JP2005122134A - Photosensitive composition and pattern-forming method using the same - Google Patents

Photosensitive composition and pattern-forming method using the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosensitive composition for use in manufacturing steps of a semiconductor such as an IC, for manufacture of a circuit board of a liquid crystal, a thermal head or the like, or for other photofabrication steps, the photosensitive composition having a wide margin of exposure and little dependence on pattern density, and to provide a rpattern-forming using the composition. <P>SOLUTION: The photosensitive composition contains a compound which generates a specified acid having a plurality of sulfonic acid groups by irradiation with active rays or radiation. The pattern-forming method is carried out by using the composition. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、活性光線または放射線の照射により反応して性質が変化する感光性組成物に関するものである。さらに詳しくはIC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さらにその他のフォトファブリケーション工程に使用されるレジスト組成物に関するものである。   The present invention relates to a photosensitive composition whose properties change upon reaction with irradiation of actinic rays or radiation. More specifically, the present invention relates to a resist composition used in a semiconductor manufacturing process such as an IC, a circuit board such as a liquid crystal or a thermal head, and other photofabrication processes.

化学増幅レジスト組成物は、遠紫外光等の放射線の照射により露光部に酸を生成させ、この酸を触媒とする反応によって、活性放射線の照射部と非照射部の現像液に対する溶解性を変化させ、パターンを基板上に形成させるパターン形成材料である。   The chemically amplified resist composition generates an acid in the exposed area by irradiation with radiation such as far ultraviolet light, and the acid-catalyzed reaction changes the solubility of the active radiation irradiated area and non-irradiated area in the developer. And a pattern forming material for forming a pattern on the substrate.

KrFエキシマレーザーを露光光源とする場合には、主として248nm領域での吸収の小さい、ポリ(ヒドロキシスチレン)を基本骨格とする樹脂を主成分に使用するため、高感度、高解像度で、且つ良好なパターンを形成し、従来のナフトキノンジアジド/ノボラック樹脂系に比べて良好な系となっている。   When a KrF excimer laser is used as an exposure light source, a resin having a basic skeleton of poly (hydroxystyrene) having a small absorption mainly in the 248 nm region is used as a main component. A pattern is formed, which is a better system than the conventional naphthoquinone diazide / novolak resin system.

一方、更なる短波長の光源、例えばArFエキシマレーザー(193nm)を露光光源として使用する場合は、芳香族基を有する化合物が本質的に193nm領域に大きな吸収を示すため、上記化学増幅系でも十分ではなかった。
このため、脂環炭化水素構造を有する樹脂を含有するArFエキシマレーザー用レジストが開発されてきている。
On the other hand, when a further short wavelength light source, for example, an ArF excimer laser (193 nm) is used as an exposure light source, the compound having an aromatic group exhibits a large absorption in the 193 nm region. It wasn't.
For this reason, an ArF excimer laser resist containing a resin having an alicyclic hydrocarbon structure has been developed.

化学増幅レジストの主要構成成分である酸発生剤についても種々の化合物が見出されており、特許文献1(特開平9−309874号)に2価のアリールスルホン酸のスルホニウム塩、またはヨードニウム塩を含有するポジ型感光性組成物が記載されている。
しかしながら、微妙な露光量変化によって性能が変化する露光マージン、あるいは密集パターン、孤立パターンなどのパターンの疎密によって性能が変化する疎密依存性といった性能が未だ十分でなく改良が求められていた。
Various compounds have also been found for acid generators, which are the main constituents of chemically amplified resists. Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-309874) discloses a divalent arylsulfonic acid sulfonium salt or iodonium salt. A positive photosensitive composition is described.
However, performance such as an exposure margin whose performance changes due to a slight change in exposure amount, or a density dependency where performance changes due to the density of patterns such as dense patterns and isolated patterns has not been sufficient, and improvement has been demanded.

また、脂環炭化水素構造を有する樹脂は、脂環炭化水素構造の弊害として系が極めて疎水的になるがために、従来レジスト現像液として幅広く用いられてきたテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(以下TMAH)水溶液での現像が困難となったり、現像中に基板からレジストが剥がれてしまうなどの現象が見られる。   Further, since the resin having an alicyclic hydrocarbon structure becomes extremely hydrophobic as a harmful effect of the alicyclic hydrocarbon structure, tetramethylammonium hydroxide (hereinafter, TMAH), which has been widely used as a resist developer, has been widely used. Phenomena such as difficulty in development with an aqueous solution and peeling of the resist from the substrate during development are observed.

例えば、特許文献2(特開平9−73173号)、特許文献3(特開平10−161313号)には、脂環式基を含む構造で保護されたアルカリ可溶性基と、そのアルカリ可溶性基が酸により脱離して、アルカリ可溶性とならしめる構造単位を含む酸感応性化合物を用いたレジスト材料が記載されている。これら材料は疎水性の脂環式基を含む構造が脱離するため、親疎水性のコントラストが得られる優れた設計であるが、TMAH水溶液での現像性や、現像中に基板からレジストが剥がれに関しては、まだまだ十分ではなかった。このため、脂環式炭化水素部位が導入された樹脂への親水性基の導入が種々検討されてきた。
特許文献4(日本特許第2776273号)や特許文献5(特開平11−109632号)には、極性基含有脂環式官能基と酸分解性基を含有する樹脂を放射線感光材料に用いることが記載されている。
また、特許文献6〜10(特開平9−90637号、特開平10−207069号、特開平10−274852号、特開2001−188351号、日本特許第3042618
号)には、ラクトン構造を有する(メタ)アクリレート誘導体を他の重合性化合物と共重合させて得られた重合体を含有するフォトレジスト組成物について記載されている。
For example, in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-73173) and Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-161313), an alkali-soluble group protected with a structure containing an alicyclic group, and the alkali-soluble group is an acid. Describes a resist material using an acid-sensitive compound containing a structural unit that is eliminated by the above-described method and becomes alkali-soluble. These materials are excellent designs that provide hydrophilic / hydrophobic contrast because the structure containing hydrophobic alicyclic groups is eliminated. However, the developability with aqueous TMAH solution and the peeling of the resist from the substrate during development are important. Was still not enough. For this reason, various studies have been made on the introduction of a hydrophilic group into a resin having an alicyclic hydrocarbon moiety introduced therein.
In Patent Document 4 (Japanese Patent No. 2776273) and Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-109632), a resin containing a polar group-containing alicyclic functional group and an acid-decomposable group is used as a radiation-sensitive material. Has been described.
Further, Patent Documents 6 to 10 (Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-90637, 10-2007069, 10-274852, 2001-188351, Japanese Patent 3042618).
No.) describes a photoresist composition containing a polymer obtained by copolymerizing a (meth) acrylate derivative having a lactone structure with another polymerizable compound.

また、特許文献11〜14(特開2001-109154号、特開2000−137327号、特開2002−296783号、特開2001−215704号)には、上記ラクトンモノマーと極性基含有脂環式官能基であるヒドロキシアダマンタン構造を有するモノマーの共重合体樹脂を含有するポジ型フォトレジスト組成物が記載されている。   Patent Documents 11 to 14 (JP 2001-109154, JP 2000-137327, JP 2002-296783, JP 2001-215704) describe the lactone monomer and the polar group-containing alicyclic functional group. A positive photoresist composition containing a copolymer resin of a monomer having a hydroxyadamantane structure as a group is described.

上記のように、樹脂が疎水性を改良する上記のような種々の手段が種々検討されたが、上記の技術では未だ不十分な点が多く、改善が望まれている。特に線幅100nm以下のような微細なパターンを形成する際、マスクの被覆率(露光部、未露光部面積比率)やパターンのピッチによらず、即ちパターンの疎密の存在に依存せず、パターン形成条件(露光量やフォーカス)の変動の影響を受け難いこと(即ちプロセスウインドウが広いこと)が求められる。しかし、上記の様な組成物ではまだプロセスウインドウに関して改善の余地があった。   As described above, various means as described above for improving the hydrophobicity of the resin have been studied. However, the above techniques still have insufficient points, and improvement is desired. In particular, when a fine pattern having a line width of 100 nm or less is formed, the pattern does not depend on the mask coverage ratio (exposed portion / non-exposed portion area ratio) and the pattern pitch, that is, regardless of the presence / absence of pattern density. It is required that the film is not easily affected by variations in the forming conditions (exposure amount and focus) (that is, the process window is wide). However, the composition as described above still has room for improvement with respect to the process window.

また、脂環炭化水素構造を有する樹脂を含有するArFエキシマレーザー用レジストは、線幅100nm以下のような微細なパターンを形成する際、レジストパターンが倒れてしまい、続くドライエッチングによる基板加工ができないという問題があった。この問題は加工線幅の微細化が進むにつれて顕著となっており、倒れることなく微細なパターンが形成できるレジストが求められている。   In addition, the resist for ArF excimer laser containing a resin having an alicyclic hydrocarbon structure causes the resist pattern to collapse when a fine pattern with a line width of 100 nm or less is formed, and subsequent substrate processing by dry etching cannot be performed. There was a problem. This problem becomes more prominent as the processing line width becomes finer, and a resist capable of forming a fine pattern without falling is demanded.

また、線幅100nm以下のような微細なパターンを形成する必要が生ずる中で、特に孤立パターン形成の際、焦点ずれ許容範囲、即ち、デフォーカスラチチュード(DOF)を確保することが難しくなっており、より広いDOF性能を有するレジスト組成物が求められている。   Further, it is necessary to form a fine pattern with a line width of 100 nm or less, and it is difficult to ensure a defocus latitude (DOF) (DOF), particularly when forming an isolated pattern. There is a need for resist compositions having wider DOF performance.

レジスト組成物からレジストパターンを形成する際には、一般に該組成物を適当な溶剤に溶解して使用されるが、得られるレジストパターンの精度、解像度等は、レジストパターンを形成する際に使用される溶剤の種類や組み合わせによっても大きく左右される。さらにまた、組成物を溶液として基板上に塗布(特に回転塗布)したときに、塗布されたレジスト被膜の表面が必ずしも十分均一にならず、膜厚均一性が不十分となるという問題があった。   When forming a resist pattern from a resist composition, it is generally used by dissolving the composition in an appropriate solvent, but the accuracy and resolution of the resulting resist pattern are used when forming the resist pattern. It depends greatly on the type and combination of solvents used. Furthermore, when the composition is applied as a solution on a substrate (especially by spin coating), there is a problem that the surface of the applied resist film is not always sufficiently uniform and the film thickness uniformity is insufficient. .

従来、化学増幅型感放射線性組成物の溶液には、溶剤としてエーテル類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類、セロソルブエステル類、芳香族炭化水素類、ケトン類、エステル類等の種々のものが使用されており、その種類は多岐にわたっており、またレジストパターンの特性は、使用される該組成物とも密接に関連する。   Conventionally, various solutions such as ethers, glycol ethers, glycol ether acetates, cellosolve esters, aromatic hydrocarbons, ketones, esters, etc. are used as solutions of chemically amplified radiation sensitive compositions. There are a wide variety of types used, and the characteristics of the resist pattern are closely related to the composition used.

例えば、特許文献15(特開平10−254139号)には、(A)主鎖および/または側鎖に脂環式骨格を有するアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の酸開裂性基含有樹脂からなり、該酸開裂性基が開裂したときにアルカリ可溶性となる樹脂、(B)放射線の照射により酸を発生する感放射線性酸発生剤、並びに(C)環状ケトン又はプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテートおよび2−ヒドロキシプロピオン酸アルキルの群から選ばれる少なくとも1種と直鎖状ケトンの混合物からなる溶剤を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物により、放射線に対する透明性、ドライエッチング耐性、膜厚均一性、基板密着性、感度、解像度、現像性等に優れた感放射線性樹脂組成物が提供できることが記載されている。   For example, Patent Document 15 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-254139) includes (A) an alkali-insoluble or hardly alkali-soluble acid-cleavable group-containing resin having an alicyclic skeleton in the main chain and / or side chain, Resins that become alkali-soluble when the acid-cleavable group is cleaved, (B) a radiation-sensitive acid generator that generates an acid upon irradiation with radiation, and (C) a cyclic ketone or propylene glycol monoalkyl ether acetate and 2-hydroxy Radiation-sensitive resin composition characterized by containing a solvent comprising a mixture of at least one selected from the group of alkyl propionates and linear ketones, transparency to radiation, dry etching resistance, film thickness uniformity In addition, it is described that a radiation-sensitive resin composition excellent in substrate adhesion, sensitivity, resolution, developability and the like can be provided.

また、特許文献16(特開2000−241964号)には、シクロヘキサノン、イソ
ブチルメチルケトン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、シクロペンタノン、2−メチルシクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、2−メチルシクロヘキサノン、3−メチルシクロヘキサノン、及び、2,4−ジメチルペンタノン等のケトン系溶媒を含むフォトレジスト組成物はずり流動化を示し、高濃度のアミンが存在する雰囲気下においても、アミン除去のための別途の工程を追加することなく優れたフォトレジスト微細パターンを得ることができ、コストの低減を図ることができることが記載されている。
Patent Document 16 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-241964) includes cyclohexanone, isobutyl methyl ketone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, cyclopentanone, 2-methylcyclopentanone, and 3-methylcyclopenta. Non-, 2-methylcyclohexanone, 3-methylcyclohexanone, and photoresist compositions containing ketone solvents such as 2,4-dimethylpentanone show fluidization, even in an atmosphere where a high concentration of amine exists Further, it is described that an excellent fine photoresist pattern can be obtained without adding a separate step for amine removal, and the cost can be reduced.

しかし、これらの文献に開示されている内容の適用範囲は必ずしも広くなく、レジストとしての総合性能の観点から、使用される樹脂、光酸発生剤、添加剤等の該組成物に応じた適切な溶剤あるいはその組み合わせを見い出すことが極めて困難であるのが実情であり、更に線幅100nm以下のような微細なパターンを形成する際のレジストのパターン倒れ防止や孤立ラインパターンについての焦点ずれ許容範囲(デフォーカスラチチュード)性能の面では未だ改良が求められていた。   However, the scope of application of the contents disclosed in these documents is not necessarily wide, and from the viewpoint of the overall performance as a resist, an appropriate resin according to the composition such as a resin, a photoacid generator, and an additive used. In reality, it is extremely difficult to find a solvent or a combination thereof, and furthermore, resist pattern collapse prevention when forming a fine pattern having a line width of 100 nm or less, and an allowable defocus range for an isolated line pattern ( There was still a need for improvement in terms of defocus latitude.

特開平9−309874号公報JP-A-9-309874 特開平9−73173号公報JP-A-9-73173 特開平10−161313号公報JP-A-10-161313 日本特許第2776273号公報Japanese Patent No. 2776273 特開平11−109632号公報JP-A-11-109632 特開平9−90637号公報JP-A-9-90637 特開平10−207069号公報JP-A-10-207069 特開平10−274852号公報JP-A-10-274852 特開2001−188351号公報JP 2001-188351 A 日本特許第3042618号公報Japanese Patent No. 3042618 特開2001-109154号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-109154 特開2000−137327号公報JP 2000-137327 A 特開2002−296783号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-296783 特開2001−215704号公報JP 2001-215704 A 特開平10−254139号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-254139 特開2000−241964号公報JP 2000-241964 A

従って、本発明の目的は、露光マージンが広く、疎密依存性が小さい優れた感光性組成物を提供することにある。
更には、110nm以下の微細パターンの形成においても、パターン倒れの発生が少なく、孤立ラインパターン形成においてデフォーカスラチチュード(DOF)が広いポジ型レジスト組成物、または孤立ライン及び密パターン形成において広いプロセスウインドウ確保が可能なポジ型レジスト組成物、及びそれらを用いたパターン形成方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an excellent photosensitive composition having a wide exposure margin and small dependence on density.
Furthermore, even in the formation of a fine pattern of 110 nm or less, a positive resist composition with little pattern collapse and a wide defocus latitude (DOF) in forming an isolated line pattern, or a wide process window in forming isolated lines and dense patterns. It is an object of the present invention to provide a positive resist composition that can be secured, and a pattern forming method using them.

本発明は、下記の構成であり、これにより本発明の上記目的が達成される。   The present invention has the following configuration, whereby the above object of the present invention is achieved.

(1) 露光マージンが広く、疎密依存性が小さい感光性組成物として、(A)活性光線又は放射線の照射により下記一般式(I)で表されるスルホン酸を発生する化合物を含有することを特徴とする感光性組成物を提供する。   (1) As a photosensitive composition having a wide exposure margin and low density dependency, (A) containing a compound capable of generating a sulfonic acid represented by the following general formula (I) by irradiation with actinic rays or radiation. A photosensitive composition is provided.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(I)に於いて、
1は、n価の連結基を表す。
2は、単結合又は2価の脂肪族基を表す。n個のA2は、同じでも異なっていてもよい。
但し、A1で表される基及びA2で表される基の少なくとも1つは、フッ素原子を有する。
nは、2〜4の整数を表す。
In general formula (I),
A 1 represents an n-valent linking group.
A 2 represents a single bond or a divalent aliphatic group. The n A 2 s may be the same or different.
However, at least one of the group represented by A 1 and the group represented by A 2 has a fluorine atom.
n represents an integer of 2 to 4.

(2) 上記(1)に記載の感光性組成物の性能を有するとともに、更に、110nm以下の微細パターンの形成においても、パターン倒れの発生が少なく、孤立ラインパターン形成においてデフォーカスラチチュード(DOF)が広いポジ型感光性組成物として、更に、(Ba)単環又は多環の脂環炭化水素構造を有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂及び(Ha)少なくとも1つの環状ケトンを含有する溶剤を含有することを特徴とする(1)に記載のポジ型感光性組成物を提供する。   (2) In addition to having the performance of the photosensitive composition described in (1) above, there is little occurrence of pattern collapse even in the formation of fine patterns of 110 nm or less, and defocus latitude (DOF) in forming isolated line patterns. In addition, as a positive photosensitive composition having a wide range, (Ba) a resin having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure and having increased solubility in an alkaline developer by the action of an acid, and (Ha) at least one A positive photosensitive composition as described in (1) above, which contains a solvent containing a cyclic ketone.

(3) 上記(1)に記載の感光性組成物の性能を有するとともに、更に、孤立ライン及び密パターン形成において広いプロセスウインドウ確保が可能なポジ型感光性組成物として、更に、(Baa)下記一般式(1)で表される繰り返し単位、一般式(2)で表される繰り返し単位及び一般式(3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種類の繰り返し単位を有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂を含有することを特徴とする(1)に記載のポジ型感光性組成物を提供する。   (3) As a positive photosensitive composition that has the performance of the photosensitive composition as described in (1) above and is capable of ensuring a wide process window in forming isolated lines and dense patterns, (Baa) Having at least one repeating unit selected from the repeating unit represented by the general formula (1), the repeating unit represented by the general formula (2) and the repeating unit represented by the general formula (3), The positive photosensitive composition as described in (1) is provided, which contains a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by action.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(1)に於いて、
Rは、水素原子又はメチル基を表す。
Aは、単結合又は連結基を表す。
ALGは、下記一般式(pI)〜(pV)のいずれかで表わされる基を表す。
In general formula (1),
R represents a hydrogen atom or a methyl group.
A represents a single bond or a linking group.
ALG represents a group represented by any one of the following general formulas (pI) to (pV).

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(pI)〜(pV)に於いて、
11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表す。
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〜R16は、各々独立に、炭素数1〜4個の直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。但し、R12〜R14のうち少なくとも1つ、及びR15、R16のいずれかは脂環式炭化水素基を表す。
17〜R21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。但し、R17〜R21のうち少なくとも1つは脂環式炭化水素基を表す。また、R19、R21のいずれかは炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。
22〜R25は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。但し、R22〜R25のうち少なくとも1つは脂環式炭化水素基を表す。また、R23とR24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
In the general formulas (pI) to (pV),
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.
Z represents an atomic group necessary for forming an alicyclic hydrocarbon group together with a carbon atom.
R 12 to R 16 each independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group. However, at least one of R 12 to R 14 and any one of R 15 and R 16 represents an alicyclic hydrocarbon group.
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group. However, at least one of R 17 to R 21 represents an alicyclic hydrocarbon group. Further, either R 19 or R 21 represents a linear or branched alkyl group or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group. However, at least one of R 22 to R 25 represents an alicyclic hydrocarbon group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(2)に於いて、
1aは、水素原子又はメチル基を表す。
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。
Lcは、下記一般式(IV)、(V−1)〜(V−6)及び(VI)のいずれかで表されるラクトン残基を表す。
In general formula (2),
R 1a represents a hydrogen atom or a methyl group.
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.
Lc represents a lactone residue represented by any one of the following general formulas (IV), (V-1) to (V-6) and (VI).

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(IV)に於いて、
a1、Rb1、Rc1、Rd1及び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及び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),
R a1 , R b1 , R c1 , R d1 and R e1 each independently represent 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.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(V−1)〜(V−6)に於いて、
1b〜R5bは、各々独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はCOOR6bを表す。ここでR6bは、アルキル基を表す。また、R1b〜R5bの内の2つは、結合して環を形成してもよい。
In general formulas (V-1) to (V-6),
R 1b to R 5b each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, or COOR 6b . Here, R 6b represents an alkyl group. Two of R 1b to R 5b may be bonded to form a ring.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(3)に於いて、
30は、水素原子又はメチル基を表す。
31〜R33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 (3),
R 30 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R 31 to R 33 each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or an alkyl group, provided that at least one represents a hydroxyl group.

(4) (Baa)成分の樹脂が、一般式(1)で表される繰り返し単位と、一般式(2)で表される繰り返し単位及び一般式(3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種類の繰り返し単位とを有することを特徴とする(3)に記載のポジ型感光性組成物。   (4) The resin of the component (Baa) is selected from the repeating unit represented by the general formula (1), the repeating unit represented by the general formula (2), and the repeating unit represented by the general formula (3). The positive photosensitive composition as described in (3), which has at least one type of repeating unit.

(5) (Baa)成分の樹脂が、一般式(1)で表される繰り返し単位、一般式(2)で表される繰り返し単位及び一般式(3)で表される繰り返し単位を有することを特徴とする(4)に記載のポジ型感光性組成物。   (5) The resin of the component (Baa) has a repeating unit represented by the general formula (1), a repeating unit represented by the general formula (2), and a repeating unit represented by the general formula (3). The positive photosensitive composition as described in (4).

(6) 一般式(I)に於いて、A2が、下記一般式(II)の構造を有する脂肪族基であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の感光性組成物。 (6) In the general formula (I), A 2 is an aliphatic group having a structure represented by the following general formula (II): (1) to (5) Sex composition.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(II)に於いて、
Rf1及びRf2は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、Rf1及びRf2の少なくとも1つは、フッ素原子又はフルオロアルキル基である。
In general formula (II):
Rf 1 and Rf 2 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. However, at least one of Rf 1 and Rf 2 is a fluorine atom or a fluoroalkyl group.

(7) (A)成分が、スルホニウム塩化合物、ヨードニウム塩化合物及び上記一般式(I)で表されるスルホン酸のエステル化合物から選ばれる1種類であることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の感光性組成物。   (7) The component (A) is one kind selected from a sulfonium salt compound, an iodonium salt compound, and an ester compound of a sulfonic acid represented by the above general formula (I) (1) to (6) ) The photosensitive composition in any one of.

(8) 更に、構造中に水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤を含有することを特徴とする(1)及び(3)〜(7)のいずれかに記載の感光性組成物。   (8) Further described in any one of (1) and (3) to (7), wherein the structure further comprises a mixed solvent in which a solvent containing a hydroxyl group and a solvent not containing a hydroxyl group are mixed. Photosensitive composition.

(9) (1)〜(8)のいずれかに記載の感光性組成物より膜を形成し、該膜を露光、現像することを特徴とするパターン形成方法。   (9) A pattern forming method comprising forming a film from the photosensitive composition according to any one of (1) to (8), and exposing and developing the film.

更に、本発明の好ましい実施の態様として、以下の構成を挙げる。
(10) 一般式(I)で表されるスルホン酸が、一般式(I)で表されるスルホン酸中の複数の−SO3Hの各々がフッ素原子及びフルオロアルキル基の少なくとも1つが直接結合している炭素原子に直接結合しているスルホン酸であることを特徴とする上記(1)〜(8)のいずれかに記載の感光性組成物。
Furthermore, the following structures are mentioned as a preferable embodiment of this invention.
(10) In the sulfonic acid represented by the general formula (I), each of a plurality of —SO 3 H in the sulfonic acid represented by the general formula (I) is directly bonded to at least one of a fluorine atom and a fluoroalkyl group. The photosensitive composition according to any one of (1) to (8) above, which is a sulfonic acid directly bonded to a carbon atom.

(11) 更に、(A’)活性光線又は放射線の照射により、スルホン酸基を一つ有するスルホン酸を発生する化合物を含有することを特徴とする上記(1)〜(8)及び(10)のいずれかに記載の感光性組成物。   (11) The above (1) to (8) and (10), further comprising (A ′) a compound capable of generating a sulfonic acid having one sulfonic acid group upon irradiation with an actinic ray or radiation. The photosensitive composition in any one of.

(12) (A’)成分の化合物が、1価のパーフロロアルカンスルホン酸のスルホニウム塩であることを特徴とする上記(11)に記載の感光性組成物。   (12) The photosensitive composition as described in (11) above, wherein the compound as the component (A ′) is a sulfonium salt of monovalent perfluoroalkanesulfonic acid.

(13) (A)活性光線又は放射線の照射により上記一般式(I)で表されるスルホン酸を発生する化合物及び
(B)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂
を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物。
(13) (A) A compound that generates the sulfonic acid represented by the general formula (I) by irradiation with actinic rays or radiation, and (B) a resin that increases the solubility in an alkali developer by the action of the acid. A positive photosensitive composition characterized by the above.

(14) (B)成分の樹脂が、フッ素原子を有することを特徴とする上記(13)に記載のポジ型感光性組成物。   (14) The positive photosensitive composition as described in (13) above, wherein the resin as the component (B) has a fluorine atom.

(15) (B)成分の樹脂が、ヘキサフロロイソプロパノール構造を有することを特徴とする上記(14)に記載のポジ型感光性組成物。   (15) The positive photosensitive composition as described in (14) above, wherein the resin as the component (B) has a hexafluoroisopropanol structure.

(16) (B)成分の樹脂が、ヒドロキシスチレン構造単位を有することを特徴とする上記(13)に記載のポジ型感光性組成物。   (16) The positive photosensitive composition as described in (13) above, wherein the resin as the component (B) has a hydroxystyrene structural unit.

(17) (B)成分の樹脂が、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有することを特徴とする上記(13)に記載のポジ型レジスト組成物。   (17) The positive resist composition as described in (13) above, wherein the resin as the component (B) has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure.

(18) (B)成分の樹脂が、更に、ラクトン構造を有する繰り返し単位を有することを特徴とする上記(17)に記載のポジ型感光性組成物。   (18) The positive photosensitive composition as described in (17) above, wherein the resin as the component (B) further has a repeating unit having a lactone structure.

(19) 更に、(C)酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物を含有することを特徴とする上記(2)〜(5)及び(10)〜(15)のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。   (19) The above (2) to (5), further comprising (C) a dissolution inhibiting compound having a molecular weight of 3000 or less, which decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkaline developer. (10) The positive photosensitive composition in any one of (15).

(20) (A)活性光線又は放射線の照射により上記一般式(I)で表されるスルホン酸を発生する化合物、
(D)アルカリ現像液に可溶な樹脂及び
(C)酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物。
(20) (A) a compound capable of generating a sulfonic acid represented by the above general formula (I) by irradiation with actinic rays or radiation,
(D) A positive type comprising a dissolution inhibiting compound having a molecular weight of 3000 or less, which is decomposed by the action of an acid in an alkali developer and (C) is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in the alkali developer. Photosensitive composition.

(21) (A)活性光線又は放射線の照射により上記一般式(I)で表されるスルホン酸を発生する化合物、
(D)アルカリ現像液に可溶な樹脂及び
(E)酸の作用により該アルカリ現像液に可溶な樹脂と架橋する酸架橋剤を含有することを特徴とするネガ型感光性組成物。
(21) (A) a compound capable of generating a sulfonic acid represented by the above general formula (I) by irradiation with actinic rays or radiation,
A negative photosensitive composition comprising (D) a resin soluble in an alkali developer and (E) an acid crosslinking agent that crosslinks with the resin soluble in the alkali developer by the action of an acid.

(22) 更に、(F)塩基性化合物及び/又は(G)フッ素及び/又はシリコン系界面活性剤を含有することを特徴とする(1)〜(8)及び(10)〜(21)のいずれかに記載の感光性組成物。   (22) (1) to (8) and (10) to (21), further comprising (F) a basic compound and / or (G) fluorine and / or a silicon-based surfactant The photosensitive composition in any one.

(23) (F)塩基性化合物が、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造及びピリジン構造から選ばれる構造を有する化合物、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体又は水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体であることを特徴とする(22)に記載の感光性組成物。   (23) (F) a compound in which the basic compound has a structure selected from an imidazole structure, a diazabicyclo structure, an onium hydroxide structure, an onium carboxylate structure, a trialkylamine structure, an aniline structure and a pyridine structure, a hydroxyl group and / or an ether The photosensitive composition according to (22), which is an alkylamine derivative having a bond or an aniline derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond.

(24) 上記(10)〜(23)のいずれかに記載の感光性組成物より膜を形成し、該膜を露光、現像することを特徴とするパターン形成方法。   (24) A pattern forming method comprising forming a film from the photosensitive composition according to any one of (10) to (23), and exposing and developing the film.

本発明により、優れた感光性性組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することができる。
本発明により、露光マージンが広く、疎密依存性が小さい優れた感光性組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供するができる。
本発明により、110nm以下の微細パターンの形成においても、パターン倒れの発生が少なく、孤立ラインパターン形成においてデフォーカスラチチュード(DOF)が広いポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することができる。
本発明により、孤立ライン及び密パターン形成において広いプロセスウインドウ確保が可能なポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することができる。
According to the present invention, an excellent photosensitive composition and a pattern forming method using the same can be provided.
According to the present invention, it is possible to provide an excellent photosensitive composition having a wide exposure margin and low density dependency and a pattern forming method using the same.
According to the present invention, there is provided a positive resist composition that causes little pattern collapse even when forming a fine pattern of 110 nm or less and has a wide defocus latitude (DOF) in forming an isolated line pattern, and a pattern forming method using the same. be able to.
According to the present invention, it is possible to provide a positive resist composition capable of ensuring a wide process window in forming isolated lines and dense patterns, and a pattern forming method using the same.

