JP2008026725A - Positive resist composition and resist pattern forming method - Google Patents

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Takeyoshi Mimura
岳由 三村
Akinari Kawakami
晃也 川上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive resist composition capable of forming a resist pattern excellent in resolution and a resist pattern forming method. <P>SOLUTION: The positive resist composition comprises a resin component (A) and an acid generator component (B), wherein the component (A) comprises a constitutional unit (a1) derived from hydroxystyrene and a constitutional unit (a2) having an acetal type acid-dissociable dissolution inhibiting group, and the component (B) comprises an acid generator (B1) having one anionic moiety selected from the group represented by formulae (b-3), (b-4) and (b-5). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

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

フォトリソグラフィー技術においては、たとえば基板の上にレジスト組成物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フォトマスクを介して、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組成物をポジ型、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組成物をネガ型という。
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微細化が進んでいる。微細化の手段としては露光光の短波長化が一般的に行われており、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(248nm)が導入され、さらに、ArFエキシマレーザー(193nm)が導入され始めている。また、それより短波長のFエキシマレーザー(157nm)や、EUV(極紫外線)、電子線、X線などについても検討が行われている。
In photolithography technology, for example, a resist film made of a resist composition is formed on a substrate, and the resist film is irradiated with radiation such as light or an electron beam through a photomask on which a predetermined pattern is formed. A step of forming a resist pattern having a predetermined shape on the resist film is performed by performing selective exposure and developing. A resist composition in which the exposed portion changes to a property that dissolves in the developer is referred to as a positive type, and a resist composition 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, miniaturization has rapidly progressed due to advances in lithography technology. As a means for miniaturization, the wavelength of exposure light is generally shortened. Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used, but now KrF is used. Excimer laser (248 nm) has been introduced, and ArF excimer laser (193 nm) has begun to be introduced. In addition, studies have been conducted on shorter wavelength F 2 excimer lasers (157 nm), EUV (extreme ultraviolet rays), electron beams, X-rays, and the like.

微細な寸法のパターンを再現するためには、高解像性を有するレジスト材料が必要である。かかるレジスト材料としてベース樹脂と、露光により酸を発生する酸発生剤とを含有する化学増幅型のレジスト組成物が用いられている。たとえば、ポジ型の化学増幅型レジストは、酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する樹脂成分と、露光により酸を発生する酸発生剤成分とを含有しており、レジストパターン形成時に、露光により酸発生剤から酸が発生すると、露光部がアルカリ可溶性となる。
化学増幅型ポジ型レジスト組成物の樹脂成分としては、ポリヒドロキシスチレン(PHS)系樹脂の水酸基を酸解離性溶解抑制基で保護した樹脂や、(メタ)アクリル酸から誘導される構成単位を主鎖に有する樹脂(アクリル系樹脂)のカルボキシ基を酸解離性溶解抑制基で保護した樹脂などが一般的に用いられている。酸解離性溶解抑制基としては、1−エトキシエチル基に代表される鎖状エーテル基やテトラヒドロピラニル基に代表される環状エーテル基等のいわゆるアセタール基;tert−ブチル基に代表される第3級アルキル基;tert−ブトキシカルボニル基に代表される第3級アルコキシカルボニル基等が用いられている(たとえば、特許文献1参照)。
なお、ここで「(メタ)アクリル酸」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸と、α位にメチル基が結合したメタクリル酸の一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリル酸エステル」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸エステルと、α位にメチル基が結合したメタクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリレート」とは、α位に水素原子が結合したアクリレートと、α位にメチル基が結合したメタクリレートの一方あるいは両方を意味する。
In order to reproduce a pattern with fine dimensions, a resist material having high resolution is required. As such a resist material, a chemically amplified resist composition containing a base resin and an acid generator that generates an acid upon exposure is used. For example, a positive chemically amplified resist contains a resin component whose alkali solubility is increased by the action of an acid and an acid generator component that generates an acid upon exposure. When an acid is generated from the generator, the exposed portion becomes alkali-soluble.
The resin component of the chemically amplified positive resist composition is mainly composed of a resin in which the hydroxyl group of a polyhydroxystyrene (PHS) resin is protected with an acid dissociable, dissolution inhibiting group, or a structural unit derived from (meth) acrylic acid. A resin in which a carboxy group of a resin (acrylic resin) in a chain is protected with an acid dissociable, dissolution inhibiting group is generally used. Examples of acid dissociable, dissolution inhibiting groups include so-called acetal groups such as chain ether groups typified by 1-ethoxyethyl groups and cyclic ether groups typified by tetrahydropyranyl groups; third groups typified by tert-butyl groups. A tertiary alkyl group; a tertiary alkoxycarbonyl group typified by a tert-butoxycarbonyl group is used (for example, see Patent Document 1).
Here, “(meth) acrylic acid” means one or both of acrylic acid having a hydrogen atom bonded to the α-position and methacrylic acid having a methyl group bonded to the α-position. “(Meth) acrylic acid ester” means one or both of an acrylic acid ester having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylic acid ester having a methyl group bonded to the α-position. “(Meth) acrylate” means one or both of an acrylate having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylate having a methyl group bonded to the α-position.

