JP2007072102A - Positive photosensitive composition and pattern forming method using the same - Google Patents

Positive photosensitive composition and pattern forming method using the same Download PDF

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邦彦 児玉
Kenji Wada
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive photosensitive composition excellent in density distribution dependency even in formation of a fine pattern of ≤100 nm, and a pattern forming method using the same. <P>SOLUTION: The positive photosensitive composition contains (A) a compound capable of generating an acid upon irradiation with an actinic ray or radiation and (B) a resin having a group which is decomposed by the action of an acid to increase solubility in an alkali developer, wherein (B) the resin component is a resin having a repeating unit (Ba) having a diamantane structure and a repeating unit (Bb) having a group which is decomposed by the action of an acid to increase solubility in an alkali developer and having a non-polycyclic hydrocarbon structure within a group which is released by the action of an acid from the group which is decomposed by the action of an acid to increase solubility in an alkali developer. The pattern forming method using the same is also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さらにその他のフォトファブリケーション工程に使用されるポジ型感光性組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関するものである。さらに詳しくは250nm以下、好ましくは220nm以下の遠紫外線などの露光光源、および電子線などによる照射源とする場合に好適なポジ型感光性組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関するものである。   The present invention relates to a positive photosensitive composition used in a semiconductor manufacturing process such as an IC, a circuit board such as a liquid crystal or a thermal head, and other photofabrication processes, and a pattern forming method using the same. is there. More specifically, the present invention relates to a positive photosensitive composition suitable for use as an exposure light source such as far ultraviolet rays of 250 nm or less, preferably 220 nm or less, and an irradiation source using an electron beam, and a pattern forming method using the same.

化学増幅系感光性組成物は、遠紫外線等の活性光線または放射線の照射により露光部に酸を生成させ、この酸を触媒とする反応によって、活性光線または放射線の照射部と非照射部の現像液に対する溶解性を変化させ、パターンを基板上に形成させるパターン形成材料である。   The chemically amplified photosensitive composition generates an acid in the exposed area by irradiation with actinic rays or radiation such as far ultraviolet rays, and develops the irradiated portion and non-irradiated portion of the active ray or radiation by a reaction using this acid as a catalyst. It is a pattern forming material that changes the solubility in a liquid and forms a pattern on a substrate.

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

一方、更なる短波長の光源、例えばArFエキシマレーザー(193nm)を露光光源として使用する場合は、芳香族基を有する化合物が本質的に193nm領域に大きな吸収を示すため、上記化学増幅系でも十分ではなかった。
このため、脂環炭化水素構造を有する樹脂を含有するArFエキシマレーザー用レジストが開発されてきている。特開平9−73173号公報(特許文献1)にはアダマンタン構造を有する酸分解性樹脂を含有するレジスト組成物が記載されている。しかしながら、パターンの微細化に伴い、レジスト膜厚の薄膜化が必要となり、レジスト膜のドライエッチング耐性が求められている。米国特許出願公開第2005/0074690A号明細書(特許文献2)にはジアマンタン構造を有する繰り返し単位を有する樹脂が記載されている。しかしながらドライエッチング耐性は樹脂の炭素密度に相関し、炭素密度を上げることにより改良可能であるが、画像解像性能との両立が極めて困難であり、特に線幅100nm以下のような微細なパターンを形成する際には、繰り返し単位の構造のみならず、最適な繰り返し単位の組み合わせを選択していく必要がある。
特に密集ラインアンドスペースパターンと孤立ラインパターンのように異なるパターンが混在するデバイスにおいては、同じ線幅のマスクを用いても光学像が異なるため孤立パターンが細ってしまう疎密依存性の問題があり、改良が求められている。
On the other hand, when a further short wavelength light source, for example, an ArF excimer laser (193 nm) is used as an exposure light source, the compound having an aromatic group exhibits a large absorption in the 193 nm region. It wasn't.
For this reason, an ArF excimer laser resist containing a resin having an alicyclic hydrocarbon structure has been developed. JP-A-9-73173 (Patent Document 1) describes a resist composition containing an acid-decomposable resin having an adamantane structure. However, as the pattern becomes finer, it is necessary to reduce the thickness of the resist film, and the dry etching resistance of the resist film is required. US Patent Application Publication No. 2005 / 0074690A (Patent Document 2) describes a resin having a repeating unit having a diamantane structure. However, dry etching resistance correlates with the carbon density of the resin and can be improved by increasing the carbon density, but it is extremely difficult to achieve compatibility with image resolution performance, and in particular, a fine pattern with a line width of 100 nm or less is required. When forming, it is necessary to select not only the structure of the repeating units but also the optimal combination of repeating units.
Especially in devices where different patterns such as dense line and space pattern and isolated line pattern are mixed, there is a problem of density dependency that the isolated pattern becomes thin because the optical image is different even if a mask with the same line width is used, There is a need for improvement.

特開平9−73173号公報JP-A-9-73173 米国特許出願公開第2005/0074690A号明細書US Patent Application Publication No. 2005 / 0074690A

従って、本発明の目的は、100nm以下の微細パターンの形成においても、疎密依存性に優れたポジ型感光性組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a positive photosensitive composition excellent in density dependency even in the formation of a fine pattern of 100 nm or less and a pattern forming method using the same.

本発明は、以下の通りである。
(1) (A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物及び
(B)酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を有する樹脂
を含有するポジ型感光性組成物であって、
(B)成分の樹脂が、ジアマンタン構造を有する繰り返し単位(Ba)と、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を有し、該酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基の酸の作用により脱離する基内に非多環の炭化水素構造を有する繰り返し単位(Bb)とを有する樹脂であることを特徴とするポジ型感光性組成物。
The present invention is as follows.
(1) (A) Positive photosensitivity containing a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and (B) a resin having a group that decomposes by the action of the acid and increases the solubility in an alkaline developer. A composition comprising:
The resin of component (B) has a repeating unit (Ba) having a diamantane structure and a group that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkali developer, and decomposes by the action of the acid, A positive photosensitive resin characterized in that it is a resin having a repeating unit (Bb) having a non-polycyclic hydrocarbon structure in a group that is eliminated by the action of an acid of a group that increases the solubility in a developer. Composition.

(2) 酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を有し、該酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基の酸の作用により脱離する基内に非多環の炭化水素構造を有する繰り返し単位(Bb)が、下記一般式(Bb−1a)、(Bb−1b)及び(Bb−2a)から選ばれる少なくとも1種類の繰り返し単位であることを特徴とする(1)に記載のポジ型感光性組成物。   (2) A group having a group that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkali developer, and that decomposes by the action of the acid and increases the solubility in an alkali developer. The repeating unit (Bb) having a non-polycyclic hydrocarbon structure in the group to be separated is at least one type of repeating unit selected from the following general formulas (Bb-1a), (Bb-1b) and (Bb-2a) The positive photosensitive composition as described in (1), wherein

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(Bb−1a)に於いて、
Rxは、水素原子又はアルキル基を表す。
Rb1は、下記一般式(Bb−1a−1)で表される単環の環状炭化水素基を表す。
Rb2及びRb3は、各々独立に、アルキル基、一般式(Bb−1a−1)で表される単環の環状炭化水素基又はアリル基を表す。Rb2及びRb3は、互いに結合して単環の環状炭化水素構造を形成してもよい。
In the general formula (Bb-1a),
Rx represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Rb 1 represents a monocyclic hydrocarbon group represented by the following general formula (Bb-1a-1).
Rb 2 and Rb 3 each independently represent an alkyl group, a monocyclic cyclic hydrocarbon group represented by the general formula (Bb-1a-1), or an allyl group. Rb 2 and Rb 3 may combine with each other to form a monocyclic hydrocarbon structure.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(Bb−1a−1)に於いて、
nは、1〜4の整数を表す。
In the general formula (Bb-1a-1),
n represents an integer of 1 to 4.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(Bb−1b)及び(Bb−2a)に於いて、
Rxは、水素原子又はアルキル基を表す。
Ra1は、アルキル基又はアリル基を表す。
nは、1〜4の整数を表す。
Ra1'、Ra2'及びRa3'は、それぞれ独立に、アルキル基を表す。
In general formulas (Bb-1b) and (Bb-2a),
Rx represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Ra 1 represents an alkyl group or an allyl group.
n represents an integer of 1 to 4.
Ra 1 ′, Ra 2 ′ and Ra 3 ′ each independently represents an alkyl group.

(3) ジアマンタン構造を有する繰り返し単位(Ba)が、ジアマンタン構造を有し、酸又はアルカリの作用に対し、影響を受けない繰り返し単位であることを特徴とする(1)又は(2)に記載のポジ型感光性組成物。   (3) The repeating unit (Ba) having a diamantane structure is a repeating unit having a diamantane structure and not affected by the action of an acid or an alkali. (1) or (2) A positive photosensitive composition.

(4) (B)成分の樹脂が、更に、アダマンタン構造を有する繰り返し単位を有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。   (4) The positive photosensitive composition as described in any one of (1) to (3), wherein the resin as the component (B) further has a repeating unit having an adamantane structure.

(5) (1)〜(4)のいずれかに記載のポジ型感光性組成物により、感光性膜を形成し、該感光性膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。   (5) A pattern formation comprising a step of forming a photosensitive film from the positive photosensitive composition according to any one of (1) to (4), and exposing and developing the photosensitive film. Method.

本発明により、100nm以下の微細パターンの形成においても、疎密依存性に優れたポジ型感光性組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a positive photosensitive composition excellent in density dependency even in the formation of a fine pattern of 100 nm or less and a pattern forming method using the same.

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
尚、本明細書に於ける基(原子団)の表記に於いて、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
In addition, in the description of the group (atomic group) in this specification, the description which does not describe substitution and non-substitution includes what does not have a substituent and what has a substituent. . For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).

〔1〕(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
本発明のポジ型感光性組成物は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(以下、「酸発生剤」ともいう)を含有する。
そのような酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
[1] (A) Compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation The positive photosensitive composition of the present invention comprises a compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation (hereinafter also referred to as “acid generator”). Contain).
Examples of such an acid generator include a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for photoradical polymerization, a photodecolorant for dyes, a photochromic agent, or an actinic ray or radiation used for a microresist. A known compound that generates an acid by irradiation and a mixture thereof can be appropriately selected and used.

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

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

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

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

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(ZI)において、
201、R202及びR203は、各々独立に有機基を表す。
-は、非求核性アニオンを表し、好ましくはスルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、ビス(アルキルスルホニル)アミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチドアニオン、BF4-、PF6-、SbF6-などが挙げられ、好ましくは炭素原子を有する有機アニオンである。
In general formula (ZI):
R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
X represents a non-nucleophilic anion, preferably sulfonate anion, carboxylate anion, bis (alkylsulfonyl) amide anion, tris (alkylsulfonyl) methide anion, BF 4− , PF 6− , SbF 6− and the like. An organic anion having a carbon atom is preferable.

好ましい有機アニオンとしては、下記一般式に示す有機アニオンが挙げられる。   Preferable organic anions include organic anions represented by the following general formula.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

上記一般式において、
Rc1は、有機基を表す。
Rc1における有機基として、炭素数1〜30のものが挙げられ、好ましくは置換して
いてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、またはこれらの複数が、単結合、−O−、−CO2−、−S−、−SO3−、−SO2N(Rd1)−などの連結基で連結された基を挙げることができる。
Rd1は、水素原子又はアルキル基を表す。
Rc3、Rc4及びRc5は、各々独立に、有機基を表す。
Rc3、Rc4及びRc5の有機基としては、Rc1における好ましい有機基と同じものを挙げることができ、好ましくは、炭素数1〜4のパーフロロアルキル基である。
Rc3とRc4が結合して環を形成していてもよい。
Rc3とRc4が結合して形成される基としてはアルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基が挙げられる。好ましくは炭素数2〜4のパーフロロアルキレン基である。
Rc1及びRc3〜Rc5の有機基として、好ましくは1位がフッ素原子またはフロロアルキル基で置換されたアルキル基、フッ素原子またはフロロアルキル基で置換されたフェニル基である。フッ素原子またはフロロアルキル基を有することにより、光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上する。また、Rc3とRc4が結合して環を形成することにより光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上し、好ましい。
In the above general formula:
Rc 1 represents an organic group.
Examples of the organic group for Rc 1 include those having 1 to 30 carbon atoms, and preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a plurality thereof, which may be substituted, is a single bond, —O—, — CO 2 -, - S -, - SO 3 -, - SO 2 N (Rd 1) - can be exemplified linked group a linking group such as.
Rd 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Rc 3 , Rc 4 and Rc 5 each independently represents an organic group.
Examples of the organic group of Rc 3 , Rc 4, and Rc 5 include the same organic groups as those preferred for Rc 1 , and preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Rc 3 and Rc 4 may combine to form a ring.
Examples of the group formed by combining Rc 3 and Rc 4 include an alkylene group, a cycloalkylene group, and an arylene group. Preferably, it is a C2-C4 perfluoroalkylene group.
The organic group of Rc 1 and Rc 3 to Rc 5 is preferably an alkyl group substituted at the 1-position with a fluorine atom or a fluoroalkyl group, or a phenyl group substituted with a fluorine atom or a fluoroalkyl group. By having a fluorine atom or a fluoroalkyl group, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased and the sensitivity is improved. Further, Rc 3 and Rc 4 are preferably bonded to form a ring, whereby the acidity of the acid generated by light irradiation is increased, and the sensitivity is improved, which is preferable.

一般式(ZI)に於いて、
201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。
また、R201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。
201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
In general formula (ZI),
The carbon number of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1-30, preferably 1-20.
Two of R 201 to R 203 may be bonded to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group.
The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).

201、R202及びR203としての有機基の具体例としては、後述する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、(ZI−3)における対応する基を挙げることができる。 Specific examples of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 include corresponding groups in the compounds (ZI-1), (ZI-2) and (ZI-3) described later.

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

好ましい(ZI)成分として、以下に説明する化合物(ZI−1)、(ZI−2)及び(ZI−3)を挙げることができる。   Preferred examples of the (ZI) component include compounds (ZI-1), (ZI-2) and (ZI-3) described below.

化合物(ZI−1)は、上記一般式(ZI)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニム化合物、即ち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。
アリールスルホニウム化合物は、R201〜R203の全てがアリール基でもよいし、R201〜R203の一部がアリール基で、残りがアルキル基、シクロアルキル基でもよい。
アリールスルホニウム化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物、ジアリールシクロアルキルスルホニウム化合物、アリールジシクロアルキルスルホニウム化合物等を挙げることができる。
The compound (ZI-1) is at least one of the aryl groups R 201 to R 203 in formula (ZI), arylsulfonium compound, i.e., a compound having arylsulfonium as a cation.
In the arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group, or a part of R 201 to R 203 may be an aryl group, and the rest may be an alkyl group or a cycloalkyl group.
Examples of the arylsulfonium compound include triarylsulfonium compounds, diarylalkylsulfonium compounds, aryldialkylsulfonium compounds, diarylcycloalkylsulfonium compounds, aryldicycloalkylsulfonium compounds, and the like.