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

本発明のポジ型感光性性組成物、より好ましくはポジ型レジスト組成物は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(A)及び酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂(B)を含有し、必要に応じて更に酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物(C)を含有するか、或い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(A)、アルカリ現像液に可溶な樹脂(D)及び酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物(C)を含有する。   The positive photosensitive composition of the present invention, more preferably the positive resist composition, is decomposed by the action of the compound (A) that generates acid upon irradiation with actinic rays or radiation and the action of the acid in an alkaline developer. Containing a resin (B) having increased solubility, and further containing a dissolution inhibiting compound (C) having a molecular weight of 3000 or less, which is further decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkali developer, if necessary. Alternatively, a compound (A) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, a resin (D) that is soluble in an alkaline developer, and a decomposition due to the action of the acid to increase the solubility in the alkaline developer. A dissolution inhibiting compound (C).

本発明のネガ型感光性組成物、より好ましくはネガ型レジスト組成物は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(A)、アルカリ現像液に可溶な樹脂(D)及び酸の作用により該アルカリ現像液に可溶な樹脂と架橋する酸架橋剤(E)を含有する。   The negative photosensitive composition of the present invention, more preferably the negative resist composition, comprises a compound (A) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, a resin (D) that is soluble in an alkaline developer, and an acid. It contains an acid cross-linking agent (E) that crosslinks with a resin soluble in the alkali developer by action.

〔1〕活性光線又は放射線の照射により一般式(I)で表されるスルホン酸を発生する化合物(「化合物(A)」ともいう)   [1] Compound (also referred to as “compound (A)”) that generates a sulfonic acid represented by the general formula (I) upon irradiation with actinic rays or radiation

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(I)に於いて、
1は、n価の連結基を表す。
2は、単結合又は2価の脂肪族基を表す。n個のA2は、同じでも異なっていてもよい。但し、A1で表される基及びA2で表される基少なくとも1つは、フッ素原子を有する。
nは、2〜4の整数を表す。
In general formula (I),
A 1 represents an n-valent linking group.
A 2 represents a single bond or a divalent aliphatic group. The n A 2 s may be the same or different. However, at least one of the group represented by A 1 and the group represented by A 2 has a fluorine atom.
n represents an integer of 2 to 4.

1としての連結基としては、たとえば、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、アルケニレン基、単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、スルフィド結合、ウレア結合、カルボニル基、炭素原子またはこれらの複数が連結した連結基を挙げることができる。 As the linking group as A 1 , for example, an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, an alkenylene group, a single bond, an ether bond, an ester bond, an amide bond, a sulfide bond, a urea bond, a carbonyl group, a carbon atom, or these A linking group in which a plurality are linked may be mentioned.

1としてのアルキレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数1〜8、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等を挙げることができる。
1としてのシクロアルキレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数3〜8、例えば、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等を挙げることができる。
The alkylene group as A 1 may have a substituent, and preferably has 1 to 8 carbon atoms, for example, methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group, octylene group and the like. it can.
The cycloalkylene group as A 1 may have a substituent, and preferably has 3 to 8 carbon atoms, such as a cyclopentylene group and a cyclohexylene group.

1としてのアルケニレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数2〜6、例えば、エテニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基等を挙げることができる。 The alkenylene group as A 1 may have a substituent, and preferably has 2 to 6 carbon atoms, for example, ethenylene group, propenylene group, butenylene group and the like.

1としてのアリーレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数6〜15、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基等を挙げることができる。 The arylene group as A 1 may have a substituent, and preferably has 6 to 15 carbon atoms, such as a phenylene group, a tolylene group, and a naphthylene group.

またこれらの基が有してもよい置換基としては、例えば、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基等の活性水素を有するものや、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子)、アルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、チオエーテル基、アシル基(アセチル基、プロパノイル基、ベンゾイル基等)、アシロキシ基(アセトキシ基、プロパノイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基等)、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。また、アリーレン基については更にアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)を挙げることができる。   Examples of the substituent that these groups may have include, for example, those having active hydrogen such as a cycloalkyl group, an aryl group, an amino group, an amide group, a ureido group, a urethane group, a hydroxyl group, and a carboxyl group, Halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), thioether group, acyl group (acetyl group, propanoyl group, benzoyl group, etc.) An acyloxy group (acetoxy group, propanoyloxy group, benzoyloxy group etc.), alkoxycarbonyl group (methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group etc.), cyano group, nitro group and the like. Further, the arylene group may further include an alkyl group (methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, etc.).

2としての2価の脂肪族基は、好ましくは炭素数1〜8のアルキレン基又はシクロアルキレン基であり、より好ましくはフッ素原子またはフルオロアルキル基で置換されたアルキレン基又はシクロアルキレン基である。 The divalent aliphatic group as A 2 is preferably an alkylene group or cycloalkylene group having 1 to 8 carbon atoms, more preferably an alkylene group or cycloalkylene group substituted with a fluorine atom or a fluoroalkyl group. .

2としてのアルキレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数1〜8、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等を挙げることができる。
2としてのシクロアルキレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数3〜8、例えば、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等を挙げることができる。
2としてのアルキレン基及びシクロアルキレン基が有することが好ましいフロオロアルキル基(少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基)は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数1〜8、より好ましくは炭素数1〜3であり、例えばモノフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、ヘプタフルオロプロピル基、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチル基、ノナフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基等を挙げることができる。フルオロアルキル基のさらなる置換基としては、例えば、水酸基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜5)、ハロゲン原子、シアノ基等が挙げられる。
The alkylene group as A 2 may have a substituent, and preferably has 1 to 8 carbon atoms, such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, and an octylene group. it can.
The cycloalkylene group as A 2 may have a substituent, and preferably has 3 to 8 carbon atoms, such as a cyclopentylene group and a cyclohexylene group.
The fluoroalkyl group (alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom) that the alkylene group and cycloalkylene group as A 2 preferably have may have a substituent, preferably carbon. 1 to 8, more preferably 1 to 3 carbon atoms, for example, monofluoromethyl group, difluoromethyl group, trifluoromethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, pentafluoroethyl group, 2,2 , 3,3,3-pentafluoropropyl group, heptafluoropropyl group, 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl group, nonafluorobutyl group, perfluorohexyl group, etc. it can. Examples of the further substituent of the fluoroalkyl group include a hydroxyl group, an alkoxy group (preferably having 1 to 5 carbon atoms), a halogen atom, a cyano group, and the like.

また、A2は、下記式(II)の構造を含有する脂肪族基であることが好ましい。 A 2 is preferably an aliphatic group containing a structure of the following formula (II).

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(II)に於いて、
Rf1及びRf2は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、Rf1及びRf2の少なくとも1つは、フッ素原子又はフルオロアルキル基である。
In general formula (II):
Rf 1 and Rf 2 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. However, at least one of Rf 1 and Rf 2 is a fluorine atom or a fluoroalkyl group.

Rf1及びRf2としてのアルキル基は、置換基を有していてもよく、好ましくは 炭素数1〜8個のアルキル基であって、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基等を好ましく挙げることができる。Rf1及びRf2としてのアルキル基が有していてもよい置換基としては好ましくはハロゲン原子を挙げることができる。
Rf1及びRf2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、好ましくは炭素数3〜8個のシクロアルキル基であって、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基等を好ましく挙げることができる。
Rf1及びRf2としてのフルオロアルキル基は、上記アルキル基またはシクロアルキル基にフッ素原子が置換した基であり、例えば、上述のフルオロアルキル基として挙げた基を挙げることができる。
The alkyl group as Rf 1 and Rf 2 may have a substituent, preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, Preferred examples include n-butyl group and sec-butyl group. Preferred examples of the substituent which the alkyl group as Rf 1 and Rf 2 may have include a halogen atom.
The cycloalkyl group as Rf 1 and Rf 2 may have a substituent, and is preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. it can.
The fluoroalkyl group as Rf 1 and Rf 2 is a group in which a fluorine atom is substituted on the above alkyl group or cycloalkyl group, and examples thereof include the groups mentioned as the above fluoroalkyl group.

一般式(I)に於いて、nは、2〜4の整数を表し、好ましくは2又は3、更に好ましくは2である。   In the general formula (I), n represents an integer of 2 to 4, preferably 2 or 3, and more preferably 2.

なお、一般式(II)の構造がスルホン酸の隣接位(スルホン酸原子団の硫黄原子)に結合していることが好ましい。   In addition, it is preferable that the structure of general formula (II) is couple | bonded with the adjacent position (sulfur atom of a sulfonic acid atomic group) of a sulfonic acid.

更に、一般式(I)で表されるスルホン酸として、下記一般式(III)で表されるスルホン酸がより好ましい。   Furthermore, as the sulfonic acid represented by the general formula (I), a sulfonic acid represented by the following general formula (III) is more preferable.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

1及びnは、一般式(I)に於けるA1及びnと同義である。
3は、単結合、エーテル結合、スルフィド結合、アルキレン基、シクロアルキレン基又はアリーレン基を表し、より好ましくは単結合又はエーテル結合である。n個のA3は同じでも異なっていてもよい。
aは、1〜4の整数を表す。
bは、0〜4の整数を表す。
A 1 and n are synonymous with A 1 and n in formula (I).
A 3 represents a single bond, an ether bond, a sulfide bond, an alkylene group, a cycloalkylene group or an arylene group, and more preferably a single bond or an ether bond. The n A 3 s may be the same or different.
a represents an integer of 1 to 4.
b represents an integer of 0 to 4.

3としてのアルキレン基、シクロアルキレン基又はアリーレン基は、A1としてのアルキレン基、シクロアルキレン基又はアリーレン基と同様である。 The alkylene group, cycloalkylene group or arylene group as A 3 is the same as the alkylene group, cycloalkylene group or arylene group as A 1 .

aは、好ましくは1又は2を表す。
bは、好ましくは0〜2を表す。
a preferably represents 1 or 2.
b preferably represents 0-2.

一般式(I)で表されるスルホン酸として、更により好ましくは下記一般式(Ia)〜(Ih)で表されるスルホン酸である。   As the sulfonic acid represented by the general formula (I), a sulfonic acid represented by the following general formulas (Ia) to (Ih) is even more preferable.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

4は、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、またはこれらの複数が単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、スルフィド結合及びウレア結合の少なくとも一つで連結した基を表す。
n1〜n5は、1〜8の整数を表し、好ましくは1〜4の整数である。
Rf3は、各々独立に、フッ素原子又はフルオロアルキル基を表す。
A 4 represents an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, or a group in which a plurality of these are connected by at least one of a single bond, an ether bond, an ester bond, an amide bond, a sulfide bond, and a urea bond.
n1-n5 represents the integer of 1-8, Preferably it is an integer of 1-4.
Rf 3 each independently represents a fluorine atom or a fluoroalkyl group.

4としてのアルキレン基、シクロアルキレン基及びアリーレン基は、A1としてのアルキレン基、シクロアルキレン基及びアリーレン基と同様である。
Rf3としてのフルオロアルキル基は、上述したものと同様である。
The alkylene group, cycloalkylene group and arylene group as A 4 are the same as the alkylene group, cycloalkylene group and arylene group as A 1 .
The fluoroalkyl group as Rf 3 is the same as described above.

一般式(I)で表されるスルホン酸の好ましい具体例を以下に挙げる。   Preferred specific examples of the sulfonic acid represented by the general formula (I) are shown below.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

活性光線または放射線の照射により一般式(I)で表されるスルホン酸を発生する化合物(A)としては、一般式(I)で表されるスルホン酸のスルホニウム塩化合物又はヨードニウム塩化合物から選ばれる1種類、または一般式(I)で表されるスルホン酸のエステル化合物から選ばれる1種類が好ましく、更に好ましくは下記一般式(A−1)〜(A−5)で表される化合物である。   The compound (A) that generates the sulfonic acid represented by the general formula (I) upon irradiation with actinic rays or radiation is selected from a sulfonium salt compound or an iodonium salt compound of the sulfonic acid represented by the general formula (I). One kind or one kind selected from sulfonic acid ester compounds represented by formula (I) is preferred, and compounds represented by the following formulas (A-1) to (A-5) are more preferred. .

Figure 2005122134
Figure 2005122134

上記一般式(A−1)において、
201、R202及びR203は、各々独立に有機基を表す。
1及びA2は、一般式(I)に於けるA1及びA2と同義である。
nは、2〜4の整数を表す。
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(A−1a)〜(A−1c)における対応する基を挙げることができる。
尚、一般式(A−1)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(A−1)で表される化合物のR201〜R203の少なくともひとつが、一般式(A−1)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 the general formula (A-1),
R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
A 1 and A 2 have the same meanings as A 1 and A 2 in formula (I).
n represents an integer of 2 to 4.
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 (A-1a) to (A-1c) described later.
In addition, the compound which has two or more structures represented by general formula (A-1) may be sufficient. For example, at least one of R 201 to R 203 of the compound represented by the general formula (A-1) is at least one of R 201 to R 203 of another compound represented by the general formula (A-1). It may be a compound having a bonded structure.

更に好ましい(A−1)成分として、以下に説明する化合物(A−1a)、(A−1b)及び(A−1c)を挙げることができる。   More preferred components (A-1) include compounds (A-1a), (A-1b) and (A-1c) described below.

化合物(A−1a)は、上記一般式(A−1)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、残りがアルキル基又はシクロ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、ジアリールシクロアルキルスルホニウム化合物、アリールジシクロ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又はシクロアルキル基は、炭素数1〜15の直鎖又は分岐のアルキル基及び炭素数3〜15のシクロ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、シクロアルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜14)、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の直鎖又は分岐のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、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 (A-1a) is at least one of the aryl groups R 201 to R 203 in the general formula (A-1), an arylsulfonium compound, i.e., a compound having arylsulfonium as a cation.
In the arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group, or R 201
Some of to R 203 is an aryl group and the remainder may be an alkyl group or a cycloalkyl group.
Examples of the arylsulfonium compound include triarylsulfonium compounds, diarylalkylsulfonium compounds, aryldialkylsulfonium compounds, diarylcycloalkylsulfonium compounds, and aryldicycloalkylsulfonium compounds.
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 or cycloalkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms and a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, for example, a methyl group , Ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group and the like.
Aryl group, alkyl group of R 201 to R 203, cycloalkyl group, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, 6 to 14 carbon atoms) , An alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, or a phenylthio group may be substituted. Preferred substituents are linear or branched alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, cycloalkyl groups having 3 to 12 carbon atoms, and linear, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, most preferably They are a C1-C4 alkyl group and 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(A−1b)について説明する。
化合物(A−1b)は、式(A−1)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、アルキル基及びシクロアルキル基(特に、鎖中に2重結合を有していてもよい直鎖、分岐、環状オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基が好ましい)、アリル基、ビニル基であり、更に好ましくは直鎖、分岐もしくは環状2−オキソアルキル基、最も好ましくは直鎖もしくは分岐2−オキソアルキル基である。
201〜R203としてのアルキル基は、好ましくは、炭素数1〜20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)を挙げることができる。
201〜R203としてのシクロアルキル基は、好ましくは、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。
Next, the compound (A-1b) will be described.
The compound (A-1b) is a compound in the case where R 201 to R 203 in the formula (A-1) 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 and a cycloalkyl group (particularly, a linear, branched or cyclic oxoalkyl group which may have a double bond in the chain, an alkoxycarbonylmethyl group). Are allyl groups and vinyl groups, more preferably linear, branched or cyclic 2-oxoalkyl groups, and most preferably linear or branched 2-oxoalkyl groups.
The alkyl group as R 201 to R 203 may preferably be mentioned straight-chain or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (e.g., methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group).
The cycloalkyl group as R 201 to R 203 is preferably, and a cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms (e.g., cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl).

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、上記のアルキル基及びシクロアルキル基の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のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基)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。
The 2-oxoalkyl group as R 201 to R 203 may be linear, branched or cyclic, and is preferably a group having> C═O at the 2-position of the above alkyl group and cycloalkyl group Can be mentioned.
The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group as R 201 to R 203, preferably may be mentioned alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms (a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, pentyloxy 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.

化合物(A−1c)とは、以下の一般式(A−1c)で表される化合物であり、アリー
ルアシルスルフォニウム塩構造を有する化合物である。
The compound (A-1c) is a compound represented by the following general formula (A-1c) and is a compound having an arylacylsulfonium salt structure.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(A−1c)に於いて、
211は、アリール基を表し、好ましくはフェニル基、ナフチル基である。R211としてのアリール基が有してもよい好ましい置換基としてはアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アシル基、ニトロ基、水酸基、アルコキシカルボニル基、カルボキシ基があげられる。
212及びR213は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
201及びY202は、各々独立に、アルキル基(特に2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルアルキル基、カルボキシアルキル基が好ましい)、シクロアルキル基(特に2−オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルシクロアルキル基、カルボキシシクロアルキル基が好ましい)、アリール基、又はビニル基を表す。
211とR212は結合して環構造を形成しても良く、R212とR213は結合して環構造を形成しても良く、Y201とY202は、それぞれ結合して環構造を形成しても良い。これらの環構造は、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。R211とR212が結合して形成する基、R212とR213が結合して形成する基、Y201とY202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。
1及びA2は、一般式(I)に於けるA1及びA2と同義である。
nは、2〜4の整数を表す。
In general formula (A-1c),
R211 represents an aryl group, preferably a phenyl group or a naphthyl group. Alkyl groups as preferred substituents that have an aryl group as R 211, cycloalkyl group, alkoxy group, acyl group, a nitro group, a hydroxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxy group.
R 212 and R 213 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group.
Y 201 and Y 202 are each independently an alkyl group (especially a 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylalkyl group or a carboxyalkyl group is preferred), a cycloalkyl group (especially a 2-oxocycloalkyl group or an alkoxycarbonylcycloalkyl group). , A carboxycycloalkyl group is preferable), an aryl group, or a vinyl group.
R 211 and R 212 may combine to form a ring structure, R 212 and R 213 may combine to form a ring structure, and Y 201 and Y 202 each combine to form a ring structure. It may be formed. These ring structures may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, or an amide bond. Examples of the group formed by combining R 211 and R 212, the group formed by combining R 212 and R 213, and the group formed by combining Y 201 and Y 202 include a butylene group and a pentylene group. Can do.
A 1 and A 2 have the same meanings as A 1 and A 2 in formula (I).
n represents an integer of 2 to 4.

212及びR213としてのアルキル基は、炭素数1〜20のアルキル基が好ましい。
212及びR213としてのシクロアルキル基は、炭素数3〜20のシクロアルキル基が好ましい。
The alkyl group as R 212 and R 213 is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
The cycloalkyl group as R 212 and R 213 is preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms.

201及びY202としてのアルキル基は、炭素数1〜20のアルキル基が好ましい。
201及びY202としてのシクロアルキル基は、炭素数3〜20のシクロアルキル基が好ましい。
201及びY202としての2−オキソアルキル基は、Y201及びY202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。
201及びY202としての2−オキソシクロアルキル基は、Y201及びY202としてのシクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
201及びY202としてのアルコキシカルボニルアルキル基及びアルコキシカルボニルシクロアルキル基におけるアルコキシカルボニル基については、炭素数2〜20アルコキシカルボニル基が好ましい。
The alkyl group as Y 201 and Y 202 is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
The cycloalkyl group as Y 201 and Y 202 is preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
2-oxoalkyl group as Y 201 and Y 202 may be a group having> C = O at the 2-position of the alkyl group as Y 201 and Y 202.
2-oxocycloalkyl group as Y 201 and Y 202 may be a group having> C = O at the 2-position of the cycloalkyl group as Y 201 and Y 202.
The alkoxycarbonyl group in the alkoxycarbonylalkyl group and alkoxycarbonyl cycloalkyl alkyl group as Y 201 and Y 202, preferably 2-20 alkoxycarbonyl group having a carbon.

201及びY202は、好ましくは炭素数4個以上のアルキル基又はシクロアルキル基であり、より好ましくは4〜16、更に好ましくは4〜12のアルキル基又はシクロアルキル基である。
また、R212またはR213の少なくとも1つはアルキル基又はシクロアルキル基であることが好ましく、更に好ましくはR212、R213の両方がアルキル基又はシクロアルキル基である。
Y 201 and Y 202 are preferably an alkyl group or cycloalkyl group having 4 or more carbon atoms, more preferably 4 to 16, and still more preferably 4 to 12 alkyl group or cycloalkyl group.
Further, at least one of R 212 or R 213 is preferably an alkyl group or a cycloalkyl group, more preferably both an alkyl group or a cycloalkyl group of R 212, R 213.

一般式(A−2)中、
204及びR205は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
1及びA2は、一般式(I)に於けるA1及びA2と同義である。
nは、2〜4の整数を表す。
204及びR205としてのアリール基は、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及びR205としてのアルキル基は、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)を挙げることができる。
204及びR205としてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基(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及びR205としての基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)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、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。
In general formula (A-2),
R204 and R205 each independently represents an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.
A 1 and A 2 have the same meanings as A 1 and A 2 in formula (I).
n represents an integer of 2 to 4.
The aryl group as R 204 and R 205 are phenyl group and a naphthyl group are preferred, more preferably a phenyl group.
The alkyl group as R204 and R205 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group).
The cycloalkyl group as R 204 and R 205 can preferably be mentioned a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (e.g., cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl).
Examples of the substituent that the group as R 204 and R 205 may have include, for example, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, carbon (Chemical formula 6-15), an alkoxy group (for example, C1-C15), a halogen atom, a hydroxyl group, a phenylthio group etc. can be mentioned.

一般式(A−3)中、
Aは、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を表す。
1及びA2は、一般式(I)に於けるA1及びA2と同義である。
nは、2〜4の整数を表す。
In general formula (A-3),
A represents an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group.
A 1 and A 2 have the same meanings as A 1 and A 2 in formula (I).
n represents an integer of 2 to 4.

一般式(A−4)中
206は、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。
207はアルキル基(特にオキソアルキル基が好ましい)、シクロアルキル基(特にオキソシクロアルキル基が好ましい)、シアノ基、アルコキシカルボニル基を表し、好ましくはハロゲン置換アルキル基、ハロゲン置換シクロアルキル基、又はシアノ基である。
1及びA2は、一般式(I)に於けるA1及びA2と同義である。
nは、2〜4の整数を表す。
In General Formula (A-4), R 206 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.
R207 represents an alkyl group (especially an oxoalkyl group is preferred), a cycloalkyl group (especially an oxocycloalkyl group is preferred), a cyano group, an alkoxycarbonyl group, preferably a halogen-substituted alkyl group, a halogen-substituted cycloalkyl group, or It is a cyano group.
A 1 and A 2 have the same meanings as A 1 and A 2 in formula (I).
n represents an integer of 2 to 4.

一般式(A−5)中
208及びR209は水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、ニトロ基又はアルコキシカルボニル基を表し、好ましくはハロゲン置換アルキル基、ハロゲン置換シクロアルキル基、ニトロ基又はシアノ基である。
210は水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
1及びA2は、一般式(I)に於けるA1及びA2と同義である。
In General Formula (A-5), R 208 and R 209 represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a cyano group, a nitro group or an alkoxycarbonyl group, preferably a halogen-substituted alkyl group, a halogen-substituted cycloalkyl group, a nitro group Group or cyano group.
R 210 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
A 1 and A 2 have the same meanings as A 1 and A 2 in formula (I).

特に好ましくは、一般式(A−1)で表される化合物である。   Particularly preferred is a compound represented by formula (A-1).

以下に、化合物(A)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 a compound (A) is given to the following, it is not limited to these.

Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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化合物(A)は、一般式(I)で表されるスルホン酸の誘導体を合成した後、オニウムハライドなどと塩交換あるいは水酸基含有化合物とエステル化することによって合成できる。一般式(I)で表されるスルホン酸の誘導体は、例えば特開2001−322975、J.Org.Chem.,Vol.56,No.22,(1991),p6348、Synthesis., (1989), p.464などに記載の方法を用いることで合成することができる。   The compound (A) can be synthesized by synthesizing a sulfonic acid derivative represented by the general formula (I) and then salt-exchange with onium halide or the like or esterifying with a hydroxyl group-containing compound. Examples of the sulfonic acid derivative represented by the general formula (I) include JP 2001-322975, J. Org. Chem., Vol. 56, No. 22, (1991), p6348, Synthesis., (1989), It can be synthesized by using the method described in p.

化合物(A)の本発明の感光性組成物中の含量は、組成物の固形分を基準として、0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。   The content of the compound (A) in the photosensitive composition of the present invention is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, and still more preferably based on the solid content of the composition. 1 to 7% by mass.

(併用酸発生剤)
本発明においては、化合物(A)以外に、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物を更に併用してもよい。
(Combination acid generator)
In the present invention, in addition to the compound (A), a compound capable of generating an acid upon irradiation with an actinic ray or radiation may be further used in combination.

併用しうる光酸発生剤の使用量は、モル比(化合物(A)/その他の酸発生剤)で、通常100/0〜20/80、好ましくは100/0〜40/60、更に好ましくは100/0〜50/50である。   The amount of the photoacid generator that can be used in combination is usually 100/0 to 20/80, preferably 100/0 to 40/60, and more preferably in molar ratio (compound (A) / other acid generator). 100/0 to 50/50.

そのような併用可能な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
いる活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
As such photoacid generators that can be used in combination, they are used in photocationic photoinitiators, photoinitiators of radical photopolymerization, photodecolorants of dyes, photochromic agents, or microresists. Known compounds that generate acids upon irradiation with actinic rays or radiation and mixtures thereof can be appropriately selected and used.

たとえば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。   Examples thereof include diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, imide sulfonates, oxime sulfonates, diazodisulfones, disulfones, and o-nitrobenzyl sulfonates.

また、これらの活性光線又は放射線の照射により酸を発生する基、あるいは化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合物、たとえば、米国特許第3,849,137号、独国特許第3914407号、特開昭63−26653号、特開昭55−164824号、特開昭62−69263号、特開昭63−146038号、特開昭63−163452号、特開昭62−153853号、特開昭63−146029号等に記載の化合物を用いることができる。   Further, a group that generates an acid upon irradiation with these actinic rays or radiation, or a compound in which a compound is introduced into the main chain or side chain of the polymer, for example, US Pat. No. 3,849,137, German Patent No. 3914407. JP, 63-26653, JP, 55-164824, JP, 62-69263, JP, 63-146038, JP, 63-163452, JP, 62-153853, The compounds described in JP-A 63-146029 can be used.

さらに米国特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光により酸を発生する化合物も使用することができる。   Furthermore, compounds capable of generating an acid by light described in US Pat. No. 3,779,778, European Patent 126,712 and the like can also be used.

併用してもよい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 may be used in combination and decomposed by irradiation with actinic rays or radiation, preferred compounds include compounds represented by the following general formulas (ZI), (ZII), and (ZIII). it can.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

上記一般式(ZI)において、R201、R202及びR203は、各々独立に有機基を表す。
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。
-は、非求核性アニオンを表す。
In the above general formula (ZI), R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
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).
X represents a non-nucleophilic anion.

-としての非求核性アニオンとしては、例えば、スルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、スルホニルイミドアニオン、ビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチルアニオン等を挙げることができる。 Examples of the non-nucleophilic anion as X include a sulfonate anion, a carboxylate anion, a sulfonylimide anion, a bis (alkylsulfonyl) imide anion, and a tris (alkylsulfonyl) methyl anion.

非求核性アニオンとは、求核反応を起こす能力が著しく低いアニオンであり、分子内求核反応による経時分解を抑制することができるアニオンである。これによりレジストの経時安定性が向上する。   A non-nucleophilic anion is an anion that has an extremely low ability to cause a nucleophilic reaction, and is an anion that can suppress degradation over time due to an intramolecular nucleophilic reaction. This improves the temporal stability of the resist.

スルホン酸アニオンとしては、例えば、脂肪族スルホン酸アニオン、芳香族スルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオンなどが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion include an aliphatic sulfonate anion, an aromatic sulfonate anion, and a camphor sulfonate anion.

カルボン酸アニオンとしては、例えば、脂肪族カルボン酸アニオン、芳香族カルボン酸アニオン、アラルキルカルボン酸アニオンなどが挙げられる。   Examples of the carboxylate anion include an aliphatic carboxylate anion, an aromatic carboxylate anion, and an aralkylcarboxylate anion.

脂肪族スルホン酸アニオンにおける脂肪族部位はアルキル基であってもシクロアルキル基であってもよく、好ましくは炭素数1〜30のアルキル基及び炭素数3〜30のシクロアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボニル基、ボロニル基等を挙げることができる。   The aliphatic moiety in the aliphatic sulfonate anion may be an alkyl group or a cycloalkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, Methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, pentyl, neopentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl Group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, eicosyl group, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, adamantyl group, norbornyl group, boronyl group, etc. .

芳香族スルホン酸アニオンにおける芳香族基としては、好ましくは炭素数6〜14のアリール基、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基等を挙げることができる。   The aromatic group in the aromatic sulfonate anion is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, such as a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group.

上記脂肪族スルホン酸アニオン及び芳香族スルホン酸アニオンにおけるアルキル基、シクロアルキル基及びアリール基は、置換基を有していてもよい。   The alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group in the aliphatic sulfonate anion and aromatic sulfonate anion may have a substituent.

このような置換基としては、例えば、ニトロ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子)、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜5)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜15)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜7)、アシル基(好ましくは炭素数2〜12)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数2〜7)等を挙げることができる。各基が有するアリール基及び環構造については、置換基としてさらにアルキル基(好ましくは炭素数1〜15)を挙げることができる。   Examples of such substituents include nitro groups, halogen atoms (fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, iodine atoms), carboxyl groups, hydroxyl groups, amino groups, cyano groups, and alkoxy groups (preferably having 1 to 5 carbon atoms). ), A cycloalkyl group (preferably 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (preferably 6 to 14 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (preferably 2 to 7 carbon atoms), an acyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms). ), An alkoxycarbonyloxy group (preferably having 2 to 7 carbon atoms), and the like. About the aryl group and ring structure which each group has, an alkyl group (preferably C1-C15) can further be mentioned as a substituent.

