で表される光酸発生剤の具体例(I−1f)〜(I〜6f):
Specific examples are shown below, but the present invention is not limited thereto.
Specific examples (I-1f) to (I-6f) of the photoacid generator represented by the general formula (I ′):

Figure 2005070329
Figure 2005070329

一般式(II')で表される光酸発生剤の具体例(II−1f)〜(II〜13f):   Specific examples (II-1f) to (II-13f) of the photoacid generator represented by the general formula (II ′):

Figure 2005070329
Figure 2005070329

Figure 2005070329
Figure 2005070329

一般式(III')で表される光酸発生剤の具体例(III−1f)〜(III〜3f):   Specific examples (III-1f) to (III-3f) of the photoacid generator represented by the general formula (III ′):

Figure 2005070329
Figure 2005070329

その他の光酸発生剤の具体例(IV−1f)〜(V〜4f):   Specific examples (IV-1f) to (V to 4f) of other photoacid generators:

Figure 2005070329
Figure 2005070329

上記一般式(I')で表される化合物は、過ヨウ素酸塩を用いて芳香族化合物を反応させ、得られたヨードニウム塩を対応するカルボン酸に塩交換することにより合成可能である。
一般式(II')、一般式(III')で表される化合物は、例えば、アリールマグネシウムブロミドなどのアリールグリニャール試薬と置換または無置換のフェニルスルホキシドを反応させ、得られたトリアリールスルホニウムハライドを対応するカルボン酸と塩交換する方法で合成できる。また、置換または無置換のフェニルスルホキシドと対応する芳香族化合物をメタンスルホン酸/五酸化二リンあるいは塩化アルミニウムなどの酸触媒を用いて縮合、塩交換する方法、ジアリールヨードニウム塩とジアリールスルフィドを酢酸銅などの触媒を用いて縮合、塩交換する方法などによって合成できる。
塩交換は、いったんハライド塩に導いた後に酸化銀などの銀試薬を用いてカルボン酸塩に変換する方法、あるいはイオン交換樹脂を用いることでも塩交換できる。また、塩交換に用いるカルボン酸あるいはカルボン酸塩は、市販のものを用いるか、あるいは市販のカルボン酸ハライドの加水分解などによって得ることができる。
The compound represented by the above general formula (I ′) can be synthesized by reacting an aromatic compound using periodate and exchanging the obtained iodonium salt with the corresponding carboxylic acid.
The compound represented by general formula (II ′) or general formula (III ′) is obtained by reacting an aryl Grignard reagent such as arylmagnesium bromide with a substituted or unsubstituted phenyl sulfoxide, and reacting the resulting triarylsulfonium halide with the compound. It can be synthesized by a method of salt exchange with the corresponding carboxylic acid. Also, a method in which a substituted or unsubstituted phenyl sulfoxide and a corresponding aromatic compound are condensed and salt exchanged using an acid catalyst such as methanesulfonic acid / phosphorus pentoxide or aluminum chloride, and a diaryl iodonium salt and a diaryl sulfide are mixed with copper acetate. It can be synthesized by a method such as condensation or salt exchange using a catalyst such as
The salt exchange can also be performed by once converting to a halide salt and then converting to a carboxylate using a silver reagent such as silver oxide, or by using an ion exchange resin. The carboxylic acid or carboxylate used for salt exchange can be obtained by using a commercially available product or by hydrolysis of a commercially available carboxylic acid halide.

アニオン部分としてのフッ素置換されたカルボン酸は、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るものを用いたものも好ましい。これらのフルオロ脂肪族化合物の製造法に関しては、例えば、「フッ素化合物の合成と機能」(監修:石川延男、発行:株式会社シーエムシー、1987)の117〜118ページや、「ChemistryofOrganicFluorineCompoundsII」(Monograph 187,Ed by Milos Hudlicky and AttilaE. Pavlath,AmericanChemicalSociety1995)の747−752ページに記載されている。テロメリゼーション法とは、沃化物等の連鎖移動常数の大きいアルキルハライドをテローゲンとして、テトラフルオロエチレン等のフッ素含有ビニル化合物のラジカル重合を行い、テロマーを合成する方法である(Scheme-1に例を示した)。テロマー法による合成においては炭素鎖長の異なる複数の化合物の混合物が得られるが、これを混合物のまま使用してもよいし、精製して用いてもよい。   Fluoro-substituted carboxylic acids as anionic moieties may be those derived from fluoroaliphatic compounds produced by the telomerization method (also called telomer method) or the oligomerization method (also called oligomer method). preferable. With respect to the production method of these fluoroaliphatic compounds, for example, “Synthesis and Function of Fluorine Compounds” (Supervision: Nobuo Ishikawa, published by CMC Co., 1987), “Chemistry of Organic Fluorine Compounds II” (Monograph 187 Ed by Milos Hudlicky and Attila E. Pavlath, American Chemical Society 1995), pages 747-752. The telomerization method is a method of synthesizing a telomer by radical polymerization of a fluorine-containing vinyl compound such as tetrafluoroethylene using an alkyl halide having a large chain transfer constant such as iodide as a telogen (example in Scheme-1). showed that). In the synthesis by the telomer method, a mixture of a plurality of compounds having different carbon chain lengths is obtained, but this may be used as a mixture or may be used after purification.

〔c〕 活性光線または放射線の照射によりフッ素非含有カルボン酸を発生する化合物およびアニオンとしてフッ素非含有カルボン酸を有するイオン性化合物の具体例を挙げるが、これらに限定するものではない。 [C] Specific examples of the compound that generates a fluorine-free carboxylic acid upon irradiation with actinic rays or radiation and the ionic compound having a fluorine-free carboxylic acid as an anion are given, but the invention is not limited thereto.

例えば、下記一般式(AI)〜(AV)で示される化合物を挙げることができる。   Examples thereof include compounds represented by the following general formulas (AI) to (AV).

Figure 2005070329
Figure 2005070329

上記式において、R301 〜R337は、各々独立に水素原子、直鎖、分岐あるいは環状アルキル基、直鎖、分岐あるいは環状アルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、または−S−R0基を表す。R0は直鎖、分岐、環状アルキル基またはアリール基を表す。
上記式(AV)中のRa、Rbは、各々独立に水素原子、ニトロ基、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい、アルキル基、アルコキシ基を表す。また、上記式(AIV)中のRc、Rdは、各々独立にハロゲン原子、置換基を有していてもよい、アルキル基またはアリール基を表す。RcとRdとが結合して芳香環、単環あるいは多環の環状炭化水素(これらの環内には酸素原子、窒素原子を含んでいてもよい)を形成してもよい。Y1、Y2は、炭素原子を表し、Y1−Y2結合は、単結合でも2重結合でもよい。上記X-は、下記式で示されるカルボン酸化合物がアニオンになったものを表す。X1、X2は、各々独立に、下記式で示されるカルボン酸化合物がカルボキシル基部分でエステル基となったものを表す。
In the above formula, R 301 to R 337 each independently represent a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, a hydroxy group, a halogen atom, or a —S—R 0 group. . R 0 represents a linear, branched, cyclic alkyl group or an aryl group.
Ra and Rb in the above formula (AV) each independently represent a hydrogen atom, a nitro group, a halogen atom, or an alkyl group or an alkoxy group which may have a substituent. In the above formula (AIV), Rc and Rd each independently represents a halogen atom or an alkyl group or an aryl group which may have a substituent. Rc and Rd may combine to form an aromatic ring, monocyclic or polycyclic hydrocarbon (which may contain an oxygen atom or a nitrogen atom). Y 1 and Y 2 each represent a carbon atom, and the Y 1 -Y 2 bond may be a single bond or a double bond. X represents an anion of a carboxylic acid compound represented by the following formula. X 1 and X 2 each independently represent a carboxylic acid compound represented by the following formula, which has become an ester group at the carboxyl group portion.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

Figure 2005070329
Figure 2005070329

上記式中、R338は、炭素数1〜30の直鎖状、分岐状あるいは環状のアルキル基(ここで、アルキル基の鎖中に酸素原子、窒素原子を含んでいてもよい)、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキニル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状あるいは環状のアルコキシル基、前記アルキル基の水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子および/または水酸基で置換された基、前記アルケニル基の水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子および/または水酸基で置換された基、あるいは炭素数6〜20の置換もしくは非置換のアリール基を示す。ここで、アリール基の置換基としてはアルキル基、ニトロ基、水酸基、アルコキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子を挙げることができる。 In the above formula, R 338 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms (wherein the chain of the alkyl group may contain an oxygen atom or a nitrogen atom), carbon number 1 to 20 linear, branched or cyclic alkenyl groups, 1 to 20 carbon straight, branched or cyclic alkynyl groups, 1 to 20 linear, branched or cyclic alkoxyl A group wherein at least part of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with halogen atoms and / or hydroxyl groups, a group wherein at least part of the hydrogen atoms of the alkenyl group are substituted with halogen atoms and / or hydroxyl groups, or carbon The substituted or unsubstituted aryl group of Formula 6-20 is shown. Here, examples of the substituent of the aryl group include an alkyl group, a nitro group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, and a halogen atom.

