JP2005234451A - Positive resist composition and pattern forming method using the same - Google Patents

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薫 岩戸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive resist composition which solves problems in a technique for improving the original performance of microphotofabrication using far ultraviolet light, particularly ArF excimer laser light, and to specifically provide a positive resist composition excellent in various properties such as PEB temperature dependency, exposure margin and profile, and a pattern forming method using the same. <P>SOLUTION: The positive resist composition contains a resin containing a specified (meth)acrylic ester repeating unit and having velocity of dissolution in an alkaline developer increased by the action of an acid, and a compound which generates an acid upon irradiation with active light or radiation. The pattern forming method uses the same. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

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

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

この波長領域におけるリソグラフィーのパターン形成に用いられるものとして、化学増幅系レジストがある。   A chemical amplification type resist is used for lithography pattern formation in this wavelength region.

ArF光源用のフォトレジスト組成物としては、露光波長に於ける透過性とドライエッチング耐性付与の両立化の目的で脂環式炭化水素部位が導入された樹脂が提案されている。そのような樹脂としては、アクリル酸やメタクリル酸というカルボン酸部位を有する単量体や水酸基やシアノ基を分子内に有する単量体を脂環式炭化水素基を有する単量体と共重合させた樹脂が挙げられる。   As a photoresist composition for an ArF light source, a resin into which an alicyclic hydrocarbon moiety is introduced has been proposed for the purpose of achieving both transparency at an exposure wavelength and imparting dry etching resistance. As such a resin, a monomer having a carboxylic acid site such as acrylic acid or methacrylic acid or a monomer having a hydroxyl group or a cyano group in the molecule is copolymerized with a monomer having an alicyclic hydrocarbon group. Resin.

一方、前記アクリレート系単量体の側鎖に脂環式炭化水素部位を導入する方法以外にポリマー主鎖として脂環式炭化水素部位を活用したドライエッチング耐性付与する方法も検討されている。   On the other hand, in addition to the method of introducing an alicyclic hydrocarbon moiety into the side chain of the acrylate monomer, a method of imparting dry etching resistance utilizing an alicyclic hydrocarbon moiety as a polymer main chain has been studied.

旧来、KrF光源等に用いられるフォトレジスト組成物においては、アルカリ可溶性基としてフェノール性水酸基を用い、それをアセタール保護基で保護した樹脂を用いることが出来た為、高い脱保護性を容易に実現することが出来た。ArF光源において、フェノール性水酸基は露光波長透過性の面で極めて不利である為、これに代わる系の開発に多くの研究者が取り組んできた。
特許文献1(特開平9−73173号)においては、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。ここで開示されるレジストは、露光波長透過性を落とすことなく、ドライエッチング耐性を向上した優れた系であるが、保護基の反応性が低いことによる諸問題が残存していた。
Traditionally, in photoresist compositions used for KrF light sources, etc., a phenolic hydroxyl group was used as an alkali-soluble group, and a resin protected with an acetal protecting group could be used, so high deprotection was easily realized. I was able to do it. In ArF light sources, phenolic hydroxyl groups are extremely disadvantageous in terms of exposure wavelength transmission, and many researchers have been working on the development of alternative systems.
Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-73173) includes an alkali-soluble group protected with a structure containing an alicyclic group and a structural unit that makes the alkali-soluble group detached by an acid to make it alkali-soluble. A resist material using an acid sensitive compound is described. The resist disclosed here is an excellent system with improved dry etching resistance without deteriorating the exposure wavelength transmittance, but various problems remain due to the low reactivity of the protective group.

これに対し、特許文献2(特開平10−161313号)は、脂環基を含む保護基の構造を改良し、脱離性を向上することによって、現像液濡れ性が改善され、高感度化・露光マージンの拡大を実現している。   On the other hand, Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-161313) improves the developer wettability by improving the structure of the protective group containing an alicyclic group and improving the detachability, thereby increasing the sensitivity.・ Expanded exposure margin.

また、特許文献3(特開2000−336121号)では、特定の立体構造を有する置換ノルボルナンエステルを保護基として用いることで、脱保護性を向上し、感度と解像力の向上を達成している。しかし、これらの系においても、依然として保護基の反応性に起因する諸問題が残存しており、さらなる改良の余地が残っていた。   Moreover, in patent document 3 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-336121), by using the substituted norbornane ester which has a specific three-dimensional structure as a protective group, deprotection property is improved and the sensitivity and the resolution are achieved. However, in these systems, various problems due to the reactivity of the protecting group still remain, and there remains room for further improvement.

一方、特許文献4(特開平3−192173号)において、アセタールエステル構造を保護基とした樹脂を用いることで、高い感度と一定の経時安定性を両立可能と提案されているが、酸拡散の影響が大きく、ArF系で求められる数百〜数十ナノメートルといった微細パターンの領域において、十分な解像力を得ることが困難である点が問題であった。   On the other hand, in Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 3-192173), it has been proposed that both high sensitivity and constant stability over time can be achieved by using a resin having an acetal ester structure as a protecting group. The problem is that it is difficult to obtain a sufficient resolving power in a fine pattern region such as several hundreds to several tens of nanometers required for an ArF system.

以上のような遠紫外線露光用フォトレジストに用いられる、酸分解性基を含有する樹脂は、分子内に同時に脂肪族の環状炭化水素基を含有することが一般的である。上記の技術では未だ不十分な点が多く、種々の改善が望まれている。   In general, the resin containing an acid-decomposable group used for the photoresist for exposure to far ultraviolet rays as described above contains an aliphatic cyclic hydrocarbon group in the molecule at the same time. The above techniques are still inadequate and various improvements are desired.

例えば、口径が大きいウエハーを使用する場合、露光後のホットプレートなどによる加熱(PEB)における温度のばらつきが、得られるパターンに影響を及ぼすことがわかってきており、このようなPEB温度依存性が小さいことが望まれてきている。また、露光条件の変動を受けにくく、露光マージンやプロセスマージンが広いことが望まれている。露光マージンとは、得られる線幅が露光量の変動の影響を受け難い特性を指し、プロセスマージンとは露光量及び焦点位置の変動を受け難い特性を指す。
特開平9−73173号公報 特開平10−161313号公報 特開2000−336121号公報 特開平3−192173号公報
For example, when a wafer having a large diameter is used, it has been found that temperature variations in heating (PEB) using a hot plate after exposure affect the obtained pattern. Smallness has been desired. In addition, it is desired that exposure margins and process margins be wide because they are less susceptible to variations in exposure conditions. The exposure margin refers to a characteristic in which the obtained line width is not easily affected by fluctuations in the exposure amount, and the process margin refers to a characteristic difficult to be affected by fluctuations in the exposure amount and the focal position.
JP-A-9-73173 JP-A-10-161313 JP 2000-336121 A Japanese Patent Laid-Open No. 3-192173

従って、本発明の目的は、遠紫外光、とくにArFエキシマレーザー光を使用する上記ミクロフォトファブリケ−ション本来の性能向上のための技術における課題を解決したポジ型レジスト組成物を提供することにあり、より具体的には、感度・パターンプロファイル等を劣化させることなく、PEB温度依存性、露光マージンなどの諸性能に優れたポジ型レジスト組成物を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a positive resist composition that solves the problems in the technology for improving the original performance of microphotofabrication using far ultraviolet light, particularly ArF excimer laser light. More specifically, an object is to provide a positive resist composition excellent in various performances such as PEB temperature dependency and exposure margin without deteriorating sensitivity, pattern profile and the like.

本発明者等は、ポジ型レジスト組成物の構成材料を鋭意検討した結果、下記の構成によって、本発明の目的が達成されることを見出し、本発明に至った。
〔1〕(A)下記一般式(1)で表される繰り返し単位を含有する、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂、及び(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、を含有するポジ型レジスト組成物。
As a result of intensive studies on the constituent materials of the positive resist composition, the present inventors have found that the object of the present invention can be achieved by the following constitution, and have reached the present invention.
[1] (A) A resin containing a repeating unit represented by the following general formula (1), which increases the dissolution rate in an alkali developer by the action of an acid, and (B) an acid by irradiation with actinic rays or radiation. A positive resist composition containing a generated compound.

Figure 2005234451
Figure 2005234451

一般式(1)において、R1は水素原子又はアルキル基を表し、R2は一価の有機基を表し、L1は2価の連結基を表す。
〔2〕〔1〕に記載のポジ型レジスト組成物によりレジスト膜を形成し、該レジスト膜を露光、現像することを特徴とするパターン形成方法。
In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, R 2 represents a monovalent organic group, and L 1 represents a divalent linking group.
[2] A pattern forming method comprising: forming a resist film from the positive resist composition according to [1]; and exposing and developing the resist film.

本発明により、PEB温度依存性などの諸性能に優れたポジ型レジスト組成物を提供できる。   According to the present invention, a positive resist composition excellent in various performances such as PEB temperature dependency can be provided.