一方、化学増幅型ポジ型レジスト組成物の酸発生剤としては、これまで多種多様のものが提案されており、たとえば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、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が知られている。現在、酸発生剤としては、酸発生能が高いことなどから、なかでもトリフェニルスルホニウム(TPS)からなるカチオン部と、ノナフルオロブタンスルホネート等のフッ素化アルキルスルホン酸イオンからなるアニオン部とを有するオニウム塩系酸発生剤が最も一般的である(たとえば、特許文献2参照)。
特開2002−341538号公報 特開2003−241385号公報
On the other hand, a wide variety of acid generators for chemically amplified positive resist compositions have been proposed. For example, onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, and oxime sulfonate acid generators. A diazomethane acid generator, a nitrobenzyl sulfonate acid generator, an imino sulfonate acid generator, a disulfone acid generator, and the like are known. Currently, the acid generator has a cation part made of triphenylsulfonium (TPS) and an anion part made of a fluorinated alkyl sulfonate ion such as nonafluorobutane sulfonate, among others, because of its high acid generation ability. Onium salt acid generators are the most common (see, for example, Patent Document 2).
JP 2002-341538 A JP 2003-241385 A

近年、レジストパターンの微細化はますます進み、従来の化学増幅型ポジ型レジスト組成物により形成されるレジストパターンにおいては、解像性のさらなる向上が求められている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、解像性に優れたレジストパターンを形成できるポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法を提供することを目的とする。
In recent years, the miniaturization of resist patterns has further progressed, and further improvement in resolution has been demanded for resist patterns formed from conventional chemically amplified positive resist compositions.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a positive resist composition and a resist pattern forming method capable of forming a resist pattern having excellent resolution.

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、ベース樹脂として特定の2種の構成単位を含む樹脂成分と、特定のアニオン部を有する酸発生剤とを用いることにより上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明の第一の態様は、酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する樹脂成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含有するポジ型レジスト組成物であって、前記樹脂成分(A)は、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位(a1)と、下記一般式(a2−1)または(a2−2)で表される構成単位(a2)とを含み、かつ前記酸発生剤成分(B)は、下記一般式(b−3)、(b−4)および(b−5)で表される群から選択される少なくとも一種のアニオン部を有する酸発生剤(B1)を含むことを特徴とするポジ型レジスト組成物である。
As a result of intensive studies, the inventors have solved the above problem by using a resin component containing two specific structural units as a base resin and an acid generator having a specific anion moiety. The present invention was completed.
That is, the first aspect of the present invention is a positive resist composition comprising a resin component (A) whose alkali solubility is increased by the action of an acid and an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure. The resin component (A) comprises a structural unit (a1) derived from hydroxystyrene and a structural unit (a2) represented by the following general formula (a2-1) or (a2-2): And the acid generator component (B) is an acid having at least one anion moiety selected from the group represented by the following general formulas (b-3), (b-4) and (b-5) A positive resist composition comprising a generator (B1).

Figure 2008026725
[式(a2−1)中、Rは水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり;Rおよび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;Yは低級アルキル基または1価の脂肪族環式基であり;n21は0〜3の整数である。式(a2−2)中、Rは前記と同じであり;Rおよび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はアルキレン基または2価の脂肪族環式基であり;Yは低級アルキル基または1価の脂肪族環式基であり;n22は0〜3の整数である。]
Figure 2008026725
[In formula (a2-1), R represents a hydrogen atom, a halogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a lower alkyl group; Y 1 Is a lower alkyl group or a monovalent aliphatic cyclic group; n 21 is an integer of 0-3. In formula (a2-2), R is as defined above; R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or a lower alkyl group; R 5 is an alkylene group or a divalent aliphatic cyclic group. There; Y 2 is a lower alkyl group or a monovalent aliphatic cyclic group; n 22 is an integer of 0 to 3. ]

Figure 2008026725
[式(b−3)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す。式(b−4)中、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。式(b−5)中、U”、V”、W”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 2008026725
[In formula (b-3), X ″ represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. In formula (b-4), Y ″ and Z ″ each represent And independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. In formula (b-5), U ″, V ″, and W ″ each independently represent at least one hydrogen atom. Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms substituted with a fluorine atom. ]

本発明の第二の態様は、前記第一の態様のポジ型レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法である。   According to a second aspect of the present invention, a resist film is formed on a substrate using the positive resist composition of the first aspect, the resist film is exposed, and the resist film is developed to form a resist. A resist pattern forming method including a step of forming a pattern.

本明細書および特許請求の範囲において、「構成単位」とは、樹脂(重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖、分岐鎖および環状の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、分岐鎖および環状の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、炭素数1〜5のアルキル基を示すものとする。
「露光」は、放射線の照射全般を含む概念とする。
In the present specification and claims, “structural unit” means a monomer unit (monomer unit) constituting a resin (polymer).
Unless otherwise specified, the “alkyl group” includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups.
The “alkylene group” includes linear, branched and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups unless otherwise specified.
The “lower alkyl group” is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
“Exposure” is a concept including general irradiation of radiation.

本発明により、解像性に優れたレジストパターンを形成できるポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法を提供できる。   According to the present invention, a positive resist composition and a resist pattern forming method capable of forming a resist pattern with excellent resolution can be provided.

≪ポジ型レジスト組成物≫
本発明のポジ型レジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する樹脂成分(A)(以下、(A)成分という。)と、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。)とを含有する。
かかるポジ型レジスト組成物は、露光前はアルカリ不溶性であり、露光により(B)成分から酸が発生すると、該酸が(A)成分に作用してそのアルカリ溶解性を増大させる。
そのため、レジストパターンの形成において、当該ポジ型レジスト組成物を用いて得られるレジスト膜を選択的に露光すると、露光部はアルカリ可溶性へ転じる一方で、未露光部はアルカリ不溶性のまま変化しないため、アルカリ現像を行うことにより、レジストパターンを形成することができる。
≪Positive resist composition≫
The positive resist composition of the present invention comprises a resin component (A) whose alkali solubility is increased by the action of an acid (hereinafter referred to as “component (A)”), and an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure. (Hereinafter referred to as the component (B)).
Such a positive resist composition is insoluble in alkali before exposure, and when an acid is generated from the component (B) by exposure, the acid acts on the component (A) to increase its alkali solubility.
Therefore, in the formation of the resist pattern, when the resist film obtained by using the positive resist composition is selectively exposed, the exposed portion turns to alkali-soluble, while the unexposed portion remains alkali-insoluble and does not change. A resist pattern can be formed by performing alkali development.