339は、単結合あるいは、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状あるいは環状のアルキレン基(ここで、アルキレン基の鎖中に酸素原子、窒素原子を含んでいてもよい)、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニレン基、前記アルキレン基の水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子および/または水酸基で置換された基、前記アルケニレン基の水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子で置換された基、あるいは炭素数2〜20のアルコキアルキレン基を示し、複数存在するR338、R339は相互に同一でも異なってもよい。 R 339 is a single bond or a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 20 carbon atoms (wherein the chain of the alkylene group may contain an oxygen atom or a nitrogen atom), carbon number 1-20 linear, branched or cyclic alkenylene groups, groups in which at least some of the hydrogen atoms of the alkylene group are substituted with halogen atoms and / or hydroxyl groups, and at least some of the hydrogen atoms of the alkenylene group A group substituted with a halogen atom or an alkoxyalkylene group having 2 to 20 carbon atoms, and a plurality of R 338 and R 339 may be the same or different from each other.

340は水酸基またはハロゲン原子を示し、複数存在するR340は相互に同一でも異なってもよい。m、n、pおよびqは各々独立に、0〜3の整数で、m+n≦5、p+q≦5である。zは0または1である。 R 340 represents a hydroxyl group or a halogen atom, and a plurality of R 340 may be the same or different from each other. m, n, p and q are each independently an integer of 0 to 3, and m + n ≦ 5 and p + q ≦ 5. z is 0 or 1.

前記一般式(AI)〜(AV)における、R301〜R337、Ra、Rb、Rc、Rd、R0における直鎖、分岐アルキル基としては、置換基を有してもよい、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基のような炭素数1〜4個のものが挙げられる。環状アルキル基としては、置換基を有してもよい、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数3〜8個のものが挙げられる。
301〜R337、Ra、Rbのアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基のような炭素数1〜4個のものが挙げられる。
301〜R337、Ra、Rb、Rc、Rd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。
0、Rc、Rdのアリール基としては、フェニル基、トリル基、メトキシフェニル基、ナフチル基のような置換基を有してもよい炭素数6〜14個のものが挙げられる。
これらの置換基として好ましくは、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、沃素原子)、炭素数6〜10個のアリール基、炭素数2〜6個のアルケニル基、シアノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基等が挙げられる。
As the linear or branched alkyl group in R 301 to R 337 , Ra, Rb, Rc, Rd, R 0 in the general formulas (AI) to (AV), a methyl group which may have a substituent, Examples thereof include those having 1 to 4 carbon atoms such as ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group and t-butyl group. Examples of the cyclic alkyl group include those having 3 to 8 carbon atoms, such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group, which may have a substituent.
Examples of the alkoxy group of R 301 to R 337 , Ra and Rb include carbon numbers such as a methoxy group, an ethoxy group, a hydroxyethoxy group, a propoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group and a t-butoxy group. 1-4 may be mentioned.
Examples of the halogen atom for R 301 to R 337 , Ra, Rb, Rc, and Rd include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
Examples of the aryl group for R 0 , Rc, and Rd include those having 6 to 14 carbon atoms that may have a substituent such as a phenyl group, a tolyl group, a methoxyphenyl group, and a naphthyl group.
These substituents are preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, iodine atom), an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms. , Cyano group, hydroxy group, carboxy group, alkoxycarbonyl group, nitro group and the like.

RcとRdとが結合して形成する、芳香環、単環あるいは多環の環状炭化水素(これらの環内には酸素原子、窒素原子を含んでいてもよい)としては、ベンゼン構造、ナフタレン構造、シクロヘキサン構造、ノルボルネン構造、オキサビシクロ構造等が挙げられる。   Aromatic, monocyclic or polycyclic hydrocarbons formed by combining Rc and Rd (which may contain oxygen and nitrogen atoms) include benzene and naphthalene structures. , Cyclohexane structure, norbornene structure, oxabicyclo structure and the like.

本発明で使用され得る一般式(AI)〜(AIII)で表されるスルホニウム、ヨードニウム化合物は、その対アニオンX-として、上記式(C1)〜(C10)で示されるカルボン酸化合物のうち少なくとも1種の化合物のカルボキシル基(−COOH)がアニオン(−COO-)となったものを含む。
本発明で使用される一般式(AIV)〜(AV)で表される化合物は、置換基X1、X2として、上記式(C1)〜(C10)で示されるカルボン酸化合物のうち少なくとも1種の化合物のカルボキシル基(−COOH)がエステル基(−COO−)となった置換基を含む。
The sulfonium and iodonium compounds represented by the general formulas (AI) to (AIII) that can be used in the present invention include at least the carboxylic acid compounds represented by the above formulas (C1) to (C10) as the counter anion X −. It includes those in which the carboxyl group (—COOH) of one compound is an anion (—COO ).
The compounds represented by the general formulas (AIV) to (AV) used in the present invention are at least one of the carboxylic acid compounds represented by the above formulas (C1) to (C10) as substituents X 1 and X 2. It includes a substituent in which the carboxyl group (—COOH) of the seed compound is an ester group (—COO—).

338における、炭素数1〜30の直鎖状、分岐状あるいは環状のアルキル基(ここで、アルキル基の鎖中に酸素原子、窒素原子を含んでいてもよい)としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、ドデシル、1−エトキシエチル、アダマンチル等が挙げられる。
炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基としては、エテニル、プロペニル、イソプロペニル、シクロヘキセン等が挙げられる。
炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキニル基としては、アセチレン、プロペニレン等が挙げられる。
炭素数1〜20の直鎖状、分岐状あるいは環状のアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、ブトキシ、シクロヘキシルオキシ、イソブトキシ、ドデシルオキシ等が挙げられる。
炭素数6〜20の置換もしくは非置換のアリール基としては、フェニル、ナフチル、アントラニル等が挙げられる。
アリール基の置換基としてはアルキル基、ニトロ基、水酸基、アルコキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子を挙げることができる。
As R 338 , a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms (wherein the alkyl group chain may contain an oxygen atom or a nitrogen atom) includes methyl, ethyl, Examples include propyl, butyl, pentyl, hexyl, cyclohexyl, dodecyl, 1-ethoxyethyl, adamantyl and the like.
Examples of the linear, branched or cyclic alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms include ethenyl, propenyl, isopropenyl, cyclohexene and the like.
Examples of the linear, branched or cyclic alkynyl group having 1 to 20 carbon atoms include acetylene and propenylene.
Examples of the linear, branched or cyclic alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms include methoxy, ethoxy, propyloxy, butoxy, cyclohexyloxy, isobutoxy, dodecyloxy and the like.
Examples of the substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms include phenyl, naphthyl, anthranyl and the like.
Examples of the substituent for the aryl group include an alkyl group, a nitro group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, and a halogen atom.