以下、本発明に使用する成分について詳細に説明する。
尚、本明細書に於ける基(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。
〔1〕酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増加する樹脂(A成分)
本発明のレジスト組成物が含有する、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増加する樹脂(酸分解性樹脂)は、一般式(1)で表される繰り返し単位を含有する。
Hereinafter, the components used in 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).
[1] Resin that increases the dissolution rate in an alkaline developer by the action of an acid (component A)
The resin (acid-decomposable resin), which is contained in the resist composition of the present invention and has an increased dissolution rate in an alkaline developer by the action of an acid, contains a repeating unit represented by the general formula (1).

Figure 2005234451
Figure 2005234451

一般式(1)において、R1は水素原子又はアルキル基を表し、R2は一価の有機基を表し、L1は2価の連結基を表す。 In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, R 2 represents a monovalent organic group, and L 1 represents a divalent linking group.

一般式(1)中のR1におけるアルキル基は、置換されていても良く、好ましくは炭素数1〜5であり、例えば、メチル基、エチル基、ヒドロキシメチル基、アセトキシメチル基等を挙げることができる。R1として好ましくは、水素原子またはメチル基であり、メチル基であることがもっとも好ましい。 The alkyl group in R 1 in the general formula (1) may be substituted and preferably has 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a hydroxymethyl group, an acetoxymethyl group, and the like. Can do. R 1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and most preferably a methyl group.

2としての一価の有機基は、好ましくは炭素数1〜40であり、アルキル基又はシクロアルキル基であることが好ましい。 The monovalent organic group as R 2 preferably has 1 to 40 carbon atoms, and is preferably an alkyl group or a cycloalkyl group.

2としてのアルキル基は、置換基を有していてもよく、炭素数1〜20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、デシル基を挙げることができる。 The alkyl group as R 2 may have a substituent, and is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Branched alkyl group, 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 and decyl group.

2のシクロアルキル基としては、単環式でも、多環式でもよく、置換基を有していてもよい。例えば、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。 The cycloalkyl group for R 2 may be monocyclic or polycyclic, and may have a substituent. For example, groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo or tetracyclo structure having 5 or more carbon atoms can be given. The carbon number is preferably 6-30, and particularly preferably 7-25.

シクロアルキル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等を挙げることができる。   Preferred examples of the cycloalkyl 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, a cyclooctyl group, and a cyclodecanyl group. And cyclododecanyl group. More preferable examples include 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.

アルキル基及びシクロアルキル基が有していてもよい置換基としては、例えば、水酸基、カルボキシ基、シアノ基、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、フッソ素原子、沃素原子)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4、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)、アシル基(好ましくは炭素数2〜5、例えば、ホルミル基、アセチル基等)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜5、例えばアセトキシ基)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14、例えばフェニル基)、シクロアルキル基(例えば、R2としてのシクロアルキル基)等を挙げることができる。 Examples of the substituent that the alkyl group and cycloalkyl group may have include, for example, a hydroxyl group, a carboxy group, a cyano group, a halogen atom (for example, a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, an iodine atom), an alkoxy group ( Preferably it has 1 to 4 carbon atoms, such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc., acyl group (preferably 2 to 5 carbon atoms, such as formyl group, acetyl group, etc.), acyloxy group (preferably carbon Examples thereof include 2 to 5, for example, an acetoxy group, an aryl group (preferably 6 to 14 carbon atoms, for example, a phenyl group), a cycloalkyl group (for example, a cycloalkyl group as R 2 ), and the like.

上記置換基が有する環状構造については、更に置換基としてアルキル基(例えば、R2としてのアルキル基)を挙げることができる。 Regarding the cyclic structure possessed by the above substituent, examples of the substituent further include an alkyl group (for example, an alkyl group as R 2 ).

1の2価の連結基としては、例えば、以下に示す連結ブロックまたは2つ以上の連結ブロックの結合手同士を任意に結合して形成される2価連結基を挙げる事ができる。 Examples of the divalent linking group of L 1 include a divalent linking group formed by arbitrarily bonding the bonds of the following linking block or two or more linking blocks.

連結ブロックとしては、例えば、下記(L−1)〜(L−23)を挙げることができる。   As a connection block, the following (L-1)-(L-23) can be mentioned, for example.

下式中、RLは、各々独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、メルカプト基、1価の有機基、又は連結基を構成する任意の原子と結合する単結合を表す。 Z-は、有機酸及び無機酸の共役塩基に相当するアニオンであれば特に制約はなく、多価のアニオンであっても良い。これらのアニオンとしては、Ra1−SO3 -、Ra1−SO2 -、Ra1−CO2 -、Ra1−CS2 -、Ra1−O−CS2 -、Ra1−S−CS2 -、Ra1−O−PO2 -、(Ra1−O)2PO2 -、Ra1(Ra1−O)PO2 -、Ra1−EW1−Z-−EW2−Ra1、(Ra1)B-、Arx-、などの有機酸共役塩基に相当するアニオン、又は、F-、Cl-、Br-、I-、PF6 -、BF4 -、SbF6 -、ClO4 -、SO4 2-、NO3 -、CO3 2-、SCN-、CN-、SiF6 -、FSO3 -、I3 -、Br3 -、IBr2 -、等の無機酸共役塩基に相当するアニオンを挙げることができる。ここで、Rは有機置換基であり、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基、またはそれらをさらに置換した基を表し、分子内に複数存在する場合は、互いに独立して選択して良く、また互いに結合して環を形成しても良い。EW1及びEW2-は電子吸引性基を表し、具体例として−SO−、−CO−、−SO2−、−CN等を挙げることができる。Zは−CRz1−、−N−(Rz1は水素原子又は置換基)を表す。Arxはアリール基を表す。 In the following formulae, R L each independently represents a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a monovalent organic group, or a single bond bonded to any atom constituting a linking group. Z is not particularly limited as long as it is an anion corresponding to a conjugate base of an organic acid and an inorganic acid, and may be a polyvalent anion. These anions include R a1 —SO 3 , R a1 —SO 2 , R a1 —CO 2 , R a1 —CS 2 , R a1 —O—CS 2 , R a1 —S—CS 2. -, R a1 -O-PO 2 -, (R a1 -O) 2 PO 2 -, R a1 (R a1 -O) PO 2 -, R a1 -EW 1 -Z - -EW 2 -R a1, ( R a1 ) Anions corresponding to organic acid conjugate bases such as B , Ar x O , or F , Cl , Br , I , PF 6 , BF 4 , SbF 6 , ClO 4 -, SO 4 2-, NO 3 -, CO 3 2-, SCN -, CN -, SiF 6 -, FSO 3 -, 3 -, Br 3 -, IBr 2 -, corresponding to inorganic acids conjugate base of an equal And anions. Here, R is an organic substituent, and represents an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a group further substituted therewith, and when there are a plurality of them in the molecule, they are selected independently from each other. They may be combined with each other to form a ring. EW 1 and EW 2− represent an electron-withdrawing group, and specific examples include —SO—, —CO—, —SO 2 —, —CN and the like. Z represents —CR z1 — or —N— (R z1 represents a hydrogen atom or a substituent). Ar x represents an aryl group.

Figure 2005234451
Figure 2005234451

1は、好ましくは、(L−6)のブロックを少なくとも1つ有する連結基であり、より好ましくは、(L−4)及び(L−6)のブロックをそれぞれ少なくとも1つ有する連結基であり、さらに好ましくは、(L−1)、(L−4)及び(L−6)のブロックをそれぞれ少なくとも1つ有する連結基であり、最も好ましくは、(L−1)、(L−4)及び(L−6)のブロックをそれぞれ少なくとも1つ有し、かつ連結基を構成するブロックの総数が4以上(好ましくは4〜20)の連結基である。 L 1 is preferably a linking group having at least one block of (L-6), more preferably a linking group having at least one block of (L-4) and (L-6). More preferably a linking group having at least one block of (L-1), (L-4) and (L-6), most preferably (L-1), (L-4). ) And (L-6) each having at least one block, and the total number of blocks constituting the linking group is 4 or more (preferably 4 to 20).

一般式(1)において、好ましい形態として、下記一般式(1−A)の構造をあげることが出来る。   In general formula (1), the structure of the following general formula (1-A) can be mentioned as a preferable form.

Figure 2005234451
Figure 2005234451

一般式(1−A)における、R1及びR2は一般式(1)に於けるものと同義であり、好ましい範囲も同様である。L2は一般式(1)におけるL1と同様の2価の連結基を表す。Xは、−O−、−S−、−NRX−(RXは水素原子、アルキル基、またはアリール基を表す)から選ばれる連結基を表す。 In the general formula (1-A), R 1 and R 2 have the same meanings as those in the general formula (1), and preferred ranges thereof are also the same. L 2 represents the same divalent linking group as L 1 in the general formula (1). X represents a linking group selected from —O—, —S—, —NR X — (R X represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group).

本発明で用いられるL2としての2価の有機基は、好ましくは、(L−4)のブロックを少なくともひとつ有する連結基であり、より好ましくは、(L−4)のブロックを2つ以上(さらに好ましくは、(L−4)ブロックを2〜18)有する連結基であり、かつ複数存在するRLが互いに結合して形成された環構造をすくなくともひとつ有する連結基であり、もっとも好ましくは、(L−4)のブロックを3つ以上有し、かつ複数存在するRLが互いに結合して形成された環構造をすくなくともひとつ有する連結基である。 The divalent organic group as L 2 used in the present invention is preferably a linking group having at least one block of (L-4), more preferably two or more blocks of (L-4). (More preferably (L-4) is a linking group having 2 to 18 blocks) and a linking group having at least one ring structure formed by bonding a plurality of R L to each other, most preferably , (L-4) is a linking group having three or more blocks and having at least one ring structure formed by bonding a plurality of R L to each other.

