JP2007279493A - Negative resist composition and resist pattern forming method - Google Patents

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Atsushi Iwashita
淳 岩下
Ayako Kusaka
綾子 日下
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a negative resist composition giving a resist pattern with high rectangularity and a resist pattern forming method. <P>SOLUTION: The negative resist composition contains an alkali-soluble resin component (A), an acid generator component (B) which generates an acid upon exposure to light and a crosslinker component (C), wherein the negative resist composition further contains a photobase generator component (F) which generates a base upon exposure to light. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

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

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

従来、i線やKrFエキシマレーザー光(248nm)を光源とするプロセスに使用するネガ型レジスト材料としては、酸発生剤とノボラック樹脂やポリヒドロキシスチレンなどのアルカリ可溶性樹脂とメラミン樹脂や尿素樹脂などのアミノ樹脂との組合せを含む化学増幅型のネガ型レジスト組成物が用いられている(例えば、特許文献1等)。   Conventionally, as a negative resist material used in a process using i-line or KrF excimer laser light (248 nm) as a light source, an acid generator, an alkali-soluble resin such as a novolac resin or polyhydroxystyrene, a melamine resin, a urea resin, etc. A chemically amplified negative resist composition containing a combination with an amino resin is used (for example, Patent Document 1).

そして、さらに短波長のArFエキシマレーザーを用いるプロセスに適用するネガ型レジスト材料としては、ArFエキシマレーザーに対する透明性を向上させたものとして、例えばカルボキシ基を有する樹脂成分、アルコール性水酸基を有する架橋剤、及び酸発生剤を含むネガ型レジスト組成物が提案されている。これは、酸発生剤から発生する酸の作用によって、樹脂成分のカルボキシ基と架橋剤のアルコール性水酸基とが反応することにより、樹脂成分をアルカリ可溶性から不溶性に変化させるタイプである。
また、カルボキシ基またはカルボン酸エステル基とアルコール性水酸基とを両方有する樹脂成分と、酸発生剤を含むネガ型レジスト組成物であって、樹脂成分中のカルボキシ基またはカルボン酸エステル基とアルコール性水酸基とを酸発生剤から発生する酸の作用によって分子間で反応させることにより、当該樹脂成分をアルカリ可溶性から不溶性に変化させるタイプのものも提案されている(例えば、非特許文献1〜3、特許文献2等)。
また、酸発生剤としては、従来、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネートなどのオニウム塩系酸発生剤等が一般的に用いられている。
特公平8−3635号公報 特開2000−206694号公報 ジャーナル・オブ・フォトポリマー・サイエンス・アンド・テクノロジー(J.Photopolym.Sci.Tech.),第10巻,第4号,第579〜584ページ(1997年) ジャーナル・オブ・フォトポリマー・サイエンス・アンド・テクノロジー(J.Photopolym.Sci.Tech.),第11巻,第3号,第507〜512ページ(1998年) SPIE Advances in Resist Technology and Processing XIV,Vol.3333,p417〜424(1998) SPIE Advances in Resist technology and Processing XIX,Vol.4690 p94−100(2002)
Further, as a negative resist material applied to a process using an ArF excimer laser having a shorter wavelength, a resin component having a carboxy group, a crosslinking agent having an alcoholic hydroxyl group, for example, having improved transparency to an ArF excimer laser , And a negative resist composition containing an acid generator has been proposed. This is a type in which the resin component is changed from alkali-soluble to insoluble by the reaction of the carboxy group of the resin component and the alcoholic hydroxyl group of the crosslinking agent by the action of the acid generated from the acid generator.
A negative resist composition comprising a resin component having both a carboxy group or carboxylic acid ester group and an alcoholic hydroxyl group, and an acid generator, wherein the carboxy group or carboxylic acid ester group and the alcoholic hydroxyl group in the resin component Have been proposed in which the resin component is changed from alkali-soluble to insoluble by reacting between the molecules by the action of an acid generated from an acid generator (for example, non-patent documents 1 to 3, patents). Literature 2 etc.).
As the acid generator, conventionally, onium salt acid generators such as triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate are generally used.
Japanese Patent Publication No. 8-3635 JP 2000-206694 A Journal of Photopolymer Science and Technology (J. Photopolym. Sci. Tech.), Vol. 10, No. 4, 579-584 (1997) Journal of Photopolymer Science and Technology (J. Photopolym. Sci. Tech.), Vol. 11, No. 3, pp. 507-512 (1998) SPIE Advances in Resist Technology and Processing XIV, Vol. 3333, p417-424 (1998) SPIE Advances in Resist technology and Processing XIX, Vol. 4690 p94-100 (2002)

しかしながら、上述のような従来のネガ型レジスト組成物には、矩形性が高いレジストパターンが得られにくいという問題がある。   However, the conventional negative resist composition as described above has a problem that it is difficult to obtain a resist pattern with high rectangularity.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、矩形性が高いレジストパターンが得られるネガ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法を提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: It aims at providing the negative resist composition and resist pattern formation method from which a resist pattern with high rectangularity is obtained.

本発明者らは、前記課題を解決するために以下の手段を提案する。
すなわち、本発明の第一の態様は、アルカリ可溶性樹脂成分(A)、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)および架橋剤成分(C)を含有するネガ型レジスト組成物であって、さらに、露光により塩基を発生する光塩基発生剤成分(F)を含有することを特徴とするネガ型レジスト組成物である。
The present inventors propose the following means in order to solve the above problems.
That is, the first aspect of the present invention is a negative resist composition comprising an alkali-soluble resin component (A), an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure, and a crosslinking agent component (C). The negative resist composition further comprises a photobase generator component (F) that generates a base upon exposure.

また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様のネガ型レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を含むことを特徴とするレジストパターン形成方法である。   The second aspect of the present invention includes a step of forming a resist film on a substrate using the negative resist composition of the first aspect, a step of exposing the resist film, and developing the resist film. It is a resist pattern formation method characterized by including the process of forming a resist pattern.

なお、本明細書において「構成単位」とは、樹脂成分(重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「露光」とは、光の照射のみならず、電子線の照射等の放射線の照射全般を含む概念とする。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状および環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「アルコキシ基」において、当該アルコキシ基中のアルキル基は、前記「アルキル基」と同様であり、直鎖状、分岐鎖状および環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状および環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「低級アルキル基」は、炭素原子数1〜5のアルキル基を示す。
In the present specification, the “structural unit” means a monomer unit (monomer unit) constituting the resin component (polymer).
The term “exposure” includes not only light irradiation but also general radiation irradiation such as electron beam irradiation.
The “alkyl group” includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups unless otherwise specified.
In the “alkoxy group”, the alkyl group in the alkoxy group is the same as the “alkyl group”, and includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups.
Unless otherwise specified, the “alkylene group” includes linear, branched and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups.
The “lower alkyl group” refers to an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

本発明によれば、矩形性が高いレジストパターンが得られるネガ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the negative resist composition and resist pattern formation method from which a resist pattern with high rectangularity is obtained are provided.

≪ネガ型レジスト組成物≫
本発明のネガ型レジスト組成物は、アルカリ可溶性樹脂成分(A)(以下、(A)成分という。)、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下、(B)成分という。)および架橋剤成分(C)(以下、(C)成分という。)を含有するものである。
係るネガ型レジスト組成物は、露光前はアルカリ可溶性であり、露光により(B)成分から酸が発生すると、該酸が作用して(A)成分と(C)成分との間で架橋が起こり、アルカリ不溶性となる。そのため、レジストパターンの形成において、当該ネガ型レジスト組成物を基板上に塗布してなるレジスト膜に対して選択的に露光すると、露光部がアルカリ不溶性となる一方、未露光部はアルカリ可溶性のままであり、これをアルカリ現像することによりネガ型のレジストパターンが形成できる。
本発明のネガ型レジスト組成物においては、これら(A)〜(C)成分に加え、さらに、露光により塩基を発生する光塩基発生剤成分(F)を含有する。
以下、各成分について説明する。
≪Negative resist composition≫
The negative resist composition of the present invention has an alkali-soluble resin component (A) (hereinafter referred to as “component (A)”), an acid generator component (B) that generates acid upon exposure (hereinafter referred to as “component (B)”). ) And a crosslinking agent component (C) (hereinafter referred to as component (C)).
Such a negative resist composition is alkali-soluble before exposure. When an acid is generated from the component (B) by exposure, the acid acts to cause crosslinking between the component (A) and the component (C). It becomes insoluble in alkali. Therefore, in the formation of the resist pattern, when the resist film formed by applying the negative resist composition on the substrate is selectively exposed, the exposed portion becomes alkali-insoluble while the unexposed portion remains alkali-soluble. A negative resist pattern can be formed by alkali development.
In addition to these components (A) to (C), the negative resist composition of the present invention further contains a photobase generator component (F) that generates a base by exposure.
Hereinafter, each component will be described.

<(A)成分>
本発明において、(A)成分は、特に限定されず、電子線(EB)用、KrFエキシマレーザー用、ArFエキシマレーザー用等のネガ型レジスト組成物用樹脂としてこれまで提案されているものを使用することができる。なかでも、ArFエキシマレーザー用として好適に用いられているネガ型レジスト組成物用樹脂が好ましい。
以下、ArFエキシマレーザーを用いたリソグラフィーにおいて好適に用いられている樹脂成分について、例を挙げて説明する。
<(A) component>
In the present invention, the component (A) is not particularly limited, and those previously proposed as resins for negative resist compositions for electron beams (EB), KrF excimer lasers, ArF excimer lasers, etc. are used. can do. Among these, a resin for a negative resist composition that is suitably used for an ArF excimer laser is preferable.
Hereinafter, examples of the resin component that is suitably used in lithography using an ArF excimer laser will be described.

ArFエキシマレーザー用として用いられている(A)成分としては、後述する一般式(a1−1−1)で表される、フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有するアルカリ可溶性樹脂であることが好ましい。
(A)成分の好適なものとして具体的には、たとえばフッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を主鎖に有する構成単位(a1)と、ヒドロキシアルキル基を有する構成単位(a2)とを含む共重合体(A1)を含むものが好ましく挙げられる。
また、(A)成分の好適なものとしては、たとえばフッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を含有する構成単位(a21)と、水酸基含有脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a22)と、好ましくは、さらに環式構造を有さず、かつ側鎖にアルコール性水酸基を有するアクリル酸から誘導される構成単位(a23)とを含む共重合体(A2)を含むものも好ましく用いられる。
The component (A) used for the ArF excimer laser is preferably an alkali-soluble resin having a fluorinated hydroxyalkyl group represented by the general formula (a1-1-1) described later.
Specific examples of suitable component (A) include a structural unit (a1) having an aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group in the main chain, and a structural unit (a2 having a hydroxyalkyl group). And a copolymer containing a copolymer (A1).
Moreover, as a suitable thing of (A) component, the acrylate ester containing the structural unit (a21) containing the aliphatic cyclic group which has a fluorinated hydroxyalkyl group, and a hydroxyl-containing aliphatic cyclic group, for example A copolymer comprising a structural unit derived from (a22) and, preferably, a structural unit (a23) derived from acrylic acid having no cyclic structure and having an alcoholic hydroxyl group in the side chain ( Those containing A2) are also preferably used.

(共重合体(A1))
本発明において、共重合体(A1)は、フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を主鎖に有する構成単位(a1)(以下、構成単位(a1)と略記する。)と、ヒドロキシアルキル基を有する構成単位(a2)(以下、構成単位(a2)と略記する。)とを含むものである。
(Copolymer (A1))
In the present invention, the copolymer (A1) includes a structural unit (a1) having an aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group in the main chain (hereinafter abbreviated as a structural unit (a1)). And a structural unit (a2) having a hydroxyalkyl group (hereinafter abbreviated as structural unit (a2)).

・構成単位(a1)
共重合体(A1)は、フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を主鎖に有する構成単位(a1)を含む。
係る構成単位(a1)において、「フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基」とは、脂肪族環式基の環を構成する炭素原子に、フッ素化されたヒドロキシアルキル基が結合した基を意味する。
また、「脂肪族環式基を主鎖に有する」とは、該脂肪族環式基の環上の少なくとも1つ、好ましくは2つ以上の炭素原子が、共重合体(A1)の主鎖を構成することを意味する。
本発明においては、(A)成分が、係る構成単位(a1)を含む共重合体(A1)を含むことにより、アルカリ現像液に対する溶解性が高まって、レジストパターン形状やラインワイズラフネス(LWR)等のリソグラフィー特性が向上する。また、脂肪族環式基(たとえば、ノルボルナンまたはテトラシクロドデカンの構造など)を主鎖に有することにより、炭素密度が高まってエッチング耐性も向上する。
・ Structural unit (a1)
The copolymer (A1) includes a structural unit (a1) having an aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group in the main chain.
In the structural unit (a1), the “aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group” means that the fluorinated hydroxyalkyl group is bonded to the carbon atom constituting the ring of the aliphatic cyclic group. Means the group.
Further, “having an aliphatic cyclic group in the main chain” means that at least one, preferably two or more carbon atoms on the ring of the aliphatic cyclic group are in the main chain of the copolymer (A1). Means to configure.
In the present invention, the component (A) contains the copolymer (A1) containing the structural unit (a1), so that the solubility in an alkali developer is increased, and the resist pattern shape and line width roughness (LWR) are increased. Lithographic properties such as are improved. Further, by having an aliphatic cyclic group (for example, a structure of norbornane or tetracyclododecane) in the main chain, the carbon density is increased and the etching resistance is also improved.

ここで、「フッ素化されたヒドロキシアルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部がヒドロキシ基で置換されたヒドロキシアルキル基において、当該ヒドロキシアルキル基中の残りの水素原子の一部または全部がフッ素原子によって置換されているものである。
フッ素化されたヒドロキシアルキル基においては、フッ素化によって、ヒドロキシ基の水素原子が遊離しやすくなっている。
フッ素化されたヒドロキシアルキル基において、アルキル基は、直鎖または分岐鎖状のアルキル基であることが好ましい。
該アルキル基の炭素数は、特に限定するものではないが、1〜20が好ましく、4〜16がより好ましく、4〜12であることが最も好ましい。
ヒドロキシ基の数は、特に限定するものではないが、1つであることが好ましい。
フッ素化されたヒドロキシアルキル基としては、なかでもヒドロキシ基が結合した炭素原子(ここではヒドロキシアルキル基のα位の炭素原子を指す。)に、フッ素化アルキル基および/またはフッ素原子が結合しているものが好ましい。
ここで、当該α位に結合するフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子の全部がフッ素原子で置換されていることが好ましい。また、該フッ素化アルキル基のアルキル基としては、炭素数が1〜5の直鎖または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1がより好ましい。
Here, the “fluorinated hydroxyalkyl group” is a hydroxyalkyl group in which part of the hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a hydroxy group, and part or all of the remaining hydrogen atoms in the hydroxyalkyl group are It is substituted by a fluorine atom.
In the fluorinated hydroxyalkyl group, the hydrogen atom of the hydroxy group is easily released by fluorination.
In the fluorinated hydroxyalkyl group, the alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group.
Although carbon number of this alkyl group is not specifically limited, 1-20 are preferable, 4-16 are more preferable, and it is most preferable that it is 4-12.
The number of hydroxy groups is not particularly limited, but is preferably one.
As the fluorinated hydroxyalkyl group, in particular, a fluorinated alkyl group and / or a fluorine atom is bonded to a carbon atom to which the hydroxy group is bonded (here, the α-position carbon atom of the hydroxyalkyl group). Is preferred.
Here, in the fluorinated alkyl group bonded to the α-position, it is preferable that all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms. Further, the alkyl group of the fluorinated alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably 1 carbon atom.

「フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基」における「脂肪族」とは、芳香族性に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。脂肪族環式基は、単環であっても多環であってもよい。
「単環の脂肪族環式基」は、芳香族性を持たない単環式基であることを意味し、「多環の脂肪族環式基」は、芳香族性を持たない多環式基であることを意味する。
構成単位(a1)において、脂肪族環式基は、エッチング耐性等に優れることから、多環であることが好ましい。
脂肪族環式基は、炭素及び水素からなる炭化水素基(脂環式基)、および該脂環式基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、窒素原子、硫黄原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロ環式基等が含まれる。これらの脂肪族環式基は置換基を有していてもよく、該置換基としては炭素数1〜5のアルキル基等が挙げられる。
ここで、「置換基を有する」とは、脂肪族環式基の環を構成する炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が置換基(水素原子以外の原子または基)で置換されていることを意味する。本発明において、脂肪族環式基としては、脂環式基が好ましい。
脂肪族環式基は、飽和または不飽和のいずれでもよいが、ArFエキシマレーザー等に対する透明性が高く、解像性や焦点深度幅(DOF)等にも優れることから、飽和であることが好ましい。
脂肪族環式基の炭素数は、5〜15であることが好ましい。
“Aliphatic” in “aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group” is a relative concept with respect to aromaticity, and means a group or compound having no aromaticity. It is defined as The aliphatic cyclic group may be monocyclic or polycyclic.
“Monocyclic aliphatic cyclic group” means a monocyclic group having no aromaticity, and “polycyclic aliphatic cyclic group” means a polycyclic group having no aromaticity. Means a group.
In the structural unit (a1), the aliphatic cyclic group is preferably polycyclic because it is excellent in etching resistance and the like.
An aliphatic cyclic group is a hydrocarbon group composed of carbon and hydrogen (alicyclic group), and a part of the carbon atoms constituting the ring of the alicyclic group is a heterogeneous group such as an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom. Heterocyclic groups and the like substituted with atoms are included. These aliphatic cyclic groups may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Here, “having a substituent” means that part or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms constituting the ring of the aliphatic cyclic group are substituted with a substituent (atom or group other than a hydrogen atom). Means that In the present invention, the alicyclic group is preferable as the aliphatic cyclic group.
The aliphatic cyclic group may be either saturated or unsaturated, but is preferably saturated because it is highly transparent to ArF excimer laser and the like, and has excellent resolution and depth of focus (DOF). .
It is preferable that carbon number of an aliphatic cyclic group is 5-15.

