JP2005099327A - Positive resist composition and method for forming pattern by using the same - Google Patents

Positive resist composition and method for forming pattern by using the same Download PDF

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慎一 漢那
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive photoresist composition for improving the performance of essential micro-photofabrication using far UV light, in particular, ArF excimer laser light, and also to provide a positive photoresist composition for exposure to far UV rays which suppresses pattern collapse or LER (line edge roughness). <P>SOLUTION: The positive resist composition contains: (A) a resin having a repeating unit (A1) having an alicyclic lactone structure, a repeating unit (A2) containing a specified structure, and a repeating unit (A3) having a group which is decomposed by the effect of an acid, with the solubility rate of the resin with an alkaline developing solution increased by the effect of an acid; (B) a compound which generates an acid by irradiation of active rays or radiation; and (C) solvent. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は遠紫外線に感応する半導体素子等の微細加工用ポジ型フォトレジスト組成物に関するものであり、更に詳しくは、遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成物に関する。   The present invention relates to a positive photoresist composition for microfabrication of semiconductor elements and the like that is sensitive to deep ultraviolet rays, and more particularly to a positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure.

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

ArF光源用のフォトレジスト組成物としては、ドライエッチング耐性付与の目的で脂環式炭化水素部位が導入された樹脂が提案されている。   As a photoresist composition for an ArF light source, a resin having an alicyclic hydrocarbon moiety introduced therein has been proposed for the purpose of imparting dry etching resistance.

例えば、特許文献1(特開平11−109632号公報)は、ヒドロキシアダマンタン構造を有する樹脂、特許文献2(特開2000−26446号公報)、特許文献3(特開2000−159758号公報)、特許文献4(特開2001−242627号公報)、非特許文献1(J.Photopolym.Sci. Technol., 12(3), 487 (1999))は、ノルボルナンラクトン構造を有する樹脂、特許文献5(特開2000−122294号公報)、特許文献6(特開2001−188351号公報)、非特許文献2(Proc.SPIE,3999, 1147 (2000))は、アダマンタンラクトン構造を有する樹脂、特許文献7(特開2001−109154号公報)は、ヒドロキシアダマンタン構造とノルボルナンラクトン構造を有する樹脂を開示している。
また、アクリル系のモノマーを含有する樹脂を含むレジスト組成物が、特許文献8(特開2003−43690号公報)、特許文献9(特開2002−6501号公報)、特許文献10(特開2002−155118号公報)に記載されている。
For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-109632) discloses a resin having a hydroxyadamantane structure, Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-26446), Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-159758), Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-242627) and Non-Patent Document 1 (J. Photopolym. Sci. Technol., 12 (3), 487 (1999)) are resins having a norbornane lactone structure, Patent Document 5 JP 2000-122294), Patent Document 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-188351), and Non-Patent Document 2 (Proc. SPIE, 3999, 1147 (2000)) are resins having an adamantane lactone structure, Patent Document 7 ( JP 2001-109154 A) discloses a resin having a hydroxyadamantane structure and a norbornane lactone structure.
In addition, a resist composition including a resin containing an acrylic monomer is disclosed in Patent Document 8 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-43690), Patent Document 9 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-6501), and Patent Document 10 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-2002). -155118).

以上のような遠紫外線露光用フォトレジストに用いられる、酸分解性基を含有する樹脂は、分子内に同時に脂肪族の環状炭化水素基を含有することが一般的である。上記の技術ではパターン倒れ、LER(ラインエッジラフネス)の点で未だ不十分であり、改善が望まれている。   In general, the resin containing an acid-decomposable group used for the photoresist for exposure to far ultraviolet rays as described above contains an aliphatic cyclic hydrocarbon group in the molecule at the same time. The above technique is still insufficient in terms of pattern collapse and LER (line edge roughness), and improvement is desired.

特開平11−109632号公報JP-A-11-109632 特開2000−26446号公報JP 2000-26446 A 特開2000−159758号公報JP 2000-159758 A 特開2001−242627号公報JP 2001-242627 A 特開2000−122294号公報JP 2000-122294 A 特開2001−188351号公報JP 2001-188351 A 特開2001−109154号公報JP 2001-109154 A 特開2003−43690号公報JP 2003-43690 A 特開2002−6501号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-6501 特開2002−155118号公報JP 2002-155118 A ジャーナル・オブ・フォトポリマー・サイエンス・テクノロジー(J. Photopolym. Sci. Technol.), 1999年, 第12巻, 第5号,487頁Journal of Photopolymer Science Technology (J. Photopolym. Sci. Technol.), 1999, Vol. 12, No. 5, p. 487 プロス・エスピーアイイー (Proc. SPIE), 2000年、第3999巻, 1147頁Proc. SPIE, 2000, 3999, 1147

本発明の目的は、遠紫外光、とくにArFエキシマレーザー光を使用する上記ミクロフォトファブリケ−ション本来の性能向上のための技術における課題を解決するポジ型フォトレジスト組成物を提供することにあり、パターン倒れ、LER(ラインエッジラフネス)が抑制できる遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成物を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a positive-type photoresist composition that solves the problems in the technology for improving the original performance of microphotofabrication using far-ultraviolet light, particularly ArF excimer laser light. An object of the present invention is to provide a positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure that can suppress pattern collapse and LER (line edge roughness).

ポジ型化学増幅系レジスト組成物の構成材料を鋭意検討した結果、下記の構成によって、本発明の目的が達成されることを見出し、本発明に至った。   As a result of intensive investigations on the constituent materials of the positive chemically amplified resist composition, the inventors have found that the object of the present invention can be achieved by the following constitution, and have reached the present invention.

(1) 下記式(A−1)で表される繰り返し単位(A1)、下記式(A−2)で表される繰り返し単位(A2)、及び下記式(A−3)で表される繰り返し単位(A3)、を含有する、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂(A)、及び活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B)、及び、溶剤(C)を含有するポジ型レジスト組成物。 (1) Repeating unit (A1) represented by the following formula (A-1), repeating unit (A2) represented by the following formula (A-2), and repeating represented by the following formula (A-3) A resin (A) containing a unit (A3), which increases the dissolution rate in an alkaline developer by the action of an acid, a compound (B) which generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and a solvent (C) Containing a positive resist composition.

Figure 2005099327
Figure 2005099327

一般式(A−1)、(A−2)及び(A−3)中、
1a〜R3aは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキル基を表す。但しR1a〜R3aのうち少なくとも一つがフッ素原子または少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
環Aは、環状ラクトン構造を表す。
pは、1〜4の整数を表す。
Gは、フッ素原子、塩素原子、水酸基、シアノ基、アルキル基またはアルコキシ基を表す。
ALGは、酸分解性基を表す。
In general formulas (A-1), (A-2) and (A-3),
R 1a to R 3a each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group or an alkyl group. However, at least one of R 1a to R 3a represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom.
Ring A represents a cyclic lactone structure.
p represents an integer of 1 to 4.
G represents a fluorine atom, a chlorine atom, a hydroxyl group, a cyano group, an alkyl group or an alkoxy group.
ALG represents an acid-decomposable group.

(2) 樹脂(A)の繰り返し単位(A1)の環Aが、下記一般式(a−1)〜(a−3)で表されるノルボルナンラクトン構造を有する繰り返し単位であることを特徴とする(1)に記載のポジ型レジスト組成物。 (2) The ring A of the repeating unit (A1) of the resin (A) is a repeating unit having a norbornane lactone structure represented by the following general formulas (a-1) to (a-3). The positive resist composition as described in (1).

Figure 2005099327
Figure 2005099327

一般式(a−1)〜(a−3)において、R1〜R6は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアルケニル基を表す。R1〜R5の内の2つは、結合して環を形成してもよい。 In General Formulas (a-1) to (a-3), R 1 to R 6 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an alkenyl group. Two of R 1 to R 5 may combine to form a ring.

(3) 樹脂(A)の、繰り返し単位(A3)におけるALGが、下記一般式(pI)又は(pII)のいずれかを表すことを特徴とする(1)または(2)に記載のポジ型レジスト組成物。 (3) The positive type according to (1) or (2), wherein ALG in the repeating unit (A3) of the resin (A) represents one of the following general formulas (pI) or (pII) Resist composition.

Figure 2005099327
Figure 2005099327

式中、R11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともに脂環式炭化水素基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R14は、各々独立に、炭素数1〜4個のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。但し、R12〜R14のうち少なくとも1つは脂環式炭化水素基を表す。
In the formula, R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group, and Z forms an alicyclic hydrocarbon group together with a carbon atom. Represents the atomic group necessary to do.
R 12 to R 14 each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group. However, at least one of R 12 to R 14 represents an alicyclic hydrocarbon group.

(4) 樹脂(A)の繰り返し単位(A1)、(A2)及び(A3)の共重合比が、モル%で、(A1)/(A2)/(A3)=30〜50/10〜30/30〜50であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。 (4) The copolymerization ratio of the repeating units (A1), (A2) and (A3) of the resin (A) is mol%, and (A1) / (A2) / (A3) = 30-50 / 10-30 The positive resist composition as described in any one of (1) to (3), which is / 30 to 50.

(5) 樹脂(A)の繰り返し単位(A1)〜(A3)におけるR1a〜R3aのいずれか1つが少なくとも一つがフッ素原子または少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアルキル基であり、残りの2つがフッ素原子を含まない基であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。 (5) Any one of R 1a to R 3a in the repeating units (A1) to (A3) of the resin (A) is a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom, and the rest The positive resist composition as described in any one of (1) to (4), wherein the two are groups not containing a fluorine atom.

(6) 半導体基板上に、上記(1)〜(5)のいずれか1項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。 (6) A pattern forming method comprising: forming a resist film on a semiconductor substrate using the resist composition according to any one of (1) to (5) above; and exposing and developing the resist film. .

本発明により、パターン倒れ性、LER(ラインエッジラフネス)が抑制できるポジ型レジスト組成物を得ることができる。   According to the present invention, a positive resist composition capable of suppressing pattern collapse and LER (line edge roughness) can be obtained.

以下、本発明に使用する成分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。また、−C(R123)又は−CR123は、炭素原子にR1〜R3の各々で表される基が単結合で結合している基を意味する。
Hereinafter, the components used in 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). Further, -C (R 1 R 2 R 3) or -CR 1 R 2 R 3 means a group of a group represented by each of R 1 to R 3 to the carbon atom bonded by a single bond.