Xは、好ましくは、−O−、−S−、−NRX−(RXは水素原子、炭素原子数1〜12のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基を表す)から選ばれる連結基を表し、より好ましくは、−O−、−NRX−であり、−O−であることがもっとも好ましい。 X is preferably selected from —O—, —S—, —NR X — (R X represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms). Represents a linking group, more preferably —O—, —NR X —, and most preferably —O—.

一般式(1)で表される繰り返し単位の好適な例を以下に挙げるが、これらに限定するものではない。   Although the suitable example of the repeating unit represented by General formula (1) is given below, it is not limited to these.

Figure 2005234451
Figure 2005234451

Figure 2005234451
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一般式(1)で表される繰り返し単位に対応する単量体は、R2−O−CH2−Xと重合性基を有するカルボン酸とを塩基存在下で反応させることによって合成可能である。ここで、Xは、Cl等のハロゲン原子または−OR2a(R2aはアルキル基、アリール基、水素原子、等)で表される脱離基を表す。また、アセタール交換等の方法によっても、得ることができる。 The monomer corresponding to the repeating unit represented by the general formula (1) can be synthesized by reacting R 2 —O—CH 2 —X with a carboxylic acid having a polymerizable group in the presence of a base. . Here, X represents a leaving group represented by a halogen atom such as Cl or —OR 2a (R 2a is an alkyl group, an aryl group, a hydrogen atom, etc.). It can also be obtained by a method such as acetal exchange.

本発明の樹脂は、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(酸分解性樹脂)であり、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、アルカリ可溶性となる基(以下、「酸分解性基」ともいう)を有する樹脂である。   The resin of the present invention is a resin (acid-decomposable resin) that is decomposed by the action of an acid and increases the solubility in an alkaline developer, and is either the main chain or side chain of the resin, or both the main chain and side chain And a resin having a group (hereinafter also referred to as an “acid-decomposable group”) that is decomposed by an acid and becomes alkali-soluble.

本発明の樹脂は、本発明における一般式(1)で表される繰り返し単位の他に、酸の作用により分解する基を有する繰り返し単位を有していても良い。   In addition to the repeating unit represented by the general formula (1) in the present invention, the resin of the present invention may have a repeating unit having a group that decomposes by the action of an acid.

酸の作用により分解する基としては、例えば、−COOA0 、−O−B0基で示される基を挙げることができる。これらを含む基としては、例えば、−R0−COOA0、又は−Ar−O−B0 で示される基が挙げられる。 Examples of the group capable of decomposing by the action of an acid include groups represented by —COOA 0 and —O—B 0 groups. Examples of the group containing these include a group represented by —R 0 —COOA 0 or —Ar—O—B 0 .

ここでA0 は、−C(R01)(R02)(R03)、−Si(R01)(R02)(R03)、−C(R04)(R05)−O−R06基もしくはラクトン基を示す。B0は、−A0又は−CO−O−A0基を示す。 Here, A 0 is -C (R 01 ) (R 02 ) (R 03 ), -Si (R 01 ) (R 02 ) (R 03 ), -C (R 04 ) (R 05 ) -O-R 06 group or lactone group. B 0 represents —A 0 or —CO—O—A 0 group.

01、R02、R03、R04及びR05は、それぞれ同一でも相異していても良く、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基もしくはアリール基を示し、R06はアルキル基、シクロアルキル基もしくはアリール基を示す。但し、R01〜R03の内少なくとも2つは水素原子以外の基であり、又、R01〜R03、及びR04〜R06の内の2つの基が結合して環を形成してもよい。 R 01, R 02, R 03 , R 04 and R 05 may also be different from, and each of the same, represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group or an aryl group, R 06 Represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. However, at least two of R 01 to R 03 are groups other than hydrogen atoms, and two groups of R 01 to R 03 and R 04 to R 06 are bonded to form a ring. Also good.

0は単結合もしくは、2価以上の脂肪族もしくは芳香族炭化水素基を示し、−Ar−は単環もしくは多環の置換基を有していても良い2価以上の芳香族基を示す。 R 0 represents a single bond or a divalent or higher aliphatic or aromatic hydrocarbon group, and —Ar— represents a divalent or higher aromatic group which may have a monocyclic or polycyclic substituent. .

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

上記各基は置換基を有していてもよく、置換基としては水酸基、ハロゲン原子(フツ素、塩素、臭素、ヨウ素)、ニトロ基、シアノ基、上記のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基等のアルコキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、ベンジル基、フエネチル基、クミル基等のアラルキル基、アラルキルオキシ基、ホルミル基、アセチル基、ブチリル基、ベンゾイル基、シアナミル基、バレリル基等のアシル基、ブチリルオキシ基等のアシロキシ基、上記のアルケニル基、ビニルオキシ基、プロペニルオキシ基、アリルオキシ基、ブテニルオキシ基等のアルケニルオキシ基、上記のアリール基、フエノキシ基等のアリールオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアリールオキシカルボニル基を挙げることができる。   Each of the above groups may have a substituent, such as a hydroxyl group, a halogen atom (fluorine, chlorine, bromine, iodine), a nitro group, a cyano group, the above alkyl group, a methoxy group, an ethoxy group, Hydroxyethoxy group, propoxy group, hydroxypropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, alkoxy group such as t-butoxy group, alkoxycarbonyl group such as methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, benzyl group, phenethyl Group, aralkyl group such as cumyl group, aralkyloxy group, formyl group, acetyl group, butyryl group, benzoyl group, cyanamyl group, acyl group such as valeryl group, acyloxy group such as butyryloxy group, the above alkenyl group, vinyloxy group, Propenyloxy, allyloxy, butenyloxy, etc. Keniruokishi group, said aryl group, an aryloxy group such as phenoxy group, and an aryloxycarbonyl group such as benzoyloxy group.

また、上記ラクトン基としては、下記構造のものが挙げられる。   Examples of the lactone group include those having the following structure.

Figure 2005234451
Figure 2005234451

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

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

本発明において使用される酸分解性樹脂において、一般式(1)で表される繰り返し単位の含有率は、全繰り返し単位中、5〜60モル%が好ましく、より好ましくは10〜50モル%、更に好ましくは15〜40モル%である。   In the acid-decomposable resin used in the present invention, the content of the repeating unit represented by the general formula (1) is preferably 5 to 60 mol%, more preferably 10 to 50 mol% in all repeating units. More preferably, it is 15-40 mol%.

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、25〜70モル%が好ましく、より好ましくは27〜60モル%、更に好ましくは29〜50モル%である。   The content of the repeating unit having an acid-decomposable group is preferably from 25 to 70 mol%, more preferably from 27 to 60 mol%, still more preferably from 29 to 50 mol% in all repeating structural units.

本発明の組成物にArFエキシマレーザー光を照射する場合には、(A)成分の樹脂は、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有し、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解度が増加する樹脂(以下、「脂環含有酸分解性樹脂」ともいう)であることが好ましい。このような樹脂として、上記一般式(1)で表される繰り返し単位と共に、下記一般式(pI)〜一般式(pVI)で示される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位及び下記一般式(II-AB)で示される繰り返し単位の群から選択される少なくとも1種を含有する樹脂が好ましい。   When the composition of the present invention is irradiated with ArF excimer laser light, the resin of component (A) has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, decomposes by the action of an acid, and an alkaline developer. It is preferable that it is resin (henceforth an "alicyclic ring-containing acid-decomposable resin") whose solubility with respect to the resin increases. As such a resin, together with the repeating unit represented by the general formula (1), the repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the following general formula (pI) to general formula (pVI), and the following A resin containing at least one selected from the group of repeating units represented by formula (II-AB) is preferred.

Figure 2005234451
Figure 2005234451

式中、R11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともに脂環式炭化水素基を形成するのに必要な原子団を表す。 In the formula, R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group, and Z forms an alicyclic hydrocarbon group together with a carbon atom. Represents the atomic group necessary to do.

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、また、R15、R16のいずれかは脂環式炭化水素基を表す。 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, provided that at least one of R 12 to R 14 , Either R 15 or R 16 represents an alicyclic hydrocarbon group.

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。 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 having 1 to 4 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group.

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。 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 2005234451
Figure 2005234451

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。
In 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'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。   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 2005234451
Figure 2005234451

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'、又はアルキル基あるいは環状炭化水素基を表す。
In 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.

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。 Wherein, R 5 represents an alkyl group, cyclic hydrocarbon group, or -Y group shown below.

Xは、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO2−又は−NHSO2NH−を表す。 X represents an oxygen atom, a sulfur atom, -NH -, - NHSO 2 - or an -NHSO 2 NH-.

A'は単結合又は2価の連結基を表す。   A ′ represents a single bond or a divalent linking group.

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。 Further, at least two of R 13 ′ to R 16 ′ may be bonded to form a ring. n represents 0 or 1.

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。 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.

