JP2006251551A - Positive resist composition and pattern forming method using it - Google Patents

Positive resist composition and pattern forming method using it Download PDF

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Kazuyoshi Mizutani
一良 水谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive resist composition having excellent sensitivity, resolution, further excellent pattern formation, density dependency and dissolution contrast concerning the pattern formation due to irradiation of an electron beam, a KrF excimer laser beam or EUV light, and also to provide a pattern forming method using the resist composition. <P>SOLUTION: The positive resist composition contains: (A) a resin for increasing dissolubility to an alkaline developer by acid action having a specific repeated unit; and (B) a compound generating sulfonic acid, bis(alkyl sufonyl)amide or tris(alkyl sulfonyl) methine due to irradiation of an active optical beam or radiation. In gel permeation chromatography analysis, the resin of (A) has ≤5% in an area% of an oligomer component of a molecular weight of <1,000, and has ≤10% in an area% of a high molecular weight component of a molecular weight of ≥15,000. The pattern forming method uses the composition. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、超LSIや高容量マイクロチップの製造などの超マイクロリソグラフィプロセスやその他のフォトパブリケーションプロセスに好適に用いられるポジ型レジスト組成物に関するものである。さらに詳しくは、KrFエキシマレーザー光、電子線、EUV光等を使用して高精細化したパターン形成しうるポジ型フォトレジストに関するものであり、KrFエキシマレーザー光、電子線、EUV光を用いる半導体素子の微細加工に好適に用いることができるポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a positive resist composition suitably used in an ultramicrolithography process such as the manufacture of VLSI and high-capacity microchips and other photo-publishing processes. More specifically, the present invention relates to a positive photoresist capable of forming a high-definition pattern using KrF excimer laser light, electron beam, EUV light, etc., and a semiconductor device using KrF excimer laser light, electron beam, EUV light The present invention relates to a positive resist composition that can be suitably used for microfabrication and a pattern formation method using the same.

従来、ICやLSIなどの半導体デバイスの製造プロセスにおいては、フォトレジスト組成物を用いたリソグラフィによる微細加工が行われている。近年、集積回路の高集積化に伴い、サブミクロン領域やクオーターミクロン領域の超微細パターン形成が要求されるようになってきている。それに伴い、露光波長もg線からi線に、さらにKrFエキシマレーザー光に、というように短波長化の傾向が見られる。さらには、現在では、エキシマレーザー光以外にも、電子線やX線、あるいはEUV光を用いたリソグラフィーも開発が進んでいる。   Conventionally, in the manufacturing process of semiconductor devices such as IC and LSI, fine processing by lithography using a photoresist composition has been performed. In recent years, with the high integration of integrated circuits, the formation of ultrafine patterns in the submicron region and the quarter micron region has been required. Along with this, there is a tendency to shorten the exposure wavelength from g-line to i-line and further to KrF excimer laser light. Furthermore, at present, in addition to excimer laser light, lithography using electron beams, X-rays, or EUV light is being developed.

電子線やEUV光を用いたリソグラフィーは、次世代もしくは次々世代のパターン形成技術として位置付けられ、高感度、高解像性のポジ型レジストが望まれている。特にウェハー処理時間の短縮化のために高感度化は非常に重要な課題であるが、電子線やEUV用のポジ型レジストにおいては、高感度化を追求しようとすると、解像力の低下のみならず、疎密依存性の悪化が起こり、これらの特性を同時に満足するレジストの開発が強く望まれている。ここで、疎密依存性とは、レジストパターン密度の高い部分と低い部分でのパターン寸法差のことを言い、この差が大きいと実際のパターン形成時に、プロセスマージンが狭くなるため好ましくなく、この差を如何にして小さくするかがレジスト技術開発における重要課題のひとつとなっている。高感度と、高解像性、良好なパターン形状、良好な疎密依存性はトレードオフの関係にあり、これを如何にして同時に満足させるかが非常に重要である。   Lithography using an electron beam or EUV light is positioned as a next-generation or next-generation pattern forming technology, and a positive resist with high sensitivity and high resolution is desired. In particular, high sensitivity is a very important issue for shortening the wafer processing time. However, in positive resists for electron beams and EUV, if high sensitivity is to be pursued, not only the resolution will be lowered. The development of resists that satisfy these characteristics at the same time is strongly desired. Here, the density dependency means a pattern dimension difference between a portion where the resist pattern density is high and a portion where the resist pattern density is low. If this difference is large, the process margin becomes narrow during actual pattern formation. One of the important issues in resist technology development is how to reduce the size. High sensitivity, high resolution, good pattern shape, and good density dependence are in a trade-off relationship, and how to satisfy them simultaneously is very important.

さらにKrFエキシマレーザー光を用いるリソグラフィーにおいても同様に高感度、高解像性、良好なパターン形状、良好な疎密依存性を同時に満足させることが重要な課題となっており、これらの解決が必要である。
これらのKrFエキシマレーザー光、電子線、あるいはEUV光を用いたリソグラフィープロセスに適したレジストとしては高感度化の観点から主に酸触媒反応を利用した化学増幅型レジストが用いられており、ポジ型レジストにおいては主成分として、アリカリ現像液には不溶又は難溶性で、酸の作用によりアリカリ現像液に可溶となる性質を有するフェノール性ポリマー(以下、フェノール性酸分解性樹脂と略す)、及び酸発生剤からなる化学増幅型レジスト組成物が有効に使用されている。
Furthermore, in lithography using KrF excimer laser light, it is also important to satisfy high sensitivity, high resolution, good pattern shape, and good density dependency at the same time. is there.
As a resist suitable for the lithography process using KrF excimer laser light, electron beam, or EUV light, a chemically amplified resist utilizing an acid-catalyzed reaction is mainly used from the viewpoint of high sensitivity. In the resist, as a main component, a phenolic polymer (hereinafter abbreviated as a phenolic acid-decomposable resin) having a property that is insoluble or hardly soluble in an antari developer and becomes soluble in an antari developer by the action of an acid, and A chemically amplified resist composition comprising an acid generator is effectively used.

これらのポジ型レジストに関して、これまで酸分解性基として脂環式基を有する酸分解性アクリレートモノマーを共重合したフェノール性酸分解性樹脂を用いたレジスト組成物がいくつか知られている。それらについては、例えば、特許文献1〜5に開示されたポジ型レジスト組成物等を挙げることができる。また、活性光線又は放射線の照射によりスルホン酸を発生する化合物、及びカルボン酸を発生する化合物を用いた例が特許文献6に開示されている。
しかしながら、これらのいかなる組合せにおいても、超微細領域での、高感度、高解像性、良好なパターン形状、良好な疎密依存性は同時に満足できていないのが現状である。
With respect to these positive resists, several resist compositions using a phenolic acid-decomposable resin obtained by copolymerizing an acid-decomposable acrylate monomer having an alicyclic group as an acid-decomposable group have been known. For example, positive resist compositions disclosed in Patent Documents 1 to 5 can be exemplified. Further, Patent Document 6 discloses an example using a compound that generates sulfonic acid by irradiation with actinic rays or radiation and a compound that generates carboxylic acid.
However, in any combination of these, the current situation is that high sensitivity, high resolution, good pattern shape, and good density dependence are not satisfied at the same time in the ultrafine region.

米国特許第5561194号明細書US Pat. No. 5,561,194 特開2001−166474号公報JP 2001-166474 A 特開2001−166478号公報JP 2001-166478 A 特開2003−107708号公報JP 2003-107708 A 特開2001−194792号公報JP 2001-194792 A 特開2001−107707号公報JP 2001-107707 A

本発明の目的は、活性光線又は放射線、特に、KrFエキシマレーザー光、電子線あるいはEUV光を使用する半導体素子の微細加工における性能向上技術の課題を解決することであり、高感度、高解像性、良好なパターン形状、及び良好な疎密依存性を同時に満足し、また溶解コントラストも良好なポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the problem of performance improvement technology in microfabrication of semiconductor elements using actinic rays or radiation, in particular KrF excimer laser light, electron beam or EUV light, and has high sensitivity and high resolution. It is an object to provide a positive resist composition that simultaneously satisfies the properties, good pattern shape, and good density dependence, and also has good dissolution contrast, and a pattern forming method using the same.

本発明は、下記構成によって達成される。   The present invention is achieved by the following configurations.

(1) (A)下記一般式(A1)で表される繰り返し単位及び/又は一般式(A2)で表される繰り返し単位、並びに一般式(A3)で表される繰り返し単位を有する酸の作用によりアルカリ現像液への溶解性が増大する樹脂、及び、
(B)活性光線又は放射線の照射によりスルホン酸、ビス(アルキルスルホニル)アミド又はトリス(アルキルスルホニル)メチンを発生する化合物を含有するポジ型レジスト組成物であって、
(A)の樹脂が、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー分析において、分子量1000未満のオリゴマー成分の面積%が5%以下、かつ、分子量15000以上の高分子量成分の面積%が10%以下であることを特徴とするポジ型レジスト組成物。
(1) (A) Action of an acid having a repeating unit represented by the following general formula (A1) and / or a repeating unit represented by the general formula (A2) and a repeating unit represented by the general formula (A3) A resin whose solubility in an alkaline developer increases, and
(B) A positive resist composition containing a compound that generates sulfonic acid, bis (alkylsulfonyl) amide or tris (alkylsulfonyl) methine upon irradiation with actinic rays or radiation,
The resin (A) is characterized in that, in gel permeation chromatography analysis, the area percentage of oligomer components having a molecular weight of less than 1000 is 5% or less, and the area percentage of high molecular weight components having a molecular weight of 15000 or more is 10% or less. A positive resist composition.