脂肪族環式基の具体例としては、以下のものが挙げられる。
単環式基としては、シクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサンから2個以上の水素原子を除いた基が挙げられ、シクロヘキサンから2個以上の水素原子を除いた基が好ましい。
多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。より具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
なお、この様な脂肪族環式基は、例えばArFエキシマレーザープロセス用のホトレジスト組成物用樹脂において多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。
これらの中でも、工業上入手しやすいことから、シクロヘキサン、アダマンタン、ノルボルナン、テトラシクロドデカンから2個以上の水素原子を除いた基が好ましい。
これら例示した脂環式基の中でも、後述する構成単位(a1−1)のように、ノルボルナンまたはテトラシクロドデカンから3個の水素原子を除いた基が好ましく、特にノルボルナンから3個の水素原子を除いた基が好ましい。
Specific examples of the aliphatic cyclic group include the following.
Examples of the monocyclic group include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from a cycloalkane. More specifically, a group in which two or more hydrogen atoms have been removed from cyclopentane or cyclohexane can be mentioned, and a group in which two or more hydrogen atoms have been removed from cyclohexane is preferred.
Examples of the polycyclic group include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane and the like. More specifically, a group in which two or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, or tetracyclododecane can be used.
Such an aliphatic cyclic group can be appropriately selected and used from among many proposed resins for photoresist compositions for ArF excimer laser processes, for example.
Among these, a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from cyclohexane, adamantane, norbornane, or tetracyclododecane is preferable because it is easily available from an industrial viewpoint.
Among these exemplified alicyclic groups, a group obtained by removing three hydrogen atoms from norbornane or tetracyclododecane is preferable, as in the structural unit (a1-1) described later, and in particular, three hydrogen atoms are removed from norbornane. Excluded groups are preferred.

係る構成単位(a1)に含まれるものとしては、なかでも下記一般式(a1−1)で表される構成単位(a1−1)が好ましく例示できる。当該構成単位(a1−1)を有することにより、特にアルカリ現像液に対する溶解性が向上する。また、解像性等のリソグラフィー特性も向上する。   Preferred examples of the structural unit (a1) include the structural unit (a1-1) represented by the following general formula (a1-1). By having the said structural unit (a1-1), the solubility with respect to an alkali developing solution improves especially. Also, lithography properties such as resolution are improved.

Figure 2007279493
[式中、Xはフッ素化されたヒドロキシアルキル基であり、rは0または1である。]
Figure 2007279493
[Wherein, X is a fluorinated hydroxyalkyl group, and r is 0 or 1. ]

式(a1−1)中、rは0または1であり、工業上入手が容易であることから、0であることが好ましい。   In formula (a1-1), r is 0 or 1, and is preferably 0 because it is easily available industrially.

また、式(a1−1)中、Xで表される「フッ素化されたヒドロキシアルキル基」は、上述と同様であり、なかでも、Xとしては、特に本発明の効果が向上することから、下記一般式(a1−1−1)で表される基であることが好ましい。また、レジストパターン形状に優れ、ラインエッジラフネス(LER)等が低減されることから好ましい。
なお、「ラインエッジラフネス(LER)」とは、ライン側壁の不均一な凹凸のことをいう。
Further, in formula (a1-1), the “fluorinated hydroxyalkyl group” represented by X is the same as described above, and among them, X particularly improves the effect of the present invention. It is preferable that it is group represented by the following general formula (a1-1-1). Further, the resist pattern shape is excellent, and line edge roughness (LER) and the like are reduced, which is preferable.
“Line edge roughness (LER)” refers to uneven unevenness on the side wall of a line.

Figure 2007279493
[式中、R11,R12はそれぞれ独立して水素原子または低級アルキル基であり、m,nはそれぞれ独立して1〜5の整数であり、qは1〜5の整数である。]
Figure 2007279493
[Wherein, R 11 and R 12 are each independently a hydrogen atom or a lower alkyl group, m and n are each independently an integer of 1 to 5, and q is an integer of 1 to 5. ]

式(a1−1−1)中、R11,R12は、それぞれ独立して水素原子または低級アルキル基である。
低級アルキル基としては、炭素数5以下の直鎖または分岐鎖状の低級アルキル基が好ましく、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられ、メチル基が好ましい。
なかでも、R11,R12が共に水素原子であることが好ましい。
qは1〜5の整数であり、より好ましくは1〜3の整数であり、最も好ましくは1である。
mおよびnは、それぞれ独立して1〜5の整数であり、より好ましくは1〜3の整数である。特に、合成上および本発明の効果の面において優れていることから、mおよびnが1であるものが好ましい。
In formula (a1-1-1), R 11 and R 12 are each independently a hydrogen atom or a lower alkyl group.
As the lower alkyl group, a linear or branched lower alkyl group having 5 or less carbon atoms is preferable. For example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, A pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, etc. are mentioned, and a methyl group is preferable.
Especially, it is preferable that both R < 11 >, R < 12 > is a hydrogen atom.
q is an integer of 1 to 5, more preferably an integer of 1 to 3, and most preferably 1.
m and n are each independently an integer of 1 to 5, more preferably an integer of 1 to 3. In particular, those in which m and n are 1 are preferable because they are excellent in terms of synthesis and the effects of the present invention.

構成単位(a1)は、1種または2種以上を混合して用いることができる。
共重合体(A1)中、構成単位(a1)の割合は、共重合体(A1)を構成する全構成単位の合計に対して、50〜90モル%が好ましく、60〜90モル%がより好ましく、60〜80モル%がさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であることにより構成単位(a1)を含有することによる効果が向上し、上限値以下であることにより他の構成単位とのバランスが良好となる。
As the structural unit (a1), one type or a mixture of two or more types can be used.
In the copolymer (A1), the proportion of the structural unit (a1) is preferably from 50 to 90 mol%, more preferably from 60 to 90 mol%, based on the total of all structural units constituting the copolymer (A1). Preferably, 60-80 mol% is more preferable. The effect by containing a structural unit (a1) improves by being more than the lower limit of the said range, and a balance with another structural unit becomes favorable by being below an upper limit.

・構成単位(a2)
共重合体(A1)は、ヒドロキシアルキル基を有する構成単位(a2)を含む。
本発明においては、(A)成分が、係る構成単位(a2)を含む共重合体(A1)を含むことにより、アルカリ現像液に対する溶解性が向上する。また、(C)成分との架橋性が高まり、露光部と未露光部とのアルカリ現像液に対する溶解性の差(コントラスト)が大きくなって、ネガ型レジストとして充分に機能することができる。
係る構成単位(a2)としては、たとえば、ヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を主鎖に有する構成単位(a210)(以下、構成単位(a210)と略記する。)、水酸基含有アルキル基を有するアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a220)(以下、構成単位(a220)と略記する。)等が好ましく用いられる。
これら構成単位(a2)は、1種または2種以上を混合して用いることができる。
・ Structural unit (a2)
The copolymer (A1) includes a structural unit (a2) having a hydroxyalkyl group.
In the present invention, when the component (A) contains the copolymer (A1) containing the structural unit (a2), the solubility in an alkali developer is improved. In addition, the crosslinkability with the component (C) is increased, and the difference (contrast) in solubility between the exposed portion and the unexposed portion in the alkaline developer is increased, so that it can sufficiently function as a negative resist.
Examples of the structural unit (a2) include a structural unit (a210) having an aliphatic cyclic group having a hydroxyalkyl group in the main chain (hereinafter abbreviated as a structural unit (a210)), and a hydroxyl group-containing alkyl group. A structural unit (a220) derived from an acrylic ester having (hereinafter abbreviated as a structural unit (a220)) or the like is preferably used.
These structural units (a2) can be used alone or in combination of two or more.

構成単位(a210)
本発明において、構成単位(a210)は、ヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を主鎖に有する構成単位である。
構成単位(a210)としては、前記構成単位(a1)の「フッ素化されたヒドロキシアルキル基」において、フッ素化されていないヒドロキシアルキル基、すなわちアルキル基の水素原子の一部がヒドロキシ基で置換されたヒドロキシアルキル基中の残りの水素原子がフッ素原子によって置換されていない以外は、前記構成単位(a1)と同様の構成単位が好適なものとして挙げられる。
係る構成単位(a210)に含まれるものとしては、なかでも下記一般式(a2−1)で表される構成単位(a2−1)が好ましく例示できる。当該構成単位(a2−1)を有することにより、レジストパターン形状やラインワイズラフネス(LWR)等のリソグラフィー特性が向上する。また、良好なコントラストが得られやすく、エッチング耐性も向上する。
Structural unit (a210)
In the present invention, the structural unit (a210) is a structural unit having an aliphatic cyclic group having a hydroxyalkyl group in the main chain.
As the structural unit (a210), in the “fluorinated hydroxyalkyl group” of the structural unit (a1), a non-fluorinated hydroxyalkyl group, that is, a part of hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a hydroxy group. The structural unit similar to the structural unit (a1) is preferable except that the remaining hydrogen atoms in the hydroxyalkyl group are not substituted with fluorine atoms.
Preferred examples of the structural unit (a210) include the structural unit (a2-1) represented by the following general formula (a2-1). By including the structural unit (a2-1), lithography characteristics such as a resist pattern shape and line width roughness (LWR) are improved. In addition, good contrast is easily obtained and etching resistance is improved.

Figure 2007279493
[式中、R,Rはそれぞれ独立して水素原子または低級アルキル基であり、R’は水素原子またはヒドロキシアルキル基であり、rは0または1であり、pは1〜3の整数である。]
Figure 2007279493
[Wherein, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a lower alkyl group, R ′ is a hydrogen atom or a hydroxyalkyl group, r is 0 or 1, and p is an integer of 1 to 3. It is. ]

前記一般式(a2−1)で表される構成単位(a2−1)は、ヒドロキシアルキル基を有するノルボルナンまたはテトラシクロドデカンの構造を主鎖に有する構成単位である。
式(a2−1)中、R,Rは、それぞれ独立して水素原子または低級アルキル基である。低級アルキル基としては、前記式(a1−1−1)中のR11,R12で表される低級アルキル基と同様のものが挙げられる。なかでも、R,Rが共に水素原子であることが好ましい。
R’は、水素原子またはヒドロキシアルキル基である。
ヒドロキシアルキル基としては、好ましくは炭素数が10以下の直鎖または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基であり、より好ましくは炭素数8以下の直鎖または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数1〜3の直鎖状の低級ヒドロキシアルキル基である。
ヒドロキシアルキル基における水酸基の数と結合位置は、特に限定するものではないが、通常は1つであり、また、アルキル基の末端に結合していることが好ましい。
R’としては、なかでも特に水素原子が好ましい。
rは0または1であり、0が好ましい。
pは1〜3の整数であり、1または2が好ましく、1が最も好ましい。
The structural unit (a2-1) represented by the general formula (a2-1) is a structural unit having a norbornane or tetracyclododecane structure having a hydroxyalkyl group in the main chain.
In formula (a2-1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a lower alkyl group. As the lower alkyl group, the same as the lower alkyl groups represented by R 11 and R 12 in formula (a1-1-1) can be exemplified. Especially, it is preferable that both R < 1 > and R < 2 > are hydrogen atoms.
R ′ is a hydrogen atom or a hydroxyalkyl group.
The hydroxyalkyl group is preferably a linear or branched hydroxyalkyl group having 10 or less carbon atoms, more preferably a linear or branched hydroxyalkyl group having 8 or less carbon atoms, and further preferably Is a linear lower hydroxyalkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
The number of hydroxyl groups and the bonding position in the hydroxyalkyl group are not particularly limited, but are usually one and preferably bonded to the terminal of the alkyl group.
R ′ is particularly preferably a hydrogen atom.
r is 0 or 1, and 0 is preferable.
p is an integer of 1 to 3, preferably 1 or 2, and most preferably 1.

係る構成単位(a2−1)の具体例としては、下記化学式(a2−1−1)〜(a2−1−7)が挙げられる。   Specific examples of the structural unit (a2-1) include the following chemical formulas (a2-1-1) to (a2-1-7).

Figure 2007279493
Figure 2007279493

これらの中でも、本発明の効果が特に高いこと等から、上記化学式(a2−1−1)、(a2−1−2)、(a2−1−3)が好ましい。
構成単位(a210)は、1種または2種以上を混合して用いることができる。
共重合体(A1)中、構成単位(a210)の割合は、共重合体(A1)を構成する全構成単位の合計に対して、11〜40モル%が好ましく、15〜35モル%がより好ましく、15〜30モル%がさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であることにより、アルカリ溶解性が向上し、良好なコントラストが得られやすくなる等の構成単位(a2)を含有することによる効果が向上する。他方、上限値以下であることにより他の構成単位とのバランスが良好となる。
Among these, the chemical formulas (a2-1-1), (a2-1-2), and (a2-1-3) are preferable because the effects of the present invention are particularly high.
The structural unit (a210) can be used alone or in combination of two or more.
In the copolymer (A1), the proportion of the structural unit (a210) is preferably from 11 to 40 mol%, more preferably from 15 to 35 mol%, based on the total of all the structural units constituting the copolymer (A1). Preferably, 15 to 30 mol% is more preferable. By being more than the lower limit of the above range, the effect of containing the structural unit (a2) such as improved alkali solubility and easy to obtain good contrast is improved. On the other hand, the balance with other structural units becomes favorable by being below an upper limit.

構成単位(a220)
構成単位(a220)は、水酸基含有アルキル基を有するアクリル酸エステルから誘導される構成単位である。
Structural unit (a220)
The structural unit (a220) is a structural unit derived from an acrylate ester having a hydroxyl group-containing alkyl group.

構成単位(a220)が水酸基含有環状アルキル基を有する構成単位(以下、構成単位(a221)と略記する。)の場合、本発明の効果が向上すると共に、パターンの膨潤抑制効果が高くなる。また、解像性も向上する。さらに、良好なコントラストやエッチング耐性も得られやすくなる。
係る構成単位(a221)としては、たとえば、後述の共重合体(A2)を構成する「水酸基含有脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a22)」についての説明において例示する構成単位のうち、脂肪族環式基が飽和炭化水素基であるものが挙げられる。なかでも、アクリル酸エステルのα位に結合している置換基が、フッ素原子、フッ素化アルキル基であるものがより好ましく、フッ素化アルキル基であるものが特に好ましく、トリフルオロメチル基(−CF)であるものが最も好ましい。
When the structural unit (a220) is a structural unit having a hydroxyl group-containing cyclic alkyl group (hereinafter abbreviated as the structural unit (a221)), the effect of the present invention is improved and the effect of suppressing pattern swelling is enhanced. Also, the resolution is improved. Furthermore, good contrast and etching resistance are easily obtained.
As the structural unit (a221), for example, in the description of the “structural unit (a22) derived from an acrylate ester containing a hydroxyl group-containing aliphatic cyclic group” constituting the copolymer (A2) described later, Among the structural units, an aliphatic cyclic group is a saturated hydrocarbon group. Among them, the substituent bonded to the α-position of the acrylate ester is more preferably a fluorine atom or a fluorinated alkyl group, particularly preferably a fluorinated alkyl group, and a trifluoromethyl group (—CF 3 ) is most preferred.

また、構成単位(a220)が水酸基含有鎖状アルキル基を有する構成単位(以下、構成単位(a222)と略記する。)の場合、(A)成分全体の親水性が高くなってアルカリ現像液に対する溶解性が高まり、解像性が向上する。また、レジストパターン形成時の架橋反応の制御性が良好となり、パターン形状や解像性が向上する。さらに、膜密度が向上する傾向があり、これにより、エッチング時の膜減りが抑制でき、耐熱性も向上する傾向がある。
係る構成単位(a222)としては、たとえば、後述の共重合体(A2)を構成する「環式構造を有さず、かつ側鎖にアルコール性水酸基を有するアクリル酸から誘導される構成単位(a23)」についての説明において例示する構成単位のうち、ヒドロキシアルキル基を有するものが挙げられる。なかでも、アクリル酸エステルのエステル部にヒドロキシアルキル基を有するものが好ましく、そのなかでもアクリル酸エステルのα位に結合している置換基がフッ素原子、フッ素化アルキル基であるものがより好ましく、フッ素化アルキル基であるものが特に好ましく、トリフルオロメチル基(−CF)であるものが最も好ましい。
Further, in the case where the structural unit (a220) is a structural unit having a hydroxyl group-containing chain alkyl group (hereinafter abbreviated as the structural unit (a222)), the hydrophilicity of the entire component (A) becomes high and the alkaline developer is used. Solubility increases and resolution improves. Further, the controllability of the cross-linking reaction at the time of forming the resist pattern becomes good, and the pattern shape and resolution are improved. Furthermore, the film density tends to be improved, whereby the film loss during etching can be suppressed and the heat resistance tends to be improved.
Examples of the structural unit (a222) include a structural unit (a23 derived from acrylic acid having no cyclic structure and having an alcoholic hydroxyl group in the side chain, which constitutes the copolymer (A2) described later. Among the structural units exemplified in the description of “)”, those having a hydroxyalkyl group are exemplified. Among them, those having a hydroxyalkyl group in the ester portion of the acrylate ester are preferable, and among them, the substituent bonded to the α-position of the acrylate ester is more preferably a fluorine atom or a fluorinated alkyl group, Those that are fluorinated alkyl groups are particularly preferred, and those that are trifluoromethyl groups (—CF 3 ) are most preferred.

構成単位(a220)は、1種または2種以上を混合して用いることができる。
共重合体(A1)中、構成単位(a220)の割合は、共重合体(A1)を構成する全構成単位の合計に対して、10〜80モル%が好ましく、15〜60モル%がより好ましく、20〜55モル%がさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であることにより構成単位(a220)を含有することによる効果が得られ、上限値以下であることにより他の構成単位とのバランスが良好となる。
The structural unit (a220) can be used alone or in combination of two or more.
In the copolymer (A1), the proportion of the structural unit (a220) is preferably 10 to 80 mol%, more preferably 15 to 60 mol%, based on the total of all the structural units constituting the copolymer (A1). Preferably, 20 to 55 mol% is more preferable. The effect by containing a structural unit (a220) is acquired by being more than the lower limit of the said range, and a balance with another structural unit becomes favorable by being below an upper limit.

