JP2006349800A - Positive resist composition and method for forming resist pattern - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive resist composition for forming a resist pattern with excellent resolution, and to provide a method for forming a resist pattern. <P>SOLUTION: The positive resist composition contains a resin component (A) the alkali solubility of which is increased by an effect of an acid and an acid generator component (B) which generates an acid by exposure, wherein the resin component (A) is a mixture of a copolymer (A1) having a structural unit (a1) derived from an acrylic acid ester having a cyclic acid-dissociative solubility-inhibiting group and a copolymer (A1') having a structural unit (a1') derived from an acrylic acid ester having a branched chain acid-dissociative solubility-inhibiting group. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a positive resist composition and a resist pattern forming method.

リソグラフィー技術においては、例えば基板の上にレジスト材料からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、所定のパターンが形成されたマスクを介して、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程が行われる。露光した部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト材料をポジ型、露光した部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト材料をネガ型という。
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。
微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化が行われている。具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されている。また、これらエキシマレーザーより短波長のFエキシマレーザー、電子線、EUV(極紫外線)やX線などについても検討が行われている。
In lithography technology, for example, a resist film made of a resist material is formed on a substrate, and the resist film is selectively exposed to light such as light or an electron beam through a mask on which a predetermined pattern is formed. And a development process is performed to form a resist pattern having a predetermined shape on the resist film. A resist material in which the exposed portion changes to a property that dissolves in the developer is referred to as a positive type, and a resist material that changes to a property in which the exposed portion does not dissolve in the developer is referred to as a negative type.
In recent years, in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements, pattern miniaturization has been rapidly progressing due to advances in lithography technology.
As a technique for miniaturization, the wavelength of an exposure light source is generally shortened. Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used, but at present, mass production of semiconductor elements using a KrF excimer laser or an ArF excimer laser has started. In addition, studies have been made on F 2 excimer lasers, electron beams, EUV (extreme ultraviolet rays), X-rays, and the like having shorter wavelengths than these excimer lasers.

レジスト材料には、これらの露光光源に対する感度と、微細な寸法のパターンを再現できる解像力が求められる。このような要求を満たすレジスト材料として、酸の作用によりアルカリ可溶性が変化するベース樹脂と、露光により酸を発生する酸発生剤とを含有する化学増幅型のレジスト組成物が用いられている。たとえばポジ型の化学増幅型レジストは、ベース樹脂として、酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂と酸発生剤とを含有しており、レジストパターン形成時に、露光により酸発生剤から酸が発生すると、露光部がアルカリ可溶性となる。
現在、化学増幅型レジストのベース樹脂としては、たとえば露光光源としてArFエキシマレーザー(198nm)を用いる場合は、ArFエキシマレーザーに対する透明性が高い(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を有する樹脂(アクリル系樹脂)が一般的に用いられている。また、かかるアクリル系樹脂としては、たとえばポジ型の場合、ドライエッチング耐性等を考慮して、環状の酸解離性溶解抑制基を有する樹脂、たとえば(メタ)アクリル酸のカルボキシ基が2−アルキル−2−アダマンチル基等の第3級脂肪族多環式基で保護された(メタ)アクリル酸第3級エステル化合物から誘導される構成単位を有する樹脂が主に用いられている(たとえば特許文献1参照)。
特許第2881969号公報
Resist materials are required to have a sensitivity to these exposure light sources and a resolving power capable of reproducing a pattern with fine dimensions. As a resist material satisfying such requirements, a chemically amplified resist composition containing a base resin whose alkali solubility is changed by the action of an acid and an acid generator that generates an acid upon exposure is used. For example, a positive chemically amplified resist contains, as a base resin, a resin whose alkali solubility is increased by the action of an acid and an acid generator. When a resist pattern is formed, an acid is generated from the acid generator by exposure. The exposed part becomes alkali-soluble.
At present, as a base resin of a chemically amplified resist, for example, when an ArF excimer laser (198 nm) is used as an exposure light source, a resin having a structural unit derived from a (meth) acrylic ester having high transparency with respect to the ArF excimer laser (Acrylic resin) is generally used. As such an acrylic resin, for example, in the case of a positive type, a resin having a cyclic acid dissociable, dissolution inhibiting group in consideration of dry etching resistance, for example, a carboxy group of (meth) acrylic acid is 2-alkyl- Resins having a structural unit derived from a (meth) acrylic acid tertiary ester compound protected with a tertiary aliphatic polycyclic group such as a 2-adamantyl group are mainly used (for example, Patent Document 1). reference).
Japanese Patent No. 2881969

現在、レジスト材料には、上述したような半導体素子の微細化に対応するため、さらなる解像力の向上が求められている。
しかし、ベース樹脂として、上述したような環状の酸解離性溶解抑制基を有する樹脂を用いた従来のレジストでは、解像力の向上には限度があり、たとえばマスクパターンに忠実なレジストパターンを充分に再現できないなどの問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、解像力に優れたレジストパターンを形成できるポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法を提供することを目的とする。
Currently, in order to cope with the miniaturization of semiconductor elements as described above, further improvement in resolution is required for resist materials.
However, conventional resists that use a resin having a cyclic acid dissociable, dissolution inhibiting group as described above as a base resin have a limit in improving the resolution. For example, a resist pattern faithful to the mask pattern can be reproduced sufficiently. There are problems such as being unable to do so.
This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: It aims at providing the positive resist composition and resist pattern formation method which can form the resist pattern excellent in resolving power.

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、それぞれ、特定の構造の酸解離性溶解抑制基を有する2種の共重合体を併用することにより上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明の第一の態様は、酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含有するポジ型レジスト組成物であって、
前記樹脂成分(A)が、環状の酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1)を有する共重合体(A1)と、分岐鎖状の酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1’)を有する共重合体(A1’)との混合物であることを特徴とするポジ型レジスト組成物である。
また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様のポジ型レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法である。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by using two kinds of copolymers each having an acid dissociable, dissolution inhibiting group having a specific structure. Was completed.
That is, the first aspect of the present invention is a positive resist composition containing a resin component (A) whose alkali solubility is increased by the action of an acid and an acid generator component (B) which generates an acid upon exposure. There,
The resin component (A) is a copolymer (A1) having a structural unit (a1) derived from an acrylate ester containing a cyclic acid dissociable, dissolution inhibiting group, and a branched acid dissociable, dissolution inhibiting group. And a copolymer (A1 ′) having a structural unit (a1 ′) derived from an acrylate ester containing a positive resist composition.
The second aspect of the present invention includes a step of forming a resist film on a substrate using the positive resist composition of the first aspect, a step of exposing the resist film, and developing the resist film. A resist pattern forming method including a step of forming a resist pattern.

なお、本明細書および特許請求の範囲において、「構成単位」とは、樹脂成分(高分子化合物)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「露光」は放射線の照射全般を含む概念とする。
In the present specification and claims, the “structural unit” means a monomer unit (monomer unit) constituting a resin component (polymer compound).
“Exposure” is a concept that includes general irradiation of radiation.

本発明のポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法によれば、解像力に優れたレジストパターンを形成できる。   According to the positive resist composition and the resist pattern forming method of the present invention, a resist pattern having excellent resolution can be formed.

≪ポジ型レジスト組成物≫
本発明のポジ型レジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する樹脂成分(A)(以下、(A)成分という。)と、放射線の照射により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下、(B)成分という。)とを含有するものである。
本発明のポジ型レジスト組成物において、(A)成分は、露光前はアルカリ不溶性であり、露光により前記(B)成分から発生した酸が作用すると、酸解離性溶解抑制基が解離し、これによって(A)成分全体のアルカリ溶解性が増大し、アルカリ不溶性からアルカリ可溶性に変化する。そのため、レジストパターンの形成において、ポジ型レジスト組成物を用いて得られるレジスト膜に対して選択的露光を行うと、露光部はアルカリ可溶性へ転じる一方で、未露光部はアルカリ不溶性のまま変化しないので、アルカリ現像することができる。
≪Positive resist composition≫
The positive resist composition of the present invention comprises a resin component (A) whose alkali solubility is increased by the action of an acid (hereinafter referred to as “component (A)”) and an acid generator component (which generates an acid upon irradiation with radiation) ( B) (hereinafter referred to as component (B)).
In the positive resist composition of the present invention, the component (A) is alkali-insoluble before exposure, and when an acid generated from the component (B) acts upon exposure, the acid dissociable, dissolution inhibiting group dissociates. As a result, the alkali solubility of the entire component (A) is increased and the alkali-insoluble is changed to alkali-soluble. Therefore, when a resist film obtained by using a positive resist composition is selectively exposed in the formation of a resist pattern, the exposed portion turns alkali-soluble, while the unexposed portion remains alkali-insoluble. Therefore, alkali development can be performed.

<(A)成分>
本発明において、(A)成分は、環状の酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1)を有する共重合体(A1)と、分岐鎖状の酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1’)を有する共重合体(A1’)との混合物である。
<(A) component>
In the present invention, the component (A) includes a copolymer (A1) having a structural unit (a1) derived from an acrylate ester containing a cyclic acid dissociable dissolution inhibiting group, and a branched acid dissociable dissolution. It is a mixture with a copolymer (A1 ′) having a structural unit (a1 ′) derived from an acrylate ester containing an inhibitor group.

本明細書および特許請求の範囲において、「アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「アクリル酸エステル」は、α位の炭素原子に水素原子が結合しているアクリル酸エステルのほか、α位の炭素原子に置換基(水素原子以外の原子または基)が結合しているものも含む概念とする。置換基としては、ハロゲン原子、低級アルキル基、ハロゲン化低級アルキル基等が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
なお、アクリル酸エステルから誘導される構成単位のα位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、カルボニル基が結合している炭素原子のことである。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状および環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「低級アルキル基」は、炭素原子数1〜5のアルキル基である。
アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基としての低級アルキル基として、具体的には、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、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの低級の直鎖状または分岐状のアルキル基が挙げられる。
本発明において、アクリル酸エステルのα位に結合しているのは、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であることが好ましく、水素原子、フッ素原子、低級アルキル基またはフッ素化低級アルキル基であることがより好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基であることが最も好ましい。
In the present specification and claims, the “structural unit derived from an acrylate ester” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of an acrylate ester.
“Acrylic acid esters” include those in which a hydrogen atom is bonded to the carbon atom at the α-position, and those in which a substituent (atom or group other than a hydrogen atom) is bonded to the carbon atom in the α-position. Include concepts. Examples of the substituent include a halogen atom, a lower alkyl group, and a halogenated lower alkyl group. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
The α-position (α-position carbon atom) of a structural unit derived from an acrylate ester is a carbon atom to which a carbonyl group is bonded unless otherwise specified.
The “alkyl group” includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups unless otherwise specified.
The “lower alkyl group” is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
In the acrylate ester, as the lower alkyl group as a substituent at the α-position, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, Examples include lower linear or branched alkyl groups such as isopentyl group and neopentyl group.
In the present invention, the α-position of the acrylate ester is preferably a hydrogen atom, a halogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, and a hydrogen atom, a fluorine atom, a lower alkyl group or a fluorine atom. A lower alkyl group is more preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is most preferable in terms of industrial availability.

[共重合体(A1)]
・構成単位(a1)
構成単位(a1)における酸解離性溶解抑制基は、解離前は共重合体(A1)全体をアルカリ不溶とするアルカリ溶解抑制性を有するとともに、解離後はこの共重合体(A1)全体をアルカリ可溶性へ変化させるものである。
構成単位(a1)において、酸解離性溶解抑制基としては、環状であれば特に制限はなく、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂の酸解離性溶解抑制基として提案されているものを使用することができる。
ここで、「環状の酸解離性溶解抑制基」とは、その構造中に環式基を有する酸解離性溶解抑制基を意味する。
環状の酸解離性溶解抑制基としては、たとえば、(メタ)アクリル酸のカルボキシ基と環状の第3級アルキルエステルを形成する基、または環状のアルコキシアルキルエステルを形成する基などが挙げられる。なお、「(メタ)アクリル酸エステル」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸エステルと、α位にメチル基が結合したメタクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。
[Copolymer (A1)]
・ Structural unit (a1)
The acid dissociable, dissolution inhibiting group in the structural unit (a1) has an alkali dissolution inhibiting property that makes the entire copolymer (A1) insoluble in alkali before dissociation, and the entire copolymer (A1) is alkalinized after dissociation. It changes to solubility.
In the structural unit (a1), the acid dissociable, dissolution inhibiting group is not particularly limited as long as it is cyclic. Can be used.
Here, the “cyclic acid dissociable, dissolution inhibiting group” means an acid dissociable, dissolution inhibiting group having a cyclic group in its structure.
Examples of the cyclic acid dissociable, dissolution inhibiting group include a group forming a cyclic tertiary alkyl ester with a carboxy group of (meth) acrylic acid, or a group forming a cyclic alkoxyalkyl ester. The “(meth) acrylic acid ester” means one or both of an acrylic acid ester having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylic acid ester having a methyl group bonded to the α-position.

ここで、「第3級アルキルエステル」とは、カルボキシ基の水素原子が、第3級炭素原子を有するアルキル基で置換されることにより形成されるエステルであり、そのカルボニルオキシ基(−C(O)−O−)の末端の酸素原子に、前記アルキル基の第3級炭素原子が結合している構造を示す。この第3級アルキルエステルにおいては、酸が作用すると、カルボニルオキシ基末端の酸素原子と第3級炭素原子との間で結合が切断される。
前記アルキル基は置換基を有していてもよい。
以下、カルボキシ基と第3級アルキルエステルを構成することにより、酸解離性となっている基を、便宜上、「第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基」という。
また、「アルコキシアルキルエステル」とは、カルボキシ基の水素原子がアルコキシアルキル基で置換されることによりエステルを形成しており、そのカルボニルオキシ基(−C(O)−O−)の末端の酸素原子に前記アルコキシアルキル基が結合している構造を示す。このアルコキシアルキルエステルにおいては、酸が作用すると、カルボニルオキシ基末端の酸素原子とアルコキシアルキル基との間で結合が切断される。
Here, the “tertiary alkyl ester” is an ester formed by replacing a hydrogen atom of a carboxy group with an alkyl group having a tertiary carbon atom, and the carbonyloxy group (—C ( A structure in which the tertiary carbon atom of the alkyl group is bonded to the oxygen atom at the terminal of O) -O-). In this tertiary alkyl ester, when an acid acts, the bond is broken between the oxygen atom at the terminal of the carbonyloxy group and the tertiary carbon atom.
The alkyl group may have a substituent.
Hereinafter, a group that is acid dissociable by constituting a carboxy group and a tertiary alkyl ester is referred to as a “tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group” for convenience.
In addition, the “alkoxyalkyl ester” is an ester formed by substituting a hydrogen atom of a carboxy group with an alkoxyalkyl group, and oxygen at the terminal of the carbonyloxy group (—C (O) —O—). A structure in which the alkoxyalkyl group is bonded to an atom is shown. In this alkoxyalkyl ester, when an acid acts, the bond is cut between the oxygen atom at the terminal of the carbonyloxy group and the alkoxyalkyl group.