339における、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状あるいは環状のアルキレン基(ここで、アルキレン基の鎖中に酸素原子、窒素原子を含んでいてもよい)、としては、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、エトキシエチレン、シクロヘキシレン等が挙げられる。
炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニレン基としては、ビニレン、アリレン等が挙げられる。
As R 339 , a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 20 carbon atoms (wherein the chain of the alkylene group may contain an oxygen atom or a nitrogen atom), methylene, ethylene , Propylene, butylene, isobutylene, ethoxyethylene, cyclohexylene and the like.
Examples of the linear, branched or cyclic alkenylene group having 1 to 20 carbon atoms include vinylene and arylene.

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。   Although a specific example is shown, this invention is not limited to these.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

Figure 2005070329
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Figure 2005070329
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Figure 2005070329
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上記光酸発生剤、すなわち一般式(AI)、一般式(AII)、一般式(AIII)で表される化合物は、米国特許第3,734,928号明細書に記載の方法、Macromolecules,vol.10,1307(1977),Journalof Organic Chemistry, vol. 55, 4222(1990), J.Radiat.Curing,vol. 5(1),2(1978) に記載の方法などを用い、更にカウンターアニオンを交換することにより合成できる。一般式(AIV)、一般式(AV)で表される化合物は、N−ヒドロキシイミド化合物とカルボン酸クロリドを塩基性条件で反応させる、あるいはニトロベンジルアルコールとカルボン酸クロリドを塩基性条件下反応させることにより得られる。   The photoacid generator, that is, the compound represented by the general formula (AI), the general formula (AII), or the general formula (AIII) is prepared by the method described in US Pat. No. 3,734,928, Macromolecules, vol. 10.1307 (1977), Journalof Organic Chemistry, vol. 55, 4222 (1990), J. Radiat.Curing, vol. 5 (1), 2 (1978) It can be synthesized by exchanging. The compounds represented by formulas (AIV) and (AV) are prepared by reacting an N-hydroxyimide compound and carboxylic acid chloride under basic conditions, or reacting nitrobenzyl alcohol and carboxylic acid chloride under basic conditions. Can be obtained.

本発明において、上記したB1成分とB2成分を併用する場合のその添加量の質量比は、通常1/1〜50/1、好ましくは1/1〜10/1、特に好ましくは2/1〜5/1である。
B1成分とB2成分の合計量は、レジスト組成物全固形分に対し、通常0.5〜20質量%、好ましくは0.75〜15質量%、より好ましくは1〜10質量%の範囲である。
B1成分およびB2成分は各々複数種含有してもよい。
In the present invention, the mass ratio of the added amount when the above-described B1 component and B2 component are used in combination is usually 1/1 to 50/1, preferably 1/1 to 10/1, particularly preferably 2/1. 5/1.
The total amount of the B1 component and the B2 component is usually in the range of 0.5 to 20% by mass, preferably 0.75 to 15% by mass, more preferably 1 to 10% by mass with respect to the total solid content of the resist composition. .
A plurality of B1 components and B2 components may be contained.

本発明のレジスト組成物において、一般式(PA)および(PB)で表される酸発生剤に加えて、下記式(PAG3a)、(PAG4a)で表される、活性光線または放射線の照射によりフッ素原子含有スルホン酸を発生する化合物も併用することが好ましい。   In the resist composition of the present invention, in addition to the acid generators represented by the general formulas (PA) and (PB), fluorine is irradiated by actinic rays or radiation represented by the following formulas (PAG3a) and (PAG4a). A compound that generates an atom-containing sulfonic acid is also preferably used in combination.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

式中、Ar1、Ar2は、各々独立に、アリール基を示す。R203、R204、R205は、各々独立に、アルキル基、アリール基を示す。
Za-は、少なくとも1つのフッ素原子を有するスルホン酸アニオンを示す。
またR203、R204、R205のうちの2つおよびAr1、Ar2はそれぞれの単結合または置換基を介して結合してもよい。
In the formula, Ar 1 and Ar 2 each independently represent an aryl group. R 203 , R 204 and R 205 each independently represents an alkyl group or an aryl group.
Za represents a sulfonate anion having at least one fluorine atom.
Two of R 203 , R 204 and R 205 and Ar 1 and Ar 2 may be bonded via a single bond or a substituent.

Ar1、Ar2、R203、R204、R205としての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、アルキル基としては、好ましくは炭素数1〜8のアルキル基である。
好ましい置換基としては、アリール基に対しては炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数2〜9のアルコキシカルボニル基、炭素数2〜9のアルキルカルボニルアミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子およびフェニルチオ基であり、アルキル基に対しては炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数5〜14のアリール基、炭素数6〜15のアリールカルボニル基、カルボキシル基およびハロゲン原子を挙げることができる。
The aryl group as Ar 1 , Ar 2 , R 203 , R 204 , and R 205 is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. .
Preferred substituents are aryl groups having 1 to 8 carbon atoms, alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, alkoxycarbonyl groups having 2 to 9 carbon atoms, and alkylcarbonylamino groups having 2 to 9 carbon atoms. , A nitro group, a carboxyl group, a hydroxy group, a halogen atom and a phenylthio group, with respect to the alkyl group, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 5 to 14 carbon atoms, and an arylcarbonyl having 6 to 15 carbon atoms Groups, carboxyl groups and halogen atoms.

Za-のスルホン酸アニオンとしては、好ましくは、少なくとも1つのフッ素原子を有する炭素数1〜20の脂肪族炭化水素および炭素数5〜20の芳香族炭化水素を挙げることができる。これらは置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、炭素数1〜10のフッ素置換していてもよいアルコキシ基、炭素数2〜11のフッ素置換していてもよいアルコキシカルボニル基、フェニルアミノ基、フェニルカルボニル基、ハロゲン原子、水酸基を挙げることができる。芳香族炭化水素に対しては、さらに炭素数1〜15のアルキル基を挙げることができる。 Preferred examples of the sulfonate anion for Za include an aliphatic hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms and an aromatic hydrocarbon having 5 to 20 carbon atoms having at least one fluorine atom. These may have a substituent. Examples of the substituent include an alkoxy group which may be substituted with fluorine having 1 to 10 carbon atoms and an alkoxycarbonyl which may be substituted with fluorine having 2 to 11 carbon atoms. Group, phenylamino group, phenylcarbonyl group, halogen atom and hydroxyl group. For aromatic hydrocarbons, there can be further mentioned alkyl groups having 1 to 15 carbon atoms.

以下に具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。   Although a specific example is given below, it is not limited to these.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

Figure 2005070329
Figure 2005070329

Figure 2005070329
Figure 2005070329

Figure 2005070329
Figure 2005070329

Figure 2005070329
Figure 2005070329

Figure 2005070329
Figure 2005070329

[3]非ポリマー型溶解抑止剤(X)
本発明のポジ型レジスト組成物は、非ポリマー型溶解抑止剤(X成分)を含有する。非ポリマー型溶解抑止剤は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する化合物である。
ここで、非ポリマー型溶解抑止剤とは、3000以下の分子量を有する化合物に少なくとも2つ以上の酸分解性基が存在し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する化合物のことである。
非ポリマー型溶解抑止剤は、式(XA)または式(XB)で表される化合物であることが特にこのましい。
[3] Non-polymer type dissolution inhibitor (X)
The positive resist composition of the present invention contains a non-polymer type dissolution inhibitor (X component). Non-polymer type dissolution inhibitors are compounds whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid.
Here, the non-polymer type dissolution inhibitor is a compound in which at least two or more acid-decomposable groups are present in a compound having a molecular weight of 3000 or less, and the solubility in an alkali developer is increased by the action of an acid. is there.
The non-polymer type dissolution inhibitor is particularly preferably a compound represented by the formula (XA) or the formula (XB).