Figure 2006251551
Figure 2006251551

一般式(A1)及び(A2)中、
は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、シアノ基、クロロ原子、ヒドロキシメチル基、又はアルコキシメチル基を示す。
Zは、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アシル基、アルコキシ基又はアシロキシ基を表す。
1は、酸分解性を有さない、アルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルキルスルホニル基、又はアリールスルホニル基を表す。
m及びnは、各々独立に、0〜4を表す。
一般式(A3)中、
は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、シアノ基、クロロ原子、ヒドロキシメチル基、又はアルコキシメチル基を示す。
Lは、単結合又は2価の連結基を表す。
Xは、酸の作用により分解する基を表す。
In general formulas (A1) and (A2),
R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, a cyano group, a chloro atom, a hydroxymethyl group, or an alkoxymethyl group.
Z represents a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an acyl group, an alkoxy group or an acyloxy group.
A 1 represents an alkyl group, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, an alkylsulfonyl group, or an arylsulfonyl group that does not have acid decomposability.
m and n each independently represent 0-4.
In general formula (A3),
R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, a cyano group, a chloro atom, a hydroxymethyl group, or an alkoxymethyl group.
L represents a single bond or a divalent linking group.
X represents a group that is decomposed by the action of an acid.

(2) (A)成分の樹脂において、重量平均分子量が、3000〜15000であることを特徴とする(1)に記載のポジ型レジスト組成物。   (2) The positive resist composition as described in (1), wherein the resin as the component (A) has a weight average molecular weight of 3000 to 15000.

(3) 一般式(A1)におけるZ、および/または、一般式(A3)におけるXが、脂環式基又は芳香族基を有する基であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の電子線、X線又はEUV用ポジ型レジスト組成物。   (3) In (1) or (2), Z in the general formula (A1) and / or X in the general formula (A3) is a group having an alicyclic group or an aromatic group. The positive resist composition for electron beam, X-ray or EUV described.

(4) (B)活性光線又は放射線の照射によりスルホン酸を発生する化合物として、アリールスルホン酸を発生する化合物を含有し、且つ活性光線又は放射線の照射により有機カルボン酸を発生する化合物を含有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   (4) (B) As a compound that generates sulfonic acid upon irradiation with actinic rays or radiation, a compound that generates arylsulfonic acid is included, and a compound that generates organic carboxylic acid upon irradiation with actinic rays or radiation is included. The positive resist composition as described in any one of (1) to (3) above.

(5) (B)活性光線又は放射線の照射によりスルホン酸を発生する化合物として、アリールスルホン酸を発生する化合物と、アルキルスルホン酸を発生する化合物を共に含有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   (5) (B) A compound that generates arylsulfonic acid and a compound that generates alkylsulfonic acid as a compound that generates sulfonic acid upon irradiation with actinic rays or radiation (1) to The positive resist composition according to any one of (3).

(6) (1)〜(5)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物を基板上に塗布した後、露光、加熱、現像する工程を含有することを特徴とするパターン形成方法。   (6) A pattern forming method comprising the steps of: exposing, heating and developing after applying the positive resist composition according to any one of (1) to (5) on a substrate.

(7) X線、電子線又はEUV光で露光することを特徴とする(6)に記載のパターン形成方法。   (7) The pattern forming method as described in (6), wherein the exposure is performed with an X-ray, an electron beam or EUV light.

本発明により、電子線、KrFエキシマレーザー光、又はEUV光などの照射によるパターン形成に関して、感度、解像力に優れ、更にはパターン形状、疎密依存性、溶解コントラストにも優れたポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供できる。   According to the present invention, a positive resist composition excellent in sensitivity and resolution as well as pattern shape, density dependence, and dissolution contrast in pattern formation by irradiation with an electron beam, KrF excimer laser light, EUV light, etc. A pattern forming method using the same can be provided.

以下、本発明に使用する化合物について詳細に説明する。
尚、本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
Hereinafter, the compounds used in the present invention will be described in detail.
In addition, in the description of the group (atomic group) in this specification, the description which does not describe substitution and non-substitution includes what has a substituent with what does not have a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).

〔1〕酸の作用によりアルカリ現像液への溶解性が増大する樹脂(A)
本発明において使用される、酸の作用によりアルカリ現像液への溶解性が増大する樹脂(樹脂(A))は、下記一般式(A1)で表される繰り返し単位及び/又は一般式(A2)で表される繰り返し単位、並びに一般式(A3)で表される繰り返し単位を有する。
[1] Resin (A) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid
The resin (resin (A)) whose solubility in an alkali developer is increased by the action of an acid used in the present invention is a repeating unit represented by the following general formula (A1) and / or the general formula (A2). And a repeating unit represented by the general formula (A3).

Figure 2006251551
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一般式(A1)及び(A2)中、
は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、シアノ基、クロロ原子、ヒドロキシメチル基、又はアルコキシメチル基を示す。
Zは、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アシル基、アルコキシ基又はアシロキシ基を表す。
1は、酸分解性を有さない、アルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルキルスルホニル基、又はアリールスルホニル基を表す。
m及びnは、各々独立に、0〜4を表す。
一般式(A3)中、
は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、シアノ基、クロロ原子、ヒドロキシメチル基、又はアルコキシメチル基を示す。
Lは、単結合又は2価の連結基を表す。
Xは、酸の作用により分解する基を表す。
In general formulas (A1) and (A2),
R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, a cyano group, a chloro atom, a hydroxymethyl group, or an alkoxymethyl group.
Z represents a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an acyl group, an alkoxy group or an acyloxy group.
A 1 represents an alkyl group, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, an alkylsulfonyl group, or an arylsulfonyl group that does not have acid decomposability.
m and n each independently represent 0-4.
In general formula (A3),
R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, a cyano group, a chloro atom, a hydroxymethyl group, or an alkoxymethyl group.
L represents a single bond or a divalent linking group.
X represents a group that is decomposed by the action of an acid.

一般式(A3)において、R1は、好ましくは、水素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基であり、特に好ましくは水素原子又はメチル基である。 In General Formula (A3), R 1 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.

一般式(A3)において、Xとしての酸の作用により分解する基(以下、「酸分解性基」ともいう)とは、露光により発生した酸の作用により分解し、一般式(A3)の構造においてエステル基に由来するカルボン酸を発生させる基である。酸分解性基は、脂環式基を含むことが好ましい。
Xとしての脂環式基を含む酸分解性基が有する脂環基は、有橋脂環式基であってもよく、より詳細には、後述する下記一般式(pI)〜一般式(pVI)で示される基が有するような脂環式炭化水素基を挙げることができる。
In general formula (A3), a group decomposable by the action of an acid as X (hereinafter, also referred to as “acid-decomposable group”) is decomposed by the action of an acid generated by exposure to form a structure of general formula (A3). In which a carboxylic acid derived from an ester group is generated. The acid-decomposable group preferably contains an alicyclic group.
The alicyclic group of the acid-decomposable group containing an alicyclic group as X may be a bridged alicyclic group, and more specifically, the following general formula (pI) to general formula (pVI) described later. And an alicyclic hydrocarbon group as the group represented by

Xとしての脂環式基含む酸分解性基は、好ましくは、下記一般式(pI)〜一般式(pVI)で示される基である。   The acid-decomposable group containing an alicyclic group as X is preferably a group represented by the following general formula (pI) to general formula (pVI).

Figure 2006251551
Figure 2006251551

式中、R11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともに脂環式炭化水素基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R16は、各々独立に、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表し、但し、R12〜R14のうち少なくとも1つ、もしくはR15、R16のいずれかは脂環式炭化水素基であるものが好ましい。
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であることが好ましい。また、R19、R21のいずれかは炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。
22〜R25は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表し、但し、R22〜R25のうち少なくとも1つは脂環式炭化水素基が好ましい。また、R23とR24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
In the formula, R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group, and Z forms an alicyclic hydrocarbon group together with a carbon atom. Represents the atomic group necessary to do.
R 12 to R 16 each independently represents a linear or branched alkyl group or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, provided that at least one of R 12 to R 14 , or Any of R 15 and R 16 is preferably an alicyclic hydrocarbon group.
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group, provided that at least one of R 17 to R 21 One is preferably an alicyclic hydrocarbon group. Further, either R 19 or R 21 represents a linear or branched alkyl group or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group, provided that at least one of R 22 to R 25 One is preferably an alicyclic hydrocarbon group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

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。
また、上記アルキル基の更なる置換基としては、炭素数1〜4個のアルコキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アシル基、アシロキシ基、シアノ基、水酸基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基等を挙げることができる。
In the general formulas (pI) to (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.
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あるいはZと炭素原子が形成する脂環式炭化水素基としては、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい。
以下に、脂環式炭化水素基のうち、脂環式部分の構造例を示す。
The alicyclic hydrocarbon group in R 11 to R 25 or the alicyclic hydrocarbon group formed by Z and a carbon atom may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 6-30, and particularly preferably 7-25. These alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent.
Below, the structural example of an alicyclic part is shown among alicyclic hydrocarbon groups.

Figure 2006251551
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Figure 2006251551

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、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基が挙げられる。アルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基である。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。アルキル基、アルコキシ基は、更なる置換基を有していてもよい。アルキル基、アルコキシ基の更なる置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることができる。   Examples of the substituent for these alicyclic hydrocarbon groups include an alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, and an alkoxycarbonyl group. The alkyl group is preferably a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group or a butyl group, more preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group or an isopropyl group. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. The alkyl group and the alkoxy group may have a further substituent. Examples of further substituents on the alkyl group and alkoxy group include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group.

特にXは一般式(3)で表される基が好ましい。   In particular, X is preferably a group represented by the general formula (3).