構成単位(a1)としては、下記一般式(a1−0−1)で表される構成単位と、下記一般式(a1−0−2)で表される構成単位からなる群から選ばれる1種以上を用いる事が好ましい。   As the structural unit (a1), one type selected from the group consisting of structural units represented by general formula (a1-0-1) shown below and structural units represented by general formula (a1-0-2) shown below. It is preferable to use the above.

Figure 2006349800
(式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し;Xは環状の酸解離性溶解抑制基を示す。)
Figure 2006349800
(In the formula, R represents a hydrogen atom, a halogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; X 1 represents a cyclic acid dissociable, dissolution inhibiting group.)

Figure 2006349800
(式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し;Xは環状の酸解離性溶解抑制基を示し;Yはアルキレン基または脂肪族環式基を示す。)
Figure 2006349800
Wherein R represents a hydrogen atom, a halogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; X 2 represents a cyclic acid dissociable, dissolution inhibiting group; Y 2 represents an alkylene group or an aliphatic cyclic group. Show.)

一般式(a1−0−1)において、Rとしては、上記アクリル酸エステルのα位に結合しているものとして挙げたものと同様である。
は、環状の酸解離性溶解抑制基であれば特に限定することはなく、例えば環状のアルコキシアルキル基、環状の第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基などを挙げることができ、環状の第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基が好ましい。環状の第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基としては、脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基が挙げられる。
ここで、本特許請求の範囲及び明細書における「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。「脂肪族環式基」は、芳香性を持たない単環式基または多環式基であることを示す。
構成単位(a1)における「脂肪族環式基」は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5の低級アルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
「脂肪族環式基」の置換基を除いた基本の環の構造は、炭素および水素からなる基(炭化水素基)であることに限定はされないが、炭化水素基であることが好ましい。また、「炭化水素基」は飽和または不飽和のいずれでもよいが、通常は飽和であることが好ましい。好ましくは多環式基である。
このような脂肪族環式基の具体例としては、例えば、低級アルキル基、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
In general formula (a1-0-1), R is the same as that mentioned as being bonded to the α-position of the acrylate ester.
X 1 is not particularly limited as long as it is a cyclic acid dissociable, dissolution inhibiting group, and examples thereof include a cyclic alkoxyalkyl group, a cyclic tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group, and the like. A cyclic tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group is preferred. Examples of the cyclic tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group include acid dissociable, dissolution inhibiting groups containing an aliphatic cyclic group.
Here, “aliphatic” in the claims and the specification is a relative concept with respect to aromatics, and is defined to mean a group, a compound, or the like that does not have aromaticity. The “aliphatic cyclic group” means a monocyclic group or polycyclic group having no aromaticity.
The “aliphatic cyclic group” in the structural unit (a1) may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, an oxygen atom (= O), and the like.
The basic ring structure excluding the substituent of the “aliphatic cyclic group” is not limited to a group consisting of carbon and hydrogen (hydrocarbon group), but is preferably a hydrocarbon group. The “hydrocarbon group” may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated. A polycyclic group is preferred.
Specific examples of such aliphatic cyclic groups include, for example, monocycloalkanes, bicycloalkanes, trialkyls which may or may not be substituted with a lower alkyl group, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. Examples include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as cycloalkane or tetracycloalkane. Specific examples include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.

脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基としては、例えば脂肪族環式基の環骨格上に第3級炭素原子を有する基を挙げることができ、具体的には2−メチル−2−アダマンチル基や、2−エチル−2−アダマンチル基等が挙げられる。あるいは、下記一般式で示す構成単位の様に、アダマンチル基の様な脂肪族環式基と、これに結合する、第3級炭素原子を有する分岐鎖状アルキレン基とを有する基が挙げられる。   Examples of the acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group include a group having a tertiary carbon atom on the ring skeleton of the aliphatic cyclic group. Specifically, 2-methyl- A 2-adamantyl group, a 2-ethyl-2-adamantyl group, and the like can be given. Alternatively, as a structural unit represented by the following general formula, a group having an aliphatic cyclic group such as an adamantyl group and a branched alkylene group having a tertiary carbon atom bonded thereto can be given.

Figure 2006349800
[式中、Rは上記と同じであり、R15、R16はアルキル基(直鎖、分岐鎖状のいずれでもよく、好ましくは炭素数1〜5である)を示す。]
Figure 2006349800
[Wherein, R is the same as described above, and R 15 and R 16 represent an alkyl group (which may be linear or branched, and preferably has 1 to 5 carbon atoms). ]

また、前記環状のアルコキシアルキル基としては、下記一般式で示される基が好ましい。   Further, the cyclic alkoxyalkyl group is preferably a group represented by the following general formula.

Figure 2006349800
(式中、R21、R22はそれぞれ独立してアルキル基または水素原子であり、R23は環状のアルキル基であるか、またはR21およびR23がアルキレン基であって、R21の末端の炭素原子とR23の末端の炭素原子とが結合して環を形成していてもよい。)
Figure 2006349800
(Wherein, R 21, R 22 are each independently an alkyl group or a hydrogen atom, or R 23 is a cyclic alkyl group, or a R 21 and R 23 is an alkylene group, terminal of R 21 And a carbon atom at the terminal of R 23 may be bonded to form a ring.)

21、R22において、アルキル基の炭素数は好ましくは1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよく、エチル基、メチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。特にR21、R22の一方が水素原子で、他方がメチル基であることが好ましい。
23の環状のアルキル基としては、炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。具体的にはフッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。中でもアダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。
また、上記式においては、R21及びR23がそれぞれ独立に炭素数1〜5のアルキレン基であってR23の末端とR21の末端とが結合していてもよい。
この場合、R21とR23と、R23が結合した酸素原子と、該酸素原子およびR21が結合した炭素原子とにより環式基が形成されている。該環式基としては、4〜7員環が好ましく、4〜6員環がより好ましい。該環式基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。
In R 21 and R 22 , the alkyl group preferably has 1 to 15 carbon atoms, may be linear or branched, and is preferably an ethyl group or a methyl group, and most preferably a methyl group. In particular, it is preferable that one of R 21 and R 22 is a hydrogen atom and the other is a methyl group.
The cyclic alkyl group for R 23 preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, one or more polycycloalkanes such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane, which may or may not be substituted with a fluorine atom or a fluorinated alkyl group, are included. Examples include a group excluding a hydrogen atom. Specific examples include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among them, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane is preferable.
In the above formula, R 21 and R 23 are each independently an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and the end of R 23 may be bonded to the end of R 21 .
In this case, a cyclic group is formed by R 21 , R 23 , the oxygen atom to which R 23 is bonded, and the carbon atom to which the oxygen atom and R 21 are bonded. The cyclic group is preferably a 4- to 7-membered ring, and more preferably a 4- to 6-membered ring. Specific examples of the cyclic group include a tetrahydropyranyl group and a tetrahydrofuranyl group.

一般式(a1−0−2)において、Rについては上記と同様である。Xについては、式(a1−0−1)中のXと同様である。
は炭素数1〜4のアルキレン基又は2価の脂肪族環式基である。該脂肪族環式基としては、水素原子が2個以上除かれた基が用いられる以外は、前記「脂肪族環式基」の説明と同様のものを用いることができる。
In general formula (a1-0-2), R is the same as defined above. X 2 is the same as X 1 in formula (a1-0-1).
Y 2 is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms or a divalent aliphatic cyclic group. As the aliphatic cyclic group, those similar to the description of the “aliphatic cyclic group” can be used except that a group in which two or more hydrogen atoms are removed is used.

構成単位(a1)として、より具体的には、下記一般式(a1−1)〜(a1−4)で表される構成単位が挙げられる。   More specifically, examples of the structural unit (a1) include structural units represented by the following general formulas (a1-1) to (a1-4).

Figure 2006349800
[上記式中、X’は環状の第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基を表し、Yは脂肪族環式基を表し;nは0または1〜3の整数を表し;mは0または1を表し;Rは前記と同じであり、R’、R’はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の低級アルキル基を表す。]
Figure 2006349800
[Wherein, X ′ represents a cyclic tertiary alkyl ester-type acid dissociable, dissolution inhibiting group, Y represents an aliphatic cyclic group; n represents 0 or an integer of 1 to 3; Or represents 1; R is as defined above, and R 1 ′ and R 2 ′ each independently represent a hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. ]

前記R’、R’は好ましくは少なくとも1つが水素原子であり、より好ましくは共に水素原子である。nは好ましくは0または1である。 In the R 1 ′ and R 2 ′, at least one is preferably a hydrogen atom, and more preferably both are hydrogen atoms. n is preferably 0 or 1.

X’は前記Xにおいて例示した環状の第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基と同様のものである。
Yの脂肪族環式基については、上述の「脂肪族環式基」の説明において例示したものと同様のものが挙げられる。
X ′ is the same as the cyclic tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group exemplified in X 1 above.
Examples of the aliphatic cyclic group for Y include the same groups as those exemplified above in the description of “aliphatic cyclic group”.

以下に、上記一般式(a1−1)〜(a1−4)で表される構成単位の具体例を示す。   Specific examples of the structural units represented by the general formulas (a1-1) to (a1-4) are shown below.

Figure 2006349800
Figure 2006349800

Figure 2006349800
Figure 2006349800

Figure 2006349800
Figure 2006349800

Figure 2006349800
Figure 2006349800

Figure 2006349800
Figure 2006349800

Figure 2006349800
Figure 2006349800

Figure 2006349800
Figure 2006349800

Figure 2006349800
Figure 2006349800

Figure 2006349800
Figure 2006349800

構成単位(a1)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。その中でも、一般式(a1−1)で表される構成単位が好ましく、具体的には(a1−1−1)〜(a1−1−6)または(a1−1−35)〜(a1−1−41)で表される構成単位から選ばれる少なくとも1種を用いることがより好ましい。
さらに、構成単位(a1)としては、特に式(a1−1−1)〜式(a1−1−4)の構成単位を包括する下記一般式(a1−1−01)で表されるものや、式(a1−1−36)、(a1−1−38)、(a1−1−39)及び(a1−1−41)の構成単位を包括する下記一般式(a1−1−02)も好ましい。
As the structural unit (a1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. Among these, the structural unit represented by General Formula (a1-1) is preferable, and specifically, (a1-1-1) to (a1-1-6) or (a1-1-35) to (a1- It is more preferable to use at least one selected from structural units represented by 1-41).
Furthermore, as the structural unit (a1), in particular, those represented by the following general formula (a1-1-01) including the structural units of the formulas (a1-1-1) to (a1-1-4) And the following general formula (a1-1-02) including the structural units of the formulas (a1-1-36), (a1-1-38), (a1-1-39) and (a1-1-41) preferable.

Figure 2006349800
(式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し、R11は低級アルキル基を示す。)
Figure 2006349800
(In the formula, R represents a hydrogen atom, a halogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, and R 11 represents a lower alkyl group.)

Figure 2006349800
(式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し、R12は低級アルキル基を示す。hは1〜3の整数を表す)
Figure 2006349800
(In the formula, R represents a hydrogen atom, a halogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, R 12 represents a lower alkyl group, and h represents an integer of 1 to 3).

一般式(a1−1−01)において、Rについては上記と同様である。
11の低級アルキル基はRにおける低級アルキル基と同様であり、メチル基又はエチル基が好ましい。
In general formula (a1-1-01), R is the same as defined above.
The lower alkyl group for R 11 is the same as the lower alkyl group for R, and is preferably a methyl group or an ethyl group.

一般式(a1−1−02)において、Rについては上記と同様である。
12の低級アルキル基はRにおける低級アルキル基と同様であり、メチル基又はエチル基が好ましく、エチル基が最も好ましい。
hは1又は2が好ましく、2が最も好ましい。
In general formula (a1-1-02), R is the same as defined above.
The lower alkyl group for R 12 is the same as the lower alkyl group for R, preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably an ethyl group.
h is preferably 1 or 2, and most preferably 2.

共重合体(A1)中、構成単位(a1)の割合は、共重合体(A1)を構成する全構成単位に対し、10〜80モル%が好ましく、20〜70モル%がより好ましく、25〜50モル%がさらに好ましく、30〜50モル%が最も好ましい。下限値以上とすることによって、レジスト組成物とした際にパターンを得ることができ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。   In the copolymer (A1), the proportion of the structural unit (a1) is preferably 10 to 80 mol%, more preferably 20 to 70 mol%, based on all the structural units constituting the copolymer (A1). -50 mol% is more preferable, and 30-50 mol% is most preferable. By setting it to the lower limit value or more, a pattern can be obtained when the resist composition is used, and by setting it to the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

・構成単位(a2)
共重合体(A1)は、前記構成単位(a1)の他に、ラクトン含有単環または多環式基を有するアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a2)を有することが好ましい。
構成単位(a2)のラクトン含有単環または多環式基は、共重合体(A1)をレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高めたり、現像液との親水性を高めたりするうえで有効なものである。
ここで、ラクトン含有単環または多環式基とは、−O−C(O)−構造を含むひとつの環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつの目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。
・ Structural unit (a2)
The copolymer (A1) preferably has a structural unit (a2) derived from an acrylate ester having a lactone-containing monocyclic or polycyclic group in addition to the structural unit (a1).
When the lactone-containing monocyclic or polycyclic group of the structural unit (a2) is used for forming a resist film, the copolymer (A1) can be used to increase the adhesion of the resist film to the substrate, It is effective in increasing hydrophilicity.
Here, the lactone-containing monocyclic or polycyclic group refers to a cyclic group containing one ring (lactone ring) containing an —O—C (O) — structure. The lactone ring is counted as the first ring, and when it is only the lactone ring, it is called a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of the structure.

構成単位(a2)としては、このようなラクトンの構造(−O−C(O)−)と環基とを共に持てば、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。
具体的には、ラクトン含有単環式基としては、γ−ブチロラクトンから水素原子1つを除いた基が挙げられる。また、ラクトン含有多環式基としては、ラクトン環を有するビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンから水素原子一つを除いた基が挙げられる。特に、以下のような構造式を有するラクトン含有トリシクロアルカンから水素原子を1つを除いた基が、工業上入手し易いなどの点で有利である。
As the structural unit (a2), any structural unit can be used without particular limitation as long as it has both such a lactone structure (—O—C (O) —) and a cyclic group.
Specifically, examples of the lactone-containing monocyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from γ-butyrolactone. Examples of the lactone-containing polycyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from a bicycloalkane, tricycloalkane, or tetracycloalkane having a lactone ring. In particular, a group obtained by removing one hydrogen atom from a lactone-containing tricycloalkane having the following structural formula is advantageous in that it is easily available industrially.

Figure 2006349800
Figure 2006349800

構成単位(a2)の例として、より具体的には、下記一般式(a2−1)〜(a2−5)で表される構成単位が挙げられる。   More specifically, examples of the structural unit (a2) include structural units represented by general formulas (a2-1) to (a2-5) shown below.