なお、構成単位(a220)が、前記構成単位(a221)と前記構成単位(a222)との両方を含む場合、両者の混合割合はモル比で、構成単位(a221):構成単位(a222)=9:1〜1:9であることが好ましく、8:2〜2:8であることがより好ましく、6:4〜7:3であることがさらに好ましい。
構成単位(a221)と構成単位(a222)とを、前記混合割合でバランスよく配合することによって良好な露光余裕度が得られる。また、適度なコントラストが得られ、解像性が向上する。さらに、エッチング耐性も向上する。
In the case where the structural unit (a220) includes both the structural unit (a221) and the structural unit (a222), the mixing ratio of both is a molar ratio, that is, the structural unit (a221): the structural unit (a222) = It is preferably 9: 1 to 1: 9, more preferably 8: 2 to 2: 8, and even more preferably 6: 4 to 7: 3.
A good exposure margin can be obtained by blending the structural unit (a221) and the structural unit (a222) in a balanced manner at the mixing ratio. Moreover, a moderate contrast is obtained and the resolution is improved. Furthermore, etching resistance is also improved.

・他の構成単位
本発明のネガ型レジスト組成物において、(A)成分は、前記の各構成単位(a1)、(a2)以外の構成単位として、従来化学増幅型レジスト組成物用として公知の(A)成分に用いられている構成単位を適宜用いることができる。
ただし、本発明の効果の点から、共重合体(A1)は、構成単位(a1)、(a2)を主成分とする樹脂であることが好ましい。
Other structural units In the negative resist composition of the present invention, the component (A) is conventionally known as a structural unit other than the structural units (a1) and (a2) described above for a chemically amplified resist composition. The structural unit used for the component (A) can be appropriately used.
However, from the viewpoint of the effect of the present invention, the copolymer (A1) is preferably a resin mainly composed of the structural units (a1) and (a2).

ここで、「主成分」とは、構成単位(a1)と構成単位(a2)の合計が70モル%以上を占めることを意味し、好ましくは80モル%以上である。中でも好ましいのは、構成単位(a1)、(a2)からなる共重合体である。
本発明において、共重合体(A1)における構成単位(a1)と構成単位(a2)との組み合わせとしては、構成単位(a1)と構成単位(a210)との組み合わせが好ましい。当該組合せの一例として、下記化学式(A1−1)〜(A1−4)が挙げられる。
Here, the “main component” means that the total of the structural unit (a1) and the structural unit (a2) occupies 70 mol% or more, and preferably 80 mol% or more. Among these, a copolymer composed of the structural units (a1) and (a2) is preferable.
In the present invention, the combination of the structural unit (a1) and the structural unit (a2) in the copolymer (A1) is preferably a combination of the structural unit (a1) and the structural unit (a210). Examples of the combination include the following chemical formulas (A1-1) to (A1-4).

Figure 2007279493
Figure 2007279493

構成単位(a1)と構成単位(a210)とを含む共重合体(A1)において、共重合体(A1)中の構成単位(a1)の割合は、構成単位(a1)と構成単位(a210)との合計に対して、60〜89モル%が好ましく、65〜85モル%がより好ましく、65〜80モル%がさらに好ましい。
また、構成単位(a210)の割合は、構成単位(a1)と構成単位(a210)との合計に対して、11〜40モル%が好ましく、15〜35モル%がより好ましく、15〜30モル%がさらに好ましい。
In the copolymer (A1) containing the structural unit (a1) and the structural unit (a210), the proportion of the structural unit (a1) in the copolymer (A1) is the same as the structural unit (a1) and the structural unit (a210). 60 to 89 mol% is preferable, 65 to 85 mol% is more preferable, and 65 to 80 mol% is more preferable.
The proportion of the structural unit (a210) is preferably 11 to 40 mol%, more preferably 15 to 35 mol%, and more preferably 15 to 30 mol, based on the total of the structural unit (a1) and the structural unit (a210). % Is more preferable.

本発明において、共重合体(A1)の質量平均分子量(Mw;ゲルパーミエーションクロマトグラフィによるポリスチレン換算値)は2000〜10000であることが好ましく、3000〜6000であることがさらに好ましく、3000〜5000であることが特に好ましい。上記範囲の下限値以上であることにより良好なコントラストを得ることができ、上限値以下であることによりレジストパターンの膨潤を抑制することができる。その結果、解像性が向上する。また、パターンの膨潤を抑制できることから、焦点深度幅(DOF)特性の向上効果や、ラインエッジラフネス(LER)の抑制効果を得ることができる。
また、上記質量平均分子量をこの範囲とすることは、レジストパターンの膨潤抑制効果も高い点から好ましい。質量平均分子量は、この範囲内において低い方が、良好な特性が得られる傾向がある。
また、分散度(Mw/Mn)は、1.0〜5.0であることが好ましく、1.0〜2.5であることがさらに好ましい。なお、「Mn」は、数平均分子量を示す。
In the present invention, the copolymer (A1) has a mass average molecular weight (Mw; polystyrene conversion value by gel permeation chromatography) of preferably 2000 to 10,000, more preferably 3000 to 6000, and more preferably 3000 to 5000. It is particularly preferred. A favorable contrast can be obtained by being more than the lower limit of the said range, and swelling of a resist pattern can be suppressed by being below an upper limit. As a result, the resolution is improved. Further, since the swelling of the pattern can be suppressed, the effect of improving the depth of focus (DOF) characteristic and the effect of suppressing the line edge roughness (LER) can be obtained.
Moreover, it is preferable to make the said mass mean molecular weight into this range from the point that the swelling inhibitory effect of a resist pattern is also high. When the weight average molecular weight is lower within this range, good characteristics tend to be obtained.
The dispersity (Mw / Mn) is preferably 1.0 to 5.0, and more preferably 1.0 to 2.5. “Mn” represents a number average molecular weight.

(A)成分においては、共重合体(A1)を用いる場合、上記共重合体(A1)の1種または2種以上を混合して用いることができる。
ただし、共重合体(A1)を用いる場合、(A)成分中に含まれる共重合体(A1)の割合は、70質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、100質量%であることが最も好ましい。
In (A) component, when using a copolymer (A1), 1 type (s) or 2 or more types of the said copolymer (A1) can be mixed and used.
However, when the copolymer (A1) is used, the proportion of the copolymer (A1) contained in the component (A) is preferably 70% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more. 100% by mass is most preferable.

(共重合体(A2))
本発明において、共重合体(A2)は、フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を含有する構成単位(a21)(以下、構成単位(a21)と略記する。)と、水酸基含有脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a22)(以下、構成単位(a22)と略記する。)とを含むものである。
また、当該共重合体(A2)は、好ましくは、さらに環式構造を有さず、かつ側鎖にアルコール性水酸基を有するアクリル酸から誘導される構成単位(a23)(以下、構成単位(a23)と略記する。)を含むものである。
(Copolymer (A2))
In the present invention, the copolymer (A2) includes a structural unit (a21) containing an aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group (hereinafter abbreviated as the structural unit (a21)), a hydroxyl group. And a structural unit (a22) derived from an acrylate ester containing an aliphatic cyclic group (hereinafter abbreviated as a structural unit (a22)).
In addition, the copolymer (A2) is preferably a structural unit (a23) (hereinafter referred to as a structural unit (a23) derived from acrylic acid having no cyclic structure and having an alcoholic hydroxyl group in the side chain. Abbreviated as))).

なお、本明細書において「アクリル酸」は、α位の炭素原子に水素原子が結合しているアクリル酸(CH=CH−COOH)のほか、α位の炭素原子に結合する水素原子が他の置換基に置換されたα−置換アクリル酸、および前記アクリル酸エステル等のアクリル酸誘導体も含む概念とする。置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基等が挙げられる。
「アクリル酸エステル」は、α位の炭素原子に水素原子が結合しているアクリル酸エステルのほか、α位の炭素原子に結合する水素原子が他の置換基に置換されたα−置換アクリル酸エステルも含む概念とする。置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基等が挙げられる。
なお、「アクリル酸」および「アクリル酸エステル」において、「α位(α位の炭素原子)」という場合は、特に断りがない限り、カルボニル基が結合している炭素原子のことである。また、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
「アクリル酸から誘導される構成単位」とは、アクリル酸のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基としてのアルキル基として、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの低級の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
アクリル酸エステルのα位に結合しているのは、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であることが好ましく、水素原子、フッ素原子、低級アルキル基またはフッ素化低級アルキル基であることがより好ましい。
In this specification, “acrylic acid” is not only acrylic acid (CH 2 ═CH—COOH) in which a hydrogen atom is bonded to the α-position carbon atom, but also a hydrogen atom bonded to the α-position carbon atom. The α-substituted acrylic acid substituted with the above-mentioned substituents, and acrylic acid derivatives such as the acrylic acid ester are also included in the concept. Examples of the substituent include a halogen atom, an alkyl group, and a halogenated alkyl group.
“Acrylic acid ester” is not only an acrylic acid ester in which a hydrogen atom is bonded to a carbon atom at the α-position, but also an α-substituted acrylic acid in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom in the α-position is substituted with another substituent. The concept includes esters. Examples of the substituent include a halogen atom, an alkyl group, and a halogenated alkyl group.
In “acrylic acid” and “acrylic acid ester”, “α-position (α-position carbon atom)” means a carbon atom to which a carbonyl group is bonded, unless otherwise specified. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
“Structural unit derived from acrylic acid” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of acrylic acid.
“A structural unit derived from an acrylate ester” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of an acrylate ester.
In the acrylic ester, as an alkyl group as a substituent at the α-position, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl And a lower linear or branched alkyl group such as a neopentyl group.
The α-position of the acrylate ester is preferably a hydrogen atom, a halogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, and preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, a lower alkyl group or a fluorinated lower alkyl group. It is more preferable that

・構成単位(a21)
構成単位(a21)は、フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を含有する構成単位である。構成単位(a21)を含むことにより、アリカリ現像液に対する溶解性が向上する。また、レジストの膨潤が抑制されて、パターン形状やLWR等のリソグラフィー特性が向上する。
・ Structural unit (a21)
The structural unit (a21) is a structural unit containing an aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group. By including the structural unit (a21), the solubility in the antkari developer is improved. Moreover, swelling of the resist is suppressed, and lithography properties such as pattern shape and LWR are improved.

フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基は、前記構成単位(a1)のものと同様であり、脂肪族環式基(フッ素化されたヒドロキシアルキル基が結合する前の状態)としては、なかでもシクロヘキサン、アダマンタン、ノルボルナン、テトラシクロドデカンから2個の水素原子を除いた基が工業上入手しやすく、好ましい。
これら例示した単環式基、多環式基の中でも、特にノルボルナンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。
The aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group is the same as that of the structural unit (a1), and is an aliphatic cyclic group (a state before the fluorinated hydroxyalkyl group is bonded). Among them, a group in which two hydrogen atoms are removed from cyclohexane, adamantane, norbornane, and tetracyclododecane is preferable because it is easily available on the industry.
Of these exemplified monocyclic groups and polycyclic groups, groups in which two hydrogen atoms have been removed from norbornane are particularly preferred.

構成単位(a21)は、アクリル酸から誘導される構成単位であることが好ましく、特に、アクリル酸エステルのカルボニルオキシ基[−C(O)O−]の酸素原子(−O−)に上記脂肪族環式基が結合した構造(アクリル酸のカルボキシ基の水素原子が上記脂肪族環式基で置換されている構造)が好ましい。   The structural unit (a21) is preferably a structural unit derived from acrylic acid, and in particular, the above fatty acid is bonded to the oxygen atom (—O—) of the carbonyloxy group [—C (O) O—] of the acrylate ester. A structure in which an aromatic cyclic group is bonded (a structure in which a hydrogen atom of a carboxy group of acrylic acid is substituted with the aliphatic cyclic group) is preferable.

構成単位(a21)として、より具体的には、下記一般式(I)で表される構成単位が好ましい。   More specifically, the structural unit (a21) is preferably a structural unit represented by the following general formula (I).

Figure 2007279493
[式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基又はハロゲン化アルキル基であり;s、t、t’はそれぞれ独立して1〜5の整数である。]
Figure 2007279493
[Wherein, R represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or a halogenated alkyl group; and s, t and t ′ each independently represents an integer of 1 to 5. ]

式(I)中、Rは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基又はハロゲン化アルキル基である。Rのハロゲン原子、アルキル基又はハロゲン化アルキル基については、上記アクリル酸エステルのα位に結合していてよいハロゲン原子、アルキル基又はハロゲン化アルキル基と同様である。
Rのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
Rのアルキル基としては、炭素数5以下の低級アルキル基が好ましく、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられ、メチル基が好ましい。
Rのハロゲン化アルキル基は、好ましくは炭素数5以下の低級アルキル基の水素原子の1つ以上がハロゲン原子で置換された基である。アルキル基の具体例は、上記の説明と同様である。ハロゲン原子で置換される水素原子は、アルキル基を構成する水素原子の一部でもよいし、全部でもよい。
本発明においてRは、好ましくは水素原子またはアルキル基であることが好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基であることがより好ましい。
sは、それぞれ独立して1〜5の整数であり、好ましくは1〜3の整数であり、1が最も好ましい。
tは1〜5の整数であり、好ましくは1〜3の整数であり、1が最も好ましい。
t’は1〜3の整数であり、好ましくは1〜2の整数であり、1が最も好ましい。
前記一般式(I)で表される構成単位(a21)は、(α−低級アルキル)アクリル酸のカルボキシ基の末端に、2−ノルボルニル基または3−ノルボルニル基が結合していることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールは、ノルボルニル基の5又は6位に結合していることが好ましい。
In the formula (I), R represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or a halogenated alkyl group. The halogen atom, alkyl group or halogenated alkyl group of R is the same as the halogen atom, alkyl group or halogenated alkyl group which may be bonded to the α-position of the acrylate ester.
Examples of the halogen atom for R include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
The alkyl group for R is preferably a lower alkyl group having 5 or less carbon atoms, such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, isopentyl, A neopentyl group etc. are mentioned, A methyl group is preferable.
The halogenated alkyl group for R is preferably a group in which one or more hydrogen atoms of a lower alkyl group having 5 or less carbon atoms are substituted with a halogen atom. Specific examples of the alkyl group are the same as described above. The hydrogen atom substituted with a halogen atom may be a part or all of the hydrogen atoms constituting the alkyl group.
In the present invention, R is preferably a hydrogen atom or an alkyl group, and more preferably a hydrogen atom or a methyl group in terms of industrial availability.
s is an integer of 1-5 independently, Preferably it is an integer of 1-3, and 1 is the most preferable.
t is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, and 1 is most preferable.
t ′ is an integer of 1 to 3, preferably an integer of 1 to 2, and 1 is most preferable.
In the structural unit (a21) represented by the general formula (I), a 2-norbornyl group or a 3-norbornyl group is preferably bonded to the terminal of the carboxy group of (α-lower alkyl) acrylic acid. The fluorinated alkyl alcohol is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.

構成単位(a21)は、1種または2種以上を混合して用いることができる。
共重合体(A2)中、構成単位(a21)の割合は、共重合体(A2)を構成する全構成単位の合計に対して、10〜90モル%が好ましく、20〜90モル%がより好ましく、40〜90モル%が特に好ましく、45〜85モル%が最も好ましい。上記範囲の下限値以上であることにより構成単位(a21)を含有することによる効果が得られ、上限値以下であることにより他の構成単位とのバランスが良好である。
As the structural unit (a21), one type or a mixture of two or more types can be used.
In the copolymer (A2), the proportion of the structural unit (a21) is preferably from 10 to 90 mol%, more preferably from 20 to 90 mol%, based on the total of all the structural units constituting the copolymer (A2). 40 to 90 mol% is particularly preferable, and 45 to 85 mol% is most preferable. The effect by containing a structural unit (a21) is acquired by being more than the lower limit of the said range, and a balance with another structural unit is favorable by being below an upper limit.

・構成単位(a22)
構成単位(a22)は、水酸基含有脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位である。係る構成単位(a22)を含む共重合体(A2)をネガ型レジスト組成物に配合すると、この構成単位(a22)の水酸基(アルコール性水酸基)が、(B)成分から発生する酸の作用によって、(C)成分と反応し、これにより共重合体(A2)がアルカリ現像液に対して可溶性の性質から不溶性の性質に変化する。
・ Structural unit (a22)
The structural unit (a22) is a structural unit derived from an acrylate ester containing a hydroxyl group-containing aliphatic cyclic group. When the copolymer (A2) containing the structural unit (a22) is blended with the negative resist composition, the hydroxyl group (alcoholic hydroxyl group) of the structural unit (a22) is caused by the action of an acid generated from the component (B). , (C) and thereby the copolymer (A2) changes from a property soluble in an alkali developer to an insoluble property.

「水酸基含有脂肪族環式基」とは、脂肪族環式基に水酸基が結合している基である。
脂肪族環式基に結合している水酸基の数は、1〜3個が好ましく、さらに好ましくは1個である。
脂肪族環式基は、単環でも多環でもよいが、多環式基であることが好ましい。また、脂環式炭化水素基であることが好ましい。また、飽和であることが好ましい。また、脂肪族環式基の炭素数は5〜15であることが好ましい。
脂肪族環式基(水酸基が結合する前の状態)の具体例としては、上記構成単位(a21)の脂肪族環式基と同様のものが挙げられる。
構成単位(a22)の脂肪族環式基としては、なかでも、シクロヘキシル基、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が工業上入手しやすいことから、好ましい。そのなかでも、シクロヘキシル基、アダマンチル基が好ましく、特にアダマンチル基が好ましい。
脂肪族環式基には、水酸基以外に、炭素数1〜4の直鎖または分岐鎖状のアルキル基が結合していてもよい。
A “hydroxyl group-containing aliphatic cyclic group” is a group in which a hydroxyl group is bonded to an aliphatic cyclic group.
The number of hydroxyl groups bonded to the aliphatic cyclic group is preferably 1 to 3, more preferably 1.
The aliphatic cyclic group may be monocyclic or polycyclic, but is preferably a polycyclic group. Moreover, it is preferable that it is an alicyclic hydrocarbon group. Moreover, it is preferable that it is saturated. Moreover, it is preferable that carbon number of an aliphatic cyclic group is 5-15.
Specific examples of the aliphatic cyclic group (the state before the hydroxyl group is bonded) include those similar to the aliphatic cyclic group of the structural unit (a21).
As the aliphatic cyclic group of the structural unit (a22), among them, a cyclohexyl group, an adamantyl group, a norbornyl group, and a tetracyclododecanyl group are preferable because they are industrially available. Among these, a cyclohexyl group and an adamantyl group are preferable, and an adamantyl group is particularly preferable.
In addition to the hydroxyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms may be bonded to the aliphatic cyclic group.