Figure 2006251551
Figure 2006251551

4、R5及びYは、各々独立に、アルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。 R 4 , R 5 and Y each independently represent an alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group.

一般式(3)で表される基として、好ましくは、上記一般式(pII)においてR12〜R14のうちのひとつが脂環式炭化水素基である基を挙げることができる。 The group represented by the general formula (3) is preferably a group in which one of R 12 to R 14 in the general formula (pII) is an alicyclic hydrocarbon group.

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

Figure 2006251551
Figure 2006251551

Figure 2006251551
Figure 2006251551

Figure 2006251551
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一般式(A1)、(A2)において、Zは、好ましくは、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基、ハロゲン原子、又はペルフルオロ基(Cm2m+1基を表し、mは1〜4の整数)を表す。Zとしてより好ましくは水素原子、メチル基、又はCm2m+1基(mは好ましくは1)である。 In the general formulas (A1) and (A2), Z is preferably an alkyl group, an alkoxy group, a cyano group, a halogen atom, or a perfluoro group (C m F 2m + 1 group, m is an integer of 1 to 4 ). Z is more preferably a hydrogen atom, a methyl group, or a C m F 2m + 1 group (m is preferably 1).

Zとしてのアルキル基は、置換基を有していてもよく、例えば炭素数1〜8個のアルキル基であって、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、ヘキシル基、オクチル基を好ましく挙げることができる。
Zとしてのアルコキシ基は、置換基を有していてもよく、例えば炭素数1〜8の上記アルコキシ基であり、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチ
ルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等を挙げることができる。
The alkyl group as Z may have a substituent, for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, Preferred examples include sec-butyl group, hexyl group and octyl group.
The alkoxy group as Z may have a substituent, for example, the above alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, for example, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group And a cyclohexyloxy group.

1は、一般式(A3)に於けるR1と同様のものである。 R 1 is the same as in R 1 in the general formula (A3).

一般式(A1)において、OH基はベンゼン環上のどの位置にあってもよいが、好ましくはスチレン骨格のメタ位かパラ位であり、特に好ましくはパラ位である。   In general formula (A1), the OH group may be in any position on the benzene ring, but is preferably the meta position or the para position of the styrene skeleton, and particularly preferably the para position.

以下に、一般式(A1)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるがこれらに限定するものではない。   Although the specific example of the repeating unit represented by general formula (A1) below is given, it is not limited to these.

Figure 2006251551
Figure 2006251551

一般式(A2)において、A1は、アルキル基、アルキルカルボニルもしくはアリールカルボニルであることが好ましい。
アルキル基としては、置換基を有していてもよく、例えば炭素数1〜8のアルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。
アルキルカルボニル基としては、アセチル基、エチルカルボニル基、n−プロピルカルボニル基、i−プロピルカルボニル基、n−ブチルカルボニル基、i−ブチルカルボニル基、t−ブチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、アダマンタンカルボニル基、ノルボルナンカルボニル基等が挙げられる。
アリールカルボニル基としては、ベンゼンカルボニル基、トルエンカルボニル基、メシチレンカルボニル基、ナフタレンカルボニル基等が挙げられる。
In general formula (A2), A 1 is preferably an alkyl group, alkylcarbonyl, or arylcarbonyl.
The alkyl group may have a substituent, for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and a cyclohexyl group. Can be mentioned.
Examples of the alkylcarbonyl group include acetyl group, ethylcarbonyl group, n-propylcarbonyl group, i-propylcarbonyl group, n-butylcarbonyl group, i-butylcarbonyl group, t-butylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, adamantanecarbonyl group. And norbornanecarbonyl group.
Examples of the arylcarbonyl group include a benzenecarbonyl group, a toluenecarbonyl group, a mesitylenecarbonyl group, and a naphthalenecarbonyl group.

以下に、一般式(A2)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるがこれらに限定するものではない。   Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (A2) are shown below, but are not limited thereto.

Figure 2006251551
Figure 2006251551

樹脂(A)は、更に一般式(A4)で表される繰り返し単位を有することも好ましい。   The resin (A) preferably further has a repeating unit represented by the general formula (A4).

Figure 2006251551
Figure 2006251551

一般式(A4)中、
2は、水素原子、メチル基、シアノ基、ハロゲン原子又は炭素数1〜4のペルフルオロ基を表す。
3は、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基又はアシル基を表す。
nは、0〜4の整数を表す。
Wは、酸の作用により分解しない基を表す。
In general formula (A4),
R 2 represents a hydrogen atom, a methyl group, a cyano group, a halogen atom, or a perfluoro group having 1 to 4 carbon atoms.
R 3 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen atom, an aryl group, an alkoxy group or an acyl group.
n represents an integer of 0 to 4.
W represents a group that is not decomposed by the action of an acid.

Wは酸の作用により分解しない基(酸安定基ともいう)を表すが、具体的には水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アシル基、アルキルアミド基、アリールアミドメチル基、アリールアミド基等が挙げられる。酸安定基としては、好ましくはアシル基、アルキルアミド基であり、より好ましくはアシル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルオキシ基、シクロアルキルオキシ基、アリールオキシ基である。   W represents a group that is not decomposed by the action of an acid (also referred to as an acid stabilizing group). Specifically, a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an acyl group, an alkylamide group, An arylamidomethyl group, an arylamide group, etc. are mentioned. The acid stabilizing group is preferably an acyl group or an alkylamide group, more preferably an acyl group, an alkylcarbonyloxy group, an alkyloxy group, a cycloalkyloxy group, or an aryloxy group.

Wの酸安定基において、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3〜10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。Wはベンゼン環上のどの位置にあってもよいが、好ましくはスチレン骨格のメタ位かパラ位であり、特に好ましくはパラ位である。   In the acid stable group of W, the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group and t-butyl group. As the alkyl group, those having 3 to 10 carbon atoms such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group and adamantyl group are preferable, and as the alkenyl group, carbon number such as vinyl group, propenyl group, allyl group and butenyl group. Those having 2 to 4 carbon atoms are preferred, those having 2 to 4 carbon atoms such as vinyl, propenyl, allyl and butenyl groups are preferred as alkenyl groups, and phenyl, xylyl and toluyl groups are preferred as aryl groups. And those having 6 to 14 carbon atoms such as cumenyl group, naphthyl group and anthracenyl group are preferable. W may be at any position on the benzene ring, but is preferably a meta position or a para position of the styrene skeleton, particularly preferably a para position.

以下に、一般式(A4)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるがこれらに限定するものではない。   Although the specific example of the repeating unit represented by general formula (A4) below is given, it is not limited to these.

Figure 2006251551
Figure 2006251551

樹脂(A)における一般式(A1)及び/又は(A2)で表される繰り返し単位の含有率は、全繰り返し単位中、20〜97モル%が好ましく、より好ましくは30〜95モル%であり、特に好ましくは、50〜95モル%である。
樹脂(A)における一般式(A3)で表される繰り返し単位の含有率は、全繰り返し単位中、3〜80モル%が好ましく、より好ましくは5〜70モル%であり、特に好ましくは、5〜50モル%である。
The content of the repeating unit represented by the general formula (A1) and / or (A2) in the resin (A) is preferably 20 to 97 mol%, more preferably 30 to 95 mol% in all repeating units. Especially preferably, it is 50-95 mol%.
The content of the repeating unit represented by the general formula (A3) in the resin (A) is preferably 3 to 80 mol%, more preferably 5 to 70 mol%, particularly preferably 5 in all repeating units. ˜50 mol%.

樹脂(A)は一般式(A4)で表される繰返し単位を有していてもよく、膜質向上、未露光部の膜減り抑制等の観点から好ましい。一般式(A4)で表される繰り返し単位の含有率は、それぞれの全繰り返し単位中、0〜50モル%であることが好ましく、より好ましくは0〜40モル%であり、特に好ましくは0〜30モル%である。   The resin (A) may have a repeating unit represented by the general formula (A4), and is preferable from the viewpoints of improving the film quality and suppressing the decrease in film thickness of the unexposed area. The content of the repeating unit represented by the general formula (A4) is preferably 0 to 50 mol%, more preferably 0 to 40 mol%, and particularly preferably 0 to 40 mol% in each of all the repeating units. 30 mol%.

また、樹脂(A)は、アルカリ現像液に対する良好な現像性を維持するために、アルカリ可溶性基、例えばフェノール性水酸基、カルボキシル基が導入され得るように適切な他の重合性モノマーが共重合されていてもよいし、膜質向上のためにアルキルアクリレートやアルキルメタクリレートのような疎水性の他の重合性モノマーが共重合されてもよい。
さらに、樹脂(A)は、一般式(A3)に含まれる酸分解性基以外に、他の酸分解性基を有するモノマーを含有していてもよく、他の酸分解性基としては、例えば、−C(=O)−X1-R0で表されるものを挙げることができる。
The resin (A) is copolymerized with other polymerizable monomers suitable so that an alkali-soluble group such as a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group can be introduced in order to maintain good developability for an alkali developer. In order to improve the film quality, other hydrophobic polymerizable monomers such as alkyl acrylate and alkyl methacrylate may be copolymerized.
Furthermore, the resin (A) may contain a monomer having another acid-decomposable group in addition to the acid-decomposable group contained in the general formula (A3). , —C (═O) —X 1 —R 0 can be exemplified.