脂肪族カルボン酸アニオンにおける脂肪族部位としては、脂肪族スルホン酸アニオンにおけると同様のアルキル基及びシクロアルキル基を挙げることができる。   Examples of the aliphatic moiety in the aliphatic carboxylate anion include the same alkyl group and cycloalkyl group as in the aliphatic sulfonate anion.

芳香族カルボン酸アニオンにおけるアリール基としては、芳香族スルホン酸アニオンにおけると同様のアリール基を挙げることができる。   Examples of the aryl group in the aromatic carboxylate anion include the same aryl group as in the aromatic sulfonate anion.

アラルキルカルボン酸アニオンにおけるアラルキル基としては、好ましくは炭素数6〜12のアラルキル基、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基、ナフチルメチル基等を挙げることができる。   The aralkyl group in the aralkyl carboxylate anion is preferably an aralkyl group having 6 to 12 carbon atoms, such as a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, a naphthylethyl group, and a naphthylmethyl group.

上記脂肪族カルボン酸アニオン、芳香族カルボン酸アニオン及びアラルキルカルボン酸アニオンにおけるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基は置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、芳香族スルホン酸アニオンにおけると同様のハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基等を挙げることができる。   The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group in the aliphatic carboxylate anion, aromatic carboxylate anion and aralkylcarboxylate anion may have a substituent. Examples of the substituent include aromatic The same halogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, alkylthio group and the like as in the sulfonate anion can be exemplified.

スルホニルイミドアニオンとしては、例えば、サッカリンアニオンを挙げることができる。   Examples of the sulfonylimide anion include saccharin anion.

ビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチルアニオンにおけるアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチ
ル基、ペンチル基、ネオペンチル基等を挙げることができる。これらのアルキル基は、置換基を有していてもよく、置換基としてはハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されたアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基等を挙げることができ、フッ素原子で置換されたアルキル基が好ましい。
The alkyl group in the bis (alkylsulfonyl) imide anion and tris (alkylsulfonyl) methyl anion is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, An isobutyl group, a sec-butyl group, a pentyl group, a neopentyl group, and the like can be given. These alkyl groups may have a substituent, and examples of the substituent include a halogen atom, an alkyl group substituted with a halogen atom, an alkoxy group, an alkylthio group, and the like, which are substituted with a fluorine atom. Alkyl groups are preferred.

その他の非求核性アニオンとしては、例えば、弗素化燐、弗素化硼素、弗素化アンチモン等を挙げることができる。   Examples of other non-nucleophilic anions include fluorinated phosphorus, fluorinated boron, and fluorinated antimony.

-の非求核性アニオンとしては、スルホン酸のα位がフッ素原子で置換された脂肪族スルホン酸アニオン、フッ素原子又はフッ素原子を有する基で置換された芳香族スルホン酸アニオン、アルキル基がフッ素原子で置換されたビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、アルキル基がフッ素原子で置換されたトリス(アルキルスルホニル)メチドアニオンが好ましい。非求核性アニオンとして、特に好ましくは炭素数4〜8のパーフロロ脂肪族スルホン酸アニオン、フッ素原子を有するベンゼンスルホン酸アニオン、最も好ましくはノナフロロブタンスルホン酸アニオン、パーフロロオクタンスルホン酸アニオン、ペンタフロロベンゼンスルホン酸アニオン、3,5−ビス(トリフロロメチル)ベンゼンスルホン酸アニオンである。 Examples of the non-nucleophilic anion of X include an aliphatic sulfonate anion in which the α-position of the sulfonic acid is substituted with a fluorine atom, an aromatic sulfonate anion substituted with a fluorine atom or a group having a fluorine atom, and an alkyl group. A bis (alkylsulfonyl) imide anion substituted with a fluorine atom and a tris (alkylsulfonyl) methide anion wherein an alkyl group is substituted with a fluorine atom are preferred. The non-nucleophilic anion is particularly preferably a perfluoroaliphatic sulfonic acid anion having 4 to 8 carbon atoms, a benzenesulfonic acid anion having a fluorine atom, most preferably nonafluorobutanesulfonic acid anion, perfluorooctanesulfonic acid anion, penta Fluorobenzenesulfonate anion, 3,5-bis (trifluoromethyl) benzenesulfonate anion.

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

更に好ましい(ZI)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。   More preferable examples of the (ZI) component include compounds (Z1-1), (Z1-2), and (Z1-3) described below.

化合物(Z1−1)は、上記一般式(ZI)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。 Compound (Z1-1) is at least one of the aryl groups R 201 to R 203 in formula (ZI), arylsulfonium compound, i.e., a compound having arylsulfonium as a cation.

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、残りがアルキル基又はシクロアルキル基でもよい。 In the 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 or a cycloalkyl group.

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、ジアリールシクロアルキルスルホニウム化合物、アリールジシクロアルキルスルホニウム化合物を挙げることができる。   Examples of the arylsulfonium compound include triarylsulfonium compounds, diarylalkylsulfonium compounds, aryldialkylsulfonium compounds, diarylcycloalkylsulfonium compounds, and aryldicycloalkylsulfonium compounds.

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。   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.

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の直鎖又は分岐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−ブチル基等を挙げることができる。   The alkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, such as methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl. Group, t-butyl group and the like.

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シクロアルキル基は、炭素数3
〜15のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。
The cycloalkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary has 3 carbon atoms.
To 15 cycloalkyl groups are preferable, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclohexyl group.

201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜14)、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の直鎖又は分岐アルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、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。 Aryl group, alkyl group of R 201 to R 203, cycloalkyl group, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, 6 to 14 carbon atoms) , An alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, or a phenylthio group may be substituted. Preferred substituents are linear or branched alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, cycloalkyl groups having 3 to 12 carbon atoms, and linear, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, most preferably carbon. It is a C1-C4 alkyl group and 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(ZI)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。
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 (ZI) each independently represents an organic group not containing an aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring containing a hetero atom.

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。 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.

201〜R203は、各々独立に、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリル基、ビニル基であり、更に好ましくは直鎖又は分岐の2−オキソアルキル基、2−オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、最も好ましくは直鎖又は分岐2−オキソアルキル基である。 R 201 to R 203 are each independently preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group, more preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group, 2-oxocycloalkyl group, alkoxy group. A carbonylmethyl group, most preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group.

201〜R203のアルキル基は、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等を挙げることができる。アルキル基として、より好ましくは2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基を挙げることができる。 The alkyl group of R 201 to R 203 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a pentyl group. . More preferred examples of the alkyl group include a 2-oxoalkyl group and an alkoxycarbonylmethyl group.

201〜R203のシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基であり、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基等を挙げることができる。シクロアルキル基として、より好ましくは2−オキソシクロアルキル基を挙げることができる。 The cycloalkyl group of R 201 to R 203 is preferably a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a norbornyl group. More preferred examples of the cycloalkyl group include a 2-oxocycloalkyl group.

2−オキソアルキル基は、直鎖又は分岐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。
2−オキソシクロアルキル基は、好ましくは、上記のシクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
The 2-oxoalkyl group may be either linear or branched, and a group having> C = O at the 2-position of the above alkyl group is preferable.
The 2-oxocycloalkyl group is preferably a group having> C═O at the 2-position of the cycloalkyl group.

アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基)を挙げることができる。   The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentyloxy group).

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。 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.

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 2005122134
Figure 2005122134

一般式(ZI−3)に於いて、
1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子を表す。
6c及びR7cは、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Rx及びRyは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、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、R6cとR7c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。R1c〜R5c中のいずれか2つ以上、R6cとR7c及びRxと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。
Zc-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於けるX-の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。
In general formula (ZI-3),
R 1c to R 5c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group or a halogen atom.
R 6c and R 7c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group.
Rx and Ry each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group or a vinyl group.
Any two or more of R 1c to R 5c , R 6c and R 7c, and R x and R y 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 or an amide bond may be included. Examples of the group formed by combining any two or more of R 1c to R 5c , R 6c and R 7c, and R x and R y include a butylene group and a pentylene group.
Zc represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same as the non-nucleophilic anion of X − in formula (ZI).

1c〜R7cとしてのアルキル基は、直鎖又は分岐のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜20個のアルキル基、好ましくは、炭素数1〜12個の直鎖及び分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、直鎖又は分岐プロピル基、直鎖又は分岐ブチル基、直鎖又は分岐ペンチル基)を挙げることができる。
シクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜8個のシクロアルキル基(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。
The alkyl group as R 1c to R 7c may be either linear or branched, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. (For example, a methyl group, an ethyl group, a linear or branched propyl group, a linear or branched butyl group, a linear or branched pentyl group).
The cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms (for example, a cyclopentyl group or a cyclohexyl group).

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。 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) ).

好ましくはR1c〜R5cのうちいずれかが直鎖又は分岐アルキル基、シクロアルキル基又は直鎖、分岐もしくは環状アルコキシ基であり、更に好ましくはR1c〜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。 Preferably, any one of R 1c to R 5c is a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, or a linear, branched or cyclic alkoxy group, and more preferably a sum of carbon numbers of R 1c to R 5c is 2 to 2. 15. Thereby, solvent solubility improves more and generation | occurrence | production of a particle is suppressed at the time of a preservation | save.

x及びRyとしてのアルキル基及びシクロアルキル基は、R1c〜R7cとしてのアルキル基及びシクロアルキル基と同様のものを挙げることができ、2−オキソアルキル基、2−オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基がより好ましい。 Examples of the alkyl group and cycloalkyl group as R x and R y include the same alkyl groups and cycloalkyl groups as R 1c to R 7c, and include 2-oxoalkyl group, 2-oxocycloalkyl group. An alkoxycarbonylmethyl group is more preferable.

2−オキソアルキル基及び2−オキソシクロアルキル基は、R1c〜R7cとしてのアルキル基及びシクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。 Examples of the 2-oxoalkyl group and 2-oxocycloalkyl group include a group having> C═O at the 2-position of the alkyl group or cycloalkyl group as R 1c to R 7c .

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。
Examples of the alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group include the same alkoxy groups as R 1c to R 5c .

x及びRyは、好ましくは炭素数4個以上のアルキル基又はシクロアルキル基であり、より好ましくは6個以上、更に好ましくは8個以上のアルキル基又はシクロアルキル基である。 R x and R y are preferably an alkyl group or cycloalkyl group having 4 or more carbon atoms, more preferably 6 or more, and still more preferably 8 or more alkyl groups or cycloalkyl groups.

一般式(ZII)、(ZIII)中、
204〜R207は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
In general formulas (ZII) and (ZIII),
R 204 to R 207 each independently represents an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.

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。 Phenyl group and a naphthyl group are preferred as the aryl group of R 204 to R 207, more preferably a phenyl group.

204〜R207としてのアルキル基は、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等を挙げることができる。 The alkyl group as R 204 to R 207 is preferably a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, e.g., methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, a pentyl group it can.

204〜R207としてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基であり、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基等を挙げることができる。 The cycloalkyl group as R 204 to R 207 is preferably a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, e.g., cyclopentyl, cyclohexyl group and a norbornyl group.

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)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、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。 The R 204 to R 207 are substituents which may have, for example, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (e.g., 6 carbon atoms 15), alkoxy groups (for example, having 1 to 15 carbon atoms), halogen atoms, hydroxyl groups, phenylthio groups and the like.

-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於けるX-の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。 X represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same non-nucleophilic anion as X − in formula (ZI).

併用してもよい活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物として、更に、下記一般式(ZIV)、(ZV)、(ZVI)で表される化合物を挙げることができる。   Examples of the compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation that may be used in combination may further include compounds represented by the following general formulas (ZIV), (ZV), and (ZVI).

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(ZIV)〜(ZVI)中、
Ar3及びAr4は、各々独立に、アリール基を表す。
206、R207及びR208は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表す。
Aは、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を表す。
In general formulas (ZIV) to (ZVI),
Ar 3 and Ar 4 each independently represents an aryl group.
R 206 , R 207 and R 208 each independently represents an alkyl group or an aryl group.
A represents an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group.

併用してもよい活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物の内でより好ましくは、一般式(ZI)〜(ZIII)で表される化合物である。
また、併用してもよい活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物として、スルホン酸基を1つ有するスルホン酸を発生する化合物が好ましく、さらに好ましくは1価
のパーフルオロ脂肪族スルホン酸を発生する化合物、またはフッ素原子またはフッ素原子を含有する基で置換された芳香族スルホン酸を発生する化合物である。
Among the compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation that may be used in combination, compounds represented by general formulas (ZI) to (ZIII) are more preferable.
In addition, as a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation that may be used in combination, a compound that generates a sulfonic acid having one sulfonic acid group is preferable, and a monovalent perfluoroaliphatic sulfonic acid is more preferable. It is a compound that generates an aromatic sulfonic acid that is substituted with a fluorine atom or a group containing a fluorine atom.

併用してもよい活性光線又は放射線の照射により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。   Of the compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation that may be used in combination, examples of particularly preferable compounds are listed below.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

〔2〕(B)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂(以下、「(B)成分」ともいう)
本発明のポジ型感光性組成物に用いられる酸によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂としては、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、酸で分解し得る基(以下、「酸分解性基」ともいう)を有する樹脂である。この内、酸で分解し得る基を側鎖に有する樹脂がより好ましい。
[2] (B) Resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid (hereinafter also referred to as “component (B)”)
As the resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the acid used in the positive photosensitive composition of the present invention, the main chain or side chain of the resin, or both the main chain and side chain can be decomposed with an acid. It is a resin having a group (hereinafter also referred to as “acid-decomposable group”). Among these, a resin having a group capable of decomposing with an acid in the side chain is more preferable.

酸で分解し得る基として好ましい基は、−COOH基、−OH基の水素原子を酸で脱離する基で置換した基である。
本発明において、酸分解性基は、アセタール基又は3級エステル基であることが好ましい。
A group preferable as a group that can be decomposed by an acid is a group in which a hydrogen atom of a —COOH group or —OH group is substituted with a group capable of leaving with an acid.
In the present invention, the acid-decomposable group is preferably an acetal group or a tertiary ester group.

これら酸で分解し得る基が側鎖として結合する場合の母体樹脂としては、側鎖に−OHもしくは−COOH基を有するアルカリ可溶性樹脂である。例えば、後述するアルカリ可溶性樹脂を挙げることができる。   The base resin in the case where these acid-decomposable groups are bonded as side chains is an alkali-soluble resin having —OH or —COOH groups in the side chains. For example, the alkali-soluble resin mentioned later can be mentioned.

これらアルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解速度は、0.261Nテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)で測定(23℃)して170A/秒以上のものが好ましい。特に好ましくは330A/秒以上のものである(Aはオングストローム)。   The alkali dissolution rate of these alkali-soluble resins is preferably 170 A / second or more as measured with 0.261 N tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (23 ° C.). Particularly preferred is 330 A / second or more (A is angstrom).

このような観点から、特に好ましいアルカリ可溶性樹脂は、o−,m−,p−ポリ(ヒ
ドロキシスチレン)及びこれらの共重合体、水素化ポリ(ヒドロキシスチレン)、ハロゲンもしくはアルキル置換ポリ(ヒドロキシスチレン)、ポリ(ヒドロキシスチレン)の一部、O−アルキル化もしくはO−アシル化物、スチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、水素化ノボラック樹脂等のヒドロキシスチレン構造単位を有するアルカリ可溶性樹脂である。
From this point of view, particularly preferred alkali-soluble resins are o-, m-, p-poly (hydroxystyrene) and copolymers thereof, hydrogenated poly (hydroxystyrene), halogen or alkyl-substituted poly (hydroxystyrene). Hydroxystyrene structural units such as a part of poly (hydroxystyrene), O-alkylated or O-acylated product, styrene-hydroxystyrene copolymer, α-methylstyrene-hydroxystyrene copolymer, hydrogenated novolak resin, etc. It is an alkali-soluble resin.

本発明に於ける好ましい酸分解性基を有する繰り返し単位としては、例えば、t−ブトキシカルボニルオキシスチレン、1−アルコキシエトキシスチレン、(メタ)アクリル酸3級アルキルエステル等を挙げることができる。   Preferred examples of the repeating unit having an acid-decomposable group in the present invention include t-butoxycarbonyloxystyrene, 1-alkoxyethoxystyrene, (meth) acrylic acid tertiary alkyl ester and the like.

本発明に用いられる(B)成分は、欧州特許254853号、特開平2−25850号、同3−223860号、同4−251259号等に開示されているように、アルカリ可溶性樹脂に酸で分解し得る基の前駆体を反応させる、もしくは、酸で分解し得る基の結合したアルカリ可溶性樹脂モノマーを種々のモノマーと共重合して得ることができる。   Component (B) used in the present invention is decomposed with an acid into an alkali-soluble resin, as disclosed in European Patent No. 254853, JP-A-2-25850, JP-A-3-223860, JP-A-4-251259 and the like. It is possible to obtain an alkali-soluble resin monomer having a group capable of being decomposed or reacting with an acid-decomposable group by copolymerization with various monomers.

本発明に使用される(B)成分の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
p−t−ブトキシスチレン/p−ヒドロキシスチレン共重合体、
p−(t−ブトキシカルボニルオキシ)スチレン/p−ヒドロキシスチレン共重合体、
p−(t−ブトキシカルボニルメチルオキシ)スチレン/p−ヒドロキシスチレン共重合体、
4−(t−ブトキシカルボニルメチルオキシ)−3−メチルスチレン/4−ヒドロキシ−3−メチルスチレン共重合体、
p−(t−ブトキシカルボニルメチルオキシ)スチレン/p−ヒドロキシスチレン(10%水素添加物)共重合体、
m−(t−ブトキシカルボニルメチルオキシ)スチレン/m−ヒドロキシスチレン共重合体、
o−(t−ブトキシカルボニルメチルオキシ)スチレン/o−ヒドロキシスチレン共重合体、
p−(クミルオキシカルボニルメチルオキシ)スチレン/p−ヒドロキシスチレン共重合体、
クミルメタクリレート/メチルメタクリレート共重合体、
4−t−ブトキシカルボニルスチレン/マレイン酸ジメチル共重合体、
ベンジルメタクリレート/テトラヒドロピラニルメタクリレート共重合体、
p−(t−ブトキシカルボニルメチルオキシ)スチレン/p−ヒドロキシスチレン/スチレン共重合体、
p−t−ブトキシスチレン/p−ヒドロキシスチレン/フマロニトリル共重合体、
t−ブトキシスチレン/ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体、
スチレン/N−(4−ヒドロキシフェニル)マレイミド/N−(4−t−ブトキシカルボニルオキシフェニル)マレイミド共重合体、
p−ヒドロキシスチレン/t−ブチルメタクリレート共重合体、
スチレン/p−ヒドロキシスチレン/t−ブチルメタクリレート共重合体、
p−ヒドロキシスチレン/t−ブチルアクリレート共重合体、
スチレン/p−ヒドロキシスチレン/t−ブチルアクリレート共重合体、
p−(t−ブトキシカルボニルメチルオキシ)スチレン/p−ヒドロキシスチレン/N−メチルマレイミド共重合体、
t−ブチルメタクリレート/1−アダマンチルメチルメタクリレート共重合体、p−ヒドロキシスチレン/t−ブチルアクリレート/p−アセトキシスチレン共重合体、
p−ヒドロキシスチレン/t−ブチルアクリレート/p−(t−ブトキシカルボニルオキシ)スチレン共重合体、
p−ヒドロキシスチレン/t−ブチルアクリレート/p−(t−ブトキシカルボニルメチルオキシ)スチレン共重合体、
Although the specific example of (B) component used for this invention is shown below, it is not limited to these.
pt-butoxystyrene / p-hydroxystyrene copolymer,
p- (t-butoxycarbonyloxy) styrene / p-hydroxystyrene copolymer,
p- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene / p-hydroxystyrene copolymer,
4- (t-butoxycarbonylmethyloxy) -3-methylstyrene / 4-hydroxy-3-methylstyrene copolymer,
p- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene / p-hydroxystyrene (10% hydrogenated) copolymer,
m- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene / m-hydroxystyrene copolymer,
o- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene / o-hydroxystyrene copolymer,
p- (cumyloxycarbonylmethyloxy) styrene / p-hydroxystyrene copolymer,
Cumyl methacrylate / methyl methacrylate copolymer,
4-t-butoxycarbonylstyrene / dimethyl maleate copolymer,
Benzyl methacrylate / tetrahydropyranyl methacrylate copolymer,
p- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene / p-hydroxystyrene / styrene copolymer,
pt-butoxystyrene / p-hydroxystyrene / fumaronitrile copolymer,
t-butoxystyrene / hydroxyethyl methacrylate copolymer,
Styrene / N- (4-hydroxyphenyl) maleimide / N- (4-t-butoxycarbonyloxyphenyl) maleimide copolymer,
p-hydroxystyrene / t-butyl methacrylate copolymer,
Styrene / p-hydroxystyrene / t-butyl methacrylate copolymer,
p-hydroxystyrene / t-butyl acrylate copolymer,
Styrene / p-hydroxystyrene / t-butyl acrylate copolymer,
p- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene / p-hydroxystyrene / N-methylmaleimide copolymer,
t-butyl methacrylate / 1-adamantyl methyl methacrylate copolymer, p-hydroxystyrene / t-butyl acrylate / p-acetoxystyrene copolymer,
p-hydroxystyrene / t-butyl acrylate / p- (t-butoxycarbonyloxy) styrene copolymer,
p-hydroxystyrene / t-butyl acrylate / p- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene copolymer,

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

上記具体例において、tBuはt−ブチル基を表す。   In the above specific example, tBu represents a t-butyl group.

酸で分解し得る基の含有率は、樹脂中の酸で分解し得る基の数(B)と酸で脱離する基で保護されていないアルカリ可溶性基の数(S)をもって、B/(B+S)で表される。含有率は、好ましくは0.01〜0.7、より好ましくは0.05〜0.50、更に好ましくは0.05〜0.40である。   The content of the group that can be decomposed by an acid is determined by the number of groups (B) that can be decomposed by an acid in the resin and the number of alkali-soluble groups that are not protected by a group capable of leaving by an acid (S). B + S). The content is preferably 0.01 to 0.7, more preferably 0.05 to 0.50, and still more preferably 0.05 to 0.40.

(Ba)単環又は多環の脂環炭化水素構造を有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増加する樹脂
本発明のポジ型感光性組成物にArFエキシマレーザー光を照射する場合には、(B)成分の樹脂は、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増加する樹脂であることが好ましい。
(Ba) Resin which has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure and has increased solubility in an alkaline developer by the action of an acid. When irradiating ArF excimer laser light to the positive photosensitive composition of the present invention The resin of component (B) is preferably a resin having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure and increasing the solubility in an alkali developer by the action of an acid.

単環又は多環の脂環炭化水素構造を有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増加する樹脂(以下、「脂環炭化水素系酸分解性樹脂」ともいう)としては、下記一般式(pI)〜一般式(pVI)で示される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位及び下記一般式(II-AB)で示される繰り返し単位の群から選択される少なくとも1種類を有する樹脂であることが好ましい。   As a resin having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure and having increased solubility in an alkali developer by the action of an acid (hereinafter also referred to as “alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin”), the following general At least one selected from the group consisting of repeating units having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by formula (pI) to general formula (pVI) and repeating units represented by the following general formula (II-AB) It is preferable that it is resin to have.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

式中、
11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表す。
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〜R16は、各々独立に、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表し、但し、R12〜R14のうち少なくとも1つ、もしくはR15、R16のいずれかは脂環式炭化水素基を表す。
17〜R21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表し、但し、R17〜R21のうち少なくとも1つは脂環式炭化水素基を表す。また、R19、R21のいずれかは炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。
22〜R25は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表し、但し、R22〜R25のうち少なくとも1つは脂環式炭化水素基を表す。また、R23とR24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
Where
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.
Z represents an atomic group necessary for forming an alicyclic hydrocarbon group together with a carbon atom.
R 12 to R 16 each independently represents a linear or branched alkyl group or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, provided that at least one of R 12 to R 14 , or Either R 15 or R 16 represents an alicyclic hydrocarbon group.
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group, provided that at least one of R 17 to R 21 Represents an alicyclic hydrocarbon group. Further, either R 19 or R 21 represents a linear or branched alkyl group or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group, provided that at least one of R 22 to R 25 Represents an alicyclic hydrocarbon group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(II-AB)中、
11',R12'は、各々独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
Z'は、結合した2つの炭素原子(C−C)を含み、脂環式構造を形成するための原子団を表す。
In general formula (II-AB),
R 11 ′ and R 12 ′ each independently represents a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom or an alkyl group.
Z ′ represents an atomic group for forming an alicyclic structure containing two bonded carbon atoms (C—C).

また、上記一般式(II-AB)は、下記一般式(II−A)又は一般式(II−B)であることが更に好ましい。   The general formula (II-AB) is more preferably the following general formula (II-A) or general formula (II-B).

Figure 2005122134
Figure 2005122134

式(II−A)、(II−B)中、
13'〜R16'は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、−COOH、−COOR5、酸の作用により分解する基、−C(=O)−X−A'−R17'、アルキル基あるいは環状炭化水素基を表す。
ここで、R5は、アルキル基、環状炭化水素基又は下記の−Y基を表す。
Xは、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO2−又は−NHSO2NH−を表す。
A'は単結合又は2価の連結基を表す。
17'は、−COOH、−COOR5、−CN、水酸基、アルコキシ基、−CO−NH−R6、−CO−NH−SO2−R6又は下記の−Y基を表す。
6は、アルキル基又は環状炭化水素基を表す。
また、Rl3'〜R16'のうち少なくとも2つが結合して環を形成してもよい。
nは、0又は1を表す。
In the formulas (II-A) and (II-B),
R 13 ′ to R 16 ′ each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, —COOH, —COOR 5 , a group that decomposes by the action of an acid, —C (═O) —XA′—R. 17 ′ represents an alkyl group or a cyclic hydrocarbon group.
Wherein, R 5 represents an alkyl group, cyclic hydrocarbon group, or -Y group shown below.
X represents an oxygen atom, a sulfur atom, -NH -, - NHSO 2 - or an -NHSO 2 NH-.
A ′ represents a single bond or a divalent linking group.
R 17 ′ represents —COOH, —COOR 5 , —CN, a hydroxyl group, an alkoxy group, —CO—NH—R 6 , —CO—NH—SO 2 —R 6 or the following —Y group.
R 6 represents an alkyl group or a cyclic hydrocarbon group.
Further, at least two of R 13 ′ to R 16 ′ may be bonded to form a ring.
n represents 0 or 1.

−Y基;   The -Y group;

Figure 2005122134
Figure 2005122134

−Y基中、
21'〜R30'は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。
a,bは、1又は2を表す。
In the -Y group,
R 21 ′ to R 30 ′ each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group.
a and b represent 1 or 2.

一般式(pI)〜(pVI)において、
12〜R25のアルキル基は、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が好ましい。R12〜R25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。
In general formulas (pI) to (pVI),
The alkyl group of R 12 to R 25 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkyl group represented by R 12 to R 25 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.

上記アルキル基は、更に、置換基を有していてもよい。アルキル基が有してもよい置換基としては、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)、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。   The alkyl group may further have a substituent. Examples of the substituent that the alkyl group may have include an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and 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.

12〜R25における脂環式炭化水素基或いはZと炭素原子が形成する脂環式炭化水素基としては、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい。 The alicyclic hydrocarbon group in R 12 to R 25 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.

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

脂環式炭化水素基は、更に、置換基を有していてもよい。脂環式炭化水素基の置換基としては、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。上記アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基は、更に、置換基を有していてもよい。アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基等が、更に有していてもよい置換基としては、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。   The alicyclic hydrocarbon group may further have a substituent. Examples of the substituent for the alicyclic hydrocarbon group include an 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 selected from the group consisting of a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl 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. The alkyl group, alkoxy group, and alkoxycarbonyl group may further have a substituent. Examples of the substituent that the alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group and the like may further have include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group.

上記樹脂における一般式(pI)〜(pVI)で示される構造は、アルカリ可溶性基の保護に使用することができる。アルカリ可溶性基としては、この技術分野において公知の種々の基が挙げられる。   The structures represented by the general formulas (pI) to (pVI) in the resin can be used for protecting alkali-soluble groups. Examples of the alkali-soluble group include various groups known in this technical field.

具体的には、カルボン酸基、スルホン酸基、フェノール基、チオール基などが挙げられ、好ましくはカルボン酸基、スルホン酸基である。   Specific examples include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phenol group, and a thiol group, and a carboxylic acid group and a sulfonic acid group are preferable.

上記樹脂における一般式(pI)〜(pVI)で示される構造で保護されたアルカリ可溶性基としては、好ましくはカルボキシル基の水素原子が一般式(pI)〜(PVI)で表される構造で置換された構造が挙げられる。   As the alkali-soluble group protected by the structure represented by the general formulas (pI) to (pVI) in the above resin, the hydrogen atom of the carboxyl group is preferably substituted with the structure represented by the general formula (pI) to (PVI). Structure.

一般式(pI)〜(pVI)で示される構造で保護されたアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位としては、下記一般式(pA)で示される繰り返し単位が好ましい。   As the repeating unit having an alkali-soluble group protected by the structure represented by the general formulas (pI) to (pVI), a repeating unit represented by the following general formula (pA) is preferable.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

ここで、Rは、水素原子、ハロゲン原子又は1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。複数のRは、各々同じでも異なっていてもよい。
Aは、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルフォンアミド基、ウレタン基、又はウレア基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを表す。
Raは、上記式(pI)〜(pVI)のいずれかの基を表す。
Here, R represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A plurality of R may be the same or different.
A is a single bond, a group selected from the group consisting of an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a urea group, or a combination of two or more groups. Represents.
Ra represents any group of the above formulas (pI) to (pVI).

一般式(pA)で表される繰り返し単位は、最も好ましくは、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、ジアルキル(1−アダマンチル)メチル(メタ)アクリレートによる繰り返し単位である。   The repeating unit represented by the general formula (pA) is most preferably a repeating unit of 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate and dialkyl (1-adamantyl) methyl (meth) acrylate.