構成単位(a22)において、水酸基含有脂肪族環式基は、アクリル酸エステルのエステル基(−C(O)O−)に結合していることが好ましい。
この場合、構成単位(a22)において、アクリル酸エステルのα位(α位の炭素原子)には、水素原子に代わって、他の置換基が結合していてもよい。置換基としては、好ましくはアルキル基、ハロゲン化アルキル基、またはハロゲン原子が挙げられる。
これらの説明は、上記構成単位(a21)の一般式(I)中のRの説明と同様であって、α位に結合可能なもののうち、好ましいものは水素原子またはアルキル基であって、特に水素原子またはメチル基が好ましく、最も好ましいものは水素原子である。
In the structural unit (a22), the hydroxyl group-containing aliphatic cyclic group is preferably bonded to the ester group (—C (O) O—) of the acrylate ester.
In this case, in the structural unit (a22), another substituent may be bonded to the α-position (α-position carbon atom) of the acrylate ester instead of the hydrogen atom. As the substituent, an alkyl group, a halogenated alkyl group, or a halogen atom is preferable.
These explanations are the same as those of R in the general formula (I) of the structural unit (a21), and among those capable of bonding to the α-position, preferred are a hydrogen atom or an alkyl group, A hydrogen atom or a methyl group is preferred, and a hydrogen atom is most preferred.

構成単位(a22)の具体例として、例えば下記一般式(2)で表される構成単位が好ましい。   As a specific example of the structural unit (a22), for example, a structural unit represented by the following general formula (2) is preferable.

Figure 2007279493
[式中、Rは前記と同じであり;R”は水素原子、アルキル基、または炭素数1〜5のアルコキシ基であり;r’は1〜3の整数である。]
Figure 2007279493
[Wherein, R is as defined above; R ″ is a hydrogen atom, an alkyl group, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms; and r ′ is an integer of 1 to 3].

Rは、上記一般式(I)の説明と同様である。
R”のアルキル基は、Rのアルキル基と同じである。
前記一般式(2)において、R、R”は水素原子であることが最も好ましい。
r’は1〜3の整数であり、1であることが好ましい。
水酸基の結合位置は、特に限定しないが、アダマンチル基の3位の位置に結合していることが好ましい。
R is the same as described in the general formula (I).
The alkyl group of R ″ is the same as the alkyl group of R.
In the general formula (2), R and R ″ are most preferably hydrogen atoms.
r ′ is an integer of 1 to 3, and is preferably 1.
The bonding position of the hydroxyl group is not particularly limited, but is preferably bonded to the 3rd position of the adamantyl group.

構成単位(a22)は、1種または2種以上を混合して用いることができる。
共重合体(A2)中、構成単位(a22)の割合は、共重合体(A2)を構成する全構成単位の合計に対して、10〜70モル%が好ましく、10〜50モル%がより好ましく、20〜40モル%がさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であることにより構成単位(a22)を含有することによる効果が得られ、上限値以下であることにより他の構成単位とのバランスが良好である。
As the structural unit (a22), one type or a mixture of two or more types can be used.
In the copolymer (A2), the proportion of the structural unit (a22) is preferably from 10 to 70 mol%, more preferably from 10 to 50 mol%, based on the total of all the structural units constituting the copolymer (A2). Preferably, 20-40 mol% is more preferable. The effect by containing a structural unit (a22) is acquired by being more than the lower limit of the said range, and a balance with another structural unit is favorable by being below an upper limit.

・構成単位(a23)
共重合体(A2)は、構成単位(a21)および構成単位(a22)に加えて、さらに、環式構造を有さず、かつ側鎖にアルコール性水酸基を有するアクリル酸から誘導される構成単位(a23)を含むことが好ましい。
構成単位(a23)を含む共重合体(A2)をネガ型レジスト組成物に配合すると、構成単位(a23)のアルコール性水酸基が、前記構成単位(a22)の水酸基とともに、(B)成分から発生する酸の作用によって(C)成分と反応する。
そのため、共重合体(A2)が、アルカリ現像液に対して可溶性の性質から不溶性の性質に変化しやすくなり、解像性等のリソグラフィー特性向上の効果が得られる。また、膜減りが抑制できる。また、パターン形成時の架橋反応の制御性が良好となる。さらに、膜密度が向上する傾向がある。これにより、耐熱性が向上する傾向がある。さらにはエッチング耐性も向上する。
・ Structural unit (a23)
In addition to the structural unit (a21) and the structural unit (a22), the copolymer (A2) further has a cyclic structure and is derived from acrylic acid having an alcoholic hydroxyl group in the side chain. It is preferable that (a23) is included.
When the copolymer (A2) containing the structural unit (a23) is blended with the negative resist composition, the alcoholic hydroxyl group of the structural unit (a23) is generated from the component (B) together with the hydroxyl group of the structural unit (a22). It reacts with the component (C) by the action of acid.
Therefore, the copolymer (A2) easily changes from a soluble property to an insoluble property with respect to an alkaline developer, and an effect of improving lithography properties such as resolution can be obtained. Moreover, film loss can be suppressed. Moreover, the controllability of the crosslinking reaction during pattern formation is improved. Furthermore, the film density tends to improve. Thereby, there exists a tendency for heat resistance to improve. Furthermore, etching resistance is also improved.

構成単位(a23)において、「環式構造を有さない」とは、脂肪族環式基や芳香族基を有さないことを意味する。
構成単位(a23)は、環式構造を有さないことにより、前記構成単位(a22)と明らかに区別される。
側鎖にアルコール性水酸基を有する構成単位としては、例えば、ヒドロキシアルキル基を有する構成単位が挙げられる。
ヒドロキシアルキル基としては、上記構成単位(a21)の「フッ素化されたヒドロキシアルキル基」におけるヒドロキシアルキル基と同様のものが挙げられる。
ヒドロキシアルキル基は、例えば主鎖(アクリル酸のエチレン性二重結合が開裂した部分)のα位の炭素原子に直接結合していてもよいし、アクリル酸のカルボキシ基の水素原子と置換してエステルを構成していてもよい。
構成単位(a23)においては、これらのうち少なくとも一方あるいは両方が存在していることが好ましい。
なお、α位にヒドロキシアルキル基が結合していない場合、α位の炭素原子には、水素原子に代わって、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、またはハロゲン原子が結合していてもよい。これらについては、一般式(I)中のRの説明と同様である。
In the structural unit (a23), “having no cyclic structure” means having no aliphatic cyclic group or aromatic group.
The structural unit (a23) is clearly distinguished from the structural unit (a22) by not having a cyclic structure.
Examples of the structural unit having an alcoholic hydroxyl group in the side chain include a structural unit having a hydroxyalkyl group.
Examples of the hydroxyalkyl group include those similar to the hydroxyalkyl group in the “fluorinated hydroxyalkyl group” of the structural unit (a21).
For example, the hydroxyalkyl group may be directly bonded to the α-position carbon atom of the main chain (the portion where the ethylenic double bond of acrylic acid is cleaved), or may be substituted with the hydrogen atom of the carboxy group of acrylic acid. You may comprise ester.
In the structural unit (a23), it is preferable that at least one or both of these be present.
When a hydroxyalkyl group is not bonded to the α-position, an alkyl group, a halogenated alkyl group, or a halogen atom may be bonded to the α-position carbon atom instead of a hydrogen atom. These are the same as the description of R in the general formula (I).

構成単位(23)としては、本発明の効果に優れることから、下記一般式(3)で表される構成単位(a23)が好ましい。   As the structural unit (23), the structural unit (a23) represented by the following general formula (3) is preferable because of excellent effects of the present invention.

Figure 2007279493
[式中、Rは水素原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子またはヒドロキシアルキル基であり、Rは、水素原子、アルキル基、またはヒドロキシアルキル基であり、かつR、Rの少なくとも一方はヒドロキシアルキル基である。]
Figure 2007279493
[Wherein, R 4 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group, a halogen atom or a hydroxyalkyl group, R 3 represents a hydrogen atom, an alkyl group or a hydroxyalkyl group, and R 4 , R 3 At least one of these is a hydroxyalkyl group. ]

におけるヒドロキシアルキル基は、好ましくは炭素数が10以下のヒドロキシアルキル基であり、直鎖状、分岐鎖状であることが望ましく、更に好ましくは炭素数2〜8のヒドロキシアルキル基であり、最も好ましくはヒドロキシメチル基またはヒドロキシエチル基である。
水酸基の数、結合位置は、特に限定するものではないが、通常は1つであり、また、アルキル基の末端に結合していることが好ましい。
におけるアルキル基は、好ましくは炭素数が10以下のアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数2〜8のアルキル基であり、最も好ましくはエチル基、メチル基である。
におけるハロゲン化アルキル基は、好ましくは、炭素数が5以下の低級アルキル基(好ましくはエチル基、メチル基)において、その水素原子の一部または全部がハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)で置換された基である。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
におけるアルキル基、ヒドロキシアルキル基としては、Rのアルキル基、ヒドロキシアルキル基と同様のものが挙げられる。
The hydroxyalkyl group in R 4 is preferably a hydroxyalkyl group having 10 or less carbon atoms, desirably a linear or branched chain, more preferably a hydroxyalkyl group having 2 to 8 carbon atoms, Most preferred is a hydroxymethyl group or a hydroxyethyl group.
The number of hydroxyl groups and the bonding position are not particularly limited, but are usually one and preferably bonded to the terminal of the alkyl group.
The alkyl group in R 4 is preferably an alkyl group having 10 or less carbon atoms, more preferably an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms, and most preferably an ethyl group or a methyl group.
The halogenated alkyl group for R 4 is preferably a lower alkyl group having 5 or less carbon atoms (preferably an ethyl group or a methyl group), and part or all of the hydrogen atoms are halogen atoms (preferably fluorine atoms). A substituted group.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
Examples of the alkyl group and hydroxyalkyl group for R 3 include the same groups as the alkyl group and hydroxyalkyl group for R 4 .

一般式(3)で表される構成単位として、具体的には、α−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸から誘導される構成単位(ただし、ここではアクリル酸エステルから誘導される構成単位は含まない。)、α−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸アルキルエステルから誘導される構成単位、(α−アルキル)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルから誘導される構成単位が挙げられる。
これらの中で、構成単位(a23)が、α−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸アルキルエステルから誘導される構成単位を含むと、本発明の効果向上の点及び膜密度の向上の点から好ましく、中でもα−(ヒドロキシメチル)−アクリル酸エチルエステルまたはα−(ヒドロキシメチル)−アクリル酸メチルエステルから誘導される構成単位が好ましい。
また、構成単位(a23)が、(α−アルキル)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルから誘導される構成単位を含むと、架橋効率の点で好ましい。中でも、α−メチル−アクリル酸ヒドロキシエチルエステルまたはα−メチル−アクリル酸ヒドロキシメチルエステルから誘導される構成単位が好ましい。
As the structural unit represented by the general formula (3), specifically, a structural unit derived from α- (hydroxyalkyl) acrylic acid (however, a structural unit derived from an acrylate ester is not included here). ), Structural units derived from α- (hydroxyalkyl) acrylic acid alkyl esters, and structural units derived from (α-alkyl) acrylic acid hydroxyalkyl esters.
Among these, when the structural unit (a23) includes a structural unit derived from an α- (hydroxyalkyl) acrylic acid alkyl ester, it is preferable from the viewpoint of improving the effect of the present invention and improving the film density. Structural units derived from α- (hydroxymethyl) -acrylic acid ethyl ester or α- (hydroxymethyl) -acrylic acid methyl ester are preferred.
Moreover, when the structural unit (a23) includes a structural unit derived from (α-alkyl) acrylic acid hydroxyalkyl ester, it is preferable in terms of crosslinking efficiency. Among them, a structural unit derived from α-methyl-acrylic acid hydroxyethyl ester or α-methyl-acrylic acid hydroxymethyl ester is preferable.

構成単位(a23)は、1種または2種以上を混合して用いることができる。
共重合体(A2)中、構成単位(a23)の割合は、共重合体(A2)を構成する全構成単位の合計に対して、5〜50モル%が好ましく、5〜40モル%がより好ましく、5〜30モル%が特に好ましく、10〜25モル%が最も好ましい。上記範囲の下限値以上であることにより構成単位(a23)を含有することによる効果が得られ、上限値以下であることにより他の構成単位とのバランスが良好となる。
The structural unit (a23) can be used alone or in combination of two or more.
In the copolymer (A2), the proportion of the structural unit (a23) is preferably from 5 to 50 mol%, more preferably from 5 to 40 mol%, based on the total of all the structural units constituting the copolymer (A2). Preferably, 5 to 30 mol% is particularly preferable, and 10 to 25 mol% is most preferable. The effect by containing a structural unit (a23) is acquired by being more than the lower limit of the said range, and a balance with another structural unit becomes favorable by being below an upper limit.

・他の構成単位
共重合体(A2)は、前記の各構成単位(a21)〜(a23)以外の構成単位として、共重合可能な他の構成単位を有していてもよい。
かかる構成単位としては、従来化学増幅型レジスト組成物用として公知の樹脂成分に用いられている構成単位が使用でき、たとえば、ラクトン含有単環または多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a24)が挙げられる。
構成単位(a24)のラクトン含有単環または多環式基は、レジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高めたり、現像液との親水性を高めたりする上で有効なものである。また、膨潤抑制の効果が向上する。
ここでのラクトンとは、−O−C(O)−構造を含むひとつの環を示し、これをひとつの目の環として数える。したがって、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。
なお、該ラクトン含有単環または多環式基の水素原子の1つ以上が、フッ素化されたヒドロキシアルキル基で置換されているものは構成単位(a24)には含まれないものとする。
-Other structural unit The copolymer (A2) may have another structural unit which can be copolymerized as structural units other than said each structural unit (a21)-(a23).
As such a constitutional unit, a constitutional unit conventionally used for a known resin component for a chemically amplified resist composition can be used. For example, it is derived from an acrylate ester containing a lactone-containing monocyclic or polycyclic group. And a structural unit (a24).
When the lactone-containing monocyclic or polycyclic group of the structural unit (a24) is used for forming a resist film, it increases the adhesion of the resist film to the substrate or increases the hydrophilicity with the developer. It is effective. In addition, the effect of suppressing swelling is improved.
The lactone here refers to one ring containing the —O—C (O) — structure, and this is counted as the first ring. Therefore, when it has only a lactone ring, it is called a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of the structure.
The structural unit (a24) does not include a lactone-containing monocyclic or polycyclic group in which one or more hydrogen atoms are substituted with a fluorinated hydroxyalkyl group.

構成単位(a24)としては、このようなエステルの構造(−O−C(O)−)と環構造とを共に有するラクトン環を持てば、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。
具体的には、ラクトン含有単環式基としては、γ−ブチロラクトンから水素原子1つを除いた基が挙げられる。ラクトン含有多環式基としては、ラクトン環を有するビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンから水素原子1つを除いた基が挙げられる。
As the structural unit (a24), any structural unit can be used without any particular limitation as long as it has a lactone ring having both the ester structure (—O—C (O) —) and a ring structure. is there.
Specifically, examples of the lactone-containing monocyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from γ-butyrolactone. Examples of the lactone-containing polycyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from a bicycloalkane, tricycloalkane, or tetracycloalkane having a lactone ring.

構成単位(a24)において、α位(α位の炭素原子)には、水素原子に代わって、他の置換基が結合していてもよい。置換基としては、好ましくはアルキル基、ハロゲン化アルキル基、またはハロゲン原子が挙げられる。
これら置換基の説明は、上記構成単位(a21)の前記一般式(I)中のRの説明と同様であって、α位に結合可能なもののうち、好ましいのは水素原子またはアルキル基であって、特に水素原子またはメチル基が好ましく、最も好ましいのは水素原子である。
In the structural unit (a24), another substituent may be bonded to the α-position (the α-position carbon atom) instead of the hydrogen atom. As the substituent, an alkyl group, a halogenated alkyl group, or a halogen atom is preferable.
The explanation of these substituents is the same as the explanation of R in the general formula (I) of the structural unit (a21), and among those capable of bonding to the α-position, a hydrogen atom or an alkyl group is preferred. In particular, a hydrogen atom or a methyl group is preferable, and a hydrogen atom is most preferable.

構成単位(a24)の例として、より具体的には、下記一般式(a4−1)〜(a4−5)で表される構成単位が挙げられる。   More specifically, examples of the structural unit (a24) include structural units represented by general formulas (a4-1) to (a4-5) shown below.

Figure 2007279493
[式中、Rは前記と同じである。R”はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、または炭素数1〜5のアルコキシ基であり、rは0または1である。]
Figure 2007279493
[Wherein, R is the same as defined above. R ″ each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and r is 0 or 1.]

一般式(a4−1)〜(a4−5)におけるR”のアルキル基としては、Rのアルキル基と同じである。一般式(a4−1)〜(a4−5)中、R”は、工業上入手が容易であること等を考慮すると、水素原子が好ましい。
構成単位(a24)としては、一般式(a4−2)〜(a4−3)で表される単位が最も好ましい。
In general formulas (a4-1) to (a4-5), the alkyl group represented by R ″ is the same as the alkyl group represented by R. In general formulas (a4-1) to (a4-5), R ″ represents In view of industrial availability and the like, a hydrogen atom is preferable.
As the structural unit (a24), units represented by general formulas (a4-2) to (a4-3) are most preferable.