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

樹脂(A)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー分析において、分子量1000未満のオリゴマー成分の面積%が5%以下、かつ、分子量15000以上の高分子量成分の面積%が10%以下であることを特徴とする。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー分析において、分子量1000未満のオリゴ
マー成分の面積%が5%以下、かつ、分子量15000以上の高分子量成分の面積%が10%以下の樹脂は、以下の方法を単独若しくは併用することにより得ることができ、工業的にはコストの観点から(4)の方法が好ましい。
(1)セファデックス等を用いたサイズ分画クロマトグラフィー
(2)シリカゲルカラムクロマトグラフィー
(3)リビングラジカル重合法
(4)極性の異なる2種の溶剤を用いた複数回のポリマー分別
The resin (A) is characterized in that, in gel permeation chromatography analysis, the area percentage of oligomer components having a molecular weight of less than 1000 is 5% or less, and the area percentage of high molecular weight components having a molecular weight of 15000 or more is 10% or less. To do.
In gel permeation chromatography analysis, the following method is used alone or in combination for a resin having an area percentage of oligomer components with a molecular weight of less than 1000 of 5% or less and an area percentage of high molecular weight components with a molecular weight of 15000 or more of 10% or less. From the viewpoint of cost, the method (4) is preferred industrially.
(1) Size fractionation chromatography using Sephadex, etc. (2) Silica gel column chromatography (3) Living radical polymerization method (4) Multiple polymer fractionation using two types of solvents with different polarities

樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、それぞれ1,000〜15,000の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは3,000〜10,000の範囲である。分散度(Mw/Mn)は、1.0〜2.0であることが好ましく、より好ましくは1.0〜1.8、特に好ましくは、1.0〜1.5である。
ここで、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値をもって定義される。
The weight average molecular weight (Mw) of the resin (A) is preferably in the range of 1,000 to 15,000, and more preferably in the range of 3,000 to 10,000. The dispersity (Mw / Mn) is preferably 1.0 to 2.0, more preferably 1.0 to 1.8, and particularly preferably 1.0 to 1.5.
Here, the weight average molecular weight is defined by a polystyrene conversion value of gel permeation chromatography.

また、樹脂(A)は、それぞれ2種類以上組み合わせて使用してもよい。
樹脂(A)の添加量は、総量として、ポジ型レジスト組成物の全固形分に対し、通常10〜96質量%であり、好ましくは15〜96質量%であり、特に好ましくは20〜95質量%である。
Moreover, you may use resin (A) in combination of 2 or more types, respectively.
The total amount of the resin (A) added is generally 10 to 96% by mass, preferably 15 to 96% by mass, and particularly preferably 20 to 95% by mass with respect to the total solid content of the positive resist composition. %.

以下に、樹脂(A)の具体例を挙げるが、これらの限定するものではない。   Although the specific example of resin (A) is given to the following, it does not limit these.

Figure 2006251551
Figure 2006251551

〔2〕活性光線又は放射線の照射によりスルホン酸、ビス(アルキルスルホニル)アミド又はトリス(アルキルスルホニル)メチンを発生する化合物(B)
本発明のポジ型レジスト組成物が含有する活性光線又は放射線の照射によりスルホン酸、ビス(アルキルスルホニル)アミド又はトリス(アルキルスルホニル)メチンを発生する化合物(「化合物(B)」又は「スルホン酸発生剤」ともいう)は、KrFエキシマレーザー光、電子線、EUVなどの活性光線又は放射線の照射によりスルホン酸、ビス(アルキルスルホニル)アミド又はトリス(アルキルスルホニル)メチンを発生する化合物であり、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等を挙げることができる。
[2] Compound (B) which generates sulfonic acid, bis (alkylsulfonyl) amide or tris (alkylsulfonyl) methine upon irradiation with actinic rays or radiation
Compound ("Compound (B)" or "Sulphonic acid generation" which generates sulfonic acid, bis (alkylsulfonyl) amide or tris (alkylsulfonyl) methine upon irradiation with actinic rays or radiation contained in the positive resist composition of the present invention Is also a compound that generates sulfonic acid, bis (alkylsulfonyl) amide or tris (alkylsulfonyl) methine upon irradiation with actinic rays or radiation such as KrF excimer laser light, electron beam, EUV, etc., for example, 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.

本発明においては、解像力、パターン形状等の画像性能向上の観点から好ましいスルホン酸発生剤としては、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、ジスルホンを挙げることができる。
これらの中で、特に好ましいものの例を以下に挙げる。
In the present invention, examples of sulfonic acid generators that are preferable from the viewpoint of improving image performance such as resolution and pattern shape include sulfonium salts, iodonium salts, imide sulfonates, oxime sulfonates, diazodisulfones, and disulfones.
Among these, examples of particularly preferable ones are listed below.

Figure 2006251551
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化合物(B)の含有量は、レジスト組成物の固形分を基準として、5〜20質量%で用いられるが、好ましくは6〜18質量%、特に好ましくは7〜16質量%である。感度やラインエッジラフネスの点から5質量%以上であり、また解像力、パターン形状、膜質の点から20質量%以下である。また、化合物(B)は1種類を用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。例えば、化合物(B)として、活性光線又は放射線の照射によりアリールスルホン酸を発生する化合物と、活性光線又は放射線の照射によりアルキルスルホン酸を発生する化合物を併用してもよい。
化合物(B)は、特開2002−27806号に記載の合成方法など公知の方法により合成することができる。
Although content of a compound (B) is used at 5-20 mass% on the basis of solid content of a resist composition, Preferably it is 6-18 mass%, Most preferably, it is 7-16 mass%. It is 5% by mass or more from the viewpoint of sensitivity and line edge roughness, and 20% by mass or less from the viewpoint of resolution, pattern shape, and film quality. Moreover, 1 type may be used for a compound (B), and 2 or more types may be mixed and used for it. For example, as the compound (B), a compound that generates aryl sulfonic acid upon irradiation with actinic rays or radiation and a compound that generates alkyl sulfonic acid upon irradiation with actinic rays or radiation may be used in combination.
Compound (B) can be synthesized by a known method such as the synthesis method described in JP-A-2002-27806.

〔3〕活性光線又は放射線の照射によりカルボン酸を発生する化合物(C)
本発明のポジ型レジスト組成物は、スルホン酸発生剤(化合物(B))とともに、活性光線又は放射線の照射により、カルボン酸を発生する化合物(化合物(C)又はカルボン酸発生剤ともいう)を使用してもよい。
カルボン酸発生剤としては下記一般式(C)で表される化合物が好ましい。
[3] Compound (C) that generates carboxylic acid upon irradiation with actinic rays or radiation
The positive resist composition of the present invention includes a compound (also referred to as a compound (C) or a carboxylic acid generator) that generates a carboxylic acid upon irradiation with actinic rays or radiation together with a sulfonic acid generator (compound (B)). May be used.
As the carboxylic acid generator, a compound represented by the following general formula (C) is preferable.

Figure 2006251551
Figure 2006251551

一般式(C)中、R21〜R23は各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はアリール基を表し、R24は水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はアリール基を表し、Zはイオウ原子又はヨウ素原子を表す。Zがイオウ原子であ
る場合、pは1であり、ヨウ素原子である場合はpは0である。
In the general formula (C), R 21 to R 23 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group, and R 24 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group. Z represents a sulfur atom or an iodine atom. When Z is a sulfur atom, p is 1, and when Z is an iodine atom, p is 0.

一般式(C)において、R21〜R23は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
アルキル基、シクロアルキル基又はアルケニル基が有してもよい置換基の例としては、ハロゲン原子(塩素原子、臭素原子、フッ素原子等)、アリール基(フェニル基、ナフチル基等)、ヒドロキシ基、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等)等を挙げることができる。
アリール基が有してもよい置換基の例としては、ハロゲン原子(塩素原子、臭素原子、フッ素原子等)、ニトロ基、シアノ基、アルキル基(メチル基、エチル基、t-ブチル基、t-アミル基、オクチル基等)、ヒドロキシ基、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等)等を挙げることができる。
In the general formula (C), R 21 to R 23 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, and these groups may have a substituent.
Examples of the substituent that the alkyl group, cycloalkyl group or alkenyl group may have include a halogen atom (a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, etc.), an aryl group (a phenyl group, a naphthyl group, etc.), a hydroxy group, An alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, butoxy group, etc.) etc. can be mentioned.
Examples of the substituent that the aryl group may have include a halogen atom (chlorine atom, bromine atom, fluorine atom, etc.), nitro group, cyano group, alkyl group (methyl group, ethyl group, t-butyl group, t -Amyl group, octyl group, etc.), hydroxy group, alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, butoxy group, etc.) and the like.

21〜R23は、各々独立に、好ましくは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基又は炭素数6〜24のアリール基を表し、より好ましくは、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、素数6〜18のアリール基であり、特に好ましくは炭素数6〜15のアリール基である。これらの基は各々置換基を有していてもよい。 R 21 to R 23 are preferably each independently an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 24 carbon atoms. And more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, and particularly preferably an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. Each of these groups may have a substituent.

24は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はアリール基を表す。
アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基が有してもよい置換基の例としては、上記R21がアルキル基である場合の置換基の例として挙げたものと同じものが挙げられる。アリール基の置換基の例としては、上記R21がアリール基である場合の置換基の例として挙げたものと同じものが挙げられる。
R 24 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group.
Examples of the substituent that the alkyl group, cycloalkyl group, and alkenyl group may have are the same as those described as examples of the substituent when R 21 is an alkyl group. Examples of the substituent for the aryl group, the R 21 may be the same as those mentioned as examples of the substituent when it is an aryl group.