以下、一般式(pA)で示される繰り返し単位の具体例を示す。   Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (pA) are shown below.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

上記一般式(II-AB)において、R11'、R12'は、各々独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子、又はアルキル基を表す。
Z'は、結合した2つの炭素原子(C−C)を含み、脂環式構造を形成するための原子団を表す。
In the general formula (II-AB), R 11 ′ and R 12 ′ each independently represent a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom, or an alkyl group.
Z ′ represents an atomic group for forming an alicyclic structure containing two bonded carbon atoms (C—C).

上記R11'、R12'におけるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。 Examples of the halogen atom in R 11 ′ and R 12 ′ include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom.

上記R11'、R12'におけるアルキル基としては、炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜6個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基である。 The alkyl group for R 11 ′ and R 12 ′ is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. And 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, or a t-butyl group.

上記のアルキル基における更なる置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルコキシ基、アシル基、シアノ基、アシルオキシ基等を挙げることができる。ハロゲン原子としては塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができ、アルコキシ基としてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができ、アシル基としてはホルミル基、アセチル基等を挙げることができ、アシルオキシ基としてはアセトキシ基等を挙げることができる。   Examples of the further substituent in the above alkyl group include a hydroxyl group, a halogen atom, a carboxyl group, an alkoxy group, an acyl group, a cyano group, and an acyloxy group. Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. Examples of the acyl group include a formyl group and an acetyl group, and examples of the acyloxy group include an acetoxy group.

上記Z'の脂環式構造を形成するための原子団は、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素の繰り返し単位を樹脂に形成する原子団であり、中でも有橋式の脂環式炭化水素の繰り返し単位を形成する有橋式脂環式構造を形成するための原子団が好ましい。   The atomic group for forming the alicyclic structure of Z ′ is an atomic group that forms a repeating unit of an alicyclic hydrocarbon which may have a substituent in a resin, and among them, a bridged type alicyclic group. An atomic group for forming a bridged alicyclic structure forming a cyclic hydrocarbon repeating unit is preferred.

形成される脂環式炭化水素の骨格としては、一般式(pI)〜(pVI)に於けるR11〜R25の脂環式炭化水素基と同様のものが挙げられる。 Examples of the skeleton of the alicyclic hydrocarbon formed include the same alicyclic hydrocarbon groups as R 11 to R 25 in the general formulas (pI) to (pVI).

上記脂環式炭化水素の骨格には置換基を有していてもよい。そのような置換基としては、前記一般式(II−A)あるいは(II−B)中のR13'〜R16'を挙げることができる。 The alicyclic hydrocarbon skeleton may have a substituent. Examples of such a substituent include R 13 ′ to R 16 ′ in the general formula (II-A) or (II-B).

上記有橋式の脂環式炭化水素を有する繰り返し単位の中でも、上記一般式(II−A)あるいは(II−B)で表される繰り返し単位が更に好ましい。   Among the repeating units having the bridged alicyclic hydrocarbon, the repeating unit represented by the general formula (II-A) or (II-B) is more preferable.

本発明に係わる脂環炭化水素系酸分解性樹脂において、酸分解性基は、前記−C(=O)−X−A'−R17'に含まれてもよいし、一般式(II-AB)のZ'の置換基として含まれてもよい。 In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin according to the present invention, the acid-decomposable group may be contained in the aforementioned —C (═O) —XA′—R 17 ′, or may be represented by the general formula (II- AB) may be included as a substituent for Z ′.

酸分解性基の構造としては、−C(=O)−X1−R0 で表される。
式中、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、3−オキソアルキル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、トリアルキルシリルエステル基、3−オキソシクロヘキシルエステル基、2−メチル−2−アダマンチル基、メバロニックラクトン残基等を挙げることができる。X1は、上記Xと同義である。
The structure of the acid-decomposable group is represented by —C (═O) —X 1 —R 0 .
In the formula, R 0 is a tertiary alkyl group such as t-butyl group or 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, 3-oxoalkyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, trialkylsilyl ester group, 3- An oxocyclohexyl ester group, a 2-methyl-2-adamantyl group, a mevalonic lactone residue and the like can be mentioned. X 1 has the same meaning as X above.

上記R13'〜R16'におけるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。 Examples of the halogen atom in R 13 ′ to R 16 ′ include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom.

上記R13'〜R16'、R5、R6、R21'〜R30'におけるアルキル基としては、炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜6個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基である。
The R 13 '~R 16', the alkyl group in R 5, R 6, R 21 '~R 30', preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably carbon A linear or branched alkyl group of several to six, 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, or a t-butyl group. is there.

上記R13'〜R16'、R5、R6における環状炭化水素基としては、例えば環状アルキル基、有橋式炭化水素であり、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、2−メチル−2−アダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、イソボロニル基、トリシクロデカニル基、ジシクロペンテニル基、ノボルナンエポキシ基、メンチル基、イソメンチル基、ネオメンチル基、テトラシクロドデカニル基等を挙げることができる。 Examples of the cyclic hydrocarbon group in R 13 ′ to R 16 ′, R 5 , and R 6 include a cyclic alkyl group and a bridged hydrocarbon group, such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, 2- List methyl-2-adamantyl group, norbornyl group, boronyl group, isobornyl group, tricyclodecanyl group, dicyclopentenyl group, nobornane epoxy group, menthyl group, isomenthyl group, neomenthyl group, tetracyclododecanyl group, etc. Can do.

上記R13'〜R16'のうち少なくとも2つが結合して形成する環としては、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプタン、シクロオクタン等の炭素数5〜12の環が挙げられる。 Examples of the ring formed by combining at least two of R 13 ′ to R 16 ′ include rings having 5 to 12 carbon atoms such as cyclopentene, cyclohexene, cycloheptane, and cyclooctane.

上記R17'におけるアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。 Examples of the alkoxy group for R 17 ′ include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group.

上記アルキル基、環状炭化水素基、アルコキシ基における更なる置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルコキシ基、アシル基、シアノ基、アシルオキシ基、アルキル基、環状炭化水素基等を挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものが挙げることができ、アシル基としてはホルミル基、アセチル基等を挙げることができ、アシルオキシ基としてはアセトキシ基等を挙げることができる。   Examples of further substituents in the alkyl group, cyclic hydrocarbon group, and alkoxy group include a hydroxyl group, a halogen atom, a carboxyl group, an alkoxy group, an acyl group, a cyano group, an acyloxy group, an alkyl group, and a cyclic hydrocarbon group. Can do. Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and a butoxy group. Examples of the acyl group include a formyl group and an acetyl group. Examples thereof include an acetoxy group.

また、アルキル基、環状炭化水素基は、上記で挙げたものが挙げられる。   Examples of the alkyl group and cyclic hydrocarbon group include those listed above.

上記A'の2価の連結基としては、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルフォンアミド基、ウレタン基、ウレア基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせが挙げられる。   The divalent linking group for A ′ is one or two selected from the group consisting of an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, and a urea group. Combinations of the above groups can be mentioned.

本発明に係る脂環炭化水素系酸分解性樹脂においては、酸の作用により分解する基は、前記一般式(pI)〜一般式(pVI)で示される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位、一般式(II-AB)で表される繰り返し単位、及び後記共重合成分の繰り返し単位のうち少なくとも1種の繰り返し単位に含有することができる。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin according to the present invention, the group decomposed by the action of an acid has a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by the general formula (pI) to the general formula (pVI). It can be contained in at least one type of repeating unit among the repeating unit having, the repeating unit represented by the general formula (II-AB), and the repeating unit of the copolymerization component described later.

上記一般式(II−A)あるいは一般式(II−B)におけるR13'〜R16'の各種置換基は、上記一般式(II-AB)における脂環式構造を形成するための原子団ないし有橋式脂環式構造を形成するための原子団Zの置換基ともなるものである。 Various substituents of R 13 ′ to R 16 ′ in the general formula (II-A) or the general formula (II-B) are atomic groups for forming an alicyclic structure in the general formula (II-AB). Or it becomes a substituent of atomic group Z for forming a bridged alicyclic structure.

上記一般式(II−A)あるいは一般式(II−B)で表される繰り返し単位の具体例として次のものが挙げられるが、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (II-A) or the general formula (II-B) include the following, but the present invention is not limited to these specific examples.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、ラクトン基を有することが好ましく、より好ましくは下記一般式(Lc)又は下記一般式(V−1)〜(V−5)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位を有することであり、ラクトン構造を有する基が主鎖に直接結合していてもよい。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention preferably has a lactone group, and more preferably any of the following general formulas (Lc) and general formulas (V-1) to (V-5) below. It has a repeating unit having a group having a lactone structure represented, and the group having a lactone structure may be directly bonded to the main chain.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(Lc)中、Ra1,Rb1,Rc1,Rd1,Re1は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。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 (Lc), Ra 1 , Rb 1 , Rc 1 , Rd 1 , and Re 1 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group. m and n each independently represents an integer of 0 to 3, and m + n is 2 or more and 6 or less.

一般式(V−1)〜(V−5)において、R1b〜R5bは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルホニルイミノ基又はアルケニル基を表す。R1b〜R5bの内の2つは、結合して環を形成してもよい。 In the general formulas (V-1) to (V-5), R 1b to R 5b each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkylsulfonylimino group, or an alkenyl group. Represents. Two of R 1b to R 5b may combine to form a ring.

一般式(Lc)に於けるRa1〜Re1のアルキル基及び一般式(V−1)〜(V−5)に於けるR1b〜R5bのアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルホニルイミノ基におけるアルキル基としては、直鎖状、分岐状のアルキル基が挙げられ、置換基を有していてもよい。 R 1 to Re 1 alkyl groups in general formula (Lc) and R 1b to R 5b alkyl groups, alkoxy groups, alkoxycarbonyl groups, alkyl groups in general formulas (V-1) to (V-5) Examples of the alkyl group in the sulfonylimino group include linear and branched alkyl groups, which may have a substituent.

一般式(Lc)又は一般式(V−1)〜(V−5)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位としては、上記一般式(II−A)又は(II−B)中のR13'〜R16'のうち少なくとも1つが一般式(Lc)又は一般式(V−1)〜(V−5)で表される基を有するもの(例えば−COOR5のR5が一般式(Lc)又は一般式(V−1)〜(V−5)で表される基を表す)、又は下記一般式(AI)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。 As the repeating unit having a group having a lactone structure represented by general formula (Lc) or any one of general formulas (V-1) to (V-5), the above general formula (II-A) or (II- B) wherein at least one of R 13 ′ to R 16 ′ has a group represented by general formula (Lc) or general formula (V-1) to (V-5) (for example, R in —COOR 5 ) 5 represents a group represented by general formula (Lc) or general formulas (V-1) to (V-5)), or a repeating unit represented by the following general formula (AI).

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(AI)中、Rb0は、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。 In general formula (AI), R b0 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

b0のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。Rb0は水素原子が好ましい。 Examples of the halogen atom for R b0 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. R b0 is preferably a hydrogen atom.

A’は、単結合、エーテル基、エステル基、カルボニル基、アルキレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。   A ′ represents a single bond, an ether group, an ester group, a carbonyl group, an alkylene group, or a divalent group obtained by combining these.

2は、一般式(Lc)又は一般式(V−1)〜(V−5)のうちのいずれかで示される基を表す。 B 2 represents a group represented by any one of general formula (Lc) and general formulas (V-1) to (V-5).

以下に、ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を挙げるが、本発明がこれに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit having a group having a lactone structure are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、下記一般式(VII)で表される基を有する繰り返し単位を含有してもよい。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention may contain a repeating unit having a group represented by the following general formula (VII).

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(VII)中、R2c〜R4cは、各々独立に水素原子又は水酸基を表す。ただし、R2c〜R4cのうち少なくとも1つは水酸基を表す。 In general formula (VII), R 2 c to R 4 c each independently represents a hydrogen atom or a hydroxyl group. However, at least one of R 2 c to R 4 c represents a hydroxyl group.

一般式(VII)で表される基は、好ましくはジヒドロキシ体、モノヒドロキシ体であり、より好ましくはジヒドロキシ体である。   The group represented by the general formula (VII) is preferably a dihydroxy form or a monohydroxy form, and more preferably a dihydroxy form.

一般式(VII)で表される基を有する繰り返し単位としては、上記一般式(II−A)又は(II−B)中のR13'〜R16'のうち少なくとも1つが上記一般式(VII)で表される基
を有するもの(例えば−COOR5のR5が一般式(VII)で表される基を表す)、又は下記一般式(AII)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。
As the repeating unit having a group represented by the general formula (VII), at least one of R 13 ′ to R 16 ′ in the general formula (II-A) or (II-B) is the above general formula (VII ) (For example, R 5 in —COOR 5 represents a group represented by the general formula (VII)), or a repeating unit represented by the following general formula (AII). it can.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(AII)中、R1cは、水素原子又はメチル基を表す。
2c〜R4cは、各々独立に水素原子又は水酸基を表す。ただし、R2c〜R4cのうち少なくとも1つは水酸基を表す。R2c〜R4cのうちの二つが水酸基であるものが好ましい。
In general formula (AII), R 1 c represents a hydrogen atom or a methyl group.
R 2 c to R 4 c each independently represents a hydrogen atom or a hydroxyl group. However, at least one of R 2 c to R 4 c represents a hydroxyl group. Two of R 2 c to R 4 c are preferably hydroxyl groups.

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

Figure 2005122134
Figure 2005122134

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、下記一般式(VIII)で表される繰り返し単位を含有してもよい。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention may contain a repeating unit represented by the following general formula (VIII).

Figure 2005122134
Figure 2005122134

上記一般式(VIII)に於いて、Z2は、−O−又は−N(R41)−を表す。R41は、水素原子、水酸基、アルキル基又は−OSO2−R42を表す。R42は、アルキル基、シクロアルキル基又は樟脳残基を表す。R41、R42のアルキル基は、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)等で置換されていてもよい。 In the general formula (VIII), Z 2 represents —O— or —N (R 41 ) —. R 41 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, or —OSO 2 —R 42 . R 42 represents an alkyl group, a cycloalkyl group or a camphor residue. The alkyl group of R 41 and R 42 may be substituted with a halogen atom (preferably a fluorine atom) or the like.

上記一般式(VIII)で表される繰り返し単位として、以下の具体例が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the repeating unit represented by the general formula (VIII) include the following specific examples, but are not limited thereto.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、上記の繰り返し構造単位以外に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにレジストの一般的な必要な特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し構造単位を含有することができる。   In addition to the above repeating structural units, the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention has a dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and resolving power that is a general necessary characteristic of a resist. Various repeating structural units can be contained for the purpose of adjusting heat resistance, sensitivity, and the like.

このような繰り返し構造単位としては、下記の単量体に相当する繰り返し構造単位を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。   Examples of such a repeating structural unit include, but are not limited to, repeating structural units corresponding to the following monomers.

これにより、脂環炭化水素系酸分解性樹脂に要求される性能、特に、
(1)塗布溶剤に対する溶解性、
(2)製膜性(ガラス転移点)、
(3)アルカリ現像性、
(4)膜べり(親疎水性、アルカリ可溶性基選択)、
(5)未露光部の基板への密着性、
(6)ドライエッチング耐性、
等の微調整が可能となる。
Thereby, performance required for the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, in particular,
(1) Solubility in coating solvent,
(2) Film formability (glass transition point),
(3) Alkali developability,
(4) Membrane slip (hydrophobic, alkali-soluble group selection),
(5) Adhesion of unexposed part to substrate,
(6) Dry etching resistance,
Etc. can be finely adjusted.

このような単量体として、例えばアクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等を挙げることができる。   As such a monomer, for example, a compound having one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, etc. Etc.

その他にも、上記種々の繰り返し構造単位に相当する単量体と共重合可能である付加重合性の不飽和化合物であれば、共重合されていてもよい。   In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound that can be copolymerized with monomers corresponding to the above various repeating structural units may be copolymerized.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂において、各繰り返し構造単位の含有モル比はレジストのドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにはレジストの一般的な必要性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。   In alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resins, the molar ratio of each repeating structural unit is the resist's dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and resolution that is a general required performance of resists. In order to adjust heat resistance, sensitivity, etc., it is set appropriately.

本発明の脂環炭化水素系酸分解性樹脂の好ましい態様としては、以下のものが挙げられる。
(1) 上記一般式(pI)〜(pVI)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位を含有するもの(側鎖型)
(2) 一般式(II-AB)で表される繰り返し単位を含有するもの(主鎖型)
但し、(2)においては例えば、更に以下のものが挙げられる。
(3) 一般式(II-AB)で表される繰り返し単位、無水マレイン酸誘導体及び(メタ)アクリレート構造を有するもの(ハイブリッド型)
脂環炭化水素系酸分解性樹脂中、酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜60モル%が好ましく、より好ましくは20〜50モル%、更に好ましくは25〜40モル%である。
Preferred embodiments of the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin of the present invention include the following.
(1) Containing a repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the general formulas (pI) to (pVI) (side chain type)
(2) Containing repeating units represented by general formula (II-AB) (main chain type)
However, in (2), for example, the following can be further mentioned.
(3) A repeating unit represented by the general formula (II-AB), a maleic anhydride derivative and a (meth) acrylate structure (hybrid type)
In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, the content of the repeating unit having an acid-decomposable group is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 20 to 50 mol%, still more preferably 25 in all repeating structural units. -40 mol%.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂中、一般式(pI)〜(pVI)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中30〜70モル%が好ましく、より好ましくは35〜65モル%、更に好ましくは40〜60モル%である。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, the content of the repeating unit having a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by the general formulas (pI) to (pVI) is 30 to 70 in all the repeating structural units. The mol% is preferable, more preferably 35 to 65 mol%, and still more preferably 40 to 60 mol%.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂中、一般式(II-AB)で表される繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜60モル%が好ましく、より好ましくは15〜55モル%、更に好ましくは20〜50モル%である。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, the content of the repeating unit represented by the general formula (II-AB) is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 15 to 55 mol% in all repeating structural units. More preferably, it is 20-50 mol%.

また、上記更なる共重合成分の単量体に基づく繰り返し構造単位の樹脂中の含有量も、所望のレジストの性能に応じて適宜設定することができるが、一般的に、上記一般式(pI)〜(pVI)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し構造単位と上記一般式(II-AB)で表される繰り返し単位の合計した総モル数に対して99モル%以下が好ましく、より好ましくは90モル%以下、さらに好ましくは80モル%以下である。   In addition, the content of the repeating structural unit based on the monomer of the further copolymer component in the resin can also be appropriately set according to the performance of the desired resist. 99 mol% with respect to the total number of moles of the repeating structural unit having a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by (pVI) and the repeating unit represented by the above general formula (II-AB) The following is preferable, More preferably, it is 90 mol% or less, More preferably, it is 80 mol% or less.

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

本発明に用いる脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種を、一括であるいは反応途中で反応容器に仕込み、これを必要に応じ反応溶媒、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、さらには後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのような本発明の組成物を溶解する溶媒に溶解させ均一とした後、窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で必要に応じ加熱、市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は20質量%以上であり、好ましくは30質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上である。反応温度は10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは50
〜100℃である。
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin used in the present invention can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, monomer species are charged into a reaction vessel in a batch or in the course of reaction, and if necessary, a reaction solvent such as ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diisopropyl ether, methyl ethyl ketone, A ketone such as methyl isobutyl ketone, an ester solvent such as ethyl acetate, and the composition of the present invention such as propylene glycol monomethyl ether acetate described below are dissolved in a solvent that dissolves uniformly and then nitrogen, argon, etc. Polymerization is started using a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) as necessary under an inert gas atmosphere. If desired, an initiator is added or added in portions, and after completion of the reaction, it is put into a solvent and a desired polymer is recovered by a method such as powder or solid recovery. The concentration of the reaction is 20% by mass or more, preferably 30% by mass or more, and more preferably 40% by mass or more. The reaction temperature is 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 50 ° C.
~ 100 ° C.

(Baa)下記一般式(1)で表される繰り返し単位、一般式(2)で表される繰り返し単位及び一般式(3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種類の繰り返し単位を有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂
脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、下記一般式(1)で表される繰り返し単位、一般式(2)で表される繰り返し単位及び一般式(3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種類の繰り返し単位を有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂(以下、「脂環炭化水素系酸分解性樹脂(Baa)」ともいう)であることが好ましい。
脂環炭化水素系酸分解性樹脂(Baa)は、一般式(1)で表される繰り返し単位と、一般式(2)で表される繰り返し単位及び一般式(3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種類の繰り返し単位とを有することが好ましい。
脂環炭化水素系酸分解性樹脂(Baa)は、一般式(1)で表される繰り返し単位、一般式(2)で表される繰り返し単位及び一般式(3)で表される繰り返し単位を有することがより好ましい。
本発明のポジ型感光性組成物は、脂環炭化水素系酸分解性樹脂(Baa)を使用することにより、孤立ライン及び密パターンに於いて、広いプロセスウインドウ確保が可能となる。
(Baa) having at least one repeating unit selected from the repeating unit represented by the following general formula (1), the repeating unit represented by the general formula (2), and the repeating unit represented by the general formula (3). A resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid. The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin is a repeating unit represented by the following general formula (1) or a repeating unit represented by the following general formula (2): And a resin having at least one repeating unit selected from the repeating units represented by the general formula (3) and having increased solubility in an alkali developer by the action of an acid (hereinafter referred to as “alicyclic hydrocarbon-based acid decomposability”). Resin (Baa) ”) is preferable.
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin (Baa) includes a repeating unit represented by the general formula (1), a repeating unit represented by the general formula (2), and a repeating unit represented by the general formula (3). It is preferable to have at least one type of repeating unit selected from.
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin (Baa) includes a repeating unit represented by the general formula (1), a repeating unit represented by the general formula (2), and a repeating unit represented by the general formula (3). More preferably.
The positive photosensitive composition of the present invention can secure a wide process window in isolated lines and dense patterns by using an alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin (Baa).

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(1)に於いて、
Rは、水素原子又はメチル基を表す。
Aは、単結合又は連結基を表す。
ALGは、下記一般式(pI)〜(pV)のいずれかで表わされる基を表す。
In general formula (1),
R represents a hydrogen atom or a methyl group.
A represents a single bond or a linking group.
ALG represents a group represented by any one of the following general formulas (pI) to (pV).

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(pI)〜(pV)に於いて、
11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表す。
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〜R16は、各々独立に、炭素数1〜4個の直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。但し、R12〜R14のうち少なくとも1つ、及びR15、R16のいずれかは脂環式炭化水素基を表す。
17〜R21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。但し、R17〜R21のうち少なくとも1つは脂環式炭化水素基を表す。また、R19、R21のいずれかは炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。
22〜R25は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。但し、R22〜R25のうち少なくとも1つは脂環式炭化水素基を表す。また、R23とR24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
In the general formulas (pI) to (pV),
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.
Z represents an atomic group necessary for forming an alicyclic hydrocarbon group together with a carbon atom.
R 12 to R 16 each independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group. However, at least one of R 12 to R 14 and any one of R 15 and R 16 represents an alicyclic hydrocarbon group.
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group. However, at least one of R 17 to R 21 represents an alicyclic hydrocarbon group. Further, either R 19 or R 21 represents a linear or branched alkyl group or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group. However, at least one of R 22 to R 25 represents an alicyclic hydrocarbon group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(2)に於いて、
1aは、水素原子又はメチル基を表す。
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。
Lcは、下記一般式(IV)、(V−1)〜(V−6)及び(VI)のいずれかで表されるラクトン残基を表す。
In general formula (2),
R 1a represents a hydrogen atom or a methyl group.
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.
Lc represents a lactone residue represented by any one of the following general formulas (IV), (V-1) to (V-6) and (VI).

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(IV)に於いて、
a1、Rb1、Rc1、Rd1及び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及び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),
R a1 , R b1 , R c1 , R d1 and R e1 each independently represent 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.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(V−1)〜(V−6)に於いて、
1b〜R5bは、各々独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はCOOR6bを表す。ここでR6bは、アルキル基を表す。また、R1b〜R5bの内の2つは、結合して環を形成してもよい。
In general formulas (V-1) to (V-6),
R 1b to R 5b each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, or COOR 6b . Here, R 6b represents an alkyl group. Two of R 1b to R 5b may be bonded to form a ring.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(3)に於いて、
30は、水素原子又はメチル基を表す。
31〜R33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 (3),
R 30 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R 31 to R 33 each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or an alkyl group, provided that at least one represents a hydroxyl group.

まず、一般式(1)について説明する。
脂環炭化水素系酸分解性樹脂(Baa)は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂(酸分解性樹脂)であり、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基であるカルボキシル基を生じる一般式(1)で表される繰り返し単位を有することが好ましい。
First, general formula (1) will be described.
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin (Baa) is a resin (acid-decomposable resin) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, and is decomposed by the action of an acid to be a carboxyl group that is an alkali-soluble group. It is preferable to have a repeating unit represented by the general formula (1) that yields

一般式(1)において、Rは水素原子又はメチル基を表し、Aは単結合又は連結基を表し、ALGは上記一般式(pI)〜一般式(pV)で示される基を表す。   In the general formula (1), R represents a hydrogen atom or a methyl group, A represents a single bond or a linking group, and ALG represents a group represented by the above general formula (pI) to general formula (pV).

Aの連結基は、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルフォンアミド基、ウレタン基、又はウレア基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを表す。上記Aにおけるアルキレン基としては、下記式で表される基を挙げることができる。
−〔C(Rb )(Rc )〕r
式中、Rb 、Rc は、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表し、両者は同一でも異なっていてもよい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基から選択される。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。rは1〜10の整数を表す。上記アルキル基、アルコキシ基は、置換基を有していてもよい。アルキル基、アルコキシ基が有してもよい置換基としては、例えば、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4)を挙げることができる。
The linking group of A is selected from the group consisting of an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a urea group, or a combination of two or more groups Represents. Examples of the alkylene group in A include groups represented by the following formulas.
− [C (R b ) (R c )] r
In the formula, R b and R c represent a hydrogen atom, an alkyl group, a 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 alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom. r represents an integer of 1 to 10. The alkyl group and alkoxy group may have a substituent. Examples of the substituent that the alkyl group and alkoxy group may have include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group (preferably having 1 to 4 carbon atoms).

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

12〜R25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 12 to R 25 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 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

本発明においては、上記脂環式部分の好ましいものとしては、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、アダマンチル基、デカリン残基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基、トリシクロデカニル基である。   In the present invention, preferred examples of the alicyclic moiety include adamantyl group, noradamantyl group, decalin residue, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol group, cyclohexyl group, cycloheptyl. Group, cyclooctyl group, cyclodecanyl group and cyclododecanyl group. More preferred are an adamantyl group, a decalin residue, a norbornyl group, a cedrol group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclodecanyl group, 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、例えば、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、イソプロピル基である。
アルコキシ基としてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。
アルキル基、アルコキシ基は、置換基を有していてもよい。アルキル基、アルコキシ基が有してもよい置換基としては、例えば、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。
Examples of the substituent for these alicyclic hydrocarbon groups include an 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, more preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group or an isopropyl 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.
The alkyl group and alkoxy group may have a substituent. Examples of the substituent that the alkyl group and alkoxy group may have include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group.

尚、得られたプロファイルを走査型電子顕微鏡で観察する際のプロファイル安定性(SEM耐性)が良好な点から、一般式(1)において、Aが単結合であり、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。   In addition, from the point that profile stability (SEM resistance) when observing the obtained profile with a scanning electron microscope is good, in the general formula (1), A is a single bond, and ALG is represented as follows. The repeating unit which is a group is particularly preferred.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

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(1)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。   Specific examples of the monomer corresponding to the repeating unit represented by the general formula (1) are shown below.

Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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次に、一般式(2)について説明する。
1aは、水素原子又はメチル基を表す。W1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。Lcは前記一般式(IV)、(V−1)〜(V−6)、(VI)のいずれかで表されるラクトン残基である。
Next, general formula (2) will be described.
R 1a represents a hydrogen atom or a methyl group. 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. Lc is a lactone residue represented by any one of the general formulas (IV), (V-1) to (V-6), and (VI).

1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及びRgは、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表し、両者は同一でも異なっていてもよい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基から選択される。
アルコキシ基としては、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。r1は1〜10の整数である。
上記アルキル基、アルコキシ基は、置換基を有していてもよい。アルキル基、アルコキシ基が有してもよい置換基としては、例えば、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。
Examples of the alkylene group for 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 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 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.
The alkyl group and alkoxy group may have a substituent. Examples of the substituent that the alkyl group and alkoxy group may have include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group.

一般式(IV)におけるRa1〜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 in the general formula (IV) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, t- A butyl group etc. can be mentioned.

一般式(V−1)〜(V−6)におけるR1b〜R5bとしてのアルキル基は、直鎖状、分岐状のアルキル基が挙げられ、置換基を有していてもよい。R1b〜R5bとしてのアルキル基は、炭素数1〜12個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、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。
一般式(V−1)〜(V−6)のR1b〜R5bとしてのCOOR6bにおけるR6bは、好ましくは炭素数1〜12個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基であり、より好ましくは炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、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。
Examples of the alkyl group as R 1b to R 5b in formulas (V-1) to (V-6) include linear and branched alkyl groups, which may have a substituent. The alkyl group as R 1b to R 5b 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, More preferably, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group It is.
R 6b in COOR 6b as R 1b to R 5b in the general formulas (V-1) to (V-6) is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and more preferably. Is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, t-butyl. Group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group and decyl group.

1b〜R5bにおけるシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、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。
1b〜R5bにおけるアルケニル基としては、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、R1b〜R5bの内の2つが結合して形成する環としては、例えば、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(V−1)〜(V−6)におけるR1b〜R5b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。
As a cycloalkyl group in R <1b > -R < 5b >, C3-C8 things, such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, are preferable.
As an alkenyl group in R <1b > -R < 5b >, C2-C6 things, such as a vinyl group, a propenyl group, a butenyl group, a hexenyl group, are preferable.
Examples of the ring formed by combining two of R 1b to R 5b include a 3- to 8-membered ring such as a cyclopropane ring, a cyclobutane ring, a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, and a cyclooctane ring. .
In addition, R <1b > -R < 5b > in general formula (V-1)-(V-6) may be connected with any of the carbon atoms which comprise 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.