Figure 2005070329
Figure 2005070329

式(XA)および式(XB)中、
ARは各々独立に脂環式炭化水素基を表す。
81〜R86は各々独立に水素原子、フッ素原子またはアルキル基を表す。ただし、R81〜R86のうち少なくとも1つはフッ素原子である。
87およびR88は、各々独立にハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、シアノ基またはアルキル基を表す。
3およびL4は、各々独立に単結合または2価の連結基を表す。
1およびZ2は、各々独立に水素原子、酸分解性基または非酸分解性を表す。ただし、式(XA)および式(XB)で表される化合物は各々酸分解性基を2つ以上含む。
1は、単結合または2価の連結基を表す。
2は、(g+h)価の連結基を表す。
aおよびbは、各々独立に0以上5以下の整数を表す。ただし、2≦a+b≦10を満たす。
cは、0以上5以下の整数を表す。
dおよびeは、各々独立に0以上5以下の整数を表す。ただし、1≦d+e≦10を満たす。
fは、各々独立に0以上5以下の整数を表す。
gは、2以上6以下の整数を表す。
hは、0以上5以下の整数を表す。
In formula (XA) and formula (XB),
Each AR independently represents an alicyclic hydrocarbon group.
R 81 to R 86 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. However, at least one of R 81 to R 86 is a fluorine atom.
R 87 and R 88 each independently represents a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group, a cyano group or an alkyl group.
L 3 and L 4 each independently represents a single bond or a divalent linking group.
Z 1 and Z 2 each independently represent a hydrogen atom, an acid-decomposable group or a non-acid-decomposable group. However, the compounds represented by formula (XA) and formula (XB) each contain two or more acid-decomposable groups.
M 1 represents a single bond or a divalent linking group.
M 2 represents a (g + h) -valent linking group.
a and b each independently represent an integer of 0 or more and 5 or less. However, 2 ≦ a + b ≦ 10 is satisfied.
c represents an integer of 0 or more and 5 or less.
d and e each independently represents an integer of 0 or more and 5 or less. However, 1 ≦ d + e ≦ 10 is satisfied.
f represents an integer of 0 to 5 independently of each other.
g represents an integer of 2 to 6.
h represents an integer of 0 to 5.

アルキル基は、置換基を有していてもよく、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、t−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。   The alkyl group may have a substituent, for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group. Preferred examples include a group, t-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, and octyl group.

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。   Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

アルコキシ基としては、直鎖、分岐又は環状のいずれであってもよく、好ましくは炭素数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、オクトキシ基等を挙げることができ、更に好ましくは、炭素数1〜4のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)を挙げることができる。   The alkoxy group may be linear, branched or cyclic, preferably an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, An iso-propoxy group, a butoxy group, a pentoxy group, an allyloxy group, an octoxy group, etc. can be mentioned, More preferably, a C1-C4 alkoxy group (a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, etc.) is mentioned. Can be mentioned.

酸分解性基および非酸分解性基としては、樹脂(A)における式(a)のY0と同様のものが挙げられる。 Examples of the acid-decomposable group and the non-acid-decomposable group include those similar to Y 0 in the formula (a) in the resin (A).

2価の連結基としては、例えば、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基及びこれらとエーテル基、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、ウレア基等との組み合わせを挙げることができる。アルキレン基は、炭素数1〜8個のアルキレン基が好ましく、例えば、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、オクチレン基等を挙げることができる。シクロアルキレン基は、炭素数5〜15個のシクロアルキレン基が好ましく、例えば、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基、ノルボルナン残基、アダマンタン残基、トリシクロデカン残基、テトラシクロドデカン残基等を挙げることができる。アリーレン基は、炭素数6〜15個のアリーレン基が好ましく、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基等を挙げることができる。   Examples of divalent linking groups include alkylene groups, cycloalkylene groups, arylene groups, and combinations thereof with ether groups, thioether groups, carbonyl groups, ester groups, amide groups, sulfonamide groups, urethane groups, urea groups, and the like. Can be mentioned. The alkylene group is preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, and an octylene group. The cycloalkylene group is preferably a cycloalkylene group having 5 to 15 carbon atoms, such as a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a norbornane residue, an adamantane residue, a tricyclodecane residue, a tetracyclododecane residue, etc. Can be mentioned. The arylene group is preferably an arylene group having 6 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a phenylene group, a tolylene group, and a naphthylene group.

(g+h)価の連結基としては、好ましくは炭素数1〜20の直鎖状、分岐状あるいは環状の炭化水素残基、または炭素数3以上の芳香環残基が挙げられる。芳香環残基は、好ましくは炭素数5〜30のものであり、より好ましくは炭素数6〜25個のものである。これらの基は置換基を有していてもよく、また炭素−炭素結合間に−O−、−CO2−、−CO−、−SO2−、−SO−等を有していてもよい。 The (g + h) -valent linking group is preferably a linear, branched or cyclic hydrocarbon residue having 1 to 20 carbon atoms, or an aromatic ring residue having 3 or more carbon atoms. The aromatic ring residue is preferably one having 5 to 30 carbon atoms, more preferably one having 6 to 25 carbon atoms. These groups may have a substituent, and may have —O—, —CO 2 —, —CO—, —SO 2 —, —SO— or the like between carbon-carbon bonds. .

ARの脂環式炭化水素基は、単環でも、多環でもよく、具体的には、炭素数3以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ等の脂環構造を有するものを挙げることができる。その炭素数は5〜30個が好ましく、特に炭素数6〜25個が好ましい。   The alicyclic hydrocarbon group of AR may be monocyclic or polycyclic, and specifically includes those having an alicyclic structure such as monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo, etc. having 3 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 5 to 30, and particularly preferably 6 to 25.

式(XA)または(XB)で表される化合物は、酸分解性基が各々2つ以上含まれることが好ましい。酸分解性基としては、樹脂(A)の一般式(a)におけるY0における酸分解性基と同様のものが挙げられる。 The compound represented by the formula (XA) or (XB) preferably contains two or more acid-decomposable groups. Examples of the acid-decomposable group include the same acid-decomposable groups as Y 0 in the general formula (a) of the resin (A).

以下に、脂環構造の具体例を示すが、これに限定されるものではない。   Although the specific example of an alicyclic structure is shown below, it is not limited to this.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

Figure 2005070329
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Figure 2005070329
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これらの脂環構造のうち、(23)、(35)、(40)、(51)が好ましく、(23)、(40)がより好ましい。   Of these alicyclic structures, (23), (35), (40), (51) are preferred, and (23), (40) are more preferred.

以下に、(XA)で表される化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれら具体例に限定されるものではない。   Specific examples of the compound represented by (XA) are shown below, but the present invention is not limited to these specific examples.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

Figure 2005070329
Figure 2005070329

以下に、(XB)で表される化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれら具体例に限定されるものではない。   Specific examples of the compound represented by (XB) are shown below, but the present invention is not limited to these specific examples.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

Figure 2005070329
Figure 2005070329

非ポリマー型溶解抑止剤(X)は、分子内にフッ素原子を含むことが好ましい。1分子中に含まれるフッ素原子の数は、好ましくは1〜40、より好ましくは3〜35、更に好ましくは5〜30である。   The non-polymeric dissolution inhibitor (X) preferably contains a fluorine atom in the molecule. The number of fluorine atoms contained in one molecule is preferably 1 to 40, more preferably 3 to 35, and still more preferably 5 to 30.

非ポリマー型溶解抑止剤(X)の添加量は、組成物中のポリマーに対して3〜50質量%が好ましく、より好ましくは5〜40質量%、さらに好ましくは7〜30質量%である。   The addition amount of the non-polymer type dissolution inhibitor (X) is preferably 3 to 50% by mass, more preferably 5 to 40% by mass, and further preferably 7 to 30% by mass with respect to the polymer in the composition.

非ポリマー型溶解抑止剤(X)は、1分子中に複数のアルカリ可溶性基を含有する入手容易な化合物を、常法により散分解性基で保護することによって合成できる。あるいは、1分子中に少なくとも1つのアルカリ可溶性基を含有する入手容易な化合物を常法により複数連結して母核分子を合成し、その後常法により酸分解性基で保護することによって合成できる。また、予めアルカリ可溶性基を酸分解性機で保護した化合物を複数連結することによっても合成できる。   The non-polymeric dissolution inhibitor (X) can be synthesized by protecting a readily available compound containing a plurality of alkali-soluble groups in one molecule with a degradable group by a conventional method. Alternatively, it can be synthesized by linking a plurality of readily available compounds containing at least one alkali-soluble group in one molecule by a conventional method to synthesize a mother nucleus molecule and then protecting with an acid-decomposable group by a conventional method. It can also be synthesized by linking a plurality of compounds in which alkali-soluble groups are previously protected with an acid-decomposable machine.