<(A)成分>
本発明において、(A)成分は、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位(a1)と、上記一般式(a2−1)または(a2−2)で表される構成単位(a2)とを含むものである。
<(A) component>
In the present invention, the component (A) includes the structural unit (a1) derived from hydroxystyrene and the structural unit (a2) represented by the general formula (a2-1) or (a2-2). .

[構成単位(a1)]
構成単位(a1)は、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位である。(A)成分が構成単位(a1)と、後述する構成単位(a2)とを有することにより、本発明の効果が向上する。また、(A)成分が構成単位(a1)を有することにより、ドライエッチング耐性が向上する。さらに、構成単位(a1)は、原料であるヒドロキシスチレンが容易に入手可能で低価格である等の利点も有する。
ここで、「ヒドロキシスチレン」とは、ヒドロキシスチレン、およびヒドロキシスチレンのα位の水素原子がハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、ならびにそれらの誘導体を含む概念とする。
「ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレン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。
構成単位(a1)の好適なものとしては、下記一般式(a−1)で表される構成単位が例示できる。
[Structural unit (a1)]
The structural unit (a1) is a structural unit derived from hydroxystyrene. When the component (A) has the structural unit (a1) and the structural unit (a2) described later, the effects of the present invention are improved. Moreover, when the component (A) has the structural unit (a1), dry etching resistance is improved. Furthermore, the structural unit (a1) also has the advantage that the raw material hydroxystyrene is readily available and is inexpensive.
As used herein, “hydroxystyrene” refers to hydroxystyrene, and those obtained by replacing the hydrogen atom at the α-position of hydroxystyrene with another substituent such as a halogen atom, an alkyl group, or a halogenated alkyl group, and derivatives thereof. Include concepts.
The “structural unit derived from hydroxystyrene” means a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of hydroxystyrene.
As a suitable thing of a structural unit (a1), the structural unit represented by the following general formula (a-1) can be illustrated.

Figure 2008026725
[式(a−1)中、Rは水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり;Rは低級アルキル基であり;pは1〜3の整数であり;qは0〜2の整数である。]
Figure 2008026725
[In formula (a-1), R is a hydrogen atom, a halogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; R 6 is a lower alkyl group; p is an integer of 1 to 3; It is an integer of 0-2. ]

一般式(a−1)中、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の低級アルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基であり、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直鎖状または分岐状のアルキル基が挙げられ、これらの中でもメチル基が好ましい。
Rのハロゲン化低級アルキル基は、前記低級アルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基であり、なかでもフッ素化低級アルキル基が好ましく、特に、水素原子の全部がフッ素原子で置換された基が好ましい。フッ素化低級アルキル基として、具体的には、トリフルオロメチル基、ヘキサフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基等が挙げられる。
Rとしては、水素原子または低級アルキル基が好ましく、水素原子またはメチル基が特に好ましい。
In the general formula (a-1), 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 lower alkyl group for R is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group. , A linear or branched alkyl group such as an isopentyl group or a neopentyl group, and a methyl group is preferable among them.
The halogenated lower alkyl group for R is a group in which part or all of the hydrogen atoms of the lower alkyl group are substituted with the halogen atoms, and among them, a fluorinated lower alkyl group is preferred, and in particular, all of the hydrogen atoms are A group substituted with a fluorine atom is preferred. Specific examples of the fluorinated lower alkyl group include a trifluoromethyl group, a hexafluoroethyl group, a heptafluoropropyl group, and a nonafluorobutyl group.
R is preferably a hydrogen atom or a lower alkyl group, particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.

pは1〜3の整数であり、好ましくは1である。
水酸基の結合位置は、フェニル基のo−位、m−位、p−位のいずれでもよい。pが1である場合は、容易に入手可能で低価格であることからp−位が好ましい。pが2または3の場合は、任意の置換位置を組み合わせることができる。
p is an integer of 1 to 3, preferably 1.
The bonding position of the hydroxyl group may be any of the o-position, m-position and p-position of the phenyl group. When p is 1, the p-position is preferred because it is readily available and inexpensive. When p is 2 or 3, arbitrary substitution positions can be combined.

qは0〜2の整数である。これらのうち、qは0または1であることが好ましく、特に工業上、0であることが好ましい。
の低級アルキル基としては、Rの低級アルキル基と同様のものが挙げられる。
の置換位置は、qが1である場合はo−位、m−位、p−位のいずれでもよい。qが2の場合は、任意の置換位置を組み合わせることができる。
q is an integer of 0-2. Among these, q is preferably 0 or 1, and is preferably 0 industrially.
Examples of the lower alkyl group for R 6 include the same lower alkyl groups as those described above for R.
When q is 1, the substitution position of R 6 may be any of the o-position, m-position, and p-position. When q is 2, arbitrary substitution positions can be combined.

構成単位(a1)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A)成分中、構成単位(a1)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位の合計に対し、50〜90モル%であることが好ましく、55〜85モル%がより好ましく、60〜80モル%がさらに好ましい。該範囲内であると、適度なアルカリ溶解性が得られるとともに、他の構成単位とのバランスが良好である。
As the structural unit (a1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the component (A), the proportion of the structural unit (a1) is preferably 50 to 90 mol%, more preferably 55 to 85 mol%, based on the total of all structural units constituting the component (A). 60-80 mol% is more preferable. Within this range, moderate alkali solubility can be obtained and the balance with other structural units is good.