本発明において、基(原子団)の表記において、置換、無置換を特に記していない場合は、置換及び無置換の両方を含む。例えば、単に「アルキル基」と記した場合、無置換のアルキルであってもよいし、置換基を有するアルキル基であってもよい。
〔1〕酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増加する樹脂(A成分)
本発明における酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増加する樹脂(樹脂(A))は、ラクトン構造を有し、下記式(A−1)で表される繰り返し単位(A1)、下記式(A−2)で表される繰り返し単位(A2)、及び酸の作用により分解する基を有し下記式(A−3)で表される繰り返し単位(A3)、を含有する。
In the present invention, in the notation of a group (atomic group), when substituted or unsubstituted is not particularly described, both substituted and unsubstituted are included. For example, when it is simply described as “alkyl group”, it may be an unsubstituted alkyl or an alkyl group having a substituent.
[1] Resin that increases the dissolution rate in an alkaline developer by the action of an acid (component A)
The resin (resin (A)) whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of an acid in the present invention has a lactone structure and is represented by the following repeating unit (A1) represented by the following formula (A-1): It contains a repeating unit (A2) represented by (A-2) and a repeating unit (A3) represented by the following formula (A-3) having a group capable of decomposing by the action of an acid.

Figure 2005099327
Figure 2005099327

一般式(A−1)、(A−2)及び(A−3)中、
1a〜R3aは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキル基を表す。但しR1〜R3のうち少なくとも一つがフッ素原子または少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。また、残りの2つがフッ素原子を含まない基であることが好ましい。
環Aは、環状ラクトン構造を表す。
pは、1〜4の整数を表す。
Gは、フッ素原子、塩素原子、水酸基、シアノ基、アルキル基またはアルコキシ基を表す。p個のGは、アダマンタン脂環構造を形成している炭素上に結合していても、アダマンタン脂環構造に置換している置換基を介して結合していてもよい。
ALGは、酸分解性基を表す。
In general formulas (A-1), (A-2) and (A-3),
R 1a to R 3a each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group or an alkyl group. However, at least one of R 1 to R 3 represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom. Moreover, it is preferable that the remaining two are groups which do not contain a fluorine atom.
Ring A represents a cyclic lactone structure.
p represents an integer of 1 to 4.
G represents a fluorine atom, a chlorine atom, a hydroxyl group, a cyano group, an alkyl group or an alkoxy group. The p G may be bonded on the carbon forming the adamantane alicyclic structure or may be bonded via a substituent substituted on the adamantane alicyclic structure.
ALG represents an acid-decomposable group.

1〜R3のうち少なくとも一つがフッ素原子または少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアルキル基を表すが、よりこのましくはR1〜R3のうち1つか2つがフッ素原子または少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアルキル基である。
1a〜R3aとしてのアルキル基としては、フッ素原子で置換されていても良い、直鎖又は分岐アルキル基が好ましい。直鎖又は分岐アルキル基としては、炭素数1〜3個のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、トリフルオロメチル基を挙げることができる。
At least one of R 1 to R 3 represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom. More preferably, one or two of R 1 to R 3 are a fluorine atom or at least 1 An alkyl group substituted with one fluorine atom.
The alkyl group as R 1a to R 3a is preferably a linear or branched alkyl group which may be substituted with a fluorine atom. The linear or branched alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group and a trifluoromethyl group.

(A1)ラクトン構造を有しする繰り返し単位
本発明の樹脂(A)は、ラクトン構造を有し、下記式(A−1)で表される繰り返し単位(A1)を含有する。
(A1) Repeating Unit Having Lactone Structure The resin (A) of the present invention has a lactone structure and contains a repeating unit (A1) represented by the following formula (A-1).

ラクトン構造を有する繰り返し単位(A−1)としては、例えば、脂環ラクトン構造を含むものが挙げられ、シクロヘキサンラクトン、ノルボルナンラクトン、又はアダマンタンラクトンを有する繰り返し単位を挙げることができる。   Examples of the repeating unit (A-1) having a lactone structure include those having an alicyclic lactone structure, and examples thereof include a repeating unit having cyclohexanelactone, norbornanelactone, or adamantanelactone.

例えば、ノルボルナンラクトンを有する繰り返し単位としては、下記一般式(a−1)〜(a−3)で表される基を有する繰り返し単位、シクロヘキサンラクトンを有する繰り返し単位としては下記一般式(a−4)及び(a−5)で表される基を有する繰り返し単位、アダマンタンラクトンを有する繰り返し単位としては、一般式(A1−2)で表される基を有する繰り返し単位を挙げることができる。
尚、一般式(A−1)における環Aが、下記一般式(a−1)〜(a−3)のいずれかで表される基であることが特に好ましい。
For example, as the repeating unit having norbornane lactone, the repeating unit having groups represented by the following general formulas (a-1) to (a-3), and the repeating unit having cyclohexanelactone as the repeating unit (a-4) ) And the repeating unit having a group represented by (a-5) and the repeating unit having an adamantane lactone can include a repeating unit having a group represented by formula (A1-2).
In addition, it is especially preferable that the ring A in the general formula (A-1) is a group represented by any one of the following general formulas (a-1) to (a-3).

Figure 2005099327
Figure 2005099327

一般式(a−1)〜(a−5)において、R1〜R6は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアルケニル基又は−COORaを表す。ここでRaはアルキル基を表す。R1〜R6の内の2つは、結合して環を形成してもよい。を表す。R1〜R6の内の2つは、結合して環を形成してもよい。
尚、R1〜R6の各々について、水素原子である場合とは、無置換であることを意味する。例えば、一般式(a−1)における環状構造は、R1〜R5として、最大で5つの置換基(アルキル基、シクロアルキル基又はアルケニル基)を有しうる。
In the general formulas (a-1) to (a-5), R 1 to R 6 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, or —COORa. Here, Ra represents an alkyl group. Two of R 1 to R 6 may combine to form a ring. Represents. Two of R 1 to R 6 may combine to form a ring.
In addition, about each of R < 1 > -R < 6 >, the case where it is a hydrogen atom means that it is unsubstituted. For example, the cyclic structure in the general formula (a-1) may have a maximum of five substituents (alkyl group, cycloalkyl group, or alkenyl group) as R 1 to R 5 .

1〜R6およびRaとしてのアルキル基は、置換基を有していてもよく、直鎖又は分岐アルキル基である。
直鎖又は分岐アルキル基としては、炭素数1〜12個の直鎖又は分岐アルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜10個の直鎖又は分岐アルキル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基である。
The alkyl group as R 1 to R 6 and Ra may have a substituent and is a linear or branched alkyl group.
The linear or branched alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, still more preferably a methyl group, An ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group.

1〜R6としてのシクロアルキル基は、置換基を有していてもよく、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等の炭素数3〜8個のものが好ましい。
1〜R6としてのアルケニル基は、置換基を有していてもよく、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基等の炭素数2〜6個のものが好ましい。
また、R1〜R6の内の2つが結合して形成する環としては、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロオクタン環等の3〜8員環が挙げられる。
なお、一般式(a−1)〜(a−5)におけるR1〜R6は、環状骨格を構成している炭素原子のいずれに連結していてもよい。
The cycloalkyl group as R 1 to R 6 may have a substituent, and those having 3 to 8 carbon atoms, such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. preferable.
The alkenyl group as R 1 to R 6 may have a substituent, and those having 2 to 6 carbon atoms such as vinyl group, propenyl group, butenyl group and hexenyl group are preferable.
Examples of the ring formed by combining two of R 1 to R 6 include 3- to 8-membered rings such as cyclopropane ring, cyclobutane ring, cyclopentane ring, cyclohexane ring, and cyclooctane ring.
In the general formulas (a-1) to (a-5), R 1 to R 6 may be connected to any carbon atom constituting the cyclic skeleton.

また、上記アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基が有してもよい好ましい置換基としては、炭素数1〜4個のアルコキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、炭素数2〜5のアシル基、炭素数2〜5のアシロキシ基、シアノ基、水酸基、カルボキシ基、炭素数2〜5のアルコキシカルボニル基、ニトロ基等を挙げることができる。   Moreover, as a preferable substituent which the said alkyl group, a cycloalkyl group, and an alkenyl group may have, a C1-C4 alkoxy group, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom), Examples thereof include an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 5 carbon atoms, a cyano group, a hydroxyl group, a carboxy group, an alkoxycarbonyl group having 2 to 5 carbon atoms, and a nitro group.

一般式(a−1)〜(a−5)で表される基を有する繰り返し単位としては、一般式(A1−1)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。   Examples of the repeating unit having a group represented by general formulas (a-1) to (a-5) include a repeating unit represented by general formula (A1-1).

Figure 2005099327
Figure 2005099327

一般式(A1−1)中、
Lは、単結合、エーテル基、エステル基、カルボニル基、アルキレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。
Aは、一般式(a−1)〜(a−5)のうちのいずれかで示される基を表す。
Lにおいて、該組み合わせた2価の基としては、例えば下記式のものが挙げられる。
In general formula (A1-1),
L represents a single bond, an ether group, an ester group, a carbonyl group, an alkylene group, or a divalent group obtained by combining these.
A represents a group represented by any one of the general formulas (a-1) to (a-5).
In L, examples of the combined divalent group include those represented by the following formulae.

Figure 2005099327
Figure 2005099327

上記式において、Rab、Rbb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、炭素数1〜4のアルコキシ基を挙げることができる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。
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。
r1は1〜10の整数、好ましくは1〜4の整数を表す。mは1〜3の整数、好ましくは1又は2を表す。
In the above formula, R ab and R bb represent a hydrogen atom, an alkyl group, a substituted alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, and 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 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.
r1 represents an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 4. m represents an integer of 1 to 3, preferably 1 or 2.

以下に、一般式(A1−1)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるが、本発明の内容がこれらに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit represented by formula (A1-1) are shown below, but the contents of the present invention are not limited thereto.

Figure 2005099327
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Figure 2005099327
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Figure 2005099327
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アダマンタンラクトンを有する繰り返し単位としては、一般式(A1−2)で表される繰り返し単位を挙げることができる。   As the repeating unit having adamantane lactone, the repeating unit represented by General Formula (A1-2) can be given.