以下に、一般式(IV)、(V−1)〜(V−6)又は(VI)で表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を挙げるが、本発明がこれに限定されるものではない。
まず、一般式(IV)で表されるラクトン構造を有する一般式(2)の繰り返し単位の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
Specific examples of the repeating unit having a group having a lactone structure represented by the general formula (IV), (V-1) to (V-6) or (VI) are shown below, but the present invention is limited thereto. Is not to be done.
First, although the specific example of the repeating unit of General formula (2) which has a lactone structure represented by general formula (IV) is shown below, it is not limited to these.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
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次に一般式(V−1)〜(V−6)で表されるラクトン構造を有する一般式(2)の繰り返し単位の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。   Next, specific examples of the repeating unit of the general formula (2) having a lactone structure represented by the general formulas (V-1) to (V-6) are shown below, but are not limited thereto.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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一般式(VI)で表されるラクトン構造を有する一般式(2)の繰り返し単位の具体例を以下に示す。   Specific examples of the repeating unit of the general formula (2) having a lactone structure represented by the general formula (VI) are shown below.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

次に、一般式(3)で表される繰り返し単位について説明する。
一般式(3)中、R30は、水素原子又はメチル基を表す。
31〜R33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。
Next, the repeating unit represented by the general formula (3) will be described.
In general formula (3), R 30 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R 31 to R 33 each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or an alkyl group, provided that at least one represents a hydroxyl group.

31〜R33のアルキル基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。
一般式(3)で表される繰り返し単位において、R31〜R33のうちの一つ又は二つが水酸基であることが好ましく、二つが水酸基であることが特に好ましい。
The alkyl group of R 31 to R 33 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group. , T-butyl group and the like.
In the repeating unit represented by the general formula (3), one or two of R 31 to R 33 are preferably a hydroxyl group, and two are particularly preferably a hydroxyl group.

以下に、一般式(3)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 (3) below is given, it is not limited to these.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

脂環炭化水素系酸分解性樹脂(Baa)は、上記の繰り返し構造単位以外に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにレジストの一般的な必要な特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し構造単位を有することができる。   In addition to the above repeating structural units, the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin (Baa) has a dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and resolving power that is a general required property of resist. It can have various repeating structural units for the purpose of adjusting heat resistance, sensitivity and the like.

このような繰り返し構造単位としては、下記の単量体に相当する繰り返し構造単位を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
これにより、樹脂に要求される性能、特に、
(1)塗布溶剤に対する溶解性、
(2)製膜性(ガラス転移点)、
(3)アルカリ現像性、
(4)膜べり(親疎水性、アルカリ可溶性基選択)、
(5)未露光部の基板への密着性、
(6)ドライエッチング耐性、
等の微調整が可能となる。
Examples of such repeating structural units include, but are not limited to, repeating structural units corresponding to the following monomers.
As a result, the performance required for the resin, especially
(1) Solubility in coating solvent,
(2) Film formability (glass transition point),
(3) Alkali developability,
(4) Membrane slip (hydrophobic, alkali-soluble group selection),
(5) Adhesion of unexposed part to substrate,
(6) Dry etching resistance,
Etc. can be finely adjusted.

このような単量体として、例えばアクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等を挙げることができる。   As such a monomer, for example, a compound having one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, etc. Etc.

その他にも、上記種々の繰り返し構造単位に相当する単量体と共重合可能である付加重合性の不飽和化合物であれば、共重合されていてもよい。   In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound that can be copolymerized with monomers corresponding to the above various repeating structural units may be copolymerized.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂(Baa)に於いて、各繰り返し構造単位の含有モル比はレジストのドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにはレジストの一般的な必要性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin (Baa), the content molar ratio of each repeating structural unit is the resistance to dry etching resistance of the resist, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and general resist characteristics. It is appropriately set in order to adjust the necessary performance such as resolving power, heat resistance and sensitivity.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂(Baa)中、一般式(1)で表される繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中0〜60モル%が好ましく、より好ましくは20〜55モル%、更に好ましくは25〜50モル%である。
一般式(2)の繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中0〜70モル%が好ましく、より好ましくは20〜65モル%、更に好ましくは25〜60モル%である。
一般式(3)の繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中0〜50モル%が好ましく、より好ましくは15〜45モル%、更に好ましくは20〜40モル%である。
In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin (Baa), the content of the repeating unit represented by the general formula (1) is preferably 0 to 60 mol%, more preferably 20 to 55 mol in all repeating structural units. %, More preferably 25 to 50 mol%.
The content of the repeating unit of the general formula (2) is preferably 0 to 70 mol%, more preferably 20 to 65 mol%, still more preferably 25 to 60 mol% in all repeating structural units.
The content of the repeating unit of the general formula (3) is preferably 0 to 50 mol%, more preferably 15 to 45 mol%, still more preferably 20 to 40 mol% in all repeating structural units.

また、上記更なる共重合成分の単量体に基づく繰り返し構造単位の樹脂中の含有量も、所望のレジストの性能に応じて適宜設定することができるが、一般式(1)〜(3)総モル数に対して50モル%以下が好ましく、より好ましくは40モル%以下、さらに好ましくは30モル%以下である。
本発明の組成物がArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から脂環炭化水素系酸分解性樹脂(Baa)は芳香族基を有さないことが好ましい。
Further, the content of the repeating structural unit based on the monomer of the further copolymer component in the resin can be appropriately set according to the performance of the desired resist, but the general formulas (1) to (3) 50 mol% or less is preferable with respect to the total number of moles, more preferably 40 mol% or less, still more preferably 30 mol% or less.
When the composition of the present invention is for ArF exposure, the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin (Baa) preferably has no aromatic group from the viewpoint of transparency to ArF light.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂(Baa)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−ジオキサンなどの環状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、シクロヘキサノンのようなケトン類、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、プロピレングリコールモノメチルエーテルのような本発明の組成物を溶解する溶媒に溶解させ均一とした後、窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で必要に応じ加熱、市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は10質量%以上であり、好ましくは15質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上である。反応温度は10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜130℃、さらに好ましくは50℃〜110℃である。
上記具体例で表される繰り返し構造単位は、各々1種で使用してもよいし、複数を混合して用いてもよい。
また、本発明において、脂環炭化水素系酸分解性樹脂(Baa)は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin (Baa) 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 this is added to a reaction solvent, for example, cyclic ethers such as tetrahydrofuran and 1,4-dioxane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl. Ketones, ketones such as cyclohexanone, and the composition of the present invention such as propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether, which will be described later, are uniformly dissolved in a solvent, and then inert gas such as nitrogen or argon. Polymerization is started using a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) as necessary under an 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 10% by mass or more, preferably 15% by mass or more, and more preferably 20% by mass or more. The reaction temperature is 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 130 ° C, more preferably 50 ° C to 110 ° C.
The repeating structural units represented by the above specific examples may be used singly or in combination.
In the present invention, the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin (Baa) may be used singly or in combination.

本発明の組成物を多層レジストの上層レジストに使用する場合に、(B)成分の樹脂は、シリコン原子を有することが好ましい。   When the composition of the present invention is used for the upper resist of the multilayer resist, the resin as the component (B) preferably has a silicon atom.

シリコン原子を有し、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度を増大する樹脂としては、シリコン原子を主鎖及び側鎖の少なくとも一方に有する樹脂のいずれも用いることができる。樹脂の側鎖にシロキサン構造を有する樹脂として、例えば、シリコン原子を側鎖に有するオレフィン系単量体、無水マレイン酸及び酸分解性基を側鎖に有する(メタ)アクリル酸系単量体の共重合体を挙げることができる。   As the resin having a silicon atom and decomposing by the action of an acid to increase the solubility in an alkaline developer, any of resins having a silicon atom in at least one of a main chain and a side chain can be used. Examples of the resin having a siloxane structure in the side chain of the resin include, for example, an olefin monomer having a silicon atom in the side chain, maleic anhydride and a (meth) acrylic acid monomer having an acid-decomposable group in the side chain. Mention may be made of copolymers.

本発明のポジ型感光性組成物にF2エキシマレーザー光を照射する場合に、(B)成分の樹脂は、フッ素原子を有し、且つ酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解度を増大する樹脂(以下、フッ素基含有樹脂ともいう)が好ましく、さらに好ましくは1位がフッ素原子またはフロロアルキル基で置換された水酸基または1位がフッ素原子またはフロロアルキル基で置換された水酸基を酸分解基で保護した基を有する樹脂であり、最も好ましくはヘキサフロロ−2−プロパノール構造またはヘキサフロロ−2−プロパノールの水酸基を酸分解基で保護した構造を有する樹脂である。フッ素原子を導入することで遠紫外光、特にF2(157nm)光に対する透明性を向上させることができる。 When the positive photosensitive composition of the present invention is irradiated with F 2 excimer laser light, the resin of component (B) has fluorine atoms and is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkali developer. Resin (hereinafter also referred to as fluorine group-containing resin), more preferably a hydroxyl group substituted at the 1-position with a fluorine atom or a fluoroalkyl group or a hydroxyl group substituted at the 1-position with a fluorine atom or a fluoroalkyl group is acid-decomposed. A resin having a group protected by a group, and most preferably a resin having a hexafluoro-2-propanol structure or a structure in which the hydroxyl group of hexafluoro-2-propanol is protected by an acid-decomposable group. By introducing fluorine atoms, it is possible to improve transparency to far ultraviolet light, particularly F 2 (157 nm) light.

(B)酸分解性樹脂におけるフッ素基含有樹脂として、例えば、下記一般式(FA)〜(FG)で示される繰り返し単位を少なくとも一つ有する樹脂を好ましく挙げることができる。   (B) Preferred examples of the fluorine group-containing resin in the acid-decomposable resin include resins having at least one repeating unit represented by the following general formulas (FA) to (FG).

Figure 2005122134
Figure 2005122134

前記一般式中、
100-R103はそれぞれ水素原子、フッ素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基、、アシル基、アシロキシ基又はアルキニル基を表す。
104およびR106はそれぞれ水素原子、フッ素原子またはアルキル基であり、R104およびR106の少なくとも1方がフッ素原子またはフルオロアルキル基である。R104およびR106は好ましくは両方トリフルオロメチル基である。
105は水素原子、アルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基または酸の作用により分解する基である。
1は単結合、2価の連結基、例えば、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−OCO−、−COO−、または−CON(R24)−、およびこれらのうちの複数を含有する連結基である。R24は水素原子またはアルキル基である。
107,R108はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基または酸の作用により分解する基である。
109は水素原子、アルキル基、酸の作用により分解する基である。
bは、0、1又は2である。
In the general formula,
R 100 to R 103 each represent a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkenyl group, an acyl group, an acyloxy group, or an alkynyl group.
R 104 and R 106 are each a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group, and at least one of R 104 and R 106 is a fluorine atom or a fluoroalkyl group. R 104 and R 106 are preferably both trifluoromethyl groups.
R 105 is a hydrogen atom, an alkyl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group or a group that decomposes under the action of an acid.
A 1 is a single bond, a divalent linking group, for example, an alkylene group, a cycloalkylene group, an alkenylene group, an arylene group, —OCO—, —COO—, or —CON (R 24 ) —, and a plurality of these A linking group containing R 24 is a hydrogen atom or an alkyl group.
R 107 and R 108 are each a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group or a group that decomposes under the action of an acid.
R 109 is a hydrogen atom, an alkyl group, or a group that decomposes under the action of an acid.
b is 0, 1 or 2;

一般式(FA)〜(FG)で表される繰り返し単位は、一繰り返し単位あたりに少なくとも1つ、好ましくは3つ以上のフッ素原子を含む。   The repeating units represented by the general formulas (FA) to (FG) contain at least one, preferably three or more fluorine atoms per one repeating unit.

上記一般式(FA)〜(FG)において、アルキル基としては、例えば炭素数1〜8個のアルキル基であって、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基を好ましく挙げることができる。   In the general formulas (FA) to (FG), the alkyl group is, for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, Preferred examples include sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, and octyl group.

シクロアルキル基としては単環型でもよく、多環型でもよい。単環型としては炭素数3〜8個のものであって、例えばシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基を好ましく挙げることができる。多環型としては炭素数6〜20個のものであって、例えばアダマンチル基、ノルボルニル基、イソボロニル基、カンファニル基、ジシクロペンチル基、α−ピネル基、トリシクロデカニル基、テトシクロドデシル基、アンドロスタニル基等を好ましく挙げることができる。但し、上記の単環又は多環のシクロアルキル基中の炭素原子が、酸素原子等のヘテロ原子に置換されていてもよい。   The cycloalkyl group may be monocyclic or polycyclic. The monocyclic type has 3 to 8 carbon atoms, and preferred examples include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. The polycyclic type has 6 to 20 carbon atoms, such as an adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, campanyl group, dicyclopentyl group, α-pinel group, tricyclodecanyl group, tetocyclododecyl group, An androstanyl group etc. can be mentioned preferably. However, the carbon atom in the monocyclic or polycyclic cycloalkyl group may be substituted with a heteroatom such as an oxygen atom.

フルオロアルキル基としては、例えば炭素数1〜12個のものであって、具体的にはトリフルオロメチル基、パーフルロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロオクチルエチル基、パーフルオロドデシル基等を好ましくあげることができる。   Examples of the fluoroalkyl group include those having 1 to 12 carbon atoms, specifically, a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorohexyl group, and a perfluorooctyl group. A perfluorooctylethyl group, a perfluorododecyl group and the like can be preferably exemplified.

アリール基としては、例えば炭素数6〜15個のアリール基であって、具体的には、フェニル基、トリル基、ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、ナフチル基、アントリル基、9,10−ジメトキシアントリル基等を好ましく挙げることができる。   As the aryl group, for example, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, specifically, phenyl group, tolyl group, dimethylphenyl group, 2,4,6-trimethylphenyl group, naphthyl group, anthryl group, Preferable examples include 9,10-dimethoxyanthryl group.

アラルキル基としては、例えば炭素数7〜12個のアラルキル基であって、具体的には、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等を好ましく挙げることができる。   As the aralkyl group, for example, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, specifically, a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, and the like can be preferably exemplified.

アルケニル基としては、例えば炭素数2〜8個のアルケニル基であって、具体的には、ビニル基、アリル基、ブテニル基、シクロヘキセニル基を好ましく挙げることができる。   As an alkenyl group, it is a C2-C8 alkenyl group, for example, Specifically, a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, and a cyclohexenyl group can be mentioned preferably.

アルコキシ基としては、例えば炭素数1〜8個のアルコキシ基であって、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、アリルオキシ基、オクトキシ基等を好ましく挙げることができる。   Examples of the alkoxy group include an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, and specifically include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, a butoxy group, a pentoxy group, an allyloxy group, and an octoxy group. Preferred examples include groups.

アシル基としては、例えば炭素数1〜10個のアシル基であって、具体的には、ホルミル基、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、ピバロイル基、オクタノイル基、ベンゾイル基等を好ましく挙げることができる。   As the acyl group, for example, an acyl group having 1 to 10 carbon atoms, specifically, a formyl group, an acetyl group, a propanoyl group, a butanoyl group, a pivaloyl group, an octanoyl group, a benzoyl group and the like can be preferably exemplified. it can.

アシロキシ基としては、炭素数2〜12個のアシロキシ基が好ましく、例えばアセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等を挙げることができる。   The acyloxy group is preferably an acyloxy group having 2 to 12 carbon atoms, and examples thereof include an acetoxy group, a propionyloxy group, and a benzoyloxy group.

アルキニル基としては、炭素数2〜5のアルキニル基が好ましく、例えばエチニル基、
プロピニル基、ブチニル基等を挙げることができる。
As the alkynyl group, an alkynyl group having 2 to 5 carbon atoms is preferable, for example, an ethynyl group,
A propynyl group, a butynyl group, etc. can be mentioned.

アルコキシカルボニル基としては、i−プロポキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基、t−アミロキシカルボニル基、1−メチル−1−シクロヘキシルオキシカルボニル基等、好ましくは2級、より好ましくは3級のアルコキシカルボニル基が挙げられる。   Examples of the alkoxycarbonyl group include i-propoxycarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, t-amyloxycarbonyl group, 1-methyl-1-cyclohexyloxycarbonyl group and the like, preferably secondary, more preferably tertiary alkoxycarbonyl. Groups.

ハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子等を挙げることができる。   Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

アルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個のものが挙げられる。   Examples of the alkylene group preferably include those having 1 to 8 carbon atoms such as a methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group and octylene group which may have a substituent.

アルケニレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいエテニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基等の炭素数2〜6個のものが挙げられる。   The alkenylene group is preferably an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms such as an optionally substituted ethenylene group, propenylene group, butenylene group.

シクロアルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいシクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等の炭素数5〜8個のものが挙げられる。   Preferred examples of the cycloalkylene group include those having 5 to 8 carbon atoms such as a cyclopentylene group and a cyclohexylene group which may have a substituent.

アリーレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいフェニレン基、トリレン基、ナフチレン基等の炭素数6〜15個のものが挙げられる。   The arylene group is preferably an arylene group having 6 to 15 carbon atoms such as an optionally substituted phenylene group, tolylene group or naphthylene group.

またこれらの基は置換基を有していてもよく、置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基等の活性水素を有するものや、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、チオエーテル基、アシル基(アセチル基、プロパノイル基、ベンゾイル基等)、アシロキシ基(アセトキシ基、プロパノイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基等)、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。   These groups may have a substituent. Examples of the substituent include activities such as alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, amino group, amide group, ureido group, urethane group, hydroxyl group, and carboxyl group. Those having hydrogen, halogen atoms (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), alkoxy groups (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), thioether group, acyl group (acetyl group, propanoyl group) Benzoyl group, etc.), acyloxy group (acetoxy group, propanoyloxy group, benzoyloxy group etc.), alkoxycarbonyl group (methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group etc.), cyano group, nitro group, etc. .

ここで、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基は上記で示したものが挙げられるが、アルキル基は、更にフッ素原子、シクロアルキル基で置換されていてもよい。   Here, examples of the alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group include those described above, but the alkyl group may be further substituted with a fluorine atom or a cycloalkyl group.

本発明のフッ素基含有樹脂に含まれる、酸の作用により分解する基としては、例えば、−O−C(R36)(R37)(R38)、−O−C(R36)(R37)(OR39)、−O−COO−C(R36)(R37)(R38)、−O−C(R01)(R02)COO−C(R36)(R37)(R38)、−COO−C(R36)(R37)(R38)、−COO−C(R36)(R37)(OR39)等が挙げられる。 Examples of the group that is decomposed by the action of an acid contained in the fluorine group-containing resin of the present invention include —O—C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ), —O—C (R 36 ) (R 37) (OR 39), - O-COO-C (R 36) (R 37) (R 38), - O-C (R 01) (R 02) COO-C (R 36) (R 37) ( R 38 ), —COO—C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ), —COO—C (R 36 ) (R 37 ) (OR 39 ) and the like.

36〜R39は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表し、R01、R02は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基又はアリール基を表す。 R 36 to R 39 represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group, and R 01 and R 02 are a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group or an aryl group. Represents.

好ましい具体例としては、t−ブチル基、t−アミル基、1−アルキル−1−シクロヘキシル基、2−アルキル−2−アダマンチル基、2−アダマンチル−2−プロピル基、2−(4−メチルシクロヘキシル)−2−プロピル基等の3級アルキル基のエーテル基又はエステル基、1−アルコキシ−1−エトキシ基、テトラヒドロピラニル基等のアセタール基又はアセタールエステル基、t−アルキルカーボネート基、t−アルキルカルボニルメトキシ基等が好ましく挙げられる。   Preferable specific examples include t-butyl group, t-amyl group, 1-alkyl-1-cyclohexyl group, 2-alkyl-2-adamantyl group, 2-adamantyl-2-propyl group, 2- (4-methylcyclohexyl). ) Ether group or ester group of tertiary alkyl group such as 2-propyl group, acetal group or acetal ester group such as 1-alkoxy-1-ethoxy group, tetrahydropyranyl group, t-alkyl carbonate group, t-alkyl A carbonylmethoxy group etc. are mentioned preferably.

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

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(FA)〜(FG)で示される繰り返し単位の含量の合計は、樹脂を構成する全繰り返し単位に対して、一般的に10〜80モル%、好ましくは30〜70モル%、更に好ましくは35〜65モル%の範囲で使用される。   The total content of the repeating units represented by formulas (FA) to (FG) is generally 10 to 80 mol%, preferably 30 to 70 mol%, more preferably based on all repeating units constituting the resin. Is used in the range of 35 to 65 mol%.

本発明(B)の樹脂は、上記のような繰り返し構造単位以外にも、更に本発明のレジストの性能を向上させる目的で、他の重合性モノマーを共重合させてもよい。   In addition to the above repeating structural units, the resin of the present invention (B) may be copolymerized with other polymerizable monomers for the purpose of further improving the performance of the resist of the present invention.

使用することができる共重合モノマーとしては、以下に示すものが含まれる。例えば、上記以外のアクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリル酸エステル類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、スチレン類、クロトン酸エステル類などから選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物である。   Examples of copolymerizable monomers that can be used include those shown below. For example, an addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, acrylamides, methacrylic acid esters, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, styrenes, crotonic acid esters other than the above. A compound having one.

このようなフッ素含有樹脂には、ドライエッチング耐性向上、アルカリ可溶性調節、基板密着性向上などの観点から、前記フッ素原子を有する繰り返し単位の他に共重合成分として他の繰り返し単位を含有することが好ましい。他の繰り返し単位として好ましいものとしては:
1)前記一般式(pI)〜(pVI)及び(II−AB)に示す脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位。具体的には前記1〜23の繰り返し単位および[II−1]〜[II−32]の繰り返し単位。好ましくは上記具体例1〜23のうちRxがCF3のものである。
Such a fluorine-containing resin may contain other repeating units as a copolymerization component in addition to the repeating unit having fluorine atoms, from the viewpoint of improving dry etching resistance, adjusting alkali solubility, and improving substrate adhesion. preferable. Preferred as other repeating units are:
1) A repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure represented by the general formulas (pI) to (pVI) and (II-AB). Specifically, the repeating units 1 to 23 and the repeating units [II-1] to [II-32]. Of the above specific examples 1 to 23, Rx is preferably CF 3 .

2)前記一般式(Lc)及び(V−1)〜(V−5)に示すラクトン構造を有する繰り返し単位。具体的には前記(IV−1)〜(IV−16)の繰り返し単位および(Ib−1)〜(Ib−11)の繰り返し単位。   2) A repeating unit having a lactone structure represented by the general formulas (Lc) and (V-1) to (V-5). Specifically, the repeating units (IV-1) to (IV-16) and the repeating units (Ib-1) to (Ib-11).

3)無水マレイン酸、ビニルエーテルまたはシアノ基を有するビニル化合物から由来される下記一般式(XV)(XVI)(XVII)、具体的には(C−1)〜(C−15)に挙げられる繰り返し単位が挙げられる。これら他の繰り返し単位中にはフッ素原子を含んでいてもいなくてもよい。   3) The following general formula (XV) (XVI) (XVII) derived from a maleic anhydride, vinyl ether or a vinyl compound having a cyano group, specifically the repetitions listed in (C-1) to (C-15) Units are listed. These other repeating units may or may not contain a fluorine atom.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

式中、R41は、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基もしくはアリール基を表す。R41のアルキル基は、アリール基で置換されていてもよい。
42は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキル基を表す。
5は単結合、2価のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基もしくはアリーレン基、又は−O−CO−R22−、−CO−O−R23−、−CO−N(R24)−R25−を表す。
22、R23、R25は同じでも異なっていてもよく、単結合、又はエーテル基、エステル基、アミド基、ウレタン基もしくはウレイド基を有してもよい、2価のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基又はアリーレン基を表す。
24は水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基又はアリール基を表す。
ここで、各置換基の例は、前記一般式(FA)〜(FG)の置換基と同様のものがあげられる。
In the formula, R 41 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group or an aryl group. The alkyl group of R 41 may be substituted with an aryl group.
R 42 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group or an alkyl group.
A 5 is a single bond, a divalent alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group or an arylene group, or —O—CO—R 22 —, —CO—O—R 23 —, —CO—N (R 24 ) —. R 25 -is represented.
R 22 , R 23 and R 25 may be the same or different and each may have a single bond, an ether group, an ester group, an amide group, a urethane group or a ureido group, a divalent alkylene group, an alkenylene group Represents a cycloalkylene group or an arylene group.
R 24 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group or an aryl group.
Here, examples of each substituent include those similar to the substituents of the general formulas (FA) to (FG).

また一般式(XVI)〜(XVII)で表される繰り返し構造単位の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating structural units represented by the general formulas (XVI) to (XVII) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

一般式(XV)〜(XVII)で表される繰り返し単位等その他繰り返し単位の含量は、樹脂を構成する全繰り返し単位に対して、一般的に0〜70モル%、好ましくは10〜60モル%、更に好ましくは20〜50モル%の範囲で使用される。   The content of other repeating units such as the repeating units represented by the general formulas (XV) to (XVII) is generally 0 to 70 mol%, preferably 10 to 60 mol%, based on all repeating units constituting the resin. More preferably, it is used in the range of 20 to 50 mol%.

(B)酸分解性樹脂としてのフッ素基含有樹脂は酸分解性基をいかなる繰り返し単位に含んでいてもよい。
酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し単位に対して、10〜70モル%が好ましく、より好ましくは20〜60モル%、更に好ましくは30〜60モル%である。
(B) The fluorine group-containing resin as the acid-decomposable resin may contain an acid-decomposable group in any repeating unit.
As for content of the repeating unit which has an acid-decomposable group, 10-70 mol% is preferable with respect to all the repeating units, More preferably, it is 20-60 mol%, More preferably, it is 30-60 mol%.

フッ素基含有樹脂は、脂環炭化水素系酸分解性樹脂とほぼ同様にラジカル重合によって合成することができる。   The fluorine group-containing resin can be synthesized by radical polymerization in substantially the same manner as the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin.

本発明に係る(B)成分の樹脂の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは1,000〜200,000である。重量平均分子量を1,000以上とすることにより、耐熱性、ドライエッチング耐性を向上させることができ、また、重量平均分子量を200,000以下とすることにより、現像性を向上させることができ、且つ、粘度が極めて低くなるために製膜性を向上させることができる。   The weight average molecular weight of the resin of the component (B) according to the present invention is preferably 1,000 to 200,000 as a polystyrene conversion value by the GPC method. By making the weight average molecular weight 1,000 or more, heat resistance and dry etching resistance can be improved, and by making the weight average molecular weight 200,000 or less, developability can be improved. In addition, since the viscosity is extremely low, the film forming property can be improved.

本発明のポジ型感光性組成物において、本発明に係わる(B)成分の樹脂の組成物全体中の配合量は、全固形分中40〜99.99質量%が好ましく、より好ましくは50〜99.97質量%である。   In the positive photosensitive composition of the present invention, the blending amount of the resin of the component (B) according to the present invention in the entire composition is preferably 40 to 99.99% by mass in the total solid content, more preferably 50 to 50%. It is 99.97 mass%.

〔3〕(C)酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物(以下、「(C)成分」或いは「溶解阻止化合物」ともいう)
(C)酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物としては、220nm以下の透過性を低下させないため、Proceeding of SPIE, 2724,355 (1996)に記載されている酸分解性基を含むコール酸誘導体の様な、酸分解性基を有する脂環族又は脂肪族化合物が好ましい。酸分解性基、脂環式構造としては、上記脂環炭化水素系酸分解性樹脂のところで説明したものと同様のものが挙げられる。
[3] (C) Dissolution-inhibiting compound having a molecular weight of 3000 or less (hereinafter also referred to as “(C) component” or “dissolution-inhibiting compound”) that is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkaline developer.
(C) As a dissolution-inhibiting compound having a molecular weight of 3000 or less that decomposes by the action of an acid and increases its solubility in an alkaline developer, the transmittance of 220 nm or less is not lowered, so Proceeding of SPIE, 2724,355 (1996) An alicyclic or aliphatic compound having an acid-decomposable group, such as a cholic acid derivative containing an acid-decomposable group described in 1) is preferred. Examples of the acid-decomposable group and alicyclic structure are the same as those described above for the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin.

本発明の感光性組成物をKrFエキシマレーザーで露光するか、或いは電子線で照射する場合には、フェノール化合物のフェノール性水酸基を酸分解基で置換した構造を有するものが好ましい。フェノール化合物としてはフェノール骨格を1〜9個含有するものが好ましく、さらに好ましくは2〜6個含有するものである。   When exposing the photosensitive composition of this invention with a KrF excimer laser, or irradiating with an electron beam, what has the structure which substituted the phenolic hydroxyl group of the phenolic compound by the acid decomposition group is preferable. As a phenol compound, what contains 1-9 phenol frame | skeleton is preferable, More preferably, it contains 2-6 pieces.

本発明における溶解阻止化合物の分子量は、3000以下であり、好ましくは300〜3000、更に好ましくは500〜2500である。   The molecular weight of the dissolution inhibiting compound in the present invention is 3000 or less, preferably 300 to 3000, and more preferably 500 to 2500.

溶解阻止化合物の添加量は、感光性組成物の固形分に対し、好ましくは3〜50質量%であり、より好ましくは5〜40質量%である。   The addition amount of the dissolution inhibiting compound is preferably 3 to 50% by mass, more preferably 5 to 40% by mass, based on the solid content of the photosensitive composition.

以下に溶解阻止化合物の具体例を示すが、これらに限定されない。   Specific examples of the dissolution inhibiting compound are shown below, but are not limited thereto.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

〔4〕(D)アルカリ現像液に可溶な樹脂(以下、「(D)成分」あるいは「アルカリ可溶性樹脂」ともいう)
アルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解速度は、0.261Nテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)で測定(23℃)して20Å/秒以上のものが好ましい。特に好ましくは200Å/秒以上のものである(Åはオングストローム)。
[4] (D) Resin soluble in alkali developer (hereinafter also referred to as “component (D)” or “alkali-soluble resin”)
The alkali dissolution rate of the alkali-soluble resin is preferably 20 測定 / sec or more as measured with 0.261N tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (23 ° C.). Particularly preferred is 200 Å / sec or more (Å is angstrom).