[構成単位(a2)]
構成単位(a2)は、前記一般式(a2−1)または(a2−2)で表される構成単位である。(A)成分が構成単位(a2)と、前記構成単位(a1)とを有することにより、本発明の効果が向上する。
以下、一般式(a2−1)で表される構成単位を構成単位(a2−1)と称する。また、一般式(a2−2)で表される構成単位を構成単位(a2−2)と称する。
一般式(a2−1)における式−C(R)(R)−O−(CHn21−Yで表される基、および一般式(a2−2)における式−C(R)(R)−O−(CHn22−Yで表される基は、いわゆるアセタール型の酸解離性溶解抑制基である。
構成単位(a2−1)および構成単位(a2−2)は、該アセタール型の酸解離性溶解抑制基がカルボニルオキシ基(−C(O)−O−)末端の酸素原子に結合した構造を有する点で共通している。かかる構造においては、露光により(B)成分から酸が発生すると、該酸の作用により、当該酸解離性溶解抑制基と前記カルボニルオキシ基末端の酸素原子との間の結合が切断される。
ここで、本明細書および特許請求の範囲において、「酸解離性」とは、露光時に(B)成分から発生する酸の作用により(A)成分から解離可能であることを意味する。
「溶解抑制基」とは、解離前は(A)成分全体をアルカリ不溶とするアルカリ溶解抑制性を有するとともに、解離後は(A)成分全体をアルカリ可溶性へ変化させる基であることを意味する。
したがって、構成単位(a2)を含む(A)成分は、露光前はアルカリ不溶性であり、露光により前記(B)成分から発生した酸が作用すると、酸解離性溶解抑制基が解離し、これによって(A)成分全体のアルカリ溶解性が増大し、アルカリ不溶性からアルカリ可溶性に変化する。そのため、レジストパターンの形成において、ポジ型レジスト組成物を用いて得られるレジスト膜に対して選択的露光を行うと、露光部はアルカリ可溶性へ転じる一方で、未露光部はアルカリ不溶性のまま変化しないので、アルカリ現像することができる。
[Structural unit (a2)]
The structural unit (a2) is a structural unit represented by the general formula (a2-1) or (a2-2). When the component (A) has the structural unit (a2) and the structural unit (a1), the effects of the present invention are improved.
Hereinafter, the structural unit represented by the general formula (a2-1) is referred to as a structural unit (a2-1). Moreover, the structural unit represented by the general formula (a2-2) is referred to as a structural unit (a2-2).
A group represented by the formula —C (R 1 ) (R 2 ) —O— (CH 2 ) n21 —Y 1 in the general formula (a2-1), and a formula —C (R in the general formula (a2-2); 3 ) The group represented by (R 4 ) —O— (CH 2 ) n22 —Y 2 is a so-called acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group.
The structural unit (a2-1) and the structural unit (a2-2) each have a structure in which the acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group is bonded to an oxygen atom at a carbonyloxy group (—C (O) —O—) terminal. It is common in having. In such a structure, when an acid is generated from the component (B) by exposure, the bond between the acid dissociable, dissolution inhibiting group and the oxygen atom at the terminal of the carbonyloxy group is broken by the action of the acid.
Here, in the present specification and claims, “acid dissociation” means that it can be dissociated from the component (A) by the action of an acid generated from the component (B) during exposure.
“Dissolution-inhibiting group” means a group that has an alkali dissolution inhibiting property that makes the entire component (A) insoluble in alkali before dissociation and changes the entire component (A) to alkali-soluble after dissociation. .
Therefore, the component (A) containing the structural unit (a2) is insoluble in alkali before exposure, and when an acid generated from the component (B) acts upon exposure, the acid dissociable, dissolution inhibiting group is dissociated, thereby (A) The alkali solubility of the whole component increases and changes from alkali insoluble to alkali soluble. Therefore, when a resist film obtained by using a positive resist composition is selectively exposed in the formation of a resist pattern, the exposed portion turns alkali-soluble, while the unexposed portion remains alkali-insoluble. Therefore, alkali development can be performed.

一般式(a2−1)中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基である。該Rとしては、上記一般式(a−1)中のRと同様のものが挙げられる。
および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。R、Rの低級アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基であり、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、ネオペンチル基等の直鎖状または分岐状のアルキル基が挙げられる。これらの中でも、工業上入手しやすい点で、メチル基、エチル基が好ましい。
およびRは、本発明の効果に優れることから、少なくとも一方が水素原子であることが好ましく、両方が水素原子であることがより好ましい。
21は0〜3の整数であり、0または1であることが好ましく、0であることが最も好ましい。
In general formula (a2-1), R represents a hydrogen atom, a halogen atom, a lower alkyl group, or a halogenated lower alkyl group. Examples of R include the same as R in the general formula (a-1).
R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a lower alkyl group. The lower alkyl group for R 1 and R 2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert- Examples thereof include linear or branched alkyl groups such as a butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group. Among these, a methyl group and an ethyl group are preferable in terms of industrial availability.
Since R 1 and R 2 are excellent in the effects of the present invention, at least one of them is preferably a hydrogen atom, and more preferably both are hydrogen atoms.
n 21 is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and most preferably 0.