Figure 2005099327
Figure 2005099327

一般式(A1−2)において、L2は単結合、アルキレン基、シクロアルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを表す。 In the general formula (A1-2), L 2 represents a single bond, an alkylene group, a cycloalkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, or an ester group, alone or in combination of two or more groups. Represent.

2の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(Rnf)(Rng)〕r−
上記式中、Rnf、Rng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の整数である。
Examples of the alkylene group represented by L 2 include groups represented by the following formulae.
-[C (Rnf) (Rng)] r-
In the above formula, Rnf and Rng represent a hydrogen atom, an alkyl group, a substituted alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, and 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. 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 is an integer of 1-10.

2のシクロアルキレン基としては、炭素数3から10個のものが挙げられ、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロオクチレン基等を挙げることができる。 Examples of the cycloalkylene group represented by L 2 include those having 3 to 10 carbon atoms, such as a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, and a cyclooctylene group.

2を含む有橋式脂環式環は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数1〜5)、アシル基(例えば、ホルミル基、ベンゾイル基)、アシロキシ基(例えば、プロピルカルボニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基)、アルキル基(好ましくは炭素数1〜4)、カルボキシル基、水酸基、アルキルスルホニルスルファモイル基(−CONHSO2CH3等)が挙げられる。尚、置換基としてのアルキル基は、更に水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4)等で置換されていてもよい。 The bridged alicyclic ring containing Z 2 may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an alkoxy group (preferably having 1 to 4 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (preferably having 1 to 5 carbon atoms), an acyl group (for example, a formyl group and a benzoyl group), an acyloxy group ( Examples thereof include a propylcarbonyloxy group, a benzoyloxy group), an alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms), a carboxyl group, a hydroxyl group, and an alkylsulfonylsulfamoyl group (such as —CONHSO 2 CH 3 ). In addition, the alkyl group as a substituent may be further substituted with a hydroxyl group, a halogen atom, an alkoxy group (preferably having 1 to 4 carbon atoms), or the like.

一般式(A1−2)において、L2に結合しているエステル基の酸素原子は、Z2を含む有橋式脂環式環構造を構成する炭素原子のいずれの位置で結合してもよい。 In general formula (A1-2), the oxygen atom of the ester group bonded to L 2 may be bonded at any position of the carbon atom constituting the bridged alicyclic ring structure containing Z 2. .

以下に、一般式(A1−2)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (A1-2) are shown below, but are not limited thereto.

Figure 2005099327
Figure 2005099327

Figure 2005099327
Figure 2005099327

また、繰り返し単位(A1)として、下記一般式(IV)で表されるラクトン構造を有する繰り返し単位も含有することができる。   Moreover, the repeating unit (A1) can also contain a repeating unit having a lactone structure represented by the following general formula (IV).

Figure 2005099327
Figure 2005099327

一般式(IV)中、
1は、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを表す。
a1,Rb1,Rc1,Rd1,Re1は各々独立に、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。m,nは各々独立に0〜3の整数を表し、m+nは、2以上6以下である。
In general formula (IV),
W 1 represents a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, or a group of two or more groups selected from the group consisting of an ester group.
R a1 , R b1 , R c1 , R d1 and R e1 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. m and n each independently represents an integer of 0 to 3, and m + n is 2 or more and 6 or less.

a1〜Re1の炭素数1〜4の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、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。 Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms of R a1 to R e1 include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group and the like. Can do.

一般式(IV)において、W1の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(Rf)(Rg)〕r1
上記式中、Rf、Rg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。
1は1〜10の整数である。
In the general formula (IV), examples of the alkylene group represented by W 1 include groups represented by the following formulae.
− [C (Rf) (Rg)] r 1
In the above formula, Rf and Rg 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.
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 1 is an integer of 1 to 10.

上記アルキル基における更なる置換基としては、カルボキシル基、アシルオキシ基、シアノ基、アルキル基、置換アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、置換アルコキシ基、アセチルアミド基、アルコキシカルボニル基、アシル基が挙げられる。
ここでアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基等の低級アルキル基を挙げることができる。置換アルキル基の置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることができる。置換アルコキシ基の置換基としては、アルコキシ基等を挙げることができる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4のものを挙げることができる。アシルオキシ基としては、アセトキシ基等が挙げられる。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。
Examples of further substituents in the alkyl group include a carboxyl group, an acyloxy group, a cyano group, an alkyl group, a substituted alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, a substituted alkoxy group, an acetylamide group, an alkoxycarbonyl group, and an acyl group. Can be mentioned.
Examples of the alkyl group include lower alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclopentyl group. Examples of the substituent of the substituted alkyl group include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group. Examples of the substituent of the substituted alkoxy group include an alkoxy group. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. Examples of the acyloxy group include an acetoxy group. Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom.

以下、一般式(IV)で示される繰り返し単位に相当するモノマーの具体例を示すが、これらに限定されるものではない。   Hereinafter, although the specific example of the monomer corresponding to the repeating unit shown by general formula (IV) is shown, it is not limited to these.

Figure 2005099327
Figure 2005099327

Figure 2005099327
Figure 2005099327

Figure 2005099327
Figure 2005099327

(A2)式(A−2)で表される繰り返し単位
次に、式(A−2)で表される繰り返し単位(A2)について説明する。
式(A−2)におけるGのアルキル基は、置換基を有していてもよい直鎖または分岐のアルキル基が挙げられ、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。有していてもよい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルコキシ基を挙げることができる。
Gのアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。
(A2) Repeating unit represented by formula (A-2) Next, the repeating unit (A2) represented by formula (A-2) will be described.
Examples of the alkyl group of G in the formula (A-2) include linear or branched alkyl groups which may have a substituent, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and a butyl group. A lower alkyl group is preferred, and more preferably selected from a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. Examples of the substituent that may have include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
Examples of the alkoxy group of G include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group.

一般式 一般式(A−2)で表される繰り返し単位は、下記一般式(A2)で表される繰り返し単位であることが好ましい。   General Formula The repeating unit represented by the general formula (A-2) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (A2).

Figure 2005099327
Figure 2005099327

一般式(A2)中、R6〜R8は、各々独立に、水素原子、水酸基又はアルキル基を表し、但し少なくとも一つは水酸基を表す。 In general formula (A2), R 6 to R 8 each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or an alkyl group, provided that at least one represents a hydroxyl group.

また、一般式(A2)で表される繰り返し単位において、R6〜R8のうちの二つが水酸基であることが更に好ましい。 In the repeating unit represented by the general formula (A2), it is more preferable that two of R 6 to R 8 are hydroxyl groups.

以下に一般式(A2)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるが、これらに限定するものではない。   Although the specific example of the repeating unit represented by general formula (A2) below is given, it is not limited to these.

Figure 2005099327
Figure 2005099327

Figure 2005099327
Figure 2005099327

(A3)酸の作用により分解する基を有する繰り返し単位
本発明の樹脂(A)は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増加する樹脂(酸分解性樹脂)であり、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性となる基を有する繰り返し単位(酸分解性基)を含有する。
(A3) Repeating unit having a group decomposable by the action of an acid The resin (A) of the present invention is a resin (acid-decomposable resin) whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of an acid. It contains a repeating unit (acid-decomposable group) having a group that decomposes and becomes alkali-soluble.

本発明の樹脂(A)は、上記一般式(A−3)で表される繰り返し単位を含有するが、酸分解性基を上記の一般式(A−1)で表される繰り返し単位、または(A−2)で表される繰り返し単位に有していてもよいし、さらに他の繰り返し単位中に含有していてもよい。   The resin (A) of the present invention contains a repeating unit represented by the above general formula (A-3), but the acid decomposable group is represented by the above general formula (A-1), or You may have in the repeating unit represented by (A-2), and you may contain in another repeating unit.

酸分解性基を有する繰り返し単位として、上記一般式(A−3)で表される繰り返し単位を含有する。   As the repeating unit having an acid-decomposable group, the repeating unit represented by the general formula (A-3) is contained.

酸分解性基としては、−COOA0 、−O−B0 基で示される基を挙げることができる。更にこれらを含む基としては、−R0−COOA0、又は−Ar −O−B0 で示される基が挙げられる。
ここでA0 は、−C(R01)(R02)(R03)、−Si(R01)(R02)(R03)、−C(R04)(R05)−O−R06基もしくはラクトン基を示す。B0は、−A0又は−CO−O−A0基を示す。
01、R02、R03、R04及びR05は、それぞれ同一でも相異していても良く、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基もしくはアリール基を示し、R06はアルキル基、環状アルキル基もしくはアリール基を示す。但し、R01〜R03の内少なくとも2つは水素原子以外の基であり、又、R01〜R03、及びR04〜R06の内の2つの基が結合して環を形成してもよい。A0は単結合もしくは、置換基を有していても良い2価以上の脂肪族もしくは芳香族炭化水素基を示し、−Ar−は単環もしくは多環の置換基を有していても良い2価以上の芳香族基を示す。
Examples of the acid-decomposable group include groups represented by -COOA 0 and -O-B 0 groups. Further Examples of the group containing these, include groups represented by -R 0 -COOA 0, or -A r -O-B 0.
Here, A 0 is -C (R 01 ) (R 02 ) (R 03 ), -Si (R 01 ) (R 02 ) (R 03 ), -C (R 04 ) (R 05 ) -O-R 06 group or lactone group. B 0 represents —A 0 or —CO—O—A 0 group.
R 01, R 02, R 03 , R 04 and R 05 may also be different from, and each of the same, represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group or an aryl group, R 06 Represents an alkyl group, a cyclic alkyl group or an aryl group. However, at least two of R 01 to R 03 are groups other than hydrogen atoms, and two groups of R 01 to R 03 and R 04 to R 06 are bonded to form a ring. Also good. A 0 represents a single bond or a divalent or higher aliphatic or aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, and —Ar— may have a monocyclic or polycyclic substituent. An aromatic group having a valence of 2 or more is shown.