本発明に用いられるアルカリ可溶性樹脂としては、例えばノボラック樹脂、水素化ノボラツク樹脂、アセトン−ピロガロール樹脂、o−ポリヒドロキシスチレン、m−ポリヒドロキシスチレン、p−ポリヒドロキシスチレン、水素化ポリヒドロキシスチレン、ハロゲンもしくはアルキル置換ポリヒドロキシスチレン、ヒドロキシスチレン−N−置換マレイ
ミド共重合体、o/p−及びm/p−ヒドロキシスチレン共重合体、ポリヒドロキシスチレンの水酸基に対する一部O−アルキル化物(例えば、5〜30モル%のO−メチル化物、O−(1−メトキシ)エチル化物、O−(1−エトキシ)エチル化物、O−2−テトラヒドロピラニル化物、O−(t−ブトキシカルボニル)メチル化物等)もしくはO−アシル化物(例えば、5〜30モル%のo−アセチル化物、O−(t−ブトキシ)カルボニル化物等)、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、カルボキシル基含有メタクリル系樹脂及びその誘導体、ポリビニルアルコール誘導体を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
Examples of the alkali-soluble resin used in the present invention include novolak resin, hydrogenated novolak resin, acetone-pyrogalol resin, o-polyhydroxystyrene, m-polyhydroxystyrene, p-polyhydroxystyrene, hydrogenated polyhydroxystyrene, and halogen. Alternatively, alkyl-substituted polyhydroxystyrene, hydroxystyrene-N-substituted maleimide copolymer, o / p- and m / p-hydroxystyrene copolymer, partially O-alkylated product of hydroxyl group of polyhydroxystyrene (for example, 5- 30 mol% O-methylated product, O- (1-methoxy) ethylated product, O- (1-ethoxy) ethylated product, O-2-tetrahydropyranylated product, O- (t-butoxycarbonyl) methylated product, etc.) Or O-acylated product (for example, 5 to 30 mol) O-acetylated product, O- (t-butoxy) carbonylated product, etc.), styrene-maleic anhydride copolymer, styrene-hydroxystyrene copolymer, α-methylstyrene-hydroxystyrene copolymer, carboxyl group-containing methacrylic acid Examples thereof include, but are not limited to, resins and derivatives thereof, and polyvinyl alcohol derivatives.

特に好ましいアルカリ可溶性樹脂は、ノボラック樹脂及びo−ポリヒドロキシスチレン、m−ポリヒドロキシスチレン、p−ポリヒドロキシスチレン及びこれらの共重合体、アルキル置換ポリヒドロキシスチレン、ポリヒドロキシスチレンの一部O−アルキル化、もしくはO−アシル化物、スチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共重合体である。   Particularly preferred alkali-soluble resins are novolak resins and o-polyhydroxystyrene, m-polyhydroxystyrene, p-polyhydroxystyrene and copolymers thereof, alkyl-substituted polyhydroxystyrene, partially O-alkylated polyhydroxystyrene. Or an O-acylated product, a styrene-hydroxystyrene copolymer, and an α-methylstyrene-hydroxystyrene copolymer.

ノボラック樹脂は、所定のモノマーを主成分として、酸性触媒の存在下、アルデヒド類と付加縮合させることにより得られる。   The novolak resin is obtained by subjecting a predetermined monomer as a main component to addition condensation with aldehydes in the presence of an acidic catalyst.

また、アルカリ溶解性樹脂の重量平均分子量は、2000以上、好ましくは5000〜200000、より好ましくは5000〜100000である。   Moreover, the weight average molecular weight of alkali-soluble resin is 2000 or more, Preferably it is 5000-200000, More preferably, it is 5000-100000.

ここで、重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値をもって定義される。   Here, the weight average molecular weight is defined as a polystyrene equivalent value of gel permeation chromatography.

本発明におけるこれらの(D)アルカリ可溶性樹脂は2種類以上組み合わせて使用してもよい。   These (D) alkali-soluble resins in the present invention may be used in combination of two or more.

アルカリ可溶性樹脂の使用量は、感光性組成物の全組成物の固形分に対し、40〜97質量%、好ましくは60〜90質量%である。   The usage-amount of alkali-soluble resin is 40-97 mass% with respect to solid content of the whole composition of a photosensitive composition, Preferably it is 60-90 mass%.

(5)(E)酸の作用により上記アルカリ可溶性樹脂と架橋する酸架橋剤(以下「(E)成分」或いは「架橋剤」ともいう)
本発明のネガ型感光性組成物には、架橋剤が使用される。
(5) (E) Acid crosslinking agent that crosslinks with the alkali-soluble resin by the action of acid (hereinafter also referred to as “(E) component” or “crosslinking agent”)
A crosslinking agent is used in the negative photosensitive composition of the present invention.

架橋剤としては酸の作用によりアルカリ現像液に可溶な樹脂を架橋する化合物であればいずれも用いることができるが、以下の(1)〜(3)が好ましい。
(1)フェノール誘導体のヒドロキシメチル体、アルコキシメチル体、アシルオキシメチル体。
(2)N−ヒドロキシメチル基、N−アルコキシメチル基、N−アシルオキシメチル基を有する化合物。
(3)エポキシ基を有する化合物。
Any crosslinking agent can be used as long as it is a compound that crosslinks a resin soluble in an alkaline developer by the action of an acid, but the following (1) to (3) are preferred.
(1) Hydroxymethyl, alkoxymethyl, and acyloxymethyl forms of phenol derivatives.
(2) A compound having an N-hydroxymethyl group, an N-alkoxymethyl group, or an N-acyloxymethyl group.
(3) A compound having an epoxy group.

アルコキシメチル基としては炭素数6個以下、アシルオキシメチル基としては炭素数6個以下が好ましい。   The alkoxymethyl group preferably has 6 or less carbon atoms, and the acyloxymethyl group preferably has 6 or less carbon atoms.

これらの架橋剤の内、特に好ましいものを以下に挙げる。   Of these crosslinking agents, particularly preferred are listed below.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

(式中、L1〜L8は、同じであっても異なっていてもよく、水素原子、ヒドロキシメチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基又は炭素数1〜6個のアルキル基を示す。)
架橋剤は、感光性組成物の固形分中、通常3〜70質量%、好ましくは5〜50質量%の添加量で用いられる。
(In formula, L < 1 > -L < 8 > may be same or different and shows a hydrogen atom, a hydroxymethyl group, a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, or a C1-C6 alkyl group.)
The crosslinking agent is generally used in an amount of 3 to 70% by mass, preferably 5 to 50% by mass, in the solid content of the photosensitive composition.

<その他の成分>
〔5〕(F)塩基性化合物
本発明の感光性組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、(F)塩基性化合物を含有することが好ましい。
<Other ingredients>
[5] (F) Basic compound The photosensitive composition of the present invention preferably contains (F) a basic compound in order to reduce a change in performance over time from exposure to heating.

好ましい構造として、下記式(A)〜(E)で示される構造を挙げることができる。   Preferable structures include structures represented by the following formulas (A) to (E).

Figure 2005122134
Figure 2005122134

ここでR250、R251及びR252は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基であり、ここでR250とR251は互いに結合して環を形成してもよい。これらはは置換基を有していてもよく、置換基を有するアルキル基及びシクロアルキル基としては、炭素数1〜20のアミノアルキル基又は炭素数3〜20のアミノシクロアルキル基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基又は炭素数3〜20のヒドロキシシクロアルキル基が好ましい。
また、これらはアルキル鎖中に酸素原子、硫黄原子、窒素原子を含んでも良い。
Here, R 250 , R 251 and R 252 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, And R 250 and R 251 may combine with each other to form a ring. These may have a substituent. Examples of the alkyl group and cycloalkyl group having a substituent include an aminoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aminocycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and 1 carbon atom. A -20 hydroxyalkyl group or a C3-C20 hydroxycycloalkyl group is preferred.
These may contain an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom in the alkyl chain.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

式中、R253、R254、R255及びR256は、各々独立に、炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数3〜20のシクロアルキル基を示す。 In the formula, R 253 , R 254 , R 255 and R 256 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms.

好ましい化合物として、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルフォリン、ピペリジンを挙げることができ、置換基を有していてもよい。更に好ましい化合物として、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体等を挙げることができる。   Preferable compounds include guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine, and piperidine, and may have a substituent. More preferable compounds include compounds having an imidazole structure, a diazabicyclo structure, an onium hydroxide structure, an onium carboxylate structure, a trialkylamine structure, an aniline structure or a pyridine structure, an alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond, a hydroxyl group and / or Or the aniline derivative which has an ether bond etc. can be mentioned.

イミダゾール構造を有する化合物としてはイミダゾール、2、4、5−トリフェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール等があげられる。ジアザビシクロ構造を有する化合物としては1、4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1、5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノナー5−エン、1、8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカー7−エンなどがあげられる。オニウムヒドロキシド構造を有する化合物としてはトリアリールスルホニウムヒドロキシド、フェナシルスルホニウムヒドロキシド、2−オキソアルキル基を有するスルホニウムヒドロキシド、具体的にはトリフェニルスルホニウムヒドロキシド、ト
リス(t−ブチルフェニル)スルホニウムヒドロキシド、ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェニウムヒドロキシド、2−オキソプロピルチオフェニウムヒドロキシドなどがあげられる。オニウムカルボキシレート構造を有する化合物としてはオニウムヒドロキシド構造を有する化合物のアニオン部がカルボキシレートになったものであり、例えばアセテート、アダマンタンー1−カルボキシレート、パーフロロアルキルカルボキシレート等があげられる。トリアルキルアミン構造を有する化合物としては、トリ(n−ブチル)アミン、トリ(n−オクチル)アミン等を挙げることができる。アニリン化合物としては、2,6−ジイソプロピルアニリン、N,N−ジメチルアニリン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体としては、N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アニリン等を挙げることができる。
Examples of the compound having an imidazole structure include imidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, benzimidazole, and the like. The compound having a diazabicyclo structure is 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] noner-5-ene, 1,8-diazabicyclo [5,4,0]. Undecar 7-ene. Examples of the compound having an onium hydroxide structure include triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, sulfonium hydroxide having a 2-oxoalkyl group, specifically triphenylsulfonium hydroxide, tris (t-butylphenyl) sulfonium. Examples thereof include hydroxide, bis (t-butylphenyl) iodonium hydroxide, phenacylthiophenium hydroxide, and 2-oxopropylthiophenium hydroxide. The compound having an onium carboxylate structure is a compound having an onium hydroxide structure in which the anion moiety is converted to a carboxylate, and examples thereof include acetate, adamantane-1-carboxylate, and perfluoroalkylcarboxylate. Examples of the compound having a trialkylamine structure include tri (n-butyl) amine and tri (n-octyl) amine. Examples of aniline compounds include 2,6-diisopropylaniline and N, N-dimethylaniline. Examples of the alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and tris (methoxyethoxyethyl) amine. Examples of aniline derivatives having a hydroxyl group and / or an ether bond include N, N-bis (hydroxyethyl) aniline.

これらの塩基性化合物は、単独であるいは2種以上で用いられる。塩基性化合物の使用量は、感光性組成物の固形分を基準として、通常0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。十分な添加効果を得る上で0.001質量%以上が好ましく、感度や非露光部の現像性の点で10質量%以下が好ましい。   These basic compounds are used alone or in combination of two or more. The usage-amount of a basic compound is 0.001-10 mass% normally on the basis of solid content of a photosensitive composition, Preferably it is 0.01-5 mass%. In order to obtain a sufficient addition effect, 0.001% by mass or more is preferable, and 10% by mass or less is preferable in terms of sensitivity and developability of the non-exposed area.

〔6〕(G)フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤
本発明の感光性組成物は、更に、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を含有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することが好ましい。
[6] (G) Fluorine-based and / or silicon-based surfactant The photosensitive composition of the present invention further includes a fluorine-based and / or silicon-based surfactant (fluorine-based surfactant and silicon-based surfactant, It is preferable to contain any one of surfactants containing both fluorine atoms and silicon atoms, or two or more thereof.

本発明の感光性組成物がフッ素及び/又はシリコン系界面活性剤とを含有することにより、250nm以下、特に220nm以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ないレジストパターンを与えることが可能となる。   When the photosensitive composition of the present invention contains fluorine and / or a silicon-based surfactant, adhesion and development defects can be obtained with good sensitivity and resolution when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less. A small resist pattern can be provided.

これらのフッ素及び/又はシリコン系界面活性剤として、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同 5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。   Examples of these fluorine and / or silicon surfactants include, for example, JP-A No. 62-36663, JP-A No. 61-226746, JP-A No. 61-226745, JP-A No. 62-170950, JP 63-34540 A, JP 7-230165 A, JP 8-62834 A, JP 9-54432 A, JP 9-5988 A, JP 2002-277862 A, US Patent Nos. 5,405,720, 5,360,692, 5,529,881, 5,296,330, 5,436,098, 5,576,143, 5,294,511, 5,824,451 Surfactant can be mentioned, The following commercially available surfactant can also be used as it is.

使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。   Examples of commercially available surfactants that can be used include F-top EF301, EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard 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 Co., Ltd.), etc. Fluorine type surfactant or silicon type surfactant can be mentioned. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.

また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)もしくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002
−90991号公報に記載された方法によって合成することが出来る。
In addition to the known surfactants described above, the surfactant is derived from a fluoroaliphatic compound produced by a telomerization method (also called telomer method) or an oligomerization method (also called oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group can be used. Fluoroaliphatic compounds are disclosed in JP-A-2002.
It can be synthesized by the method described in Japanese Patent No. -90991.

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)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。   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 link) or poly (block link of oxyethylene and oxypropylene) 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).

例えば、市販の界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(大日本インキ化学工業(株)製)を挙げることができる。さらに、C613基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C613基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C817基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C817基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、などを挙げることができる。 Examples of commercially available surfactants include Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, and F-472 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.). Further, a copolymer of an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxy) (Ethylene)) acrylate (or methacrylate) and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate) copolymer, acrylate (or methacrylate) and (poly (oxyalkylene)) acrylate having C 8 F 17 groups (or Copolymer of acrylate (or methacrylate), (poly (oxyethylene)) acrylate (or methacrylate), and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate) having a C 8 F 17 group Coalesce, etc. Can.

フッ素及び/又はシリコン系界面活性剤の使用量は、感光性組成物の全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.0001〜2質量%、より好ましくは0.001〜1質量%である。   The amount of fluorine and / or silicon surfactant used is preferably 0.0001 to 2% by mass, more preferably 0.001 to 1% by mass, based on the total amount of the photosensitive composition (excluding the solvent). is there.

〔7〕(H)有機溶剤
本発明の感光性組成物は、上記の成分を所定の有機溶剤に溶解して用いる。
[7] (H) Organic solvent The photosensitive composition of the present invention is used by dissolving the above components in a predetermined organic solvent.

使用し得る有機溶剤としては、例えば、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等を挙げることができる。   Examples of the organic solvent that can be used include ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl. Ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N, N -Dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran, etc.

本発明において、有機溶剤としては、単独で用いても混合して用いても良いが、構造中に水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤を使用することが好ましい。これによりレジスト液保存時のパーティクル発生を軽減することができる。   In the present invention, the organic solvent may be used alone or in combination, but it is preferable to use a mixed solvent in which a solvent containing a hydroxyl group in the structure and a solvent not containing a hydroxyl group are mixed. . Thereby, the generation of particles during storage of the resist solution can be reduced.

水酸基を含有する溶剤としては、例えば、エチレングリコール、エチレングリコールモ
ノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、乳酸エチル等を挙げることができ、これらの内でプロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチルが特に好ましい。
Examples of the solvent containing a hydroxyl group include ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethyl lactate, and the like. Particularly preferred are propylene glycol monomethyl ether and ethyl lactate.

水酸基を含有しない溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げることができ、これらの内で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルが特に好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノンが最も好ましい。   Examples of the solvent not containing a hydroxyl group include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide and the like. Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, and butyl acetate are particularly preferred, and propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate. 2-heptanone is most preferred.

水酸基を含有する溶剤と水酸基を含有しない溶剤との混合比(質量)は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは20/80〜60/40である。水酸基を含有しない溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。   The mixing ratio (mass) of the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 60/40. . A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent not containing a hydroxyl group is particularly preferred from the viewpoint of coating uniformity.

(Ha)少なくとも1つの環状ケトンを含有する溶剤
ポジ型感光性組成物は、脂環炭化水素系酸分解性樹脂を含有する場合に、有機溶剤として、少なくとも1つの環状ケトンを含有する溶剤を使用することが好ましい。
本発明のポジ型感光性組成物は、脂環炭化水素系酸分解性樹脂及び環状ケトンを使用することにより、パターン倒れを生じ難くし、孤立ラインパターンについて焦点ズレ許容範囲を大きくすることができる。
環状ケトンとしては、例えば、シクロペンタノン、3−メチル−2−シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−メチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、イソホロン等の合計炭素数5〜8の化合物等を挙げることができる。好ましくは、シクロヘキサノン、シクロヘプタノンである。
(Ha) Solvent containing at least one cyclic ketone When the positive photosensitive composition contains an alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, a solvent containing at least one cyclic ketone is used as the organic solvent. It is preferable to do.
The positive photosensitive composition of the present invention makes it difficult to cause pattern collapse by using an alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin and a cyclic ketone, and can increase the allowable range of defocus for an isolated line pattern. .
Examples of the cyclic ketone include a total carbon number of 5 such as cyclopentanone, 3-methyl-2-cyclopentanone, cyclohexanone, 2-methylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, isophorone and the like. -8 compounds and the like can be mentioned. Cyclohexanone and cycloheptanone are preferable.

環状ケトンは、単独、もしくは他の溶剤との混合溶剤として用いることができる。混合する溶剤(併用溶剤)としてはプロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、乳酸アルキル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、アルコキシプロピオン酸アルキル、直鎖ケトン等を挙げることができる。
プロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートとしては具体的には、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等を挙げることができる。
乳酸アルキルとしては、例えば、乳酸メチル、乳酸エチル等を挙げることができる。
プロピレングリコールモノアルキルエーテルとしては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等を挙げることができる。
アルコキシプロピオン酸アルキルとしては、例えば、メトキシプロピオン酸メチル、メトキシプロピオン酸エチル、エ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等を挙げることができる。
直鎖ケトンとしては、例えば、メチルエチルケトン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン等を挙げることができる。
The cyclic ketone can be used alone or as a mixed solvent with other solvents. Examples of the solvent to be mixed (combined solvent) include propylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkyl lactate, propylene glycol monoalkyl ether, alkyl alkoxypropionate, and linear ketone.
Specific examples of the propylene glycol monoalkyl ether carboxylate include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, and propylene glycol monoethyl ether acetate.
Examples of the alkyl lactate include methyl lactate and ethyl lactate.
Examples of the propylene glycol monoalkyl ether include propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether.
Examples of the alkyl alkoxypropionate include methyl methoxypropionate, ethyl methoxypropionate, methyl ethoxypropionate, and ethyl ethoxypropionate.
Examples of the linear ketone include methyl ethyl ketone, 2-heptanone, 3-heptanone, and 4-heptanone.

好ましい併用溶剤としては、プロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、乳酸アルキル、プロピレングリコールモノアルキルエーテルを挙げることができる

環状ケトンと併用溶剤とを混合することにより、基板密着性、現像性、DOF等が改善される。
環状ケトンと上記併用溶剤の比率(質量比)は、好ましくは30/70〜95/5、より好ましくは35/65〜90/10、更に好ましくは40/60〜80/20である。
Preferred examples of the combined solvent include propylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkyl lactate, and propylene glycol monoalkyl ether.
By mixing the cyclic ketone and the combined solvent, substrate adhesion, developability, DOF, and the like are improved.
The ratio (mass ratio) between the cyclic ketone and the combined solvent is preferably 30/70 to 95/5, more preferably 35/65 to 90/10, and still more preferably 40/60 to 80/20.

また、膜厚均一性や現像欠陥性能を高める観点で、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン等の沸点200℃以上の高沸点溶剤を混合することが好ましい。
これら高沸点溶剤の添加量は全溶剤中の0.1〜15質量%であり、好ましくは0.5〜10質量%であり、更に好ましくは1〜5質量%である。
Further, from the viewpoint of improving the film thickness uniformity and development defect performance, it is preferable to mix a high boiling point solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher, such as ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone.
The amount of these high-boiling solvents added is from 0.1 to 15% by mass, preferably from 0.5 to 10% by mass, and more preferably from 1 to 5% by mass in the total solvent.

このような環状ケトン単独もしくは他の溶剤との混合溶剤を用いて、固形分濃度として、通常3〜25質量%、好ましくは5〜22質量%、より好ましくは7〜20質量%の感光性組成物を調製する。   Using such a cyclic ketone alone or a mixed solvent with another solvent, the photosensitive composition having a solid content concentration of usually 3 to 25% by mass, preferably 5 to 22% by mass, more preferably 7 to 20% by mass. Prepare the product.

<その他の添加剤>
本発明の感光性組成物には、必要に応じてさらに染料、可塑剤、上記(G)成分以外の界面活性剤、光増感剤、及び現像液に対する溶解性を促進させる化合物等を含有させることができる。
<Other additives>
If necessary, the photosensitive composition of the present invention further contains a dye, a plasticizer, a surfactant other than the component (G), a photosensitizer, a compound that promotes solubility in a developer, and the like. be able to.

本発明で使用できる現像液に対する溶解促進性化合物は、フェノール性OH基を2個以上、又はカルボキシ基を1個以上有する分子量1,000以下の低分子化合物である。カルボキシ基を有する場合は脂環族又は脂肪族化合物が好ましい。   The dissolution accelerating compound for the developer that can be used in the present invention is a low molecular weight compound having a molecular weight of 1,000 or less and having two or more phenolic OH groups or one or more carboxy groups. When it has a carboxy group, an alicyclic or aliphatic compound is preferable.

これら溶解促進性化合物の好ましい添加量は、(B)成分の樹脂又は(D)成分の樹脂に対して2〜50質量%であり、さらに好ましくは5〜30質量%である。現像残渣抑制、現像時パターン変形防止の点で50質量%以下が好ましい。   A preferable addition amount of these dissolution promoting compounds is 2 to 50% by mass, and more preferably 5 to 30% by mass with respect to the resin of the component (B) or the resin of the component (D). 50 mass% or less is preferable at the point of development residue suppression and the pattern deformation prevention at the time of image development.

このような分子量1000以下のフェノール化合物は、例えば、特開平4−122 938、特開平2−28531、米国特許第4916210、欧州特許第219294等に記載の方法を参考にして、当業者において容易に合成することができる。   Such phenol compounds having a molecular weight of 1000 or less can be easily obtained by those skilled in the art with reference to the methods described in, for example, JP-A-4-122938, JP-A-2-28531, U.S. Pat. No. 4,916,210, European Patent 219294, and the like. Can be synthesized.

カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物の具体例としてはコール酸、デオキシコール酸、リトコール酸などのステロイド構造を有するカルボン酸誘導体、アダマンタンカルボン酸誘導体、アダマンタンジカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。   Specific examples of alicyclic or aliphatic compounds having a carboxyl group include carboxylic acid derivatives having a steroid structure such as cholic acid, deoxycholic acid, lithocholic acid, adamantane carboxylic acid derivatives, adamantane dicarboxylic acid, cyclohexane carboxylic acid, cyclohexane Examples thereof include, but are not limited to, dicarboxylic acids.

本発明においては、上記(G)フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤を加えることもできる。具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタン脂肪族エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪族エステル類等のノニオン系界面活性剤を挙げることができる。   In the present invention, a surfactant other than the above (G) fluorine-based and / or silicon-based surfactant may be added. Specifically, nonionic interfaces such as polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan aliphatic esters, polyoxyethylene sorbitan aliphatic esters, etc. Mention may be made of activators.

これらの界面活性剤は単独で添加してもよいし、また、いくつかの組み合わせで添加することもできる。   These surfactants may be added alone or in some combination.

≪使用方法≫
本発明の感光性組成物は、各成分を所定の有機溶剤、好ましくは前記混合溶剤に溶解し、次のように所定の支持体上に塗布して用いる。
≪How to use≫
The photosensitive composition of the present invention is used by dissolving each component in a predetermined organic solvent, preferably the mixed solvent, and applying the solution on a predetermined support as follows.

例えば、感光性組成物を精密集積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆)上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法により塗布、乾燥し、感光性膜を形成する。
当該感光性膜に、所定のマスクを通して活性光線又は放射線を照射し、ベーク(加熱)を行い現像する。これにより良好なパターンを得ることができる。
For example, the photosensitive composition is applied onto a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) used for the manufacture of precision integrated circuit elements by an appropriate coating method such as a spinner or a coater, and dried to form a photosensitive film. Form.
The photosensitive film is irradiated with actinic rays or radiation through a predetermined mask, baked (heated), and developed. Thereby, a good pattern can be obtained.

活性光線又は放射線としては、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、X線、電子線等を挙げることができるが、好ましくは250nm以下、より好ましくは220nm以下の波長の遠紫外光、具体的には、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、F2エキシマレーザー(157nm)、X線、電子ビーム等であり、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、EUV(13nm)が好ましい。 Examples of the actinic ray or radiation include infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-ray, electron beam, etc., but preferably far ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less, more preferably 220 nm or less. Specifically, KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (157 nm), X-ray, electron beam, etc. ArF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (13 nm) Is preferred.

現像工程では、アルカリ現像液を次のように用いる。レジスト組成物のアルカリ現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用することができる。   In the development step, an alkaline developer is used as follows. As an alkaline developer of the resist composition, inorganic hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, Secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide and the like Alkaline aqueous solutions such as quaternary ammonium salts, cyclic amines such as pyrrole and pihelidine can be used.

さらに、上記アルカリ現像液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。   Furthermore, alcohols and surfactants can be added in appropriate amounts to the alkaline developer.

アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常0.1〜20質量%である。
アルカリ現像液のpHは、通常10.0〜15.0である。
The alkali concentration of the alkali developer is usually from 0.1 to 20% by mass.
The pH of the alkali developer is usually from 10.0 to 15.0.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明の内容がこれにより限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, the content of this invention is not limited by this.

<化合物(A)>
合成例1(化合物(I−1)の合成)
ジヨードパーフルオロブタン 8.44g(18.6mmol)、ハイドロサルファイトナトリウム8.50g(48.8mmol)、炭酸水素ナトリウム4.60g(55mmol)、アセトニトリル25mL、水15mLを加え室温で1時間攪拌した。反応溶液を濾過し、濾液を氷冷すると白色固体が析出した。これを濾取、乾燥してパーフルオロブタン−1,5−ジスルフィン酸ナトリウム 6.8g(98%)を得た。
トリフェニルスルホニウムヨージド15.77g(40.4mmol)、酢酸銀7.07g(42.4mmol)、アセトニトリル400mL、水200mLを加え室温で1時間攪拌した。反応溶液を濾過し、トリフェニルスルホニウムアセテイト溶液を得た。
パーフルオロブタン−1,5−ジスルフィン酸ナトリウム7.2g(19.2mmol)、過酸化水素水(30%)80mL、酢酸8mLを加え60℃で4時間攪拌した。反応の完結を19F-NMRで確認後1N−NaOH30mLを加え中和し、この溶液に上記トリフェニルスルホニウムアセテート溶液を加え室温で3時間攪拌した。クロロホルム500mLを加え、有機層を水、飽和亜硫酸ナトリウム水溶液、水、飽和塩化アンモニウム水溶液、水で順次洗浄した。有機層を0.1μmのフィルターでろ過し、エバポレーターによって溶媒を除去し無色透明オイルを得た。これを−10℃に6時間静置して結晶化させ、濾取、乾燥して目的化合物(I−1)(7.5g、44%)を得た。
1H−NMR(300MHz、CDCl3) δ 7.27−7.55(m,9H) , 7.70−7.69(m,6H)
19F−NMR(300MHz、CDCl3) δ−114(t,4F), −120 (t,4F)
<Compound (A)>
Synthesis Example 1 (Synthesis of Compound (I-1))
Diiodoperfluorobutane 8.44 g (18.6 mmol), hydrosulfite sodium 8.50 g (48.8 mmol), sodium hydrogen carbonate 4.60 g (55 mmol), acetonitrile 25 mL and water 15 mL were added and stirred at room temperature for 1 hour. . The reaction solution was filtered, and the filtrate was ice-cooled to precipitate a white solid. This was collected by filtration and dried to obtain 6.8 g (98%) of sodium perfluorobutane-1,5-disulfinate.
Triphenylsulfonium iodide (15.77 g, 40.4 mmol), silver acetate (7.07 g, 42.4 mmol), acetonitrile (400 mL) and water (200 mL) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. The reaction solution was filtered to obtain a triphenylsulfonium acetate solution.
7.2 g (19.2 mmol) of sodium perfluorobutane-1,5-disulfinate, 80 mL of hydrogen peroxide (30%) and 8 mL of acetic acid were added and stirred at 60 ° C. for 4 hours. After confirming the completion of the reaction by 19 F-NMR, 30 mL of 1N NaOH was added to neutralize, and the above triphenylsulfonium acetate solution was added to this solution and stirred at room temperature for 3 hours. Chloroform 500 mL was added, and the organic layer was washed successively with water, a saturated aqueous sodium sulfite solution, water, a saturated aqueous ammonium chloride solution, and water. The organic layer was filtered through a 0.1 μm filter, and the solvent was removed by an evaporator to obtain a colorless transparent oil. This was left to stand at −10 ° C. for 6 hours for crystallization, filtered and dried to obtain the target compound (I-1) (7.5 g, 44%).
1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ 7.27-7.55 (m, 9H), 7.70-7.69 (m, 6H)
19 F-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ-114 (t, 4F), −120 (t, 4F)

他の酸発生剤も同様にして合成した。   Other acid generators were synthesized in the same manner.