は、低級アルキル基または1価の脂肪族環式基である。
の低級アルキル基としては、上記Rの低級アルキル基と同様のものが挙げられる。
の脂肪族環式基としては、従来ArFエキシマレーザー用のレジスト用樹脂等において多数提案されている単環又は多環式の脂肪族環式基の中から適宜選択して用いることができる。
ここで、本特許請求の範囲及び明細書において、「脂肪族環式基」とは、芳香族性を持たない単環式基または多環式基であることを示す。
における脂肪族環式基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。
置換基としては、炭素数1〜5の低級アルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、親水性基等が挙げられる。親水性基としては、=O、−COOR’(R’はアルキル基)、アルコール性水酸基、−OR’(R’はアルキル基)、イミノ基、アミノ基等が挙げられ、入手が容易であることから、=Oまたはアルコール性水酸基が好ましい。
脂肪族環式基における置換基を除いた基本の環(基本環)の構造は、炭素および水素からなる環(炭化水素環)であってもよく、また、炭化水素環を構成する炭素原子の一部が硫黄原子、酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換された複素環であってもよい。本発明の効果のためには、Yにおける基本環が炭化水素環であることが好ましい。
炭化水素環としては、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用等のレジスト用樹脂において、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、具体的には、モノシクロアルカンや、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等のポリシクロアルカンが例示できる。モノシクロアルカンとしては、シクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。また、ポリシクロアルカンとしては、アダマンタン、ノルボルナン、ノルボルネン、メチルノルボルナン、エチルノルボルナン、メチルノルボルネン、エチルノルボルネン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。これらの中でも、シクロヘキサン、シクロペンタン、アダマンタン、ノルボルナン、ノルボルネン、メチルノルボルナン、エチルノルボルナン、メチルノルボルネン、エチルノルボルネン、テトラシクロドデカンが工業上好ましく、アダマンタンがさらに好ましい。
Y 1 is a lower alkyl group or a monovalent aliphatic cyclic group.
Examples of the lower alkyl group for Y 1 include the same lower alkyl groups as those described above for R.
As the aliphatic cyclic group for Y 1 , it can be appropriately selected from monocyclic or polycyclic aliphatic cyclic groups which have been conventionally proposed in resist resins for ArF excimer lasers and the like. .
Here, in the claims and the specification, the “aliphatic cyclic group” means a monocyclic group or a polycyclic group having no aromaticity.
The aliphatic cyclic group for Y 1 may or may not have a substituent.
Examples of the substituent include a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, a hydrophilic group, and the like. Examples of the hydrophilic group include ═O, —COOR ′ (R ′ is an alkyl group), alcoholic hydroxyl group, —OR ′ (R ′ is an alkyl group), imino group, amino group and the like, and are easily available. Therefore, ═O or alcoholic hydroxyl group is preferable.
The structure of the basic ring (basic ring) excluding the substituent in the aliphatic cyclic group may be a ring consisting of carbon and hydrogen (hydrocarbon ring), and the carbon atoms constituting the hydrocarbon ring A heterocyclic ring partially substituted with a hetero atom such as a sulfur atom, an oxygen atom, or a nitrogen atom may be used. For the effect of the present invention, the basic ring in Y 1 is preferably a hydrocarbon ring.
As the hydrocarbon ring, a resist resin for ArF excimer laser, KrF excimer laser, etc. can be used by appropriately selecting from among many proposed resins. Specifically, monocycloalkane or bicyclo Examples include polycycloalkanes such as alkanes, tricycloalkanes, and tetracycloalkanes. Examples of the monocycloalkane include cyclopentane and cyclohexane. Examples of the polycycloalkane include adamantane, norbornane, norbornene, methylnorbornane, ethylnorbornane, methylnorbornene, ethylnorbornene, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among these, cyclohexane, cyclopentane, adamantane, norbornane, norbornene, methylnorbornane, ethylnorbornane, methylnorbornene, ethylnorbornene, and tetracyclododecane are industrially preferable, and adamantane is more preferable.

式−C(R)(R)−O−(CHn21−Yで表される基としては、たとえば、下記式(4)〜(15)で表される基が好適なものとして挙げられる。 Preferred examples of the group represented by the formula —C (R 1 ) (R 2 ) —O— (CH 2 ) n21 —Y 1 include groups represented by the following formulas (4) to (15). As mentioned.

Figure 2008026725
Figure 2008026725

一般式(a2−2)中、Rは前記と同じであり、Rおよび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、Yは低級アルキル基または1価の脂肪族環式基であり、n22は0〜3の整数である。
前記R,R,R,n22,Yは、それぞれ一般式(a2−1)中のR,R,R,n21,Yと同様のものが挙げられる。
は、アルキレン基または2価の脂肪族環式基である。
のアルキレン基としては、炭素数1〜4のアルキレン基が好ましい。
の脂肪族環式基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5の低級アルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
の脂肪族環式基の置換基を除いた基本の環の構造は、炭素および水素からなる基(炭化水素基)であることに限定はされないが、炭化水素基であることが好ましい。また、「炭化水素基」は飽和または不飽和のいずれでもよいが、通常は飽和であることが好ましい。Rの脂肪族環式基は、多環式基であることが好ましい。
における脂肪族環式基の具体例としては、たとえば、低級アルキル基、フッ素原子またはフッ素化低級アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカンや、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基や、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
の脂肪族環式基としては、特に、下記一般式(y−1)で表される基が好ましい。
In general formula (a2-2), R is the same as defined above, R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a lower alkyl group, and Y 2 represents a lower alkyl group or a monovalent aliphatic cyclic group. N 22 is an integer of 0-3.
Examples of R, R 3 , R 4 , n 22 , and Y 2 are the same as R, R 1 , R 2 , n 21 , and Y 1 in general formula (a2-1).
R 5 is an alkylene group or a divalent aliphatic cyclic group.
The alkylene group for R 5 is preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
The aliphatic cyclic group for R 5 may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, an oxygen atom (= O), and the like.
The basic ring structure excluding the substituent of the aliphatic cyclic group for R 5 is not limited to a group consisting of carbon and hydrogen (hydrocarbon group), but is preferably a hydrocarbon group. The “hydrocarbon group” may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated. The aliphatic cyclic group for R 5 is preferably a polycyclic group.
Specific examples of the aliphatic cyclic group for R 5 include, for example, a monocycloalkane or bicycloalkane which may or may not be substituted with a lower alkyl group, a fluorine atom or a fluorinated lower alkyl group. And groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from a polycycloalkane such as tricycloalkane or tetracycloalkane. Specifically, a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from a monocycloalkane such as cyclopentane or cyclohexane, or two or more polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, or tetracyclododecane. Examples include a group excluding a hydrogen atom.
As the aliphatic cyclic group for Y 2 , a group represented by general formula (y-1) shown below is particularly preferable.