24は、好ましくは、水素原子、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数3〜30のシクロアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数6〜24のアリール基であり、より好ましくは、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜18のシクロアルキル基、炭素数6〜18のアリール基であり、特に好ましくは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数6〜15のアリール基である。これらの基は、各々置換基を有していてもよい。 R 24 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 24 carbon atoms, and more Preferably, they are a C1-C18 alkyl group, a C3-C18 cycloalkyl group, and a C6-C18 aryl group, Most preferably, a C1-C12 alkyl group, C3-C3 A cycloalkyl group having 12 carbon atoms and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. Each of these groups may have a substituent.

Zはイオウ原子又はヨウ素原子を表す。pはZがイオウ原子である場合は1であり、Zがヨウ素原子である場合は0である。
尚、式(C)のカチオン部の2つ以上が、単結合又は連結基(例えば、−S−、−O−など)により結合し、式(C)のカチオン部を複数有するカチオン構造を形成してもよい。
Z represents a sulfur atom or an iodine atom. p is 1 when Z is a sulfur atom, and 0 when Z is an iodine atom.
Two or more of the cation moieties of formula (C) are bonded by a single bond or a linking group (for example, -S-, -O-, etc.) to form a cation structure having a plurality of cation moieties of formula (C). May be.

以下に、活性光線又は放射線の照射によりカルボン酸を発生する化合物(C)の好ましい具体例を挙げるが、もちろんこれらに限定されるものではない。   The preferred specific examples of the compound (C) that generates a carboxylic acid upon irradiation with actinic rays or radiation are shown below, but of course not limited thereto.

Figure 2006251551
Figure 2006251551

Figure 2006251551
Figure 2006251551

Figure 2006251551
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化合物(C)の、本発明のポジ型レジスト組成物中の含有量は、組成物の全固形分を基準として、0.01〜10質量%が好ましく、より好ましくは0.03〜5質量%、特に好ましくは0.05〜3質量%である。またこれらの活性光線又は放射線の照射によりカルボン酸を発生する化合物は1種類を用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
化合物(C)/化合物(B)(質量比)は、通常99.9/0.1〜50/50、好ましくは99/1〜60/40、特に好ましくは98/2〜70/30である。
化合物(C)は、特開2002−27806号に記載の合成方法など公知の方法により合成することができる。
The content of the compound (C) in the positive resist composition of the present invention is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.03 to 5% by mass, based on the total solid content of the composition. Particularly preferably, the content is 0.05 to 3% by mass. In addition, these compounds that generate a carboxylic acid upon irradiation with actinic rays or radiation may be used alone or in combination of two or more.
The compound (C) / compound (B) (mass ratio) is usually 99.9 / 0.1 to 50/50, preferably 99/1 to 60/40, particularly preferably 98/2 to 70/30. .
Compound (C) can be synthesized by a known method such as a synthesis method described in JP-A-2002-27806.

〔4〕有機塩基性化合物
本発明においては、有機塩基性化合物を用いることが、解像力などの性能向上、保存安定性の向上などの観点から好ましい。有機塩基性化合物としては、窒素原子を含む化合物(含窒素塩基性化合物)がさらに好ましい。
本発明において好ましい有機塩基性化合物は、フェノールよりも塩基性の強い化合物である。
好ましい化学的環境として、下記式(A)〜(E)の構造を挙げることができる。式(B)〜(E)は、環構造の一部であってもよい。
[4] Organic Basic Compound In the present invention, it is preferable to use an organic basic compound from the viewpoint of improving performance such as resolution and improving storage stability. As the organic basic compound, a compound containing a nitrogen atom (nitrogen-containing basic compound) is more preferable.
A preferable organic basic compound in the present invention is a compound having a stronger basicity than phenol.
As a preferable chemical environment, structures of the following formulas (A) to (E) can be exemplified. Formulas (B) to (E) may be part of a ring structure.

Figure 2006251551
Figure 2006251551

式(A)において、R200 、R201 及びR202は、同一でも異なってもよく、水素原子、炭素数1〜20個のアルキル基もしくはシクロアルキル基、又は炭素数6〜20個のアリール基を表し、ここで、R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。
200 、R201 及びR202としてのアルキル基、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。置換基を有するアルキル基及びシクロアルキル基としては、炭素数1〜20個のアミノアルキル基及びアミノシクロアルキル基、及び炭素数1〜20個のヒドロキシアルキル基が好ましい。
式(E)において、R203 、R204 、R205 及びR206 は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜6個のアルキル基及びシクロアルキル基を表す。
更に好ましい化合物は、一分子中に異なる化学的環境の窒素原子を2個以上有する含窒素塩基性化合物であり、特に好ましくは、置換もしくは未置換のアミノ基と窒素原子を含む環構造の両方を含む化合物もしくはアルキルアミノ基を有する化合物である。
In the formula (A), R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different, and are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a cycloalkyl group, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. Here, R 201 and R 202 may combine with each other to form a ring.
The alkyl group, cycloalkyl group and aryl group as R 200 , R 201 and R 202 may have a substituent. As the alkyl group and cycloalkyl group having a substituent, an aminoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms and an aminocycloalkyl group, and a hydroxyalkyl group having 1 to 20 carbon atoms are preferable.
In the formula (E), R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a cycloalkyl group.
Further preferred compounds are nitrogen-containing basic compounds having two or more nitrogen atoms of different chemical environments in one molecule, and particularly preferably both a substituted or unsubstituted amino group and a ring structure containing a nitrogen atom. Or a compound having an alkylamino group.

好ましい具体例としては、グアニジン、アミノピリジン、アミノアルキルピリジン、アミノピロリジン、インダゾール、イミダゾール、ピラゾール、ピラジン、ピリミジン、プリン、イミダゾリン、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルフォリン、アミノアルキルモルフォリン等が挙げられる。これらが有してもよい好ましい置換基としては、アミノ基、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(置換アルキル基として、特にアミノアルキル基)、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、シアノ基等が挙げられる。   Preferred examples include guanidine, aminopyridine, aminoalkylpyridine, aminopyrrolidine, indazole, imidazole, pyrazole, pyrazine, pyrimidine, purine, imidazoline, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine and the like. Preferred substituents that these may have include amino groups, alkylamino groups, aminoaryl groups, arylamino groups, alkyl groups (substituent alkyl groups, particularly aminoalkyl groups), alkoxy groups, acyl groups, and acyloxy groups. , Aryl group, aryloxy group, nitro group, hydroxyl group, cyano group and the like.

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

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

また、テトラアルキルアンモニウム塩型の含窒素塩基性化合物も用いることができる。これらの中では、特に炭素数1〜8のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド(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、テトラ-(n-ブチル)アンモニウムヒドロキシド等)が好ましい。これらの含窒素塩基性化合物は、単独であるいは2種以上一緒に用いられる。   A tetraalkylammonium salt type nitrogen-containing basic compound can also be used. Of these, tetraalkylammonium hydroxide having 1 to 8 carbon atoms (tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetra- (n-butyl) ammonium hydroxide, etc.) is particularly preferable. These nitrogen-containing basic compounds are used alone or in combination of two or more.

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

〔5〕界面活性剤類
本発明においては、界面活性剤類を用いることができ、製膜性、パターンの密着性、現像欠陥低減等の観点から好ましい。
[5] Surfactants In the present invention, surfactants can be used, which are preferable from the viewpoints of film-forming properties, pattern adhesion, development defect reduction, and the like.

界面活性剤の具体的としては、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、   Specific examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene Polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as nonylphenol ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate Sorbitan fatty acid esters such as rate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene Sorbitan mono palmitate - door,

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、エフトップEF301,EF303,EF352(新秋田化成(株)製)、メガファックF171,F173(大日本インキ
化学工業(株)製)、フロラ−ドFC430,FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710,サーフロンS−382,SC101,SC102,SC103,SC104,SC105,SC106(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、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)やアクリル酸系もしくはメタクリル酸系(共)重合ポリフローNo.75,No.95(共栄社油脂化学工業(株)製)等を挙げることができる。これらの界面活性剤の配合量は、本発明の組成物中の固形分100質量部当たり、通常、2質量部以下、好ましくは1質量部以下である。
これらの界面活性剤は単独で添加してもよいし、また、いくつかの組み合わせで添加することもできる。
Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, F-top EF301, EF303, EF352 (Shin-Akita Kasei) (Made by Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), Florad FC430, FC431 (Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC101, SC102 , SC103, SC104, SC105, SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Troysol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.) and the like, or silicon-based surfactants, organosiloxane polymer KP341 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and acrylic or methacrylic acid-based (co) polymer Polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd.). The compounding amount of these surfactants is usually 2 parts by mass or less, preferably 1 part by mass or less per 100 parts by mass of the solid content in the composition of the present invention.
These surfactants may be added alone or in some combination.

尚、界面活性剤としては、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を含有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することが好ましい。
これらの界面活性剤として、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同 5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。
使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
The surfactant is any one of fluorine and / or silicon surfactants (fluorine surfactants and silicon surfactants, surfactants containing both fluorine atoms and silicon atoms), or It is preferable to contain 2 or more types.
As these surfactants, for example, JP-A-62-36663, JP-A-61-226746, JP-A-61-226745, JP-A-62-170950, JP-A-63-34540 No. 7, JP-A-7-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-5988, JP-A 2002-277862, US Pat. No. 5,405,720. , No. 5,360,692, No. 5,529,881, No. 5,296,330, No. 5,543,098, No. 5,576,143, No. 5,294,511, No. 5,824,451. The following commercially available surfactants can also be used as they are.
Examples of commercially available surfactants that can be used include F-top EF301, EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, 431 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173, F176, F189, R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (Troy Chemical Co., Ltd.), etc. Fluorine type surfactant or silicon type surfactant can be mentioned. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.