<樹脂(B)>
合成例1(樹脂(1)の合成(側鎖型))
2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート、ブチロラクトンメタクリレートを55/45の割合で仕込みメチルエチルケトン/テトラヒドロフラン=5/5に溶解し、固形分濃度20%の溶液100mLを調製した。この溶液に和光純薬製V−65を2mol%加え、これを窒素雰囲気下、4時間かけて60℃に加熱したメチルエチルケトン10mLに滴下した。滴下終了後、反応液を4時間加熱、再度V−65を1mol%添加し、4時間攪拌した。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、蒸留水/ISOプロピルアルコール=1/1の混合溶媒3Lに晶析、析出した白色粉体である樹脂(1)を回収した。
13NMRから求めたポリマー組成比は46/54であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量は10700であった。
上記合成例1と同様に樹脂(2)〜(12)及び(26)〜(31)を合成した。
<Resin (B)>
Synthesis Example 1 (Synthesis of resin (1) (side chain type))
2-ethyl-2-adamantyl methacrylate and butyrolactone methacrylate were charged at a ratio of 55/45 and dissolved in methyl ethyl ketone / tetrahydrofuran = 5/5 to prepare 100 mL of a 20% solid content solution. To this solution, 2 mol% of V-65 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added dropwise to 10 mL of methyl ethyl ketone heated to 60 ° C. over 4 hours under a nitrogen atmosphere. After completion of the dropwise addition, the reaction solution was heated for 4 hours, 1 mol% of V-65 was added again, and the mixture was stirred for 4 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, and the resin (1) which was a white powder crystallized and precipitated in 3 L of a mixed solvent of distilled water / ISO propyl alcohol = 1/1 was recovered.
The polymer composition ratio determined from C 13 NMR was 46/54. Moreover, the standard polystyrene conversion mass mean molecular weight calculated | required by GPC measurement was 10700.
Resins (2) to (12) and (26) to (31) were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1.

合成例2(樹脂(13)の合成(主鎖型))
ノルボルネンカルボン酸tブチルエステル、ノルボルネンカルボン酸ブチロラクトンエステルと無水マレイン酸(モル比40/10/50)およびTHF(反応温度60質量%)をセパラブルフラスコに仕込み、窒素気流下60℃で加熱した。反応温度が安定したところで和光純薬社製ラジカル開始剤V−601を2mol%加え反応を開始させた。12時間加熱した。得られた反応混合物をテトラヒドロフランで2倍に稀釈した後、ヘキサン/イソプロピルアルコール=1/1の混合溶液に投入し白色粉体を析出させた。析出した粉体を濾過取り出しし、乾燥、目的物である樹脂(13)を得た。
Synthesis Example 2 (Synthesis of resin (13) (main chain type))
Norbornenecarboxylic acid tbutyl ester, norbornenecarboxylic acid butyrolactone ester, maleic anhydride (molar ratio 40/10/50) and THF (reaction temperature 60 mass%) were charged into a separable flask and heated at 60 ° C. in a nitrogen stream. When the reaction temperature was stabilized, 2 mol% of a radical initiator V-601 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added to initiate the reaction. Heated for 12 hours. The resulting reaction mixture was diluted twice with tetrahydrofuran and then poured into a mixed solution of hexane / isopropyl alcohol = 1/1 to precipitate a white powder. The precipitated powder was filtered out and dried to obtain the desired resin (13).

得られた樹脂(13)のGPCによる分子量分析を試みたところ、ポリスチレン換算で8300(質量平均)であった。また、NMRスペクトルより樹脂(1)のノルボルネンカルボン酸tブチルエステル/ノルボルネンカルボン酸ブチロラクトンエステル/無水マレイン酸繰り返し単位のモル比は42/8/50であることを確認した。
合成例2と同様に樹脂(14)〜(19)を合成した。
When the molecular weight analysis by GPC of the obtained resin (13) was tried, it was 8300 (mass average) in terms of polystyrene. Further, from the NMR spectrum, it was confirmed that the molar ratio of the norbornenecarboxylic acid tbutyl ester / norbornenecarboxylic acid butyrolactone ester / maleic anhydride repeating unit of the resin (1) was 42/8/50.
Resins (14) to (19) were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 2.

合成例3(樹脂(20)の合成(ハイブリッド型))
ノルボルネン、無水マレイン酸、tブチルアクリレート、2−メチルシクロヘキシル−2−プロピルアクリレートをモル比で35/35/20/10で反応容器に仕込み、テトラヒドロフランに溶解し、固形分60%の溶液を調製した。これを窒素気流下65℃で加熱した。反応温度が安定したところで和光純薬社製ラジカル開始剤V−601を1mol%加え反応を開始させた。8時間加熱した後、反応混合物をテトラヒドロフランで2倍に稀釈した後、反応混合液の5倍容量のヘキサンに投入し白色粉体を析出させた。析出した粉体を濾過取り出しし、これをメチルエチルケトンに溶解し、5倍容量のヘキサン/t−ブチルメチルエーテル=1/1混合溶媒に再沈し、析出した白色粉体を濾取、乾燥、目的物である樹脂(20)を得た。
Synthesis Example 3 (Synthesis of Resin (20) (Hybrid Type))
Norbornene, maleic anhydride, t-butyl acrylate and 2-methylcyclohexyl-2-propyl acrylate were charged into a reaction vessel at a molar ratio of 35/35/20/10 and dissolved in tetrahydrofuran to prepare a solution having a solid content of 60%. . This was heated at 65 ° C. under a nitrogen stream. When the reaction temperature was stabilized, 1 mol% of radical initiator V-601 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added to initiate the reaction. After heating for 8 hours, the reaction mixture was diluted 2 times with tetrahydrofuran and then poured into hexane having a volume 5 times that of the reaction mixture to precipitate a white powder. The precipitated powder was filtered out, dissolved in methyl ethyl ketone, reprecipitated in a 5-fold volume of hexane / t-butyl methyl ether = 1/1 mixed solvent, and the precipitated white powder was collected by filtration, dried and dried. Resin (20) which is a thing was obtained.

得られた樹脂(20)のGPCによる分子量分析を試みたところ、ポリスチレン換算で12100(質量平均)であった。また、NMRスペクトルより樹脂(1)の組成は本発明のノルボルネン/無水マレイン酸/tブチルアクリレート/2−メチルシクロヘキシル−2−プロピルアクリレートをモル比で32/39/19/10であった。
合成例3と同様に樹脂(21)〜(25)を合成した。
When the molecular weight analysis by GPC of the obtained resin (20) was tried, it was 12100 (mass average) in terms of polystyrene. From the NMR spectrum, the composition of the resin (1) was norbornene / maleic anhydride / tbutyl acrylate / 2-methylcyclohexyl-2-propyl acrylate according to the present invention in a molar ratio of 32/39/19/10.
Resins (21) to (25) were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 3.

以下、樹脂(1)〜(31)の構造及び分子量を示す。   Hereinafter, the structures and molecular weights of the resins (1) to (31) are shown.

Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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合成例4(樹脂(RA21)の合成)
ノルボルネンカルボン酸t−Buエステル、ノルボルネンカルボン酸、ノルボルネンカルボン酸2−ヒドロキシエチルエステルと無水マレイン酸の混合物をテトラヒドロフラン
に溶解し、固形分50質量%の溶液を調製した。これを3つ口フラスコに仕込み、窒素気流下60℃で加熱した。反応温度が安定したところで和光純薬工業(株)製ラジカル開始剤V−60を5mol%加え反応を開始させた。6時間加熱した後、反応混合物をテトラヒドロフランで2倍に希釈した後、反応液の5倍量のヘキサンに投入し白色粉体を析出させた。これを再度テトラヒドロフランに溶解し、溶液5倍量のヘキサンに投入し白色粉体を析出させた。析出した粉体を濾過取り出しし、乾燥、目的物である下記繰り返し単位を有する樹脂(RA21)(特開2000−241964号公報の式(1))を得た。
得られた樹脂(RA21)のGPCによる分子量分析(RI分析)を試みたところ、ポリスチレン換算で7900(重量平均)であった。
Synthesis Example 4 (Synthesis of resin (RA21))
A mixture of norbornenecarboxylic acid t-Bu ester, norbornenecarboxylic acid, norbornenecarboxylic acid 2-hydroxyethyl ester and maleic anhydride was dissolved in tetrahydrofuran to prepare a solution having a solid content of 50% by mass. This was charged into a three-necked flask and heated at 60 ° C. under a nitrogen stream. When the reaction temperature was stabilized, 5 mol% of radical initiator V-60 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added to initiate the reaction. After heating for 6 hours, the reaction mixture was diluted twice with tetrahydrofuran, and then poured into hexane in an amount 5 times that of the reaction solution to precipitate a white powder. This was again dissolved in tetrahydrofuran and poured into 5 times the amount of hexane to precipitate a white powder. The precipitated powder was filtered out and dried to obtain a target resin (RA21) having the following repeating unit (formula (1) in JP-A No. 2000-241964).
When the molecular weight analysis (RI analysis) by GPC of the obtained resin (RA21) was tried, it was 7900 (weight average) in terms of polystyrene.

Figure 2005122134
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同様にして下記樹脂(RA1)〜(RA20)を得た。   Similarly, the following resins (RA1) to (RA20) were obtained.

Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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合成例5((樹脂(RB1)の合成))
2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート、β−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンメタクリレート、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレートを50/25/25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=70/30(質量比)に溶解し、固形分濃度22質量%の溶液450gを調製した。この溶液に和光純薬工業(株)製重合開始剤V−601を1.5mol%加え、これを窒素雰囲気下、6時間かけて100℃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=70/30(質量比)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(質量比)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(RB1)を回収した。
13C−NMRから求めたポリマー組成比(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート/β−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンメタクリレート/3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート)及び、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、分散度(Mw/Mn)は下記の通りであった。
同様にして脂環炭化水素系酸分解性樹脂(RB2)〜(RB14)を合成した。
以下、脂環炭化水素系酸分解性樹脂(RB1)〜(RB14)の構造、重量平均分子量及び分散度を示す。
Synthesis Example 5 ((Synthesis of Resin (RB1)))
2-Methyl-2-adamantyl methacrylate, β-hydroxy-γ-butyrolactone methacrylate, 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate were charged at a ratio of 50/25/25, and propylene glycol monomethyl ether acetate / propylene glycol monomethyl ether = 70 / It melt | dissolved in 30 (mass ratio), and 450 g of solutions with a solid content concentration of 22 mass% were prepared. To this solution, 1.5 mol% of Wako Pure Chemical Industries, Ltd. polymerization initiator V-601 was added, and this was heated to 100 ° C. over 6 hours in a nitrogen atmosphere. Propylene glycol monomethyl ether acetate / propylene glycol monomethyl ether = The solution was added dropwise to 50 g of a 70/30 (mass ratio) mixed solution. The reaction liquid was stirred for 2 hours after completion | finish of dripping. 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 (mass ratio), the precipitated white powder was collected by filtration, and the target resin (RB1) Was recovered.
Polymer composition ratio determined from 13 C-NMR (2-methyl-2-adamantyl methacrylate / β-hydroxy-γ-butyrolactone methacrylate / 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate) and weight in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement The average molecular weight and dispersity (Mw / Mn) were as follows.
Similarly, alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resins (RB2) to (RB14) were synthesized.
Hereinafter, structures, weight average molecular weights, and dispersities of the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resins (RB1) to (RB14) are shown.

Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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また、特開平10−274852号の合成例10の樹脂A4、特開2000−137327号の合成例8の樹脂H、特開2001−109154号の合成例(1)の樹脂(1)を合成し、樹脂R1、R2及びR3とした。
以下に、これらの樹脂の繰り返し単位の構造を示す。重量平均分子量はR1:8000、R2:14000、R3:7200であった。
In addition, Resin A4 of Synthesis Example 10 of JP-A-10-274852, Resin H of Synthesis Example 8 of JP-A-2000-137327, and Resin (1) of Synthesis Example (1) of JP-A-2001-109154 were synthesized. Resins R1, R2 and R3.
The structure of the repeating unit of these resins is shown below. The weight average molecular weights were R1: 8000, R2: 14000, R3: 7200.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

<フッ素基含有樹脂>
以下、実施例で使用されるフッ素基含有樹脂(FII−1)〜(FII−40)の構造を示す。
<Fluorine group-containing resin>
Hereinafter, the structures of the fluorine group-containing resins (FII-1) to (FII-40) used in the examples are shown.

また、下記表1〜2にフッ素基含有樹脂(FII−1)〜(FII−40)の重量平均分子量等を示す。   Tables 1 and 2 below show the weight average molecular weights and the like of the fluorine group-containing resins (FII-1) to (FII-40).

Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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Figure 2005122134
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実施例1〜25及び比較例1及び2
<レジスト調製>
下記表3〜5に示す成分を溶剤に溶解させ固形分濃度12質量%の溶液を調製し、これを0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターまたはポリエチレンフィルターでろ過してポジ型レジスト溶液を調製した。調製したポジ型レジスト溶液を下記の方法で評価し、結果を表3〜5に示した。
Examples 1 to 25 and Comparative Examples 1 and 2
<Resist preparation>
The components shown in Tables 3 to 5 below were dissolved in a solvent to prepare a solution having a solid content concentration of 12% by mass, and this was filtered through a 0.1 μm polytetrafluoroethylene filter or a polyethylene filter to prepare a positive resist solution. . The prepared positive resist solution was evaluated by the following method, and the results are shown in Tables 3 to 5.

以下、表3〜8及び表10〜13における略号は次の通りである。下記以外の樹脂、酸発生剤は先に例示したものである。また、各表に於いて樹脂又は溶剤を複数使用した場合の比は質量比である。   Hereinafter, the abbreviations in Tables 3 to 8 and Tables 10 to 13 are as follows. Resins and acid generators other than those listed below are those exemplified above. In each table, the ratio when a plurality of resins or solvents are used is a mass ratio.

〔酸発生剤〕
本発明の化合物(A)及び併用酸発生剤は先に例示したものである。
但し、PAG−Aは下記の化合物である。
[Acid generator]
The compound (A) and the combined acid generator of the present invention are those exemplified above.
However, PAG-A is the following compound.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

〔塩基性化合物〕
DBN;1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン
TPI;2,4,5−トリフェニルイミダゾール
TPSA;トリフェニルスルホニウムアセテート
HEP;N−ヒドロキシエチルピペリジン
DIA;2,6−ジイソプロピルアニリン
DCMA;ジシクロヘキシルメチルアミン
TPA;トリペンチルアミン
TOA;トリ−n−オクチルアミン
HAP;ヒドロキシアンチピリン
TBAH;テトラブチルアンモニウムヒドロキシド
TMEA;トリス(メトキシエトキシエチル)アミン
PEA;N−フェニルジエタノールアミン
[Basic compounds]
DBN; 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene TPI; 2,4,5-triphenylimidazole TPSA; triphenylsulfonium acetate HEP; N-hydroxyethylpiperidine DIA; 2,6-diisopropyl Aniline DCMA; dicyclohexylmethylamine TPA; tripentylamine TOA; tri-n-octylamine HAP; hydroxyantipyrine TBAH; tetrabutylammonium hydroxide TMEA; tris (methoxyethoxyethyl) amine PEA; N-phenyldiethanolamine

〔界面活性剤〕
W−1;メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素系)
W−2;メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)
(フッ素及びシリコン系)
W−3;ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)
(シリコン系)
W‐4;トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)
[Surfactant]
W-1; Megafac F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (Fluorine)
W-2; Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.)
(Fluorine and silicon)
W-3: Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
(Silicon)
W-4; Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.)

〔溶剤〕
A1;プロピレングリコールメチルエーテルアセテート
A2;2−ヘプタノン
A3;エチルエトキシプロピオネート
A4;γ−ブチロラクトン
A5;シクロヘキサノン
B1;プロピレングリコールメチルエーテル
B2;乳酸エチル
〔solvent〕
A1; propylene glycol methyl ether acetate A2; 2-heptanone A3; ethyl ethoxypropionate A4; γ-butyrolactone A5; cyclohexanone B1; propylene glycol methyl ether B2;

〔溶解阻止剤〕
LCB;リトコール酸t−ブチル
[Dissolution inhibitor]
LCB; t-butyl lithocholic acid

<レジスト評価>
スピンコーターにてヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上にブリューワーサイエンス社製反射防止膜DUV−42を600オングストローム均一に塗布し、100℃で90秒間ホットプレート上で乾燥した後、190℃で240秒間加熱乾燥を行った。その後、各ポジ型レジスト溶液をスピンコーターで塗布し120℃で90秒乾燥を行い0.30μmのレジスト膜を形成させた。
このレジスト膜に対し、マスクを通してArFエキシマレーザーステッパー(ISI社製 NA=0.6)で露光し、露光後直ぐに120℃で90秒間ホットプレート上で加熱した。さらに2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で23℃で60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、乾燥し、ラインパターンを得た。
<Resist evaluation>
An anti-reflective coating DUV-42 manufactured by Brewer Science Co., Ltd. was uniformly applied to 600 angstroms on a silicon substrate subjected to hexamethyldisilazane treatment with a spin coater, dried on a hot plate at 100 ° C. for 90 seconds, and then at 190 ° C. Heat drying was performed for 240 seconds. Thereafter, each positive resist solution was applied by a spin coater and dried at 120 ° C. for 90 seconds to form a 0.30 μm resist film.
The resist film was exposed with an ArF excimer laser stepper (NA = 0.6 manufactured by ISI) through a mask, and immediately after the exposure, it was heated on a hot plate at 120 ° C. for 90 seconds. Further, the resist film was developed with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution at 23 ° C. for 60 seconds, rinsed with pure water for 30 seconds, and then dried to obtain a line pattern.

(疎密依存性)
線幅0.13μmのラインアンドスペースパターン(密パターン:ラインアンドスペース1/1)と孤立ラインパターン(疎パターン:ラインアンドスペース1/5)に於いて、それぞれ0.13μm±10%を許容する焦点深度の重なり範囲を求めた。値が大きいほど密パターンと疎パターンの性能差が小さく、疎密依存性が良好であることを表す。
(Density dependency)
A line and space pattern (dense pattern: line and space 1/1) with a line width of 0.13 μm and an isolated line pattern (sparse pattern: line and space 1/5) are allowed to be 0.13 μm ± 10%, respectively. The overlapping range of the focal depth was obtained. The larger the value, the smaller the performance difference between the dense pattern and the sparse pattern, and the better the density dependency.

(露光ラチチュード)
線幅0.13μmのラインアンドスペースのマスクパターンを再現する露光量を最適露
光量とし、露光量を変化させた際にパターンサイズが0.13μm±10%を許容する露光量幅を求め、この値を最適露光量で割って百分率表示した。値が大きいほど露光量変化による性能変化が小さく、露光ラチチュードが良好である。
(Exposure latitude)
The exposure amount that reproduces a line-and-space mask pattern with a line width of 0.13 μm is set as the optimal exposure amount, and when the exposure amount is changed, an exposure amount width that allows a pattern size of 0.13 μm ± 10% is obtained. The value was divided by the optimum exposure and displayed as a percentage. The larger the value, the smaller the change in performance due to the change in exposure amount, and the better the exposure latitude.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

表3〜5の結果より、ArF露光において本発明の感光性組成物は、疎密依存性が小さく露光ラチチュードが広く優れていることが明らかである。   From the results of Tables 3 to 5, it is clear that the photosensitive composition of the present invention has low density dependency and excellent exposure latitude in ArF exposure.

実施例26〜28及び比較例3及び4
(1)下層レジスト層の形成
6インチシリコンウエハにFHi−028DDレジスト(富士フィルムオーリン社製i線用レジスト)を東京エレクトロン社製スピンコーターMark8を用い塗布し、90℃、90秒間ベークし、膜厚0.55μmの均一膜を得た。
これを更に200℃、3分間加熱し、膜厚0.40μmの下層レジスト層を形成させた。
Examples 26-28 and Comparative Examples 3 and 4
(1) Formation of lower resist layer FHi-028DD resist (resist for i-line manufactured by Fuji Film Orin) was applied to a 6-inch silicon wafer using a spin coater Mark8 manufactured by Tokyo Electron, and baked at 90 ° C. for 90 seconds to form a film. A uniform film having a thickness of 0.55 μm was obtained.
This was further heated at 200 ° C. for 3 minutes to form a lower resist layer having a thickness of 0.40 μm.

(2)上層レジスト層の形成
下記表6に示す成分を溶剤に溶解させ、固形分濃度11質量%の溶液を調製し、口径0.1μmのメンブレンフィルターで精密ろ過して上層レジスト組成物を調製した。
下層レジスト層の上に上層レジスト組成物を同様に塗布し、130℃、90秒間加熱して、膜厚0.20μmの上層レジスト層を形成させた。
(2) Formation of upper resist layer The components shown in Table 6 below are dissolved in a solvent to prepare a solution having a solid content of 11% by mass, and an upper resist composition is prepared by microfiltration with a membrane filter having a diameter of 0.1 μm. did.
The upper resist composition was similarly applied onto the lower resist layer and heated at 130 ° C. for 90 seconds to form an upper resist layer having a thickness of 0.20 μm.

表6に於ける樹脂(SI−1)〜(SI−3)は、下記のとおりである。   Resins (SI-1) to (SI-3) in Table 6 are as follows.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

(3)レジスト評価
こうして得られたウエハに、ISI社製ArFエキシマステッパー9300に解像力マスクを装填して露光量を変化させながら露光した。
次いで、120℃、90秒間加熱した後、テトラヒドロアンモニウムヒドロキシド現像液(2.38質量%)で60秒間現像し、蒸留水でリンスし、乾燥して上層パターンを得た。
(3) Resist evaluation The wafer obtained in this manner was exposed to an ArF excimer stepper 9300 manufactured by ISI with a resolution mask and the exposure amount varied.
Subsequently, after heating at 120 ° C. for 90 seconds, the film was developed with a tetrahydroammonium hydroxide developer (2.38 mass%) for 60 seconds, rinsed with distilled water, and dried to obtain an upper layer pattern.

実施例1〜25におけるのと同様にして、疎密依存性及び露光ラチチュードを評価した。結果を表6に示した。   In the same manner as in Examples 1 to 25, density dependency and exposure latitude were evaluated. The results are shown in Table 6.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

表6における結果から、本発明の感光性組成物は、2層レジストとして使用した場合も、疎密依存性が小さく露光ラチチュードが広く優れていることが明らかである。   From the results in Table 6, it is clear that the photosensitive composition of the present invention has low density dependency and excellent exposure latitude even when used as a two-layer resist.

実施例29〜48及び比較例5及び6
<レジスト調製>
下記表7〜8に示した成分を溶剤に溶解させ、固形分濃度5質量%の溶液を作成し、これを0.1μmのポリエチレンフィルターでろ過し、レジスト液を調製した。
スピンコーターにより各レジスト液をヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコンウエハーに塗布し、120℃で90秒間、真空密着型ホットプレートで加熱乾燥して膜厚0.1μmのレジスト膜を得た。
得られたレジスト膜に対し、F2エキシマレーザーステッパー(157nm)を用いてパターン露光し、露光後直ぐに120℃で90秒間ホットプレートで加熱した。2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間現像し、純水でリンスし、サンプルウエハーを得た。これらについて疎密依存性、露光ラチチュードを評価した。
Examples 29-48 and Comparative Examples 5 and 6
<Resist preparation>
The components shown in Tables 7 to 8 below were dissolved in a solvent to prepare a solution having a solid concentration of 5% by mass, and this was filtered through a 0.1 μm polyethylene filter to prepare a resist solution.
Each resist solution was applied to a silicon wafer subjected to hexamethyldisilazane treatment by a spin coater and dried by heating on a vacuum contact hot plate at 120 ° C. for 90 seconds to obtain a resist film having a thickness of 0.1 μm.
The obtained resist film was subjected to pattern exposure using an F 2 excimer laser stepper (157 nm), and immediately after the exposure, it was heated on a hot plate at 120 ° C. for 90 seconds. The sample was developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds and rinsed with pure water to obtain a sample wafer. The density dependence and exposure latitude were evaluated for these.

(疎密依存性)
線幅80nmのラインアンドスペースパターン(密パターン:ラインアンドスペース1/1)と孤立ラインパターン(疎パターン:ラインアンドスペース1/5)に於いて、それぞれ80nm±10%を許容する焦点深度の重なり範囲を求めた。値が大きいほど密パターンと疎パターンの性能差が小さく、疎密依存性が良好であることを表す。
(Density dependency)
Overlapping depth of focus allowing 80 nm ± 10% in line and space pattern (dense pattern: line and space 1/1) and isolated line pattern (sparse pattern: line and space 1/5) with a line width of 80 nm The range was determined. The larger the value, the smaller the performance difference between the dense pattern and the sparse pattern, and the better the density dependency.

(露光ラチチュード)
線幅80nmのラインアンドスペースのマスクパターンを再現する露光量を最適露光量とし、露光量を変化させた際にパターンサイズが80nm±10%を許容する露光量幅を求め、この値を最適露光量で割って百分率表示した。値が大きいほど露光量変化による性能変化が小さく、露光ラチチュードが良好である。
結果を表7〜8に示す。
(Exposure latitude)
The exposure amount that reproduces a line-and-space mask pattern with a line width of 80 nm is set as the optimal exposure amount, and when the exposure amount is changed, an exposure amount width that allows the pattern size to be 80 nm ± 10% is obtained, and this value is the optimal exposure. Divided by the amount and expressed as a percentage. The larger the value, the smaller the change in performance due to the change in exposure amount, and the better the exposure latitude.
The results are shown in Tables 7-8.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

表7〜8の結果より、F2エキシマレーザー露光においても本発明の感光性組成物は、疎密依存性が小さく露光ラチチュードが広く優れていることがわかる。 From the results of Tables 7 to 8, it can be seen that the photosensitive composition of the present invention has small density dependence and excellent exposure latitude even in F 2 excimer laser exposure.

実施例49〜60及び比較例7及び8
<レジスト調製>
下記表10に示した成分を溶剤に溶解させ、これを0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターによりろ過して固形分濃度14質量%のポジ型レジスト溶液を調製した。
調製したポジ型レジスト溶液につき下記の方法で評価を行い、結果を表10に示した。
Examples 49-60 and Comparative Examples 7 and 8
<Resist preparation>
The components shown in Table 10 below were dissolved in a solvent and filtered through a 0.1 μm polytetrafluoroethylene filter to prepare a positive resist solution having a solid content concentration of 14% by mass.
The prepared positive resist solution was evaluated by the following method, and the results are shown in Table 10.

下記表9に、表10に於ける樹脂(R−2)〜(R−24)のモル比、重量平均分子量を示す。   Table 9 below shows the molar ratios and weight average molecular weights of the resins (R-2) to (R-24) in Table 10.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

PHS: ポリヒドロキシスチレン VP−8000(日本曹達(株)製)   PHS: Polyhydroxystyrene VP-8000 (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.)

表9に於ける溶解阻止化合物、(C−1)及び(C−2)の構造は、下記の通
りである。
The structures of dissolution inhibiting compounds (C-1) and (C-2) in Table 9 are as follows.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

<レジスト評価>
調製したポジ型レジスト溶液を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布し、120℃で90秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行い、0.6μmのレジスト膜を形成させた。
このレジスト膜に対し、KrFエキシマレーザーステッパー(NA=0.63)を用いラインアンドスペース用マスクを使用してパターン露光し、露光後すぐに110℃で90秒間ホットプレート上て加熱した。更に2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液で23℃下60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、乾燥し、ラインパターンを形成し、疎密依存性、露光ラチチュードを評価した。
<Resist evaluation>
The prepared positive resist solution is uniformly applied on a silicon substrate subjected to hexamethyldisilazane treatment using a spin coater, and is heated and dried on a hot plate at 120 ° C. for 90 seconds to obtain a 0.6 μm resist. A film was formed.
The resist film was subjected to pattern exposure using a line and space mask using a KrF excimer laser stepper (NA = 0.63), and heated on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds immediately after the exposure. Further, the resist film was developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C. for 60 seconds, rinsed with pure water for 30 seconds, dried, a line pattern was formed, and density dependency and exposure latitude were evaluated.

(疎密依存性)
線幅0.13μmのラインアンドスペースパターン(密パターン:ラインアンドスペース1/1)と孤立ラインパターン(疎パターン:ラインアンドスペース1/5)に於いて、それぞれ0.13μm±10%を許容する焦点深度の重なり範囲を求めた。値が大きいほど密パターンと疎パターンの性能差が小さく、疎密依存性が良好であることを表す。
(Density dependency)
A line and space pattern (dense pattern: line and space 1/1) with a line width of 0.13 μm and an isolated line pattern (sparse pattern: line and space 1/5) are allowed to be 0.13 μm ± 10%, respectively. The overlapping range of the focal depth was obtained. The larger the value, the smaller the performance difference between the dense pattern and the sparse pattern, and the better the density dependency.

(露光ラチチュード)
線幅0.13μmのラインアンドスペースのマスクパターンを再現する露光量を最適露光量とし、露光量を変化させた際にパターンサイズが0.13μm±10%を許容する露光量幅を求め、この値を最適露光量で割って百分率表示した。値が大きいほど露光量変化による性能変化が小さく、露光ラチチュードが良好である。
(Exposure latitude)
The exposure amount that reproduces a line-and-space mask pattern with a line width of 0.13 μm is set as the optimal exposure amount, and when the exposure amount is changed, an exposure amount width that allows a pattern size of 0.13 μm ± 10% is obtained. The value was divided by the optimum exposure and displayed as a percentage. The larger the value, the smaller the change in performance due to the change in exposure amount, and the better the exposure latitude.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

表10における結果より、本発明の感光性組成物は、KrFエキシマレーザー露光におけるポジ型レジスト組成物としても、疎密依存性が小さく露光ラチチュードが広く優れていることがわかる。   From the results in Table 10, it can be seen that the photosensitive composition of the present invention has a small dependence on density and is excellent in exposure latitude as a positive resist composition in KrF excimer laser exposure.

実施例61〜72及び比較例9及び10
<レジスト調製>
下記表11に示した成分を溶剤に溶解させ、これを0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターによりろ過して固形分濃度14質量%のネガ型レジスト溶液を調製した。
調製したネガ型レジスト溶液につき実施例49〜60におけるのと同様の方法で評価を行い、結果を表11に示した。
Examples 61-72 and Comparative Examples 9 and 10
<Resist preparation>
The components shown in Table 11 below were dissolved in a solvent, which was filtered through a 0.1 μm polytetrafluoroethylene filter to prepare a negative resist solution having a solid concentration of 14% by mass.
The prepared negative resist solution was evaluated in the same manner as in Examples 49 to 60, and the results are shown in Table 11.