〔4〕溶剤(C成分)
本発明の組成物は、上記各成分を溶解する溶剤に溶かして支持体上に塗布する。ここで使用する溶剤としては、1−メトキシ−2−プロパノールアセテート(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、1−メトキシ−2−プロパノール(プロピレングリコールモノメチルエーテル)、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エチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等が好ましく、1−メトキシ−2−プロパノールアセテート、1−メトキシ−2−プロパノールが特に好ましい。これらの溶剤は、単独あるいは混合して使用される。混合して使用する場合、1−メトキシー2−プロパノールアセテートを含むもの、または1−メトキシ−2−プロパノールを含むものが好ましい。
[4] Solvent (component C)
The composition of the present invention is dissolved in a solvent that dissolves each of the above components and coated on a support. Examples of the solvent used here include 1-methoxy-2-propanol acetate (propylene glycol monomethyl ether acetate), 1-methoxy-2-propanol (propylene glycol monomethyl ether), ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, and 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 monoethyl 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 and the like are preferable, 1-methoxy-2-propanol acetate, 1-methoxy- 2-propanol is particularly preferred. These solvents are used alone or in combination. When mixed and used, those containing 1-methoxy-2-propanol acetate or those containing 1-methoxy-2-propanol are preferred.

〔5〕フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(D成分)
本発明のポジ型レジスト組成物は、更に界面活性剤(D)、特には(D)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。
本発明のポジ型レジスト組成物が上記(D)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(D)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、EF30
3、(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。
[5] Fluorine-based and / or silicon-based surfactant (component D)
The positive resist composition of the present invention further comprises a surfactant (D), particularly (D) a fluorine-based and / or silicon-based surfactant (fluorine-based surfactant and silicon-based surfactant, fluorine atom and silicon). It is preferable to contain any one or two or more of surfactants containing both atoms.
When the positive resist composition of the present invention contains the above-mentioned (D) surfactant, when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less, good sensitivity and resolution, and less adhesion and development defects. A resist pattern can be provided.
As these (D) surfactants, for example, JP-A-62-36663, JP-A-61-226746, JP-A-61-226745, JP-A-62-170950, JP-A-62-170950 are disclosed. No. 63-34540, JP-A-7-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-5988, JP-A 2002-277862, US Pat. No. 5,405,720 , No. 5,360,692, No. 5,529,881, No. 5,296,330, No. 5,436,098, No. 5,576,143, No. 5,294,511, No. 5,824,451 The following commercially available surfactants can also be used as they are.
Examples of commercially available surfactants that can be used include EFTOP EF301 and EF30.
3, (made by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, 431 (Sumitomo 3M Co., Ltd.)
Manufactured), MegaFuck F171, F173, F176, F189, R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.), Fluorosurfactants or silicon surfactants such as Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.) can be mentioned. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.

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、C613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、C613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、C817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、C817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。
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.). Further, a copolymer of an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxy) (Ethylene)) acrylate (or methacrylate) and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate) copolymer, acrylate (or methacrylate) and (poly (oxyalkylene)) acrylate having C 8 F 17 groups (or Copolymer of acrylate (or methacrylate), (poly (oxyethylene)) acrylate (or methacrylate), and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate) having a C 8 F 17 group Coalesce, etc. Can.

(D)界面活性剤の使用量は、ポジ型レジスト組成物全量(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。   (D) The amount of the 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 positive resist composition (excluding the solvent).

〔6〕有機塩基性化合物(E)
本発明の組成物には、活性光線又は放射線の照射後、加熱処理までの経時による性能変動(パターンのT−top形状形成、感度変動、パターン線幅変動等)や塗布後の経時による性能変動、更には活性光線又は放射線の照射後、加熱処理時の酸の過剰な拡散(解像度の劣化)を防止する目的で、有機塩基性化合物を酸拡散抑制剤として添加することが好ましい。有機塩基性化合物としては、例えば塩基性窒素を含有する有機塩基化合物であり、共役酸のpKa値で4以上の化合物が好ましく使用される。
具体的には下記式(A)〜(E)の構造を挙げることができる。
[6] Organic basic compound (E)
In the composition of the present invention, performance fluctuations due to aging after irradiation with actinic rays or radiation and heat treatment (pattern T-top shape formation, sensitivity fluctuations, pattern line width fluctuations, etc.) and performance fluctuations over time after application Furthermore, it is preferable to add an organic basic compound as an acid diffusion inhibitor for the purpose of preventing excessive diffusion (degradation of resolution) of the acid during heat treatment after irradiation with actinic rays or radiation. The organic basic compound is, for example, an organic basic compound containing basic nitrogen, and a compound having a pKa value of 4 or more of the conjugate acid is preferably used.
Specifically, the structures of the following formulas (A) to (E) can be exemplified.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

ここで、R250 、R251 及びR252 は、同一でも異なってもよく、水素原子、炭素数1〜20個のアルキル基、炭素数1〜20個のシクロアルキル基又は炭素数6〜20個の置換もしくは非置換のアリール基を表し、ここで、R251とR252は、互いに結合して環を形成してもよい。
上記アルキル基は無置換であっても置換基を有するものであってもよく、置換基を有するアルキル基としては、炭素数1〜6のアミノアルキル基、炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基が好ましい。
253 、R254 、R255 及びR256 は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜6個のアルキル基を表す。
更に好ましい化合物は、一分子中に異なる化学的環境の窒素原子を2個以上有する含窒素塩基性化合物であり、特に好ましくは、置換もしくは未置換のアミノ基と窒素原子を含む環構造の両方を含む化合物もしくはアルキルアミノ基を有する化合物である。
Here, R 250 , R 251 and R 252 may be the same or different, and are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or 6 to 20 carbon atoms. Wherein R 251 and R 252 may combine with each other to form a ring.
The alkyl group may be unsubstituted or may have a substituent. Examples of the alkyl group having a substituent include an aminoalkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. preferable.
R 253 , R 254 , R 255 and R 256 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Further preferred compounds are nitrogen-containing basic compounds having two or more nitrogen atoms of different chemical environments in one molecule, and particularly preferably both a substituted or unsubstituted amino group and a ring structure containing a nitrogen atom. Or a compound having an alkylamino group.

好ましい具体例としては、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リジン、置換もしくは未置換のアミノアルキルピリジン、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インダゾール、イミダゾール、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ジン、置換もしくは未置換のピリミジン、置換もしくは未置換のプリン、置換もしくは未置換のイミダゾリン、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フォリン、置換もしくは未置換のアミノアルキルモルフォリン等が挙げられる。好ましい置換基は、アミノ基、アミノアルキル基、アルキルアミノ基、アミノアリール基、アリールアミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ基、水酸基、シアノ基である。   Preferred examples include substituted or unsubstituted guanidine, substituted or unsubstituted aminopyridine, substituted or unsubstituted aminoalkylpyridine, substituted or unsubstituted aminopyrrolidine, substituted or unsubstituted indazole, imidazole, substituted or unsubstituted Substituted pyrazole, substituted or unsubstituted pyrazine, substituted or unsubstituted pyrimidine, substituted or unsubstituted purine, substituted or unsubstituted imidazoline, substituted or unsubstituted pyrazoline, substituted or unsubstituted piperazine, substituted or unsubstituted Aminomorpholine, substituted or unsubstituted aminoalkylmorpholine, and the like. Preferred substituents are amino group, aminoalkyl group, alkylamino group, aminoaryl group, arylamino group, alkyl group, alkoxy group, acyl group, acyloxy group, aryl group, aryloxy group, nitro group, hydroxyl group, cyano group It is.