6はアルキル基又は環状炭化水素基を表す。 R 6 represents an alkyl group or a cyclic hydrocarbon group.

−Y基;   The -Y group;

Figure 2005234451
Figure 2005234451

−Y基中、R21'〜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、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。 In the general formulas (pI) to (pVI), the alkyl group in R 12 to R 25 may be substituted or unsubstituted, and is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Represents. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a t-butyl group.

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。   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.

11〜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 11 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.

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。   Below, the structural example of an alicyclic part is shown among alicyclic hydrocarbon groups.

Figure 2005234451
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Figure 2005234451
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Figure 2005234451
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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, and a cyclododecanyl group.

これらの脂環式炭化水素基の置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、カルボキシ基、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。上記アルコキシ基としてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。これらの置換基は更に水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4)などで置換されていてもよい。   Examples of the substituent for these alicyclic hydrocarbon groups include an alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxy 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. These substituents may be further substituted with a hydroxyl group, a halogen atom, an alkoxy group (preferably having 1 to 4 carbon atoms) or the like.

一般式(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、即ち、酸分解性基を構成することができる。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) can be used for protecting an alkali-soluble group, that is, can constitute an acid-decomposable group. 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、好ましくは下記一般式(pVII)〜(pXI)で表される基が挙げられる。   Preferred examples of the alkali-soluble group protected by the structure represented by the general formulas (pI) to (pVI) in the resin include groups represented by the following general formulas (pVII) to (pXI).

Figure 2005234451
Figure 2005234451

Figure 2005234451
Figure 2005234451

ここで、R11〜R25ならびにZは、それぞれ前記定義に同じである。 Here, R 11 to R 25 and Z are the same as defined above.

上記樹脂において、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。   In the resin, the repeating unit having an alkali-soluble group protected by the structure represented by the general formulas (pI) to (pVI) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (pA).

Figure 2005234451
Figure 2005234451

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。   Here, R represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A plurality of R may be the same or different.

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。   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は、上記式(pI)〜(pVI)のいずれかの基を表す。   Ra represents any group of the above formulas (pI) to (pVI).

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 2005234451
Figure 2005234451

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。 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'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。   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'、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 alkyl group in R 11 ′, R 12 ′, and R 21 ′ to R 30 ′ is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms. It is a linear or branched alkyl group, 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 carboxy 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及び一般式(II−AB)に於けるZ’の脂環式部分の前記構造例(1)〜(51)と同様のものが挙げられる。 Examples of the alicyclic hydrocarbon skeleton formed include R 11 to R 25 in the general formulas (pI) to (pVI) and the alicyclic portion of Z ′ in the general formula (II-AB). Examples similar to the structural examples (1) to (51) may be mentioned.

好ましい有橋式の脂環式炭化水素の骨格としては、前記構造例のうち、(5)、(6)、(7)、(9)、(10)、(13)、(14)、(15)、(23)、(28)、(36)、(37)、(42)、(47)が挙げられる。   As a preferable bridged alicyclic hydrocarbon skeleton, among the structural examples, (5), (6), (7), (9), (10), (13), (14), ( 15), (23), (28), (36), (37), (42), (47).

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含有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 acid-decomposable resin according to the present invention, the acid-decomposable group may be contained in the aforementioned —C (═O) —XA′—R 17 ′ or 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。 The structure of the acid-decomposable group is represented by —C (═O) —X 1 —R 0 .

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。 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R5、R6、R13'〜R16'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 in R 5 , R 6 and R 13 ′ to R 16 ′ is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a linear chain having 1 to 6 carbon atoms. Or a branched alkyl group, 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R5、R6、R13'〜R16'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 5 , R 6 and R 13 ′ to R 16 ′ 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 carboxy 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、置換アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルフォンアミド基、ウレタン基、ウレア基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせが挙げられる。   The divalent linking group of A ′ is selected from the group consisting of an alkylene group, a substituted alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, and a urea group. Single or a combination of two or more groups may be mentioned.

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。   Examples of the alkylene group for A ′ include groups represented by the following formulae.

−〔C(Ra )(Rb )〕r
式中、Ra 、Rb 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。これらの基は更に水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基等で置換されていてもよい。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。
− [C (R a ) (R b )] r
In the formula, R a and R b 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. These groups may be further substituted with a hydroxyl group, a halogen atom, an alkoxy group or the like. 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.

本発明に係る脂環含有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-containing acid-decomposable resin according to the present invention, the group that decomposes by the action of an acid is a repeating structure having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the general formula (pI) to the general formula (pVI). It can be contained in at least one kind of repeating unit among the unit, the repeating unit represented by 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 2005234451
Figure 2005234451

本発明の脂環含有酸分解性樹脂は、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 acid-decomposable resin of the present invention preferably has a lactone group, more preferably represented by any one of the following general formula (Lc) or the following general formulas (V-1) to (V-5). It has a repeating unit having a group having a lactone structure, and the group having a lactone structure may be directly bonded to the main chain.

Figure 2005234451
Figure 2005234451

Figure 2005234451
Figure 2005234451

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.

直鎖状、分岐状のアルキル基としては、炭素数1〜12個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基である。   The linear or branched alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. 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 It is a 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。 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.

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。 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.

また、R1b〜R5bの内の2つが結合して形成する環としては、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロオクタン環等の3〜8員環が挙げられる。 Examples of the ring formed by combining two of R 1b to R 5b include 3- to 8-membered rings such as a cyclopropane ring, a cyclobutane ring, a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, and a cyclooctane ring.

なお、一般式(V−1)〜(V−5)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。 In the general formulas (V-1) to (V-5), R 1b to R 5b may be connected to any carbon atom constituting the cyclic skeleton.

Ra1〜Re1のアルキル基及びR1b〜R5bのアルキル基、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、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。 Preferred substituents that the alkyl group of Ra 1 to Re 1 and the alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, alkylsulfonylimino group, and alkenyl group of R 1b to R 5b may have include 1 to 4 alkoxy groups, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), 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, A C2-C5 alkoxycarbonyl group, a nitro group, etc. can be mentioned.

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 2005234451
Figure 2005234451

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。Rb0のアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、前記一般式(V−1)〜(V−5)におけるR1bとしてのアルキル基が有していてもよい好ましい置換基として先に例示したものが挙げられる。 In general formula (AI), R b0 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. As a preferable substituent that the alkyl group of R b0 may have, as a preferable substituent that the alkyl group as R 1b in the general formulas (V-1) to (V-5) may have. What was illustrated previously is mentioned.

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.

b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 b represents a single bond, an ether group, an ester group, a carbonyl group, an alkylene group, or a divalent group obtained by combining these.

V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。Abにおいて、上記2価の基を組み合わせて形成される2価の基としては、例えば下記式のものが挙げられる。 V represents a group represented by any one of the general formula (Lc) and the general formulas (V-1) to (V-5). In A b, examples of the divalent group formed by combining the above divalent group include for example those of the following formulas.

Figure 2005234451
Figure 2005234451

上記式において、Rab及びRbb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。 In the above formula, R ab and R bb 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.

アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基から選択される。アルキル基の置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルコキシ基を挙げることができる。   The alkyl group is preferably a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, or a butyl group, and more preferably selected from a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. Examples of the substituent for the alkyl group include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.

アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。r1は1〜10の整数、好ましくは1〜4の整数を表す。mは1〜3の整数、好ましくは1又は2を表す。   Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom. r1 represents an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 4. m represents an integer of 1 to 3, preferably 1 or 2.

以下に、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 2005234451
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Figure 2005234451
Figure 2005234451

Figure 2005234451
Figure 2005234451

本発明の脂環含有酸分解性樹脂は、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 acid-decomposable resin of the present invention may contain a repeating unit having a group represented by the following general formula (VII).

Figure 2005234451
Figure 2005234451

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 2c to R 4c each independently represents a hydrogen atom or a hydroxyl group. However, at least one of R 2c to R 4c 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 2005234451
Figure 2005234451

一般式(AII)中、R1cは、水素原子又はメチル基を表し、メチル基であることが特に好ましい。 In general formula (AII), R 1c represents a hydrogen atom or a methyl group, and is particularly preferably a methyl group.

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。 R 2c to R 4c each independently represents a hydrogen atom or a hydroxyl group. However, at least one of R 2c to R 4c represents a hydroxyl group.

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 2005234451
Figure 2005234451

脂環含有酸分解性樹脂は、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 acid-decomposable resin may contain a repeating unit represented by the following general formula (VIII).

Figure 2005234451
Figure 2005234451

上記一般式(VIII)に於いて、Z2は、−O−又は−N(R41)−を表す。ここで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 ) —. Here, 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R41及びR42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 in R 41 and R 42 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. More preferred are methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group and t-butyl group.

上記R41及びR42 における置換アルキル基として、特にトリフルオロメチル基、ナノフルオロブチル基、ペンタデカフルオロオクチル基、トリクロロメチル基等のハロアルキル基を挙げることができる。上記R42におけるシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。 Examples of the substituted alkyl group in R 41 and R 42 include haloalkyl groups such as a trifluoromethyl group, nanofluorobutyl group, pentadecafluorooctyl group, and trichloromethyl group. Examples of the cycloalkyl group for R 42 include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group.