構成単位(a24)は、1種または2種以上を混合して用いることができる。
構成単位(a24)を共重合体(A2)に含有させる場合、共重合体(A2)中の構成単位(a24)の割合は、共重合体(A2)を構成する全構成単位の合計に対して、10〜70モル%が好ましく、10〜40モル%がより好ましく、10〜25モル%が最も好ましい。上記範囲の下限値以上であることにより構成単位(a24)を含有することによる効果が得られ、上限値以下であることにより他の構成単位とのバランスが良好となる。
As the structural unit (a24), one type or a mixture of two or more types can be used.
When the structural unit (a24) is contained in the copolymer (A2), the proportion of the structural unit (a24) in the copolymer (A2) is based on the total of all the structural units constituting the copolymer (A2). 10 to 70 mol% is preferable, 10 to 40 mol% is more preferable, and 10 to 25 mol% is most preferable. The effect by containing a structural unit (a24) is acquired by being more than the lower limit of the said range, and a balance with another structural unit becomes favorable by being below an upper limit.

ただし、本発明の効果の点から、共重合体(A2)は、特に構成単位(a21)〜(a23)を主成分とする樹脂であることが好ましい。
ここで、「主成分」とは、構成単位(a21)〜(a23)の合計が50モル%以上を占めることを意味し、好ましくは70モル%以上であり、より好ましくは80モル%以上である。最も好ましくは100モル%、すなわち共重合体(A2)は、構成単位(a21)、構成単位(a22)および構成単位(a23)からなる共重合体であることが好ましい。
However, from the viewpoint of the effect of the present invention, the copolymer (A2) is particularly preferably a resin mainly composed of the structural units (a21) to (a23).
Here, the “main component” means that the total of the structural units (a21) to (a23) occupies 50 mol% or more, preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more. is there. Most preferably 100 mol%, that is, the copolymer (A2) is preferably a copolymer comprising the structural unit (a21), the structural unit (a22) and the structural unit (a23).

共重合体(A2)としては、特に下記式(A2−1)の様な構成単位の組み合わせを含むものが好ましい。   As the copolymer (A2), one containing a combination of structural units such as the following formula (A2-1) is particularly preferable.

Figure 2007279493
[式中、Rは前記と同じである。]
Figure 2007279493
[Wherein, R is the same as defined above. ]

本発明において、共重合体(A2)の質量平均分子量(Mw;ゲルパーミエーションクロマトグラフィによるポリスチレン換算値)は、好ましくは2000〜30000であり、より好ましくは2000〜10000であり、さらに好ましくは3000〜8000である。この範囲とすることにより、アルカリ現像液に対する良好な溶解速度が得られ、高解像性の点からも好ましい。当該質量平均分子量は、この範囲内において低い方が、良好な特性が得られる傾向がある。
また、分散度(Mw/Mn)は、1.0〜5.0が好ましく、1.0〜2.5がより好ましい。
In the present invention, the copolymer (A2) has a mass average molecular weight (Mw; polystyrene-converted value by gel permeation chromatography) of preferably 2000 to 30000, more preferably 2000 to 10000, still more preferably 3000 to 3000. 8000. By setting it within this range, a good dissolution rate in an alkali developer can be obtained, which is preferable from the viewpoint of high resolution. When the mass average molecular weight is lower within this range, good characteristics tend to be obtained.
Further, the dispersity (Mw / Mn) is preferably 1.0 to 5.0, and more preferably 1.0 to 2.5.

(A)成分においては、共重合体(A2)を用いる場合、上記共重合体(A2)の1種または2種以上を混合して用いることができる。
ただし、共重合体(A2)を用いる場合、(A)成分中に含まれる共重合体(A2)の割合は、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが特に好ましく、100質量%であることが最も好ましい。
In (A) component, when using a copolymer (A2), the 1 type (s) or 2 or more types of the said copolymer (A2) can be mixed and used.
However, when the copolymer (A2) is used, the proportion of the copolymer (A2) contained in the component (A) is preferably 50% by mass or more, and more preferably 70% by mass or more. 80% by mass or more is particularly preferable, and 100% by mass is most preferable.

本発明に用いられる(A)成分は、例えば各構成単位を誘導するモノマーを常法によりラジカル重合する方法、国際公開第2004/076495号パンフレットに記載の方法等により合成することができる。   The component (A) used in the present invention can be synthesized by, for example, a method of radical polymerization of a monomer for deriving each structural unit by a conventional method, a method described in WO 2004/076495, or the like.

また、(A)成分は、共重合体(A1)、共重合体(A2)以外のアルカリ可溶性樹脂成分、例えば従来のネガ型レジスト組成物に用いられている他の高分子化合物(ヒドロキシスチレン樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂など)等を用いることもできる。
ネガ型レジスト組成物中の(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚に応じて調整すればよい。
The component (A) is an alkali-soluble resin component other than the copolymer (A1) and the copolymer (A2), such as other polymer compounds (hydroxystyrene resin) used in conventional negative resist compositions. , Novolac resin, acrylic resin, etc.) can also be used.
The content of the component (A) in the negative resist composition may be adjusted according to the resist film thickness to be formed.

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

オニウム塩系酸発生剤として、例えば下記一般式(b−0)で表される酸発生剤を好適に用いることができる。   As the onium salt acid generator, for example, an acid generator represented by the following general formula (b-0) can be preferably used.

Figure 2007279493
Figure 2007279493

[式中、R51は、直鎖、分岐鎖若しくは環状のアルキル基、または直鎖、分岐鎖若しくは環状のフッ素化アルキル基を表し;R52は、水素原子、水酸基、ハロゲン原子、直鎖若しくは分岐鎖状のアルキル基、直鎖若しくは分岐鎖状のハロゲン化アルキル基、または直鎖若しくは分岐鎖状のアルコキシ基であり;R53は置換基を有していてもよいアリール基であり;u’’は1〜3の整数である。] [Wherein, R 51 represents a linear, branched or cyclic alkyl group, or a linear, branched or cyclic fluorinated alkyl group; R 52 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, linear or A branched alkyl group, a linear or branched halogenated alkyl group, or a linear or branched alkoxy group; R 53 is an aryl group which may have a substituent; u '' Is an integer of 1 to 3. ]

一般式(b−0)において、R51は、直鎖、分岐鎖若しくは環状のアルキル基、または直鎖、分岐鎖若しくは環状のフッ素化アルキル基を表す。
前記直鎖若しくは分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。
前記環状のアルキル基としては、炭素数4〜12であることが好ましく、炭素数5〜10であることがさらに好ましく、炭素数6〜10であることが最も好ましい。
前記フッ素化アルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。また、該フッ化アルキル基のフッ素化率(アルキル基中全水素原子の個数に対する置換したフッ素原子の個数の割合)は、好ましくは10〜100%、さらに好ましくは50〜100%であり、特に水素原子をすべてフッ素原子で置換したものが、酸の強度が強くなるので好ましい。
51としては、直鎖状のアルキル基またはフッ素化アルキル基であることが最も好ましい。
In the general formula (b-0), R 51 represents a linear, branched or cyclic alkyl group, or a linear, branched or cyclic fluorinated alkyl group.
The linear or branched alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms.
The cyclic alkyl group preferably has 4 to 12 carbon atoms, more preferably 5 to 10 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms.
The fluorinated alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms. Further, the fluorination rate of the fluorinated alkyl group (ratio of the number of substituted fluorine atoms to the total number of hydrogen atoms in the alkyl group) is preferably 10 to 100%, more preferably 50 to 100%. Those in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms are preferred because the strength of the acid is increased.
R 51 is most preferably a linear alkyl group or a fluorinated alkyl group.

52は、水素原子、水酸基、ハロゲン原子、直鎖若しくは分岐鎖状のアルキル基、直鎖若しくは分岐鎖状のハロゲン化アルキル基、または直鎖若しくは分岐鎖状のアルコキシ基である。
52において、ハロゲン原子としては、フッ素原子、臭素原子、塩素原子、ヨウ素原子などが挙げられ、フッ素原子が好ましい。
52において、アルキル基は、直鎖または分岐鎖状であり、その炭素数は好ましくは1〜5、特に1〜4、さらには1〜3であることが望ましい。
52において、ハロゲン化アルキル基は、アルキル基中の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基である。ここでのアルキル基は、前記R52における「アルキル基」と同様のものが挙げられる。置換するハロゲン原子としては上記「ハロゲン原子」について説明したものと同様のものが挙げられる。ハロゲン化アルキル基において、水素原子の全個数の50〜100%がハロゲン原子で置換されていることが望ましく、全て置換されていることがより好ましい。
52において、アルコキシ基としては、直鎖状または分岐鎖状であり、その炭素数は好ましくは1〜5、特に1〜4、さらには1〜3であることが望ましい。
52としては、これらの中でも水素原子が好ましい。
R 52 is a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, a linear or branched alkyl group, a linear or branched alkyl halide group, or a linear or branched alkoxy group.
In R 52 , examples of the halogen atom include a fluorine atom, a bromine atom, a chlorine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
In R 52 , the alkyl group is linear or branched, and the carbon number thereof is preferably 1 to 5, particularly 1 to 4, and more preferably 1 to 3.
In R 52 , the halogenated alkyl group is a group in which part or all of the hydrogen atoms in the alkyl group are substituted with halogen atoms. Examples of the alkyl group herein are the same as the “alkyl group” in R 52 . Examples of the halogen atom to be substituted include the same as those described above for the “halogen atom”. In the halogenated alkyl group, it is desirable that 50 to 100% of the total number of hydrogen atoms are substituted with halogen atoms, and it is more preferable that all are substituted.
In R 52 , the alkoxy group is linear or branched, and the carbon number thereof is preferably 1 to 5, particularly 1 to 4, and more preferably 1 to 3.
Among these, R 52 is preferably a hydrogen atom.

53は置換基を有していてもよいアリール基であり、置換基を除いた基本環(母体環)の構造としては、ナフチル基、フェニル基、アントラセニル基などが挙げられ、本発明の効果やArFエキシマレーザーなどの露光光の吸収の観点から、フェニル基が望ましい。
置換基としては、水酸基、低級アルキル基(直鎖または分岐鎖状であり、特にメチル基が好ましい)などを挙げることができる。
53のアリール基としては、置換基を有しないものがより好ましい。
u’’は1〜3の整数であり、2または3であることが好ましく、特に3であることが望ましい。
R 53 is an aryl group which may have a substituent, and examples of the structure of the basic ring (matrix ring) excluding the substituent include a naphthyl group, a phenyl group, an anthracenyl group, and the like. From the viewpoint of absorption of exposure light such as ArF excimer laser, a phenyl group is desirable.
Examples of the substituent include a hydroxyl group and a lower alkyl group (straight or branched chain, particularly preferably a methyl group).
As the aryl group for R 53, an aryl group having no substituent is more preferable.
u ″ is an integer of 1 to 3, preferably 2 or 3, and particularly preferably 3.

一般式(b−0)で表される酸発生剤の好ましいものは以下の様なものを挙げることができる。   Preferable examples of the acid generator represented by the general formula (b-0) include the following.

Figure 2007279493
Figure 2007279493

一般式(b−0)で表される酸発生剤は1種または2種以上混合して用いることができる。   The acid generator represented by general formula (b-0) can be used alone or in combination of two or more.

また一般式(b−0)で表される酸発生剤の他のオニウム塩系酸発生剤として、例えば下記一般式(b−1)または(b−2)で表される化合物も好適に用いられる。   As other onium salt-based acid generators represented by the general formula (b-0), for example, compounds represented by the following general formula (b-1) or (b-2) are also preferably used. It is done.

Figure 2007279493
[式中、R”〜R”,R”〜R”は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表し;R”は、直鎖、分岐または環状のアルキル基またはフッ素化アルキル基を表し;R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表し、R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表す。]
Figure 2007279493
[Wherein R 1 ″ to R 3 ″ and R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group; R 4 ″ represents a linear, branched or cyclic alkyl group or fluorinated group. Represents an alkyl group; at least one of R 1 ″ to R 3 ″ represents an aryl group, and at least one of R 5 ″ to R 6 ″ represents an aryl group.]

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

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

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

式(b−1)、(b−2)で表されるオニウム塩系酸発生剤の具体例としては、ジフェニルヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−メチルフェニル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジメチル(4−ヒドロキシナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、モノフェニルジメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジフェニルモノメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−tert−ブチル)フェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジフェニル(1−(4−メトキシ)ナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジ(1−ナフチル)フェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネートなどが挙げられる。また、これらのオニウム塩のアニオン部がメタンスルホネート、n−プロパンスルホネート、n−ブタンスルホネート、n−オクタンスルホネートに置き換えたオニウム塩も用いることができる。   Specific examples of the onium salt acid generators represented by formulas (b-1) and (b-2) include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium. Trifluoromethane sulfonate or nonafluorobutane sulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, tri (4-methylphenyl) sulfonium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its Nonafluorobutanesulfonate, dimethyl (4-hydroxynaphthyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptaful Lopropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of monophenyldimethylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of diphenylmonomethylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate (4-methylphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, (4-methoxyphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate , Trifluoromethanesulfonate of tri (4-tert-butyl) phenylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of diphenyl (1- (4-methoxy) naphthyl) sulfonium, its heptafluoropropane Sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, di (1-naphthyl) phenylsulfonium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate. In addition, onium salts in which the anion portion of these onium salts is replaced with methanesulfonate, n-propanesulfonate, n-butanesulfonate, or n-octanesulfonate can also be used.

また、前記一般式(b−1)又は(b−2)において、アニオン部を下記一般式(b−3)又は(b−4)で表されるアニオン部に置き換えたオニウム塩系酸発生剤も用いることができる(カチオン部は(b−1)又は(b−2)と同様)。   In addition, in the general formula (b-1) or (b-2), an onium salt-based acid generator in which the anion moiety is replaced with an anion moiety represented by the following general formula (b-3) or (b-4). Can also be used (the cation moiety is the same as (b-1) or (b-2)).

Figure 2007279493
[式中、X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数2〜6のアルキレン基を表し;Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜10のアルキル基を表す。]
Figure 2007279493
[Wherein X ″ represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom; Y ″ and Z ″ each independently represent at least one hydrogen atom as a fluorine atom; Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and substituted with

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

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

Figure 2007279493
(式(B−1)中、R31、R32はそれぞれ独立に有機基を表す。)
Figure 2007279493
(In formula (B-1), R 31 and R 32 each independently represents an organic group.)

31、R32の有機基は、炭素原子を含む基であり、炭素原子以外の原子(たとえば水素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子等)等)を有していてもよい。
31の有機基としては、直鎖、分岐または環状のアルキル基またはアリール基が好ましい。これらのアルキル基、アリール基は置換基を有していても良い。該置換基としては、特に制限はなく、たとえばフッ素原子、炭素数1〜6の直鎖、分岐または環状のアルキル基等が挙げられる。ここで、「置換基を有する」とは、アルキル基またはアリール基の水素原子の一部または全部が置換基で置換されていることを意味する。
アルキル基としては、炭素数1〜20が好ましく、炭素数1〜10がより好ましく、炭素数1〜8がさらに好ましく、炭素数1〜6が特に好ましく、炭素数1〜4が最も好ましい。アルキル基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアルキル基(以下、ハロゲン化アルキル基ということがある)が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味し、完全にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味する。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。すなわち、ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
アリール基は、炭素数4〜20が好ましく、炭素数4〜10がより好ましく、炭素数6〜10が最も好ましい。アリール基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアリール基が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味し、完全にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味する。
31としては、特に、置換基を有さない炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数1〜4のフッ素化アルキル基が好ましい。
The organic groups of R 31 and R 32 are groups containing carbon atoms, and atoms other than carbon atoms (for example, hydrogen atoms, oxygen atoms, nitrogen atoms, sulfur atoms, halogen atoms (fluorine atoms, chlorine atoms, etc.), etc.) You may have.
As the organic group for R 31 , a linear, branched, or cyclic alkyl group or aryl group is preferable. These alkyl groups and aryl groups may have a substituent. There is no restriction | limiting in particular as this substituent, For example, a fluorine atom, a C1-C6 linear, branched or cyclic alkyl group etc. are mentioned. Here, “having a substituent” means that part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group or aryl group are substituted with a substituent.
As an alkyl group, C1-C20 is preferable, C1-C10 is more preferable, C1-C8 is more preferable, C1-C6 is especially preferable, and C1-C4 is the most preferable. As the alkyl group, a partially or completely halogenated alkyl group (hereinafter sometimes referred to as a halogenated alkyl group) is particularly preferable. The partially halogenated alkyl group means an alkyl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a halogen atom, and the fully halogenated alkyl group means that all of the hydrogen atoms are halogen atoms. Means an alkyl group substituted with Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable. That is, the halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group.
The aryl group preferably has 4 to 20 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms. As the aryl group, a partially or completely halogenated aryl group is particularly preferable. The partially halogenated aryl group means an aryl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a halogen atom, and the fully halogenated aryl group means that all of the hydrogen atoms are halogen atoms. Means an aryl group substituted with.
R 31 is particularly preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms having no substituent or a fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

32の有機基としては、直鎖、分岐または環状のアルキル基、アリール基またはシアノ基が好ましい。R32のアルキル基、アリール基としては、前記R31で挙げたアルキル基、アリール基と同様のものが挙げられる。
32としては、特に、シアノ基、置換基を有さない炭素数1〜8のアルキル基、または炭素数1〜8のフッ素化アルキル基が好ましい。
As the organic group for R 32 , a linear, branched, or cyclic alkyl group, aryl group, or cyano group is preferable. As the alkyl group and aryl group for R 32, the same alkyl groups and aryl groups as those described above for R 31 can be used.
R 32 is particularly preferably a cyano group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms having no substituent, or a fluorinated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

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

Figure 2007279493
[式(B−2)中、R33は、シアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R34はアリール基である。R35は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。]
Figure 2007279493
[In Formula (B-2), R 33 represents a cyano group, an alkyl group having no substituent, or a halogenated alkyl group. R 34 is an aryl group. R 35 represents an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. ]

Figure 2007279493
[式(B−3)中、R36はシアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R37は2または3価の芳香族炭化水素基である。R38は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。p’’は2または3である。]
Figure 2007279493
[In Formula (B-3), R 36 represents a cyano group, an alkyl group having no substituent, or a halogenated alkyl group. R 37 is a divalent or trivalent aromatic hydrocarbon group. R38 is an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. p ″ is 2 or 3. ]

前記一般式(B−2)において、R33の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜6が最も好ましい。
33としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましい。
33におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上フッ素化されていることが好ましい。
In the general formula (B-2), the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent of R 33 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and carbon atoms. Numbers 1 to 6 are most preferable.
R 33 is preferably a halogenated alkyl group, more preferably a fluorinated alkyl group.
The fluorinated alkyl group for R 33 is preferably such that the hydrogen atom of the alkyl group is 50% or more fluorinated, more preferably 70% or more, and still more preferably 90% or more.