ここで、アルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基の様な炭素数1〜4個のものが好ましく、シクロアルキル基としてはシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基の様な炭素数3〜30個のものが好ましく、アルケニル基としてはビニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基の様な炭素数2〜4個のものが好ましく、アリール基としてはフエニル基、キシリル基、トルイル基、クメニル基、ナフチル基、アントラセニル基の様な炭素数6〜14個のものが好ましい。環状のアルキル基としては、炭素数3〜30個のものが挙げられ、具体的には、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、トリシクロデカニル基、ジシクロペンテニル基、ノボルナンエポキシ基、メンチル基、イソメンチル基、ネオメンチル基、テトラシクロドデカニル基、ステロイド残基等を挙げることができる。アラルキル基としては、炭素数7〜20個のものが挙げられ、置換基を有していてもよい。ベンジル基、フェネチル基、クミル基等が挙げられる。   Here, the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, or a t-butyl group. Those having 3 to 30 carbon atoms such as propyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group and adamantyl group are preferred, and the alkenyl group has 2 to 4 carbon atoms such as vinyl group, propenyl group, allyl group and butenyl group. Those having 6 to 14 carbon atoms such as phenyl, xylyl, toluyl, cumenyl, naphthyl, and anthracenyl groups are preferable. Examples of the cyclic alkyl group include those having 3 to 30 carbon atoms, specifically, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, adamantyl group, norbornyl group, boronyl group, tricyclodecanyl group, Examples include a cyclopentenyl group, a nobornane epoxy group, a menthyl group, an isomenthyl group, a neomenthyl group, a tetracyclododecanyl group, and a steroid residue. Examples of the aralkyl group include those having 7 to 20 carbon atoms, which may have a substituent. Examples include a benzyl group, a phenethyl group, and a cumyl group.

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

Figure 2005099327
Figure 2005099327

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

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

一般式(A−3)において、ALGは一般式(pI)又は(pII)で示される脂環式炭化水素を含む基であることが好ましい。より好ましくは、ALGは一般式(pII)で示される脂環式炭化水素を含む基である。   In General Formula (A-3), ALG is preferably a group containing an alicyclic hydrocarbon represented by General Formula (pI) or (pII). More preferably, ALG is a group containing an alicyclic hydrocarbon represented by the general formula (pII).

Figure 2005099327
Figure 2005099327

式中、R11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともに脂環式炭化水素基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R14は、各々独立に、炭素数1〜4個のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。但し、R12〜R14のうち少なくとも1つは脂環式炭化水素基を表す。
In the formula, R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group, and Z forms an alicyclic hydrocarbon group together with a carbon atom. Represents the atomic group necessary to do.
R 12 to R 14 each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group. However, at least one of R 12 to R 14 represents an alicyclic hydrocarbon group.

一般式(pI)又は(pII)において、R12〜R14におけるアルキル基としては、置換もしくは非置換のいずれであってもよい、1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。そのアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。
また、上記アルキル基が有してもよい置換基としては、例えば、炭素数1〜4個のアルコキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アシル基、アシロキシ基、シアノ基、水酸基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基等を挙げることができる。
In the general formula (pI) or (pII), the alkyl group in R 12 to R 14 may be substituted or unsubstituted, and is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Represents. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a t-butyl group.
Examples of the substituent that the alkyl group may have include, for example, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom), an acyl group, an acyloxy group, A cyano group, a hydroxyl group, a carboxy group, an alkoxycarbonyl group, a nitro group, etc. can be mentioned.

11〜R14における脂環式炭化水素基あるいはZと炭素原子が形成する脂環式炭化水素基としては、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい。
以下に、脂環式炭化水素基のうち、脂環式部分の構造例を示す。
The alicyclic hydrocarbon group in R 11 to R 14 or the alicyclic hydrocarbon group formed by Z and a carbon atom may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 6-30, and particularly preferably 7-25. These alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent.
Below, the structural example of an alicyclic part is shown among alicyclic hydrocarbon groups.

Figure 2005099327
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上記脂環部分の好ましいものとしては、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、アダマンチル基、デカリン残基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基、トリシクロデカニル基である。   Preferred examples of the alicyclic moiety 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 cyclooctyl group, A cyclodecanyl group and a cyclododecanyl group can be mentioned. More preferred are an adamantyl group, a decalin residue, a norbornyl group, a cedrol group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclodecanyl group, a cyclododecanyl group, and a tricyclodecanyl group.

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

尚、更に走査型電子顕微鏡(SEM)で観察時のパターンサイズの変動が少ない点(SEM耐性)から、一般式(A3)において、ALGが下記で表される基である繰り返し単位が特に好ましい。   Further, from the viewpoint that the variation in pattern size during observation with a scanning electron microscope (SEM) is small (SEM resistance), a repeating unit in which ALG is a group represented by the following in general formula (A3) is particularly preferable.

Figure 2005099327
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26及びR27は、各々独立に、炭素数1〜4個の直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。 R 26 and R 27 each independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

以下、一般式(A3)で示される繰り返し単位に相当するモノマーおよび繰り返し単位の具体例を示す。   Hereinafter, specific examples of the monomer and the repeating unit corresponding to the repeating unit represented by the general formula (A3) are shown.

Figure 2005099327
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他のアクリル酸エステル類としては、好ましくはアルキル基の炭素数が1〜10のアルキルアクリレートであり、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸アミル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−t−オクチル、クロルエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2,2−ジメチルヒドロキシプロピルアクリレート、5−ヒドロキシペンチルアクリレート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペンタエリスリトールモノアクリレート、ベンジルアクリレート、メトキシベンジルアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等を挙げることができる。   Other acrylic esters are preferably alkyl acrylates having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl group, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, amyl acrylate, cyclohexyl acrylate, acrylic acid Ethylhexyl, octyl acrylate, tert-octyl acrylate, chloroethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2,2-dimethylhydroxypropyl acrylate, 5-hydroxypentyl acrylate, trimethylolpropane monoacrylate, pentaerythritol monoacrylate, benzyl Examples include acrylate, methoxybenzyl acrylate, furfuryl acrylate, and tetrahydrofurfuryl acrylate.

他のメタクリル酸エステル類としては、好ましくはメタルキル基の炭素数が1〜10のメタルキルアクリレートであり、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸−t−オクチル、クロルエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2,2−ジメチルヒドロキシプロピルアクリレート、5−ヒドロキシペンチルアクリレート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペンタエリスリトールモノアクリレート、ベンジルアクリレート、メトキシベンジルアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等を挙げることができる。   The other methacrylic acid esters are preferably metalalkyl acrylates having 1 to 10 carbon atoms in the metalalkyl group, such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, amyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, methacrylic acid. Ethyl hexyl, octyl methacrylate, tert-octyl methacrylate, chloroethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2,2-dimethylhydroxypropyl acrylate, 5-hydroxypentyl acrylate, trimethylolpropane monoacrylate, pentaerythritol monoacrylate, Examples include benzyl acrylate, methoxybenzyl acrylate, furfuryl acrylate, and tetrahydrofurfuryl acrylate.

樹脂(A)中、一般式(A−1)で表される繰り返し単位(A1)の含有率は、全繰り返し単位中、5〜60モル%が好ましく、より好ましくは10〜55モル%、更に好ましくは15〜50モル%である。
一般式(A−2)で表される繰り返し単位(A2)の含有率は、全繰り返し単位中、20〜70モル%が好ましく、より好ましくは24〜60モル%、更に好ましくは28〜60モル%である。
一般式(A−3)で表される繰り返し単位(A3)の含有率は、全繰り返し単位中、20〜70モル%が好ましく、より好ましくは24〜65モル%、更に好ましくは28〜60モル%である。
樹脂(A)において、繰り返し単位(A1)、(A2)及び(A3)の共重合比は、モル%で、(A1)/(A2)/(A3)=30〜50/10〜30/30〜50であることがより好ましい。
樹脂(A)のフッ素含有量は、0.001mol/g〜0.03mol/gであることが好ましい。より好ましくは0.003mol/g〜0.02mol/gであり、さらに好ましくは0.005mol/g〜0.015mol/gである。
In the resin (A), the content of the repeating unit (A1) represented by the general formula (A-1) is preferably from 5 to 60 mol%, more preferably from 10 to 55 mol%, in all repeating units. Preferably it is 15-50 mol%.
As for the content rate of the repeating unit (A2) represented by general formula (A-2), 20-70 mol% is preferable in all the repeating units, More preferably, it is 24-60 mol%, More preferably, it is 28-60 mol% %.
The content of the repeating unit (A3) represented by the general formula (A-3) is preferably 20 to 70 mol%, more preferably 24 to 65 mol%, still more preferably 28 to 60 mol in all repeating units. %.
In the resin (A), the copolymerization ratio of the repeating units (A1), (A2) and (A3) is mol%, and (A1) / (A2) / (A3) = 30-50 / 10-30 / 30. More preferably, it is -50.
The fluorine content of the resin (A) is preferably 0.001 mol / g to 0.03 mol / g. More preferably, it is 0.003 mol / g-0.02 mol / g, More preferably, it is 0.005 mol / g-0.015 mol / g.

酸分解性基を有する繰り返し単位の含有率は、全繰り返し単位中、20〜70モル%が好ましく、より好ましくは24〜65モル%、更に好ましくは28〜60モル%である。
繰り返し単位(A1)、(A2)及び(A3)の総量は、全繰り返し単位中、通常60〜100モル%、好ましくは70〜100、より好ましくは80〜100である。
As for the content rate of the repeating unit which has an acid-decomposable group, 20-70 mol% is preferable in all the repeating units, More preferably, it is 24-65 mol%, More preferably, it is 28-60 mol%.
The total amount of the repeating units (A1), (A2) and (A3) is generally 60 to 100 mol%, preferably 70 to 100, more preferably 80 to 100 in all repeating units.

本発明の組成物がArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から、酸分解性樹脂は芳香族基を有しないことが好ましい。   When the composition of the present invention is for ArF exposure, the acid-decomposable resin preferably has no aromatic group from the viewpoint of transparency to ArF light.

本発明に用いる樹脂は、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。反応の濃度は通常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。反応温度は通常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。   The 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 usually 20% by mass or more, preferably 30% by mass or more, and more preferably 40% by mass or more. The reaction temperature is usually from 10 ° C to 150 ° C, preferably from 30 ° C to 120 ° C, more preferably from 50 to 100 ° C.

本発明に係る樹脂の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、3,000〜100,000が好ましく、より好ましくは、4,000〜50,000、さらに好ましくは5,000〜30,000である。重量平均分子量を3,000以上とすることが耐熱性やドライエッチング耐性の観点から好ましく、100,000以下とすることが現像性、製膜性の点で好ましい。   The weight average molecular weight of the resin according to the present invention is preferably 3,000 to 100,000, more preferably 4,000 to 50,000, and still more preferably 5,000 to 30,0000 in terms of polystyrene by GPC method. 000. A weight average molecular weight of 3,000 or more is preferable from the viewpoint of heat resistance and dry etching resistance, and 100,000 or less is preferable from the viewpoint of developability and film forming property.