アリールスルホニウム化合物のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基などのアリール基、インドール残基、ピロール残基などのヘテロアリール基が好ましく、更に好ましくはフェニル基、インドール残基である。アリールスルホニム化合物が2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているアルキル基は、炭素数1〜15
の直鎖又は分岐状アルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているシクロアルキル基は、炭素数3〜15のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。
201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜14)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基を置換基として有してもよい。好ましい置換基は、炭素数1〜12の直鎖又は分岐状アルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数1〜12の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基であり、より好ましくは、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基である。置換基は、3つのR201〜R203のうちのいずれか1つに置換していてもよいし、3つ全てに置換していてもよい。また、R201〜R203がアリール基の場合に、置換基はアリール基のp−位に置換していることが好ましい。
The aryl group of the arylsulfonium compound is preferably an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group, or a heteroaryl group such as an indole residue or a pyrrole residue, and more preferably a phenyl group or an indole residue. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.
The alkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary has 1 to 15 carbon atoms.
The linear or branched alkyl group is preferably, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group and the like.
The cycloalkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclohexyl group.
Aryl group, alkyl group of R 201 to R 203, cycloalkyl group, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, 6 to 14 carbon atoms) , An alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, or a phenylthio group may be substituted. Preferred substituents are linear or branched alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, cycloalkyl groups having 3 to 12 carbon atoms, and linear, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, more preferably , An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. The substituent may be substituted with any one of the three R 201 to R 203 , or may be substituted with all three. When R 201 to R 203 are an aryl group, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.

次に、化合物(ZI−2)について説明する。
化合物(ZI−2)は、式(ZI)におけるR201〜R203が、各々独立に、芳香環を有さない有機基を表す場合の化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含有する芳香族環も包含するものである。
Next, the compound (ZI-2) will be described.
Compound (ZI-2) is a compound in the case where R 201 to R 203 in formula (ZI) each independently represents an organic group having no aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring containing a hetero atom.

201〜R203としての芳香環を有さない有機基は、一般的に炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20である。
201〜R203は、各々独立に、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリル基、ビニル基であり、より好ましくは、直鎖、分岐、環状2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、更により好ましくは直鎖、分岐2−オキソアルキル基である。
The aromatic ring-free organic group as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.
R 201 to R 203 are each independently preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group, more preferably a linear, branched, cyclic 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylmethyl group, Even more preferred is a linear, branched 2-oxoalkyl group.

201〜R203としてのアルキル基は、直鎖、分岐状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐状アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。R201〜R203としてのアルキル基は、直鎖、分岐状2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基がより好ましい。
201〜R203としてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。R201〜R203としてのシクロアルキル基は、環状2−オキソアルキル基がより好ましい。
201〜R203としての直鎖、分岐、環状2−オキソアルキル基としては、好ましくは、上記のアルキル基、シクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
201〜R203としてのアルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基)を挙げることができる。
201〜R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1〜5)、水酸基、シアノ基、ニトロ基によって更に置換されていてもよい。
The alkyl group as R 201 to R 203 may be linear, it may be either branched, preferably a straight-chain or branched alkyl group (e.g., methyl group having 1 to 10 carbon atoms, an ethyl group, a propyl Group, butyl group, pentyl group). The alkyl group as R 201 to R 203 may be linear, branched 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylmethyl group are more preferable.
The cycloalkyl group as R 201 to R 203 is preferably, and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (e.g., cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl). The cycloalkyl group as R 201 to R 203 is more preferably a cyclic 2-oxoalkyl group.
Preferred examples of the linear, branched or cyclic 2-oxoalkyl group as R 201 to R 203 include a group having> C═O at the 2-position of the above alkyl group or cycloalkyl group.
The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group as R 201 to R 203, preferably may be mentioned alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms (a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentoxy group).
R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (for example, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.

化合物(ZI−3)とは、以下の一般式(ZI−3)で表される化合物であり、フェナシルスルフォニウム塩構造を有する化合物である。   The compound (ZI-3) is a compound represented by the following general formula (ZI-3), and is a compound having a phenacylsulfonium salt structure.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(ZI−3)において、
1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子を表す。
6c及びR7cは、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Rx及びRyは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリル基又はビニル基を表す。
1c〜R5c中のいずれか2つ以上、R6cとR7c及びRxとRyは、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、この環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。R1c〜R5c中のいずれか2つ以上、R6cとR7c、及びRxとRyが結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げることができる。
Zc-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於けるX-の非求核性アニオンと同様のものである。
In general formula (ZI-3),
R 1c to R 5c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group or a halogen atom.
R 6c and R 7c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group.
Rx and Ry each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group or a vinyl group.
Any two or more of R 1c to R 5c , R 6c and R 7c, and R x and R y may be bonded to each other to form a ring structure, and this ring structure includes an oxygen atom, a sulfur atom, An ester bond or an amide bond may be included. Examples of the group formed by combining any two or more of R 1c to R 5c , R 6c and R 7c , and R x and R y include a butylene group and a pentylene group.
Zc - represents a non-nucleophilic anion, in the general formula (ZI) X - is similar to the non-nucleophilic anion.

1c〜R7cとしてのアルキル基は、直鎖、分岐状のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜20個、好ましくは炭素数1〜12個の直鎖及び分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、直鎖又は分岐プロピル基、直鎖又は分岐ブチル基、直鎖又は分岐ペンチル基)を挙げることができる。
1c〜R7cとしてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜8個のシクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基)を挙げることができる。
1c〜R5cとしてのアルコキシ基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜10のアルコキシ基、好ましくは、炭素数1〜5の直鎖及び分岐アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、直鎖又は分岐プロポキシ基、直鎖又は分岐ブトキシ基、直鎖又は分岐ペントキシ基)、炭素数3〜8の環状アルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)を挙げることができる。
好ましくはR1c〜R5cのうちいずれかが直鎖、分岐状アルキル基、シクロアルキル基又は直鎖、分岐、環状アルコキシ基であり、更に好ましくはR1c〜R5cの炭素数の和が2〜15である。これにより、より溶剤溶解性が向上し、保存時にパーティクルの発生が抑制される。
The alkyl group as R 1c to R 7c may be either linear or branched, and for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms (for example, Methyl group, ethyl group, linear or branched propyl group, linear or branched butyl group, linear or branched pentyl group).
Preferable examples of the cycloalkyl group as R 1c to R 7c include a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms (for example, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group).
The alkoxy group as R 1c to R 5c may be linear, branched or cyclic, for example, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably a linear or branched alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. (For example, methoxy group, ethoxy group, linear or branched propoxy group, linear or branched butoxy group, linear or branched pentoxy group), C3-C8 cyclic alkoxy group (for example, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group) ).
Preferably, any one of R 1c to R 5c is a straight chain, branched alkyl group, cycloalkyl group, or a straight chain, branched, or cyclic alkoxy group, and more preferably the sum of the carbon number of R 1c to R 5c is 2 ~ 15. Thereby, solvent solubility improves more and generation | occurrence | production of a particle is suppressed at the time of a preservation | save.

x及びRyとしてのアルキル基は、R1c〜R7cとしてのアルキル基と同様のものを挙げることができる。Rx及びRyとしてのアルキル基は、直鎖又は分岐状2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基がより好ましい。
x及びRyとしてのシクロアルキル基は、R1c〜R7cとしてのシクロアルキル基と同様のものを挙げることができる。Rx及びRyとしてのシクロアルキル基は、環状2−オキソアルキル基がより好ましい。
直鎖、分岐、環状2−オキソアルキル基は、R1c〜R7cとしてのアルキル基、シクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基については、R1c〜R5cとしてのアルコキシ基と同様のものを挙げることができる。
x、Ryは、好ましくは炭素数4個以上のアルキル基であり、より好ましくは6個以上、更に好ましくは8個以上のアルキル基である。
Examples of the alkyl group as R x and R y include the same alkyl groups as R 1c to R 7c . The alkyl group as R x and R y is more preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group or an alkoxycarbonylmethyl group.
The cycloalkyl group as R x and R y may be the same as the cycloalkyl group as R 1c to R 7c. The cycloalkyl group as R x and R y is more preferably a cyclic 2-oxoalkyl group.
Examples of the linear, branched, or cyclic 2-oxoalkyl group include a group having> C═O at the 2-position of the alkyl group or cycloalkyl group as R 1c to R 7c .
Examples of the alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group include the same alkoxy groups as R 1c to R 5c .
R x and R y are preferably an alkyl group having 4 or more carbon atoms, more preferably 6 or more, and still more preferably 8 or more.

前記一般式(ZII)、(ZIII)に於いて、
204〜R207は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
204〜R207のアリール基は、フェニル基、ナフチル基などのアリール基、インドール残基、ピロール残基などのヘテロアリール基が好ましく、更に好ましくはフェニル基、インドール残基である。
204〜R207のアルキル基は、直鎖、分岐状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。
204〜R207のシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。
204〜R207が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜15)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基等を挙げることができる。
-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於けるX-の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。
In the general formulas (ZII) and (ZIII),
R 204 to R 207 each independently represents an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.
Aryl group R 204 to R 207 are aryl groups, such as naphthyl group, a heteroaryl group such as pyrrole residue more preferably a phenyl group or an indole residue.
The alkyl group represented by R 204 to R 207 may be either linear or branched, and is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, Butyl group, pentyl group).
Cycloalkyl groups R 204 to R 207 is preferably, and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (e.g., cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl).
The R 204 to R 207 are substituents which may have, for example, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (e.g., 6 carbon atoms 15), alkoxy groups (for example, having 1 to 15 carbon atoms), halogen atoms, hydroxyl groups, phenylthio groups and the like.
X represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same non-nucleophilic anion as X − in formula (ZI).

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

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(ZIV)〜(ZVI)中、
Ar3及びAr4は、各々独立に、アリール基を表す。
206は、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。
207a及びR208は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は電子吸引性基を表す。R207aとして好ましくは、アリール基である。R208として好ましくは、電子吸引性基であり、より好ましくはシアノ基、フロロアルキル基である。
Aは、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を表す。
In general formulas (ZIV) to (ZVI),
Ar 3 and Ar 4 each independently represents an aryl group.
R 206 represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group.
R 207a and R 208 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or an electron-withdrawing group. R 207a is preferably an aryl group. R 208 is preferably an electron-withdrawing group, more preferably a cyano group or a fluoroalkyl group.
A represents an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group.

活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物の内でより好ましくは、一般式(ZI)〜(ZIII)で表される化合物である。   Of the compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, compounds represented by general formulas (ZI) to (ZIII) are more preferable.

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

Figure 2007072102
Figure 2007072102

Figure 2007072102
Figure 2007072102

Figure 2007072102
Figure 2007072102

酸発生剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。2種以上を組み合わせて使用する際には、水素原子を除く全原子数が2以上異なる2種の有機酸を発生する化合物を組み合わせることが好ましい。
酸発生剤の含量は、ポジ型感光性組成物の全固形分を基準として、0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。
An acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. When two or more types are used in combination, it is preferable to combine two types of compounds that generate two types of organic acids that differ in the total number of atoms excluding hydrogen atoms by two or more.
The content of the acid generator is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, and still more preferably 1 to 7% by mass, based on the total solid content of the positive photosensitive composition. It is.

〔2〕(B)ジアマンタン構造を有する繰り返し単位(Ba)と、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を有し、該酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基の酸の作用により脱離する基内に非多環の炭化水素構造を有する繰り返し単位(Bb)とを有する樹脂
本発明のポジ型感光性組成物は、ジアマンタン構造を有する繰り返し単位(Ba)と、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を有し、該酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基の酸の作用により脱離する基内に非多環の炭化水素構造を有する繰り返し単位(Bb)とを有する樹脂(「(B)成分の樹脂」ともいう)を含有する。
[2] (B) a repeating unit (Ba) having a diamantane structure and a group that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkali developer, and decomposes by the action of the acid; Resin having a repeating unit (Bb) having a non-polycyclic hydrocarbon structure in a group that is eliminated by the action of an acid of a group that increases the solubility in the resin. The positive photosensitive composition of the present invention has a diamantane structure. A repeating unit (Ba) having a group which decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkaline developer, and which decomposes by the action of the acid and increases the solubility in an alkaline developer And a resin having a repeating unit (Bb) having a non-polycyclic hydrocarbon structure in a group leaving by the action of an acid (also referred to as “resin of component (B)”).

(B)成分の樹脂は、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度を増大する基(以下、「酸分解性基」ともいう)を少なくとも1種類有する樹脂である。酸分解性基はジアマンタン構造を有する繰り返し単位(Ba)中に含まれていても、他の繰り返し単位に含まれていてもよい。
酸分解性基としては、例えば、カルボキシル基、水酸基等のアルカリ可溶性基の水素原子が、酸の作用により脱離する基で保護された基を挙げることができる。
酸の作用により脱離する基としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(R36)(R37)(OR39)、−C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。
式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
01〜R02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。
The component (B) resin is a resin having at least one group that decomposes under the action of an acid and increases the solubility in an alkaline developer (hereinafter also referred to as “acid-decomposable group”). The acid-decomposable group may be contained in the repeating unit (Ba) having a diamantane structure or may be contained in another repeating unit.
Examples of the acid-decomposable group include a group in which a hydrogen atom of an alkali-soluble group such as a carboxyl group or a hydroxyl group is protected with a group capable of leaving by the action of an acid.
Examples of the group capable of leaving by the action of an acid include —C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ), —C (R 36 ) (R 37 ) (OR 39 ), —C (R 01 ) ( R 02 ) (OR 39 ) and the like.
In the formula, R 36 to R 39 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.
R 01 and R 02 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group.

(Ba)ジアマンタン構造を有する繰り返し単位
ジアマンタン構造を有する繰り返し単位(Ba)としては、以下から選ばれる繰り返し単位が好ましい。
(Ba−1)酸分解性基を有し、該酸分解性基の酸の作用により脱離する基内にジアマンタン構造を有する繰り返し単位。
(Ba−2)ジアマンタン構造を有し、酸又はアルカリの作用により影響を受けない繰り返し単位。
繰り返し単位(Ba−1)又は(Ba−2)は、置換基を有していてもよく、好ましい置換基としてはアルキル基又は極性官能基を挙げることができる。繰り返し単位(Ba−1)又は(Ba−2)は、好ましくはジアマンタン上に極性官能基が置換した構造を有する繰り返し単位である。極性官能基としては水酸基、カルボキシル基、シアノ基、アミド基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基などが挙げられ、好ましくは水酸基である。
(Ba) Repeating unit having a diamantane structure The repeating unit (Ba) having a diamantane structure is preferably a repeating unit selected from the following.
(Ba-1) A repeating unit having an acid-decomposable group and having a diamantane structure in a group that is eliminated by the action of an acid of the acid-decomposable group.
(Ba-2) A repeating unit having a diamantane structure and not affected by the action of acid or alkali.
The repeating unit (Ba-1) or (Ba-2) may have a substituent, and preferred examples of the substituent include an alkyl group and a polar functional group. The repeating unit (Ba-1) or (Ba-2) is preferably a repeating unit having a structure in which a polar functional group is substituted on diamantane. Examples of the polar functional group include a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, an amide group, a sulfonamide group, and a sulfonylimide group, and preferably a hydroxyl group.