Figure 2006349800
[式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり、R’は水素原子、低級アルキル基、または炭素数1〜5のアルコキシ基であり、mは0または1の整数である。]
Figure 2006349800
[Wherein, R is a hydrogen atom, a halogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, R ′ is a hydrogen atom, a lower alkyl group, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and m is 0 or It is an integer of 1. ]

一般式(a2−1)〜(a2−5)において、Rについては上記と同様である。
R’の低級アルキル基としては、前記構成単位(a1)におけるRの低級アルキル基と同じである。
一般式(a2−1)〜(a2−5)中、R’は、工業上入手が容易であること等を考慮すると、水素原子が好ましい。
これらの中でも、一般式(a2−1)〜(a2−5)から選択される少なくとも1種以上を用いることが好ましく、一般式(a2−1)〜(a2−3)から選択される少なくとも1種以上を用いることが好ましい。
以下に、前記一般式(a2−1)〜(a2−5)の具体的な構成単位を例示する。
In general formulas (a2-1) to (a2-5), R is the same as described above.
The lower alkyl group for R ′ is the same as the lower alkyl group for R in the structural unit (a1).
In general formulas (a2-1) to (a2-5), R ′ is preferably a hydrogen atom in view of industrial availability.
Among these, it is preferable to use at least one selected from general formulas (a2-1) to (a2-5), and at least one selected from general formulas (a2-1) to (a2-3). It is preferable to use more than one species.
Below, the specific structural unit of the said general formula (a2-1)-(a2-5) is illustrated.

Figure 2006349800
Figure 2006349800

Figure 2006349800
Figure 2006349800

Figure 2006349800
Figure 2006349800

Figure 2006349800
Figure 2006349800

Figure 2006349800
Figure 2006349800

これらの中でも、化学式(a2−1−1)、(a2−1−2)、(a2−2−1)、(a2−2−2)、(a2−3−1)、(a2−3−2)、(a2−3−9)及び(a2−3−10)から選択される少なくとも1種以上を用いることが好ましい。   Among these, chemical formula (a2-1-1), (a2-1-2), (a2-2-1), (a2-2-2), (a2-3-1), (a2-3-) 2) It is preferable to use at least one selected from (a2-3-9) and (a2-3-10).

共重合体(A1)において、構成単位(a2)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
共重合体(A1)中の構成単位(a2)の割合は、共重合体(A1)を構成する全構成単位の合計に対して、5〜60モル%が好ましく、10〜50モル%がより好ましく、20〜50モル%がさらに好ましい。下限値以上とすることにより構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。
In the copolymer (A1), as the structural unit (a2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
5-60 mol% is preferable with respect to the sum total of all the structural units which comprise a copolymer (A1), and the ratio of the structural unit (a2) in a copolymer (A1) is 10-50 mol% more. Preferably, 20-50 mol% is more preferable. By making it the lower limit value or more, the effect of containing the structural unit (a2) can be sufficiently obtained, and by making it the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

・構成単位(a3)
共重合体(A1)は、前記構成単位(a1)に加えて、または前記構成単位(a1)および(a2)に加えてさらに、極性基含有脂肪族炭化水素基を含有するアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a3)を有することが好ましい。構成単位(a3)を有することにより、共重合体(A1)の親水性が高まり、現像液との親和性が高まって、露光部でのアルカリ溶解性が向上し、解像力の向上に寄与する。
極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基等が挙げられ、特に水酸基が好ましい。
脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜10の直鎖状または分岐状の炭化水素基(好ましくはアルキレン基)や、多環式の脂肪族炭化水素基(多環式基)が挙げられる。該多環式基としては、例えばArFエキシマレーザー用レジスト組成物用の樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。
その中でも、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、またはアルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基を含有する脂肪族多環式基を含み、かつ(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位がより好ましい。該多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。この様な多環式基は、ArFエキシマレーザー用レジスト組成物用のポリマー(樹脂成分)において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。これらの多環式基の中でも、アダマンタンから2個以上の水素原子を除いた基、ノルボルナンから2個以上の水素原子を除いた基、テトラシクロドデカンから2個以上の水素原子を除いた基が工業上好ましい。
・ Structural unit (a3)
The copolymer (A1) is derived from an acrylate ester containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group in addition to the structural unit (a1) or in addition to the structural units (a1) and (a2). It is preferable to have the structural unit (a3). By having the structural unit (a3), the hydrophilicity of the copolymer (A1) is increased, the affinity with the developer is increased, the alkali solubility in the exposed area is improved, and the resolution is improved.
Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, and a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of an alkyl group is substituted with a fluorine atom. A hydroxyl group is particularly preferable.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms (preferably an alkylene group) and a polycyclic aliphatic hydrocarbon group (polycyclic group). . As the polycyclic group, for example, a resin for a resist composition for ArF excimer laser can be appropriately selected from among many proposed ones.
Among them, an aliphatic polycyclic group containing a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, or an alkyl group is substituted with a fluorine atom, and (α-lower alkyl) acrylic A structural unit derived from an acid ester is more preferred. Examples of the polycyclic group include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, or the like. Specific examples include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, or tetracyclododecane. Such a polycyclic group can be appropriately selected and used from among many proposed polymers (resin components) for resist compositions for ArF excimer lasers. Among these polycyclic groups, there are groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from adamantane, groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from norbornane, and groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from tetracyclododecane. Industrially preferable.

構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における炭化水素基が炭素数1〜10の直鎖状または分岐状の炭化水素基のときは、アクリル酸のヒドロキシエチルエステルから誘導される構成単位が好ましく、該炭化水素基が多環式基のときは、下記式(a3−1)で表される構成単位、(a3−2)で表される構成単位、(a3−3)で表される構成単位が好ましいものとして挙げられる。   The structural unit (a3) is derived from a hydroxyethyl ester of acrylic acid when the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. When the hydrocarbon group is a polycyclic group, a structural unit represented by the following formula (a3-1), a structural unit represented by (a3-2), (a3-3) The structural unit represented by is mentioned as a preferable thing.

Figure 2006349800
(式中、Rは前記に同じであり、jは1〜3の整数であり、kは1〜3の整数であり、t’は1〜3の整数であり、lは1〜5の整数であり、sは1〜3の整数である。)
Figure 2006349800
(Wherein R is the same as above, j is an integer of 1 to 3, k is an integer of 1 to 3, t 'is an integer of 1 to 3, and l is an integer of 1 to 5) And s is an integer of 1 to 3.)

式(a3−1)中、jは1又は2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。jが2の場合は、水酸基がアダマンチル基の3位と5位に結合しているものが好ましい。jが1の場合は、水酸基がアダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
jは1であることが好ましく、特に水酸基がアダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
In formula (a3-1), j is preferably 1 or 2, and more preferably 1. When j is 2, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3rd and 5th positions of the adamantyl group. When j is 1, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3-position of the adamantyl group.
j is preferably 1, and a hydroxyl group bonded to the 3rd position of the adamantyl group is particularly preferred.

式(a3−2)中、kは1であることが好ましい。シアノ基はノルボルニル基の5位または6位に結合していることが好ましい。   In formula (a3-2), k is preferably 1. The cyano group is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.

式(a3−3)中、t’は1であることが好ましい。lは1であることが好ましい。sは1であることが好ましい。これらは(α−低級アルキル)アクリル酸のカルボキシ基の末端に2−ノルボルニル基または3−ノルボルニル基が結合していることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールはノルボルニル基の5又は6位に結合していることが好ましい。   In formula (a3-3), t ′ is preferably 1. l is preferably 1. s is preferably 1. In these, a 2-norbornyl group or a 3-norbornyl group is preferably bonded to the terminal of the carboxy group of (α-lower alkyl) acrylic acid. The fluorinated alkyl alcohol is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.

構成単位(a3)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
共重合体(A1)中、構成単位(a3)の割合は、当該共重合体(A1)を構成する全構成単位に対し、5〜50モル%であることが好ましく、5〜40モル%がより好ましく、5〜25モル%がさらに好ましい。
As the structural unit (a3), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the copolymer (A1), the proportion of the structural unit (a3) is preferably 5 to 50% by mole, and 5 to 40% by mole with respect to all the structural units constituting the copolymer (A1). More preferably, 5-25 mol% is further more preferable.

・構成単位(a4)
共重合体(A1)は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記構成単位(a1)〜(a3)以外の他の構成単位(a4)を含んでいてもよい。
構成単位(a4)は、上述の構成単位(a1)〜(a3)に分類されない他の構成単位であれば特に限定するものではなく、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト用樹脂に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
構成単位(a4)としては、例えば酸非解離性の脂肪族多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位などが好ましい。該多環式基は、例えば、前記の構成単位(a1)の場合に例示したものと同様のものを例示することができ、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト組成物の樹脂成分に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
特にトリシクロデカニル基、アダマンチル基、テトラシクロドデカニル基、イソボルニル基、ノルボルニル基から選ばれる少なくとも1種以上であると、工業上入手し易いなどの点で好ましい。これらの多環式基は、炭素数1〜5の直鎖又は分岐状のアルキル基で置換されていてもよい。
構成単位(a4)として、具体的には、下記一般式(a4−1)〜(a4−5)の構造のものを例示することができる。
・ Structural unit (a4)
The copolymer (A1) may contain other structural units (a4) other than the structural units (a1) to (a3) as long as the effects of the present invention are not impaired.
The structural unit (a4) is not particularly limited as long as it is another structural unit not classified into the structural units (a1) to (a3) described above, and is for ArF excimer laser, for KrF excimer laser (preferably ArF excimer laser). A number of conventionally known resins can be used for resist resins such as
As the structural unit (a4), for example, a structural unit derived from an acrylate ester containing a non-acid-dissociable aliphatic polycyclic group is preferable. Examples of the polycyclic group include those exemplified in the case of the structural unit (a1), and for ArF excimer laser and KrF excimer laser (preferably for ArF excimer laser). A number of hitherto known materials can be used as the resin component of the resist composition.
In particular, at least one selected from a tricyclodecanyl group, an adamantyl group, a tetracyclododecanyl group, an isobornyl group, and a norbornyl group is preferable in terms of industrial availability. These polycyclic groups may be substituted with a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Specific examples of the structural unit (a4) include those represented by the following general formulas (a4-1) to (a4-5).

Figure 2006349800
(式中、Rは前記と同じである。)
Figure 2006349800
(In the formula, R is as defined above.)

かかる構成単位(a4)は、共重合体(A1)の必須成分ではないが、これを共重合体(A1)に含有させる際には、共重合体(A1)を構成する全構成単位の合計に対して、構成単位(a4)を1〜30モル%、好ましくは10〜20モル%含有させると好ましい。   The structural unit (a4) is not an essential component of the copolymer (A1), but when it is contained in the copolymer (A1), the total of all the structural units constituting the copolymer (A1). The structural unit (a4) is preferably contained in an amount of 1 to 30 mol%, preferably 10 to 20 mol%.

共重合体(A1)は、各構成単位を誘導するモノマーを、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)のようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等によって重合させることによって得ることができる。
また、共重合体(A1)には、上記重合の際に、たとえばHS−CH−CH−CH−C(CF−OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に−C(CF−OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
The copolymer (A1) can be obtained by polymerizing a monomer for deriving each structural unit by a known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN). it can.
In the copolymerization (A1), a chain transfer agent such as HS—CH 2 —CH 2 —CH 2 —C (CF 3 ) 2 —OH is used in combination in the above polymerization. it may be introduced -C (CF 3) 2 -OH group at the terminal. As described above, a copolymer introduced with a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a fluorine atom reduces development defects and LER (line edge roughness: uneven unevenness of line side walls). It is effective in reducing

共重合体(A1)の質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、特に限定するものではないが、2000〜50000が好ましく、3000〜30000がより好ましく、5000〜20000が最も好ましい。この範囲の上限よりも小さいと、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限よりも大きい、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
また分散度(Mw/Mn)は1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.2〜2.5が最も好ましい。
The mass average molecular weight (Mw) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) of the copolymer (A1) is not particularly limited, but is preferably 2000 to 50000, more preferably 3000 to 30000, and more preferably 5000 to 20000. Is most preferred. When it is smaller than the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and the dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape that are larger than the lower limit of this range are good.
Further, the dispersity (Mw / Mn) is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.2 to 2.5.

(A)成分中、共重合体(A1)として、1種の共重合体を単独で含んでもよく、2種以上を併用しても良い。   In the component (A), as the copolymer (A1), one type of copolymer may be contained alone, or two or more types may be used in combination.

[共重合体(A1’)]
・構成単位(a1’)
構成単位(a1’)における酸解離性溶解抑制基は、解離前は共重合体(A1’)全体をアルカリ不溶とするアルカリ溶解抑制性を有するとともに、解離後はこの共重合体(A1’)全体をアルカリ可溶性へ変化させるものである。
構成単位(a1’)において、酸解離性溶解抑制基としては、分岐鎖状であれば特に制限はなく、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂の酸解離性溶解抑制基として提案されているものを使用することができる。
本発明において、「分岐鎖状の酸解離性溶解抑制基」とは、その構造中に、分岐した炭素鎖を有し、かつ環式基を有さない酸解離性溶解抑制基を意味する。
分岐鎖状の酸解離性溶解抑制基としては、鎖状第3級アルキル基、鎖状第3級アルコキシカルボニル基、鎖状第3級アルコキシカルボニルアルキル基、分岐鎖状アルコキシアルキル基等が挙げられる。
鎖状第3級アルキル基としては、tert−ブチル基、tert−アミル基、ジエチルメチル基、tert−ヘプチル基が挙げられる。
鎖状第3級アルコキシカルボニル基としては、tert−ブチルオキシカルボニル基、tert−アミルオキシカルボニル基等が挙げられる。
鎖状第3級アルコキシカルボニルアルキル基としては、tert−ブチルオキシカルボニルメチル基、tert−アミルオキシカルボニルメチル基等が挙げられる。
分岐鎖状アルコキシアルキル基としては、1−イソプロポキシエチル基、1−エトキシエチル基等が挙げられる。
[Copolymer (A1 ′)]
・ Structural unit (a1 ′)
The acid dissociable, dissolution inhibiting group in the structural unit (a1 ′) has an alkali dissolution inhibiting property that makes the entire copolymer (A1 ′) insoluble to alkali before dissociation, and this copolymer (A1 ′) after dissociation. The whole is changed to alkali-soluble.
In the structural unit (a1 ′), the acid dissociable, dissolution inhibiting group is not particularly limited as long as it is branched, and has been proposed as an acid dissociable, dissolution inhibiting group for base resins for chemically amplified resists. You can use what you have.
In the present invention, the “branched acid dissociable, dissolution inhibiting group” means an acid dissociable, dissolution inhibiting group having a branched carbon chain in its structure and having no cyclic group.
Examples of the branched acid dissociable, dissolution inhibiting group include a chain tertiary alkyl group, a chain tertiary alkoxycarbonyl group, a chain tertiary alkoxycarbonylalkyl group, and a branched alkoxyalkyl group. .
Examples of the chain tertiary alkyl group include a tert-butyl group, a tert-amyl group, a diethylmethyl group, and a tert-heptyl group.
Examples of the chain-like tertiary alkoxycarbonyl group include a tert-butyloxycarbonyl group and a tert-amyloxycarbonyl group.
Examples of the chain-like tertiary alkoxycarbonylalkyl group include a tert-butyloxycarbonylmethyl group and a tert-amyloxycarbonylmethyl group.
Examples of the branched alkoxyalkyl group include 1-isopropoxyethyl group and 1-ethoxyethyl group.