Figure 2008026725
[式中、mは0または1であり、好ましくは1である。]
Figure 2008026725
[Wherein, m is 0 or 1, preferably 1. ]

一般式(a2−1)で表される構成単位(a2−1)として、具体的には、たとえば下記式(a1−2−1)〜(a1−2−43)で表される構成単位が挙げられる。
一般式(a2−2)で表される構成単位(a2−2)として、具体的には、たとえば下記式(a1−4−1)〜(a1−4−30)で表される構成単位が挙げられる。
Specific examples of the structural unit (a2-1) represented by the general formula (a2-1) include structural units represented by the following formulas (a1-2-1) to (a1-243). Can be mentioned.
Specific examples of the structural unit (a2-2) represented by the general formula (a2-2) include structural units represented by the following formulas (a1-4-1) to (a1-4-30). Can be mentioned.

Figure 2008026725
Figure 2008026725

Figure 2008026725
Figure 2008026725

Figure 2008026725
Figure 2008026725

Figure 2008026725
Figure 2008026725

Figure 2008026725
Figure 2008026725

Figure 2008026725
Figure 2008026725

構成単位(a2)としては、本発明の効果がより優れることから、構成単位(a2−1)がより好ましい。なかでも、上記の式(a1−2−9)、式(a1−2−10)、式(a1−2−13)、式(a1−2−14)、式(a1−2−15)、式(a1−2−16)で表される構成単位が、本発明の効果に優れるため特に好ましい。   As the structural unit (a2), the structural unit (a2-1) is more preferable because the effects of the present invention are more excellent. Among them, the above formula (a1-2-9), formula (a1-2-10), formula (a1-2-13), formula (a1-2-14), formula (a1-2-15), The structural unit represented by the formula (a1-2-16) is particularly preferable because of excellent effects of the present invention.

構成単位(a2)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A)成分中、構成単位(a2)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位の合計に対し、5〜50モル%が好ましく、10〜40モル%がより好ましく、15〜35モル%がさらに好ましい。該範囲の下限以上であると、ポジ型レジスト組成物とした際にパターンを得ることができ、上限以下であると、他の構成単位とのバランスが良好である。
As the structural unit (a2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the component (A), the proportion of the structural unit (a2) is preferably from 5 to 50 mol%, more preferably from 10 to 40 mol%, more preferably from 15 to 35, based on the total of all the structural units constituting the component (A). More preferred is mol%. When it is at least the lower limit of the range, a pattern can be obtained when it is a positive resist composition, and when it is at most the upper limit, the balance with other structural units is good.

[他の構成単位]
(A)成分は、前記構成単位(a1)、(a2)のほかに、さらに、スチレンから誘導される構成単位(a4)を有していてもよい。
本発明において、構成単位(a4)は必須ではないが、これを含有させると、現像液に対する溶解性を調整することができる。また、ドライエッチング耐性が向上する。
ここで、「スチレン」とは、スチレンおよびスチレンのα位の水素原子がハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたものも含む概念とする。「スチレンから誘導される構成単位」とは、スチレン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。スチレンは、フェニル基の水素原子が炭素数1〜5のアルキル基等の置換基で置換されていてもよい。
構成単位(a4)の好適なものとしては、下記一般式(a4−1)で表される構成単位が例示できる。
[Other structural units]
In addition to the structural units (a1) and (a2), the component (A) may further have a structural unit (a4) derived from styrene.
In the present invention, the structural unit (a4) is not essential, but when it is contained, the solubility in a developer can be adjusted. In addition, dry etching resistance is improved.
Here, the term “styrene” includes styrene and those in which the α-position hydrogen atom of styrene is substituted with another substituent such as a halogen atom, an alkyl group, or a halogenated alkyl group. “Structural unit derived from styrene” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of styrene. In styrene, the hydrogen atom of the phenyl group may be substituted with a substituent such as an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
As a suitable thing of a structural unit (a4), the structural unit represented by the following general formula (a4-1) can be illustrated.

Figure 2008026725
[式中、Rは前記と同じであり;Rは低級アルキル基であり;rは0〜3の整数である。]
Figure 2008026725
[Wherein, R is as defined above; R 7 is a lower alkyl group; and r is an integer of 0 to 3. ]

一般式(a4−1)中、RおよびRは、それぞれ、上記式(a−1)中のRおよびRと同様である。
rは0〜3の整数であり、0または1であることが好ましく、工業上、0であることが特に好ましい。
rが1である場合、Rの置換位置は、フェニル基のo−位、m−位、p−位のいずれでもよく、さらに、rが2または3の場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。
In general formula (a4-1), R and R 7 are the same as R and R 6 in formula (a-1), respectively.
r is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and industrially particularly preferably 0.
When r is 1, the substitution position of R 7 may be any of the o-position, m-position and p-position of the phenyl group, and when r is 2 or 3, any substitution position may be selected. Can be combined.