41及びR42としてのアルキル基、R42としてのシクロアルキル基又は樟脳残基は置換基を有していてもよい。このような置換基としては、例えば、水酸基、カルボキシ基、シアノ基、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、フッソ素原子、沃素原子)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4、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)、アシル基(好ましくは炭素数2〜5、例えば、ホルミル基、アセチル基等)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜5、例えばアセトキシ基)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14、例えばフェニル基)等を挙げることができる。 The alkyl group as R 41 and R 42 , the cycloalkyl group as R 42 , or the camphor residue may have a substituent. Examples of such a substituent include a hydroxyl group, a carboxy group, a cyano group, a halogen atom (for example, a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, an iodine atom), an alkoxy group (preferably having 1 to 4 carbon atoms, for example, methoxy Group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), acyl group (preferably having 2 to 5 carbon atoms, such as formyl group, acetyl group, etc.), acyloxy group (preferably having 2 to 5 carbon atoms, such as acetoxy group), An aryl group (preferably having 6 to 14 carbon atoms, for example, a phenyl group) and the like can be mentioned.

上記一般式(VIII)で表される繰り返し単位の具体例として、以下が挙げられるが、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 (VIII) include the following, but are not limited to these specific examples.

Figure 2005234451
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Figure 2005234451
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脂環含有酸分解性樹脂は、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-containing acid-decomposable resin has dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and general required properties of resist, resolving power, heat resistance, and sensitivity. Various repeating structural units can be contained for the purpose of adjusting the above.

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 repeating structural units include, but are not limited to, repeating structural units corresponding to the following monomers.

これにより、脂環含有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 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.

脂環含有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 the alicyclic-containing acid-decomposable resin, the molar ratio of each repeating structural unit is the resist dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and the general required performance of resist, resolution and heat resistance. It is appropriately set to adjust the property, sensitivity, etc.

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。反応の濃度は通常20質量%以上であり、好ましくは30質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上である。反応温度は通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは50〜100℃である。   The 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 usually 20% by mass or more, preferably 30% by mass or more, and more preferably 40% by mass or more. The reaction temperature is usually from 10 ° C to 150 ° C, preferably from 30 ° C to 120 ° C, more preferably from 50 to 100 ° C.

本発明のポジ型レジスト組成物において、本発明に係わる全ての樹脂の組成物全体中の配合量は、全レジスト固形分中40〜99.99質量%が好ましく、より好ましくは50〜99.97質量%である。
〔2〕活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B成分)
活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(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。
In the positive resist composition of the present invention, the blending amount of all resins according to the present invention in the entire composition is preferably 40 to 99.99% by mass, more preferably 50 to 99.97, based on the total solid content of the resist. % By mass.
[2] Compound that generates acid upon irradiation with actinic rays or radiation (component B)
As a compound (acid generator) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for radical photopolymerization, a photodecolorant for dyes, a photochromic agent, or a micro Known compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation used for resists 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.

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。   Of the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, compounds represented by the following general formulas (ZI), (ZII), and (ZIII) can be exemplified.

Figure 2005234451
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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。 In the above general formula (ZI), R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.

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。 The carbon number of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1-30, preferably 1-20.

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。 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.

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。 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).

-は、非求核性アニオンを表す。 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 having a remarkably low ability to cause a nucleophilic reaction, and is an anion capable of suppressing degradation with 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、アルキルスルホン酸アニオン、アリールスルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオンなどが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion include an alkyl sulfonate anion, an aryl sulfonate anion, and a camphor sulfonate anion.

カルボン酸アニオンとしては、例えば、アルキルカルボン酸アニオン、アリールカルボン酸アニオン、アラルキルカルボン酸アニオンなどが挙げられる。   Examples of the carboxylate anion include an alkylcarboxylate anion, an arylcarboxylate anion, and an aralkylcarboxylate anion.

アルキルスルホン酸アニオンにおけるアルキル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、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 alkyl moiety in the alkyl sulfonate anion may be an alkyl group or a cycloalkyl group, and preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, such as a methyl group or an ethyl group. Group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, 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 and the like.

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

上記アルキルスルホン酸アニオン及びアリールスルホン酸アニオンにおけるアルキル基、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 alkyl sulfonate anion and aryl 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), carboxy 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.

アルキルカルボン酸アニオンにおけるアルキル部位としては、アルキルスルホン酸アニオンにおけるアルキル基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る。   Examples of the alkyl moiety in the alkylcarboxylate anion include those similar to the alkyl group and cycloalkyl group in the alkylsulfonate anion.

アリールカルボン酸アニオンにおけるアリール基としては、アリールスルホン酸アニオンにおけるアリール基と同様のものを挙げることができる。   Examples of the aryl group in the arylcarboxylate anion include the same aryl groups as in the arylsulfonate 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.

上記アルキルカルボン酸アニオン、アリールカルボン酸アニオン及びアラルキルカルボン酸アニオンにおけるアルキル基、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、アリールスルホン酸アニオンにおけると同様のハロゲン原子、アルキル基、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 alkylcarboxylate anion, arylcarboxylate anion and aralkylcarboxylate anion may have a substituent. Examples of the substituent include an arylsulfonate anion. And the same halogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, alkylthio group and the like as in.

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

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(ZI−1)、(ZI−2)、(ZI−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 (ZI-1), (ZI-2) and (ZI-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(ZI−1)、(ZI−2)、及び(ZI−3)を挙げることができる。   More preferable (ZI) components include compounds (ZI-1), (ZI-2), and (ZI-3) described below.

化合物(ZI−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。 The compound (ZI-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を挙げることができる。   Examples of the arylsulfonium compound include a triarylsulfonium compound, a diarylalkylsulfonium compound, and an aryldialkylsulfonium compound.

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又はシクロアルキル基は、炭素数1〜15の直鎖又は分岐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。   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, such as a methyl group, Examples thereof include an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, 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. These are an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. 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(ZI−2)について説明する。   Next, the compound (ZI-2) will be described.

化合物(ZI−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。 Compound (ZI-2) is a compound in the case where R 201 to R 203 in formula (ZI) each independently represents an organic group containing no 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のアルキル基及びシクロアルキル基としては、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)、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。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。 As the alkyl group and cycloalkyl group represented by R 201 to R 203 , a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group), carbon Examples thereof include cycloalkyl groups of several 3 to 10 (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group). More preferred examples of the alkyl group include a 2-oxoalkyl group and an alkoxycarbonylmethyl 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。   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.

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-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のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。   The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl 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.

201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。 Two members out of R 201 to R 203 may combine to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).

化合物(ZI−3)とは、以下の一般式(ZI−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 (ZI-3) is a compound represented by the following general formula (ZI-3), and is a compound having a phenacylsulfonium salt structure.

Figure 2005234451
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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。 R 1c to R 5c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group or a halogen atom.

6c及びR7cは、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。 R 6c and R 7c represent a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group.

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。   Rx and Ry each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group or a vinyl group.

1c〜R5c中のいずれか2つ以上、及びRxとRyは、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、この環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。 Any two or more of R 1c to R 5c , 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, and an amide bond. May be included.

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。 Zc represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same as the non-nucleophilic anion of X − in formula (ZI).

1c〜R5c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)
シクロアルキル基としては、例えば炭素数3〜8個の環状アルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基)を挙げることができる。
The alkyl group as R 1c to R 5c 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, methyl group, ethyl group, linear or branched propyl group, linear or branched butyl group, linear or branched pentyl group)
Examples of the cycloalkyl group include a cyclic alkyl group having 3 to 8 carbon atoms (for example, a cyclopentyl group and 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からR5cの炭素数の和が2〜15である。これにより、より溶剤溶解性が向上し、保存時にパーティクルの発生が抑制される。 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 the sum of the carbon number 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〜R5c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 5c, such as a 2-oxoalkyl group and a 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〜R5c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 5c .

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が結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げることができる。 Examples of the group formed by combining R x and R y include a butylene group and a pentylene group.

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、R204〜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 formula (ZII), (ZIII), R 204 ~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及びシクロアルキル基は、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)、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。 Alkyl group and cycloalkyl group as R 204 to R 207 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (e.g., methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group), carbon A cyclic alkyl group (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group) of several 3 to 10 can be exemplified.

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).

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、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。   Among the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate acids, compounds represented by the following general formulas (ZIV), (ZV), and (ZVI) can be further exemplified.

Figure 2005234451
Figure 2005234451

一般式(ZIV)〜(ZVI)中、Ar3及びAr4は、各々独立に、アリール基を表す。 In general formulas (ZIV) to (ZVI), Ar 3 and Ar 4 each independently represents an aryl group.

206、R207及びR208は、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表す。 R 206 , R 207 and R 208 each represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.

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。   A represents an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group.

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より好ましくは、一般式(ZI)〜(ZIII)で表される化合物である。   Of the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, compounds represented by general formulas (ZI) to (ZIII) are more preferable.

また、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価のパーフルオロアルカン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。   In addition, as a compound that decomposes upon irradiation with active light or radiation to generate an acid, a compound that generates a sulfonic acid having one sulfonic acid group is preferable, and a compound that generates a monovalent perfluoroalkanesulfonic acid is more preferable. Or a compound that generates an aromatic sulfonic acid substituted with a fluorine atom or a group containing a fluorine atom.