(Ba−1)酸分解性基を有し、該酸分解性基の酸の作用により脱離する基内にジアマンタン構造を有する繰り返し単位
ジアマンタン構造を有する、酸の作用により脱離する基としては、下記一般式(DpI)〜(DpV)で表される基が好ましく、酸分解性基を有し、該酸分解性基の酸の作用により脱離する基内にジアマンタン構造を有する繰り返し単位としては、アルカリ可溶性基の水素原子が一般式(DpI)〜(DpV)で表される基で保護された酸分解性基を有する繰り返し単位が好ましい。
(Ba-1) a repeating unit having a diamantane structure in a group having an acid-decomposable group and leaving by the action of an acid of the acid-decomposable group, having a diamantane structure and leaving by an action of an acid The groups represented by the following general formulas (DpI) to (DpV) are preferable, having an acid-decomposable group, and a repeating unit having a diamantane structure in a group that is eliminated by the action of an acid of the acid-decomposable group. Is preferably a repeating unit having an acid-decomposable group in which a hydrogen atom of an alkali-soluble group is protected by a group represented by the general formulas (DpI) to (DpV).

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(DpI)〜(DpV)中、
Rd11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともにジアマンチル基を形成するのに必要な原子団を表す。
Rd12〜Rd16は、各々独立に、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、Rd12〜Rd14のうち少なくとも1つ、もしくはRd15、Rd16のいずれかはジアマンチル基またはジアマンチル基を有する基(好ましくはジアマンチル基を有する炭素数1〜5のアルキル基)を表す。
Rd17〜Rd21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、但し、Rd17〜Rd21のうち少なくとも1つはジアマンチル基またはジアマンチル基を有する基(好ましくはジアマンチル基を有する炭素数1〜5のアルキル基)を表す。また、Rd19、Rd21のいずれかは炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Rd22〜Rd25は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、但し、Rd22〜Rd25のうち少なくとも1つはジアマンチル基またはジアマンチル基を有する基(好ましくはジアマンチル基を有する炭素数1〜5のアルキル基)を表す。また、Rd23とRd24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
In general formulas (DpI) to (DpV),
Rd 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group, and Z represents an atomic group necessary for forming a diamantyl group together with a carbon atom. Represents.
Rd 12 to Rd 16 each independently represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. However, at least one of Rd 12 to Rd 14 , or any of Rd 15 and Rd 16 represents a diamantyl group or a group having a diamantyl group (preferably a C 1-5 alkyl group having a diamantyl group).
Rd 17 to Rd 21 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group, provided that at least one of Rd 17 to Rd 21 is diamantyl. Or a group having a diamantyl group (preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms having a diamantyl group). Further, either Rd 19 or Rd 21 represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Rd 22 to Rd 25 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group, provided that at least one of Rd 22 to Rd 25 is diamantyl. Or a group having a diamantyl group (preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms having a diamantyl group). Rd 23 and Rd 24 may be bonded to each other to form a ring.

アルカリ可溶性基の水素原子が一般式(DpI)〜(DpV)で表される基で保護された酸分解性基を有する繰り返し単位としては、下記一般式(DpA)で示される繰り返し単位が好ましい。   As the repeating unit having an acid-decomposable group in which the hydrogen atom of the alkali-soluble group is protected by a group represented by the general formulas (DpI) to (DpV), a repeating unit represented by the following general formula (DpA) is preferable.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(DpA)中、
Rは、水素原子、ハロゲン原子又は1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。Rのアルキル基は、ハロゲン原子、水酸基等で置換されていてもよい。複数のRは、各々同じでも異なっていてもよい。
Aは、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルホンアミド基、ウレタン基及びウレア基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを表す。好ましくは単結合である。
Rp1は、上記一般式(DpI)〜(DpV)のいずれかの基を表す。
In general formula (DpA),
R represents a hydrogen atom, a halogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. The alkyl group of R may be substituted with a halogen atom, a hydroxyl group or the like. A plurality of R may be the same or different.
A represents a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group or a urea group, or a combination of two or more groups. To express. A single bond is preferable.
Rp1 represents any group of the above general formulas (DpI) to (DpV).

繰り返し単位(Ba−1)の好ましい具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Preferred specific examples of the repeating unit (Ba-1) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

上記具体例中、
Rxは、水素原子又はアルキル基を表す。Rxは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基、ヒドロキシメチル基であることが好ましい。
Rxa及びRxbは、各々独立に、炭素数1〜6の直鎖若しくは分岐状アルキル基又は炭素数3〜6のシクロアルキル基を表し、アルキル鎖又はシクロアルキル鎖中に酸素、硫黄などのヘテロ原子を含んでいてもよい。
In the above example,
Rx represents a hydrogen atom or an alkyl group. Rx is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group.
Rxa and Rxb each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and a hetero atom such as oxygen or sulfur in the alkyl chain or cycloalkyl chain May be included.

(Ba−2)ジアマンタン構造を有し、酸又はアルカリの作用により影響を受けない繰り返し単位
本発明に於いて、「酸又はアルカリの作用により影響を受けない」とは、本発明のポジ型感光性組成物が、通常用いられるプロセスに於ける酸又はアルカリの作用に対して反応性が無いかまたは極めて小さいことであり、酸又はアルカリの作用による画像形成に寄与する基を実質的に有さないことである。例えば、ポジ型化学増幅レジストの場合、露光工程において露光部で酸発生剤が分解し、酸を発生する。後加熱工程において酸が酸分解性基を有する樹脂を分解し、アルカリ可溶性基を放出することにより露光部のみアルカリ現像可能となり、アルカリ現像工程において露光部が選択的に現像されパターンが形成される。繰り返し単位(Ba−2)は、この露光、後過熱工程あるいは現像工程に於ける酸、アルカリの作用に対して反応性が無いかまたは極めて小さく、実質的に溶解コントラスト変化に寄与する基を有さない。
(Ba-2) Repeating unit having a diamantane structure and not affected by the action of an acid or an alkali In the present invention, “not affected by the action of an acid or an alkali” means the positive photosensitive film of the present invention. The photosensitive composition is non-reactive or very small with respect to the action of acid or alkali in a commonly used process, and has substantially a group that contributes to image formation by the action of acid or alkali. It is not. For example, in the case of a positive chemically amplified resist, an acid generator is decomposed at an exposed portion in an exposure process, and an acid is generated. In the post-heating step, the acid decomposes the resin having an acid-decomposable group and releases an alkali-soluble group, whereby only the exposed portion can be developed with an alkali, and the exposed portion is selectively developed in the alkaline development step to form a pattern. . The repeating unit (Ba-2) has a group that has no or very little reactivity to the action of acid and alkali in the exposure, post-heating step or development step and substantially contributes to a change in dissolution contrast. No.

繰り返し単位(Ba−2)は、下記一般式(DPB)で表されることが好ましい。   The repeating unit (Ba-2) is preferably represented by the following general formula (DPB).

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(DPB)に於いて、
Rxは、水素原子又はアルキル基を表す。Rxは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基、ヒドロキシメチル基であることが好ましい。
Rp2は、ジアマンチル基又はジアマンチル基を有する基(好ましくはジアマンチル基を有する炭素数1〜5のアルキル基)であって、酸又はアルカリの作用により酸素原子から脱離しない基を表す。酸又はアルカリの作用により酸素原子から脱離しない基としては、例えば、1級又は2級エステル結合による基を挙げることができる。また、以下に示す(D2−1)、(D2−2)、(D2−5)〜(D2−14)のようにジアマンチル基の1位、4位、6位、9位の3級炭素原子にエステル結合で連結した3級エステル構造も酸分解性を示さず、酸の作用による画像形成に実質的に寄与せず、好ましい構造としてあげることができる。
In the general formula (DPB),
Rx represents a hydrogen atom or an alkyl group. Rx is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group.
Rp 2 is a group having a diamantyl group or a diamantyl group (preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms having a diamantyl group) A represents a desorbed no group from the oxygen atom by the action of an acid or alkali. Examples of the group that does not leave the oxygen atom by the action of an acid or alkali include a group formed by a primary or secondary ester bond. Further, as shown below (D2-1), (D2-2), (D2-5) to (D2-14), tertiary carbon atoms at the 1st, 4th, 6th and 9th positions of the diamantyl group A tertiary ester structure linked with an ester bond also does not exhibit acid decomposability, does not substantially contribute to image formation by the action of an acid, and can be given as a preferred structure.

繰り返し単位(Ba−2)の好ましい具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Although the preferable specific example of a repeating unit (Ba-2) is shown below, this invention is not limited to this.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

Figure 2007072102
Figure 2007072102

上記具体例中、Rxは、水素原子又はアルキル基を表す。Rxは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基、ヒドロキシメチル基であることが好ましい。   In the above specific examples, Rx represents a hydrogen atom or an alkyl group. Rx is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group.

(Bb)酸分解性基を有し、該酸分解性基の酸の作用により脱離する基内に非多環の炭化水素構造を有する繰り返し単位
非多環の炭化水素構造は、多環の環状炭化水素構造を含まない炭化水素構造であり、単環の環状炭化水素構造及び/又は鎖状炭化水素構造によって構成されることが好ましい。
酸分解性基を有し、該酸分解性基の酸の作用により脱離する基内に非多環の炭化水素構造を有する繰り返し単位(Bb)としては、酸分解性基を有し、該酸分解性基の酸の作用により脱離する基内に単環の環状炭化水素構造を有する繰り返し単位(Bb−1)、及び酸分解性基を有し、該酸分解性基の酸の作用により脱離する基内に非環状の炭化水素構造を有する繰り返し単位(Bb−2)が好ましい。
(Bb) A repeating unit having an acid-decomposable group and having a non-polycyclic hydrocarbon structure in a group that is eliminated by the action of an acid of the acid-decomposable group. It is a hydrocarbon structure not including a cyclic hydrocarbon structure, and is preferably constituted by a monocyclic cyclic hydrocarbon structure and / or a chain hydrocarbon structure.
The repeating unit (Bb) having an acid-decomposable group and having a non-polycyclic hydrocarbon structure in the group that is eliminated by the action of an acid of the acid-decomposable group has an acid-decomposable group, The acid-decomposable group has a repeating unit (Bb-1) having a monocyclic cyclic hydrocarbon structure in the group that is eliminated by the action of an acid, and the acid-decomposable group has an acid action. The repeating unit (Bb-2) having an acyclic hydrocarbon structure in the group eliminated by the above is preferable.

(Bb−1)酸分解性基を有し、該酸分解性基の酸の作用により脱離する基内に単環の環状炭化水素構造を有する繰り返し単位
繰り返し単位(Bb−1)に於ける、単環の環状炭化水素構造としては、炭素数4〜10の単環の環状炭化水素構造が好ましく、具体的にはシクロブチル構造、シクロペンチル構造、シクロヘキシル構造、シクロヘプチル構造、シクロオクチル構造、シクロノニル構造、シクロデシル構造があげられ、より好ましくはシクロペンチル構造及びシクロヘキシル構造である。
(Bb-1) a repeating unit having an acid-decomposable group and having a monocyclic cyclic hydrocarbon structure in a group which is eliminated by the action of an acid of the acid-decomposable group In the repeating unit (Bb-1) As the monocyclic hydrocarbon structure, a monocyclic hydrocarbon structure having 4 to 10 carbon atoms is preferable, specifically, cyclobutyl structure, cyclopentyl structure, cyclohexyl structure, cycloheptyl structure, cyclooctyl structure, cyclononyl structure. And a cyclodecyl structure, more preferably a cyclopentyl structure and a cyclohexyl structure.

繰り返し単位(Bb−1)は、下記一般式(Bb−1a)又は(Bb−1b)で表される繰り返し単位であることが好ましい。   The repeating unit (Bb-1) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (Bb-1a) or (Bb-1b).

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(Bb−1a)に於いて、
Rxは、水素原子又はアルキル基を表す。
Rb1は、下記一般式(Bb−1a−1)で表される単環の環状炭化水素基を表す。
Rb2及びRb3は、各々独立に、アルキル基、一般式(Bb−1a−1)で表される単環の環状炭化水素基又はアリル基を表す。Rb2及びRb3は、互いに結合して単環の環状炭化水素構造を形成してもよい。
In the general formula (Bb-1a),
Rx represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Rb 1 represents a monocyclic hydrocarbon group represented by the following general formula (Bb-1a-1).
Rb 2 and Rb 3 each independently represent an alkyl group, a monocyclic cyclic hydrocarbon group represented by the general formula (Bb-1a-1), or an allyl group. Rb 2 and Rb 3 may combine with each other to form a monocyclic hydrocarbon structure.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(Bb−1a−1)に於いて、
nは、1〜4の整数を表す。
In the general formula (Bb-1a-1),
n represents an integer of 1 to 4.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(Bb−1b)に於いて、
Rxは、水素原子又はアルキル基を表す。
Ra1は、アルキル基又はアリル基を表す。
nは、1〜4の整数を表す。
In the general formula (Bb-1b),
Rx represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Ra 1 represents an alkyl group or an allyl group.
n represents an integer of 1 to 4.

一般式(Bb−1a)及び(Bb−1b)に於ける、Rxのアルキル基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基等を挙げることができる。Rxのアルキル基は、フッ素原子、水酸基等で置換されていてもよい。Rxは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基であることが好ましい。
Rb2、Rb3及びRa1のアルキル基は、炭素数1〜7のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。Rb2、Rb3及びRa1のアルキル基は、フッ素原子、水酸基等で置換されていてもよい。
Rb2及びRb3が結合して形成する単環構造としては、例えば、5〜8員環を挙げることができる。
一般式(Bb−1a−1)、(Bb−1b)に於いて、単環構造は、1〜3個の水素原子がアルキル基、アルコキシ基等の有機基で置換されていてもよい。
In general formulas (Bb-1a) and (Bb-1b), the alkyl group of Rx is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and the like. Can be mentioned. The alkyl group of Rx may be substituted with a fluorine atom, a hydroxyl group or the like. Rx is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
Alkyl group Rb 2, Rb 3 and Ra 1 is preferably an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, such as methyl group, ethyl group, n- propyl group, an isopropyl group, n- butyl group, t- butyl group Can be mentioned. The alkyl group of Rb 2 , Rb 3 and Ra 1 may be substituted with a fluorine atom, a hydroxyl group or the like.
Examples of the monocyclic structure formed by combining Rb 2 and Rb 3 include a 5- to 8-membered ring.
In the general formulas (Bb-1a-1) and (Bb-1b), in the monocyclic structure, 1 to 3 hydrogen atoms may be substituted with an organic group such as an alkyl group or an alkoxy group.