構成単位(a4)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A)成分が構成単位(a4)を有する場合、(A)成分中の構成単位(a4)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜20モル%が好ましく、3〜15モル%がより好ましく、5〜15モル%がさらに好ましい。該範囲の下限以上であると、構成単位(a4)を有することによる効果が高く、上限以下であると、他の構成単位とのバランスも良好である。
As the structural unit (a4), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the component (A) has the structural unit (a4), the proportion of the structural unit (a4) in the component (A) is 1 to 20 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (A). Preferably, 3-15 mol% is more preferable, and 5-15 mol% is further more preferable. The effect by having a structural unit (a4) is high as it is more than the lower limit of this range, and the balance with another structural unit is also favorable as it is below an upper limit.

(A)成分は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記構成単位(a1)、(a2)、(a4)以外の他の構成単位(a5)を含んでいてもよい。
構成単位(a5)としては、上述の構成単位(a1)、(a2)、(a4)に分類されない他の構成単位であれば特に限定するものではなく、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト用樹脂に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
The component (A) may contain other structural units (a5) other than the structural units (a1), (a2), and (a4) as long as the effects of the present invention are not impaired.
The structural unit (a5) is not particularly limited as long as it is another structural unit not classified into the structural units (a1), (a2), and (a4) described above. For the ArF excimer laser and the KrF excimer laser ( A number of hitherto known materials can be used that are preferably used for resist resins such as ArF excimer laser).

本発明において、(A)成分は、少なくとも前記構成単位(a1)と前記構成単位(a2)とを含む樹脂成分である。係る樹脂成分としては、たとえば、構成単位(a1)と(a2)とを有する共重合体、構成単位(a1)、(a2)および(a4)を有する共重合体等が例示できる。
(A)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。
かかる(A)成分としては、特に下記一般式(A−11)に示される2種の構成単位を有する共重合体を含むものが好ましい。
In the present invention, the component (A) is a resin component containing at least the structural unit (a1) and the structural unit (a2). Examples of the resin component include a copolymer having structural units (a1) and (a2), a copolymer having structural units (a1), (a2), and (a4).
(A) A component may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
As this (A) component, what contains the copolymer which has 2 types of structural units shown by the following general formula (A-11) especially is preferable.

Figure 2008026725
[式中、Rは前記と同じであり;n15は0または1である。]
Figure 2008026725
[Wherein R is as defined above; n 15 is 0 or 1; ]

式(A−11)中、Rは、水素原子またはメチル基が好ましい。
15は、0が特に好ましい。
In formula (A-11), R is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
n 15 is particularly preferably 0.

(A)成分は、各構成単位を誘導するモノマーを、たとえばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)のようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等によって重合させることによって得ることができる。
また、(A)成分には、上記重合の際に、たとえばHS−CH−CH−CH−C(CF−OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に−C(CF−OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、LWR(ラインワイズラフネス:ラインパターンの線幅が不均一になる現象)の低減に有効である。また、現像欠陥の低減や、LER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
The component (A) can be obtained by polymerizing a monomer for deriving each structural unit by a known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN).
In addition, the component (A) is used in combination with a chain transfer agent such as, for example, HS—CH 2 —CH 2 —CH 2 —C (CF 3 ) 2 —OH at the time of the polymerization. A —C (CF 3 ) 2 —OH group may be introduced into the. As described above, a copolymer introduced with a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of an alkyl group is substituted with a fluorine atom has an LWR (line width roughness: a phenomenon in which the line width of a line pattern becomes nonuniform). Effective for reduction. Further, it is effective for reducing development defects and LER (line edge roughness: uneven unevenness of line side walls).

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

<(B)成分>
本発明において、(B)成分は、前記一般式(b−3)、(b−4)および(b−5)で表される群から選択される少なくとも一種のアニオン部を有する酸発生剤(B1)(以下、(B1)成分という。)を含むものである。
該(B1)成分を含むことにより、形成されるレジストパターンの解像性が向上する。
<(B) component>
In the present invention, the component (B) is an acid generator having at least one anion moiety selected from the group represented by the general formulas (b-3), (b-4) and (b-5) ( B1) (hereinafter referred to as component (B1)).
By including the component (B1), the resolution of the formed resist pattern is improved.

前記一般式(b−3)において、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であり、最も好ましくは炭素数3である。
前記一般式(b−4)において、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であり、より好ましくは炭素数1〜4である。
前記一般式(b−5)において、U”、V”、W”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であり、より好ましくは炭素数1〜3である。
In the general formula (b-3), 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, most preferably 3 carbon atoms.
In the general formula (b-4), 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 carbon of the alkyl group The number is 1 to 10, preferably 1 to 7 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms.
In the general formula (b-5), U ″, V ″, and W ″ each independently represent a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. The group has 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 7 carbon atoms, and more preferably 1 to 3 carbon atoms.

X”のアルキレン基の炭素数またはY”、Z”、U”、V”、W”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” 、U”、V”、W”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。
The carbon number of the alkylene group of X ″ or the carbon number of the alkyl group of Y ″, Z ″, U ″, V ″, W ″ is within the above carbon number range, and the solubility in the resist solvent is good. For this reason, the smaller the better.
In addition, in the alkylene group of X ″ or the alkyl group of Y ″, Z ″, U ″, V ″, W ″, the strength of the acid increases as the number of hydrogen atoms substituted by fluorine atoms increases. This is preferable because transparency to high energy light of 200 nm or less and an electron beam is improved. The proportion 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 hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. A perfluoroalkylene group or a perfluoroalkyl group.