樹脂(A)は、好ましくはすべての繰り返し単位がアクリル/メタクリル繰り返し単位であり、繰り返し単位(A1)、(A2)、(A3)を含有することにより、ガラス転移点110〜170℃の樹脂を得ることもできる。尚、ガラス転移点110〜170℃、好ましくは130〜160℃の樹脂は、疎密依存性の低減、サイドローブマージンの向上の点で好ましい。
樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)は、走査カロリメトリー(Differential Scanning Calorimeter) により測定することができる。
The resin (A) is preferably an acrylic / methacrylic repeating unit in which all repeating units are contained. By containing the repeating units (A1), (A2), and (A3), a resin having a glass transition point of 110 to 170 ° C. It can also be obtained. A resin having a glass transition point of 110 to 170 ° C., preferably 130 to 160 ° C. is preferable from the viewpoint of reducing the dependency on density and improving the side lobe margin.
The glass transition temperature (Tg) of the resin (A) can be measured by differential scanning calorimeter.

ガラス転移点を上記特定範囲内に制御することは、上記一般式(A1)〜(A3)で表されるような脂環構造を有する繰り返し単位を導入するだけでなく、分子量や分散度(Mw/Mn)を制御することで達成できる。
その場合、樹脂(A)の重量平均分子量としては、通常5000〜30000、好ましくは6000〜25000、より好ましくは7000〜20000とすることが望ましい。
また、樹脂(A)の分散度は、通常3.5以下、好ましくは3.0以下、より好ましくは2.5以下である。
重量平均分子量が5000以上、分散度を3.5以下とすることは、Tgを保ち疎密依存性やサイドローブマージンの点で好ましい。
重量平均分子量、分散度を制御するためには、上記反応条件を選択するだけでなく、反応モノマー溶液及びラジカル重合開始剤の溶液を、一定温度に加熱した溶媒等に滴下、あるいは分割添加する滴下重合法が望ましい。
また、分別再沈法により重合により得られ樹脂のより低分子量側を除くことで、更に本発明の効果を高めることが可能である。分別再沈法とは、例えば、樹脂溶液を樹脂の貧溶媒に対して投入すること、あるいは、樹脂の貧溶媒を樹脂溶液に対して注ぎ込むことにより、溶剤溶解性の高い低分子量オリゴマーを除去する方法である。
樹脂(A)の貧溶媒としては、n−ヘキサン、n−ヘプタン、トルエンなどの炭化水素溶媒、炭化水素溶媒と酢酸エチル等のエステル溶媒との混合溶媒、蒸留水、メタノール、エタノールなどのアルコール類の単独あるいは混合溶媒を挙げることができる。
一方、樹脂を溶解する溶媒としては上記反応溶媒などを用いることができる。
ここで、低分子オリゴマーとは、例えば、重量平均分子量100以下のものである。
Controlling the glass transition point within the specific range not only introduces a repeating unit having an alicyclic structure as represented by the general formulas (A1) to (A3), but also has a molecular weight and a dispersity (Mw). / Mn) can be achieved.
In that case, the weight average molecular weight of the resin (A) is usually 5000 to 30000, preferably 6000 to 25000, and more preferably 7000 to 20000.
The degree of dispersion of the resin (A) is usually 3.5 or less, preferably 3.0 or less, more preferably 2.5 or less.
It is preferable that the weight average molecular weight is 5000 or more and the dispersity is 3.5 or less in terms of density dependence and sidelobe margin while maintaining Tg.
In order to control the weight average molecular weight and the degree of dispersion, not only the above reaction conditions are selected, but the reaction monomer solution and the radical polymerization initiator solution are dropped into a solvent or the like heated to a constant temperature, or dropped dropwise. A polymerization method is desirable.
Further, by removing the lower molecular weight side of the resin obtained by polymerization by the fractional reprecipitation method, the effect of the present invention can be further enhanced. The fractional reprecipitation method, for example, removes low molecular weight oligomers with high solvent solubility by pouring the resin solution into the poor solvent of the resin or pouring the poor solvent of the resin into the resin solution. Is the method.
Examples of the poor solvent for the resin (A) include hydrocarbon solvents such as n-hexane, n-heptane, and toluene, mixed solvents of hydrocarbon solvents and ester solvents such as ethyl acetate, alcohols such as distilled water, methanol, and ethanol. These may be used alone or as a mixed solvent.
On the other hand, the above-mentioned reaction solvent and the like can be used as a solvent for dissolving the resin.
Here, the low molecular weight oligomer is, for example, one having a weight average molecular weight of 100 or less.

本発明のポジ型レジスト組成物において、本発明に係わる全ての樹脂の組成物全体中の配合量は、全レジスト固形分中40〜99.99質量%が好ましく、より好ましくは50〜99.97質量%である。   In the positive resist composition of the present invention, the blending amount of all the resins according to the present invention in the entire composition is preferably 40 to 99.99% by mass, more preferably 50 to 99.97, based on the total solid content of the resist. % By mass.

〔2〕活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B成分)
本発明のレジスト組成物は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(光酸発生剤)を含有する。
[2] Compound that generates acid upon irradiation with actinic rays or radiation (component B)
The resist composition of the present invention contains a compound (a photoacid generator) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation.

本発明で使用される光酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている公知の光(400〜200nmの紫外線、遠紫外線、特に好ましくは、g線、h線、i線、KrFエキシマレーザー光)、ArFエキシマレーザー光、電子線、X線、分子線又はイオンビームにより酸を発生する化合物及
びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
As the photoacid generator used in the present invention, it is used as a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for radical photopolymerization, a photodecolorant for dyes, a photochromic agent, a microresist, or the like. Acid by known light (400-200 nm ultraviolet light, far ultraviolet light, particularly preferably g-line, h-line, i-line, KrF excimer laser beam), ArF excimer laser beam, electron beam, X-ray, molecular beam or ion beam Can be selected and used as appropriate.

また、その他の本発明に用いられる光酸発生剤としては、たとえばジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、セレノニウム塩、アルソニウム塩等のオニウム塩、有機ハロゲン化合物、有機金属/有機ハロゲン化物、o−ニトロベンジル型保護基を有する光酸発生剤、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、ジスルホン化合物、ジアゾケトスルホン、ジアゾジスルホン化合物等を挙げることができる。
また、これらの光により酸を発生する基、あるいは化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合物を用いることができる。
Examples of other photoacid generators used in the present invention include diazonium salts, ammonium salts, phosphonium salts, iodonium salts, sulfonium salts, selenonium salts, onium salts such as arsonium salts, organic halogen compounds, organic metals / organics. Examples include halides, photoacid generators having an o-nitrobenzyl-type protecting group, compounds that generate photosulfonic acid by photolysis, such as iminosulfonates, disulfone compounds, diazoketosulfones, diazodisulfone compounds, etc. Can do.
Moreover, the group which generate | occur | produced the acid by these light, or the compound which introduce | transduced the compound into the principal chain or side chain of the polymer can be used.

さらにV.N.R.Pillai,Synthesis,(1),1(1980)、A.Abad etal,TetrahedronLett.,(47)4555(1971)、D.H.R.Bartonetal,J.Chem.Soc.,(C),329(1970)、米国特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光により酸を発生する化合物も使用することができる。   Furthermore, VNRPillai, Synthesis, (1), 1 (1980), A. Abad etal, Tetrahedron Lett., (47) 4555 (1971), DHR Bartonetal, J. Chem. Soc., (C), 329 (1970), Compounds that generate an acid by light as described in US Pat. No. 3,779,778, European Patent 126,712, and the like can also be used.

活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の内で特に好ましい化合物として、下記一般式(ZI)、(ZII)、(ZIII)で表される化合物を挙げることができる。   Among the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, compounds represented by the following general formulas (ZI), (ZII), and (ZIII) can be exemplified.

Figure 2005099327
Figure 2005099327

上記一般式(Z1)において、R201、R202及びR203は、各々独立に有機基を表す。
-は、非求核性アニオンを表し、一般式(I)に於けるX-の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。
In the general formula (Z1), R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
X represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same as the non-nucleophilic anion of X − in formula (I).

201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。
また、R201〜R203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。
201〜R203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。
201、R202及びR203としての有機基の具体例としては、後述する化合物(Z1−1)、(Z1−2)、(Z1−3)における対応する基を挙げることができる。
The carbon number of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1-30, preferably 1-20.
Two of R 201 to R 203 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.
The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).
Specific examples of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 include corresponding groups in the compounds (Z1-1), (Z1-2) and (Z1-3) described later.

尚、一般式(Z1)で表される構造を複数有する化合物であってもよい。例えば、一般式(Z1)で表される化合物のR201〜R203の少なくともひとつが、一般式(Z1)で表されるもうひとつの化合物のR201〜R203の少なくともひとつと結合した構造を有する化合物であってもよい。 In addition, the compound which has two or more structures represented by general formula (Z1) may be sufficient. For example, the general formula at least one of R 201 to R 203 of a compound represented by (Z1) is at least one bond with structure of R 201 to R 203 of another compound represented by formula (Z1) It may be a compound.

更に好ましい(Z1)成分として、以下に説明する化合物(Z1−1)、(Z1−2)、及び(Z1−3)を挙げることができる。   As more preferred (Z1) component, compounds (Z1-1), (Z1-2), and (Z1-3) described below can be exemplified.