以下、一般式(Bb−1a)で表される繰り返し単位の好ましい具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Hereinafter, although the preferable specific example of the repeating unit represented by general formula (Bb-1a) is shown, this invention is not limited to this.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

以下、一般式(Bb−1b)で表される繰り返し単位の好ましい具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Hereinafter, although the preferable specific example of the repeating unit represented by general formula (Bb-1b) is shown, this invention is not limited to this.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

(Bb−2)酸分解性基を有し、該酸分解性基の酸の作用により脱離する基内に非環状の炭化水素構造を有する繰り返し単位
繰り返し単位(Bb−2)に於ける、非環状の炭化水素構造は、環状炭化水素構造を含まない炭化水素構造であり、鎖状炭化水素構造であることが好ましく、鎖状炭化水素構造としては炭素数4〜10のものが好ましい。
(Bb-2) a repeating unit having an acid-decomposable group and having an acyclic hydrocarbon structure in the group capable of leaving by the action of an acid of the acid-decomposable group In the repeating unit (Bb-2), The non-cyclic hydrocarbon structure is a hydrocarbon structure that does not include a cyclic hydrocarbon structure, and is preferably a chain hydrocarbon structure, and the chain hydrocarbon structure is preferably one having 4 to 10 carbon atoms.

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

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(Bb−2a)に於いて、
Rxは、水素原子又はアルキル基を表す。
Ra1'、Ra2'及びRa3'は、それぞれ独立に、アルキル基を表す。
In the general formula (Bb-2a),
Rx represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Ra 1 ′, Ra 2 ′ and Ra 3 ′ each independently represents an alkyl group.

一般式(Bb−2a)に於ける、Rxは、一般式(Bb−1a)に於けるRxと同様のものである。
Ra1'、Ra2'及びRa3'のアルキル基は、炭素数1〜7のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。Ra1'、Ra2'及びRa3'のアルキル基は、フッ素原子、水酸基等で置換されていてもよい。
In the general formula (Bb-2a), Rx is the same as Rx in the general formula (Bb-1a).
The alkyl group of Ra 1 ′, Ra 2 ′ and Ra 3 ′ is preferably an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms. For example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t- A butyl group etc. can be mentioned. The alkyl group of Ra 1 ′, Ra 2 ′ and Ra 3 ′ may be substituted with a fluorine atom, a hydroxyl group or the like.

以下、一般式(Bb−2a)で表される繰り返し単位の好ましい具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Hereinafter, although the preferable specific example of the repeating unit represented by general formula (Bb-2a) is shown, this invention is not limited to this.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

(B)成分の樹脂は、繰り返し単位(Ba)、繰り返し単位(Bb)以外に他の繰り返し単位を有していてもよい。
(B)成分の樹脂が有していてもよい他の繰り返し単位として、好ましくは繰り返し単位(Ba−1)、繰り返し単位(Bb)以外の他の酸分解性繰り返し単位、ラクトン基を有する繰り返し単位、極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位等があげられる。
The resin of component (B) may have other repeating units in addition to the repeating unit (Ba) and the repeating unit (Bb).
As the other repeating unit that the resin of the component (B) may have, preferably the repeating unit (Ba-1), other acid-decomposable repeating units other than the repeating unit (Bb), and a repeating unit having a lactone group , A repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group, a repeating unit having an alkali-soluble group, and the like.

他の酸分解性基を有する繰り返し単位としては、多環の環状炭化水素基を有する繰り返し単位が好ましく、下記一般式(pI)〜一般式(pV)で示される脂環式炭化水素を含
む部分構造を有する基によってアルカリ可溶性基が保護された繰り返し単位から選択される少なくとも1種がより好ましい。
The repeating unit having another acid-decomposable group is preferably a repeating unit having a polycyclic hydrocarbon group, and includes a portion containing an alicyclic hydrocarbon represented by the following general formula (pI) to general formula (pV) More preferred is at least one selected from repeating units in which an alkali-soluble group is protected by a group having a structure.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(pI)〜(pV)中、
11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともに多環の環状炭化水素基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R16は、各々独立に、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R12〜R14のうち少なくとも1つ、もしくはR15、R16のいずれかは多環の環状炭化水素基を表す。
17〜R21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R17〜R21のうち少なくとも1つは多環の環状炭化水素基を表す。また、R19、R21のいずれかは炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。
22〜R25は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R22〜R25のうち少なくとも1つは多環の環状炭化水素基を表す。また、R23とR24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
In general formulas (pI) to (pV),
R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group, and Z forms a polycyclic cyclic hydrocarbon group together with a carbon atom. Represents the atomic group necessary for.
R 12 to R 16 each independently represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. However, at least one of R 12 to R 14 , or any of R 15 and R 16 represents a polycyclic cyclic hydrocarbon group.
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group. However, at least one of R 17 to R 21 represents a polycyclic hydrocarbon group. Further, either R 19 or R 21 represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group. However, at least one of R 22 to R 25 represents a polycyclic cyclic hydrocarbon group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

一般式(pI)〜(pV)において、R12〜R25におけるアルキル基としては、1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基を表し、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等を挙げることができる。 In the general formulas (pI) to (pV), the alkyl group in R 12 to R 25 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, propyl Groups and the like.

12〜R25におけるシクロアルキル基は、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。これらのシクロアルキル基は置換基を有していてもよい。 The cycloalkyl group in R 12 to R 25 may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 6-30, and particularly preferably 7-25. These cycloalkyl groups may have a substituent.

好ましいシクロアルキル基としては、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、アダマンチル基、ノルボルニル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、テトラシクロドデカニル基、トリシクロデカニル基を挙げることができる。   Preferred cycloalkyl groups include adamantyl group, noradamantyl group, decalin residue, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, A cyclodecanyl group and a cyclododecanyl group can be mentioned. More preferable examples include an adamantyl group, norbornyl group, cyclohexyl group, cyclopentyl group, tetracyclododecanyl group, and tricyclodecanyl group.

12〜R25における多環の環状炭化水素基或いはZと炭素原子が形成する多環の環状炭化水素基は、上記のシクロアルキル基の内で、炭素数7以上のビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は7〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。これらの多環の環状炭化水素基は置換基を有していてもよい。 The polycyclic cyclic hydrocarbon group represented by R 12 to R 25 or the polycyclic cyclic hydrocarbon group formed by Z and a carbon atom is a bicyclo, tricyclo or tetracyclo structure having 7 or more carbon atoms among the above cycloalkyl groups. And the like. The number of carbon atoms is preferably 7 to 30, and particularly preferably 7 to 25 carbon atoms. These polycyclic cyclic hydrocarbon groups may have a substituent.

好ましい多環の環状炭化水素基としては、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロ
ール基を挙げることができる。より好ましくは、アダマンチル基、ノルボルニル基、テトラシクロドデカニル基、トリシクロデカニル基を挙げることができる。
Preferred examples of the polycyclic hydrocarbon group include an adamantyl group, a noradamantyl group, a decalin residue, a tricyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, a norbornyl group, and a cedrol group. More preferred examples include an adamantyl group, norbornyl group, tetracyclododecanyl group, and tricyclodecanyl group.

これらのアルキル基、シクロアルキル基の更なる置換基としては、アルキル基(炭素数1〜4)、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基(炭素数1〜4)、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基(炭素数2〜6)が挙げられる。上記のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基等が、更に有していてもよい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることができる。   As further substituents of these alkyl groups and cycloalkyl groups, alkyl groups (1 to 4 carbon atoms), halogen atoms, hydroxyl groups, alkoxy groups (1 to 4 carbon atoms), carboxyl groups, alkoxycarbonyl groups (carbon numbers) 2-6). Examples of the substituent that the alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group and the like may further have include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group.

上記樹脂における一般式(pI)〜(pV)で示される構造は、アルカリ可溶性基の保護に使用される。具体的には、カルボン酸基、スルホン酸基、フェノール基、チオール基の水素原子が一般式(pI)〜(pV)で表される構造で置換された構造などが挙げられ、好ましくはカルボン酸基、スルホン酸基の水素原子が一般式(pI)〜(pV)で表される構造で置換された構造である。   The structures represented by the general formulas (pI) to (pV) in the resin are used for protecting alkali-soluble groups. Specific examples include a structure in which a hydrogen atom of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phenol group, or a thiol group is substituted with a structure represented by the general formulas (pI) to (pV), preferably a carboxylic acid Group, a hydrogen atom of a sulfonic acid group is substituted with a structure represented by general formulas (pI) to (pV).

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

Figure 2007072102
Figure 2007072102

ここで、Rは、水素原子、ハロゲン原子又は1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。Rのアルキル基は、ハロゲン原子、水酸基等で置換されていてもよい。複数のRは、各々同じでも異なっていてもよい。
Aは、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルホンアミド基、ウレタン基、又はウレア基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを表す。好ましくは単結合である。
Rp3は、上記一般式(pI)〜(pV)のいずれかの基を表す。
Here, R represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. The alkyl group of R may be substituted with a halogen atom, a hydroxyl group or the like. A plurality of R may be the same or different.
A represents a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a urea group, or a combination of two or more groups. Represents. A single bond is preferable.
Rp 3 represents any one group of formulas (pI) ~ (pV).

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

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

Figure 2007072102
Figure 2007072102

上記具体例中、Rxは、水素原子又はアルキル基を表す。Rxは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基、ヒドロキシメチル基であることが好ましい。
Rxa及びRxbは、各々独立に、炭素数1〜6の直鎖若しくは分岐状アルキル基又は炭素数3〜6のシクロアルキル基を表し、アルキル鎖又はシクロアルキル鎖中に酸素、硫黄などのヘテロ原子を含んでいてもよい。
上記脂環式炭化水素の骨格は、置換基を有していてもよい。
In the above specific examples, Rx represents a hydrogen atom or an alkyl group. Rx is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group.
Rxa and Rxb each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and a hetero atom such as oxygen or sulfur in the alkyl chain or cycloalkyl chain May be included.
The alicyclic hydrocarbon skeleton may have a substituent.

(B)成分の樹脂は、ラクトン基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。ラクトン基としては、ラクトン構造を有していればいずれの基でも用いることができるが、好ましくは5〜7員環ラクトン構造を含有する基であり、5〜7員環ラクトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。下記一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。また、ラクトン構造を有する基が主鎖に直接結合していてもよい。これらのラクトン基は、ポリマー主鎖に非酸分解性の結合で連結していることが好ましい。すなわち、ラクトン基を有する繰り返し単位は、非酸分解性の繰り返し単位であることが好ましい。ここで、非酸分解性とは、本発明のポジ型感光性組成物が通常用いられるプロセスにおいて酸の作用による反応性が無いかまたは極めて小さく、実質的に酸による画像形成に寄与する基を有さないことである。非酸分解性の結合としては1級または2級エステル結合が好ましい。1級または2級エステル結合は、本発明のポジ型感光性組成物が通常用いられるプロセスにおいて酸の作用による反応性が無いかまたは極めて小さい。
好ましいラクトン構造としては(LC1−1)(LC1−4)(LC1−5)(LC1−6)(LC1−13)(LC1−14)であり、特定のラクトン構造を用いることでラインエッジラフネス、現像欠陥が良好になる。
The resin of component (B) preferably has a repeating unit having a lactone group. As the lactone group, any group can be used as long as it has a lactone structure, but it is preferably a group containing a 5- to 7-membered ring lactone structure. Those in which other ring structures are condensed to form a spiro structure are preferred. It is more preferable to have a repeating unit having a group having a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-16). Further, a group having a lactone structure may be directly bonded to the main chain. These lactone groups are preferably linked to the polymer main chain with a non-acid-decomposable bond. That is, the repeating unit having a lactone group is preferably a non-acid-decomposable repeating unit. Here, the non-acid-decomposable means a group that has no or very low reactivity due to the action of an acid in a process in which the positive photosensitive composition of the present invention is usually used and substantially contributes to image formation by an acid. It is not to have. As the non-acid-decomposable bond, a primary or secondary ester bond is preferable. The primary or secondary ester bond has no or very little reactivity due to the action of an acid in a process in which the positive photosensitive composition of the present invention is usually used.
Preferred lactone structures are (LC1-1) (LC1-4) (LC1-5) (LC1-6) (LC1-13) (LC1-14). By using a specific lactone structure, line edge roughness, Development defects are improved.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

ラクトン構造部分は、置換基(Rb2)を有していても有していなくてもよい。好ましい置換基(Rb2)としては、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数4〜7のシクロアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、酸分解性基などが挙げられる。n2は、0〜4の整数を表す。n2が2以上の時、複数存在するRb2は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在するRb2同士が結合して環を形成してもよい。 The lactone structure moiety may or may not have a substituent (Rb 2 ). Preferred substituents (Rb 2 ) include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a carboxyl group. , Halogen atom, hydroxyl group, cyano group, acid-decomposable group and the like. n 2 represents an integer of 0-4. When n 2 is 2 or more, a plurality of Rb 2 may be the same or different, and a plurality of Rb 2 may be bonded to form a ring.

一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位としては、下記一般式(AI)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。   Examples of the repeating unit having a group having a lactone structure represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16) include a repeating unit represented by the following general formula (AI). .

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(AI)中、
b0は、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
b0のアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。
b0のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。
b0は、水素原子、メチル基が好ましい。
bは、アルキレン基、単環または多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、単結合、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシル基、又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。好ましくは単結合、−Ab1−CO2−で表される連結基である。Ab1は、直鎖、分岐アルキレン基、単環または多環のシクロアルキレン基であり、好ましくはメチレン基、エチレン基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基である。
Vは、一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のうちのいずれかで示される基を表す。
In general formula (AI),
R b0 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Preferable substituents that the alkyl group for R b0 may have include a hydroxyl group and a halogen atom.
Examples of the halogen atom for R b0 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
R b0 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
A b is an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, a single bond, an ether group, an ester group, a carbonyl group, a carboxyl group, or a divalent group obtained by combining these. Represents. Preferably a single bond, -Ab 1 -CO 2 - is a linking group represented by. Ab 1 is a linear, branched alkylene group, monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, or a norbornyl group.
V represents a group represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16).

ラクトン構造を有する繰り返し単位は通常光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、1種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体混合して用いてもよい。1種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度(ee)が90以上のものが好ましく、より好ましくは95以上である。   The repeating unit having a lactone structure usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used. One optical isomer may be used alone, or a plurality of optical isomers may be mixed and used. When one kind of optical isomer is mainly used, the optical purity (ee) thereof is preferably 90 or more, more preferably 95 or more.

ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of the repeating unit having a group having a lactone structure are given below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

Figure 2007072102
Figure 2007072102

Figure 2007072102
Figure 2007072102

上記具体例中、Rxは、水素原子又はアルキル基を表す。Rxは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基、ヒドロキシメチル基であることが好ましい。   In the above specific examples, Rx represents a hydrogen atom or an alkyl group. Rx is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group.

(B)成分の樹脂は、極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位を有することが好ましい。これにより基板密着性、現像液親和性が向上する。極性基としては水酸基、シアノ基が好ましい。好ましくは、下記一般式(VIIa)又は(VIIb)で表される部分構造を有する繰り返し単位であり、更に好ましくは、下記一般式(AIIa)又は(AIIb)で表される繰り返し単位である。   The resin as the component (B) preferably has a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group. This improves the substrate adhesion and developer compatibility. The polar group is preferably a hydroxyl group or a cyano group. Preferred is a repeating unit having a partial structure represented by the following general formula (VIIa) or (VIIb), and more preferred is a repeating unit represented by the following general formula (AIIa) or (AIIb).

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(VIIa)中、
2c〜R4cは、各々独立に、水素原子、水酸基又はシアノ基を表す。ただし、R2c〜R4cのうち少なくとも1つは、水酸基又はシアノ基を表す。好ましくは、R2c〜R4cのうちの1つまたは2つが水酸基で、残りが水素原子であり、更に好ましくはR2c〜R4cのうち2つが水酸基で、残りが水素原子である。
In general formula (VIIa),
R 2c to R 4c each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or a cyano group. However, at least one of R 2c to R 4c represents a hydroxyl group or a cyano group. Preferably, one or two of R 2c to R 4c are hydroxyl groups and the rest are hydrogen atoms, more preferably two of R 2c to R 4c are hydroxyl groups and the rest are hydrogen atoms.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(AIIa)及び(AIIb)中、
1cは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基又はヒドロキメチル基を表す。
In the general formulas (AIIa) and (AIIb),
R 1c represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.

一般式(VIIa)又は(VIIb)で表される構造を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of the repeating unit having the structure represented by the general formula (VIIa) or (VIIb) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

(B)成分の樹脂は、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を有することが好ましく、カルボキシル基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。これを有することによりコンタクトホール用途での解像性が増す。カルボキシル基を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に直接カルボキシル基が結合している繰り返し単位、あるいは連結基を介して樹脂の主鎖にカルボキシル基が結合している繰り返し単位、さらにはアルカリ可溶性基を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入、のいずれも好ましく、連結基は単環または多環の環状炭化水素構造を有していてもよい。最も好ましくはアクリル酸、メタクリル酸である。   The resin of component (B) preferably has a repeating unit having an alkali-soluble group, and more preferably has a repeating unit having a carboxyl group. By having this, the resolution in contact hole applications increases. The repeating unit having a carboxyl group includes a repeating unit in which a carboxyl group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid, or a carboxyl group in the main chain of the resin through a linking group. Either a repeating unit that is bonded, or a polymerization initiator or chain transfer agent having an alkali-soluble group is introduced at the end of the polymer chain at the time of polymerization, and the linking group is a monocyclic or polycyclic hydrocarbon. You may have a structure. Most preferred are acrylic acid and methacrylic acid.

(B)成分の樹脂は、更に下記一般式(F1)で表される基を1〜3個有する繰り返し単位を有していてもよい。これによりラインエッジラフネス性能が向上する。   The resin of the component (B) may further have a repeating unit having 1 to 3 groups represented by the following general formula (F1). This improves line edge roughness performance.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(F1)中、
50〜R55は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。但し、R50〜R55の内、少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
Raは、水素原子または有機基(好ましくは酸分解性保護基、アルキル基、シクロアルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基)を表す。
In general formula (F1),
R 50 to R 55 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. However, at least one of R 50 to R 55 represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
Ra represents a hydrogen atom or an organic group (preferably an acid-decomposable protecting group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an acyl group, or an alkoxycarbonyl group).

50〜R55のアルキル基は、フッ素原子等のハロゲン原子、シアノ基等で置換されていてもよく、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基、例えば、メチル基、トリフルオロメチル基を挙げることができる。
50〜R55は、すべてフッ素原子であることが好ましい。
The alkyl group of R 50 to R 55 may be substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, a cyano group, etc., preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, such as a methyl group or a trifluoromethyl group. be able to.
R 50 to R 55 are preferably all fluorine atoms.

Raが表わす有機基としては、酸分解性保護基、置換基を有していてもよい、アルキル基、シクロアルキル基、アシル基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルメチル基、アルコキシメチル基、1−アルコキシエチル基が好ましい。   As the organic group represented by Ra, an acid-decomposable protective group, which may have a substituent, an alkyl group, a cycloalkyl group, an acyl group, an alkylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxycarbonylmethyl group, an alkoxymethyl group , 1-alkoxyethyl group is preferable.

一般式(F1)を有する繰り返し単位として好ましくは下記一般式(F2)で表される繰り返し単位である。   The repeating unit having the general formula (F1) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (F2).

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(F2)中、
Rxcは、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Rxcのアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。
Faは、単結合又は直鎖若しくは分岐のアルキレン基(好ましくは単結合)を表す。
Fbは、単環または多環の環状炭化水素基を表す。
Fcは、単結合又は直鎖若しくは分岐のアルキレン基(好ましくは単結合、メチレン基)を表す。
1は、一般式(F1)で表される基を表す。
1は、1〜3を表す。
In general formula (F2),
Rxc represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Preferable substituents that the alkyl group of Rxc may have include a hydroxyl group and a halogen atom.
Fa represents a single bond or a linear or branched alkylene group (preferably a single bond).
Fb represents a monocyclic or polycyclic hydrocarbon group.
Fc represents a single bond or a linear or branched alkylene group (preferably a single bond or a methylene group).
F 1 represents a group represented by the general formula (F1).
P 1 represents a 1 to 3.

Fbにおける環状炭化水素基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基が好ましい。   As the cyclic hydrocarbon group for Fb, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a norbornyl group are preferable.

一般式(F1)の構造を有する繰り返し単位の具体例を示す   Specific examples of the repeating unit having the structure of the general formula (F1) are shown.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

(B)成分の樹脂は、上記の繰り返し構造単位以外に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにレジストの一般的な必要な特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し構造単位を有することができる。   In addition to the above repeating structural unit, the resin of component (B) is dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and general required properties of resist, such as resolution, heat resistance, and sensitivity. Various repeating structural units can be included for the purpose of adjusting the above.

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

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

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

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

(B)成分の樹脂において、各繰り返し構造単位の含有モル比はレジストのドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにはレジストの一般的な必要性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。   In the component (B) resin, the molar ratio of each repeating structural unit is the resist dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and general resist performance required for resolving power and heat resistance. In order to adjust the sensitivity and the like, it is set as appropriate.

(B)成分の樹脂の好ましい態様としては、すべての繰り返し単位が(メタ)アクリレ
ート繰り返し単位を有するものであり、すべての繰り返し単位がメタクリレート繰り返し単位である樹脂、あるいはすべての繰り返し単位がアクリレート繰り返し単位である樹脂、メタクリレート繰り返し単位とアクリレート繰り返し単位の両方を含む樹脂いずれでもよい。メタクリレート繰り返し単位とアクリレート繰り返し単位の両方を含む場合、極性官能基を有する繰り返し単位がアクリレートであることが好ましい。
As a preferred embodiment of the resin of component (B), all the repeating units have (meth) acrylate repeating units, and all the repeating units are methacrylate repeating units, or all the repeating units are acrylate repeating units. And any resin containing both methacrylate repeating units and acrylate repeating units. When both the methacrylate repeating unit and the acrylate repeating unit are included, the repeating unit having a polar functional group is preferably an acrylate.

(B)成分の樹脂中、酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜60モル%が好ましく、より好ましくは20〜50モル%、更に好ましくは25〜40モル%である。   In the resin of component (B), the content of the repeating unit having an acid-decomposable group is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 20 to 50 mol%, still more preferably 25 to 40 mol in all repeating structural units. %.

(B)成分の樹脂中、繰り返し単位(Ba−1)の含有量は、全繰り返し単位中、20〜50モル%が好ましい。
(B)成分の樹脂中、繰り返し単位(Ba−2)の含有量は、全繰り返し単位中、5〜30モル%が好ましい。
(B)成分の樹脂中、繰り返し単位(Bb)の含有量は、全繰り返し単位中、10〜 60モル%が好ましく、より好ましくは20〜50モル%、更により好ましくは25〜40モル%である。
(B)成分の樹脂中、酸分解性基を有する全繰り返し単位に対する、繰り返し単位(Bb)の割合は、20〜100モル%が好ましく、より好ましくは30〜80モル%、更により好ましくは40〜70モル%である。
In the resin (B), the content of the repeating unit (Ba-1) is preferably 20 to 50 mol% in all the repeating units.
In the resin of component (B), the content of the repeating unit (Ba-2) is preferably 5 to 30 mol% in all the repeating units.
In the resin of the component (B), the content of the repeating unit (Bb) is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 20 to 50 mol%, still more preferably 25 to 40 mol% in all repeating units. is there.
In the resin of component (B), the ratio of the repeating unit (Bb) to the entire repeating unit having an acid-decomposable group is preferably 20 to 100 mol%, more preferably 30 to 80 mol%, still more preferably 40. -70 mol%.

本発明のポジ型感光性組成物がArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から(B)成分の樹脂は、芳香族基を有さないことが好ましい。
(B)成分の樹脂の好ましい様態としては、繰り返し単位(Ba−1)、繰り返し単位(Bb)または他の酸分解性基を有する繰り返し単位20〜50モル%、ラクトン構造を有する繰り返し単位20〜50モル%、極性官能基で置換されたジアマンタン構造を有する繰り返し単位または極性基で置換された他の脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位5〜30モル%含有する3元共重合ポリマー、及び更にその他の繰り返し単位を0〜20モル%含む4元共重合ポリマーである。
(B)成分の樹脂の別の好ましい様態としては、繰り返し単位(Ba−2)5〜30モル%、繰り返し単位(Ba−1)、繰り返し単位(Bb)または他の酸分解性基を有する繰り返し単位20〜50モル%、ラクトン基を有する繰り返し単位20〜50モル%を有する3元共重合ポリマー、及び、更に、他の繰り返し単位0〜20モル%を含む4元共重合ポリマーを挙げることができる。
(B)成分の樹脂は、更に、アダマンタン構造を有する繰り返し単位を有することが好ましい。アダマンタン構造を有する繰り返し単位としては、例えば、前記一般式(PA)で表される繰り返し単位に於いて、式中のRp3がアダマンタン構造を有する繰り返し単位及び前記一般式(AIIa)で表される繰り返し単位を挙げることができる。
When the positive photosensitive composition of the present invention is for ArF exposure, the resin of the component (B) preferably has no aromatic group from the viewpoint of transparency to ArF light.
(B) As a preferable aspect of resin of a component, 20-50 mol% of repeating units (Ba-1), repeating unit (Bb), or the repeating unit which has another acid-decomposable group, 20-20 mol% of repeating units which have a lactone structure A terpolymer having 50 mol%, 5 to 30 mol% of a repeating unit having a diamantane structure substituted with a polar functional group or another alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group, and further It is a quaternary copolymer containing 0 to 20 mol% of other repeating units.
Another preferred embodiment of the resin of component (B) is a repeating unit (Ba-2) of 5 to 30 mol%, a repeating unit (Ba-1), a repeating unit (Bb) or a repeating group having other acid-decomposable groups. Examples include terpolymers having 20 to 50 mol% of units, 20 to 50 mol% of repeating units having a lactone group, and quaternary copolymers having 0 to 20 mol% of other repeating units. it can.
The resin of component (B) preferably further has a repeating unit having an adamantane structure. As the repeating unit having an adamantane structure, for example, in the repeating unit represented by the general formula (PA), Rp 3 in the formula is represented by the repeating unit having an adamantane structure and the general formula (AIIa). Mention may be made of repeating units.

(B)成分の樹脂は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種および開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。滴下重合法におけるモノマーの添加方法としては、反応容器に溶剤のみを仕込み、この溶液にモノマー溶液を滴下して加える方法、あるいは最初に反応容器にモノマー種の一部をあらかじめ仕込んでおいて、残りを滴下して加える方法いずれを用いてもよい。また、重合開始剤は、モノマーと同一の溶液で加えてもよいし、モノマー溶液と別の溶液から加えてもよい。重合開始剤をモノマー溶液と別の溶液から加える場合、モノマー溶液と開始剤溶液の滴下スピードは同一でも異なっていてもよい。反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド溶剤、さらには後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明のポジ型感光性組成物を溶解する溶媒が挙げられる。より好ましくは本発明のポジ型感光性組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。
重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2‘−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などが挙げられる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は5〜50質量%であり、好ましくは10〜30質量%である。反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは60〜100℃である。
The resin of component (B) can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and the polymerization is performed by heating, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable. As a monomer addition method in the dropping polymerization method, only a solvent is charged into a reaction vessel and a monomer solution is dropped into this solution, or a part of monomer species is first charged in a reaction vessel in advance and the remaining is left. Any method may be used which is added dropwise. The polymerization initiator may be added in the same solution as the monomer, or may be added from a solution different from the monomer solution. When the polymerization initiator is added from a solution different from the monomer solution, the dropping speed of the monomer solution and the initiator solution may be the same or different. Examples of the reaction solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Furthermore, the solvent which melt | dissolves the positive photosensitive composition of this invention like the below-mentioned propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone is mentioned. More preferably, the polymerization is performed using the same solvent as the solvent used in the positive photosensitive composition of the present invention. Thereby, the generation of particles during storage can be suppressed.
The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. As a polymerization initiator, a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) is used to initiate the polymerization. As the radical initiator, an azo initiator is preferable, and an azo initiator having an ester group, a cyano group, or a carboxyl group is preferable. Preferred examples of the initiator include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) and the like. If desired, an initiator is added or added in portions, and after completion of the reaction, it is put into a solvent and a desired polymer is recovered by a method such as powder or solid recovery. The concentration of the reaction is 5 to 50% by mass, preferably 10 to 30% by mass. The reaction temperature is usually 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 60-100 ° C.