特に好ましい化合物として、グアニジン、1,1−ジメチルグアニジン、1,1,3,3,−テトラメチルグアニジン、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、N−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4,5−ジフェニルイミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾール、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−アミノピリジン、2−ジメチルアミノピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、2−ジエチルアミノピリジン、2−(アミノメチル)ピリジン、2−アミノ−3−メチルピリジン、2−アミノ−4−メチルピリジン、2−アミノ−5−メチルピリジン、2−アミノ−6−メチルピリジン、3−アミノエチルピリジン、4−アミノエチルピリジン、   Particularly preferred compounds include guanidine, 1,1-dimethylguanidine, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, imidazole, 2-methylimidazole, 4-methylimidazole, N-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 4 , 5-diphenylimidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, 4-aminopyridine, 2-dimethylaminopyridine, 4-dimethylaminopyridine, 2-diethylaminopyridine, 2- (Aminomethyl) pyridine, 2-amino-3-methylpyridine, 2-amino-4-methylpyridine, 2-amino-5-methylpyridine, 2-amino-6-methylpyridine, 3-aminoethylpyridine, 4- Aminoethylpyridine,

3−アミノピロリジン、ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペリジン、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ピペリジノピペリジン、2−イミノピペリジン、1−(2−アミノエチル)ピロリジン、ピラゾール、3−アミノ−5−メチルピラゾール、5−アミノ−3−メチル−1−p−トリルピラゾール、ピラジン、2−(アミノメチル)−5−メチルピラジン、ピリミジン、2,4−ジアミノピリミジン、4,6−ジヒドロキシピリミジン、2−ピラゾリン、3−ピラゾリン、N−アミノモルフォリン、N−(2−アミノエチル)モルフォリンなどが挙げられるがこれに限定されるものではない。
これらの含窒素塩基性化合物は、単独であるいは2種以上一緒に用いられる。
3-aminopyrrolidine, piperazine, N- (2-aminoethyl) piperazine, N- (2-aminoethyl) piperidine, 4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-piperidinopiperidine, 2-iminopiperidine, 1- (2-aminoethyl) pyrrolidine, pyrazole, 3-amino-5-methylpyrazole, 5-amino-3-methyl-1-p-tolylpyrazole, pyrazine, 2- (aminomethyl)- Examples include 5-methylpyrazine, pyrimidine, 2,4-diaminopyrimidine, 4,6-dihydroxypyrimidine, 2-pyrazoline, 3-pyrazoline, N-aminomorpholine, N- (2-aminoethyl) morpholine. However, the present invention is not limited to this.
These nitrogen-containing basic compounds are used alone or in combination of two or more.

酸発生剤と有機塩基性化合物の組成物中の使用割合は、(酸発生剤)/(有機塩基性化合物)(モル比)=2.5〜300であることが好ましい。該モル比を2.5以上とすることにより、高感度となり、また、300以下とすることにより、露光後加熱処理までの経時でのレジストパターンの太りを小さくし、解像力を向上させることができる。(酸発生剤)/(有機塩基性化合物)(モル比)は、好ましくは5.0〜200、更に好ましくは7.0〜150である。   The use ratio of the acid generator and the organic basic compound in the composition is preferably (acid generator) / (organic basic compound) (molar ratio) = 2.5 to 300. By setting the molar ratio to 2.5 or more, high sensitivity is obtained, and by setting the molar ratio to 300 or less, it is possible to reduce the thickness of the resist pattern over time until post-exposure heat treatment and improve resolution. . (Acid generator) / (organic basic compound) (molar ratio) is preferably 5.0 to 200, more preferably 7.0 to 150.

本発明の組成物は、上記各成分を溶解する溶媒に溶かして支持体上に塗布する。ここで使用する溶媒としては、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等が好ましく、これらの溶媒を単独あるいは混合して使用する。   The composition of the present invention is dissolved in a solvent that dissolves each of the above components and coated on a support. Solvents used here 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 monoethyl 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, tetrahi Preferably such Rofuran, the use of these solvents alone or in combination.

精密集積回路素子の製造などにおいてレジスト膜上へのパターン形成工程は、基板(例:シリコン/二酸化シリコン皮覆、ガラス基板、ITO基板等の透明基板等)上に、本発明のポジ型レジスト組成物を塗布し、次に活性光線又は放射線描画装置を用いて照射を行い、加熱、現像、リンス、乾燥することにより良好なレジストパターンを形成することができる。   In the manufacture of precision integrated circuit elements, the pattern forming process on the resist film is carried out by applying the positive resist composition of the present invention on a substrate (eg, a transparent substrate such as a silicon / silicon dioxide covering, a glass substrate, an ITO substrate). A good resist pattern can be formed by applying an object, then irradiating with an actinic ray or radiation drawing apparatus, heating, developing, rinsing and drying.

本発明のポジ型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、トリエタノーアミン等のアルコ−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、コリン等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン類、等のアルカリ類の水溶液を使用することができる。更に、上記アルカリ類の水溶液にイソプロピルアルコール等のアルコール類、ノニオン系等の界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
これらのアルカリ現像液の中で好ましくは第四アンモニウム塩、更に好ましくは、テトラメチルアンモニウムヒドロオキシド、コリンの水溶液である。
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。
Examples of the alkaline developer of the positive resist composition of the present invention include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, ethylamine, and n-propylamine. Primary amines, secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, An aqueous solution of alkalis such as quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium hydroxide and choline, cyclic amines such as pyrrole and piperidine, and the like can be used. Furthermore, an appropriate amount of an alcohol such as isopropyl alcohol or a nonionic surfactant may be added to the alkaline aqueous solution.
Among these alkaline developers, quaternary ammonium salts are preferable, and tetramethylammonium hydroxide and an aqueous solution of choline are more preferable.
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.

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。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, the content of this invention is not limited by this.

(1)中間体(M−1)の合成
5−ノルボルネン−2−トリフルオロメチル−2−カルボン酸tブチルエステル 147.9g(0.564mol)をテトラヒドロフラン150gに攪拌溶解し、冷却しながらボラン−テトラヒドロフラン錯体(1.0M 溶液)750mlを1時間かけて滴下した。滴下後さらに2時間攪拌してから、水酸化ナトリウム水溶液(40wt%)282gを加え、過酸化水素(30wt%水溶液)241.2gを1時間かけて滴下した。滴下後さらに3時間攪拌した。その後HCl酸い溶液で中和し、酢酸エチル600gを加えて分液操作を行った。有機層を硫酸マグネシウム50gを用いて脱水、溶媒を留去した後、生成物をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、中間体(M−1)を134.37g得た(収率85%)。
(1) Synthesis of intermediate (M-1) 147.9 g (0.564 mol) of 5-norbornene-2-trifluoromethyl-2-carboxylic acid tbutyl ester was stirred and dissolved in 150 g of tetrahydrofuran, and while cooling, borane- 750 ml of tetrahydrofuran complex (1.0 M solution) was added dropwise over 1 hour. After the addition, the mixture was further stirred for 2 hours, 282 g of a sodium hydroxide aqueous solution (40 wt%) was added, and 241.2 g of hydrogen peroxide (30 wt% aqueous solution) was added dropwise over 1 hour. After dropping, the mixture was further stirred for 3 hours. Thereafter, the mixture was neutralized with an HCl acid solution, and 600 g of ethyl acetate was added to carry out a liquid separation operation. The organic layer was dehydrated using 50 g of magnesium sulfate and the solvent was distilled off, and then the product was purified by silica gel chromatography to obtain 134.37 g of intermediate (M-1) (yield 85%).