以下に、表11におけるアルカリ可溶性樹脂の構造、分子量及び分子量分布を示す。   The structure, molecular weight, and molecular weight distribution of the alkali-soluble resin in Table 11 are shown below.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

以下に、表11における架橋剤の構造を示す。   The structure of the crosslinking agent in Table 11 is shown below.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

表11の結果より、本発明の感光性組成物は、KrFエキシマレーザー露光におけるネガ型レジスト組成物としても、疎密依存性が小さく露光ラチチュードが広く優れていることがわかる。   From the results shown in Table 11, it can be seen that the photosensitive composition of the present invention has a low density dependency and a wide range of exposure latitude as a negative resist composition in KrF excimer laser exposure.

実施例73〜84及び比較例11及び12
<レジスト調製>
表12に示した成分を溶剤に溶解させ、これを0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターによりろ過して固形分濃度12質量%のポジ型レジスト溶液を調製した。
調製したポジ型レジスト溶液につき下記の方法で評価を行い、結果を表12に示した。
Examples 73-84 and Comparative Examples 11 and 12
<Resist preparation>
The components shown in Table 12 were dissolved in a solvent, and this was filtered through a 0.1 μm polytetrafluoroethylene filter to prepare a positive resist solution having a solid content concentration of 12% by mass.
The prepared positive resist solution was evaluated by the following method, and the results are shown in Table 12.

<レジスト評価>
調製したポジ型レジスト溶液を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布し、120℃で60秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行い、0.3μmのレジスト膜を形成させた。
このレジスト膜を、ニコン社製電子線プロジェクションリソグラフィー装置(加速電圧100keV)で照射し、照射後直ぐに110℃で90秒間ホットプレート上て加熱した。更に濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液を用いて23℃で60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、乾燥し、コンタクトホールパターンを形成した。
<Resist evaluation>
The prepared positive resist solution is uniformly applied on a silicon substrate subjected to hexamethyldisilazane treatment using a spin coater, and is heated and dried on a hot plate at 120 ° C. for 60 seconds to obtain a 0.3 μm resist. A film was formed.
This resist film was irradiated with an electron beam projection lithography apparatus (acceleration voltage 100 keV) manufactured by Nikon Corporation, and immediately after the irradiation, it was heated on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds. Further, development was performed at 23 ° C. for 60 seconds using an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution having a concentration of 2.38% by mass, rinsed with pure water for 30 seconds, and then dried to form a contact hole pattern.

(疎密依存性)
100nmの密集コンタクトホール(ピッチ300nm)を解像する照射量における孤立コンタクトホール(ピッチ1000nm)のパターン寸法を測定し、100nmとの差を算出した。値が小さいほど密集パターンと孤立パターンの性能差が小さく、疎密依存性が良好である。
(露光ラチチュード)
100nmの密集コンタクトホール(ピッチ300nm)を解像する照射量を最適照射量とし、照射量を変化させた際にパターンサイズが100nm±10%を許容する照射量幅を求め、この値を最適照射量で割って百分率表示した。値が大きいほど露光量変化による性能変化が小さく、露光ラチチュードが良好である。
(Density dependency)
The pattern size of the isolated contact hole (pitch 1000 nm) at the irradiation amount for resolving the 100 nm dense contact hole (pitch 300 nm) was measured, and the difference from 100 nm was calculated. The smaller the value, the smaller the performance difference between the dense pattern and the isolated pattern, and the better the density dependency.
(Exposure latitude)
The irradiation dose for resolving 100 nm dense contact holes (pitch 300 nm) is set as the optimum dose, and when the dose is changed, the dose width that allows the pattern size to be 100 nm ± 10% is obtained, and this value is set as the optimum dose. Divided by the amount and expressed as a percentage. The larger the value, the smaller the change in performance due to the change in exposure amount, and the better the exposure latitude.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

表12の結果より、本発明の感光性組成物は、電子線照射においてポジ型レジスト組成物としても疎密依存性が小さく露光ラチチュードが広く優れていることがわかる。   From the results shown in Table 12, it can be seen that the photosensitive composition of the present invention has low density dependency and excellent exposure latitude widely as a positive resist composition in electron beam irradiation.

実施例85〜96及び比較例13及び14
<レジスト調製>
表13に示した成分を溶剤に溶解させ、これを0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターによりろ過して固形分濃度12質量%のネガ型レジスト溶液を調製した。
調製したネガ型レジスト溶液につき下記の方法で評価を行い、結果を表13に示した。
Examples 85-96 and Comparative Examples 13 and 14
<Resist preparation>
The components shown in Table 13 were dissolved in a solvent, and this was filtered through a 0.1 μm polytetrafluoroethylene filter to prepare a negative resist solution having a solid concentration of 12% by mass.
The prepared negative resist solution was evaluated by the following method, and the results are shown in Table 13.

<レジスト評価>
調製したネガ型レジスト溶液を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布し、120℃で60秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行い、0.3μmのレジスト膜を形成させた。
このレジスト膜を、ニコン社製電子線プロジェクションリソグラフィー装置(加速電圧100keV)で照射し、照射後直ぐに110℃で90秒間ホットプレート上て加熱した。更に濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液を用いて23℃で60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、乾燥し、ラインアンドスペースパターンを形成した。
<Resist evaluation>
The prepared negative resist solution is uniformly applied on a silicon substrate subjected to hexamethyldisilazane treatment using a spin coater, and is heated and dried on a hot plate at 120 ° C. for 60 seconds to obtain a 0.3 μm resist. A film was formed.
This resist film was irradiated with an electron beam projection lithography apparatus (acceleration voltage 100 keV) manufactured by Nikon Corporation, and immediately after the irradiation, it was heated on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds. Further, development was performed at 23 ° C. for 60 seconds using an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution having a concentration of 2.38% by mass, rinsed with pure water for 30 seconds, and then dried to form a line and space pattern.

(疎密依存性)
100nmの密集ラインアンドスペース(ピッチ200nm)を解像する照射量における孤立ライン(ピッチ1000nm)のパターン寸法を測定し、100nmとの差を算出した。値が小さいほど密集パターンと孤立パターンの性能差が小さく、疎密依存性が良好である。
(露光ラチチュード)
100nmの密集ラインアンドスペース(ピッチ200nm)を解像する照射量を最適照射量とし、照射量を変化させた際にパターンサイズが100nm±10%を許容する照射量幅を求め、この値を最適照射量で割って百分率表示した。値が大きいほど露光量変化による性能変化が小さく、露光ラチチュードが良好である。
(Density dependency)
The pattern dimension of an isolated line (pitch 1000 nm) at an irradiation dose for resolving 100 nm dense line and space (pitch 200 nm) was measured, and the difference from 100 nm was calculated. The smaller the value, the smaller the performance difference between the dense pattern and the isolated pattern, and the better the density dependency.
(Exposure latitude)
The irradiation dose that resolves 100 nm dense line and space (pitch 200 nm) is the optimum irradiation dose, and when changing the irradiation dose, the dose width that allows the pattern size to be 100 nm ± 10% is obtained, and this value is optimal The percentage was displayed by dividing by the irradiation amount. The larger the value, the smaller the change in performance due to the change in exposure amount, and the better the exposure latitude.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

表13の結果より、本発明の感光性組成物は、電子線照射においてネガ型レジスト組成物としても疎密依存性が小さく露光ラチチュードが広く優れていることがわかる。   From the results shown in Table 13, it can be seen that the photosensitive composition of the present invention has low density dependency and excellent exposure latitude widely as a negative resist composition in electron beam irradiation.

実施例97〜118及び比較例15〜17
<レジスト調製>
下記表14〜16に示す成分を溶剤に溶解させ固形分濃度10質量%の溶液を調製し、これを0.1μmのポリエチレンフィルターでろ過してポジ型レジスト溶液を調製した。調製したポジ型レジスト溶液を下記の方法で評価し、結果を表14〜16に示した。各成分について複数使用の際の比は質量比である。
Examples 97-118 and Comparative Examples 15-17
<Resist preparation>
The components shown in Tables 14 to 16 below were dissolved in a solvent to prepare a solution having a solid concentration of 10% by mass, and this was filtered through a 0.1 μm polyethylene filter to prepare a positive resist solution. The prepared positive resist solution was evaluated by the following method, and the results are shown in Tables 14-16. The ratio when using a plurality of components is a mass ratio.

表14〜16における記号は次の通りである。   The symbols in Tables 14 to 16 are as follows.

N’−1;N,N−ジブチルアニリン
N’−2;N,N−ジプロピルアニリン
N’−3;N,N−ジヒドロキシエチルアニリン
N’−4:2,4,5−トリフェニルイミダゾール
N’−5;2,6−ジイソプロピルアニリン
N’−6;ヒドロキシアンチピリン
N′-1; N, N-dibutylaniline N′-2; N, N-dipropylaniline N′-3; N, N-dihydroxyethylaniline N′-4: 2,4,5-triphenylimidazole N '-5; 2,6-diisopropylaniline N'-6; hydroxyantipyrine

W’−1;メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製)
(フッ素系)
W’−2;メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)
(フッ素及びシリコン系)
W’−3;ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)
(シリコン系)
W’−4;トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)
W'-1; Megafuck F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.)
(Fluorine)
W'-2; Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.)
(Fluorine and silicon)
W′-3; polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
(Silicon)
W′-4; Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.)

SL’−1:シクロペンタノン
SL’−2:シクロヘキサノン
SL’−3:2−メチルシクロヘキサノン
SL’−4;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
SL’−5:乳酸エチル
SL’−6:プロピレングリコールモノメチルエーテル
SL’−7:2−ヘプタノン
SL’−8:γ−ブチロラクトン
SL’−9:プロピレンカーボネート
SL'-1: cyclopentanone SL'-2: cyclohexanone SL'-3: 2-methylcyclohexanone SL'-4; propylene glycol monomethyl ether acetate SL'-5: ethyl lactate SL'-6: propylene glycol monomethyl ether SL '-7: 2-heptanone SL'-8: γ-butyrolactone SL'-9: propylene carbonate

SI’−1;リトコール酸t−ブチル
SI’−2;アダマンタンカルボン酸t−ブチル
SI′-1; t-butyl lithocholic acid SI′-2; t-butyl adamantanecarboxylate

<レジスト評価>
スピンコーターにてシリコンウエハ上にブリューワーサイエンス社製ARC29Aを78nm均一に塗布し、205℃で60秒間加熱乾燥を行い、反射防止膜を形成させた。その後、調製直後の各ポジ型レジスト組成物をスピンコーターで塗布し表14〜16記載の温度で90秒乾燥(PB)を行い300nmのレジスト膜を形成させた。
このレジスト膜に対し、マスクを通してArFエキシマレーザーステッパー(ASML社製 PAS5500/1100 NA=0.75(2/3輪帯照明))で露光し、露光後直ちに表14〜15記載の温度で90秒間ホットプレート上で加熱(PEB)した。さらに2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で23℃で60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、乾燥し、レジストパターンを得た。
<Resist evaluation>
ARC29A manufactured by Brewer Science Co., Ltd. was uniformly applied to a silicon wafer with a spin coater at a thickness of 78 nm, and heat-dried at 205 ° C. for 60 seconds to form an antireflection film. Thereafter, each positive resist composition immediately after preparation was applied by a spin coater and dried (PB) for 90 seconds at a temperature shown in Tables 14 to 16 to form a 300 nm resist film.
This resist film is exposed with an ArF excimer laser stepper (PAS5500 / 1100 NA = 0.75 (2/3 annular illumination) manufactured by ASML) through a mask, and immediately after the exposure, at a temperature shown in Tables 14 to 90 for 90 seconds. Heated (PEB) on hot plate. Further, the resist film was developed with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution at 23 ° C. for 60 seconds, rinsed with pure water for 30 seconds, and then dried to obtain a resist pattern.

〔疎密依存性及び露光ラチチュード〕
実施例1と同様に疎密依存性及び露光ラチチュードを評価した。
[Density dependence and exposure latitude]
In the same manner as in Example 1, density dependency and exposure latitude were evaluated.

〔パターン倒れ〕
線幅110nmのトレンチ繰り返しパターン(ピッチ240nm)について露光量を変えて、現像、パターン形成を行い、露光量の増大に伴う、パターン倒れ発生の有無を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察した。露光量の増大に伴い線幅は細くなり、最終的にパターン倒れが生じる。本評価方法では線幅減少によるパターン倒れが発生する直前の線幅(CDmin)をパターン倒れの指標とした。すなわち、CDminが小さいほうが、線
幅が細くなっても倒れず、パターン倒れしにくく良好であることを意味する。
[Pattern collapse]
Development and pattern formation were carried out while changing the exposure amount for a trench repeating pattern (pitch 240 nm) having a line width of 110 nm, and the presence or absence of pattern collapse accompanying an increase in the exposure amount was observed with a scanning electron microscope (SEM). As the exposure amount increases, the line width becomes narrower, and pattern collapse eventually occurs. In this evaluation method, the line width (CDmin) immediately before the occurrence of pattern collapse due to the decrease in line width was used as an index of pattern collapse. That is, a smaller CDmin means that the pattern does not fall even if the line width becomes narrower, and the pattern is less likely to fall.

〔孤立ラインパターン形成時のデフォーカスラチィチュード(DOF)〕
210nmの孤立ラインパターンを130nmの線幅に再現する露光量において、焦点位置を変動させ、線幅130nm±13nm(±10%)の範囲を満足する焦点の変動幅(nm)を求めた。
[Defocus latitude (DOF) when forming isolated line patterns]
The focal position was varied at an exposure amount for reproducing an isolated line pattern of 210 nm with a line width of 130 nm, and a focal fluctuation range (nm) satisfying a range of 130 nm ± 13 nm (± 10%) was obtained.

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

表14〜16の結果より、本発明のレジスト組成物は、疎密依存性、露光ラチチュードに優れていることがわかる。
また、表14〜16の結果より、本発明のレジスト組成物は、脂環炭化水素系酸分解性樹脂及び環状ケトンを使用することにより、パターン倒れを生じにくく、孤立ラインパターンについて焦点ズレ許容範囲が大きく、優れていることがわかる。
From the results of Tables 14 to 16, it can be seen that the resist composition of the present invention is excellent in density dependency and exposure latitude.
Further, from the results of Tables 14 to 16, the resist composition of the present invention is less susceptible to pattern collapse by using an alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin and a cyclic ketone, and the focus shift tolerance for an isolated line pattern. It is clear that it is large and excellent.

実施例119〜135及び比較例18〜19
<レジスト調製>
下記表17〜18に示す成分を溶剤に溶解させ固形分濃度10質量%の溶液を調製し、これを0.1μmのポリエチレンフィルターでろ過してポジ型レジスト溶液を調製した。調製したポジ型レジスト溶液を下記の方法で評価し、結果を表17〜18に示した。各成分について複数使用の際の比は質量比である。
Examples 119 to 135 and Comparative Examples 18 to 19
<Resist preparation>
The components shown in Tables 17 to 18 below were dissolved in a solvent to prepare a solution having a solid concentration of 10% by mass, and this was filtered through a 0.1 μm polyethylene filter to prepare a positive resist solution. The prepared positive resist solution was evaluated by the following method, and the results are shown in Tables 17-18. The ratio when using a plurality of components is a mass ratio.

表17〜18における記号は次の通りである。   The symbols in Tables 17-18 are as follows.

〔光酸発生剤〕
先に例示したものに対応する。
[Photoacid generator]
Corresponds to those exemplified above.

〔塩基性化合物〕
N’’−1:N,N−ジブチルアニリン
N’’−2:N,N−ジプロピルアニリン
N’’−3:N,N−ジヒドロキシエチルアニリン
N’’−4:2,4,5−トリフェニルイミダゾール
N’’−5:2,6−ジイソプロピルアニリン
N’’−6:ヒドロキシアンチピリン
[Basic compounds]
N ″ -1: N, N-dibutylaniline N ″ -2: N, N-dipropylaniline N ″ -3: N, N-dihydroxyethylaniline N ″ -4: 2,4,5- Triphenylimidazole N ″ -5: 2,6-diisopropylaniline N ″ -6: hydroxyantipyrine

〔界面活性剤〕
W’’−1:メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製)
(フッ素系)
W’’−2:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)
(フッ素及びシリコン系)
W’’−3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)
(シリコン系)
W’’−4:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)
[Surfactant]
W ″ -1: Megafuck F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.)
(Fluorine)
W ″ -2: Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.)
(Fluorine and silicon)
W ″ -3: polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
(Silicon)
W ″ -4: Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.)

〔溶剤〕
SL’’−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
SL’’−2:プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート
SL’’−3:プロピレングリコールモノメチルエーテル
SL’’−4:3−メトキシブタノール
SL’’−5:乳酸エチル
SL’’−6:シクロヘキサノン
SL’’−7:2−ヘプタノン
SL’’−8:γ−ブチロラクトン
SL’’−9:プロピレンカーボネート
〔solvent〕
SL ″ -1: Propylene glycol monomethyl ether acetate SL ″ -2: Propylene glycol monomethyl ether propionate SL ″ -3: Propylene glycol monomethyl ether SL ″ -4: 3-methoxybutanol SL ″ -5: Ethyl lactate SL ″ -6: Cyclohexanone SL ″ -7: 2-heptanone SL ″ -8: γ-butyrolactone SL ″ -9: Propylene carbonate

〔溶解阻止化合物〕
SI’’−1:リトコール酸t−ブチル
SI’’−2:アダマンタンカルボン酸t−ブチル
[Dissolution inhibitor compound]
SI ″ -1: t-butyl lithocholic acid SI ″ -2: t-butyl adamantanecarboxylate

<レジスト評価>
スピンコーターにてシリコンウエハ上にブリューワーサイエンス社製ARC29Aを78nm均一に塗布し、205℃で60秒間加熱乾燥を行い、反射防止膜を形成させた。その後、調製直後の各ポジ型レジスト組成物をスピンコーターで塗布し表17〜18記載の温度で60秒乾燥(PB)を行い270nmのレジスト膜を形成させた。
このレジスト膜に対し、マスクを通してArFエキシマレーザーステッパー(ASML社製 PAS5500/1100 NA=0.75(2/3輪帯照明))で露光し、露光後直ちに表16〜17記載の温度60秒間ホットプレート上で加熱(PEB)した。さらに2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で23℃で60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、乾燥し、レジストパターンを得た。
<Resist evaluation>
ARC29A manufactured by Brewer Science Co., Ltd. was uniformly applied to a silicon wafer with a spin coater at 78 nm, and heat-dried at 205 ° C. for 60 seconds to form an antireflection film. Thereafter, each positive resist composition immediately after preparation was applied with a spin coater and dried (PB) for 60 seconds at a temperature described in Tables 17 to 18 to form a 270 nm resist film.
This resist film is exposed with an ArF excimer laser stepper (PAS5500 / 1100 NA = 0.75 (2/3 annular illumination) manufactured by ASML) through a mask, and immediately after the exposure, hot for 60 seconds at a temperature shown in Tables 16 to 17 Heated (PEB) on the plate. Further, the resist film was developed with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution at 23 ° C. for 60 seconds, rinsed with pure water for 30 seconds, and then dried to obtain a resist pattern.

〔疎密依存性及び露光ラチチュード〕
実施例1と同様に疎密依存性及び露光ラチチュードを評価した。
[Density dependence and exposure latitude]
In the same manner as in Example 1, density dependency and exposure latitude were evaluated.

〔プロセスウインドウ評価方法(密パターン)〕
マスクサイズ100nmのラインアンドスペースパターン(ピッチ220nm)について、100nmのサイズで再現する露光量を最適露光量(Edense)とし、ベストフォーカスに対して±0.3μmデフォーカスした条件で、100nm±10%の範囲の線幅を再現する最高露光量(E1)及び最低露光量(E2)としたとき、プロセスウインドウを以下のように定義した。
|(E1−E2)/Edense|×100(%)
[Process window evaluation method (dense pattern)]
For a line and space pattern with a mask size of 100 nm (pitch: 220 nm), the exposure amount reproduced at a size of 100 nm is the optimum exposure amount (E dense ), and the condition is 100 nm ± 10 defocused under the condition of ± 0.3 μm with respect to the best focus. When the maximum exposure (E 1 ) and the minimum exposure (E 2 ) reproducing the line width in the range of% were defined, the process window was defined as follows.
| (E 1 −E 2 ) / E dense | × 100 (%)

〔プロセスウインドウ評価方法(孤立パターン)〕
マスクサイズ160nmの孤立パターンについて、100nmのサイズで再現する露光量を最適露光量(Eiso)とし、ベストフォーカスに対して±0.3μmデフォーカスした条件で、100nm±10%の範囲の線幅を再現する最高露光量(E11)及び最低露光量(E12)としたとき、プロセスウインドウを以下のように定義した。
|(E11−E12)/Eiso|×100(%)
[Process window evaluation method (isolated pattern)]
For an isolated pattern with a mask size of 160 nm, the exposure amount reproduced at a size of 100 nm is the optimum exposure amount (Eiso), and the line width in the range of 100 nm ± 10% is obtained under the condition of ± 0.3 μm defocusing with respect to the best focus. The process window was defined as follows, assuming the maximum exposure (E 11 ) and the minimum exposure (E 12 ) to be reproduced.
| (E 11 −E 12 ) / E iso | × 100 (%)

〔プロセスウインドウ評価方法(共通)〕
ベストフォーカスに対して±0.3μmデフォーカスした条件で、密パターンと孤立パターンが同時に形成可能な露光量範囲を、下式に基づいて共通のプロセスウインドウを算出した。
|(E21−E22)/Edense|×100(%)
ここで、E21は、E1とE11の小さいほうの露光量とし、E22は、E2とE12の大きいほうの露光量とする。
[Process window evaluation method (common)]
Based on the following equation, a common process window was calculated for the exposure range in which a dense pattern and an isolated pattern can be formed simultaneously under the condition of ± 0.3 μm defocusing with respect to the best focus.
| (E 21 −E 22 ) / E dense | × 100 (%)
Here, E 21 is the smaller exposure amount of E 1 and E 11 , and E 22 is the larger exposure amount of E 2 and E 12 .

Figure 2005122134
Figure 2005122134

Figure 2005122134
Figure 2005122134

表17〜18の結果より、本発明のレジスト組成物は、疎密依存性、露光ラチチュードに優れていることがわかる。
また、表17〜18の結果より、本発明のポジ型レジスト組成物は、脂環炭化水素系酸分解性樹脂(Baa)を使用することにより、孤立ライン及び密パターン形成において広いプロセスウインドウ確保が可能であることがわかる。
From the results of Tables 17 to 18, it can be seen that the resist composition of the present invention is excellent in density dependency and exposure latitude.
From the results of Tables 17 to 18, the positive resist composition of the present invention can secure a wide process window in forming isolated lines and dense patterns by using an alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin (Baa). It turns out that it is possible.

Claims (9)

(A)活性光線又は放射線の照射により下記一般式(I)で表されるスルホン酸を発生する化合物を含有することを特徴とする感光性組成物。
Figure 2005122134
一般式(I)に於いて、
1は、n価の連結基を表す。
2は、単結合又は2価の脂肪族基を表す。n個のA2は、同じでも異なっていてもよい。
但し、A1で表される基及びA2で表される基の少なくとも1つは、フッ素原子を有する。
nは、2〜4の整数を表す。
(A) A photosensitive composition comprising a compound capable of generating a sulfonic acid represented by the following general formula (I) upon irradiation with an actinic ray or radiation.
Figure 2005122134
In general formula (I),
A 1 represents an n-valent linking group.
A 2 represents a single bond or a divalent aliphatic group. The n A 2 s may be the same or different.
However, at least one of the group represented by A 1 and the group represented by A 2 has a fluorine atom.
n represents an integer of 2 to 4.
更に、(Ba)単環又は多環の脂環炭化水素構造を有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂及び
(Ha)少なくとも1つの環状ケトンを含有する溶剤
を含有することを特徴とする請求項1に記載のポジ型感光性組成物。
Further, (Ba) a resin having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure and having increased solubility in an alkali developer by the action of an acid, and (Ha) a solvent containing at least one cyclic ketone. The positive photosensitive composition according to claim 1.
更に、(Baa)下記一般式(1)で表される繰り返し単位、一般式(2)で表される繰り返し単位及び一般式(3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種類の繰り返し単位を有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂
を含有することを特徴とする請求項1に記載のポジ型感光性組成物。
Figure 2005122134
一般式(1)に於いて、
Rは、水素原子又はメチル基を表す。
Aは、単結合又は連結基を表す。
ALGは、下記一般式(pI)〜(pV)のいずれかで表わされる基を表す。
Figure 2005122134
一般式(pI)〜(pV)に於いて、
11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表す。
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〜R16は、各々独立に、炭素数1〜4個の直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。但し、R12〜R14のうち少なくとも1つ、及びR15、R16のいずれかは脂環式炭化水素基を表す。
17〜R21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の直鎖もしくは分岐のアルキル
基又は脂環式炭化水素基を表す。但し、R17〜R21のうち少なくとも1つは脂環式炭化水素基を表す。また、R19、R21のいずれかは炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。
22〜R25は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。但し、R22〜R25のうち少なくとも1つは脂環式炭化水素基を表す。また、R23とR24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
Figure 2005122134
一般式(2)に於いて、
1aは、水素原子又はメチル基を表す。
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。
Lcは、下記一般式(IV)、(V−1)〜(V−6)及び(VI)のいずれかで表されるラクトン残基を表す。
Figure 2005122134
一般式(IV)に於いて、
a1、Rb1、Rc1、Rd1及び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及び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。
Figure 2005122134
一般式(V−1)〜(V−6)に於いて、
1b〜R5bは、各々独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はCOOR6bを表す。ここでR6bは、アルキル基を表す。また、R1b〜R5bの内の2つは、結合して環を形成してもよい。
Figure 2005122134
Figure 2005122134
一般式(3)に於いて、
30は、水素原子又はメチル基を表す。
31〜R33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。
Furthermore, (Baa) at least one type of repeating unit selected from the repeating unit represented by the following general formula (1), the repeating unit represented by the general formula (2), and the repeating unit represented by the general formula (3) 2. The positive photosensitive composition according to claim 1, further comprising: a resin having a solubility in an alkali developer by the action of an acid.
Figure 2005122134
In general formula (1),
R represents a hydrogen atom or a methyl group.
A represents a single bond or a linking group.
ALG represents a group represented by any one of the following general formulas (pI) to (pV).
Figure 2005122134
In the general formulas (pI) to (pV),
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.
Z represents an atomic group necessary for forming an alicyclic hydrocarbon group together with a carbon atom.
R 12 to R 16 each independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group. However, at least one of R 12 to R 14 and any one of R 15 and R 16 represents an alicyclic hydrocarbon group.
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group. However, at least one of R 17 to R 21 represents an alicyclic hydrocarbon group. Further, either R 19 or R 21 represents a linear or branched alkyl group or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group. However, at least one of R 22 to R 25 represents an alicyclic hydrocarbon group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.
Figure 2005122134
In general formula (2),
R 1a represents a hydrogen atom or a methyl group.
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.
Lc represents a lactone residue represented by any one of the following general formulas (IV), (V-1) to (V-6) and (VI).
Figure 2005122134
In general formula (IV),
R a1 , R b1 , R c1 , R d1 and R e1 each independently represent 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.
Figure 2005122134
In general formulas (V-1) to (V-6),
R 1b to R 5b each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, or COOR 6b . Here, R 6b represents an alkyl group. Two of R 1b to R 5b may be bonded to form a ring.
Figure 2005122134
Figure 2005122134
In general formula (3),
R 30 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R 31 to R 33 each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or an alkyl group, provided that at least one represents a hydroxyl group.
(Baa)成分の樹脂が、一般式(1)で表される繰り返し単位と、一般式(2)で表される繰り返し単位及び一般式(3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種類の繰り返し単位とを有することを特徴とする請求項3に記載のポジ型感光性組成物。   The resin of the component (Baa) is at least one selected from the repeating unit represented by the general formula (1), the repeating unit represented by the general formula (2), and the repeating unit represented by the general formula (3). The positive photosensitive composition according to claim 3, wherein the positive photosensitive composition comprises: (Baa)成分の樹脂が、一般式(1)で表される繰り返し単位、一般式(2)で表される繰り返し単位及び一般式(3)で表される繰り返し単位を有することを特徴とする請求項4に記載のポジ型感光性組成物。   The (Baa) component resin has a repeating unit represented by the general formula (1), a repeating unit represented by the general formula (2), and a repeating unit represented by the general formula (3). The positive photosensitive composition according to claim 4. 一般式(I)に於いて、A2が、下記一般式(II)の構造を有する脂肪族基であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の感光性組成物。
Figure 2005122134
一般式(II)に於いて、
Rf1及びRf2は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、Rf1及びRf2の少なくとも1つは、フッ素原子又はフルオロアルキル基である。
In the general formula (I), A 2 is The photosensitive composition according to claim 1, characterized in that an aliphatic group having a structure represented by the following general formula (II).
Figure 2005122134
In general formula (II):
Rf 1 and Rf 2 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. However, at least one of Rf 1 and Rf 2 is a fluorine atom or a fluoroalkyl group.
(A)成分が、スルホニウム塩化合物、ヨードニウム塩化合物及び上記一般式(I)で表されるスルホン酸のエステル化合物から選ばれる1種類であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の感光性組成物。   The component (A) is one kind selected from a sulfonium salt compound, an iodonium salt compound, and an ester compound of a sulfonic acid represented by the above general formula (I). The photosensitive composition as described. 更に、構造中に水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤を含有することを特徴とする請求項1及び請求項3〜7のいずれかに記載の感光性組成物。   Furthermore, it contains the mixed solvent which mixed the solvent which contains a hydroxyl group in a structure, and the solvent which does not contain a hydroxyl group, The photosensitive composition in any one of Claim 1 and Claims 3-7 characterized by the above-mentioned. . 請求項1〜8のいずれかに記載の感光性組成物より膜を形成し、該膜を露光、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 film from the photosensitive composition according to claim 1, and exposing and developing the film.
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