(B)成分の樹脂の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは3000〜30000であり、より好ましくは5000〜15000であり、更により好ましくは6000〜12000である。分子量を適性な範囲に調節することにより、露光ラチチュード、現像欠陥、スカムの発生、ラインエッジラフネス等を改良することができる。
重量平均分子量は、重合反応における、重合開始剤種、重合開始剤量、連鎖移動剤、重合温度、反応溶剤、反応液濃度、重合方法(滴下重合、一括重合など)を適切に選択することによって調節することができる。
The weight average molecular weight of the resin of component (B) is preferably 3000 to 30000, more preferably 5000 to 15000, and still more preferably 6000 to 12000 as a polystyrene-converted value by the GPC method. By adjusting the molecular weight to an appropriate range, exposure latitude, development defects, scum generation, line edge roughness, and the like can be improved.
The weight average molecular weight is determined by appropriately selecting the type of polymerization initiator, the amount of polymerization initiator, the chain transfer agent, the polymerization temperature, the reaction solvent, the concentration of the reaction solution, and the polymerization method (drop polymerization, batch polymerization, etc.) in the polymerization reaction. Can be adjusted.

(B)成分の樹脂の分散度(Mw/Mn)は、好ましくは1.1〜3.0であり、より好ましくは1.2〜2.5、更により好ましくは1.4〜2.1である。分子量分布の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、且つレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。
分散度を調節するには、例えば、リビングラジカル重合法を用いることにより分散度1.0〜1.5の樹脂を得ることもできる。また、重合によって得られた分散度の比較的広い樹脂を再沈法、溶剤洗浄法などを用いて樹脂の溶剤への溶解性差を利用して低分子量成分、高分子量成分、あるいはその両方を除去することにより分散度の狭い樹脂を得ることができる。
The dispersity (Mw / Mn) of the component (B) resin is preferably 1.1 to 3.0, more preferably 1.2 to 2.5, and even more preferably 1.4 to 2.1. It is. The smaller the molecular weight distribution, the better the resolution and the resist shape, and the smoother the side wall of the resist pattern, the better the roughness.
In order to adjust the degree of dispersion, for example, a living radical polymerization method can be used to obtain a resin having a degree of dispersion of 1.0 to 1.5. In addition, a resin having a relatively wide dispersion obtained by polymerization is removed by using a reprecipitation method, a solvent washing method, etc., to remove a low molecular weight component, a high molecular weight component, or both using a difference in solubility of the resin in a solvent. By doing so, a resin with a narrow dispersion degree can be obtained.

本発明のポジ型感光性組成物において、(B)成分の樹脂の組成物全体中の配合量は、全固形分中50〜99.99質量%が好ましく、より好ましくは60〜99.0質量%である。
また、本発明において、(B)成分の樹脂は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
In the positive photosensitive composition of the present invention, the blending amount of the resin as the component (B) in the entire composition is preferably 50 to 99.99% by mass, more preferably 60 to 99.0% by mass in the total solid content. %.
In the present invention, the resin of component (B) may be used alone or in combination.

(B2)酸の作用により分解する基を有さない樹脂
本発明のポジ型感光性組成物は、酸の作用により分解する基を有さない樹脂(以下、「(B2)成分の樹脂」ともいう)を含有してもよい。
「酸の作用により分解する基を有さない」とは、本発明のポジ型感光性組成物が通常用いられる画像形成プロセスにおいて酸の作用による分解性が無いかまたは極めて小さく、実質的に酸分解による画像形成に寄与する基を有さないことである。このような樹脂としてアルカリ可溶性基を有する樹脂及びアルカリの作用により分解し、アルカリ現像液への溶解性が向上する基を有する樹脂が挙げられる。
(B2) Resin that does not have a group that decomposes by the action of an acid The positive photosensitive composition of the present invention has a resin that does not have a group that decomposes by the action of an acid (hereinafter referred to as “resin of component (B2)”. May be included).
“No acid-decomposable group” means that there is no or very little decomposability due to the action of an acid in an image forming process in which the positive photosensitive composition of the present invention is usually used. It has no group that contributes to image formation by decomposition. Examples of such a resin include a resin having an alkali-soluble group and a resin having a group that decomposes by the action of an alkali and improves the solubility in an alkali developer.

(B2)成分の樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル酸誘導体及び/又は脂環オレフィン誘導体から導かれる繰り返し単位を少なくとも1種類有する樹脂が好ましい。   As the resin of the component (B2), for example, a resin having at least one repeating unit derived from a (meth) acrylic acid derivative and / or an alicyclic olefin derivative is preferable.

(B2)成分の樹脂に於ける、アルカリ可溶性基としては、例えば、カルボキシル基、フェノール性水酸基、1位または2位が電子吸引性基で置換された脂肪族水酸基、電子吸引性基で置換されたアミノ基(例えばスルホンアミド基、スルホンイミド基、ビススルホニルイミド基)、電子吸引性基で置換されたメチレン基またはメチン基(例えばケトン基、エステル基から選ばれる少なくとも2つで置換されたメチレン基、メチン基)が好ましい。
(B2)成分の樹脂に於ける、アルカリの作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基としては、例えば、ラクトン基、酸無水物基が好ましく、より好ましくはラクトン基である。
Examples of the alkali-soluble group in the component (B2) resin include, for example, a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, an aliphatic hydroxyl group substituted at the 1- or 2-position with an electron-withdrawing group, and an electron-withdrawing group. An amino group (for example, a sulfonamide group, a sulfonimide group, a bissulfonylimide group), a methylene group substituted with an electron-withdrawing group, or a methine group (for example, a methylene group substituted with at least two selected from a ketone group and an ester group) Group, methine group).
The group that decomposes by the action of alkali in the resin of component (B2) and increases the solubility in an alkaline developer is preferably, for example, a lactone group or an acid anhydride group, more preferably a lactone group. .

(B2)成分の樹脂は、更に、上記以外の官能基を有する繰り返し単位を有してもよい。他の官能基を有する繰り返し単位は、ドライエッチング耐性、親疎水性、相互作用性などを考慮し、適当な官能基を有する繰り返し単位を選ぶことができる。
他の官能基を有する繰り返し単位としては、例えば、水酸基、シアノ基、カルボニル基、エステル基などの極性官能基を有する繰り返し単位、単環若しくは多環環状炭化水素構造を有する繰り返し単位、フロロアルキル基を有する繰り返し単位及びこれらの複数の官能基を有する繰り返し単位を挙げることができる。
The resin as the component (B2) may further have a repeating unit having a functional group other than those described above. As the repeating unit having another functional group, a repeating unit having an appropriate functional group can be selected in consideration of dry etching resistance, hydrophilicity / hydrophobicity, interaction property and the like.
Examples of the repeating unit having another functional group include a repeating unit having a polar functional group such as a hydroxyl group, a cyano group, a carbonyl group, and an ester group, a repeating unit having a monocyclic or polycyclic hydrocarbon structure, and a fluoroalkyl group. And a repeating unit having a plurality of these functional groups.

(B2)成分の樹脂の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは3000〜30000であり、より好ましくは5000〜15000であり、更により好ましくは6000〜12000である。   The weight average molecular weight of the resin of component (B2) is preferably 3000 to 30000, more preferably 5000 to 15000, and still more preferably 6000 to 12000 as a polystyrene-converted value by the GPC method.

(B2)成分の樹脂の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。   Although the preferable specific example of resin of (B2) component is shown below, this invention is not limited to this.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

(B2)成分の樹脂の添加量は、通常(B)成分の樹脂に対し0〜50質量%であり、好ましくは(B)成分の樹脂に対し0〜30質量%、更に好ましくは0〜20質量%である。   The amount of the component (B2) resin added is usually 0 to 50% by mass with respect to the component (B) resin, preferably 0 to 30% by mass, more preferably 0 to 20% with respect to the component (B) resin. % By mass.

〔3〕(C)酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物
本発明のポジ型感光性組成物は、酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物(以下、「溶解阻止化合物」とむいう)を含有することができる。
溶解阻止化合物としては、220nm以下の透過性を低下させないため、Proceeding of SPIE, 2724,355 (1996)に記載されている酸分解性基を含むコール酸誘導体の様な、酸分解性基を有する脂環族又は脂肪族化合物が好ましい。酸分解性基、脂環式構造としては、上記(B)成分の樹脂のところで説明したものと同様のものが挙げられる。
[3] (C) A dissolution inhibiting compound having a molecular weight of 3000 or less, which decomposes by the action of an acid to increase the solubility in an alkaline developer. The positive photosensitive composition of the present invention is decomposed by the action of an acid to form an alkali. It can contain a dissolution inhibiting compound having a molecular weight of 3000 or less (hereinafter referred to as “dissolution inhibiting compound”) that increases the solubility in the developer.
The dissolution inhibiting compound has an acid-decomposable group such as a cholic acid derivative containing an acid-decomposable group described in Proceeding of SPIE, 2724,355 (1996) so as not to lower the permeability of 220 nm or less. Alicyclic or aliphatic compounds are preferred. Examples of the acid-decomposable group and alicyclic structure are the same as those described for the component (B) resin.

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

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

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

Figure 2007072102
Figure 2007072102

〔4〕(D)塩基性化合物
本発明のポジ型感光性組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減あるいは、露光によって発生した酸の膜中拡散性を制御するために、塩基性化合物を含有することが好ましい。
[4] (D) Basic compound The positive photosensitive composition of the present invention is a basic compound for reducing the change in performance over time from exposure to heating, or for controlling the diffusibility of acid generated by exposure in the film. It is preferable to contain a functional compound.

塩基性化合物としては含窒素塩基性化合物、オニウム塩化合物を挙げることができる。
好ましい含窒素塩基性化合物として、下記一般式(A)〜(E)で示される部分構造を有する化合物を挙げることができる。
Examples of basic compounds include nitrogen-containing basic compounds and onium salt compounds.
Preferable nitrogen-containing basic compounds include compounds having partial structures represented by the following general formulas (A) to (E).

Figure 2007072102
Figure 2007072102

一般式(A)に於いて、
250、R251及びR252は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル、炭素数3〜20のシクロアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基であり、ここでR250とR251は互いに結合して環を形成してもよい。これらは置換基を有していてもよく、置換基を有するアルキル基及びシクロアルキル基としては、炭素数1〜20のアミノアルキル基又は炭素数3〜20のアミノシクロアルキル基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基又は炭素数3〜20のヒドロキシシクロアルキル基が好ましい。また、これらはアルキル鎖中に酸素原子、硫黄原子、窒素原子を含んでも良い。
一般式(E)に於いて、
253、R254、R255及びR256は、各々独立に、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数3〜6のシクロアルキル基を示す。
In general formula (A),
R 250 , R 251 and R 252 are each independently a hydrogen atom, an alkyl having 1 to 20 carbons, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbons or an aryl group having 6 to 20 carbons, wherein R 250 And R 251 may combine with each other to form a ring. These may have a substituent. Examples of the alkyl group and cycloalkyl group having a substituent include an aminoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aminocycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and 1 to 1 carbon atoms. A 20 hydroxyalkyl group or a C 3-20 hydroxycycloalkyl group is preferred. These may contain an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom in the alkyl chain.
In general formula (E),
R 253 , R 254 , R 255 and R 256 each independently represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms.

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

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

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

〔5〕(E)界面活性剤
本発明のポジ型感光性組成物は、更に、界面活性剤を含有することが好ましく、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤及びフッ素原子と珪素原子の両方を有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することがより好ましい。
[5] (E) Surfactant The positive photosensitive composition of the present invention preferably further contains a surfactant, and a fluorine-based and / or silicon-based surfactant (fluorine-based surfactant, silicon It is more preferable to contain any one of a system surfactant and a surfactant having both a fluorine atom and a silicon atom, or two or more thereof.

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

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

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

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

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

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

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

界面活性剤の使用量は、ポジ型感光性組成物の全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.0001〜2質量%、より好ましくは0.001〜1質量%である。   The amount of the surfactant used is preferably 0.0001 to 2% by mass, more preferably 0.001 to 1% by mass, based on the total amount of the positive photosensitive composition (excluding the solvent).

〔6〕(F)溶剤
本発明のポジ型感光性組成物は、各成分を所定の溶剤に溶解して用いる。
使用し得る溶剤としては、例えば、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等の有機溶剤を挙げることができる。
[6] (F) Solvent The positive photosensitive composition of the present invention is used by dissolving each component in a predetermined solvent.
Solvents that can be used include, for example, ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether. Acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N, N- Examples include organic solvents such as dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, and tetrahydrofuran. Kill.

本発明において、溶剤としては、単独で用いても混合して用いても良いが、異なる官能基を有する2種以上の溶剤を含有する混合溶剤を用いることが好ましい。これにより素材の溶解性が高まり、経時におけるパーティクルの発生が抑制できるだけでなく、良好なパターンプロファイルが得られる。溶剤が有する好ましい官能基としては、エステル基、ラクトン基、水酸基、ケトン基、カーボネート基が挙げられる。異なる官能基を有する混合溶剤としては以下の(S1)〜(S5)の混合溶剤が好ましい。
(S1)水酸基を有する溶剤と、水酸基を有さない溶剤とを混合した混合溶剤。
(S2)エステル構造を有する溶剤と、ケトン構造を有する溶剤とを混合した混合溶剤

(S3)エステル構造を有する溶剤と、ラクトン構造を有する溶剤とを混合した混合溶剤。
(S4)エステル構造を有する溶剤と、ラクトン構造を有する溶剤と、水酸基を有する溶剤とを混合した混合溶剤。
(S5)エステル構造を有する溶剤と、カーボネート構造を有する溶剤と、水酸基を有する溶剤とを混合した混合溶剤。
これによりレジスト液保存時のパーティクル発生を軽減でき、また、塗布時の欠陥の発生を抑制することができる。
In the present invention, the solvent may be used alone or mixed, but it is preferable to use a mixed solvent containing two or more kinds of solvents having different functional groups. As a result, the solubility of the material is increased, and not only the generation of particles over time can be suppressed, but also a good pattern profile can be obtained. Preferable functional groups possessed by the solvent include ester groups, lactone groups, hydroxyl groups, ketone groups, and carbonate groups. As the mixed solvent having different functional groups, the following mixed solvents (S1) to (S5) are preferable.
(S1) A mixed solvent obtained by mixing a solvent having a hydroxyl group and a solvent having no hydroxyl group.
(S2) A mixed solvent in which a solvent having an ester structure and a solvent having a ketone structure are mixed.
(S3) A mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure and a solvent having a lactone structure.
(S4) A mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure, a solvent having a lactone structure, and a solvent having a hydroxyl group.
(S5) A mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure, a solvent having a carbonate structure, and a solvent having a hydroxyl group.
As a result, the generation of particles during storage of the resist solution can be reduced, and the generation of defects during application can be suppressed.

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

水酸基を有さない溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げることができ、これらの内で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、シクロヘキサノンがより好ましい。   Examples of the solvent having no hydroxyl group include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide. Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, and butyl acetate are preferable, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate 2-heptanone and cyclohexanone are more preferred.