Figure 2005070329
Figure 2005070329

(2)非ポリマー型溶解抑止剤(XB−5)の合成
乾燥、窒素置換した反応容器に脱水テトラヒドロフラン500ml、水酸化ナトリウム(60%)16g(0.4mol)を添加し、攪拌しながら0℃に冷却した。そこに中間体(M−1)112.11g(0.4mol)の脱水テトラヒドロフラン溶液(200ml)を1時間かけて滴下し、滴下後さらに1時間攪拌した。その後エピブロモヒドリン27.40g(0.2mol)の脱水テトラヒドロフラン溶液(200ml)を1時間かけて滴価し、滴下後反応溶液を室温まで昇温させながらさらに3時間攪拌した。その後HCl溶液を加えて中和し、酢酸エチル/水を加えて分液操作を行った。有機層を硫酸マグネシウムを用いて脱水、溶媒を留去した後、生成物をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、非ポリマー型溶解抑止剤(XB−5)を77.70g得た(収率63%)。
同様にして本発明の各溶解抑止剤を作成した。
(2) Synthesis of Non-polymer Type Dissolution Inhibitor (XB-5) To a dry, nitrogen-substituted reaction vessel, 500 ml of dehydrated tetrahydrofuran and 16 g (0.4 mol) of sodium hydroxide (60%) were added and stirred at 0 ° C. Cooled to. Thereto was added dropwise a dehydrated tetrahydrofuran solution (200 ml) of 112.11 g (0.4 mol) of the intermediate (M-1) over 1 hour, and the mixture was further stirred for 1 hour. Thereafter, 27.40 g (0.2 mol) of epibromohydrin in dehydrated tetrahydrofuran (200 ml) was titrated over 1 hour, and after the dropwise addition, the reaction solution was stirred for 3 hours while warming to room temperature. Thereafter, an HCl solution was added for neutralization, and ethyl acetate / water was added to carry out a liquid separation operation. The organic layer was dehydrated using magnesium sulfate, the solvent was distilled off, and the product was purified by silica gel chromatography to obtain 77.70 g of non-polymer type dissolution inhibitor (XB-5) (yield 63%). .
Similarly, each dissolution inhibitor of the present invention was prepared.

(3)樹脂(A−1)の合成
1Lオートクレーブ中に5−ノルボルネン−2−exo−3−exo−ジメタノール15.42g(0.10モル)、ノルボルネン−2−カルボン酸t−ブチルエステル19.4g(0.10モル)の1,1,2−トリクロロ−トリフルオロエタン150ml溶液を入れ、窒素雰囲気下200psiに加圧した。更にテトラフロオロエチレン20g(0.20モル)を注入し、攪拌下、50℃に加熱した。この反応液にジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート1.2gの1,1,2−トリクロロ−トリフルオロエチレン15ml溶液を20分かけて注入し、更に20時間攪拌を続けた。反応終了後、反応液をメタノール2L中に激しく攪拌しながら投入し、白色の樹脂を析出させた。析出した樹脂を濾別、真空下乾燥後、本発明の樹脂(A−1)23.5gを得た。
GPC測定により、樹脂(A−1)の分子量は重量平均(Mw)で6,200であった。またC13−NMR測定により、樹脂(A−1)の組成を調べたところ、モル比で構造例テトラフルオロエチレン/5−ノルボルネン−2−exo−3−exo−ジメタノール/ノルボルネン−2−カルボン酸t−ブチルエステル=50/25/25であった。
(3) Synthesis of Resin (A-1) In a 1 L autoclave, 15.42 g (0.10 mol) of 5-norbornene-2-exo-3-exo-dimethanol, norbornene-2-carboxylic acid t-butyl ester 19 A solution of .4 g (0.10 mol) of 1,1,2-trichloro-trifluoroethane in 150 ml was charged and pressurized to 200 psi under a nitrogen atmosphere. Further, 20 g (0.20 mol) of tetrafluoroethylene was injected and heated to 50 ° C. with stirring. To this reaction solution, a solution of 1.2 g of di (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate in 15 ml of 1,1,2-trichloro-trifluoroethylene was poured over 20 minutes, and stirring was further continued for 20 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into 2 L of methanol with vigorous stirring to precipitate a white resin. The precipitated resin was separated by filtration and dried under vacuum to obtain 23.5 g of the resin (A-1) of the present invention.
According to GPC measurement, the molecular weight of the resin (A-1) was 6,200 in terms of weight average (Mw). Further, the composition of the resin (A-1) was examined by C 13 -NMR measurement. As a result, the structural example was tetrafluoroethylene / 5-norbornene-2-exo-3-exo-dimethanol / norbornene-2-carboxylic acid. Acid t-butyl ester = 50/25/25.

(4)樹脂(A−17)の合成
2−トリフルオロメチルアクリル酸(2−ヒドロキシエチル)エステル11.05g(0.06mol)と5−ノルボルネン−2−カルボン酸tブチルエステル7.77g(0.04mol)を反応容器に仕込み、反応系中を窒素置換した後、重合開始剤V−65(和光純薬工業製)を0.248g(0.001mol)を添加し、反応系中に窒素を流しながら65℃で加熱攪拌した。その2時間後、4時間後、6時間後、8時間後にV−65をそれぞれ0.248gずつ添加し、合計20時間加熱攪拌を行った。その後室温まで冷却し、反応溶液をヘキサン2L中に滴下した。ろ過により粉体を取り出して50℃で減圧乾燥し、10.54gの粉体を得た(収率56%)。得られた粉体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定による重量平均分子量は13400、分散度は1.51であった。また、1H−NMR、13C−NMR、19F−NMR解析による2−トリフルオロメチルアクリル酸(2−ヒドロキシエチル)エステル/5−ノルボルネン−2−カルボン酸tブチルエステルの組成比は60/40であった。
(4) Synthesis of Resin (A-17) 11.05 g (0.06 mol) of 2-trifluoromethylacrylic acid (2-hydroxyethyl) ester and 7.77 g (0 of 5-norbornene-2-carboxylic acid tbutyl ester) 0.04 mol) was charged into a reaction vessel, and the reaction system was purged with nitrogen. Then, 0.248 g (0.001 mol) of a polymerization initiator V-65 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and nitrogen was introduced into the reaction system. The mixture was heated and stirred at 65 ° C. while flowing. Two hours later, 4 hours, 6 hours, and 8 hours later, 0.248 g of V-65 was added, and the mixture was heated and stirred for a total of 20 hours. Thereafter, the reaction solution was cooled to room temperature, and the reaction solution was dropped into 2 L of hexane. The powder was taken out by filtration and dried under reduced pressure at 50 ° C. to obtain 10.54 g of powder (yield 56%). The obtained powder had a weight average molecular weight of 13,400 and a dispersity of 1.51 as determined by gel permeation chromatography (GPC). The composition ratio of 2-trifluoromethylacrylic acid (2-hydroxyethyl) ester / 5-norbornene-2-carboxylic acid tbutyl ester by 1H-NMR, 13C-NMR, and 19F-NMR analysis was 60/40. It was.

同様にして本発明の各樹脂を得た。得られた樹脂の重量平均分子量、分散度を以下に示す。   Similarly, each resin of the present invention was obtained. The weight average molecular weight and dispersity of the obtained resin are shown below.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

実施例1〜12及び比較例1
下記表2に示した樹脂:1.2g、酸発生剤:0.030g、界面活性剤:樹脂溶液に対して100ppm、有機塩基性化合物:0.0012g、非ポリマー型溶解抑止剤を、溶剤19.6に溶解したポリマー溶液を、0.1μmのテフロンフィルターで濾過し、ポジ型レジスト液を調製した。
尚、表2において、光酸発生剤の参照番号は、明細書中の上記に記載した具体例に付した番号を指す。
Examples 1 to 12 and Comparative Example 1
Resin shown in Table 2 below: 1.2 g, acid generator: 0.030 g, surfactant: 100 ppm with respect to the resin solution, organic basic compound: 0.0012 g, non-polymer type dissolution inhibitor, solvent 19 The polymer solution dissolved in .6 was filtered through a 0.1 μm Teflon filter to prepare a positive resist solution.
In Table 2, the reference number of the photoacid generator refers to the number given to the specific examples described above in the specification.

露光評価
上記のように調製したポジ方レジスト溶液を、スピンコーターを利用して反射防止膜(DUV42−6、BrewerScience.Inc.製)を塗布したシリコンウェハー上に塗布し、120℃、60秒間加熱乾燥して、膜厚0.1μmのポジ型レジスト膜を得た。得られたレジスト膜に対し、ArFμステッパーを用いラインアンドスペース用マスク(ライン/スペース=1/1)を使用してパターン露光し、露光後すぐに130℃90秒間ホットプレート上で加熱した。更に、2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液で23℃にて60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、乾燥した。 上記のようにして得られたレジストパターンについて、下記の方法でレジスト性能を評価した。
Exposure Evaluation The positive resist solution prepared as described above was applied on a silicon wafer coated with an antireflection film (DUV42-6, manufactured by Brewer Science. Inc.) using a spin coater, and heated at 120 ° C. for 60 seconds. The film was dried to obtain a positive resist film having a thickness of 0.1 μm. The obtained resist film was subjected to pattern exposure using an ArFμ stepper using a line and space mask (line / space = 1/1), and immediately after the exposure, it was heated on a hot plate at 130 ° C. for 90 seconds. Further, the resist film was developed with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C. for 60 seconds, rinsed with pure water for 30 seconds, and then dried. The resist performance of the resist pattern obtained as described above was evaluated by the following method.