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

Figure 2005234451
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Figure 2005234451
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Figure 2005234451
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(B)成分の添加量は、レジスト組成物の全固形分に対して、通常0.05〜20質量%、好ましくは0.1〜15質量%、より好ましくは0.5〜10質量%である。
〔3〕フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤
本発明のポジ型レジスト組成物は、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤及びフッ素原子と珪素原子の両方を含有する界面活性剤のいずれか、あるいは2種以上を含有することが好ましい。
The amount of component (B) added is generally 0.05 to 20% by mass, preferably 0.1 to 15% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, based on the total solid content of the resist composition. is there.
[3] Fluorine-based and / or silicon-based surfactant The positive resist composition of the present invention includes any of a fluorine-based surfactant, a silicon-based surfactant, and a surfactant containing both fluorine atoms and silicon atoms. Or it is preferable to contain 2 or more types.

本発明のポジ型レジスト組成物が上記酸分解性樹脂と上記界面活性剤とを含有することにより、パターンの線幅が一層細い時に特に有効であり、現像欠陥が一層改良される。   When the positive resist composition of the present invention contains the acid-decomposable resin and the surfactant, it is particularly effective when the line width of the pattern is narrower and development defects are further improved.

これらのフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤として、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。   As these fluorine-based and / or silicon-based surfactants, for example, JP-A-62-36663, JP-A-61-226746, JP-A-61-226745, JP-A-62-170950 are disclosed. JP-A-63-34540, JP-A-7-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-5988, JP-A-2002-277862, US Pat. Nos. 5,405,720, 5,360,692, 5,529,881, 5,296,330, 5,436,098, 5,576,143, 5,294,511, 5,824,451 The following commercially available surfactants can also be used as they are.

使用できる市販のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。   Examples of commercially available fluorine-based and / or silicon-based surfactants that can be used include F-top EF301, EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, 431 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), Megafac F171, F173, F176, F189, R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (Troy Chemical) Fluorine-based surfactants or silicon-based surfactants such as those manufactured by K.K. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.

また、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)もしくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することが出来る。   In addition to the known surfactants shown above, fluorine-based and / or silicon-based surfactants can be produced by a telomerization method (also referred to as a telomer method) or an oligomerization method (also referred to as an oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group derived from a fluoroaliphatic compound can be used. The fluoroaliphatic compound can be synthesized by the method described in JP-A-2002-90991.

フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート及び/又は(ポリ(オキシアルキレン))メタクリレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布しているものでも、ブロック共重合していてもよい。また、ポリ(オキシアルキレン)基としては、ポリ(オキシエチレン)基、ポリ(オキシプロピレン)基、ポリ(オキシブチレン)基などが挙げられ、また、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体)やポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体)基など同じ鎖長内に異なる鎖長のアルキレンを有するようなユニットでもよい。さらに、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体は2元共重合体ばかりでなく、異なる2種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマーや、異なる2種以上の(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)などを同時に共重合した3元系以上の共重合体でもよい。   As the polymer having a fluoroaliphatic group, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate and / or (poly (oxyalkylene)) methacrylate is preferable and distributed irregularly. Or may be block copolymerized. Examples of the poly (oxyalkylene) group include a poly (oxyethylene) group, a poly (oxypropylene) group, a poly (oxybutylene) group, and the like, and a poly (oxyethylene, oxypropylene, and oxyethylene group). A unit having different chain lengths in the same chain length, such as a block linked body) or a poly (block linked body of oxyethylene and oxypropylene) group, may be used. Furthermore, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate) is not only a binary copolymer but also a monomer having two or more different fluoroaliphatic groups, Further, it may be a ternary or higher copolymer obtained by simultaneously copolymerizing two or more different (poly (oxyalkylene)) acrylates (or methacrylates).

例えば、市販のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(大日本インキ化学工業(株)製)を挙げることができる。さらに、C613基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C613基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C817基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C817基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、などを挙げることができる。 For example, as a commercially available fluorine-based and / or silicon-based surfactant, Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, F-472 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) Can be mentioned. Further, a copolymer of an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxy) (Ethylene)) acrylate (or methacrylate) and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate) copolymer, acrylate (or methacrylate) and (poly (oxyalkylene)) acrylate having C 8 F 17 groups (or Copolymer of acrylate (or methacrylate), (poly (oxyethylene)) acrylate (or methacrylate), and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate) having a C 8 F 17 group Coalesce, etc. Can.

界面活性剤の使用量は、ポジ型レジスト組成物全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.0001〜2質量%、より好ましくは0.001〜1質量%、特に好ましくは0.01質量%〜1質量%である。
〔4〕有機塩基性化合物
本発明のポジ型レジスト組成物は、有機塩基性化合物を含有することが好ましい。好ましい有機塩基性化合物としては、フェノールよりも塩基性の強い化合物である。中でも含窒素塩基性化合物が好ましく、例えば下記(A)〜(E)で表される構造が挙げられる。
The amount of the surfactant used is preferably 0.0001 to 2% by mass, more preferably 0.001 to 1% by mass, and particularly preferably 0.01 to the total amount of the positive resist composition (excluding the solvent). It is mass%-1 mass%.
[4] Organic Basic Compound The positive resist composition of the present invention preferably contains an organic basic compound. A preferable organic basic compound is a compound having a stronger basicity than phenol. Of these, nitrogen-containing basic compounds are preferable, and examples thereof include structures represented by the following (A) to (E).

Figure 2005234451
Figure 2005234451

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。上記アルキル基、シクロアルキル基及びアリール基は、無置換であっても置換基を有するものであってもよい。置換基を有するアルキル基、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、炭素数3〜20のアミノシクロアルキル基、炭素数1〜20ヒドロキシアルキル基、炭素数3〜20のヒドロキシシクロアルキル基が好ましい。 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. The alkyl group, cycloalkyl group and aryl group may be unsubstituted or 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, a hydroxyalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a hydroxy group having 3 to 20 carbon atoms. A cycloalkyl group is preferred.

Figure 2005234451
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式中、R253、R254、R255及びR256は、各々独立に、炭素数1〜6のアルキル基又は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 or a cycloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms.

更に好ましい化合物は、一分子中に異なる化学的環境の窒素原子を2個以上有する含窒素塩基性化合物であり、特に好ましくは、置換もしくは未置換のアミノ基と窒素原子を含む環構造の両方を含む化合物もしくはアルキルアミノ基を有する化合物である。好ましい具体例としては、置換もしくは未置換のグアニジン、置換もしくは未置換のアミノピリジン、置換もしくは未置換のアミノアルキルピリジン、置換もしくは未置換のアミノピロリジン、置換もしくは未置換のイミダゾール、置換もしくは未置換のピラゾール、置換もしくは未置換のピラジン、置換もしくは未置換のピリミジン、置換もしくは未置換のプリン、置換もしくは未置換のイミダゾリン、置換もしくは未置換のピラゾリン、置換もしくは未置換のピペラジン、置換もしくは未置換のアミノモルフォリン、置換もしくは未置換のアミノアルキルモルフォリン等が挙げられる。好ましい置換基は、アミノ基、アミノアルキル基、アルキルアミノ基、アミノアリール基、アリールアミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ基、水酸基、シアノ基である。   Further preferred compounds are nitrogen-containing basic compounds having two or more nitrogen atoms of different chemical environments in one molecule, and particularly preferably both a substituted or unsubstituted amino group and a ring structure containing a nitrogen atom. Or a compound having an alkylamino group. Preferred examples include substituted or unsubstituted guanidine, substituted or unsubstituted aminopyridine, substituted or unsubstituted aminoalkylpyridine, substituted or unsubstituted aminopyrrolidine, substituted or unsubstituted imidazole, substituted or unsubstituted Pyrazole, substituted or unsubstituted pyrazine, substituted or unsubstituted pyrimidine, substituted or unsubstituted purine, substituted or unsubstituted imidazoline, substituted or unsubstituted pyrazoline, substituted or unsubstituted piperazine, substituted or unsubstituted amino Examples include morpholine and substituted or unsubstituted aminoalkylmorpholine. Preferred substituents are amino group, aminoalkyl group, alkylamino group, aminoaryl group, arylamino group, alkyl group, alkoxy group, acyl group, acyloxy group, aryl group, aryloxy group, nitro group, hydroxyl group, cyano group It is.