ケトン構造を有する溶剤としては、シクロヘキサノン、2−ヘプタノンなどが挙げられ、好ましくはシクロヘキサノンである。
エステル構造を有する溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、酢酸ブチルなどが挙げられ、好ましくはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートである。
ラクトン構造を有する溶剤としては、γ−ブチロラクトンが挙げられる。
カーボネート構造を有する溶剤としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートが挙げられ、好ましくはプロピレンカーボネートである。
Examples of the solvent having a ketone structure include cyclohexanone and 2-heptanone, and cyclohexanone is preferable.
Examples of the solvent having an ester structure include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, and butyl acetate, and propylene glycol monomethyl ether acetate is preferable.
Examples of the solvent having a lactone structure include γ-butyrolactone.
Examples of the solvent having a carbonate structure include propylene carbonate and ethylene carbonate, and propylene carbonate is preferred.

水酸基を有する溶剤と水酸基を有さない溶剤との混合比(質量)は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは20/80〜60/40である。水酸基を有さない溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。
エステル構造を有する溶剤とケトン構造を有する溶剤との混合比(質量)は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは40/60〜80/20である。エステル構造を有する溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。
エステル構造を有する溶剤とラクトン構造を有する溶剤との混合比(質量)は、70/30〜99/1、好ましくは80/20〜99/1、更に好ましくは90/10〜99/1である。エステル構造を有する溶剤を70質量%以上含有する混合溶剤が経時安定性の点で特に好ましい。
エステル構造を有する溶剤とラクトン構造を有する溶剤と水酸基を有する溶剤を混合する際は、エステル構造を有する溶剤を30〜80重量%、ラクトン構造を有する溶剤を1〜20重量%、水酸基を有する溶剤を10〜60重量%含有することが好ましい。
エステル構造を有する溶剤とカーボネート構造を有する溶剤と水酸基を有する溶剤を混
合する際は、エステル構造を有する溶剤を30〜80重量%、カーボネート構造を有する溶剤を1〜20重量%、水酸基を有する溶剤を10〜60重量%含有することが好ましい。
The mixing ratio (mass) of the solvent having a hydroxyl group and the solvent having no hydroxyl group is from 1/99 to 99/1, preferably from 10/90 to 90/10, more preferably from 20/80 to 60/40. . A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent having no hydroxyl group is particularly preferable from the viewpoint of coating uniformity.
The mixing ratio (mass) of the solvent having an ester structure and the solvent having a ketone structure is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, and more preferably 40/60 to 80/20. . A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent having an ester structure is particularly preferable from the viewpoint of coating uniformity.
The mixing ratio (mass) of the solvent having an ester structure and the solvent having a lactone structure is 70/30 to 99/1, preferably 80/20 to 99/1, and more preferably 90/10 to 99/1. . A mixed solvent containing 70% by mass or more of a solvent having an ester structure is particularly preferable from the viewpoint of stability over time.
When mixing a solvent having an ester structure, a solvent having a lactone structure, and a solvent having a hydroxyl group, the solvent having an ester structure is 30 to 80% by weight, the solvent having a lactone structure is 1 to 20% by weight, and the solvent having a hydroxyl group It is preferable to contain 10 to 60 weight%.
When mixing a solvent having an ester structure, a solvent having a carbonate structure and a solvent having a hydroxyl group, the solvent having an ester structure is 30 to 80% by weight, the solvent having a carbonate structure is 1 to 20% by weight, and the solvent having a hydroxyl group It is preferable to contain 10 to 60 weight%.

溶剤のより好ましい様態としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート(好ましくはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)を含有する溶剤であり、より好ましくはアルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートと、他の溶剤との混合溶剤であり、他の溶剤が水酸基、ケトン基、ラクトン基、エステル基、エーテル基、カーボネート基から選ばれる官能基、あるいはこれらのうちの複数の官能基を併せ持つ溶剤から選ばれる少なくとも1種であることが更に好ましい。特に好ましい混合溶剤は、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ブチル、シクロヘキサノンから選ばれる少なくとも1種とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの混合溶剤である。特に好ましい混合溶剤を選択することにより現像欠陥性能を改良することができる。
アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートと、他の溶剤との混合比(質量比)は、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート/他の溶剤=95/5〜30/70、より好ましくは95/5〜40/60、更に好ましくは80/20〜50/50である。アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートの比率を高くすることにより、塗布後露光までの経時における性能変化を小さくすることができる。
A more preferable embodiment of the solvent is a solvent containing an alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate (preferably propylene glycol monomethyl ether acetate), more preferably a mixed solvent of an alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate and another solvent. And the other solvent is at least one selected from a functional group selected from a hydroxyl group, a ketone group, a lactone group, an ester group, an ether group, and a carbonate group, or a solvent having a plurality of these functional groups. Is more preferable. A particularly preferred mixed solvent is a mixed solvent of at least one selected from ethyl lactate, γ-butyrolactone, propylene glycol monomethyl ether, butyl acetate and cyclohexanone and propylene glycol monomethyl ether acetate. The development defect performance can be improved by selecting a particularly preferable mixed solvent.
The mixing ratio (mass ratio) of the alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate and the other solvent is alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate / other solvent = 95/5 to 30/70, more preferably 95/5 to 40. / 60, more preferably 80/20 to 50/50. By increasing the ratio of the alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate, it is possible to reduce the change in performance over time until the exposure after coating.

本発明のポジ型感光性組成物中の固形分濃度は、好ましくは3〜15質量%、より好ましくは4〜10質量%、更に好ましくは5〜8質量%である。   The solid content concentration in the positive photosensitive composition of the present invention is preferably 3 to 15% by mass, more preferably 4 to 10% by mass, and still more preferably 5 to 8% by mass.

<その他の添加剤>
本発明のポジ型感光性組成物には、必要に応じてさらに染料、可塑剤、光増感剤、及び現像液に対する溶解性を促進させる化合物等を含有させることができる。
<Other additives>
If necessary, the positive photosensitive composition of the present invention may further contain a dye, a plasticizer, a photosensitizer, a compound that promotes solubility in a developer, and the like.

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

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

このような分子量1000以下のフェノール化合物は、例えば、特開平4−122938号、特開平2−28531号、米国特許第4916210号、欧州特許第219294号等に記載の方法を参考にして、当業者において容易に合成することができる。   Such phenolic compounds having a molecular weight of 1000 or less can be obtained by referring to methods described in, for example, JP-A-4-1222938, JP-A-2-28531, U.S. Pat. No. 4,916,210, European Patent 219294, and the like. Can be easily synthesized.

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

(パターン形成方法)
本発明のポジ型感光性組成物は、上記の成分を所定の溶剤、好ましくは前記混合溶剤に溶解し、フィルター濾過した後、次のように所定の支持体上に塗布して用いる。フィルター濾過に用いるフィルターは0.1ミクロン以下、より好ましくは0.05ミクロン以下、更に好ましくは0.03ミクロン以下のポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のものが好ましい。
(Pattern formation method)
The positive photosensitive composition of the present invention is used by dissolving the above components in a predetermined solvent, preferably the mixed solvent, filtering the solution, and then applying the solution on a predetermined support as follows. The filter used for filter filtration is preferably made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon of 0.1 microns or less, more preferably 0.05 microns or less, and still more preferably 0.03 microns or less.

例えば、ポジ型感光性組成物を精密集積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆)上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法により塗布、乾燥し、感光性膜を形成する。
形成される感光性膜の膜厚は、50〜300nmが好ましく、より好ましくは70〜200nm、更に好ましくは80〜150nmである。より薄い膜厚において本発明のポジ型感光性組成物が有する効果が顕著に現れる。
当該感光性膜に、所定のマスクを通して活性光線又は放射線を照射し、好ましくはベーク(加熱)を行い、現像、リンスする。これにより良好なパターンを得ることができる。
活性光線又は放射線の照射時に感光性膜とレンズの間に空気よりも屈折率の高い液体(液浸媒体)を満たして露光(液浸露光)を行ってもよい。これにより解像性を高めることができる。用いる液浸媒体としては空気よりも屈折率の高い液体であればいずれのものでも用いることができるが好ましくは純水である。また、液浸露光を行なう際に液浸媒体と感光性膜が直接触れ合わないようにするために感光性膜の上にさらにオーバーコート層を設けても良い。これにより感光性膜から液浸媒体への組成物の溶出が抑えられ、現像欠陥が低減する。
For example, a positive photosensitive composition is coated on a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) used in the manufacture of precision integrated circuit elements by a suitable coating method such as a spinner or coater, dried, and photosensitive. A film is formed.
The film thickness of the formed photosensitive film is preferably 50 to 300 nm, more preferably 70 to 200 nm, still more preferably 80 to 150 nm. The effect of the positive photosensitive composition of the present invention is remarkably exhibited at a thinner film thickness.
The photosensitive film is irradiated with actinic rays or radiation through a predetermined mask, preferably baked (heated), developed and rinsed. Thereby, a good pattern can be obtained.
Exposure (immersion exposure) may be performed by filling a liquid (immersion medium) having a higher refractive index than air between the photosensitive film and the lens during irradiation with actinic rays or radiation. Thereby, resolution can be improved. As the immersion medium to be used, any liquid can be used as long as it has a higher refractive index than air, but pure water is preferred. Further, an overcoat layer may be further provided on the photosensitive film so that the immersion medium and the photosensitive film do not come into direct contact with each other during the immersion exposure. Thereby, the elution of the composition from the photosensitive film to the immersion medium is suppressed, and development defects are reduced.

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

現像工程では、アルカリ現像液を次のように用いる。レジスト組成物のアルカリ現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用することができる。
さらに、上記アルカリ現像液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常0.1〜20質量%である。
アルカリ現像液のpHは、通常10.0〜15.0である。
In the development step, an alkaline developer is used as follows. As an alkaline developer of the resist composition, inorganic hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, Secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide and the like Alkaline aqueous solutions such as quaternary ammonium salts, cyclic amines such as pyrrole and pihelidine can be used.
Furthermore, alcohols and surfactants can be added in appropriate amounts to the alkaline developer.
The alkali concentration of the alkali developer is usually from 0.1 to 20% by mass.
The pH of the alkali developer is usually from 10.0 to 15.0.

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to this.

合成例1(モノマー(A)の合成)
ヒドロキシジアマンタン9.8g、メタクリル酸無水物3.7g、濃硫酸0.5gをトルエン150mlに溶解させ、これを還流条件下2時間反応させた。反応液を炭酸水素ナトリウム水溶液、次いで蒸留水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後濃縮すると粗生成物が得られた。これをカラムクロマトグラフィーにより精製すると、モノマー(A)が6.3g得られた。
Synthesis Example 1 (Synthesis of monomer (A))
9.8 g of hydroxydiamantane, 3.7 g of methacrylic anhydride and 0.5 g of concentrated sulfuric acid were dissolved in 150 ml of toluene, and this was reacted under reflux conditions for 2 hours. The reaction solution was washed with an aqueous sodium bicarbonate solution and then with distilled water, dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated to obtain a crude product. When this was purified by column chromatography, 6.3 g of monomer (A) was obtained.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

合成例2(モノマー(B)の合成)
臭素160mlを−7℃に冷却し、これにジアマンタン40gを反応液の温度を−3℃以下に保ちながら徐々に加えた。その後臭化アルミニウム2.16gを反応液の温度を0℃以下に保ちながら徐々に加えた。−7℃で30分攪拌し、反応液を亜硫酸ナトリウム500g、水酸化ナトリウム160g、水3Lの溶液にゆっくりと注いだ。析出物をろ取し、これをアセトニトリルで洗浄するとジブロモジアマンタンが63g得られた。
ジブロモジアマンタン20gに濃硝酸80mlをゆっくりと加え、これを70℃に加熱し30分反応させた。反応液を水300mlに注ぎこれに水酸化ナトリウム72g/水500mlを加えアルカリ性にした。析出物をろ取、水洗するとジヒドロキシジアマンタンが7g得られた。
ジヒドロキシジアマンタンを用いモノマー(A)の合成と同様の手法でモノマー(B)が2g得られた。
Synthesis Example 2 (Synthesis of monomer (B))
160 ml of bromine was cooled to −7 ° C., and 40 g of diamantane was gradually added thereto while keeping the temperature of the reaction solution at −3 ° C. or lower. Thereafter, 2.16 g of aluminum bromide was gradually added while keeping the temperature of the reaction solution at 0 ° C. or lower. The mixture was stirred at -7 ° C for 30 minutes, and the reaction solution was slowly poured into a solution of 500 g of sodium sulfite, 160 g of sodium hydroxide and 3 L of water. The precipitate was collected by filtration and washed with acetonitrile to obtain 63 g of dibromodiamantane.
To 20 g of dibromodiamantane, 80 ml of concentrated nitric acid was slowly added, and this was heated to 70 ° C. and reacted for 30 minutes. The reaction solution was poured into 300 ml of water to make it alkaline by adding 72 g of sodium hydroxide / 500 ml of water. The precipitate was collected by filtration and washed with water to obtain 7 g of dihydroxydiamantane.
2 g of monomer (B) was obtained in the same manner as the synthesis of monomer (A) using dihydroxydiamantane.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

合成例3(樹脂(RA−1)の合成)
窒素気流下プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート5.6g、プロピレングリコールモノメチルエーテル3.8gを3つ口フラスコに入れこれを80℃に加熱した。これにモノマー(A)を2.7g、3−ヒドロキシアダマンタンメタクリレート4.7g、1−エチル−1−シクロペンチルメタクリレート5.5g、γ−ブチロラクトンメタクリレート6.8g、重合開始剤V−601(和光純薬製)をモノマーに対し6mol%をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート42.6g、プロピレングリコールモノメチルエーテル28.4gに溶解させたものを6時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80℃で2時間反応させた。反応液を放冷後ヘキサン720ml/酢酸エチル80mlに注ぎ、析出した紛体をろ取、乾燥すると樹脂(RA−1)が18g得られた。得られた樹脂の重量平均分子量は7200、分散度(Mw/Mn)は1.90であった。
Synthesis Example 3 (Synthesis of resin (RA-1))
Under a nitrogen stream, 5.6 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and 3.8 g of propylene glycol monomethyl ether were placed in a three-necked flask and heated to 80 ° C. To this, 2.7 g of monomer (A), 4.7 g of 3-hydroxyadamantane methacrylate, 5.5 g of 1-ethyl-1-cyclopentyl methacrylate, 6.8 g of γ-butyrolactone methacrylate, polymerization initiator V-601 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Made by dissolving 6 mol% of the product in 42.6 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and 28.4 g of propylene glycol monomethyl ether with respect to the monomer over 6 hours. After completion of dropping, the reaction was further carried out at 80 ° C. for 2 hours. The reaction solution was allowed to cool and then poured into 720 ml of hexane / 80 ml of ethyl acetate, and the precipitated powder was collected by filtration and dried to obtain 18 g of Resin (RA-1). The weight average molecular weight of the obtained resin was 7200, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.90.