また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)もしくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することが出来る。
フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート及び/又は(ポリ(オキシアルキレン))メタクリレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布しているものでも、ブロック共重合していてもよい。また、ポリ(オキシアルキレン)基としては、ポリ(オキシエチレン)基、ポリ(オキシプロピレン)基、ポリ(オキシブチレン)基などが挙げられ、また、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体)やポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体)基など同じ鎖長内に異なる鎖長のアルキレンを有するようなユニットでもよい。さらに、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体は2元共重合体ばかりでなく、異なる2種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマーや、異なる2種以上の(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)などを同時に共重合した3元系以上の共重合体でもよい。
例えば、市販の界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(大日本インキ化学工業(株)製)を挙げることができる。さらに、C613基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オ
キシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C613基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C817基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C817基を
有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、などを挙げることができる。
In addition to the known surfactants described above, surfactants are derived from fluoroaliphatic compounds produced by the telomerization method (also referred to as the telomer method) or the oligomerization method (also referred to as the oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group can be used. The fluoroaliphatic compound can be synthesized by the method described in JP-A-2002-90991.
As the polymer having a fluoroaliphatic group, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate and / or (poly (oxyalkylene)) methacrylate is preferable and distributed irregularly. Or may be block copolymerized. Examples of the poly (oxyalkylene) group include a poly (oxyethylene) group, a poly (oxypropylene) group, a poly (oxybutylene) group, and the like, and a poly (oxyethylene, oxypropylene, and oxyethylene group). It may be 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. Furthermore, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate) is not only a binary copolymer but also a monomer having two or more different fluoroaliphatic groups, Further, it may be a ternary or higher copolymer obtained by simultaneously copolymerizing two or more different (poly (oxyalkylene)) acrylates (or methacrylates).
Examples of commercially available surfactants include Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, and F-472 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.). Further, a copolymer of an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxy) Copolymer) of (ethylene)) acrylate (or methacrylate) and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate), 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%である。   The amount of the surfactant used is preferably 0.0001 to 2% by mass, more preferably 0.001 to 1% by mass, based on the total amount of the positive resist composition (excluding the solvent).

〔6〕その他の成分
本発明のポジ型レジスト組成物には必要に応じて、さらに、染料、光塩基発生剤などを含有させることができる。
[6] Other components The positive resist composition of the present invention may further contain a dye, a photobase generator and the like, if necessary.

1.染料
本発明においては、染料を用いることができる。
好適な染料としては油性染料及び塩基性染料がある。具体的にはオイルイエロー#101、オイルイエロー#103、オイルピンク#312、オイルグリーンBG、オイルブルーBOS,オイルブルー#603、オイルブラックBY、オイルブラックBS、オイルブラックT−505(以上オリエント化学工業株式会社製)、クリスタルバイオレット(CI42555)、メチルバイオレット(CI42535)、ローダミンB(CI45170B)、マラカイトグリーン(CI42000)、メチレンブルー(CI52015)等を挙げることができる。
1. Dye A dye can be used in the present invention.
Suitable dyes include oily dyes and basic dyes. Specifically, oil yellow # 101, oil yellow # 103, oil pink # 312, oil green BG, oil blue BOS, oil blue # 603, oil black BY, oil black BS, oil black T-505 (oriental chemical industry) Co., Ltd.), crystal violet (CI42555), methyl violet (CI42535), rhodamine B (CI45170B), malachite green (CI42000), methylene blue (CI522015) and the like.

2.光塩基発生剤
本発明の組成物に添加できる光塩基発生剤としては、特開平4−151156号、同4−162040号、同5−197148号、同5−5995号、同6−194834号、同8−146608号、同10−83079号、欧州特許622682号に記載の化合物が挙げられ、具体的には、2−ニトロベンジルカルバメート、2,5−ジニトロベンジルシクロヘキシルカルバメート、N−シクロヘキシル−4−メチルフェニルスルホンアミド、1,1−ジメチル−2−フェニルエチル−N−イソプロピルカーバメート等が好適に用いることができる。これらの光塩基発生剤は、レジスト形状などの改善を目的とし添加される。
2. Photobase generator As photobase generators that can be added to the composition of the present invention, JP-A-4-151156, JP-A-4-162040, JP-A-5-197148, JP-A-5-5995, JP-A-6-194835, Examples thereof include compounds described in JP-A-8-146608, JP-A-10-83079 and European Patent No. 622682, specifically, 2-nitrobenzylcarbamate, 2,5-dinitrobenzylcyclohexylcarbamate, N-cyclohexyl-4- Methylphenylsulfonamide, 1,1-dimethyl-2-phenylethyl-N-isopropylcarbamate and the like can be suitably used. These photobase generators are added for the purpose of improving the resist shape and the like.

3.溶剤類
本発明のレジスト組成物は、上記各成分を溶解する溶剤に溶かして支持体上に塗布する。全レジスト成分の固形分濃度として、通常2〜30質量%とすることが好ましく、3〜25質量%がより好ましい。
ここで使用する溶媒としては、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等が好ましく、これらの溶媒を単独あるいは混合して使用する。
3. Solvents The resist composition of the present invention is dissolved in a solvent that dissolves each of the above components and coated on a support. The solid content concentration of all resist components is usually preferably 2 to 30% by mass, more preferably 3 to 25% by mass.
Solvents used here include ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate , Propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N, N-dimethyl Formamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran and the like are preferable. Or mixed to use.

本発明の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。この塗布膜の膜厚は、0.05〜4.0μmが好ましい。   The 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 0.05 to 4.0 μm.

本発明においては、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。更にレジスト下層に反射防止膜を塗布して用いることもできる。   In the present invention, a commercially available inorganic or organic antireflection film can be used if necessary. Furthermore, an antireflection film can be applied to the resist lower layer and used.

レジストの下層として用いられる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、アモルファス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のいずれも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 used as the lower layer of the resist, either an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, amorphous silicon, or an organic film type made of a light absorber and a polymer material may be used. it can. 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、シプレー社製のAR−2、AR−3、AR−5等の市販の有機反射防止膜を使用することもできる。   In addition, as the organic antireflection film, commercially available organic antireflection films such as DUV30 series, DUV-40 series manufactured by Brewer Science, AR-2, AR-3, AR-5 manufactured by Shipley, etc. may be used. it can.

精密集積回路素子の製造などにおいてレジスト膜上へのパターン形成工程は、基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆基板、ガラス基板、ITO基板、石英/酸化クロム被覆基板等)上に、本発明のポジ型レジスト組成物を塗布し、レジスト膜を形成し、次にKrFエキシマレーザー光、電子線、EUV光などの活性光線又は放射線を照射し、加熱、現像、リンス、乾燥することにより良好なレジストパターンを形成することができる。   In the manufacture of precision integrated circuit elements, the pattern forming process on the resist film is carried out on the substrate (eg, silicon / silicon dioxide coated substrate, glass substrate, ITO substrate, quartz / chromium oxide coated substrate, etc.). A resist pattern is formed by applying a resist composition, forming a resist film, and then irradiating actinic rays or radiation such as KrF excimer laser light, electron beam, EUV light, etc., heating, developing, rinsing and drying. Can be formed.

現像において使用するアルカリ現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノーアミン等のアルコ−ルアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン類、等のアルカリ類の水溶液(通常0.1〜20質量%)を使用することができる。更に、上記アルカリ類の水溶液にイソプロピルアルコール等のアルコール類、ノニオン系等の界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
これらの現像液の中で好ましくは第四アンモニウム塩、更に好ましくは、テトラメチルアンモニウムヒドロオキシド、コリンである。
アルカリ現像液のpHは通常10〜15である。
Examples of the alkaline developer used in development include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, and primary amines such as ethylamine and n-propylamine. Secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, An aqueous solution (usually 0.1 to 20% by mass) of an alkali such as a quaternary ammonium salt such as choline or a cyclic amine such as pyrrole or piperidine can be used. Furthermore, an appropriate amount of an alcohol such as isopropyl alcohol or a nonionic surfactant may be added to the alkaline aqueous solution.
Among these developers, quaternary ammonium salts are preferable, and tetramethylammonium hydroxide and choline are more preferable.
The pH of the alkali developer is usually 10-15.