化合物(Z1−1)は、上記一般式(Z1)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニム化合物、即ち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。
アリールスルホニウム化合物は、R201〜R203の全てがアリール基でもよいし、R201〜R203の一部がアリール基で、残りがアルキル基でもよい。
アリールスルホニウム化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物を挙げることができる。
アリールスルホニウム化合物のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。アリールスルホニム化合物が2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているアルキル基は、炭素数1〜15の直鎖、分岐又は環状アルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。
201〜R203のアリール基、アルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、アリール基(例えば炭素数6−から14)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基を置換基として有してもよい。好ましい置換基としては炭素数1〜12の直鎖、分岐又は環状アルキル基、炭素数1〜12の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基であり、最も好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基である。置換基は、3つのR201〜R203のうちのいずれか1つに置換していてもよいし、3つ全てに置換していてもよい。また、R201〜R203がアリール基の場合に、置換基はアリール基のp−位に置換していることが好ましい。
Compound (Z1-1) is at least one of the aryl groups R 201 to R 203 in formula (Z1), arylsulfonium compound, i.e., a compound having arylsulfonium as a cation.
Arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group or a part of R 201 to R 203 may be an aryl group with the remaining being an alkyl group.
Examples of the arylsulfonium compound include a triarylsulfonium compound, a diarylalkylsulfonium compound, and an aryldialkylsulfonium compound.
The aryl group of the arylsulfonium compound is preferably a phenyl group or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.
The alkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, sec. -Butyl group, t-butyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group and the like can be mentioned.
Aryl group R 201 to R 203, an alkyl group, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), an aryl group (e.g., carbon number 6 to 14), an alkoxy group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, You may have a hydroxyl group and a phenylthio group as a substituent. Preferred substituents are linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, linear, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, most preferably alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, It is a C1-C4 alkoxy group. The substituent may be substituted with any one of the three R 201 to R 203 , or may be substituted with all three. When R 201 to R 203 are an aryl group, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.

次に、化合物(Z1−2)について説明する。
化合物(Z1−2)は、式(Z1)におけるR201〜R203が、各々独立に、芳香環を含有しない有機基を表す場合の化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含有する芳香族環も包含するものである。
201〜R203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。
201〜R203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。
Next, the compound (Z1-2) will be described.
Compound (Z1-2) is a compound in the case where R 201 to R 203 in formula (Z1) each independently represents an organic group not containing an aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring containing a hetero atom.
The organic group having no aromatic ring as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.
R 201 to R 203 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.

201〜R203としてのアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)、炭素数3〜10の環状アルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。
201〜R203としての2−オキソアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、好ましくは、上記のアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
201〜R203としてのアルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。
201〜R203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。
201〜R203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。R201〜R203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。
The alkyl group as R 201 to R 203 may be linear, branched, or cyclic, preferably a linear or branched alkyl group (e.g., methyl group having 1 to 10 carbon atoms, an ethyl group, a propyl Group, butyl group, pentyl group) and cyclic alkyl groups having 3 to 10 carbon atoms (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group).
The 2-oxoalkyl group as R 201 to R 203 may be linear, branched or cyclic, and preferably includes a group having> C═O at the 2-position of the above alkyl group. it can.
The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group as R 201 to R 203, preferred examples include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group).
R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (for example, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.
Two members out of R 201 to R 203 may combine 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. The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).

化合物(Z1−3)とは、以下の一般式(Z1−3)で表される化合物であり、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 (Z1-3) is a compound represented by the following general formula (Z1-3), and is a compound having a phenacylsulfonium salt structure.

Figure 2005099327
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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、水素原子を表す。
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〜R5c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。
Zc-は、非求核性アニオンを表し、一般式(I)に於けるX-の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。
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 represent a hydrogen atom.
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 5c and Rx and Ry may be bonded to each other to form a ring structure, and this ring structure includes an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, and an amide bond. You may go out.
Zc represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same as the non-nucleophilic anion of X − in formula (I).

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、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 a preservation | save.

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。
2−オキソアルキル基は、R1c〜R5cとしてのアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基については、R1c〜R5cとしてのアルコキシ基と同様のものを挙げることができる。
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。
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 2-oxoalkyl group include a group having> C═O at the 2-position of the alkyl group as R 1c to R 5c .
Examples of the alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group include the same alkoxy groups as R 1c to R 5c .
Examples of the group formed by combining Rx and Ry include a butylene group and a pentylene group.

一般式(ZII)、(ZIII)中、R204〜R207は、各々独立に、置換基を有しててもよいアリール基又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
204〜R207のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。
204〜R207としてのアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)、炭素数3〜10の環状アルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。
204〜R207が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜15)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基等を挙げることができる。
-は、非求核性アニオンを表し、一般式(I)に於けるX-の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。
In formula (ZII), (ZIII), R 204 ~R 207 each independently represents an alkyl group which may have an optionally substituted aryl group or a substituent.
Phenyl group and a naphthyl group are preferred as the aryl group of R 204 to R 207, more preferably a phenyl group.
The alkyl group as R 204 to R 207 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).
The R 204 to R 207 are substituents which may have, for example, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), an aryl group (e.g. having 6 to 15 carbon atoms), an alkoxy group (for example, 1 to 15 carbon atoms ), Halogen atoms, hydroxyl groups, phenylthio groups, and the like.
X represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same as the non-nucleophilic anion of X − in formula (I).

活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の中で、特に好ましいものの例を以下に挙げる。   Among the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, examples of particularly preferable compounds are listed below.

Figure 2005099327
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以下に、本発明の酸発生剤(B成分)として用いることができる、他の化合物について説明する。   Hereinafter, other compounds that can be used as the acid generator (component B) of the present invention will be described.

(1)下記の一般式(PAG3)で表されるヨードニウム塩、又は一般式(PAG4)で表されるスルホニウム塩。 (1) An iodonium salt represented by the following general formula (PAG3) or a sulfonium salt represented by the general formula (PAG4).

Figure 2005099327
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ここで式Ar1、Ar2は、各々独立に、置換もしくは未置換のアリール基を示す。
203、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。
Here, 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.

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

またR203、R204、R205のうちの2つ及びAr1、Ar2はそれぞれの単結合又は置換基を介して結合してもよい。 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.

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 2005099327
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Figure 2005099327
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上記において、Phはフェニル基を表す。
一般式(PAG3)、(PAG4)で示される上記オニウム塩は公知であり、例えば、米国特許第2,807,648 号及び同4,247,473号、特開昭53−101,331号等に記載の方法により合成することができる。
In the above, Ph represents a phenyl group.
The onium salts represented by the general formulas (PAG3) and (PAG4) are known, such as US Pat. Nos. 2,807,648 and 4,247,473, and JP-A-53-101,331. It can be synthesized by the method described in 1.

これらの光酸発生剤の添加量は、組成物中の固形分を基準として、通常0.001〜30質量%の範囲で用いられ、好ましくは0.3〜20質量%、更に好ましくは0.5〜10質量%の範囲で使用される。
光酸発生剤の添加量を上記範囲とすることは、感度と、レジストの光吸収によるプロファイル、プロセス(特にベーク)マージンのバランスの観点から好ましい。
尚、本発明においては、活性光線又は放射線の照射により分解してスルホン酸を発生する化合物が好ましい。
The addition amount of these photo-acid generators is normally used in the range of 0.001 to 30% by mass, preferably 0.3 to 20% by mass, more preferably 0.8%, based on the solid content in the composition. It is used in the range of 5 to 10% by mass.
Setting the amount of the photoacid generator to be in the above range is preferable from the viewpoint of the balance between the sensitivity, the profile due to light absorption of the resist, and the process (especially baking) margin.
In the present invention, a compound that decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to generate sulfonic acid is preferable.

〔3〕その他の添加剤
本発明のポジ型レジスト組成物には、必要に応じて更に界面活性剤、有機塩基性化合物、酸分解性溶解阻止化合物、染料、可塑剤、光増感剤、及び現像液に対する溶解性を促進させる化合物等を含有させることができる。
[3] Other additives In the positive resist composition of the present invention, a surfactant, an organic basic compound, an acid-decomposable dissolution inhibiting compound, a dye, a plasticizer, a photosensitizer, and A compound or the like that promotes solubility in a developer can be contained.

(a)界面活性剤
本発明のポジ型レジスト組成物は、界面活性剤、好ましくはフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤を含有する。
本発明のポジ型レジスト組成物は、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤及び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酸分解性樹脂と上記界面活性剤とを含有することにより、パターンの線幅が一層細い時に特に有効であり、現像欠陥が一層改良される。
(A) Surfactant The positive resist composition of the present invention contains a surfactant, preferably a fluorine-based and / or silicon-based surfactant.
The positive resist composition of the present invention preferably contains one or two or more of a fluorine-based surfactant, a silicon-based surfactant and a surfactant containing both fluorine atoms and silicon atoms.
When the positive resist composition of the present invention contains the acid-decomposable resin and the surfactant, it is particularly effective when the line width of the pattern is narrower and development defects are further improved.

これらのフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤として、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。
使用できる市販のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
As these fluorine-based and / or silicon-based surfactants, for example, JP-A-62-36663, JP-A-61-226746, JP-A-61-226745, JP-A-62-170950 are disclosed. JP-A-63-34540, JP-A-7-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-5988, JP-A-2002-277862, US Pat. Nos. 5,405,720, 5,360,692, 5,529,881, 5,296,330, 5,436,098, 5,576,143, 5,294,511, 5,824,451 The following commercially available surfactants can also be used as they are.
Examples of commercially available fluorine-based and / or silicon-based surfactants that can be used include F-top EF301, EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Fluorad FC430, 431 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173, F176, F189, R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (Troy Chemical) Fluorine-based surfactants or silicon-based surfactants such as those manufactured by K.K. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.

また、フッ素系及び/又はシリコン系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、市販のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤として、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 shown above, fluorine-based and / or silicon-based surfactants can be produced by a telomerization method (also referred to as a telomer method) or an oligomerization method (also referred to as an oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group derived from a fluoroaliphatic compound 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).
For example, as a commercially available fluorine-based and / or silicon-based surfactant, Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, F-472 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) Can be mentioned. 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.

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%、特に好ましくは0.01質量%〜1質量%である。   The amount of the surfactant used is preferably 0.0001 to 2% by mass, more preferably 0.001 to 1% by mass, and particularly preferably 0.01 to the total amount of the positive resist composition (excluding the solvent). It is mass%-1 mass%.

上記の他に使用することのできる界面活性剤としては、具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤等を挙げることができる。   Specific examples of surfactants that can be used other than the above include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether. , Polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as polyoxyethylene octylphenol ether and polyoxyethylene nonylphenol ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan Sorbitan fatty acid esters such as monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as laurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate Etc.

(b)有機塩基性化合物
本発明のポジ型レジスト組成物は、有機塩基性化合物を含有することが好ましい。好ましい有機塩基性化合物としては、フェノールよりも塩基性の強い化合物である。中でも含窒素塩基性化合物が好ましく、例えば下記(A)〜(E)で表される構造が挙げられる。
(B) Organic basic compound The positive resist composition of the present invention preferably contains an organic basic compound. A preferable organic basic compound is a compound having a stronger basicity than phenol. Of these, nitrogen-containing basic compounds are preferable, and examples thereof include structures represented by the following (A) to (E).