34のアリール基としては、フェニル基、ビフェニル(biphenyl)基、フルオレニル(fluorenyl)基、ナフチル基、アントラセル(anthracyl)基、フェナントリル基等の、芳香族炭化水素の環から水素原子を1つ除いた基、およびこれらの基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロアリール基等が挙げられる。これらのなかでも、フルオレニル基が好ましい。
34のアリール基は、炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基等の置換基を有していても良い。該置換基におけるアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜8であることが好ましく、炭素数1〜4がさらに好ましい。また、該ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
As the aryl group of R 34 , one hydrogen atom is removed from an aromatic hydrocarbon ring such as a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a naphthyl group, an anthracyl group, or a phenanthryl group. And a heteroaryl group in which a part of carbon atoms constituting the ring of these groups is substituted with a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. Among these, a fluorenyl group is preferable.
The aryl group of R 34 may have a substituent such as an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group, or an alkoxy group. The alkyl group or halogenated alkyl group in the substituent preferably has 1 to 8 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms. The halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group.

35の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜6が最も好ましい。
35としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましく、部分的にフッ素化されたアルキル基が最も好ましい。
35におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上フッ素化されていることが、発生する酸の強度が高まるため好ましい。最も好ましくは、水素原子が100%フッ素置換された完全フッ素化アルキル基である。
The alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent of R 35 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 6 carbon atoms.
R 35 is preferably a halogenated alkyl group, more preferably a fluorinated alkyl group, and most preferably a partially fluorinated alkyl group.
The fluorinated alkyl group in R 35 preferably has 50% or more of the hydrogen atom of the alkyl group fluorinated, more preferably 70% or more, and even more preferably 90% or more. This is preferable because the strength of the acid is increased. Most preferably, it is a fully fluorinated alkyl group in which a hydrogen atom is 100% fluorine-substituted.

前記一般式(B−3)において、R36の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基としては、上記R33の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
37の2または3価の芳香族炭化水素基としては、上記R34のアリール基からさらに1または2個の水素原子を除いた基が挙げられる。
38の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基としては、上記R35の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
p’’は好ましくは2である。
In the general formula (B-3), the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 36 is the same as the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 33. Is mentioned.
Examples of the divalent or trivalent aromatic hydrocarbon group for R 37 include groups obtained by further removing one or two hydrogen atoms from the aryl group for R 34 .
Examples of the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent of R 38 include the same alkyl groups or halogenated alkyl groups as those having no substituent of R 35 .
p ″ is preferably 2.

オキシムスルホネート系酸発生剤の具体例としては、α−(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(p−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロ−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−クロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,4−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,6−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(2−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−チエン−2−イルアセトニトリル、α−(4−ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−[(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−[(ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−(トシルオキシイミノ)−4−チエニルシアニド、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘプテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロオクテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−エチルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−プロピルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロペンチルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−p−メチルフェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−ブロモフェニルアセトニトリルなどが挙げられる。
また、特開平9−208554号公報(段落[0012]〜[0014]の[化18]〜[化19])に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤、WO2004/074242A2(65〜85頁目のExample1〜40)に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤も好適に用いることができる。
また、好適なものとして以下のものを例示することができる。
Specific examples of the oxime sulfonate acid generator include α- (p-toluenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (p-chlorobenzenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (4-nitrobenzenesulfonyloxy). Imino) -benzylcyanide, α- (4-nitro-2-trifluoromethylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-chlorobenzylcyanide, α- (benzenesulfonyl) Oxyimino) -2,4-dichlorobenzyl cyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -2,6-dichlorobenzyl cyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-methoxybenzyl cyanide, α- ( 2-Chlorobenzenesulfonyloxyimino) 4-methoxybenzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -thien-2-ylacetonitrile, α- (4-dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α-[(p-toluenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α-[(dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α- (tosyloxyimino) -4-thienyl cyanide, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclo Pentenyl acetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cycloheptenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclooctene Acetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -ethylacetonitrile, α- (propyl Sulfonyloxyimino) -propylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclopentylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- ( Ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cyclope N-tenyl acetonitrile, α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile , Α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (trifluoro Methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -p- Butoxy phenylacetonitrile, alpha-(propylsulfonyl oxyimino)-p-methylphenyl acetonitrile, alpha-like (methylsulfonyloxyimino)-p-bromophenyl acetonitrile.
Also, an oxime sulfonate-based acid generator disclosed in JP-A-9-208554 (paragraphs [0012] to [0014] [chemical formula 18] to [chemical formula 19]), WO 2004 / 074242A2 (pages 65 to 85). The oxime sulfonate acid generators disclosed in Examples 1 to 40) of No. 1 can also be suitably used.
Moreover, the following can be illustrated as a suitable thing.

Figure 2007279493
Figure 2007279493

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

Figure 2007279493
Figure 2007279493

ジアゾメタン系酸発生剤のうち、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類の具体例としては、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。
また、特開平11−035551号公報、特開平11−035552号公報、特開平11−035573号公報に開示されているジアゾメタン系酸発生剤も好適に用いることができる。
また、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類としては、例えば、特開平11−322707号公報に開示されている、1,3−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン、1,4−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ブタン、1,6−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン、1,10−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカン、1,2−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)エタン、1,3−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン、1,6−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン、1,10−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカンなどを挙げることができる。
Among diazomethane acid generators, specific examples of bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes include bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane, Examples include bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, and the like.
Further, diazomethane acid generators disclosed in JP-A-11-035551, JP-A-11-035552, and JP-A-11-035573 can also be suitably used.
Examples of poly (bissulfonyl) diazomethanes include 1,3-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) propane and 1,4-bis (phenylsulfonyldiazo) disclosed in JP-A-11-322707. Methylsulfonyl) butane, 1,6-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane, 1,10-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) decane, 1,2-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) ethane, 1,3 -Bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) propane, 1,6-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane, 1,10-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) decane, etc. Door can be.

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

<(C)成分>
(C)成分は、特に限定されず、これまでに知られている化学増幅型のネガ型レジスト組成物に用いられている架橋剤の中から任意に選択して用いることができる。
具体的には、例えば2,3−ジヒドロキシ−5−ヒドロキシメチルノルボルナン、2−ヒドロキシ−5,6−ビス(ヒドロキシメチル)ノルボルナン、シクロヘキサンジメタノール、3,4,8(又は9)−トリヒドロキシトリシクロデカン、2−メチル−2−アダマンタノール、1,4−ジオキサン−2,3−ジオール、1,3,5−トリヒドロキシシクロヘキサンなどのヒドロキシル基又はヒドロキシアルキル基あるいはその両方を有する脂肪族環状炭化水素又はその含酸素誘導体が挙げられる。
<(C) component>
The component (C) is not particularly limited, and can be arbitrarily selected from cross-linking agents used in chemically amplified negative resist compositions known so far.
Specifically, for example, 2,3-dihydroxy-5-hydroxymethylnorbornane, 2-hydroxy-5,6-bis (hydroxymethyl) norbornane, cyclohexanedimethanol, 3,4,8 (or 9) -trihydroxytri Aliphatic cyclic carbonization having a hydroxyl group or a hydroxyalkyl group or both such as cyclodecane, 2-methyl-2-adamantanol, 1,4-dioxane-2,3-diol, 1,3,5-trihydroxycyclohexane Examples thereof include hydrogen or an oxygen-containing derivative thereof.

また、メラミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、尿素、エチレン尿素、プロピレン尿素、グリコールウリルなどのアミノ基含有化合物にホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドと低級アルコールを反応させ、該アミノ基の水素原子をヒドロキシメチル基又は低級アルコキシメチル基で置換した化合物が挙げられる。
これらのうち、メラミンを用いたものをメラミン系架橋剤、尿素を用いたものを尿素系架橋剤、エチレン尿素、プロピレン尿素等のアルキレン尿素を用いたものをアルキレン尿素系架橋剤、グリコールウリルを用いたものをグリコールウリル系架橋剤という。
(C)成分としては、メラミン系架橋剤、尿素系架橋剤、アルキレン尿素系架橋剤およびグリコールウリル系架橋剤からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、特にグリコールウリル系架橋剤が好ましい。
In addition, amino group-containing compounds such as melamine, acetoguanamine, benzoguanamine, urea, ethylene urea, propylene urea, glycoluril are reacted with formaldehyde or formaldehyde and lower alcohol, and the hydrogen atom of the amino group is hydroxymethyl group or lower alkoxymethyl. And a compound substituted with a group.
Of these, those using melamine are melamine-based crosslinking agents, those using urea are urea-based crosslinking agents, those using alkylene ureas such as ethylene urea and propylene urea are alkylene urea-based crosslinking agents, and glycoluril is used. This was called a glycoluril-based crosslinking agent.
The component (C) is preferably at least one selected from the group consisting of melamine-based crosslinking agents, urea-based crosslinking agents, alkylene urea-based crosslinking agents, and glycoluril-based crosslinking agents, and glycoluril-based crosslinking agents are particularly preferred. preferable.

メラミン系架橋剤としては、メラミンとホルムアルデヒドとを反応させて、アミノ基の水素原子をヒドロキシメチル基で置換した化合物、メラミンとホルムアルデヒドと低級アルコールとを反応させて、アミノ基の水素原子を低級アルコキシメチル基で置換した化合物等が挙げられる。具体的には、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、ヘキサプロポキシメチルメラミン、ヘキサブトキシブチルメラミン等が挙げられ、なかでもヘキサメトキシメチルメラミンが好ましい。   Melamine-based crosslinking agents include compounds in which melamine and formaldehyde are reacted to replace the amino group hydrogen atom with a hydroxymethyl group, and melamine, formaldehyde and lower alcohol are reacted to convert the amino group hydrogen atom into a lower alkoxy group. Examples include compounds substituted with a methyl group. Specific examples include hexamethoxymethyl melamine, hexaethoxymethyl melamine, hexapropoxymethyl melamine, hexabutoxybutyl melamine, and the like, among which hexamethoxymethyl melamine is preferable.

尿素系架橋剤としては、尿素とホルムアルデヒドとを反応させて、アミノ基の水素原子をヒドロキシメチル基で置換した化合物、尿素とホルムアルデヒドと低級アルコールとを反応させて、アミノ基の水素原子を低級アルコキシメチル基で置換した化合物等が挙げられる。具体的には、ビスメトキシメチル尿素、ビスエトキシメチル尿素、ビスプロポキシメチル尿素、ビスブトキシメチル尿素等が挙げられ、なかでもビスメトキシメチル尿素が好ましい。   Urea-based crosslinking agents include compounds in which urea and formaldehyde are reacted to replace amino group hydrogen atoms with hydroxymethyl groups, and urea, formaldehyde and lower alcohols are reacted to convert amino group hydrogen atoms into lower alkoxy groups. Examples include compounds substituted with a methyl group. Specific examples include bismethoxymethylurea, bisethoxymethylurea, bispropoxymethylurea, bisbutoxymethylurea and the like, with bismethoxymethylurea being preferred.

アルキレン尿素系架橋剤としては、下記一般式(C−1)で表される化合物が挙げられる。   As an alkylene urea type crosslinking agent, the compound represented by the following general formula (C-1) is mentioned.

Figure 2007279493
[式中のR’とR’はそれぞれ独立に水酸基又は低級アルコキシ基であり、R’とR’はそれぞれ独立に水素原子、水酸基又は低級アルコキシ基であり、vは0又は1〜2の整数である。]
Figure 2007279493
[In the formula, R 5 ′ and R 6 ′ are each independently a hydroxyl group or a lower alkoxy group, R 3 ′ and R 4 ′ are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group or a lower alkoxy group, and v is 0 or 1 It is an integer of ~ 2. ]

’とR’が低級アルコキシ基であるとき、好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基であり、直鎖状でもよく分岐状でもよい。R’とR’は同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。同じであることがより好ましい。
’とR’が低級アルコキシ基であるとき、好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基であり、直鎖状でもよく分岐状でもよい。R’とR’は同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。同じであることがより好ましい。
vは0又は1〜2の整数であり、好ましくは0または1である。
アルキレン尿素系架橋剤としては、特に、vが0である化合物(エチレン尿素系架橋剤)および/またはvが1である化合物(プロピレン尿素系架橋剤)が好ましい。
When R 5 ′ and R 6 ′ are lower alkoxy groups, they are preferably alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms, and may be linear or branched. R 5 ′ and R 6 ′ may be the same or different from each other. More preferably, they are the same.
When R 3 ′ and R 4 ′ are lower alkoxy groups, they are preferably alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms, and may be linear or branched. R 3 ′ and R 4 ′ may be the same or different from each other. More preferably, they are the same.
v is 0 or an integer of 1 to 2, preferably 0 or 1.
As the alkylene urea crosslinking agent, a compound in which v is 0 (ethylene urea crosslinking agent) and / or a compound in which v is 1 (propylene urea crosslinking agent) are particularly preferable.

上記一般式(C−1)で表される化合物は、アルキレン尿素とホルマリンを縮合反応させることにより、またこの生成物を低級アルコールと反応させることにより得ることができる。   The compound represented by the general formula (C-1) can be obtained by a condensation reaction of alkylene urea and formalin and by reacting this product with a lower alcohol.

アルキレン尿素系架橋剤の具体例としては、例えば、モノ及び/又はジヒドロキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/又はジメトキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/又はジエトキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/又はジプロポキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/又はジブトキシメチル化エチレン尿素等のエチレン尿素系架橋剤;モノ及び/又はジヒドロキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/又はジメトキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/又はジエトキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/又はジプロポキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/又はジブトキシメチル化プロピレン尿素等のプロピレン尿素系架橋剤;1,3−ジ(メトキシメチル)4,5−ジヒドロキシ−2−イミダゾリジノン、1,3−ジ(メトキシメチル)−4,5−ジメトキシ−2−イミダゾリジノンなどを挙げられる。   Specific examples of the alkylene urea crosslinking agent include, for example, mono and / or dihydroxymethylated ethylene urea, mono and / or dimethoxymethylated ethylene urea, mono and / or diethoxymethylated ethylene urea, mono and / or dipropoxy Ethylene urea-based crosslinking agents such as methylated ethylene urea, mono and / or dibutoxymethylated ethylene urea; mono and / or dihydroxymethylated propylene urea, mono and / or dimethoxymethylated propylene urea, mono and / or diethoxymethyl Propylene urea-based cross-linking agents such as propylene urea, mono and / or dipropoxymethylated propylene urea, mono and / or dibutoxymethylated propylene urea; 1,3-di (methoxymethyl) 4,5-dihydroxy-2- Imidazolidinone, 1,3-di (Metoki Like, etc.) -4,5-dimethoxy-2-imidazolidinone.

グリコールウリル系架橋剤としては、N位がヒドロキシアルキル基および炭素数1〜4のアルコキシアルキル基の一方又は両方で置換されたグリコールウリル誘導体が挙げられる。かかるグリコールウリル誘導体は、グリコールウリルとホルマリンとを縮合反応させることにより、またこの生成物を低級アルコールと反応させることにより得ることができる。
グリコールウリル系架橋剤の具体例としては、例えばモノ,ジ,トリ及び/又はテトラヒドロキシメチル化グリコールウリル、モノ,ジ,トリ及び/又はテトラメトキシメチル化グリコールウリル、モノ,ジ,トリ及び/又はテトラエトキシメチル化グリコールウリル、モノ,ジ,トリ及び/又はテトラプロポキシメチル化グリコールウリル、モノ,ジ,トリ及び/又はテトラブトキシメチル化グリコールウリルなどが挙げられる。
Examples of the glycoluril-based crosslinking agent include glycoluril derivatives in which the N position is substituted with one or both of a hydroxyalkyl group and an alkoxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Such glycoluril derivatives can be obtained by condensation reaction of glycoluril and formalin, and by reacting this product with a lower alcohol.
Specific examples of the glycoluril-based crosslinking agent include, for example, mono, di, tri and / or tetrahydroxymethylated glycoluril, mono, di, tri and / or tetramethoxymethylated glycoluril, mono, di, tri and / or Examples include tetraethoxymethylated glycoluril, mono, di, tri and / or tetrapropoxymethylated glycoluril, mono, di, tri and / or tetrabutoxymethylated glycoluril.

(C)成分としては、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(C)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して3〜30質量部が好ましく、3〜15質量部がより好ましく、5〜10質量部が最も好ましい。(C)成分の含有量が下限値以上であると、架橋形成が充分に進行し、良好なレジストパターンが得られる。
またこの上限値以下であると、レジスト塗布液の保存安定性が良好であり、感度の経時的劣化が抑制される。
As the component (C), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
(C) As for content of a component, 3-30 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (A) component, 3-15 mass parts is more preferable, and 5-10 mass parts is the most preferable. When the content of the component (C) is at least the lower limit value, the crosslinking formation proceeds sufficiently and a good resist pattern can be obtained.
Moreover, when it is below this upper limit, the storage stability of the resist coating solution is good, and the deterioration of sensitivity with time is suppressed.

<(F)成分>
本発明のネガ型レジスト組成物は、露光により塩基を発生する光塩基発生剤成分(F)(以下、(F)成分という。)を含有する。当該(F)成分を含有することにより、矩形性が高いレジストパターンを形成できる。また、露光量の変動に伴うパターンサイズの変化量が小さい(ELマージンが大きい)レジストパターンを形成できる。
<(F) component>
The negative resist composition of the present invention contains a photobase generator component (F) (hereinafter referred to as (F) component) that generates a base upon exposure. By containing the component (F), a resist pattern with high rectangularity can be formed. In addition, it is possible to form a resist pattern in which the change amount of the pattern size with a change in the exposure amount is small (EL margin is large).