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

合成例1(樹脂例(A−10)の合成)
p−ヒドロキシスチレン、2−エチル−2−アダマンチルメタクリレートを65/35の割合(モル比率)で仕込み、テトラヒドロフランに溶解し、固形分濃度20質量%の溶
液100mLを調製した。この溶液に和光純薬工業(株)製重合開始剤V−65を2mol%加え、これを窒素雰囲気下、4時間かけて60℃に加熱したテトラヒドロフラン10mLに滴下した。滴下終了後、反応液を4時間加熱、再度V−65を1mol%添加し、4時間攪拌した。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、ヘキサン3Lに晶析、析出した白色粉体をろ過により集めた。
13NMRから求めたポリマーの組成比は64/36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9500、分子量1000未満のオリゴマー成分の含有量は6%、また分子量15000以上の高分子量成分の含有量は12%であった。またHPLC−NMRにて測定した繰り返し単位(A2)のモル含有率は10%以下である組成分の割合は16重量%であった。(これを「未精製樹脂A−10'」と称する)
このポリマーをアセトン100mlに溶解させた後、蒸留水を添加しポリマーを沈殿させた。沈殿物を蒸留水で洗浄したのち、減圧下乾燥させた。ポリマーを酢酸エチル100mlに溶解させた後、ヘキサンを加え沈殿したポリマーを減圧乾燥にて粉体とした。この粉体について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11000、分子量1000未満のオリゴマー成分の含有量は4%、分子量15000以上の高分子量成分の含有量は8%であった。またHPLC−NMRにて測定した繰り返し単位(A2)のモル含有率は10%以下である組成分の割合は13重量%であった。
上記合成例1と同様の方法で表1に示す、先に構造を例示した樹脂を合成した。
Synthesis Example 1 (Synthesis of Resin Example (A-10))
p-Hydroxystyrene and 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate were charged at a ratio (molar ratio) of 65/35 and dissolved in tetrahydrofuran to prepare 100 mL of a solution having a solid concentration of 20% by mass. To this solution was added 2 mol% of a polymerization initiator V-65 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., and this was added dropwise to 10 mL of tetrahydrofuran heated to 60 ° C. over 4 hours in a nitrogen atmosphere. After completion of dropping, the reaction solution was heated for 4 hours, 1 mol% of V-65 was added again, and the mixture was stirred for 4 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, crystallized in 3 L of hexane, and the precipitated white powder was collected by filtration.
The composition ratio of the polymer determined from C 13 NMR was 64/36. The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 9500, the content of oligomer components having a molecular weight of less than 1000 was 6%, and the content of high molecular weight components having a molecular weight of 15000 or more was 12%. Moreover, the ratio of the composition component whose molar content of the repeating unit (A2) measured by HPLC-NMR is 10% or less was 16% by weight. (This is referred to as “unpurified resin A-10 ′”)
This polymer was dissolved in 100 ml of acetone, and distilled water was added to precipitate the polymer. The precipitate was washed with distilled water and then dried under reduced pressure. After dissolving the polymer in 100 ml of ethyl acetate, hexane was added and the precipitated polymer was powdered by drying under reduced pressure. The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement for this powder was 11,000, the content of oligomer components having a molecular weight of less than 1000 was 4%, and the content of high molecular weight components having a molecular weight of 15000 or more was 8%. Moreover, the molar content of the repeating unit (A2) measured by HPLC-NMR was 10% or less, and the proportion of the composition was 13% by weight.
Resins exemplified in the structure shown in Table 1 were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 above.

Figure 2006251551
Figure 2006251551

本発明の実施例で用いたスルホン酸発生剤及びカルボン酸発生剤については、特開2002−27806号に記載の合成方法などいずれも公知の合成方法により合成した。   The sulfonic acid generator and carboxylic acid generator used in the examples of the present invention were synthesized by a known synthesis method such as the synthesis method described in JP-A-2002-27806.

実施例1
(1) ポジ型レジストの調製および塗設
樹脂A−2 0.93g
スルホン酸発生剤B−2 0.065g
カルボン酸発生剤C−2 0.005g
をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート8.8gに溶解させ、さらに有機塩基性化合物としてD−1(下記参照)0.003g、及び界面活性剤としてメガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製、以下W−1と略す)0.001gを添加、溶解させ、得られた溶液を0.1μm口径のメンブレンフィルターで精密ろ過して、レジスト溶液を得た。
このレジスト溶液を6インチシリコンウェハー上に東京エレクトロン製スピンコーターMark8を用いて塗布し、110℃、90秒ベークして膜厚0.25μmの均一膜を得
た。
Example 1
(1) Preparation and coating of positive resist Resin A-2 0.93g
Sulfonic acid generator B-2 0.065g
Carboxylic acid generator C-2 0.005g
Is dissolved in 8.8 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 0.001 g of D-1 (see below) as an organic basic compound, and Megafac F176 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) as a surfactant. 0.001 g) (abbreviated as W-1) was added and dissolved, and the resulting solution was microfiltered with a 0.1 μm aperture membrane filter to obtain a resist solution.
This resist solution was applied onto a 6-inch silicon wafer using a spin coater Mark8 manufactured by Tokyo Electron, and baked at 110 ° C. for 90 seconds to obtain a uniform film having a thickness of 0.25 μm.

(2) ポジ型レジストパターンの作成
このレジスト膜に、電子線描画装置((株)日立製作所性HL750、加速電圧50KeV)を用いて電子線照射を行った。照射後に110℃、90秒ベークし、2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて60秒間浸漬した後、30秒間、水でリンスして乾燥した。得られたパターンを下記の方法で評価した。
(2) Creation of positive resist pattern This resist film was irradiated with an electron beam using an electron beam drawing apparatus (Hitachi Ltd. HL750, acceleration voltage 50 KeV). After irradiation, it was baked at 110 ° C. for 90 seconds, immersed in an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution for 60 seconds, rinsed with water for 30 seconds and dried. The obtained pattern was evaluated by the following method.

(2-1) 感度
得られたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S-4300)を用いて観察した。0.15μmライン(ライン:スペース=1:1)を解像する時の最小照射エネルギーを感度とした。
(2-2) 解像力
上記の感度を示す照射量における限界解像力(ラインとスペースが分離解像)を解像力とした。
(2-3) パターン形状
上記の感度を示す照射量における0.15μmラインパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S-4300)を用いて観察し、矩形、ややテーパー、テーパーの3段階評価を行った。
(2-4) 疎密依存性
上記の感度を示す照射量における0.15μmラインパターンにおける、密パターン(ライン:スペース=1:1)の線幅と、孤立パターンの線幅を測定し、その差を疎密依存性とした。
(2-1) Sensitivity The cross-sectional shape of the obtained pattern was observed using a scanning electron microscope (S-4300, manufactured by Hitachi, Ltd.). Sensitivity was defined as the minimum irradiation energy when resolving a 0.15 μm line (line: space = 1: 1).
(2-2) Resolving power The resolving power was defined as the limiting resolving power (the line and space were separated and resolved) at the irradiation dose showing the above sensitivity.
(2-3) Pattern shape The cross-sectional shape of the 0.15 μm line pattern at the irradiation dose showing the above sensitivity was observed using a scanning electron microscope (S-4300, manufactured by Hitachi, Ltd.), rectangular, slightly tapered, tapered. A three-stage evaluation was performed.
(2-4) Density dependency Measure the line width of the dense pattern (line: space = 1: 1) and the line width of the isolated pattern in the 0.15 μm line pattern at the irradiation dose showing the above sensitivity, and calculate the difference. Dependent on sparse and dense.

実施例1の結果は、感度は6.0μC/cm2、解像力は0.09μm、パターン形状は矩形、疎密依存性は12nmであり、非常に良好であった。 As a result of Example 1, the sensitivity was 6.0 μC / cm 2 , the resolving power was 0.09 μm, the pattern shape was rectangular, and the density dependency was 12 nm, which was very good.

実施例2〜13
表2に示した化合物を用いて、実施例1と全く同様にしてレジスト調製・塗設、電子線露光評価を行った。評価結果を表2に示した。
Examples 2-13
Using the compounds shown in Table 2, resist preparation / coating and electron beam exposure evaluation were carried out in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 2.

比較例1
酸分解性樹脂として、合成例1に記載の未精製樹脂(A−10’)を用いた以外は実施例1と同様にして、表2に示すレジスト調製・塗設を行い、電子線露光評価を行った。評価結果は表2に併せて示した。
Comparative Example 1
Resist preparation / coating shown in Table 2 was carried out in the same manner as in Example 1 except that the unpurified resin (A-10 ′) described in Synthesis Example 1 was used as the acid-decomposable resin, and electron beam exposure evaluation Went. The evaluation results are also shown in Table 2.

表2に於ける略号を以下に示す。
〔有機塩基性化合物〕
D−1: トリ−n−ヘキシルアミン
D−2: 2,4,6−トリフェニルイミダゾール
D−3: テトラ−(n−ブチル)アンモニウムヒドロキシド
Abbreviations in Table 2 are shown below.
[Organic basic compounds]
D-1: tri-n-hexylamine D-2: 2,4,6-triphenylimidazole D-3: tetra- (n-butyl) ammonium hydroxide

〔その他成分(界面活性剤)〕
W−1:フッ素系界面活性剤、メガファックF-176(大日本インキ科学工業製)
W−2:フッ素/シリコン系界面活性剤、メガファックR08(大日本インキ化学工業製)
W−3:シリコン系界面活性剤、シロキサンポリマーKP341(信越化学工業製)
[Other components (surfactant)]
W-1: Fluorosurfactant, MegaFuck F-176 (Dainippon Ink Science Co., Ltd.)
W-2: Fluorine / silicone surfactant, MegaFac R08 (Dainippon Ink and Chemicals)
W-3: Silicone surfactant, siloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)

Figure 2006251551
Figure 2006251551

表2から、本発明のポジ型レジスト組成物は、電子線の照射によるパターン形成に関して、比較例に比べて、高感度、高解像力であり、パターン形状、疎密依存性も優れていることがわかる。   From Table 2, it can be seen that the positive resist composition of the present invention is higher in sensitivity and resolution than the comparative example with respect to pattern formation by electron beam irradiation, and is excellent in pattern shape and density dependency. .

実施例14
実施例1と同様に、表3に示すレジスト調製、塗設を行い、レジスト膜を得た。但し、膜厚は0.40μmとした。
Example 14
In the same manner as in Example 1, the resists shown in Table 3 were prepared and coated to obtain a resist film. However, the film thickness was 0.40 μm.