含窒素塩基性化合物の好ましい具体例として、グアニジン、1,1−ジメチルグアニジン、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−アミノピリジン、2−ジメチルアミノピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、2−ジエチルアミノピリジン、2−(アミノメチル)ピリジン、2−アミノ−3−メチルピリジン、2−アミノ−4−メチルピリジン、2−アミノ−5−メチルピリジン、2−アミノ−6−メチルピリジン、3−アミノエチルピリジン、4−アミノエチルピリジン、3−アミノピロリジン、ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペリジン、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ピペリジノピペリジン、2−イミノピペリジン、1−(2−アミノエチル)ピロリジン、ピラゾール、3−アミノ−5−メチルピラゾール、5−アミノ−3−メチル−1−p−トリルピラゾール、ピラジン、2−(アミノメチル)−5−メチルピラジン、ピリミジン、2,4−ジアミノピリミジン、4,6−ジヒドロキシピリミジン、2−ピラゾリン、3−ピラゾリン、N−アミノモルフォリン、N−(2−アミノエチル)モルフォリン、1,5−ジアザビシクロ〔4.3.0〕ノナ−5−エン、1,8−ジアザビシクロ〔5.4.0〕ウンデカ−7−エン、1,4−ジアザビシクロ〔2.2.2〕オクタン、2,4,5−トリフェニルイミダゾール、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、N−ヒドロキシエチルモルホリン、N−ベンジルモルホリン、シクロヘキシルモルホリノエチルチオウレア(CHMETU)等の3級モルホリン誘導体、特開平11−52575号公報に記載のヒンダードアミン類(例えば該公報〔0005〕に記載のもの)等が挙げられるがこれに限定されるものではない。   Preferable specific examples of the nitrogen-containing basic compound include guanidine, 1,1-dimethylguanidine, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, 4-aminopyridine, 2-dimethyl. Aminopyridine, 4-dimethylaminopyridine, 2-diethylaminopyridine, 2- (aminomethyl) pyridine, 2-amino-3-methylpyridine, 2-amino-4-methylpyridine, 2-amino-5-methylpyridine, 2 -Amino-6-methylpyridine, 3-aminoethylpyridine, 4-aminoethylpyridine, 3-aminopyrrolidine, piperazine, N- (2-aminoethyl) piperazine, N- (2-aminoethyl) piperidine, 4-amino -2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-piperidinopiperidine, 2-i Nopiperidine, 1- (2-aminoethyl) pyrrolidine, pyrazole, 3-amino-5-methylpyrazole, 5-amino-3-methyl-1-p-tolylpyrazole, pyrazine, 2- (aminomethyl) -5 Methylpyrazine, pyrimidine, 2,4-diaminopyrimidine, 4,6-dihydroxypyrimidine, 2-pyrazoline, 3-pyrazoline, N-aminomorpholine, N- (2-aminoethyl) morpholine, 1,5-diazabicyclo [ 4.3.0] non-5-ene, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, 2,4,5- Triphenylimidazole, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, N-hydroxyethylmorpholine, N-benzylmorpholine, cyclohex Examples include tertiary morpholine derivatives such as lumorpholinoethylthiourea (CHMETU), hindered amines described in JP-A-11-52575 (for example, those described in the publication [0005]), and the like, but are not limited thereto. Absent.

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

中でも、1,5−ジアザビシクロ〔4.3.0〕ノナ−5−エン、1,8−ジアザビシクロ〔5.4.0〕ウンデカ−7−エン、1,4−ジアザビシクロ〔2.2.2〕オクタン、4−ジメチルアミノピリジン、ヘキサメチレンテトラミン、CHMETU、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバゲート、N,N−ジヒドロキシエチルアニリン、N,N−ジブチルアニリン、トリオクチルアミン、トリフェニルイミダゾール、アンチピリン、2,6−ジイソプロピルアニリンが好ましい。   Among them, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] Octane, 4-dimethylaminopyridine, hexamethylenetetramine, CHMETU, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebagate, N, N-dihydroxyethylaniline, N, N-dibutylaniline, tri Octylamine, triphenylimidazole, antipyrine, and 2,6-diisopropylaniline are preferred.

これらの含窒素塩基性化合物は、単独であるいは2種以上組み合わせて用いられる。含窒素塩基性化合物の使用量は、本発明のレジスト組成物の全組成物の固形分に対し、通常、0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。即ち、十分な添加効果を得る点から0.001質量%以上が好ましく、感度、非露光部の現像性の点から10質量%以下が好ましい。
〔5〕溶剤
本発明の組成物は、上記各成分を溶解する溶剤に溶かして支持体上に塗布する。ここで使用する溶剤としては、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、エチレンカーボネート、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等が好ましく、これらの溶剤を単独あるいは混合して使用する。
These nitrogen-containing basic compounds are used alone or in combination of two or more. The usage-amount of a nitrogen-containing basic compound is 0.001-10 mass% normally with respect to solid content of the whole composition of the resist composition of this invention, Preferably it is 0.01-5 mass%. That is, 0.001% by mass or more is preferable from the viewpoint of obtaining a sufficient addition effect, and 10% by mass or less is preferable from the viewpoint of sensitivity and developability of the non-exposed area.
[5] Solvent The composition of the present invention is dissolved in a solvent that dissolves each of the above components and coated on a support. Solvents used here include ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate , Propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), ethylene carbonate, toluene, ethyl acetate, butyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, pyruvin Ethyl acetate, propyl pyruvate, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl Pyrrolidone, tetrahydrofuran and the like are preferable to use these solvents singly or in combination.

上記の中でも、好ましい溶剤としてはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレンカーボネート、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフランを挙げることができる。
〔6〕その他の添加剤
本発明の組成物には、必要に応じて更に他の界面活性剤、酸分解性溶解阻止化合物、染料、可塑剤、光増感剤、及び現像液に対する溶解性を促進させる化合物等を含有させることができる。
Among these, preferable solvents include propylene glycol monomethyl ether acetate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether , Ethylene carbonate, butyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, N-methylpyrrolidone and tetrahydrofuran.
[6] Other Additives The composition of the present invention further has solubility in other surfactants, acid-decomposable dissolution inhibiting compounds, dyes, plasticizers, photosensitizers, and developers as necessary. A compound to be promoted and the like can be contained.

上記の他の界面活性剤としては、具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤等を挙げることができる。
〔7〕組成物の調製
各成分を溶剤に溶解し、調製されるレジスト組成物は、全固形分の濃度として、3〜25質量%であることが好ましく、5〜22質量%であることがより好ましく、7〜20質量%であることが更に好ましい。
Specific examples of the other surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, and polyoxyethylene. Polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as octylphenol ether and polyoxyethylene nonylphenol ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan Sorbitan fatty acid esters such as trioleate, sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polio Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as ciethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, etc. be able to.
[7] Preparation of composition The resist composition prepared by dissolving each component in a solvent is preferably 3 to 25% by mass, and 5 to 22% by mass as the total solid content. More preferably, the content is 7 to 20% by mass.

本発明のこのようなポジ型レジスト組成物は基板上に塗布され、薄膜を形成する。この塗膜の膜厚は0.2〜1.2μmが好ましい。   Such a positive resist composition of the present invention is applied onto a substrate to form a thin film. The thickness of this coating film is preferably 0.2 to 1.2 μm.

使用することができる基板としては、通常のBareSi基板、SOG基板、あるいは次に記載の無機の反射防止膜を有する基板等を挙げることができる。   Examples of the substrate that can be used include a normal BareSi substrate, an SOG substrate, and a substrate having an inorganic antireflection film described below.

また、必要により、市販の無機あるいは有機反射防止膜を使用することができる。   If necessary, a commercially available inorganic or organic antireflection film can be used.

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

また、有機反射防止膜として、ブリューワーサイエンス社製のDUV30シリーズや、DUV−40シリーズ、ARC25、シプレー社製のAC−2、AC−3、AR19、AR20等を使用することもできる。   Further, as the organic antireflection film, DUV30 series, DUV-40 series, ARC25, AC-2, AC-3, AR19, AR20, etc., manufactured by Brewer Science can be used.

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

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(通常0.1〜10質量%)を使用することができる。   Examples of the alkaline developer include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, diethylamine, di- Secondary amines such as n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, quaternary ammonium such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide Alkaline aqueous solutions (usually 0.1 to 10% by mass) of cyclic amines such as salts, pyrrole and pihelidine can be used.

更に、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。   Furthermore, an appropriate amount of alcohol or surfactant may be added to the alkaline aqueous solution.

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
合成例(1)樹脂(1)の合成
下記構造のモノマー(A1)、(B1)、(C1)を30/40/30の割合で仕込み、PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)/PGME(プロピレングリコールモノメチルエーテル)=7/3(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製V−601を1mol%加え、これを窒素雰囲気下、6時間かけて、100℃に加熱したPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)/PGME(プロピレングリコールモノメチルエーテル)=7/3(質量比)の混合溶液50gに滴下した。滴下終了後、反応液を2時間撹拌した。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、ヘキサン/酢酸エチル=9/1の混合溶媒5Lに晶析、析出した白色粉体を濾取し、目的物である樹脂(1)を回収した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example.
Synthesis Example (1) Synthesis of Resin (1) Monomers (A1), (B1) and (C1) having the following structure were charged at a ratio of 30/40/30, and PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate) / PGME (propylene glycol) Monomethyl ether) = 7/3 (mass ratio) was dissolved to prepare 450 g of a solution having a solid concentration of 22% by mass. 1 mol% of V-601 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added to this solution, and this was heated to 100 ° C. for 6 hours under a nitrogen atmosphere. PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate) / PGME (propylene glycol monomethyl ether) = 7 / The solution was added dropwise to 50 g of a 3 (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, and the precipitated white powder was collected by filtration to recover the target resin (1).