構成単位(a1’)としては、前記構成単位(a1)における環状の酸解離性溶解抑制基を、上述したような分岐鎖状の酸解離性溶解抑制基に置き換えたものが例示できる。
構成単位(a1’)としては、酸解離性溶解抑制基として鎖状第3級アルキル基を有する構成単位が好ましく、特に、下記一般式(a1’−1)で表される構成単位が、本発明の効果に優れるため好ましい。
Examples of the structural unit (a1 ′) include those obtained by replacing the cyclic acid dissociable, dissolution inhibiting group in the structural unit (a1) with the branched acid dissociable, dissolution inhibiting group as described above.
As the structural unit (a1 ′), a structural unit having a chain-like tertiary alkyl group as the acid dissociable, dissolution inhibiting group is preferable, and in particular, the structural unit represented by the following general formula (a1′-1) is Since it is excellent in the effect of invention, it is preferable.

Figure 2006349800
[式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を表し;R61〜R63はそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基である。]
Figure 2006349800
[Wherein, R represents a hydrogen atom, a halogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; R 61 to R 63 each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. ]

式中のRは前記と同じである。
61〜R63はそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基であり、直鎖状であっても分岐状であってもよい。具体的には、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、tert−ブチル基などが挙げられる。
本発明において、R61〜R63としては、本発明の効果に優れることから、メチル基またはエチル基であることが好ましい。なかでも、R61〜R63のうち、少なくとも1つがエチル基であることが好ましく、特に、R61〜R63のうち1つがエチル基であり、他の2つがメチル基であることが好ましい。
R in the formula is the same as described above.
R 61 to R 63 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and may be linear or branched. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group.
In the present invention, R 61 to R 63 are preferably a methyl group or an ethyl group because the effects of the present invention are excellent. Of these, at least one of R 61 to R 63 is preferably an ethyl group, and in particular, one of R 61 to R 63 is preferably an ethyl group, and the other two are preferably methyl groups.

共重合体(A1’)中、構成単位(a1’)の割合は、共重合体(A1’)を構成する全構成単位に対し、10〜80モル%が好ましく、20〜70モル%がより好ましく、25〜50モル%がさらに好ましく、30〜45モル%が最も好ましい。下限値以上とすることによって、レジスト組成物とした際にパターンを得ることができ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。   In the copolymer (A1 ′), the proportion of the structural unit (a1 ′) is preferably from 10 to 80 mol%, more preferably from 20 to 70 mol%, based on all the structural units constituting the copolymer (A1 ′). Preferably, 25 to 50 mol% is more preferable, and 30 to 45 mol% is most preferable. By setting it to the lower limit value or more, a pattern can be obtained when the resist composition is used, and by setting it to the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

・構成単位(a2’)
共重合体(A1’)は、前記構成単位(a1)の他に、ラクトン含有単環または多環式基を有するアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a2’)を有することが好ましい。
構成単位(a2’)としては、上述した共重合体(A1)の構成単位(a2)と同様のものが挙げられる。
共重合体(A1’)において、構成単位(a2’)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
共重合体(A1’)中の構成単位(a2’)の割合は、共重合体(A1’)を構成する全構成単位の合計に対して、5〜60モル%が好ましく、10〜50モル%がより好ましく、20〜50モル%がさらに好ましく、25〜45モル%が最も好ましい。下限値以上とすることにより構成単位(a2’)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。
・ Structural unit (a2 ′)
The copolymer (A1 ′) preferably has a structural unit (a2 ′) derived from an acrylate ester having a lactone-containing monocyclic or polycyclic group in addition to the structural unit (a1).
As the structural unit (a2 ′), those similar to the structural unit (a2) of the copolymer (A1) described above can be mentioned.
In the copolymer (A1 ′), as the structural unit (a2 ′), one type of structural unit may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The proportion of the structural unit (a2 ′) in the copolymer (A1 ′) is preferably from 5 to 60 mol%, preferably from 10 to 50 mol, based on the total of all the structural units constituting the copolymer (A1 ′). % Is more preferable, 20 to 50 mol% is further preferable, and 25 to 45 mol% is most preferable. By setting it to the lower limit value or more, the effect of containing the structural unit (a2 ′) can be sufficiently obtained, and by setting the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

・構成単位(a3’)
共重合体(A1’)は、前記構成単位(a1’)に加えて、または前記構成単位(a1’)および(a2’)に加えてさらに、極性基含有脂肪族炭化水素基を含有するアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a3’)を有することが好ましい。
構成単位(a3’)としては、上述した共重合体(A1)の構成単位(a3)と同様のものが挙げられる。
構成単位(a3’)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
共重合体(A1’)中、構成単位(a3’)の割合は、当該共重合体(A1’)を構成する全構成単位に対し、5〜50モル%であることが好ましく、5〜40モル%がより好ましく、5〜25モル%がさらに好ましい。
・ Structural unit (a3 ′)
The copolymer (A1 ′) is an acrylic resin containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group in addition to the structural unit (a1 ′) or in addition to the structural units (a1 ′) and (a2 ′). It is preferable to have a structural unit (a3 ′) derived from an acid ester.
As the structural unit (a3 ′), the same structural units as the structural unit (a3) of the copolymer (A1) described above can be used.
As the structural unit (a3 ′), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the copolymer (A1 ′), the proportion of the structural unit (a3 ′) is preferably 5 to 50 mol% with respect to all the structural units constituting the copolymer (A1 ′), and 5 to 40 More preferably, mol% is more preferable, and 5-25 mol% is further more preferable.

・構成単位(a4’)
共重合体(A1’)は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記構成単位(a1’)〜(a3’)以外の他の構成単位(a4’)を含んでいてもよい。
構成単位(a4’)としては、上述した共重合体(A1)の構成単位(a4)と同様のものが挙げられる。
構成単位(a4’)は、共重合体(A1’)の必須成分ではないが、これを共重合体(A1’)に含有させる際には、共重合体(A1’)を構成する全構成単位の合計に対して、構成単位(a4’)を1〜30モル%、好ましくは10〜20モル%含有させると好ましい。
・ Structural unit (a4 ′)
The copolymer (A1 ′) may contain other structural units (a4 ′) other than the structural units (a1 ′) to (a3 ′) as long as the effects of the present invention are not impaired.
As the structural unit (a4 ′), the same structural units as the structural unit (a4) of the copolymer (A1) described above can be used.
The structural unit (a4 ′) is not an essential component of the copolymer (A1 ′), but when it is contained in the copolymer (A1 ′), all components constituting the copolymer (A1 ′) are included. The structural unit (a4 ′) is contained in an amount of 1 to 30 mol%, preferably 10 to 20 mol%, based on the total of the units.

共重合体(A1’)は、各構成単位を誘導するモノマーを、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)のようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等によって重合させることによって得ることができる。
また、共重合体(A1’)には、上記重合の際に、たとえばHS−CH−CH−CH−C(CF−OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に−C(CF−OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
The copolymer (A1 ′) is obtained by polymerizing a monomer for deriving each structural unit by a known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN). Can do.
For the copolymer (A1 ′), a chain transfer agent such as HS—CH 2 —CH 2 —CH 2 —C (CF 3 ) 2 —OH is used in combination in the above polymerization. May introduce a —C (CF 3 ) 2 —OH group at the terminal. As described above, a copolymer introduced with a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a fluorine atom reduces development defects and LER (line edge roughness: uneven unevenness of line side walls). It is effective in reducing

共重合体(A1’)のMwは、特に限定するものではないが、2000〜50000が好ましく、3000〜30000がより好ましく、5000〜20000が最も好ましい。この範囲の上限よりも小さいと、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限よりも大きい、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
またMw/Mnは1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.2〜2.5が最も好ましい。
Although Mw of a copolymer (A1 ') is not specifically limited, 2000-50000 are preferable, 3000-30000 are more preferable, 5000-20000 are the most preferable. When it is smaller than the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and the dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape that are larger than the lower limit of this range are good.
Further, Mw / Mn is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.2 to 2.5.

(A)成分中、共重合体(A1’)として、1種の共重合体を単独で含んでもよく、2種以上を併用しても良い。   In the component (A), as the copolymer (A1 ′), one type of copolymer may be contained alone, or two or more types may be used in combination.

(A)成分中、共重合体(A1)と共重合体(A1’)との混合比(質量比)は、本発明の効果に優れることから、共重合体(A1):共重合体(A1’)=9:1〜1:9の範囲内であることが好ましく、9:1〜2:8がより好ましく、9:1〜5:5がより好ましく、9:1〜7:3がさらに好ましい。上記範囲とすることで、パターン膜膜減りを抑制することができる。また、レジストパターン形状が良好となる。   In the component (A), since the mixing ratio (mass ratio) of the copolymer (A1) and the copolymer (A1 ′) is excellent in the effect of the present invention, the copolymer (A1): copolymer ( A1 ′) is preferably within the range of 9: 1 to 1: 9, more preferably 9: 1 to 2: 8, more preferably 9: 1 to 5: 5, and 9: 1 to 7: 3. Further preferred. By setting it as the said range, a pattern film film reduction can be suppressed. Further, the resist pattern shape is improved.

<(B)成分>
(B)成分としては、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト用の酸発生剤として提案されているものを使用することができる。このような酸発生剤としては、これまで、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが知られている。
<(B) component>
The component (B) is not particularly limited, and those that have been proposed as acid generators for chemically amplified resists can be used. Examples of such acid generators include onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, poly (bissulfonyl) diazomethanes, and the like. There are various known diazomethane acid generators, nitrobenzyl sulfonate acid generators, imino sulfonate acid generators, disulfone acid generators, and the like.

オニウム塩系酸発生剤としては、下記一般式(b−1)または(b−2)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the onium salt acid generator include compounds represented by the following general formula (b-1) or (b-2).

Figure 2006349800
[式中、R”〜R”,R”〜R”は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表し;R”は、直鎖、分岐または環状のアルキル基またはフッ素化アルキル基を表し;R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表し、R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表す。]
Figure 2006349800
[Wherein, R 1 ″ to R 3 ″ and R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group; R 4 ″ represents a linear, branched or cyclic alkyl group or fluorinated group. Represents an alkyl group; at least one of R 1 ″ to R 3 ″ represents an aryl group, and at least one of R 5 ″ to R 6 ″ represents an aryl group.]

式(b−1)中、R”〜R”はそれぞれ独立にアリール基またはアルキル基を表す。R”〜R”のうち、少なくとも1つはアリール基を表す。R”〜R”のうち、2以上がアリール基であることが好ましく、R”〜R”のすべてがアリール基であることが最も好ましい。
”〜R”のアリール基としては、特に制限はなく、例えば、炭素数6〜20のアリール基であって、該アリール基は、その水素原子の一部または全部がアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等で置換されていてもよく、されていなくてもよい。アリール基としては、安価に合成可能なことから、炭素数6〜10のアリール基が好ましい。具体的には、たとえばフェニル基、ナフチル基が挙げられる。
前記アリール基の水素原子が置換されていても良いアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n‐ブチル基、tert‐ブチル基であることが最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていても良いアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていても良いハロゲン原子としては、フッ素原子であることが好ましい。
”〜R”のアルキル基としては、特に制限はなく、例えば炭素数1〜10の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基等が挙げられる。解像性に優れる点から、炭素数1〜5であることが好ましい。具体的には、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、n−ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ノニル基、デカニル基等が挙げられ、解像性に優れ、また安価に合成可能なことから好ましいものとして、メチル基を挙げることができる。
これらの中で、R”〜R”はすべてフェニル基であることが最も好ましい。
In formula (b-1), R 1 ″ to R 3 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group. At least one of R 1 ″ to R 3 ″ represents an aryl group. Of R 1 ″ to R 3 ″, two or more are preferably aryl groups, and most preferably all R 1 ″ to R 3 ″ are aryl groups.
The aryl group for R 1 ″ to R 3 ″ is not particularly limited, and is, for example, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, in which part or all of the hydrogen atoms are alkyl groups, alkoxy groups It may or may not be substituted with a group, a halogen atom or the like. The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms because it can be synthesized at a low cost. Specific examples include a phenyl group and a naphthyl group.
The alkyl group that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group. Is most preferred.
The alkoxy group that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methoxy group or an ethoxy group.
The halogen atom that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably a fluorine atom.
The alkyl group for R 1 "~R 3", is not particularly limited, for example, a straight, include alkyl groups such as branched or cyclic. It is preferable that it is C1-C5 from the point which is excellent in resolution. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an n-pentyl group, a cyclopentyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, a nonyl group, and a decanyl group. A methyl group is preferable because it is excellent in resolution and can be synthesized at low cost.
Among these, it is most preferable that all of R 1 ″ to R 3 ″ are phenyl groups.

”は、直鎖、分岐または環状のアルキル基またはフッ素化アルキル基を表す。
前記直鎖のアルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。
前記環状のアルキル基としては、前記R”で示したような環式基であって、炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜10であることがさらに好ましく、炭素数6〜10であることが最も好ましい。
前記フッ素化アルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。また。該フッ化アルキル基のフッ素化率(アルキル基中のフッ素原子の割合)は、好ましくは10〜100%、さらに好ましくは50〜100%であり、特に水素原子をすべてフッ素原子で置換したものが、酸の強度が強くなるので好ましい。
”としては、直鎖または環状のアルキル基、またはフッ素化アルキル基であることが最も好ましい。
R 4 ″ represents a linear, branched or cyclic alkyl group or a fluorinated alkyl group.
The linear alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms.
The cyclic alkyl group is a cyclic group as indicated by R 1 ″ and preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and more preferably 6 carbon atoms. Most preferably, it is -10.
The fluorinated alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms. Also. The fluorination rate of the fluorinated alkyl group (ratio of fluorine atoms in the alkyl group) is preferably 10 to 100%, more preferably 50 to 100%, and particularly those in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. Since the strength of the acid is increased, it is preferable.
R 4 ″ is most preferably a linear or cyclic alkyl group or a fluorinated alkyl group.

式(b−2)中、R”〜R”はそれぞれ独立にアリール基またはアルキル基を表す。R”〜R”のうち、少なくとも1つはアリール基を表す。R”〜R”のうち、2以上がアリール基であることが好ましく、R”〜R”のすべてがアリール基であることが最も好ましい。
”〜R”のアリール基としては、R”〜R”のアリール基と同様のものが挙げられる。
”〜R”のアルキル基としては、R”〜R”のアルキル基と同様のものが挙げられる。
これらの中で、R”〜R”はすべてフェニル基であることが最も好ましい。
式(b−2)中のR”としては上記式(b−1)のR”と同様のものが挙げられる。
In formula (b-2), R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group. At least one of R 5 ″ to R 6 ″ represents an aryl group. Of R 5 ″ to R 6 ″, two or more are preferably aryl groups, and most preferably R 5 ″ to R 6 ″ are all aryl groups.
As the aryl group for R 5 ″ to R 6 ″, the same as the aryl groups for R 1 ″ to R 3 ″ can be used.
Examples of the alkyl group for R 5 ″ to R 6 ″ include the same as the alkyl group for R 1 ″ to R 3 ″.
Among these, it is most preferable that all of R 5 ″ to R 6 ″ are phenyl groups.
"As R 4 in the formula (b-1)" R 4 in the In the formula (b-2) include the same as.