(1)LER(ラインエッジラフネス)
CD−SEM(測長走査型電子顕微鏡)を使用して、0.15ミクロンのラインアンドスペースパターン(ライン/スペース=1/1)のエッジについて計測した。測定モニタ内で、パターンエッジを複数位置で検出し、検出位置のばらつきの分散(3σ)をエッジラフネスの指標(単位:nm)とした。値は小さいほど好ましい。
(1) LER (Line Edge Roughness)
Using a CD-SEM (measurement scanning electron microscope), the edge of a 0.15 micron line and space pattern (line / space = 1/1) was measured. Within the measurement monitor, pattern edges were detected at a plurality of positions, and the variance (3σ) of variation in detected positions was used as an index of edge roughness (unit: nm). The smaller the value, the better.

(2)DOF(デフォーカスラチチュード)評価
CD−SEM(測長走査型電子顕微鏡)を使用して上記ウェハーにおける0.15ミクロンのラインアンドスペースパターン(ライン/スペース=1/1)を再現する露光量において、0.15ミクロンのラインパターンを再現可能なフォーカスの幅(μm)をデフォーカスラチチュード(DOF)として観察した。値は大きいほど好ましい。
(2) DOF (defocus latitude) evaluation Exposure that reproduces a 0.15 micron line and space pattern (line / space = 1/1) on the wafer using a CD-SEM (length measuring scanning electron microscope). In terms of quantity, the focus width (μm) capable of reproducing a 0.15 micron line pattern was observed as defocus latitude (DOF). A larger value is preferable.

Figure 2005070329
Figure 2005070329

尚、上記表中、界面活性剤の略号は、以下を意味する。
D−1:メガファックF176(大日本インキ(株)製)(フッ素系)
D−2:メガファックR08(大日本インキ(株)製)(フッ素及びシリコン系)
In the above table, the abbreviations for surfactant mean the following.
D-1: Megafuck F176 (Dainippon Ink Co., Ltd.) (Fluorine)
D-2: Megafuck R08 (Dainippon Ink Co., Ltd.) (fluorine and silicon)

上記表中、塩基性化合物の略号は、以下を意味する。
N−1:1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン
N−2:2,4,5−トリフェニルイミダゾール
N−3:N−ヒドロキシエチルピペリジン
N−4,2,6−ジイソプロピルアニリン
N−5:ジシクロヘキシルメチルアミン
N−6:ヘキサメチレンテトラミン
N−7:1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン
In the above table, the abbreviations for basic compounds mean the following.
N-1: 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene N-2: 2,4,5-triphenylimidazole N-3: N-hydroxyethylpiperidine N-4,2,6- Diisopropylaniline N-5: Dicyclohexylmethylamine N-6: Hexamethylenetetramine N-7: 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene

更に、溶剤の略号は、以下を意味する。
S−1:乳酸エチル
S−2:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
S−3:プロピレングリコールモノメチルエーテル
Further, the abbreviations for solvents mean the following.
S-1: Ethyl lactate S-2: Propylene glycol monomethyl ether acetate S-3: Propylene glycol monomethyl ether

また、比較用に用いた酸発生剤Aは下記構造のものである。

Figure 2005070329
The acid generator A used for comparison has the following structure.
Figure 2005070329

表7の結果より、本発明の組成物は、ラインエッジラフネスが抑えられ、デフォーカスラチチュードが広く、優れたものであることが判る。   From the results in Table 7, it can be seen that the composition of the present invention has excellent line edge roughness, a wide defocus latitude, and is excellent.

Claims (6)

(A)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する樹脂、
(B)下記一般式(PA)で表される化合物および一般式(PB)で表される化合物から選択される少なくとも一つの活性光線又は放射線の作用により酸を発生する化合物、及び、
(X)非ポリマー型溶解抑止剤
を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。
Figure 2005070329
一般式(PA)中、
1b〜R3bは、各々独立に、芳香環を含有しない有機基を表す。
Xa-は、スルホン酸、カルボン酸、又はスルホニルイミドのアニオンを表す。
一般式(PB)中、
1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アリール基またはアルケニル基を表し、R1c〜R5cのいずれか2つ以上がそれぞれ結合して芳香環を形成してもよい。
6c及びR7cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。
Rx及びRyは、各々独立に、アルキル基、アリル基、又はビニル基を表す。
1c〜R7c中のいずれか2つ以上、及びRxとRy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。
Xb-は、スルホン酸、カルボン酸、又はスルホニルイミドのアニオンを表す。
(A) a resin having a structure in which a fluorine atom is substituted on the main chain and / or side chain of the polymer skeleton,
(B) a compound that generates an acid by the action of at least one actinic ray or radiation selected from a compound represented by the following general formula (PA) and a compound represented by the general formula (PB); and
(X) A positive resist composition containing a non-polymer type dissolution inhibitor.
Figure 2005070329
In general formula (PA),
R 1b to R 3b each independently represents an organic group containing no aromatic ring.
Xa - represents a sulfonic acid, carboxylic acid, or sulfonyl imide anions.
In general formula (PB),
R 1c to R 5c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, an aryl group or an alkenyl group, and any two or more of R 1c to R 5c are bonded to form an aromatic ring. It may be formed.
R 6c and R 7c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group.
Rx and Ry each independently represents an alkyl group, an allyl group, or a vinyl group.
Any two or more of R 1c to R 7c, and Rx and Ry may combine with each other to form a ring structure, the ring structure may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond You may go out.
Xb - represents a sulfonic acid, carboxylic acid, or sulfonyl imide anions.
該樹脂(A)が、アルカリ可溶性樹脂であることを特徴とする、請求項1に記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 1, wherein the resin (A) is an alkali-soluble resin. 該樹脂(A)が、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であることを特徴とする、請求項1に記載のポジ型レジスト組成物。   2. The positive resist composition according to claim 1, wherein the resin (A) is a resin that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkali developer. 該樹脂(A)が、下記一般式(a)で示される基を含む繰り返し単位を有する樹脂であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
Figure 2005070329
一般式(a)中、
31〜R36は、各々独立に、水素原子、フッ素原子またはアルキル基を表す。ただし、R31〜R36の内の少なくとも1つは、フッ素原子または少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基である。R31〜R36の内の1つが、単結合となって又は炭素鎖となって(A)成分の樹脂の主鎖につながっていてもよい。
0は、水素原子または有機基を表す。
The positive resist composition according to claim 1, wherein the resin (A) is a resin having a repeating unit containing a group represented by the following general formula (a). .
Figure 2005070329
In general formula (a),
R 31 to R 36 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. However, at least one of R 31 to R 36 is a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. One of R 31 to R 36 may be a single bond or a carbon chain and may be connected to the main chain of the resin as the component (A).
Y 0 represents a hydrogen atom or an organic group.
該樹脂(A)が、カルボキシル基又はカルボキシル基を酸分解性基で保護した基を含む繰り返し単位を含有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。 The positive resist according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin (A) contains a repeating unit containing a carboxyl group or a group obtained by protecting a carboxyl group with an acid-decomposable group. Composition. 請求項1〜5のいずれかに記載のレジスト組成物によりレジスト膜を形成し、該レジスト膜を露光、現像することを特徴とするパターン形成方法。 A pattern forming method comprising: forming a resist film from the resist composition according to claim 1, and exposing and developing the resist film.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2011024421A1 (en) * 2009-08-26 2013-01-24 三井化学株式会社 Fluorine-containing cyclic olefin polymer composition, transfer body obtained from the composition, and method for producing the same
WO2022065025A1 (en) * 2020-09-24 2022-03-31 富士フイルム株式会社 Actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, resist film, method for forming pattern, and method for producing electronic device

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