NMRから求めたポリマー組成比は29/40/31であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は8600であった。   The polymer composition ratio determined from NMR was 29/40/31. Moreover, the weight average molecular weight of standard polystyrene conversion calculated | required by GPC measurement was 8600.

上記合成例と同様の操作で、樹脂(2)〜(16)を合成した。尚、樹脂(15)及び(16)は比較樹脂である。   Resins (2) to (16) were synthesized by the same operation as in the above synthesis example. Resins (15) and (16) are comparative resins.

Figure 2005234451
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Figure 2005234451
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Figure 2005234451
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実施例1〜24及び比較例1及び2
(ポジ型レジスト組成物の調製と評価)
表2におけるように、
上記合成例で合成した樹脂(2g)、
光酸発生剤(配合量は表2に示した)、
有機塩基性化合物(4mg)、
界面活性剤(10mg)
を配合し、固形分10質量%となるように表2に示す溶剤に溶解した後、0.1μmのミクロフィルターで濾過し、更に0.03μmのフィルターで濾過し、実施例1〜24及び比較例1及び2のポジ型レジスト組成物を調製した。尚、表2における各成分について複数使用の際の比は質量比である。
Examples 1 to 24 and Comparative Examples 1 and 2
(Preparation and evaluation of positive resist composition)
As in Table 2,
Resin synthesized in the above synthesis example (2 g),
Photoacid generator (blending amount shown in Table 2),
Organic basic compound (4 mg),
Surfactant (10mg)
And dissolved in the solvents shown in Table 2 so that the solid content is 10% by mass, then filtered through a 0.1 μm microfilter, and further filtered through a 0.03 μm filter. Examples 1 to 24 and comparison The positive resist compositions of Examples 1 and 2 were prepared. In addition, the ratio at the time of using two or more about each component in Table 2 is a mass ratio.

Figure 2005234451
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表2における各成分の記号は以下を示す。
〔界面活性剤〕
1:メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素系)
2:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)
(フッ素及びシリコーン系)
3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)
4:ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル
5:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)
〔塩基性化合物〕
1:N,N−ジヒドロキシエチルアニリン
2:N,N−ジブチルアニリン
3:トリオクチルアミン
4:トリフェニルイミダゾール
5:アンチピリン
6:2,6−ジイソプロピルアニリン
7:1,5−ジアザビシクロ〔4.3.0〕−5−ノネン(DBN)
〔溶剤〕
S1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
S2:プロピレングリコールモノメチルエーテル
S3:γ−ブチロラクトン
S4:シクロヘキサノン
S5:乳酸エチル
S6:酢酸ブチル
〔評価方法〕
〔パターンプロファイル〕
上記で調製されたポジ型フォトレジスト液をスピンコータを利用してシリコンウエハー上に塗布し、表2に示した温度(SB)で90秒間乾燥、約0.3μmのポジ型フォトレジスト膜を作製し、それにArFエキシマレーザー(波長193nm、NA=0.6のISI社製ArFステッパー)で露光した。露光後の加熱処理を表2に示す温度(PEB)で90秒間行い、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現像、蒸留水でリンスし、レジストパターンプロファイルを得る。
The symbol of each component in Table 2 shows the following.
[Surfactant]
1: MegaFuck F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (Fluorine)
2: Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.)
(Fluorine and silicone)
3: Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
4: Polyoxyethylene nonylphenyl ether 5: Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.)
[Basic compounds]
1: N, N-dihydroxyethylaniline 2: N, N-dibutylaniline 3: trioctylamine 4: triphenylimidazole 5: antipyrine 6: 2,6-diisopropylaniline 7: 1,5-diazabicyclo [4.3. 0] -5-Nonene (DBN)
〔solvent〕
S1: Propylene glycol monomethyl ether acetate S2: Propylene glycol monomethyl ether S3: γ-butyrolactone S4: Cyclohexanone S5: Ethyl lactate S6: Butyl acetate [Evaluation method]
(Pattern profile)
The positive photoresist solution prepared above is applied onto a silicon wafer using a spin coater and dried at the temperature (SB) shown in Table 2 for 90 seconds to produce a positive photoresist film of about 0.3 μm. Then, it was exposed with an ArF excimer laser (ArF stepper manufactured by ISI having a wavelength of 193 nm and NA = 0.6). The heat treatment after exposure is performed for 90 seconds at the temperature (PEB) shown in Table 2, and development is performed with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution, followed by rinsing with distilled water to obtain a resist pattern profile.

シリコンウエハー(6インチ)上に得られた140nmのトレンチパターン(ライン/スペース=1/1)について形成したパターンは(株)日立製作所製走査型電子顕微鏡測長SEM S−9260を使用して断面を観察し、パターンの形状を評価した。
〔PEB温度依存性〕
初めにBrewer Science社製ARC−29A−8をスピンコーターを利用してシリコンウエハー上に78nm塗布、乾燥した後、その上に得られたポジ型フォトレジスト組成物を塗布し、表2に示す温度(SB)で90秒間乾燥、約0.3μmのポジ型フォトレジスト膜を作製し、それにArFエキシマレーザー(波長193nm、NA=0.6のISI社製ArFステッパー)で露光し、露光後の加熱処理を表2に示す温度(PEB)で90秒間行い、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現像、蒸留水でリンスし、レジストパターンプロファイルを得た。
A pattern formed on a 140 nm trench pattern (line / space = 1/1) obtained on a silicon wafer (6 inches) was cross-sectioned using a scanning electron microscope measuring SEM S-9260 manufactured by Hitachi, Ltd. The pattern shape was evaluated.
[PEB temperature dependence]
First, ARC-29A-8 manufactured by Brewer Science was applied to a silicon wafer at a thickness of 78 nm using a spin coater, dried, and then the positive photoresist composition obtained thereon was applied thereto. (SB) Dry for 90 seconds, produce a positive photoresist film of about 0.3 μm, and expose it with an ArF excimer laser (ArF stepper made by ISI having a wavelength of 193 nm, NA = 0.6), and heating after exposure The treatment was carried out at the temperature (PEB) shown in Table 2 for 90 seconds, developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, and rinsed with distilled water to obtain a resist pattern profile.

このようにして得られたシリコンウエハーのレジストパターンをSEMで観察し、レジストを下記のように評価した。   The resist pattern of the silicon wafer thus obtained was observed with an SEM, and the resist was evaluated as follows.

マスクサイズ180nmの孤立コンタクトホールを140nmに再現する露光量にて、マスクサイズ180nmの孤立コンタクトホールパターンの露光を行い、露光後加熱(PEB)を表に示した温度に対して、+2℃及び−2℃の二つの温度(例えば、表に示されたPEB温度が100℃の場合、98℃と102℃)にて行い、各々得られたコンタクトホールパターンを測長し、それらの径L1及びL2を求めた。PEB温度依存性をPEB温度変化1℃あたりの径の変動と定義し、下記の式により算出した。 The exposure of the isolated contact hole pattern with a mask size of 180 nm is performed at an exposure amount that reproduces the isolated contact hole with a mask size of 180 nm at 140 nm, and post-exposure heating (PEB) is performed at + 2 ° C. and − The measurement is performed at two temperatures of 2 ° C. (for example, 98 ° C. and 102 ° C. when the PEB temperature shown in the table is 100 ° C.), and the obtained contact hole patterns are measured, and their diameter L 1 and L 2 was determined. The PEB temperature dependency was defined as a change in diameter per 1 ° C. PEB temperature change, and was calculated by the following formula.

PEB温度依存性(nm/℃)=|L1−L2|/4
〔露光マージン〕
130nmのラインアンドスペースパターン(ライン/スペース=1/1)の線幅を再現する露光量を±5%変動させたときの得られる130nmラインパターンの線幅の変動率[(変動幅/130)×100](%)を露光マージンの指標とした。この値が小さいほど好ましい。
PEB temperature dependency (nm / ° C.) = | L 1 −L 2 | / 4
[Exposure margin]
Fluctuation rate of the line width of the 130 nm line pattern obtained when the exposure amount for reproducing the line width of the 130 nm line and space pattern (line / space = 1/1) is changed ± 5% [(fluctuation width / 130) × 100] (%) was used as an index of exposure margin. The smaller this value, the better.

この評価結果を上記表2に示した。   The evaluation results are shown in Table 2 above.

表2の結果から、本発明の組成物は、上記諸性能に優れていることがわかる。   From the results in Table 2, it can be seen that the composition of the present invention is excellent in the above performances.

Claims (2)

(A)下記一般式(1)で表される繰り返し単位を含有する、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂、及び、(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物を含有するポジ型レジスト組成物。
Figure 2005234451
一般式(1)において、R1は水素原子又はアルキル基を表し、R2は一価の有機基を表し、L1は2価の連結基を表す。
(A) A resin containing a repeating unit represented by the following general formula (1), which increases the dissolution rate in an alkali developer by the action of an acid, and (B) generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. A positive resist composition containing a compound.
Figure 2005234451
In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, R 2 represents a monovalent organic group, and L 1 represents a divalent linking group.
請求項1に記載のポジ型レジスト組成物によりレジスト膜を形成し、該レジスト膜を露光、現像することを特徴とするパターン形成方法。   A pattern forming method comprising: forming a resist film from the positive resist composition according to claim 1; and exposing and developing the resist film.
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