オニウム塩系酸発生剤の具体例としては、ジフェニルヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−メチルフェニル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジメチル(4−ヒドロキシナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、モノフェニルジメチルスルホニウムのトリフルオロンメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジフェニルモノメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−tert−ブチル)フェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジフェニル(1−(4−メトキシ)ナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネートなどが挙げられる。また、これらのオニウム塩のアニオン部がメタンスルホネート、n−プロパンスルホネート、n−ブタンスルホネート、n−オクタンスルホネートに置き換えたオニウム塩も用いることができる。   Specific examples of the onium salt-based acid generator include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, and triphenylsulfonium trifluoromethane. Sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, tri (4-methylphenyl) sulfonium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, dimethyl (4-hydroxynaphthyl) sulfonium trifluoromethane Sulfonate, its heptafluoropropane sulphonate or its Nafluorobutane sulfonate, trifluoromethane sulfonate of monophenyldimethylsulfonium, heptafluoropropane sulfonate or nonafluorobutane sulfonate thereof, trifluoromethane sulfonate of diphenyl monomethylsulfonium, heptafluoropropane sulfonate or nonafluorobutane sulfonate thereof, (4- Trifluoromethanesulfonate of methylphenyl) diphenylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of (4-methoxyphenyl) diphenylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, tri (4 -Tert-bu E) phenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, heptafluoropropanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, diphenyl (1- (4-methoxy) naphthyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, heptafluoropropanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate Is mentioned. In addition, onium salts in which the anion portion of these onium salts is replaced with methanesulfonate, n-propanesulfonate, n-butanesulfonate, or n-octanesulfonate can also be used.

また、前記一般式(b−1)又は(b−2)において、アニオン部を下記一般式(b−3)又は(b−4)で表されるアニオン部に置き換えたものも用いることができる(カチオン部は(b−1)又は(b−2)と同様)。   Moreover, what replaced the anion part by the anion part represented by the following general formula (b-3) or (b-4) in the said general formula (b-1) or (b-2) can also be used. (The cation moiety is the same as (b-1) or (b-2)).

Figure 2006349800
[式中、X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数2〜6のアルキレン基を表し;Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜10のアルキル基を表す。]
Figure 2006349800
[Wherein X ″ represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom; Y ″ and Z ″ each independently represent at least one hydrogen atom as a fluorine atom; Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and substituted with

X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状または分岐状のアルキレン基であり、該アルキレン基の炭素数は2〜6であり、好ましくは炭素数3〜5、最も好ましくは炭素数3である。
Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状または分岐状のアルキル基であり、該アルキル基の炭素数は1〜10であり、好ましくは炭素数1〜7、より好ましくは炭素数1〜3である。
X”のアルキレン基の炭素数またはY”、Z”のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。
また、X”のアルキレン基またはY”、Z”のアルキル基において、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。該アルキレン基またはアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキレン基またはパーフルオロアルキル基である。
X ″ is a linear or branched alkylene group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the alkylene group has 2 to 6 carbon atoms, preferably 3 to 5 carbon atoms, Preferably it is C3.
Y ″ and Z ″ are each independently a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms, preferably It is C1-C7, More preferably, it is C1-C3.
The carbon number of the alkylene group of X ″ or the carbon number of the alkyl group of Y ″ and Z ″ is preferably as small as possible because the solubility in the resist solvent is good within the above carbon number range.
In addition, in the alkylene group of X ″ or the alkyl group of Y ″ and Z ″, as the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms increases, the strength of the acid increases, and high-energy light or electron beam of 200 nm or less The ratio of fluorine atoms in the alkylene group or alkyl group, that is, the fluorination rate is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all. Are a perfluoroalkylene group or a perfluoroalkyl group in which a hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.

本発明において、オキシムスルホネート系酸発生剤とは、下記一般式(B−1)で表される基を少なくとも1つ有する化合物であって、放射線の照射によって酸を発生する特性を有するものである。この様なオキシムスルホネート系酸発生剤は、化学増幅型レジスト組成物用として多用されているので、任意に選択して用いることができる。   In the present invention, the oxime sulfonate-based acid generator is a compound having at least one group represented by the following general formula (B-1), and has a property of generating an acid upon irradiation with radiation. . Such oxime sulfonate acid generators are frequently used for chemically amplified resist compositions, and can be arbitrarily selected and used.

Figure 2006349800
(式(B−1)中、R21、R22はそれぞれ独立に有機基を表す。)
Figure 2006349800
(In formula (B-1), R 21 and R 22 each independently represents an organic group.)

本発明において、有機基は、炭素原子を含む基であり、炭素原子以外の原子(たとえば水素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子等)等)を有していてもよい。
21の有機基としては、直鎖、分岐または環状のアルキル基またはアリール基が好ましい。これらのアルキル基、アリール基は置換基を有していても良い。該置換基としては、特に制限はなく、たとえばフッ素原子、炭素数1〜6の直鎖、分岐または環状のアルキル基等が挙げられる。ここで、「置換基を有する」とは、アルキル基またはアリール基の水素原子の一部または全部が置換基で置換されていることを意味する。
アルキル基としては、炭素数1〜20が好ましく、炭素数1〜10がより好ましく、炭素数1〜8がさらに好ましく、炭素数1〜6が特に好ましく、炭素数1〜4が最も好ましい。アルキル基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアルキル基(以下、ハロゲン化アルキル基ということがある)が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味し、完全にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味する。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。すなわち、ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
アリール基は、炭素数4〜20が好ましく、炭素数4〜10がより好ましく、炭素数6〜10が最も好ましい。アリール基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアリール基が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味し、完全にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味する。
21としては、特に、置換基を有さない炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数1〜4のフッ素化アルキル基が好ましい。
In the present invention, the organic group is a group containing a carbon atom, and has an atom other than a carbon atom (for example, a hydrogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, etc.)). It may be.
The organic group for R 21 is preferably a linear, branched or cyclic alkyl group or aryl group. These alkyl groups and aryl groups may have a substituent. There is no restriction | limiting in particular as this substituent, For example, a fluorine atom, a C1-C6 linear, branched or cyclic alkyl group etc. are mentioned. Here, “having a substituent” means that part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group or aryl group are substituted with a substituent.
As an alkyl group, C1-C20 is preferable, C1-C10 is more preferable, C1-C8 is more preferable, C1-C6 is especially preferable, and C1-C4 is the most preferable. As the alkyl group, a partially or completely halogenated alkyl group (hereinafter sometimes referred to as a halogenated alkyl group) is particularly preferable. The partially halogenated alkyl group means an alkyl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a halogen atom, and the fully halogenated alkyl group means that all of the hydrogen atoms are halogen atoms. Means an alkyl group substituted with Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable. That is, the halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group.
The aryl group preferably has 4 to 20 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms. As the aryl group, a partially or completely halogenated aryl group is particularly preferable. The partially halogenated aryl group means an aryl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a halogen atom, and the fully halogenated aryl group means that all of the hydrogen atoms are halogen atoms. Means an aryl group substituted with.
R 21 is particularly preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms having no substituent or a fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

22の有機基としては、直鎖、分岐または環状のアルキル基、アリール基またはシアノ基が好ましい。R22のアルキル基、アリール基としては、前記R21で挙げたアルキル基、アリール基と同様のものが挙げられる。
22としては、特に、シアノ基、置換基を有さない炭素数1〜8のアルキル基、または炭素数1〜8のフッ素化アルキル基が好ましい。
As the organic group for R 22 , a linear, branched, or cyclic alkyl group, aryl group, or cyano group is preferable. As the alkyl group and aryl group for R 22, the same alkyl groups and aryl groups as those described above for R 21 can be used.
R 22 is particularly preferably a cyano group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms having no substituent, or a fluorinated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

オキシムスルホネート系酸発生剤として、さらに好ましいものとしては、下記一般式(B−2)または(B−3)で表される化合物が挙げられる。   More preferable examples of the oxime sulfonate-based acid generator include compounds represented by the following general formula (B-2) or (B-3).

Figure 2006349800
[式(B−2)中、R31は、シアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R32はアリール基である。R33は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。]
Figure 2006349800
[In Formula (B-2), R 31 represents a cyano group, an alkyl group having no substituent, or a halogenated alkyl group. R 32 is an aryl group. R 33 is an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. ]

Figure 2006349800
[式(B−3)中、R34はシアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R35は2または3価の芳香族炭化水素基である。R36は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。pは2または3である。]
Figure 2006349800
[In the formula (B-3), R 34 represents a cyano group, an alkyl group having no substituent, or a halogenated alkyl group. R 35 is a divalent or trivalent aromatic hydrocarbon group. R 36 is an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. p is 2 or 3. ]

前記一般式(B−2)において、R31の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜6が最も好ましい。
31としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましい。
31におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上フッ素化されていることが好ましい。
In the general formula (B-2), the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 31 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and more preferably carbon atoms. Numbers 1 to 6 are most preferable.
R 31 is preferably a halogenated alkyl group, more preferably a fluorinated alkyl group.
The fluorinated alkyl group for R 31 is preferably fluorinated by 50% or more of the hydrogen atom of the alkyl group, more preferably 70% or more, and even more preferably 90% or more.

32のアリール基としては、フェニル基、ビフェニル(biphenylyl)基、フルオレニル(fluorenyl)基、ナフチル基、アントラセル(anthracyl)基、フェナントリル基等の、芳香族炭化水素の環から水素原子を1つ除いた基、およびこれらの基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロアリール基等が挙げられる。これらのなかでも、フルオレニル基が好ましい。
32のアリール基は、炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基等の置換基を有していても良い。該置換基におけるアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜8であることが好ましく、炭素数1〜4がさらに好ましい。また、該ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
As the aryl group of R 32 , one hydrogen atom is removed from an aromatic hydrocarbon ring such as a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a naphthyl group, an anthracyl group, a phenanthryl group, or the like. And a heteroaryl group in which a part of carbon atoms constituting the ring of these groups is substituted with a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. Among these, a fluorenyl group is preferable.
The aryl group represented by R 32 may have a substituent such as an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group, or an alkoxy group. The alkyl group or halogenated alkyl group in the substituent preferably has 1 to 8 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms. The halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group.

33の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜6が最も好ましい。
33としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましく、部分的にフッ素化されたアルキル基が最も好ましい。
33におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上フッ素化されていることが、発生する酸の強度が高まるため好ましい。最も好ましくは、水素原子が100%フッ素置換された完全フッ素化アルキル基である。
The alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 33 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 6 carbon atoms.
R 33 is preferably a halogenated alkyl group, more preferably a fluorinated alkyl group, and most preferably a partially fluorinated alkyl group.
The fluorinated alkyl group in R 33 preferably has 50% or more of the hydrogen atom of the alkyl group, more preferably 70% or more, and even more preferably 90% or more. This is preferable because the strength of the acid is increased. Most preferably, it is a fully fluorinated alkyl group in which a hydrogen atom is 100% fluorine-substituted.

前記一般式(B−3)において、R34の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基としては、上記R31の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
35の2または3価の芳香族炭化水素基としては、上記R32のアリール基からさらに1または2個の水素原子を除いた基が挙げられる。
36の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基としては、上記R33の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
pは好ましくは2である。
In the general formula (B-3), the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 34 is the same as the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 31. Is mentioned.
Examples of the divalent or trivalent aromatic hydrocarbon group for R 35 include groups obtained by further removing one or two hydrogen atoms from the aryl group for R 32 .
Examples of the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 36 include the same alkyl groups or halogenated alkyl groups as those having no substituent for R 33 .
p is preferably 2.

オキシムスルホネート系酸発生剤の具体例としては、α−(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(p−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロ−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−クロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,4−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,6−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(2−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−チエン−2−イルアセトニトリル、α−(4−ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−[(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−[(ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−(トシルオキシイミノ)−4−チエニルシアニド、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘプテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロオクテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−エチルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−プロピルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロペンチルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−p−メチルフェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−ブロモフェニルアセトニトリルなどが挙げられる。
また、下記化学式で表される化合物が挙げられる。
Specific examples of the oxime sulfonate acid generator include α- (p-toluenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (p-chlorobenzenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (4-nitrobenzenesulfonyloxy). Imino) -benzylcyanide, α- (4-nitro-2-trifluoromethylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-chlorobenzylcyanide, α- (benzenesulfonyl) Oxyimino) -2,4-dichlorobenzyl cyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -2,6-dichlorobenzyl cyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-methoxybenzyl cyanide, α- ( 2-Chlorobenzenesulfonyloxyimino) 4-methoxybenzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -thien-2-ylacetonitrile, α- (4-dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α-[(p-toluenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α-[(dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α- (tosyloxyimino) -4-thienyl cyanide, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclo Pentenyl acetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cycloheptenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclooctene Acetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -ethylacetonitrile, α- (propyl Sulfonyloxyimino) -propylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclopentylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- ( Ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cyclope N-tenyl acetonitrile, α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile , Α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (trifluoro Methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -p- Butoxy phenylacetonitrile, alpha-(propylsulfonyl oxyimino)-p-methylphenyl acetonitrile, alpha-like (methylsulfonyloxyimino)-p-bromophenyl acetonitrile.
Moreover, the compound represented by the following chemical formula is mentioned.

Figure 2006349800
Figure 2006349800

また、前記一般式(B−2)または(B−3)で表される化合物のうち、好ましい化合物の例を下記に示す。   Moreover, the example of a preferable compound is shown below among the compounds represented by the said general formula (B-2) or (B-3).

Figure 2006349800
Figure 2006349800

Figure 2006349800
Figure 2006349800

上記例示化合物の中でも、下記の4つの化合物が好ましい。   Of the above exemplified compounds, the following four compounds are preferred.

Figure 2006349800
Figure 2006349800

Figure 2006349800
Figure 2006349800

Figure 2006349800
Figure 2006349800

ジアゾメタン系酸発生剤のうち、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類の具体例としては、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。
また、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類としては、例えば、以下に示す構造をもつ1,3−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン(A=3の場合)、1,4−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ブタン(A=4の場合)、1,6−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン(A=6の場合)、1,10−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカン(A=10の場合)、1,2−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)エタン(B=2の場合)、1,3−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン(B=3の場合)、1,6−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン(B=6の場合)、1,10−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカン(B=10の場合)などを挙げることができる。
Among diazomethane acid generators, specific examples of bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes include bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane, Examples include bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, and the like.
Examples of poly (bissulfonyl) diazomethanes include 1,3-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) propane (when A = 3) and 1,4-bis (phenylsulfonyldiazo) having the following structure. Methylsulfonyl) butane (when A = 4), 1,6-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane (when A = 6), 1,10-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) decane (A = 10) 1), 1,2-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) ethane (when B = 2), 1,3-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) propane (when B = 3), 1,6- Bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane (when B = 6) (For B = 10) 1,10-bis (cyclohexyl diazomethylsulfonyl) decane and the like.