係る(F)成分としては、特に限定されるものではないが、例えば、トリフェニルスルホニウム化合物、トリフェニルメタノール;ベンジルカルバメートおよびベンゾインカルバメート等の光活性なカルバメート;o−カルバモイルヒドロキシルアミド、o−カルバモイルオキシム、アロマティックスルホンアミド、アルファーラクタムおよびN−(2−アリルエチニル)アミド等のアミド;オキシムエステル、α−アミノアセトフェノン、コバルト錯体等を挙げることができる。
なかでも、下記一般式(f1)で表される光塩基発生剤(F1);2−ニトロベンジルシクロヘキシルカルバメート、[[(2,6−ジニトロベンジル)オキシ]カルボニル]シクロヘキシルアミン、N−(2−ニトロベンジルオキシカルボニル)ピロリジン、ビス[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]ヘキサン1,6−ジアミンから選ばれるカルバメート系の光塩基発生剤(F2);トリフェニルメタノール、o−カルバモイルヒドロキシルアミド、o−カルバモイルオキシム、4−(メチルチオベンゾイル)−1−メチル−1−モルホリノエタン、(4−モルホリノベンゾイル)−1−ベンジル−1−ジメチルアミノプロパン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン、ヘキサアンミンコバルト(III)トリス(トリフェニルメチルボレート)が好ましく用いられ、光塩基発生剤(F1)、光塩基発生剤(F2)がより好ましく用いられ、光塩基発生剤(F1)が特に好ましく用いられる。
The component (F) is not particularly limited, and examples thereof include triphenylsulfonium compounds, triphenylmethanol; photoactive carbamates such as benzylcarbamate and benzoincarbamate; o-carbamoylhydroxylamide, o-carbamoyloxime. Amides such as aromatic sulfonamides, alpha-lactams and N- (2-allylethynyl) amides; oxime esters, α-aminoacetophenones, cobalt complexes and the like.
Among these, a photobase generator (F1) represented by the following general formula (f1): 2-nitrobenzylcyclohexylcarbamate, [[(2,6-dinitrobenzyl) oxy] carbonyl] cyclohexylamine, N- (2- Carbamate photobase generator (F2) selected from nitrobenzyloxycarbonyl) pyrrolidine, bis [[(2-nitrobenzyl) oxy] carbonyl] hexane 1,6-diamine; triphenylmethanol, o-carbamoylhydroxylamide, o-carbamoyloxime, 4- (methylthiobenzoyl) -1-methyl-1-morpholinoethane, (4-morpholinobenzoyl) -1-benzyl-1-dimethylaminopropane, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- ( 4-morpholinophenyl) -butanone, hexaan Nkobaruto (III) tris (triphenylmethyl borate) is preferably used, photobase generator (F1), a photobase generator (F2) is used more preferably, photobase generator (F1) is particularly preferably used.

Figure 2007279493
[式中、R41〜R43はそれぞれ独立してアルキル基、アルコキシ基またはハロゲン原子を示し;n〜nはそれぞれ独立して0〜3の整数である。]
Figure 2007279493
[Wherein, R 41 to R 43 each independently represents an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom; n 1 to n 3 are each independently an integer of 0 to 3. ]

一般式(f1)中、R41〜R43は、それぞれ独立してアルキル基、アルコキシ基またはハロゲン原子を示す。
アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、なかでも直鎖または分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基が特に好ましい。
アルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、なかでも直鎖または分岐鎖状のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が特に好ましい。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、なかでもフッ素原子が最も好ましい。
〜nは、それぞれ独立して0〜3の整数であり、好ましくは、それぞれ独立して0〜1である。なかでも、n〜nのいずれもが0であるものが最も好ましい。
In the general formula (f1), R 41 to R 43 each independently represents an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
As the alkyl group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a linear or branched alkyl group is more preferable, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group is more preferable. Particularly preferred.
The alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkoxy group, and particularly preferably a methoxy group or an ethoxy group.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and among them, a fluorine atom is most preferable.
n 1 to n 3 are each independently an integer of 0 to 3, preferably 0 to 1 each independently. Of these, n 1 to n 3 are all preferably 0.

光塩基発生剤(F1)の好適な具体例を以下に挙げる。   Specific examples of suitable photobase generator (F1) are shown below.

Figure 2007279493
Figure 2007279493

また、光塩基発生剤(F2)のなかでも好適なものとしては、本発明の効果の点から、2−ニトロベンジルシクロヘキシルカルバメートが最も好ましい。   Among the photobase generators (F2), 2-nitrobenzylcyclohexyl carbamate is most preferable from the viewpoint of the effect of the present invention.

(F)成分としては、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(F)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して0.05〜2質量部が好ましく、0.05〜1.5質量部がより好ましく、0.1〜1.0質量部が最も好ましい。(F)成分の含有量が下限値以上であると、本発明の効果が向上する。また、露光余裕度(ELマージン)が大きくなる。他方、上限値以下であると、露光による酸発生効率が高まって感度が向上する。
As the component (F), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
(F) As for content of a component, 0.05-2 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (A) component, 0.05-1.5 mass parts is more preferable, 0.1-1.0 mass Part is most preferred. The effect of this invention improves that content of (F) component is more than a lower limit. In addition, the exposure margin (EL margin) increases. On the other hand, when the amount is not more than the upper limit value, the acid generation efficiency by exposure increases and the sensitivity is improved.

本発明のネガ型レジスト組成物において、前記光塩基発生剤成分(F)の使用量は、前記酸発生剤成分(B)の使用量に対し、5〜80質量%であることが好ましく、5〜75質量%であることがさらに好ましく、5〜70質量%であることが特に好ましい。該範囲の下限値以上であることにより、本発明の効果が向上する。また、露光余裕度(ELマージン)が大きくなる。他方、上限値以下であることにより、露光による酸発生効率が高まって感度が向上する。   In the negative resist composition of the present invention, the amount of the photobase generator component (F) used is preferably 5 to 80% by mass based on the amount of the acid generator component (B) used. More preferably, it is -75 mass%, and it is especially preferable that it is 5-70 mass%. By being at least the lower limit of the range, the effect of the present invention is improved. In addition, the exposure margin (EL margin) increases. On the other hand, by being below the upper limit value, the acid generation efficiency by exposure is increased and the sensitivity is improved.

<(D)成分>
本発明のネガ型レジスト組成物には、レジストパターン形状、引き置き経時安定性などを向上させるために、さらに任意の成分として、含窒素有機化合物(D)(以下、(D)成分という。)を含有することが好ましい。
この(D)成分は、既に多種多様なものが提案されているので、公知のものから任意に用いれば良いが、環式アミン、脂肪族アミン、特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンが好ましい。ここで、脂肪族アミンとは、1つ以上の脂肪族基を有するアミンであり、該脂肪族基は炭素数が1〜12であることが好ましい。
脂肪族アミンとしては、アンモニアNHの水素原子の少なくとも1つを、炭素数12以下のアルキル基またはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンまたはアルキルアルコールアミン)が挙げられる。その具体例としては、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン等のモノアルキルアミン;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジアルキルアミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デカニルアミン、トリ−n−ドデシルアミン等のトリアルキルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジ−n−オクタノールアミン、トリ−n−オクタノールアミン等のアルキルアルコールアミン等が挙げられる。
これらの中でも、アルキルアルコールアミン及びトリアルキルアミンが好ましく、アルキルアルコールアミンが最も好ましい。アルキルアルコールアミンの中でもトリエタノールアミンやトリイソプロパノールアミンが最も好ましい。
環式アミンとしては、たとえば、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環化合物が挙げられる。該複素環化合物としては、単環式のもの(脂肪族単環式アミン)であっても多環式のもの(脂肪族多環式アミン)であってもよい。
脂肪族単環式アミンとして、具体的には、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。
脂肪族多環式アミンとしては、炭素数が6〜10のものが好ましく、具体的には、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、ヘキサメチレンテトラミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。
本発明においては、中でも(D)成分としてアルキルアルコールアミンを用いることが好ましい。
(D)成分は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
<(D) component>
In the negative resist composition of the present invention, a nitrogen-containing organic compound (D) (hereinafter referred to as “component (D)”) is further added as an optional component in order to improve the resist pattern shape, the stability over time. It is preferable to contain.
Since a wide variety of components (D) have already been proposed, any known one may be used. Cyclic amines, aliphatic amines, particularly secondary aliphatic amines and tertiary fats may be used. Group amines are preferred. Here, the aliphatic amine is an amine having one or more aliphatic groups, and the aliphatic groups preferably have 1 to 12 carbon atoms.
Examples of the aliphatic amine include amines (alkyl amines or alkyl alcohol amines) in which at least one hydrogen atom of ammonia NH 3 is substituted with an alkyl group or hydroxyalkyl group having 12 or less carbon atoms. Specific examples thereof include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine; diethylamine, di-n-propylamine, di-n-heptylamine, Dialkylamines such as di-n-octylamine and dicyclohexylamine; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-heptyl Trialkylamines such as amine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decanylamine, tri-n-dodecylamine; diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, di-n -Ok Noruamin, alkyl alcohol amines such as tri -n- octanol amine.
Among these, alkyl alcohol amines and trialkyl amines are preferable, and alkyl alcohol amines are most preferable. Of the alkyl alcohol amines, triethanolamine and triisopropanolamine are most preferred.
Examples of the cyclic amine include heterocyclic compounds containing a nitrogen atom as a hetero atom. The heterocyclic compound may be monocyclic (aliphatic monocyclic amine) or polycyclic (aliphatic polycyclic amine).
Specific examples of the aliphatic monocyclic amine include piperidine and piperazine.
As the aliphatic polycyclic amine, those having 6 to 10 carbon atoms are preferable. Specifically, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene, 1,8-diazabicyclo [5. 4.0] -7-undecene, hexamethylenetetramine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, and the like.
In the present invention, it is particularly preferable to use an alkyl alcohol amine as the component (D).
(D) A component may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
(D) component is normally used in 0.01-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component.

<任意成分>
本発明のネガ型レジスト組成物には、感度劣化の防止や、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等の向上の目的で、任意の成分として、有機カルボン酸、ならびにリンのオキソ酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の化合物(E)(以下、(E)成分という。)を含有させることができる。
有機カルボン酸としては、例えば、酢酸、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。
リンのオキソ酸およびその誘導体としては、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸等が挙げられ、これらの中でも特にホスホン酸が好ましい。
リンのオキソ酸の誘導体としては、たとえば、上記オキソ酸の水素原子を炭化水素基で置換したエステル等が挙げられ、前記炭化水素基としては、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基等が挙げられる。
リン酸の誘導体としては、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステル等のリン酸エステルなどが挙げられる。
ホスホン酸の誘導体としては、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸−ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステル等のホスホン酸エステルなどが挙げられる。
ホスフィン酸の誘導体としては、フェニルホスフィン酸等のホスフィン酸エステルなどが挙げられる。
(E)成分としては、有機カルボン酸が好ましく、特にサリチル酸が好ましい。
(E)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(E)成分は、(A)成分100質量部当り、好ましくは0.01〜5.0質量部の割合で用いられる。
<Optional component>
The negative resist composition of the present invention includes, as optional components, organic carboxylic acids, phosphorus oxoacids and derivatives thereof for the purpose of preventing sensitivity deterioration and improving the resist pattern shape, retention stability over time, etc. At least one compound (E) selected from the group consisting of (hereinafter referred to as component (E)) can be contained.
As the organic carboxylic acid, for example, acetic acid, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are suitable.
Examples of phosphorus oxo acids and derivatives thereof include phosphoric acid, phosphonic acid, phosphinic acid and the like, and among these, phosphonic acid is particularly preferable.
Examples of the oxo acid derivative of phosphorus include esters in which the hydrogen atom of the oxo acid is substituted with a hydrocarbon group, and the hydrocarbon group includes an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and 6 to 6 carbon atoms. 15 aryl groups and the like.
Examples of phosphoric acid derivatives include phosphoric acid esters such as di-n-butyl phosphate and diphenyl phosphate.
Examples of phosphonic acid derivatives include phosphonic acid esters such as phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid-di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, and phosphonic acid dibenzyl ester.
Examples of the phosphinic acid derivatives include phosphinic acid esters such as phenylphosphinic acid.
As the component (E), an organic carboxylic acid is preferable, and salicylic acid is particularly preferable.
(E) A component may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
The component (E) is preferably used at a ratio of 0.01 to 5.0 parts by mass per 100 parts by mass of the component (A).

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

本発明のネガ型レジスト組成物は、材料を有機溶剤(以下、(S)成分ということがある。)に溶解させて製造することができる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
例えば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル−n−アミルケトン、メチルイソアミルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、アミルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤などを挙げることができる。
これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、ELが好ましい。
また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶媒は好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2の範囲内とすることが好ましい。
より具体的には、極性溶剤としてELを配合する場合は、PGMEA:ELの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2である。また、極性溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2、さらに好ましくは3:7〜7:3である。
また、(S)成分として、その他には、PGMEA及びELの中から選ばれる少なくとも1種とγ−ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者の質量比が好ましくは70:30〜95:5とされる。
(S)成分の使用量は特に限定しないが、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定されるものであるが、一般的にはレジスト組成物の固形分濃度が2〜20質量%、好ましくは5〜15質量%の範囲内となる様に用いられる。
The negative resist composition of the present invention can be produced by dissolving the material in an organic solvent (hereinafter sometimes referred to as (S) component).
As the component (S), any component can be used as long as it can dissolve each component to be used to form a uniform solution. Conventionally, any one of known solvents for chemically amplified resists can be used. Two or more types can be appropriately selected and used.
For example, lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-amyl ketone, methyl isoamyl ketone, 2-heptanone; polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol A compound having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, or propylene glycol monoacetate, monomethyl ether, monoethyl ether of the polyhydric alcohol or the compound having an ester bond, A monoalkyl ether such as monopropyl ether or monobutyl ether or an ether bond such as monophenyl ether Derivatives of polyhydric alcohols such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and propylene glycol monomethyl ether (PGME) are preferred among these; cyclic ethers such as dioxane, methyl lactate, lactic acid Esters such as ethyl (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate; anisole, ethyl benzyl ether, cresyl methyl ether, diphenyl ether, di Aromatic organic solvents such as benzyl ether, phenetol, butyl phenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, amylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, mesitylene, etc. Can be mentioned.
These organic solvents may be used independently and may be used as 2 or more types of mixed solvents.
Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), and EL are preferable.
Moreover, the mixed solvent which mixed PGMEA and the polar solvent is preferable. The blending ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility between PGMEA and the polar solvent, preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. It is preferable to be within the range.
More specifically, when EL is blended as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: EL is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. Moreover, when mix | blending PGME as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: PGME becomes like this. Preferably it is 1: 9-9: 1, More preferably, it is 2: 8-8: 2, More preferably, it is 3: 7-7: 3.
In addition, as the component (S), a mixed solvent of at least one selected from PGMEA and EL and γ-butyrolactone is also preferable. In this case, the mixing ratio of the former and the latter is preferably 70:30 to 95: 5.
The amount of the component (S) used is not particularly limited, but is a concentration that can be applied to a substrate or the like, and is appropriately set according to the coating film thickness. In general, the solid content concentration of the resist composition is 2 -20% by mass, preferably 5-15% by mass.

本発明のネガ型レジスト組成物は、矩形性が高いレジストパターンが得られるという効果を有する。その理由は明らかではないが、以下のように推測される。
本発明のネガ型レジスト組成物においては、露光により塩基を発生する光塩基発生剤(F)を含有することにより、たとえば露光量が多少変動し、酸発生剤から発生する酸の量が変化した場合、(F)成分から発生する塩基によって、レジスト膜中に拡散する酸が適度な量に制御されることが考えられる。たとえば、酸発生剤を多く含有したネガ型レジスト組成物においては、露光量が多くなったとき、酸発生剤から発生した設定量より過剰な酸が(F)成分から発生する塩基によって中和され、レジスト膜中に拡散する酸が適度に制御されると考えられる。以上により、本発明のネガ型レジスト組成物は、矩形性が高いレジストパターンが得られるという効果を有すると推測される。
The negative resist composition of the present invention has an effect that a resist pattern having high rectangularity can be obtained. The reason is not clear, but is presumed as follows.
In the negative resist composition of the present invention, by including the photobase generator (F) that generates a base upon exposure, for example, the exposure amount varies somewhat, and the amount of acid generated from the acid generator changes. In this case, it is considered that the acid diffused in the resist film is controlled to an appropriate amount by the base generated from the component (F). For example, in a negative resist composition containing a large amount of an acid generator, when the exposure amount is increased, an excess acid than the set amount generated from the acid generator is neutralized by the base generated from the component (F). It is considered that the acid diffusing into the resist film is moderately controlled. From the above, the negative resist composition of the present invention is presumed to have an effect that a resist pattern with high rectangularity can be obtained.

また、本発明のネガ型レジスト組成物によれば、露光余裕度(ELマージン)、ラインワイズラフネス(LWR)等のリソグラフィー特性が向上するという効果が得られる。   In addition, according to the negative resist composition of the present invention, an effect of improving lithography properties such as exposure margin (EL margin) and line width roughness (LWR) can be obtained.

≪レジストパターン形成方法≫
次に、本発明の第二の態様のレジストパターン形成方法について説明する。
本発明のレジストパターン形成方法は、上記本発明の第一の態様のネガ型レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を含む方法である。
≪Resist pattern formation method≫
Next, the resist pattern forming method of the second aspect of the present invention will be described.
The resist pattern forming method of the present invention includes a step of forming a resist film on a substrate using the negative resist composition of the first aspect of the present invention, a step of exposing the resist film, and developing the resist film. And a step of forming a resist pattern.

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

次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these examples.

<樹脂成分(A)>
実施例および比較例に用いた樹脂成分(A)の共重合体(A1)−1、(A2)−1を下記にそれぞれ示す。
なお、共重合体(A1)−1、(A2)−1の質量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を併記した。質量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算基準で求めた。
また、構成単位の組成比(モル比)は、カーボンNMRにより算出した。
<Resin component (A)>
The copolymers (A1) -1 and (A2) -1 of the resin component (A) used in Examples and Comparative Examples are shown below.
In addition, the weight average molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) of the copolymers (A1) -1 and (A2) -1 are also shown. The mass average molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) were determined on a polystyrene conversion basis by gel permeation chromatography (GPC).
The composition ratio (molar ratio) of the structural units was calculated by carbon NMR.