Figure 2005099327
Figure 2005099327

Figure 2005099327
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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, alkyl group, alkoxy group, acyl group, acyloxy group, aryl group, aryloxy group, nitro group, hydroxyl group and cyano group.

含窒素塩基性化合物の好ましい具体例として、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、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、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、1,5−ジアザビシクロ〔4.3.0〕ノナ−5−エン、1,8−ジアザビシクロ〔5.4.0〕ウンデカ−7−エン、1,4−ジアザビシクロ〔2.2.2〕オクタン、2,4,5−トリフェニルイミダゾール、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、N−ヒドロキシエチルモルホリン、N−ベンジルモルホリン、シクロヘキシルモルホリノエチルチオウレア(CHMETU)等の3級モルホリン誘導体、特開平11−52575号公報に記載のヒンダードアミン類(例えば該公報〔0005〕に記載のもの)等が挙げられるがこれに限定されるものではない。   Preferable specific examples of the nitrogen-containing basic compound include guanidine, 1,1-dimethylguanidine, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, 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-aminopyrrolidine, piperazine, N- (2-aminoethyl) piperazine, N- (2-aminoethyl) piperidine, 4- Amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-piperidinopiperidine, 2- Minopiperidine, 1- (2-aminoethyl) pyrrolidine, pyrazole, 3-amino-5-methylpyrazole, 5-amino-3-methyl-1-p-tolylpyrazole, pyrazine, 2- (aminomethyl) -5 Methylpyrazine, pyrimidine, 2,4-diaminopyrimidine, 4,6-dihydroxypyrimidine, 2-pyrazoline, 3-pyrazoline, N-aminomorpholine, N- (2-aminoethyl) morpholine, 1,5-diazabicyclo [ 4.3.0] non-5-ene, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, 2,4,5- Triphenylimidazole, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, N-hydroxyethylmorpholine, N-benzylmorpholine, cyclohexane Examples thereof include tertiary morpholine derivatives such as silmorpholinoethylthiourea (CHMETU), hindered amines described in JP-A-11-52575 (for example, those described in the publication [0005]), and the like. Absent.

特に好ましい具体例は、1,5−ジアザビシクロ〔4.3.0〕ノナ−5−エン、1,8−ジアザビシクロ〔5.4.0〕ウンデカ−7−エン、1,4−ジアザビシクロ〔2.2.2〕オクタン、4−ジメチルアミノピリジン、ヘキサメチレンテトラミン、4,4−ジメチルイミダゾリン、ピロール類、ピラゾール類、イミダゾール類、ピリダジン類、ピリミジン類、CHMETU等の3級モルホリン類、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバゲート等のヒンダードアミン類、N,N−ジヒドロキシエチルアニリン、N,N−ジブチルアニリン、トリオクチルアミン、トリフェニルイミダゾール、アンチピリン、2,6−ジイソプロピルアニリン等を挙げることができる。
中でも、1,5−ジアザビシクロ〔4.3.0〕ノナ−5−エン、1,8−ジアザビシクロ〔5.4.0〕ウンデカ−7−エン、1,4−ジアザビシクロ〔2.2.2〕オクタン、4−ジメチルアミノピリジン、ヘキサメチレンテトラミン、CHMETU、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバゲート、N,N−ジヒドロキシエチルアニリン、N,N−ジブチルアニリン、トリオクチルアミン、トリフェニルイミダゾール、アンチピリン、2,6−ジイソプロピルアニリンが好ましい。
Particularly preferred examples are 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene, 1,4-diazabicyclo [2. 2.2] Octane, 4-dimethylaminopyridine, hexamethylenetetramine, 4,4-dimethylimidazoline, pyrroles, pyrazoles, imidazoles, pyridazines, pyrimidines, tertiary morpholines such as CHMETU, bis (1, 2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebagate and other hindered amines, N, N-dihydroxyethylaniline, N, N-dibutylaniline, trioctylamine, triphenylimidazole, antipyrine, 2,6-diisopropyl And aniline.
Among them, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] Octane, 4-dimethylaminopyridine, hexamethylenetetramine, CHMETU, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebagate, N, N-dihydroxyethylaniline, N, N-dibutylaniline, tri Octylamine, triphenylimidazole, antipyrine, and 2,6-diisopropylaniline are preferred.

これらの含窒素塩基性化合物は、単独であるいは2種以上組み合わせて用いられる。含窒素塩基性化合物の使用量は、本発明のレジスト組成物の全組成物の固形分に対し、通常、0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。上記範囲とすることは、含窒素塩基性化合物の添加の効果と感度や非露光部の現像性のバランスの面から好ましい。   These nitrogen-containing basic compounds are used alone or in combination of two or more. The usage-amount of a nitrogen-containing basic compound is 0.001-10 mass% normally with respect to solid content of the whole composition of the resist composition of this invention, Preferably it is 0.01-5 mass%. The above range is preferable from the viewpoint of the balance between the effect and sensitivity of the addition of the nitrogen-containing basic compound and the developability of the non-exposed area.

〔4〕溶剤(C成分)
本発明のポジ型レジスト組成物は、上記各成分を溶解する溶剤に溶かして支持体上に塗布する。ここで使用する溶剤としては、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、エチレンカーボネート、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等が好ましく、これらの溶剤を単独あるいは混合して使用する。
[4] Solvent (component C)
The positive resist 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 (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), ethylene carbonate, toluene, ethyl acetate, butyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, pyruvin Ethyl acetate, propyl pyruvate, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl Pyrrolidone, tetrahydrofuran and the like are preferable to use these solvents singly or in combination.

上記の中でも、好ましい溶剤としてはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレンカーボネート、酢酸ブチル、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、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフランを挙げることができる。   Among these, preferable solvents include propylene glycol monomethyl ether acetate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether , Ethylene carbonate, butyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, N-methylpyrrolidone and tetrahydrofuran.

各成分を溶剤に溶解し、調製されるレジスト組成物は、全固形分の濃度として、3〜25質量%であることが好ましく、5〜22質量%であることがより好ましく、7〜20質量%であることが更に好ましい。   The resist composition prepared by dissolving each component in a solvent is preferably 3 to 25% by mass, more preferably 5 to 22% by mass, and 7 to 20% by mass as the total solid concentration. % Is more preferable.

本発明のこのようなポジ型レジスト組成物は基板上に塗布され、薄膜を形成する。この塗膜の膜厚は0.2〜1.2μmが好ましい。 使用することができる基板としては、通常のBareSi基板、SOG基板、あるいは次に記載の無機の反射防止膜を有する基板等を挙げることができる。 また、必要により、市販の無機あるいは有機反射防止膜を使用することができる。   Such a positive resist composition of the present invention is applied onto a substrate to form a thin film. The thickness of this coating film is preferably 0.2 to 1.2 μm. Examples of the substrate that can be used include a normal BareSi substrate, an SOG substrate, and a substrate having an inorganic antireflection film described below. If necessary, a commercially available inorganic or organic antireflection film can be used.

反射防止膜としては、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、α−シリコン等の無機膜型と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型が用いることができる。前者は膜形成に真空蒸着装置、CVD装置、スパッタリング装置等の設備を必要とする。有機反射防止膜としては、例えば特公平7−69611号記載のジフェニルアミン誘導体とホルムアルデヒド変性メラミン樹脂との縮合体、アルカリ可溶性樹脂、吸光剤からなるものや、米国特許5294680号記載の無水マレイン酸共重合体とジアミン型吸光剤の反応物、特開平6−118631号記載の樹脂バインダーとメチロールメラミン系熱架橋剤を含有するもの、特開平6−118656号記載のカルボン酸基とエポキシ基と吸光基を同一分子内に有するアクリル樹脂型反射防止膜、特開平8−87115号記載のメチロールメラミンとベンゾフェノン系吸光剤からなるもの、特開平8−179509号記載のポリビニルアルコール樹脂に低分子吸光剤を添加したもの等が挙げられる。
また、有機反射防止膜として、ブリューワーサイエンス社製のDUV30シリーズや、DUV−40シリーズ、ARC25、シプレー社製のAC−2、AC−3、AR19、AR20等を使用することもできる。
As the antireflection film, an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, α-silicon, and an organic film type made of a light absorber and a polymer material can be used. The former requires equipment such as a vacuum deposition apparatus, a CVD apparatus, and a sputtering apparatus for film formation. Examples of the organic antireflection film include a condensate of a diphenylamine derivative and a formaldehyde-modified melamine resin described in JP-B-7-69611, an alkali-soluble resin, a light absorber, and maleic anhydride copolymer described in US Pat. No. 5,294,680. A reaction product of a coalescence and a diamine type light absorbing agent, a resin binder described in JP-A-6-186863 and a methylolmelamine thermal crosslinking agent, a carboxylic acid group, an epoxy group and a light-absorbing group described in JP-A-6-118656. An acrylic resin-type antireflection film in the same molecule, a composition comprising methylol melamine and a benzophenone-based light absorber described in JP-A-8-87115, and a low-molecular light absorber added to a polyvinyl alcohol resin described in JP-A-8-179509 And the like.
Further, as the organic antireflection film, DUV30 series, DUV-40 series, ARC25, AC-2, AC-3, AR19, AR20, etc., manufactured by Brewer Science can be used.

上記レジスト液を精密集積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆)上に(必要により上記反射防止膜を設けられた基板上に)、スピナー、コーター等の適当な塗布方法により塗布後、所定のマスクを通して露光し、ベークを行い現像することにより良好なレジストパターンを得ることができる。ここで露光光としては、好ましくは150nm〜250nmの波長の光である。具体的には、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、F2エキシマレーザー(157nm)、X線、電子ビーム等が挙げられる。 Appropriate use of the resist solution on a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) used for the manufacture of precision integrated circuit elements (on a substrate provided with the antireflection film if necessary), spinner, coater, etc. A good resist pattern can be obtained by applying through a predetermined coating method, exposing through a predetermined mask, baking and developing. Here, the exposure light is preferably light having a wavelength of 150 nm to 250 nm. Specific examples include a KrF excimer laser (248 nm), an ArF excimer laser (193 nm), an F 2 excimer laser (157 nm), an X-ray, and an electron beam.