Figure 2006349800
Figure 2006349800

(B)成分としては、これらの酸発生剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。本発明においては、特に、フッ素化アルキルスルホン酸イオンをアニオンとするオニウム塩が好ましい。
本発明のポジ型レジスト組成物における(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、0.5〜30質量部、好ましくは1〜10質量部とされる。上記範囲とすることでパターン形成が十分に行われる。また、均一な溶液が得られ、保存安定性が良好となるため好ましい。
(B) As a component, these acid generators may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. In the present invention, an onium salt having a fluorinated alkyl sulfonate ion as an anion is particularly preferable.
Content of (B) component in the positive resist composition of this invention is 0.5-30 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component, Preferably it is 1-10 mass parts. By setting it within the above range, pattern formation is sufficiently performed. Moreover, since a uniform solution is obtained and storage stability becomes favorable, it is preferable.

<任意成分>
本発明のポジ型レジスト組成物には、レジストパターン形状、引き置き経時安定性などを向上させるために、さらに任意の成分として、含窒素有機化合物(D)(以下、(D)成分という)を配合させることができる。
この(D)成分は、既に多種多様なものが提案されているので、公知のものから任意に用いれば良いが、脂肪族アミン、特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンが好ましい。
脂肪族アミンとしては、アンモニアNHの水素原子の少なくとも1つを、炭素数12以下のアルキル基またはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンまたはアルキルアルコールアミン)が挙げられる。その具体例としては、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン等のモノアルキルアミン;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジアルキルアミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デカニルアミン、トリ−n−ドデシルアミン等のトリアルキルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジ−n−オクタノールアミン、トリ−n−オクタノールアミン等のアルキルアルコールアミン等が挙げられる。これらの中でも、アルキルアルコールアミン及びトリアルキルアミンが好ましく、アルキルアルコールアミンが最も好ましい。アルキルアルコールアミンの中でもトリエタノールアミンやトリイソプロパノールアミンが最も好ましい。
これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
<Optional component>
In the positive resist composition of the present invention, a nitrogen-containing organic compound (D) (hereinafter referred to as “component (D)”) is further added as an optional component in order to improve the resist pattern shape, stability over time and the like. Can be blended.
Since a wide variety of components (D) have been proposed, any known one may be used, but aliphatic amines, particularly secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines are preferred. .
Examples of the aliphatic amine include amines (alkyl amines or alkyl alcohol amines) in which at least one hydrogen atom of ammonia NH 3 is substituted with an alkyl group or hydroxyalkyl group having 12 or less carbon atoms. Specific examples thereof include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine; diethylamine, di-n-propylamine, di-n-heptylamine, Dialkylamines such as di-n-octylamine and dicyclohexylamine; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-heptyl Trialkylamines such as amine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decanylamine, tri-n-dodecylamine; diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, di-n -Ok Noruamin, alkyl alcohol amines such as tri -n- octanol amine. Among these, alkyl alcohol amines and trialkyl amines are preferable, and alkyl alcohol amines are most preferable. Of the alkyl alcohol amines, triethanolamine and triisopropanolamine are most preferred.
These may be used alone or in combination of two or more.
(D) component is normally used in 0.01-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component.

また、本発明のポジ型レジスト組成物には、前記(D)成分の配合による感度劣化の防止、またレジストパターン形状、引き置き安定性等の向上の目的で、さらに任意の成分として、有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体(E)(以下、(E)成分という)を含有させることができる。なお、(D)成分と(E)成分は併用することもできるし、いずれか1種を用いることもできる。
有機カルボン酸としては、例えば、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。
リンのオキソ酸若しくはその誘導体としては、リン酸、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステルなどのリン酸又はそれらのエステルのような誘導体、ホスホン酸、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸−ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステルなどのホスホン酸及びそれらのエステルのような誘導体、ホスフィン酸、フェニルホスフィン酸などのホスフィン酸及びそれらのエステルのような誘導体が挙げられ、これらの中で特にホスホン酸が好ましい。
(E)成分は、(A)成分100質量部当り0.01〜5.0質量部の割合で用いられる。
In addition, the positive resist composition of the present invention includes an organic carboxylic acid as an optional component for the purpose of preventing sensitivity deterioration due to the blending of the component (D), and improving the resist pattern shape, retention stability, and the like. Acid or phosphorus oxo acid or its derivative (E) (hereinafter referred to as component (E)) can be contained. In addition, (D) component and (E) component can also be used together, and any 1 type can also be used.
As the organic carboxylic acid, for example, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are suitable.
Phosphorus oxoacids or derivatives thereof include phosphoric acid, phosphoric acid di-n-butyl ester, phosphoric acid diphenyl ester and other phosphoric acid or derivatives thereof such as phosphonic acid, phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid- Like phosphonic acids such as di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, phosphonic acid dibenzyl ester and their esters, phosphinic acids such as phosphinic acid, phenylphosphinic acid and their esters Among these, phosphonic acid is particularly preferable.
(E) A component is used in the ratio of 0.01-5.0 mass parts per 100 mass parts of (A) component.

本発明のポジ型レジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料などを適宜、添加含有させることができる。   The positive resist composition of the present invention may further contain miscible additives as desired, for example, an additional resin for improving the performance of the resist film, a surfactant for improving coating properties, a dissolution inhibitor, Plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents, dyes, and the like can be added and contained as appropriate.

本発明のポジ型レジスト組成物は、材料を有機溶剤(以下、(S)成分ということがある)に溶解させて製造することができる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
例えば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類や、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソアミルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコール、またはジプロピレングリコールモノアセテートのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテルまたはモノフェニルエーテルなどの多価アルコール類およびその誘導体や、ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、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などのエステル類などを挙げることができる。
これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
また、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)と極性溶剤とを混合した混合溶媒は好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2の範囲内とすることが好ましい。
より具体的には、極性溶剤としてELを配合する場合は、PGMEA:ELの質量比が好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2であると好ましい。また、極性溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)を配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比が好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2、さらには7:3〜5:5であると好ましい。
また、(S)成分として、その他には、PGMEA及びELの中から選ばれる少なくとも1種とγ−ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者の質量比が好ましくは70:30〜95:5とされる。
(S)成分の使用量は特に限定しないが、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定されるものであるが、一般的にはレジスト組成物の固形分濃度が2〜20質量%、好ましくは5〜15質量%の範囲内となる様に用いられる。
The positive resist composition of the present invention can be produced by dissolving the material in an organic solvent (hereinafter sometimes referred to as (S) component).
As the component (S), any component can be used as long as it can dissolve each component to be used to form a uniform solution, and any one of conventionally known solvents for chemically amplified resists can be used. Two or more types can be appropriately selected and used.
For example, lactones such as γ-butyrolactone, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl isoamyl ketone, 2-heptanone, ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol, propylene glycol monoacetate Polyhydric alcohols such as dipropylene glycol or dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether and derivatives thereof, cyclic ethers such as dioxane, Methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, pyruvate Le, methyl methoxypropionate, esters such as ethyl ethoxypropionate can be exemplified.
These organic solvents may be used independently and may be used as 2 or more types of mixed solvents.
A mixed solvent obtained by mixing propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and a polar solvent is preferable. The blending ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility between PGMEA and the polar solvent, preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. It is preferable to be within the range.
More specifically, when EL is blended as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: EL is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. When propylene glycol monomethyl ether (PGME) is blended as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: PGME is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2, and even 7: It is preferable that it is 3-5: 5.
In addition, as the component (S), a mixed solvent of at least one selected from PGMEA and EL and γ-butyrolactone is also preferable. In this case, the mixing ratio of the former and the latter is preferably 70:30 to 95: 5.
The amount of the component (S) used is not particularly limited, but is a concentration that can be applied to a substrate or the like, and is appropriately set according to the coating film thickness. In general, the solid content concentration of the resist composition is 2 -20% by mass, preferably 5-15% by mass.

本発明のポジ型レジスト組成物は、優れた解像力を有する。その理由は、明らかではないが、例えばArFエキシマレーザーを用いたプロセスにおいて、従来のレジスト用樹脂としては、ドライエッチング耐性を充分なものとするために、一般的に、アダマンチル基等の多環式の脂肪族多環式基を含有する酸解離性溶解抑制基(保護基)を有するものが用いられてきた。しかし、このような保護基は嵩高いため、該保護基を解離させた後に生じる脱離物がレジスト膜中に残りやすいと考えられる。そして、このような脱離物が、レジスト膜中で可塑剤として働き、レジスト膜を軟化させることにより、レジスト膜中で発生した酸の拡散長を伸ばすなどして酸の拡散を制御しにくくし、これが解像力の向上を妨げていたと考えられる。
これに対し、共重合体(A1’)における分岐鎖状の酸解離性溶解抑制基は、脱離後にガス化しやすく、たとえば露光後にベーク(PEB)を行った際にガス化し、レジスト膜外に放出され、レジスト膜中に残りにくいと考えられる。そして、その過程で、ガス化した酸解離性溶解抑制基がレジスト膜中を縦方向、すなわち基板側からレジスト膜表面方向へと移動し、それに伴って、酸の拡散が、縦方向に促進され、横方向は抑制されると考えられる。
そして、環状の酸解離性溶解抑制基を有する共重合体(A1)は、未露光部におけるレジスト膜の強度を向上させ、ドライエッチング耐性の向上のほか、レジストパターンの形状等を向上させ、それによって解像力の向上に寄与していると考えられる。
そのため、共重合体(A1’)と共重合体(A1)とを併用する本発明のポジ型レジスト組成物においては、レジスト材料として充分なドライエッチング耐性が確保されるとともに、解像力に優れたレジストパターンが形成できると考えられる。
The positive resist composition of the present invention has an excellent resolution. The reason is not clear, but, for example, in a process using an ArF excimer laser, a conventional resist resin generally has a polycyclic group such as an adamantyl group in order to have sufficient dry etching resistance. Those having an acid dissociable, dissolution inhibiting group (protecting group) containing an aliphatic polycyclic group have been used. However, since such a protective group is bulky, it is considered that a leaving product generated after the protective group is dissociated is likely to remain in the resist film. Such a desorbed material acts as a plasticizer in the resist film and softens the resist film, thereby making it difficult to control acid diffusion by extending the diffusion length of the acid generated in the resist film. This is thought to have hindered the improvement of resolution.
On the other hand, the branched acid dissociable, dissolution inhibiting group in the copolymer (A1 ′) is easily gasified after desorption. For example, when it is baked (PEB) after exposure, it is gasified to be outside the resist film. It is considered that it is released and hardly remains in the resist film. In this process, the gasified acid dissociable, dissolution inhibiting group moves in the resist film in the vertical direction, that is, from the substrate side to the resist film surface direction, and accordingly, acid diffusion is promoted in the vertical direction. The lateral direction is considered to be suppressed.
The copolymer (A1) having a cyclic acid dissociable, dissolution inhibiting group improves the strength of the resist film in the unexposed area, improves the dry etching resistance, and improves the shape of the resist pattern. This is considered to contribute to the improvement of resolution.
Therefore, in the positive resist composition of the present invention using both the copolymer (A1 ′) and the copolymer (A1), a resist having excellent dry etching resistance as a resist material and excellent resolution. It is thought that a pattern can be formed.

本発明のポジ型レジスト組成物が解像力に優れていることは、たとえばMEF(マスクエラーファクター)を評価することにより確認できる。
MEFとは、線幅や口径の異なるマスクパターンを、同じ露光量で、どれだけ忠実に再現できるかを示すパラメーターであり、下記式により求められる値である。MEFは1に近いほど好ましい。
MEF=|CD−CD|/|MD−MD
上記式中、MD、MDはそれぞれ異なったマスクパターンのサイズ(nm)であり、CD、CDはそれぞれ該マスクパターンを用いて形成されたレジストパターンのサイズ(nm)である。
Whether the positive resist composition of the present invention is excellent in resolving power can be confirmed, for example, by evaluating MEF (mask error factor).
The MEF is a parameter indicating how faithfully a mask pattern having a different line width or aperture can be reproduced with the same exposure amount, and is a value obtained by the following equation. The MEF is preferably closer to 1.
MEF = | CD x -CD y | / | MD x -MD y |
In the above formula, MD x and MD y are different mask pattern sizes (nm), and CD x and CD y are resist pattern sizes (nm) formed using the mask patterns, respectively.

また、本発明においては、焦点深度幅(DOF)が広い、露光量マージンが大きい等の利点も有している。これは、上記と同様、酸の拡散の制御性が向上することによると考えられる。   The present invention also has advantages such as a wide depth of focus (DOF) and a large exposure margin. This is thought to be due to the improved controllability of acid diffusion, as described above.

≪レジストパターン形成方法≫
本発明のレジストパターン形成方法は例えば以下の様にして行うことができる。
すなわち、まずシリコンウェーハのような基板上に、上記ポジ型レジスト組成物をスピンナーなどで塗布し、80〜150℃の温度条件下、プレベークを40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施し、これに例えばArF露光装置などにより、ArFエキシマレーザー光を所望のマスクパターンを介して選択的に露光した後、80〜150℃の温度条件下、PEB(露光後加熱)を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施す。次いでこれをアルカリ現像液、例えば0.1〜10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて現像処理する。このようにして、マスクパターンに忠実なレジストパターンを得ることができる。
なお、基板とレジスト組成物の塗布層との間には、有機系または無機系の反射防止膜を設けることもできる。
また、露光に用いる波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線等の放射線を用いて行うことができる。本発明にかかるポジ型レジスト組成物は、特に、ArFエキシマレーザーに対して有効である。
≪Resist pattern formation method≫
The resist pattern forming method of the present invention can be performed, for example, as follows.
That is, first, the positive resist composition is applied onto a substrate such as a silicon wafer with a spinner and prebaked for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds under a temperature condition of 80 to 150 ° C. After selectively exposing ArF excimer laser light through a desired mask pattern using, for example, an ArF exposure apparatus or the like, PEB (post-exposure heating) is performed for 40 to 120 seconds at a temperature of 80 to 150 ° C., preferably Apply for 60-90 seconds. Subsequently, this is developed using an alkaline developer, for example, an aqueous 0.1 to 10% by mass tetramethylammonium hydroxide solution. In this way, a resist pattern faithful to the mask pattern can be obtained.
An organic or inorganic antireflection film can be provided between the substrate and the coating layer of the resist composition.
The wavelength used for exposure is not particularly limited, and ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-ray, soft X-ray Or the like. The positive resist composition according to the present invention is particularly effective for an ArF excimer laser.