合成例4(樹脂(RA−2)の合成)
窒素気流下シクロヘキサノン8.9gを3つ口フラスコに入れこれを80℃に加熱した。これにモノマー(B)を2.9g、ノルボルナンラクトンメタクリレート4.4g、2−(4−メチルシクロヘキシル)プロピル−2−メタクリレート3.4g、メタクリル酸0.4g、重合開始剤V−601(和光純薬製)をモノマーに対し9mol%をシクロヘキサノン40gに溶解させたものを6時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80℃で2時間反応させた。反応液を放冷後ヘキサン315ml/酢酸エチル135mlに注ぎ、析出した紛体をろ取、乾燥すると樹脂(RA−2)が10.2g得られた。得られた樹脂の重量平均分子量は6900、分散度(Mw/Mn)は1.74であった。
Synthesis Example 4 (Synthesis of resin (RA-2))
Under a nitrogen stream, 8.9 g of cyclohexanone was placed in a three-necked flask and heated to 80 ° C. To this, 2.9 g of monomer (B), 4.4 g of norbornane lactone methacrylate, 3.4 g of 2- (4-methylcyclohexyl) propyl-2-methacrylate, 0.4 g of methacrylic acid, polymerization initiator V-601 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) A product obtained by dissolving 9 mol% of a drug product in 40 g of cyclohexanone with respect to the monomer was dropped over 6 hours. After completion of dropping, the reaction was further carried out at 80 ° C. for 2 hours. The reaction solution was allowed to cool and then poured into 315 ml of hexane / 135 ml of ethyl acetate, and the precipitated powder was collected by filtration and dried to obtain 10.2 g of resin (RA-2). The weight average molecular weight of the obtained resin was 6900, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.74.

以下、樹脂(RA−1)〜(RA−18)及び比較用樹脂(RA’−1)〜(RA’−3)の構造、モル比、重量平均分子量、分散度を示す。   The structures, molar ratios, weight average molecular weights, and dispersities of resins (RA-1) to (RA-18) and comparative resins (RA′-1) to (RA′-3) are shown below.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

Figure 2007072102
Figure 2007072102

Figure 2007072102
Figure 2007072102

実施例1〜21及び比較例1〜3
<レジスト調製>
下記表1に示す成分を溶剤に溶解させ固形分濃度9質量%の溶液を調製し、これを0.
03 mのポリエチレンフィルターでろ過してポジ型レジスト溶液を調製した。調製したポジ型レジスト溶液を下記の方法で評価し、結果も表1に示した。
Examples 1-21 and Comparative Examples 1-3
<Resist preparation>
The components shown in Table 1 below were dissolved in a solvent to prepare a solution having a solid content of 9% by mass.
A positive resist solution was prepared by filtration through a 03 m polyethylene filter. The prepared positive resist solution was evaluated by the following method, and the results are also shown in Table 1.

Figure 2007072102
Figure 2007072102

以下、表中の略号を示す。
〔塩基性化合物〕
TPI:2,4,5−トリフェニルイミダゾール
TPSA:トリフェニルスルホニウムアセテート
DIA:2,6−ジイソプロピルアニリン
DCMA:ジシクロヘキシルメチルアミン
TPA:トリペンチルアミン
HAP:ヒドロキシアンチピリン
TBAH:テトラブチルアンモニウムヒドロキシド
TMEA:トリス(メトキシエトキシエチル)アミン
PEA:N−フェニルジエタノールアミン
〔界面活性剤〕
W−1:メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素系)
W−2:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素及びシリコン系)
W−3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)(シリコン系)

W‐4:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)
〔溶剤〕
S1:プロピレングリコールメチルエーテルアセテート
S2:2−ヘプタノン
S3:シクロヘキサノン
S4: γ−ブチロラクトン
S5:プロピレングリコールメチルエーテル
S6:乳酸エチル
S7:プロピレンカーボネート
Hereinafter, abbreviations in the table are shown.
[Basic compounds]
TPI: 2,4,5-triphenylimidazole TPSA: triphenylsulfonium acetate DIA: 2,6-diisopropylaniline DCMA: dicyclohexylmethylamine TPA: tripentylamine HAP: hydroxyantipyrine TBAH: tetrabutylammonium hydroxide TMEA: Tris ( Methoxyethoxyethyl) amine PEA: N-phenyldiethanolamine [Surfactant]
W-1: MegaFuck F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (Fluorine)
W-2: Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (fluorine and silicon)
W-3: Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (silicon-based)

W-4: Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.)
〔solvent〕
S1: Propylene glycol methyl ether acetate S2: 2-heptanone S3: Cyclohexanone S4: γ-butyrolactone S5: Propylene glycol methyl ether S6: Ethyl lactate S7: Propylene carbonate

<レジスト評価>
スピンコーターにてヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上にブリューワーサイエンス社製反射防止膜DUV−42を600オングストローム均一に塗布し、100℃で90秒間ホットプレート上で乾燥した後、190℃で240秒間加熱乾燥を行った。その後、各ポジ型レジスト溶液をスピンコーターで塗布し110℃で90秒間乾燥を行い180nmのレジスト膜を形成させた。 このレジスト膜に対し、マスクを通してArFエキシマレーザーステッパー(ASML社製 NA=0.75、2/3輪帯)で露光し、露光後直ぐに120℃で90秒間ホットプレート上で加熱した。さらに2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で23℃で60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、乾燥し、ラインパターンを得た。
<Resist evaluation>
An antireflection film DUV-42 manufactured by Brewer Science Co., Ltd. was uniformly applied to 600 Å on a silicon substrate subjected to hexamethyldisilazane treatment with a spin coater, dried on a hot plate at 100 ° C. for 90 seconds, and then at 190 ° C. Heat drying was performed for 240 seconds. Thereafter, each positive resist solution was applied with a spin coater and dried at 110 ° C. for 90 seconds to form a 180 nm resist film. This resist film was exposed with an ArF excimer laser stepper (SML NA = 0.75, 2/3 ring zone) through a mask, and heated on a hot plate at 120 ° C. for 90 seconds immediately after the exposure. Further, the resist film was developed with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution at 23 ° C. for 60 seconds, rinsed with pure water for 30 seconds, and then dried to obtain a line pattern.

疎密依存性評価法:
80nmのラインアンドスペース1:1のマスクパターンを再現する露光量を最適露光量とし、線幅125nmの孤立ラインパターン(ラインアンドスペース=1/10)マスクを最適露光量で露光した際の仕上がり線幅を観察した。仕上がり線幅が太い(値が大きい)ほど孤立パターンの線幅細りが小さく、疎密依存性が良好であることを示す。
Density dependency evaluation method:
The exposure amount that reproduces the 80 nm line and space 1: 1 mask pattern is the optimum exposure amount, and the finished line when an isolated line pattern (line and space = 1/10) mask with a line width of 125 nm is exposed at the optimum exposure amount. The width was observed. The thicker the finished line width (the larger the value), the smaller the line width of the isolated pattern and the better the density dependency.

表1から、本発明のポジ型感光性組成物は、疎密依存性に優れていることが明らかである。   From Table 1, it is clear that the positive photosensitive composition of the present invention is excellent in density dependency.

〔液浸露光〕
<レジスト調製>
表1の実施例1〜21及び比較例1〜3の成分を溶剤に溶解させ固形分濃度7質量%の溶液を調製し、これを0.03μmのポリエチレンフィルターで濾過してポジ型レジスト溶液を調製した。調製したポジ型レジスト溶液を下記の方法で評価した。
<解像性評価>
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃、60秒間ベークを行い78nmの反射防止膜を形成した。その上に各ポジ型レジスト溶液を塗布し、115℃で、60秒間ベークを行い150nmのレジスト膜を形成した。こうして得られたウエハーを液浸液としては純水を使用し、2光束干渉露光を行った(ウェット露光)。尚、2光束干渉露光(ウエット)では、図1に示すように、レーザー1、絞り2、シャッター3、3枚の反射ミラー4,5、6、集光レンズ7を使用し、プリズム8、液浸液(純水)9を介して反射防止膜及びレジスト膜を有するウエハー10に露光を行った。レーザー1の波長は、193nmを用い、65nmのラインアンドスペースパターンを形成するプリズム8を使用した。露光直後に115℃で、90秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で60秒間現像し、純水でリンスした後、スピン乾燥して得たレジストパターンについて走査型電子顕微鏡(日立製S−9260)を用い、観察した。実施例1〜21のポジ型レジスト溶液を用いた場合には、65nmのラインアンドスペースパターンがパターン倒れを発生せずに解像した。一方、比較例1〜3のポジ型レジスト溶液を用いた場合には、65nmのラインアンドスペースパターンは解像するものの、一部のパターンでパターン倒れが観測された。
本発明のポジ型感光性組成物は、液浸液を介した露光方法においても良好な画像形成能を有することが明らかである。
(Immersion exposure)
<Resist preparation>
The components of Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1 to 3 in Table 1 were dissolved in a solvent to prepare a solution having a solid content concentration of 7% by mass, and this was filtered through a 0.03 μm polyethylene filter to obtain a positive resist solution. Prepared. The prepared positive resist solution was evaluated by the following method.
<Resolution evaluation>
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. Each positive resist solution was applied thereon and baked at 115 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. The wafer thus obtained was subjected to two-beam interference exposure (wet exposure) using pure water as the immersion liquid. In the two-beam interference exposure (wet), as shown in FIG. 1, a laser 1, an aperture 2, a shutter 3, three reflecting mirrors 4, 5, 6 and a condenser lens 7 are used, and a prism 8, liquid The wafer 10 having an antireflection film and a resist film was exposed through an immersion liquid (pure water) 9. The wavelength of the laser 1 was 193 nm, and the prism 8 forming a 65 nm line and space pattern was used. Immediately after exposure, the resist pattern obtained by heating at 115 ° C. for 90 seconds, developing with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38 mass%) for 60 seconds, rinsing with pure water, and spin drying is then used for the scanning pattern. It observed using the electron microscope (Hitachi S-9260). When the positive resist solutions of Examples 1 to 21 were used, the 65 nm line and space pattern was resolved without causing pattern collapse. On the other hand, when the positive resist solutions of Comparative Examples 1 to 3 were used, the pattern collapse was observed in some patterns although the 65 nm line and space pattern was resolved.
It is clear that the positive photosensitive composition of the present invention has a good image forming ability even in an exposure method using an immersion liquid.

2光束干渉露光実験装置の概略図である。It is the schematic of a two-beam interference exposure experiment apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 レーザー
2 絞り
3 シャッター
4、5、6 反射ミラー
7 集光レンズ
8 プリズム
9 液浸液
10 反射防止膜及びレジスト膜を有するウエハー
11 ウエハーステージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser 2 Aperture 3 Shutter 4, 5, 6 Reflection mirror 7 Condensing lens 8 Prism 9 Immersion liquid 10 Wafer having antireflection film and resist film 11 Wafer stage

Claims (5)

(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物及び
(B)酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を有する樹脂
を含有するポジ型感光性組成物であって、
(B)成分の樹脂が、ジアマンタン構造を有する繰り返し単位(Ba)と、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を有し、該酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基の酸の作用により脱離する基内に非多環の炭化水素構造を有する繰り返し単位(Bb)とを有する樹脂であることを特徴とするポジ型感光性組成物。
(A) A positive photosensitive composition comprising a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and (B) a resin having a group that decomposes by the action of the acid and increases the solubility in an alkali developer. There,
The resin of component (B) has a repeating unit (Ba) having a diamantane structure and a group that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkali developer, and decomposes by the action of the acid, A positive photosensitive resin characterized in that it is a resin having a repeating unit (Bb) having a non-polycyclic hydrocarbon structure in a group that is eliminated by the action of an acid of a group that increases the solubility in a developer. Composition.
酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を有し、該酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基の酸の作用により脱離する基内に非多環の炭化水素構造を有する繰り返し単位(Bb)が、下記一般式(Bb−1a)、(Bb−1b)及び(Bb−2a)から選ばれる少なくとも1種類の繰り返し単位であることを特徴とする請求項1に記載のポジ型感光性組成物。
Figure 2007072102
一般式(Bb−1a)に於いて、
Rxは、水素原子又はアルキル基を表す。
Rb1は、下記一般式(Bb−1a−1)で表される単環の環状炭化水素基を表す。
Rb2及びRb3は、各々独立に、アルキル基、一般式(Bb−1a−1)で表される単環の環状炭化水素基又はアリル基を表す。Rb2及びRb3は、互いに結合して単環の環状炭化水素構造を形成してもよい。
Figure 2007072102
一般式(Bb−1a−1)に於いて、
nは、1〜4の整数を表す。
Figure 2007072102
一般式(Bb−1b)及び(Bb−2a)に於いて、
Rxは、水素原子又はアルキル基を表す。
Ra1は、アルキル基又はアリル基を表す。
nは、1〜4の整数を表す。
Ra1'、Ra2’及びRa3'は、それぞれ独立に、アルキル基を表す。
A group having a group that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkali developer, and that is decomposed by the action of the acid and that is released by the action of an acid of a group that increases the solubility in an alkali developer. The repeating unit (Bb) having a non-polycyclic hydrocarbon structure is at least one repeating unit selected from the following general formulas (Bb-1a), (Bb-1b) and (Bb-2a) The positive photosensitive composition according to claim 1.
Figure 2007072102
In the general formula (Bb-1a),
Rx represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Rb 1 represents a monocyclic hydrocarbon group represented by the following general formula (Bb-1a-1).
Rb 2 and Rb 3 each independently represent an alkyl group, a monocyclic cyclic hydrocarbon group represented by the general formula (Bb-1a-1), or an allyl group. Rb 2 and Rb 3 may combine with each other to form a monocyclic hydrocarbon structure.
Figure 2007072102
In the general formula (Bb-1a-1),
n represents an integer of 1 to 4.
Figure 2007072102
In general formulas (Bb-1b) and (Bb-2a),
Rx represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Ra 1 represents an alkyl group or an allyl group.
n represents an integer of 1 to 4.
Ra 1 ′, Ra 2 ′ and Ra 3 ′ each independently represents an alkyl group.
ジアマンタン構造を有する繰り返し単位(Ba)が、ジアマンタン構造を有し、酸又はアルカリの作用に対し、影響を受けない繰り返し単位であることを特徴とする請求項1又は2に記載のポジ型感光性組成物。   The positive photosensitive material according to claim 1 or 2, wherein the repeating unit (Ba) having a diamantane structure is a repeating unit having a diamantane structure and not affected by the action of an acid or an alkali. Composition. (B)成分の樹脂が、更に、アダマンタン構造を有する繰り返し単位を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。   The positive photosensitive composition according to claim 1, wherein the resin as the component (B) further has a repeating unit having an adamantane structure. 請求項1〜4のいずれかに記載のポジ型感光性組成物により、感光性膜を形成し、該感光性膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。   A pattern forming method comprising the steps of: forming a photosensitive film from the positive photosensitive composition according to claim 1; and exposing and developing the photosensitive film.
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