現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液(通常0.1〜10質量%)を使用することができる。 更に、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。   Examples of the developer include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, diethylamine, and di-n. -Secondary amines such as butylamine; tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine; alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine; quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide. An alkaline aqueous solution (usually 0.1 to 10% by mass) of cyclic amines such as pyrrole and pihelidine can be used. Furthermore, an appropriate amount of alcohol or surfactant may be added to the alkaline aqueous solution.

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example.

合成例 樹脂(1)の合成
2−アダマンチル−2−メチルメタクリレート、ジヒドロキシアダマンタントリフルオロメチルアクリレート、ノルボルナンラクトンメタクリレートを40/20/40の割合で仕込み、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノメチルエーテル=60/40に溶解し、固形分濃度22%の溶液450gを調製した。この溶液に重合開始剤として和光純薬製V−601を1mol%加え、これを窒素雰囲気下、6時間かけて80℃に加熱したプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノメチルエーテル=60/40の混合溶液50gに滴下した。滴下終了後、反応液を2時間攪拌した。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、ヘキサン/酢酸エチル=9/1の混合溶媒5Lに晶析、析出した白色粉体を濾取し、目的物である樹脂(1)を回収した。
13CNMRから求めたポリマー組成比は44/16/40であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は8700、分散度は2.1であった。また、オリゴマー成分について測定した結果、分子量100以下のオリゴマーが9%含まれていた。
Synthesis Example Synthesis of Resin (1) 2-Adamantyl-2-methyl methacrylate, dihydroxyadamantane trifluoromethyl acrylate and norbornane lactone methacrylate were charged at a ratio of 40/20/40, and propylene glycol monomethyl ether acetate / propylene glycol monomethyl ether = 60. / 40 was dissolved to prepare 450 g of a solution having a solid content concentration of 22%. 1 mol% of Wako Pure Chemical V-601 was added to this solution as a polymerization initiator, and this was heated to 80 ° C. over 6 hours in a nitrogen atmosphere, and a mixture of propylene glycol monomethyl ether acetate / propylene glycol monomethyl ether = 60/40 It was dripped at 50g of solutions. After completion of dropping, the reaction solution was stirred for 2 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, crystallized in 5 L of a mixed solvent of hexane / ethyl acetate = 9/1, and the precipitated white powder was collected by filtration to recover the target resin (1).
The polymer composition ratio determined from 13 CNMR was 44/16/40. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 8700, and dispersion degree was 2.1. Moreover, as a result of measuring about an oligomer component, 9% of oligomers with a molecular weight of 100 or less were contained.

モノマーの種類や量等を変更し、同様にして樹脂(2)〜(8)及び比較樹脂(1)・(2)を作成した。各樹脂のモノマー組成、分子量、分散度(Mw/Mn)、分子量100以下のオリゴマー成分の含有量について下に記す。   Resin (2) to (8) and comparative resins (1) and (2) were prepared in the same manner by changing the type and amount of the monomer. The monomer composition, molecular weight, dispersity (Mw / Mn), and content of oligomer components having a molecular weight of 100 or less are described below.

Figure 2005099327
Figure 2005099327

Figure 2005099327
Figure 2005099327

実施例1〜8及び比較例1・2
(ポジ型レジスト組成物組成物の調製と評価)
上記合成例で合成した樹脂(2g)、
光酸発生剤(配合量は表2に示した)、
有機塩基性化合物(4mg)、
必要により界面活性剤(10mg)
を配合し、固形分11質量%となるように表1に示す溶剤に溶解した後、0.1μmのミクロフィルターで濾過し、実施例1〜8と比較例1・2のポジ型レジスト組成物を調製した。尚、表1における各成分について複数使用の際の比率は質量比である。
Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2
(Preparation and evaluation of positive resist composition)
Resin synthesized in the above synthesis example (2 g),
Photoacid generator (blending amount shown in Table 2),
Organic basic compound (4 mg),
Surfactant (10mg) if necessary
And dissolved in the solvent shown in Table 1 so as to have a solid content of 11% by mass, followed by filtration with a 0.1 μm microfilter, and positive resist compositions of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2 Was prepared. In addition, the ratio at the time of using two or more about each component in Table 1 is a mass ratio.

(評価試験)
初めに反射防止膜としてBrewer Science社製ARC−29A−8をスピンコーターを利用してシリコンウエハー上に78nm塗布、乾燥した後、その上に得られたポジ型フォトレジスト組成物を塗布し、115℃で90秒間乾燥し、約0.3μmのポジ型フォトレジスト膜を作製し、それにArFエキシマレーザー(波長193nm、NA=0.6のISI社製ArFステッパー)を用いて露光した。露光後の加熱処理を115℃で90秒間行い、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現像、蒸留水でリンスし、レジストパターンプロファイルを得た。
(Evaluation test)
First, ARC-29A-8 manufactured by Brewer Science Co., Ltd. was applied as an antireflection film to a silicon wafer at a thickness of 78 nm using a spin coater, dried, and then the resulting positive photoresist composition was applied thereon. The film was dried at 90 ° C. for 90 seconds to prepare a positive photoresist film having a thickness of about 0.3 μm, and exposed to an ArF excimer laser (ArF stepper manufactured by ISI having a wavelength of 193 nm and NA = 0.6). The heat treatment after the exposure was performed at 115 ° C. for 90 seconds, developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, and rinsed with distilled water to obtain a resist pattern profile.

〔LER(ラインエッジラフネス)〕:
測長走査型電子顕微鏡(SEM)を使用して、ライン/スペース=1:0.9(ライン幅150nm)のパターンについて測定した。測定モニター内で、ラインパターンエッジを複数の位置で検出し、その検出位置のばらつきの分散(3σ)をエッジラフネスの指標とした(単位はnm)。この価が小さいほどエッジラフネスが良好である。
[LER (Line Edge Roughness)]:
Using a length-measuring scanning electron microscope (SEM), measurement was performed on a pattern of line / space = 1: 0.9 (line width 150 nm). In the measurement monitor, line pattern edges were detected at a plurality of positions, and the dispersion (3σ) of variations in the detected positions was used as an index of edge roughness (unit: nm). The smaller the value, the better the edge roughness.

〔パターン倒れ性〕
測長走査型電子顕微鏡(SEM)を使用して、ライン幅130nmのライン/スペースパターン(ライン/スペース=1:1)のパターン倒れを観察し、最適露光量をEo、パターン倒れが観察される露光量をElimitとし、次式で求められる価をパターン倒れの指標とした。この価が大きいほど、パターン倒れ性が良好である。
パターン倒れ性(%)=(Elimit − Eo) / Eo × 100
このれらの評価結果を下記表1にあわせて示す。
[Pattern collapse]
Using a length-measuring scanning electron microscope (SEM), pattern fall of a line / space pattern (line / space = 1: 1) having a line width of 130 nm is observed, the optimum exposure amount is Eo, and pattern fall is observed. The exposure amount was Elimit, and the value obtained by the following equation was used as an index of pattern collapse. The higher this value, the better the pattern collapse property.
Pattern collapseability (%) = (Elimit−Eo) / Eo × 100
These evaluation results are shown in Table 1 below.

Figure 2005099327
Figure 2005099327

表1における各成分の記号は以下を示す。
〔塩基性化合物〕
N1:N,N−ジヒドロキシエチルアニリン
N2:N,N−ジブチルアニリン
N3:トリオクチルアミン
N4:トリフェニルイミダゾール
N5:アンチピリン
N6:2,6−ジイソプロピルアニリン
The symbol of each component in Table 1 shows the following.
[Basic compounds]
N1: N, N-dihydroxyethylaniline N2: N, N-dibutylaniline N3: trioctylamine N4: triphenylimidazole N5: antipyrine N6: 2,6-diisopropylaniline

〔界面活性剤〕
W1:メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素系)
W2:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)
(フッ素及びシリコーン系)
W3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)
W4:ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル
W5:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)
[Surfactant]
W1: Megafuck F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (Fluorine)
W2: Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.)
(Fluorine and silicone)
W3: Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
W4: Polyoxyethylene nonylphenyl ether W5: Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.)

〔溶剤〕
S1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
S2:プロピレングリコールモノメチルエーテル
S3:γ−ブチロラクトン
S4:シクロヘキサノン
S5:乳酸エチル
S6:酢酸ブチル
〔solvent〕
S1: Propylene glycol monomethyl ether acetate S2: Propylene glycol monomethyl ether S3: γ-butyrolactone S4: Cyclohexanone S5: Ethyl lactate S6: Butyl acetate

表2の結果から、本発明の組成物は、パターン倒れ性、LER(ラインエッジラフネス)が抑制できていることがわかる。   From the results in Table 2, it can be seen that the composition of the present invention can suppress pattern collapse and LER (line edge roughness).

Claims (2)

下記式(A−1)で表される繰り返し単位(A1)、下記式(A−2)で表される繰り返し単位(A2)、及び下記式(A−3)で表される繰り返し単位(A3)、を含有する、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂(A)、及び活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B)、及び、溶剤(C)を含有するポジ型レジスト組成物。
Figure 2005099327
一般式(A−1)、(A−2)及び(A−3)中、
1a〜R3aは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキル基を表す。但しR1a〜R3aのうち少なくとも一つがフッ素原子または少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
環Aは、環状ラクトン構造を表す。
pは、1〜4の整数を表す。
Gは、フッ素原子、塩素原子、水酸基、シアノ基、アルキル基またはアルコキシ基を表す。
ALGは、酸分解性基を表す。
The repeating unit (A1) represented by the following formula (A-1), the repeating unit (A2) represented by the following formula (A-2), and the repeating unit (A3) represented by the following formula (A-3) ), A resin (A) whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of an acid, a compound (B) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and a solvent (C) Positive resist composition.
Figure 2005099327
In general formulas (A-1), (A-2) and (A-3),
R 1a to R 3a each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group or an alkyl group. However, at least one of R 1a to R 3a represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom.
Ring A represents a cyclic lactone structure.
p represents an integer of 1 to 4.
G represents a fluorine atom, a chlorine atom, a hydroxyl group, a cyano group, an alkyl group or an alkoxy group.
ALG represents an acid-decomposable group.
半導体基板上に、請求項1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 on a semiconductor substrate with the resist composition according to claim 1; and exposing and developing the resist film.
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