次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
[合成例]
・樹脂(A)−1の合成
窒素吹き込み管と還流器と、滴下ロートと温度計を取り付けた4口フラスコに、テトラヒドロフラン320g、tert−アミルメタクリレート31.2g、γ−ブチロラクトンメタクリレート34.0gと3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート23.6gを入れ、窒素置換した後、攪拌しながら70℃に昇温した。その温度を維持しつつ、重合開始剤V−601(和光純薬工業製)11.5gを17gのテトラヒドロフランに溶解させた重合開始剤溶液を15分かけて滴下した。滴下終了後、その温度を維持しつつ5時間攪拌を続けた後、25℃に冷却し重合を完了した。
その後、得られた重合溶液を大量のメタノール/水の混合溶液中に滴下して析出物を得た。この析出物をろ別、洗浄、乾燥して樹脂(A)−1を得た。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算で求めた質量平均分子量(Mw)は10500,分散度は(Mw/Mn)1.55であった。
カーボンNMR(13C−NMR)の測定結果、組成比はn:m:l=40:40:20(モル比)であった。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these examples.
[Synthesis example]
Synthesis of Resin (A) -1 To a 4-necked flask equipped with a nitrogen blowing tube, a reflux condenser, a dropping funnel and a thermometer, 320 g of tetrahydrofuran, 31.2 g of tert-amyl methacrylate, 34.0 g of γ-butyrolactone methacrylate and 3 After putting 23.6 g of -hydroxy-1-adamantyl methacrylate and replacing with nitrogen, the temperature was raised to 70 ° C. with stirring. While maintaining the temperature, a polymerization initiator solution prepared by dissolving 11.5 g of a polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 17 g of tetrahydrofuran was added dropwise over 15 minutes. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 5 hours while maintaining the temperature, and then the mixture was cooled to 25 ° C. to complete the polymerization.
Thereafter, the obtained polymerization solution was dropped into a large amount of methanol / water mixed solution to obtain a precipitate. This precipitate was filtered, washed and dried to obtain Resin (A) -1. The mass average molecular weight (Mw) determined by gel permeation chromatography (GPC) in terms of polystyrene was 10500, and the degree of dispersion was (Mw / Mn) 1.55.
As a result of measurement by carbon NMR ( 13 C-NMR), the composition ratio was n: m: l = 40: 40: 20 (molar ratio).

Figure 2006349800
Figure 2006349800

・樹脂(A)−2の合成
窒素吹き込み管と還流器と、滴下ロートと温度計を取り付けた4口フラスコに、テトラヒドロフラン320g、ジエチルメチルメタクリレート34.1g、γ−ブチロラクトンメタクリレート34.0gと3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート23.6gを入れ、窒素置換した後、攪拌しながら70℃に昇温した。その温度を維持しつつ、重合開始剤V−601(和光純薬工業製)11.5gを17gのテトラヒドロフランに溶解させた重合開始剤溶液を15分かけて滴下した。滴下終了後、その温度を維持しつつ5時間攪拌を続けた後、25℃に冷却し重合を完了した。
その後、得られた重合溶液を大量のメタノール/水の混合溶液中に滴下して析出物を得た。この析出物をろ別、洗浄、乾燥して樹脂(A)−2を得た。
Synthesis of Resin (A) -2 In a four-necked flask equipped with a nitrogen blowing tube, a reflux condenser, a dropping funnel and a thermometer, 320 g of tetrahydrofuran, 34.1 g of diethylmethyl methacrylate, 34.0 g of γ-butyrolactone methacrylate and 3- After putting 23.6 g of hydroxy-1-adamantyl methacrylate and replacing with nitrogen, the temperature was raised to 70 ° C. with stirring. While maintaining the temperature, a polymerization initiator solution prepared by dissolving 11.5 g of a polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 17 g of tetrahydrofuran was added dropwise over 15 minutes. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 5 hours while maintaining the temperature, and then the mixture was cooled to 25 ° C. to complete the polymerization.
Thereafter, the obtained polymerization solution was dropped into a large amount of methanol / water mixed solution to obtain a precipitate. The precipitate was filtered, washed and dried to obtain Resin (A) -2.

Figure 2006349800
Figure 2006349800

・樹脂(A)−3の合成
窒素吹き込み管と還流器と、滴下ロートと温度計を取り付けた4口フラスコに、テトラヒドロフラン330g、tertヘプチルメタクリレート36.9g、γ−ブチロラクトンメタクリレート34.0gと3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート23.6gを入れ、窒素置換した後、攪拌しながら70℃に昇温した。その温度を維持しつつ、重合開始剤V−601(和光純薬工業製)11.5gを17gのテトラヒドロフランに溶解させた重合開始剤溶液を15分かけて滴下した。滴下終了後、その温度を維持しつつ5時間攪拌を続けた後、25℃に冷却し重合を完了した。
その後、得られた重合溶液を大量のメタノール/水の混合溶液中に滴下して析出物を得た。この析出物をろ別、洗浄、乾燥して樹脂(A)−3を得た。
Synthesis of Resin (A) -3 In a four-necked flask equipped with a nitrogen blowing tube, a reflux condenser, a dropping funnel and a thermometer, 330 g of tetrahydrofuran, 36.9 g of tert heptyl methacrylate, 34.0 g of γ-butyrolactone methacrylate and 3- After putting 23.6 g of hydroxy-1-adamantyl methacrylate and replacing with nitrogen, the temperature was raised to 70 ° C. with stirring. While maintaining the temperature, a polymerization initiator solution prepared by dissolving 11.5 g of a polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 17 g of tetrahydrofuran was added dropwise over 15 minutes. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 5 hours while maintaining the temperature, and then the mixture was cooled to 25 ° C. to complete the polymerization.
Thereafter, the obtained polymerization solution was dropped into a large amount of methanol / water mixed solution to obtain a precipitate. The precipitate was filtered, washed and dried to obtain Resin (A) -3.

Figure 2006349800
Figure 2006349800

・樹脂(A)−4の合成
窒素吹き込み管と還流器と、滴下ロートと温度計を取り付けた4口フラスコに、テトラヒドロフラン300g、tert−アミルメタクリレート31.2g、γ−ブチロラクトンアクリレート31.2gと3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート23.6gを入れ、窒素置換した後、攪拌しながら70℃に昇温した。その温度を維持しつつ、重合開始剤V−601(和光純薬工業製)11.5gを17gのテトラヒドロフランに溶解させた重合開始剤溶液を15分かけて滴下した。滴下終了後、その温度を維持しつつ5時間攪拌を続けた後、25℃に冷却し重合を完了した。
その後、得られた重合溶液を大量のメタノール/水の混合溶液中に滴下して析出物を得た。この析出物をろ別、洗浄、乾燥して樹脂(A)−4を得た。
Synthesis of Resin (A) -4 To a 4-neck flask equipped with a nitrogen blowing tube, a reflux condenser, a dropping funnel and a thermometer, 300 g of tetrahydrofuran, 31.2 g of tert-amyl methacrylate, 31.2 g of γ-butyrolactone acrylate and 3 After putting 23.6 g of -hydroxy-1-adamantyl methacrylate and replacing with nitrogen, the temperature was raised to 70 ° C. with stirring. While maintaining the temperature, a polymerization initiator solution prepared by dissolving 11.5 g of a polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 17 g of tetrahydrofuran was added dropwise over 15 minutes. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 5 hours while maintaining the temperature, and then the mixture was cooled to 25 ° C. to complete the polymerization.
Thereafter, the obtained polymerization solution was dropped into a large amount of methanol / water mixed solution to obtain a precipitate. The precipitate was filtered, washed and dried to obtain Resin (A) -4.

Figure 2006349800
Figure 2006349800

・樹脂(A)−5の合成
窒素吹き込み管と還流器と、滴下ロートと温度計を取り付けた4口フラスコに、テトラヒドロフラン300g、tert−アミルメタクリレート39.1g、γ−ブチロラクトンメタクリレート25.5gと3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート22.2gを入れ、窒素置換した後、攪拌しながら70℃に昇温した。その温度を維持しつつ、重合開始剤V−601(和光純薬工業製)11.5gを17gのテトラヒドロフランに溶解させた重合開始剤溶液を15分かけて滴下した。滴下終了後、その温度を維持しつつ5時間攪拌を続けた後、25℃に冷却し重合を完了した。
その後、得られた重合溶液を大量のメタノール/水の混合溶液中に滴下して析出物を得た。この析出物をろ別、洗浄、乾燥して樹脂(A)−5を得た。
-Synthesis of Resin (A) -5 To a 4-neck flask equipped with a nitrogen blowing tube, a reflux condenser, a dropping funnel and a thermometer, 300 g of tetrahydrofuran, 39.1 g of tert-amyl methacrylate, 25.5 g of γ-butyrolactone methacrylate and 3 After putting 22.2 g of hydroxy-1-adamantyl acrylate and replacing with nitrogen, the temperature was raised to 70 ° C. with stirring. While maintaining the temperature, a polymerization initiator solution prepared by dissolving 11.5 g of a polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 17 g of tetrahydrofuran was added dropwise over 15 minutes. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 5 hours while maintaining the temperature, and then the mixture was cooled to 25 ° C. to complete the polymerization.
Thereafter, the obtained polymerization solution was dropped into a large amount of methanol / water mixed solution to obtain a precipitate. The precipitate was filtered, washed and dried to obtain Resin (A) -5.

Figure 2006349800
Figure 2006349800

・樹脂(A)−6の合成
窒素吹き込み管と還流器と、滴下ロートと温度計を取り付けた4口フラスコに、テトラヒドロフラン300g、tert−アミルメタクリレート31.2g、γ−ブチロラクトンアクリレート31.2gと3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート22.2gを入れ、窒素置換した後、攪拌しながら70℃に昇温した。その温度を維持しつつ、重合開始剤V−601(和光純薬工業製)11.5gを17gのテトラヒドロフランに溶解させた重合開始剤溶液を15分かけて滴下した。滴下終了後、その温度を維持しつつ5時間攪拌を続けた後、25℃に冷却し重合を完了した。
その後、得られた重合溶液を大量のメタノール/水の混合溶液中に滴下して析出物を得た。この析出物をろ別、洗浄、乾燥して樹脂(A)−6を得た。
-Synthesis of Resin (A) -6 To a 4-neck flask equipped with a nitrogen blowing tube, a reflux condenser, a dropping funnel and a thermometer, 300 g of tetrahydrofuran, 31.2 g of tert-amyl methacrylate, 31.2 g of γ-butyrolactone acrylate and 3 After putting 22.2 g of hydroxy-1-adamantyl acrylate and replacing with nitrogen, the temperature was raised to 70 ° C. with stirring. While maintaining the temperature, a polymerization initiator solution prepared by dissolving 11.5 g of a polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 17 g of tetrahydrofuran was added dropwise over 15 minutes. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 5 hours while maintaining the temperature, and then the mixture was cooled to 25 ° C. to complete the polymerization.
Thereafter, the obtained polymerization solution was dropped into a large amount of methanol / water mixed solution to obtain a precipitate. The precipitate was filtered, washed and dried to obtain Resin (A) -6.

Figure 2006349800
Figure 2006349800

・樹脂(A)−7の合成
窒素吹き込み管と還流器と、滴下ロートと温度計を取り付けた4口フラスコに、テトラヒドロフラン340g、1−エチル−1−シクロヘキシルメタクリレート39.3g、γ−ブチロラクトンメタクリレート34.0gと3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート23.6gを入れ、窒素置換した後、攪拌しながら70℃に昇温した。その温度を維持しつつ、重合開始剤V−601(和光純薬工業製)11.5gを17gのテトラヒドロフランに溶解させた重合開始剤溶液を15分かけて滴下した。滴下終了後、その温度を維持しつつ5時間攪拌を続けた後、25℃に冷却し重合を完了した。
その後、得られた重合溶液を大量のメタノール/水の混合溶液中に滴下して析出物を得た。この析出物をろ別、洗浄、乾燥して樹脂(A)−7を得た。
-Synthesis | combination of resin (A) -7 340g of tetrahydrofuran, 39.3g of 1-ethyl- 1-cyclohexyl methacrylate, and (gamma) -butyrolactone methacrylate 34 were added to the 4-neck flask equipped with the nitrogen blowing tube, the reflux condenser, the dropping funnel, and the thermometer. 0.0 g and 33.6 g of 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate were added, and after the atmosphere was replaced with nitrogen, the temperature was raised to 70 ° C. with stirring. While maintaining the temperature, a polymerization initiator solution prepared by dissolving 11.5 g of a polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 17 g of tetrahydrofuran was added dropwise over 15 minutes. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 5 hours while maintaining the temperature, and then the mixture was cooled to 25 ° C. to complete the polymerization.
Thereafter, the obtained polymerization solution was dropped into a large amount of methanol / water mixed solution to obtain a precipitate. The precipitate was filtered, washed and dried to obtain Resin (A) -7.

Figure 2006349800
Figure 2006349800

・樹脂(A)−8の合成
窒素吹き込み管と還流器と、滴下ロートと温度計を取り付けた4口フラスコに、テトラヒドロフラン330g、2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート35.1g、5−アクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン46.8gと3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート11.8gを入れ、窒素置換した後、攪拌しながら70℃に昇温した。その温度を維持しつつ、重合開始剤V−601(和光純薬工業製)11.5gを17gのテトラヒドロフランに溶解させた重合開始剤溶液を15分かけて滴下した。滴下終了後、その温度を維持しつつ5時間攪拌を続けた後、25℃に冷却し重合を完了した。
その後、得られた重合溶液を大量のメタノール/水の混合溶液中に滴下して析出物を得た。この析出物をろ別、洗浄、乾燥して樹脂(A)−8を得た。
Synthesis of Resin (A) -8 Tetrahydrofuran 330 g, 2-methyl-2-adamantyl methacrylate 35.1 g, 5-acryloyloxy-to a 4-neck flask equipped with a nitrogen blowing tube, a reflux condenser, a dropping funnel and a thermometer After putting 46.8 g of 2,6-norbornanecarbolactone and 11.8 g of 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate and replacing with nitrogen, the temperature was raised to 70 ° C. with stirring. While maintaining the temperature, a polymerization initiator solution prepared by dissolving 11.5 g of a polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 17 g of tetrahydrofuran was added dropwise over 15 minutes. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 5 hours while maintaining the temperature, and then the mixture was cooled to 25 ° C. to complete the polymerization.
Thereafter, the obtained polymerization solution was dropped into a large amount of methanol / water mixed solution to obtain a precipitate. The precipitate was filtered, washed and dried to obtain Resin (A) -8.