[共重合体(A1)−1] [Copolymer (A1) -1]

Figure 2007279493
(a1:a2=72:28(モル比)、Mw:4400、Mw/Mn:1.62、プロメラス社製)
Figure 2007279493
(A1: a2 = 72: 28 (molar ratio), Mw: 4400, Mw / Mn: 1.62, manufactured by Promelas)

[共重合体(A2)−1]
(合成方法)
ノルボルネンヘキサフルオロアルコールアクリレート(NBHFAA)13.58g、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)1.76g、及び3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート(HAdA)6.0gと、重合開始剤であるアゾビスイソ酪酸ジメチル(商品名:V−601、和光純薬社製)0.6gとをテトラヒドロフラン(THF)200mLに溶解した。次いで、窒素バブリングを約10分間行い、70℃のオイルバスを用いて加温しながら4時間攪拌し、その後、室温まで冷却した。次に、この反応液をエバポレーターで濃縮した後、濃縮液をTHF120mLに溶解し、ヘプタン1000mLに注ぎ込むことにより樹脂を析出させ、濾過した。得られた樹脂を、乾燥機中で40℃、24時間乾燥させて白色固体18.8gを得た。当該白色固体を共重合体(A2)−1とした。
[Copolymer (A2) -1]
(Synthesis method)
13.58 g of norbornene hexafluoroalcohol acrylate (NBHFAA), 1.76 g of hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and 6.0 g of 3-hydroxy-1-adamantyl acrylate (HAdA) and dimethyl azobisisobutyrate (trade name) : V-601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.6 g was dissolved in tetrahydrofuran (THF) 200 mL. Next, nitrogen bubbling was performed for about 10 minutes, and the mixture was stirred for 4 hours while heating using an oil bath at 70 ° C., and then cooled to room temperature. Next, after concentrating this reaction liquid with an evaporator, the concentrate was dissolved in 120 mL of THF, and poured into 1000 mL of heptane to precipitate a resin, followed by filtration. The obtained resin was dried in a dryer at 40 ° C. for 24 hours to obtain 18.8 g of a white solid. The white solid was designated as copolymer (A2) -1.

Figure 2007279493
(a21:a23:a22=50:17:33(モル比)、Mw:6000、Mw/Mn:1.67)
Figure 2007279493
(A21: a23: a22 = 50: 17: 33 (molar ratio), Mw: 6000, Mw / Mn: 1.67)

<ネガ型レジスト組成物溶液の調製>
(実施例1〜5、比較例1)
表1に示す各成分を混合し、溶解してネガ型レジスト組成物溶液を調製した。
<Preparation of negative resist composition solution>
(Examples 1-5, Comparative Example 1)
Each component shown in Table 1 was mixed and dissolved to prepare a negative resist composition solution.

Figure 2007279493
Figure 2007279493

表1中の各略号は以下の意味を有する。また、[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
(B)−1:トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート。
(C)−1:テトラメトキシメチル化グリコールウリル MX270(製品名、三和ケミカル社製)。
(D)−1:トリイソプロパノールアミン。
(F)−1:下記化学式で表される光塩基発生剤。
Each abbreviation in Table 1 has the following meaning. Moreover, the numerical value in [] is a compounding quantity (mass part).
(B) -1: Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate.
(C) -1: Tetramethoxymethylated glycoluril MX270 (product name, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.).
(D) -1: Triisopropanolamine.
(F) -1: A photobase generator represented by the following chemical formula.

Figure 2007279493
Figure 2007279493

(S)−1:PGMEA/PGME=6/4(質量比)の混合溶剤。
(S)−2:PGME。
(S) -1: PGMEA / PGME = 6/4 (mass ratio) mixed solvent.
(S) -2: PGME.

得られたネガ型レジスト組成物溶液を用いて、以下に示すリソグラフィー特性の評価を行った。   The lithography characteristics shown below were evaluated using the obtained negative resist composition solution.

<リソグラフィー特性の評価(1)>
まず、有機系反射防止膜組成物「AR46」(商品名、ローム・アンド・ハース社製)を、スピンナーを用いてシリコンウェーハ上に塗布し、ホットプレート上で215℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚30nmの有機系反射防止膜を形成した。
該有機系反射防止膜上に、実施例1及び比較例1のネガ型レジスト組成物溶液を、それぞれスピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、80℃で60秒間のプレベーク(PAB)処理を行うことにより、膜厚160nmのレジスト膜を形成した。
次いで、該レジスト膜に対して、ArF露光装置NSR−S302(製品名、Nikon社製;NA(開口数)=0.78,DipoleY)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、マスクパターン(ハーフトーン)を介して選択的に照射した。
そして、100℃で60秒間の露光後加熱(PEB)処理を行い、さらに23℃にて2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で60秒間現像し、その後20秒間水洗し、乾燥してラインアンドスペース(1:1)のレジストパターン(L/Sパターン)を形成し、ライン幅80nm、ピッチ160nmのL/Sパターンが形成される最適露光量(感度:Eop,mJ/cm)を求めた。
<Evaluation of lithography characteristics (1)>
First, an organic antireflection film composition “AR46” (trade name, manufactured by Rohm and Haas) was applied onto a silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 215 ° C. for 60 seconds to dry. As a result, an organic antireflection film having a thickness of 30 nm was formed.
On the organic antireflection film, the negative resist composition solutions of Example 1 and Comparative Example 1 were applied using a spinner, and prebaked (PAB) treatment at 80 ° C. for 60 seconds on a hot plate. As a result, a resist film having a thickness of 160 nm was formed.
Next, an ArF excimer laser (193 nm) was applied to the resist film with a mask pattern (halftone) using an ArF exposure apparatus NSR-S302 (product name, manufactured by Nikon; NA (numerical aperture) = 0.78, DipoleY). ) Selectively.
Then, a post-exposure heating (PEB) treatment is performed at 100 ° C. for 60 seconds, followed by development with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution at 23 ° C. for 60 seconds, followed by washing with water for 20 seconds and drying. Thus, a line-and-space (1: 1) resist pattern (L / S pattern) is formed, and an optimum exposure amount (sensitivity: Eop, mJ / cm 2 ) for forming an L / S pattern having a line width of 80 nm and a pitch of 160 nm. )

(ELマージン)
ライン幅80nm、ピッチ160nmをターゲット寸法とするL/Sパターンを、露光量を変えてそれぞれ形成した。
このとき、ターゲット寸法(80nm)±10%の範囲内の寸法(すなわち、72〜88nm)のL/S(1:1)パターンが形成される際の露光量を求め、次式によりELマージン(単位:%)を求めた。結果を表2に示した。
ELマージン(%)=(|E1−E2|/Eop)×100。
E1:ライン幅88nmのL/Sパターンを形成する際の露光量(mJ/cm)。
E2:ライン幅72nmのL/Sパターンを形成する際の露光量(mJ/cm)。
なお、ELマージンは、その値が大きいほど、露光量の変動に伴うパターンサイズの変化量が小さいことを示す。
(EL margin)
An L / S pattern having a line width of 80 nm and a pitch of 160 nm as target dimensions was formed by changing the exposure amount.
At this time, an exposure amount when an L / S (1: 1) pattern having a target size (80 nm) ± 10% in range (ie, 72 to 88 nm) is formed is obtained, and an EL margin ( Unit:%). The results are shown in Table 2.
EL margin (%) = (| E1-E2 | / Eop) × 100.
E1: Exposure amount (mJ / cm 2 ) when forming an L / S pattern having a line width of 88 nm.
E2: exposure amount (mJ / cm 2 ) when forming an L / S pattern with a line width of 72 nm.
The EL margin indicates that the larger the value is, the smaller the change amount of the pattern size with the variation of the exposure amount.

(LWR)
前記Eopで形成されたライン幅80nm、ピッチ160nmのL/Sパターンのライン幅において、側長SEM(日立製作所社製、商品名:S−9220)により、ラインの長手方向に5箇所測定し、その結果から標準偏差(s)の3倍値(3s)を、LWRを示す尺度として算出した。結果を表2に示した。
なお、この3sの値が小さいほど線幅のラフネスが小さく、より均一幅のレジストパターンが得られたことを意味する。
(LWR)
In the line width of the L / S pattern with a line width of 80 nm and a pitch of 160 nm formed by the Eop, a side length SEM (manufactured by Hitachi, Ltd., trade name: S-9220) was used to measure five locations in the longitudinal direction of the line, From the result, a triple value (3 s) of the standard deviation (s) was calculated as a scale indicating LWR. The results are shown in Table 2.
Note that the smaller the value of 3s, the smaller the roughness of the line width, which means that a resist pattern with a more uniform width was obtained.

Figure 2007279493
Figure 2007279493

表2の結果から、ELマージンについて、本発明に係る実施例1は、比較例1よりもELマージンが大きく、露光量の変動に伴うパターンサイズの変化量が小さいことが確認できた。
LWRについて、本発明に係る実施例1は、比較例1よりもLWR値が小さく、L/Sパターンの線幅のラフネスが小さく、より均一な幅のレジストパターンが得られることが確認できた。
From the results shown in Table 2, it was confirmed that the EL margin of Example 1 according to the present invention was larger than that of Comparative Example 1, and the change amount of the pattern size accompanying the change in exposure amount was small.
Regarding LWR, it was confirmed that Example 1 according to the present invention had a smaller LWR value than Comparative Example 1, a smaller line width roughness of the L / S pattern, and a resist pattern having a more uniform width.

<リソグラフィー特性の評価(2)>
まず、有機系反射防止膜組成物「ARC29」(商品名、ブリューワサイエンス社製)を、スピンナーを用いてシリコンウェーハ上に均一に塗布し、ホットプレート上で225℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚77nmの有機系反射防止膜を形成した。
該有機系反射防止膜上に、実施例2〜5のネガ型レジスト組成物溶液を、それぞれスピンナーを用いて均一に塗布し、ホットプレート上で、80℃で60秒間のプレベーク(PAB)処理を行うことにより、膜厚200nmのレジスト膜を形成した。
次いで、該レジスト膜に対して、ArF露光装置NSR−S302(製品名、Nikon社製;NA(開口数)=0.60,2/3輪帯照明)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、マスクパターン(ハーフトーン)を介して選択的に露光した。
そして、100℃で60秒間の露光後加熱(PEB)処理を行い、さらに23℃にて2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で60秒間現像し、その後30秒間水洗し、乾燥してラインアンドスペース(1:1)のレジストパターン(L/Sパターン)を形成し、ライン幅120nm、ピッチ240nmのL/Sパターンが形成される最適露光量(感度:Eop,mJ/cm)を求めた。
<Evaluation of lithography characteristics (2)>
First, an organic antireflection film composition “ARC29” (trade name, manufactured by Brewer Science) is uniformly applied on a silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 225 ° C. for 60 seconds to be dried. Thereby, an organic antireflection film having a thickness of 77 nm was formed.
On the organic antireflection film, the negative resist composition solutions of Examples 2 to 5 were uniformly applied using a spinner, and prebaked (PAB) treatment at 80 ° C. for 60 seconds on a hot plate. As a result, a resist film having a thickness of 200 nm was formed.
Next, an ArF excimer laser (193 nm) was applied to the resist film by an ArF exposure apparatus NSR-S302 (product name, manufactured by Nikon; NA (numerical aperture) = 0.60, 2/3 annular illumination). It selectively exposed through the mask pattern (halftone).
Then, a post-exposure heating (PEB) treatment is performed at 100 ° C. for 60 seconds, followed by development with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution at 23 ° C. for 60 seconds, followed by washing with water for 30 seconds and drying. Thus, a line-and-space (1: 1) resist pattern (L / S pattern) is formed, and an optimal exposure amount (sensitivity: Eop, mJ / cm 2 ) for forming an L / S pattern having a line width of 120 nm and a pitch of 240 nm. )

(レジストパターン形状)
前記Eopにおいて、マスクパターンのサイズを変更し、形成されたライン幅140nm、130nm、120nmのそれぞれのL/Sパターンの形状を、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察して評価した。結果を表3に示した。
(Resist pattern shape)
In the above Eop, the size of the mask pattern was changed, and the shapes of the formed L / S patterns with line widths of 140 nm, 130 nm, and 120 nm were observed and evaluated with a scanning electron microscope (SEM). The results are shown in Table 3.

Figure 2007279493
Figure 2007279493

表3の結果から、本発明に係る実施例2〜5は、矩形性が高いレジストパターンが得られることが確認できた。
From the results in Table 3, it was confirmed that Examples 2 to 5 according to the present invention can obtain a resist pattern having a high rectangularity.

Claims (12)

アルカリ可溶性樹脂成分(A)、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)および架橋剤成分(C)を含有するネガ型レジスト組成物であって、
さらに、露光により塩基を発生する光塩基発生剤成分(F)を含有することを特徴とするネガ型レジスト組成物。
A negative resist composition comprising an alkali-soluble resin component (A), an acid generator component (B) that generates acid upon exposure, and a crosslinking agent component (C),
Furthermore, the negative resist composition characterized by containing the photobase generator component (F) which generate | occur | produces a base by exposure.
前記光塩基発生剤成分(F)は、下記一般式(f1)
Figure 2007279493
[式中、R41〜R43はそれぞれ独立してアルキル基、アルコキシ基またはハロゲン原子を示し;n〜nはそれぞれ独立して0〜3の整数である。]
で表される光塩基発生剤(F1)を含む請求項1記載のネガ型レジスト組成物。
The photobase generator component (F) is represented by the following general formula (f1)
Figure 2007279493
[Wherein, R 41 to R 43 each independently represents an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom; n 1 to n 3 are each independently an integer of 0 to 3. ]
The negative resist composition of Claim 1 containing the photobase generator (F1) represented by these.
前記光塩基発生剤成分(F)の使用量は、前記酸発生剤成分(B)の使用量に対し、5〜80質量%である請求項1又は2に記載のネガ型レジスト組成物。   The negative resist composition according to claim 1 or 2, wherein the amount of the photobase generator component (F) used is 5 to 80% by mass with respect to the amount of the acid generator component (B) used. 前記アルカリ可溶性樹脂成分(A)は、フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を含有する構成単位(a21)と、水酸基含有脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a22)とを含む共重合体(A2)を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載のネガ型レジスト組成物。   The alkali-soluble resin component (A) is derived from a structural unit (a21) containing an aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group and an acrylate ester containing a hydroxyl group-containing aliphatic cyclic group. The negative resist composition as described in any one of Claims 1-3 containing the copolymer (A2) containing a structural unit (a22). 前記共重合体(A2)は、さらに、環式構造を有さず、かつ側鎖にアルコール性水酸基を有するアクリル酸から誘導される構成単位(a23)を含む請求項4記載のネガ型レジスト組成物。   The negative resist composition according to claim 4, wherein the copolymer (A2) further comprises a structural unit (a23) that has no cyclic structure and is derived from acrylic acid having an alcoholic hydroxyl group in the side chain. object. 前記アルカリ可溶性樹脂成分(A)は、フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を主鎖に有する構成単位(a1)と、ヒドロキシアルキル基を有する構成単位(a2)とを含む共重合体(A1)を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載のネガ型レジスト組成物。   The alkali-soluble resin component (A) includes a structural unit (a1) having an aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group in the main chain and a structural unit (a2) having a hydroxyalkyl group. The negative resist composition as described in any one of Claims 1-3 containing a polymer (A1). 前記構成単位(a1)は、下記一般式(a1−1)
Figure 2007279493
[式中、Xはフッ素化されたヒドロキシアルキル基であり、rは0または1である。]
で表される構成単位(a1−1)を含む請求項6記載のネガ型レジスト組成物。
The structural unit (a1) is represented by the following general formula (a1-1).
Figure 2007279493
[Wherein, X is a fluorinated hydroxyalkyl group, and r is 0 or 1. ]
The negative resist composition of Claim 6 containing the structural unit (a1-1) represented by these.
前記Xは、下記一般式(a1−1−1)
Figure 2007279493
[式中、R11,R12はそれぞれ独立して水素原子または低級アルキル基であり、m,nはそれぞれ独立して1〜5の整数であり、qは1〜5の整数である。]
で表される基である請求項7記載のネガ型レジスト組成物。
X is the following general formula (a1-1-1)
Figure 2007279493
[Wherein, R 11 and R 12 are each independently a hydrogen atom or a lower alkyl group, m and n are each independently an integer of 1 to 5, and q is an integer of 1 to 5. ]
The negative resist composition according to claim 7, which is a group represented by the formula:
前記構成単位(a2)は、下記一般式(a2−1)
Figure 2007279493
[式中、R,Rはそれぞれ独立して水素原子または低級アルキル基であり、R’は水素原子またはヒドロキシアルキル基であり、rは0または1であり、pは1〜3の整数である。]
で表される構成単位(a2−1)を含む請求項6〜8のいずれか一項に記載のネガ型レジスト組成物。
The structural unit (a2) is represented by the following general formula (a2-1)
Figure 2007279493
[Wherein, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a lower alkyl group, R ′ is a hydrogen atom or a hydroxyalkyl group, r is 0 or 1, and p is an integer of 1 to 3. It is. ]
The negative resist composition as described in any one of Claims 6-8 containing the structural unit (a2-1) represented by these.
前記架橋剤成分(C)は、メラミン系架橋剤、尿素系架橋剤、アルキレン尿素系架橋剤およびグリコールウリル系架橋剤からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜9のいずれか一項に記載のネガ型レジスト組成物。   The said crosslinking agent component (C) is at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of a melamine type crosslinking agent, a urea type crosslinking agent, an alkylene urea type crosslinking agent, and a glycoluril type crosslinking agent. Negative resist composition as described in the item. さらに含窒素有機化合物(D)を含有する請求項1〜10のいずれか一項に記載のネガ型レジスト組成物。   Furthermore, the negative resist composition as described in any one of Claims 1-10 containing a nitrogen-containing organic compound (D). 請求項1〜11のいずれか一項に記載のネガ型レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を含むことを特徴とするレジストパターン形成方法。

A step of forming a resist film on a substrate using the negative resist composition according to claim 1, a step of exposing the resist film, and developing the resist film to form a resist pattern The resist pattern formation method characterized by including the process to do.

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