(3) ポジ型パターンの形成
得られたレジスト膜に、KrFエキシマレーザーステッパー(キャノン(株)製FPA3000EX-5、波長248nm)を用いて、パターン露光した。露光後の処理は実施例1と同様に行った。パターンの評価は以下のように行った。
(3-1) 感度
得られたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S-4300)を用いて観察した。0.18μmライン(ライン:スペース=1:1)を解像する時の最小照射エネルギーを感度とした。
(3-2) 解像力
上記の感度を示す照射量における限界解像力(ラインとスペースが分離解像)を解像力とした。
(3-3) パターン形状
上記の感度を示す照射量における0.18μmラインパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S-4300)を用いて観察し、矩形、ややテーパー、テーパーの3段階評価を行った。
(3-4) 疎密依存性
上記の感度を示す照射量における0.18μmラインパターンにおける、密パターン(ライン:スペース=1:1)の線幅と、孤立パターンの線幅を測定し、その差を疎密依存性とした。
(3) Formation of positive pattern The obtained resist film was subjected to pattern exposure using a KrF excimer laser stepper (FPA3000EX-5 manufactured by Canon Inc., wavelength 248 nm). The post-exposure processing was performed in the same manner as in Example 1. The pattern was evaluated as follows.
(3-1) Sensitivity The cross-sectional shape of the obtained pattern was observed using a scanning electron microscope (S-4300, manufactured by Hitachi, Ltd.). Sensitivity was defined as the minimum irradiation energy when resolving a 0.18 μm line (line: space = 1: 1).
(3-2) Resolving power The resolving power was defined as the limiting resolving power (line and space were separated and resolving) at the irradiation dose showing the above sensitivity.
(3-3) Pattern shape The cross-sectional shape of the 0.18μm line pattern at the irradiation dose showing the above sensitivity was observed using a scanning electron microscope (S-4300, manufactured by Hitachi, Ltd.), rectangular, slightly tapered, tapered. A three-stage evaluation was performed.
(3-4) Dense / Dense Dependence Measure the line width of the dense pattern (line: space = 1: 1) and the line width of the isolated pattern in the 0.18μm line pattern at the irradiation dose showing the above sensitivity, and calculate the difference between them. Dependent on sparse and dense.

実施例14の結果は、感度は32mJ/cm2、解像力は0.15μm、パターン形状は矩形、疎密依存性は8nmであり、非常に良好であった。 The results of Example 14 were very good because the sensitivity was 32 mJ / cm 2 , the resolving power was 0.15 μm, the pattern shape was rectangular, and the density dependence was 8 nm.

実施例15〜20
表3に示した化合物を用いて、実施例14と全く同様にしてレジスト調製・塗設、KrFエキシマレーザー露光評価を行った。評価結果を表3に示した。
Examples 15-20
Using the compounds shown in Table 3, resist preparation / coating and KrF excimer laser exposure evaluation were performed in exactly the same manner as in Example 14. The evaluation results are shown in Table 3.

比較例2
樹脂として、比較例1で使用した樹脂(A−10’)を用いた以外は実施例14と同様にして、表3に示すレジスト調製・塗設を行い、KrFエキシマレーザー露光評価を行った。評価結果は表3に併せて示した。
Comparative Example 2
Resist preparation / coating shown in Table 3 was carried out in the same manner as in Example 14 except that the resin (A-10 ′) used in Comparative Example 1 was used as the resin, and KrF excimer laser exposure evaluation was performed. The evaluation results are also shown in Table 3.

Figure 2006251551
Figure 2006251551

表3から、本発明のポジ型レジスト組成物は、KrFエキシマレーザー露光によるパターン形成に関して、比較例に比べて、高感度、高解像力であり、パターン形状、疎密依存性も優れていることがわかる。   From Table 3, it can be seen that the positive resist composition of the present invention is higher in sensitivity and resolution than the comparative example, and is excellent in pattern shape and density dependence, as compared with the comparative example, regarding pattern formation by KrF excimer laser exposure. .

実施例21〜23及び比較例3
下記表4に化合物を用いた他は、実施例1と同様の方法でポジ型レジスト組成物を調整し、レジスト膜を得た。但し、レジスト膜厚は0.13μmとした。得られたレジスト膜にEUV光(波長13nm)を用いて、露光量を0〜5.0mJの範囲で0.5mJづつ変えながら面露光を行い、さらに110℃、90秒ベークした。その後2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて、各露光量での溶解速度を測定し、感度曲線を得た。この感度曲線において、レジストの溶解速度が飽和するときの露光量を感度とし、また感度曲線の直線部の勾配から溶解コントラスト(γ値)を算出した。γ値が大きいほど溶解コントラストに優れている。
結果を表4に示す。
Examples 21 to 23 and Comparative Example 3
A positive resist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the compounds shown in Table 4 were used, to obtain a resist film. However, the resist film thickness was 0.13 μm. The resulting resist film was subjected to surface exposure using EUV light (wavelength 13 nm) while changing the exposure amount by 0.5 mJ in the range of 0 to 5.0 mJ, and further baked at 110 ° C. for 90 seconds. Then, using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, the dissolution rate at each exposure dose was measured to obtain a sensitivity curve. In this sensitivity curve, the exposure amount when the dissolution rate of the resist is saturated was taken as sensitivity, and the dissolution contrast (γ value) was calculated from the gradient of the linear portion of the sensitivity curve. The larger the γ value, the better the dissolution contrast.
The results are shown in Table 4.

Figure 2006251551
Figure 2006251551

表4から、本発明のポジ型レジスト組成物は、EUV光の照射による特性評価において、比較例の組成物に比べて、高感度で高コントラストであり、優れていることがわかる。   From Table 4, it can be seen that the positive resist composition of the present invention is superior in sensitivity and high contrast as compared with the composition of the comparative example in the property evaluation by irradiation with EUV light.

Claims (7)

(A)下記一般式(A1)で表される繰り返し単位及び/又は一般式(A2)で表される繰り返し単位、並びに一般式(A3)で表される繰り返し単位を有する酸の作用によりアルカリ現像液への溶解性が増大する樹脂、及び、
(B)活性光線又は放射線の照射によりスルホン酸、ビス(アルキルスルホニル)アミド又はトリス(アルキルスルホニル)メチンを発生する化合物を含有するポジ型レジスト組成物であって、
(A)の樹脂が、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー分析において、分子量1000未満のオリゴマー成分の面積%が5%以下、かつ、分子量15000以上の高分子量成分の面積%が10%以下であることを特徴とするポジ型レジスト組成物。
Figure 2006251551
一般式(A1)及び(A2)中、
は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、シアノ基、クロロ原子、ヒドロキシメチル基、又はアルコキシメチル基を示す。
Zは、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アシル基、アルコキシ基又はアシロキシ基を表す。
1は、酸分解性を有さない、アルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルキルスルホニル基、又はアリールスルホニル基を表す。
m及びnは、各々独立に、0〜4を表す。
一般式(A3)中、
は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、シアノ基、クロロ原子、ヒドロキシメチル基、又はアルコキシメチル基を示す。
Lは、単結合又は2価の連結基を表す。
Xは、酸の作用により分解する基を表す。
(A) Alkali development by the action of an acid having a repeating unit represented by the following general formula (A1) and / or a repeating unit represented by the general formula (A2) and a repeating unit represented by the general formula (A3) A resin whose solubility in the liquid increases, and
(B) A positive resist composition containing a compound that generates sulfonic acid, bis (alkylsulfonyl) amide or tris (alkylsulfonyl) methine upon irradiation with actinic rays or radiation,
The resin (A) is characterized in that, in gel permeation chromatography analysis, the area percentage of oligomer components having a molecular weight of less than 1000 is 5% or less, and the area percentage of high molecular weight components having a molecular weight of 15000 or more is 10% or less. A positive resist composition.
Figure 2006251551
In general formulas (A1) and (A2),
R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, a cyano group, a chloro atom, a hydroxymethyl group, or an alkoxymethyl group.
Z represents a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an acyl group, an alkoxy group or an acyloxy group.
A 1 represents an alkyl group, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, an alkylsulfonyl group, or an arylsulfonyl group that does not have acid decomposability.
m and n each independently represent 0-4.
In general formula (A3),
R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, a cyano group, a chloro atom, a hydroxymethyl group, or an alkoxymethyl group.
L represents a single bond or a divalent linking group.
X represents a group that is decomposed by the action of an acid.
(A)成分の樹脂において、重量平均分子量が、3000〜15000であることを特
徴とする請求項1に記載のポジ型レジスト組成物。
2. The positive resist composition according to claim 1, wherein the resin as the component (A) has a weight average molecular weight of 3000 to 15000. 3.
一般式(A1)におけるZ、および/または、一般式(A3)におけるXが、脂環式基又は芳香族基を有する基であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子線、X線又はEUV用ポジ型レジスト組成物。   The electron beam according to claim 1 or 2, wherein Z in the general formula (A1) and / or X in the general formula (A3) is an alicyclic group or a group having an aromatic group, A positive resist composition for X-ray or EUV. (B)活性光線又は放射線の照射によりスルホン酸を発生する化合物として、アリールスルホン酸を発生する化合物を含有し、且つ活性光線又は放射線の照射により有機カルボン酸を発生する化合物を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   (B) A compound that generates an arylsulfonic acid as a compound that generates sulfonic acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and a compound that generates an organic carboxylic acid upon irradiation with active rays or radiation. The positive resist composition according to claim 1. (B)活性光線又は放射線の照射によりスルホン酸を発生する化合物として、アリールスルホン酸を発生する化合物と、アルキルスルホン酸を発生する化合物を共に含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   (B) As a compound which generate | occur | produces a sulfonic acid by irradiation of actinic light or a radiation, the compound which generate | occur | produces an aryl sulfonic acid and the compound which generate | occur | produces an alkyl sulfonic acid are contained together. A positive resist composition as described above. 請求項1〜5のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物を基板上に塗布した後、露光、加熱、現像する工程を含有することを特徴とするパターン形成方法。   A pattern forming method comprising the steps of: exposing, heating, and developing after applying the positive resist composition according to claim 1 onto a substrate. X線、電子線又はEUV光で露光することを特徴とする請求項6に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 6, wherein exposure is performed with an X-ray, an electron beam, or EUV light.
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