Figure 2006349800
Figure 2006349800

・樹脂(A)−9の合成
窒素吹き込み管と還流器と、滴下ロートと温度計を取り付けた4口フラスコに、テトラヒドロフラン400g、2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート49.7g、5−アクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン41.6gと3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート23.6gを入れ、窒素置換した後、攪拌しながら70℃に昇温した。その温度を維持しつつ、重合開始剤V−601(和光純薬工業製)11.5gを17gのテトラヒドロフランに溶解させた重合開始剤溶液を15分かけて滴下した。滴下終了後、その温度を維持しつつ5時間攪拌を続けた後、25℃に冷却し重合を完了した。
その後、得られた重合溶液を大量のメタノール/水の混合溶液中に滴下して析出物を得た。この析出物をろ別、洗浄、乾燥して樹脂(A)−9を得た。
-Synthesis of Resin (A) -9 Tetrahydrofuran 400g, 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate 49.7g, 5-acryloyloxy- in a 4-neck flask equipped with a nitrogen blowing tube, a reflux condenser, a dropping funnel and a thermometer After putting 41.6 g of 2,6-norbornanecarbolactone and 23.6 g of 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate and replacing with nitrogen, the temperature was raised to 70 ° C. with stirring. While maintaining the temperature, a polymerization initiator solution prepared by dissolving 11.5 g of a polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 17 g of tetrahydrofuran was added dropwise over 15 minutes. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 5 hours while maintaining the temperature, and then the mixture was cooled to 25 ° C. to complete the polymerization.
Thereafter, the obtained polymerization solution was dropped into a large amount of methanol / water mixed solution to obtain a precipitate. This precipitate was filtered off, washed and dried to obtain Resin (A) -9.

Figure 2006349800
Figure 2006349800

・実施例1〜7、比較例1〜2
表1に示す各成分を混合し、溶解してポジ型レジスト組成物溶液を調製した。
-Examples 1-7, Comparative Examples 1-2
Each component shown in Table 1 was mixed and dissolved to prepare a positive resist composition solution.

Figure 2006349800
Figure 2006349800

表1中の各略号は以下の意味を有する。また、表1中の[]内の数値は配合量(質量部)である。
(B)−1:4−メチルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート。
(B)−2:下記化学式の化合物
Each abbreviation in Table 1 has the following meaning. Moreover, the numerical value in [] of Table 1 is a compounding quantity (mass part).
(B) -1: 4-methylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate.
(B) -2: Compound having the following chemical formula

Figure 2006349800
Figure 2006349800

(B)−3:下記化学式の化合物 (B) -3: Compound of the following chemical formula

Figure 2006349800
Figure 2006349800

(D)−1:トリエタノールアミン。
(S)−1:PGMEA/プロピレングリコールモノメチルエーテル=6/4(質量比)の混合溶剤。
(S)−2:PGMEA/EL=8/2(質量比)の混合溶剤。
(S)−3:PGMEA/シクロヘキサノン=6/4(質量比)の混合溶剤。
(D) -1: Triethanolamine.
(S) -1: Mixed solvent of PGMEA / propylene glycol monomethyl ether = 6/4 (mass ratio).
(S) -2: Mixed solvent of PGMEA / EL = 8/2 (mass ratio).
(S) -3: PGMEA / cyclohexanone = 6/4 (mass ratio) mixed solvent.

得られたポジ型レジスト組成物溶液を用いて以下の評価を行った。
・焦点深度幅(DOF)評価
有機系反射防止膜組成物「ARC−29」(商品名、ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて8インチシリコンウェーハ上に塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚77nmの有機系反射防止膜を形成した。該反射防止膜上に、ポジ型レジスト組成物溶液をスピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、表2に示すPAB温度で60秒間プレベークし、乾燥することにより、膜厚250nmのレジスト膜を形成した。
ついで、ArF露光装置NSR−S306(ニコン社製;NA(開口数)=0.78、σ=0.90)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、マスクパターン(6%ハーフトーン)を介して選択的に照射した。
そして、表2に示すPEB温度で60秒間のPEB処理を行い、さらに23℃にて、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて60秒間現像し、その後20秒間水洗して乾燥して、直径110nmのホールパターン(プリント/マスク/ピッチ=110nm/130nm/220nm)を形成した。
直径110nmのホールパターンが形成される最適露光量EOP(mJ/cm)おいて、焦点を適宜上下にずらし、該ホールパターンが直径110nm±10%の寸法変化率の範囲内で得られる焦点深度(DOF)の幅(μm)を求めた。結果は表2に示した。
The following evaluation was performed using the obtained positive resist composition solution.
-Depth of focus (DOF) evaluation An organic antireflective coating composition "ARC-29" (trade name, manufactured by Brewer Science) was applied onto an 8-inch silicon wafer using a spinner, and 205 ° C on a hot plate. By baking for 60 seconds and drying, an organic antireflection film having a film thickness of 77 nm was formed. A positive resist composition solution is applied onto the antireflection film using a spinner, prebaked on a hot plate at the PAB temperature shown in Table 2 for 60 seconds, and dried to form a resist film having a thickness of 250 nm. Formed.
Next, an ArF excimer laser (193 nm) was passed through a mask pattern (6% halftone) with an ArF exposure apparatus NSR-S306 (manufactured by Nikon; NA (numerical aperture) = 0.78, σ = 0.90). Selectively irradiated.
Then, PEB treatment was performed at the PEB temperature shown in Table 2 for 60 seconds, and further developed at 23 ° C. using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds, then washed with water for 20 seconds and dried. Thus, a hole pattern (print / mask / pitch = 110 nm / 130 nm / 220 nm) having a diameter of 110 nm was formed.
At an optimum exposure dose EOP (mJ / cm 2 ) at which a hole pattern with a diameter of 110 nm is formed, the focal point is appropriately shifted up and down, and the depth of focus at which the hole pattern can be obtained within the range of the dimensional change rate of 110 nm ± 10%. The width (μm) of (DOF) was determined. The results are shown in Table 2.

・マスクエラーファクター(MEF)評価
上記EOPにて、マスクパターンのサイズを130nm(ピッチ220nm)または150nm(ピッチ227.5nm)に変えた以外は上記と同様にしてホールパターンを形成し、以下の式からMEF(マスクエラーファクター)の値を求めた。
MEF=|CD150−CD130|/|MD150−MD130|
上記式中、CD150、CD130はそれぞれ150nm、130nmのマスクパターンを用いて形成されたホールパターンの寸法(直径(nm))であり、MD150、MD130はそれぞれマスクパターンのホールの直径(nm)であり、MD150=150、MD130=130である。MEFは、寸法の異なるマスクパターンを、同じ露光量で、どれだけ忠実に再現できるかを示すパラメーターであり、このMEFの値が1に近いほど、マスクパターンの再現性が高く、解像力が良好である。結果は下記表2に示した。
Mask error factor (MEF) evaluation A hole pattern was formed in the same manner as above except that the mask pattern size was changed to 130 nm (pitch 220 nm) or 150 nm (pitch 227.5 nm) at the EOP. From this, the value of MEF (mask error factor) was determined.
MEF = | CD150-CD130 | / | MD150-MD130 |
In the above formula, CD150 and CD130 are the dimensions (diameter (nm)) of hole patterns formed using mask patterns of 150 nm and 130 nm, respectively, and MD150 and MD130 are the diameters (nm) of holes of the mask pattern, respectively. MD150 = 150 and MD130 = 130. MEF is a parameter that indicates how faithfully a mask pattern with different dimensions can be reproduced with the same exposure amount. The closer this MEF value is to 1, the higher the reproducibility of the mask pattern and the better the resolution. is there. The results are shown in Table 2 below.

Figure 2006349800
Figure 2006349800

上述のように、共重合体(A1’)に相当する共重合体(A)−1〜(A)−6のいずれかと、共重合体(A1)に相当する共重合体(A)−8とを混合して用いた実施例1〜7においては、いずれも、MEFが比較例よりも1に近く、なかでも、実施例5〜7はMEFが特に良好であった。このことから、実施例1〜7のポジ型レジスト組成物が高い解像力を有することが確認できた。また、実施例1〜7のポジ型レジスト組成物は、DOFもすべて比較例より大きかった。
一方、共重合体(A1)に相当する共重合体(A)−7〜(A)−9の内の1種または2種のみを用いた比較例1,2は、MEFが大きかった。また、DOFについても、実施例よりも小さかった。

As described above, any one of the copolymers (A) -1 to (A) -6 corresponding to the copolymer (A1 ′) and the copolymer (A) -8 corresponding to the copolymer (A1) In Examples 1 to 7 used in a mixture, MEF was closer to 1 than in Comparative Examples, and in particular, Examples 5 to 7 had particularly good MEF. From this, it was confirmed that the positive resist compositions of Examples 1 to 7 have high resolution. Moreover, the positive resist compositions of Examples 1 to 7 all had a larger DOF than the comparative examples.
On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 using only one or two of the copolymers (A) -7 to (A) -9 corresponding to the copolymer (A1) had a large MEF. Moreover, DOF was also smaller than the Example.

Claims (9)

酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含有するポジ型レジスト組成物であって、
前記樹脂成分(A)が、環状の酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1)を有する共重合体(A1)と、分岐鎖状の酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1’)を有する共重合体(A1’)との混合物であることを特徴とするポジ型レジスト組成物。
A positive resist composition comprising a resin component (A) whose alkali solubility is increased by the action of an acid and an acid generator component (B) which generates an acid upon exposure,
The resin component (A) is a copolymer (A1) having a structural unit (a1) derived from an acrylate ester containing a cyclic acid dissociable, dissolution inhibiting group, and a branched acid dissociable, dissolution inhibiting group. A positive resist composition comprising a copolymer (A1 ′) having a structural unit (a1 ′) derived from an acrylate ester containing
前記構成単位(a1’)が、下記一般式(a1’−1)
Figure 2006349800
[式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を表し;R61〜R63はそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基である。]
で表される請求項1記載のポジ型レジスト組成物。
The structural unit (a1 ′) is represented by the following general formula (a1′-1)
Figure 2006349800
[Wherein, R represents a hydrogen atom, a halogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; R 61 to R 63 each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. ]
The positive resist composition of Claim 1 represented by these.
前記共重合体(A1)と共重合体(A1’)との混合比(質量比)が、9:1〜1:9の範囲内である請求項1または2記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 1 or 2, wherein a mixing ratio (mass ratio) of the copolymer (A1) and the copolymer (A1 ') is within a range of 9: 1 to 1: 9. 前記共重合体(A1)が、ラクトン含有単環または多環式基を有するアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a2)を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist according to claim 1, wherein the copolymer (A1) has a structural unit (a2) derived from an acrylate ester having a lactone-containing monocyclic or polycyclic group. Composition. 前記共重合体(A1)が、極性基含有脂肪族炭化水素基を含有するアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a3)を有する請求項1〜4のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist according to claim 1, wherein the copolymer (A1) has a structural unit (a3) derived from an acrylate ester containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group. Composition. 前記共重合体(A1’)が、ラクトン含有単環または多環式基を有するアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a2’)を有する請求項1〜5のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。   6. The positive electrode according to claim 1, wherein the copolymer (A1 ′) has a structural unit (a2 ′) derived from an acrylate ester having a lactone-containing monocyclic or polycyclic group. Type resist composition. 前記共重合体(A1’)が、極性基含有脂肪族炭化水素基を含有するアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a3’)を有する請求項1〜6のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。   The positive electrode according to any one of claims 1 to 6, wherein the copolymer (A1 ') has a structural unit (a3') derived from an acrylate ester containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group. Type resist composition. さらに含窒素有機化合物(D)を含有する請求項1〜7のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。   Furthermore, the positive resist composition as described in any one of Claims 1-7 containing a nitrogen-containing organic compound (D). 請求項1〜8のいずれか1項に記載のポジ型レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法。

A step of forming a resist film on a substrate using the positive resist composition according to claim 1, a step of exposing the resist film, and developing the resist film to form a resist pattern A resist pattern forming method including the step of:

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007199709A (en) * 2005-12-27 2007-08-09 Fujifilm Corp Positive resist composition and pattern forming method using the same
WO2008053697A1 (en) * 2006-10-31 2008-05-08 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive resist composition and method for formation of resist pattern
JP2008116496A (en) * 2006-10-31 2008-05-22 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Positive resist composition and method for formation of resist pattern
US8519073B2 (en) 2006-10-31 2013-08-27 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Compound and polymeric compound
US9023580B2 (en) 2011-11-24 2015-05-05 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Method of forming polymeric compound, resist composition and method of forming resist pattern

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5548406B2 (en) * 2008-08-22 2014-07-16 東京応化工業株式会社 Positive resist composition, resist pattern forming method, polymer compound
JP5470053B2 (en) 2010-01-05 2014-04-16 東京応化工業株式会社 Positive resist composition and resist pattern forming method
US8795948B2 (en) 2012-03-22 2014-08-05 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Resist composition, method of forming resist pattern and polymeric compound
US8795947B2 (en) 2012-03-22 2014-08-05 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Resist composition and method of forming resist pattern

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000336121A (en) * 1998-11-02 2000-12-05 Shin Etsu Chem Co Ltd New ester compound, high polymer compound, resist material and pattern-forming method
JP2003241385A (en) * 2001-12-03 2003-08-27 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Positive resist composition and method of forming resist pattern using the same
JP2004233953A (en) * 2002-12-02 2004-08-19 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Positive type resist composition
WO2004108780A1 (en) * 2003-06-05 2004-12-16 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Resin for photoresist composition, photoresist composition and method for forming resist pattern
JP2004361629A (en) * 2003-06-04 2004-12-24 Fuji Photo Film Co Ltd Positive resist composition
JP2005010488A (en) * 2003-06-19 2005-01-13 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Positive resist composition
WO2005040922A1 (en) * 2003-10-23 2005-05-06 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Resist composition and method for forming resist pattern
JP2005258362A (en) * 2004-02-12 2005-09-22 Jsr Corp Copolymer and radiation sensitive resin composition using same

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000336121A (en) * 1998-11-02 2000-12-05 Shin Etsu Chem Co Ltd New ester compound, high polymer compound, resist material and pattern-forming method
JP2003241385A (en) * 2001-12-03 2003-08-27 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Positive resist composition and method of forming resist pattern using the same
JP2004233953A (en) * 2002-12-02 2004-08-19 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Positive type resist composition
JP2004361629A (en) * 2003-06-04 2004-12-24 Fuji Photo Film Co Ltd Positive resist composition
WO2004108780A1 (en) * 2003-06-05 2004-12-16 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Resin for photoresist composition, photoresist composition and method for forming resist pattern
JP2005010488A (en) * 2003-06-19 2005-01-13 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Positive resist composition
WO2005040922A1 (en) * 2003-10-23 2005-05-06 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Resist composition and method for forming resist pattern
JP2005258362A (en) * 2004-02-12 2005-09-22 Jsr Corp Copolymer and radiation sensitive resin composition using same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007199709A (en) * 2005-12-27 2007-08-09 Fujifilm Corp Positive resist composition and pattern forming method using the same
WO2008053697A1 (en) * 2006-10-31 2008-05-08 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive resist composition and method for formation of resist pattern
JP2008116496A (en) * 2006-10-31 2008-05-22 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Positive resist composition and method for formation of resist pattern
US8105747B2 (en) 2006-10-31 2012-01-31 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive resist composition and method of forming resist pattern
US8519073B2 (en) 2006-10-31 2013-08-27 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Compound and polymeric compound
US9023580B2 (en) 2011-11-24 2015-05-05 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Method of forming polymeric compound, resist composition and method of forming resist pattern

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