(B1)成分のカチオン部としては、特に限定されず、たとえばオニウム塩系酸発生剤のカチオン部等、これまで提案されている酸発生剤のカチオン部と同様のものが挙げられる。かかるカチオン部としては、たとえば後述の酸発生剤(B2)において例示するカチオン部と同様のものが好ましく挙げられ、なかでも下記一般式(b’−1)または(b’−2)で表されるカチオン部が特に好ましい。   The cation part of the component (B1) is not particularly limited, and examples thereof include those similar to the cation part of acid generators proposed so far, such as the cation part of an onium salt acid generator. As such a cation moiety, for example, the same cation moiety as exemplified in the acid generator (B2) described later is preferably exemplified, and in particular, it is represented by the following general formula (b′-1) or (b′-2). Particularly preferred is a cation moiety.

Figure 2008026725
[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し、少なくとも1つはアリール基を表す。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し、少なくとも1つはアリール基を表す。]
Figure 2008026725
[In Formula (b′-1), R 1 ″ to R 3 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group, and at least one represents an aryl group. In formula (b′-2), R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group, and at least one 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よ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よ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よ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 of 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.

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。
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.
As the alkyl group for R 5 ″ to R 6 ″, the same as the alkyl groups for R 1 ″ to R 3 ″ can be used.
Among these, it is most preferable that all of R 5 ″ to R 6 ″ are phenyl groups.

式(b’−1)または(b’−2)で表されるカチオン部の具体例としては、ジフェニルヨードニウムイオン、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムイオン、トリフェニルスルホニウムイオン、トリ(4−メチルフェニル)スルホニウムイオン、ジメチル(4−ヒドロキシナフチル)スルホニウムイオン、モノフェニルジメチルスルホニウムイオン、ジフェニルモノメチルスルホニウムイオン、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウムイオン、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムイオン、トリ(4−tert−ブチル)フェニルスルホニウムイオン、ジフェニル(1−(4−メトキシ)ナフチル)スルホニウムイオン、ジフェニルモノナフチルスルホニウムイオン、ジ(1−ナフチル)モノフェニルスルホニウムイオン等が挙げられる。   Specific examples of the cation moiety represented by the formula (b′-1) or (b′-2) include diphenyliodonium ion, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium ion, triphenylsulfonium ion, tri (4 -Methylphenyl) sulfonium ion, dimethyl (4-hydroxynaphthyl) sulfonium ion, monophenyldimethylsulfonium ion, diphenylmonomethylsulfonium ion, (4-methylphenyl) diphenylsulfonium ion, (4-methoxyphenyl) diphenylsulfonium ion, tri ( 4-tert-butyl) phenylsulfonium ion, diphenyl (1- (4-methoxy) naphthyl) sulfonium ion, diphenylmononaphthylsulfonium ion, di (1-naphthyl) monophenyls Honiumuion, and the like.

(B1)成分の好ましい具体例を以下に挙げる。   Preferred specific examples of the component (B1) are listed below.

Figure 2008026725
Figure 2008026725

本発明において、(B1)成分としては、上記化学式(b−3−1)、(b−4−1)および(b−5−1)で表される群から選択される少なくとも一種の酸発生剤であることが特に好ましい。
(B1)成分は、1種または2種以上混合して用いることができる。
本発明のポジ型レジスト組成物において、(B)成分全体における(B1)成分の含有量は、40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%であってもよい。最も好ましくは100質量%である。該範囲の下限値以上であることにより、レジストパターンの解像性が向上する。
また、本発明のポジ型レジスト組成物において、(B1)成分の含有量は、前記(A)成分の100質量部に対し、1〜40質量部であることが好ましく、5〜25質量部であることが特に好ましく、10〜20質量部であることが最も好ましい。該範囲の下限値以上であることにより、レジストパターンの解像性が向上する。一方、上限値以下であることにより、保存安定性がより良好なものとなる。
In the present invention, the component (B1) is at least one acid selected from the group represented by the chemical formulas (b-3-1), (b-4-1) and (b-5-1). An agent is particularly preferred.
(B1) A component can be used 1 type or in mixture of 2 or more types.
In the positive resist composition of the present invention, the content of the component (B1) in the entire component (B) is preferably 40% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and 80% by mass or more. It is particularly preferable that it may be 100% by mass. Most preferably, it is 100 mass%. By being above the lower limit of the range, the resolution of the resist pattern is improved.
Moreover, in the positive resist composition of this invention, it is preferable that content of (B1) component is 1-40 mass parts with respect to 100 mass parts of said (A) component, and is 5-25 mass parts. Particularly preferred is 10 to 20 parts by mass. By being above the lower limit of the range, the resolution of the resist pattern is improved. On the other hand, when it is not more than the upper limit value, the storage stability becomes better.

(B)成分においては、本発明の効果を損なわない範囲で、前記(B1)成分以外の酸発生剤(B2)(以下、(B2)成分という。)を前記(B1)成分と併用してもよい。
(B2)成分としては、前記(B1)成分以外であれば特に限定されず、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。
そのような(B2)成分としては、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。
In the component (B), an acid generator (B2) other than the component (B1) (hereinafter referred to as the component (B2)) is used in combination with the component (B1) as long as the effects of the present invention are not impaired. Also good.
The component (B2) is not particularly limited as long as it is other than the component (B1), and those that have been proposed as acid generators for chemically amplified resists can be used.
As such component (B2), onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, and poly (bissulfonyl) diazomethanes 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、たとえば下記一般式(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 2008026725
Figure 2008026725

[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 optionally substituted aryl group; u "Is an integer from 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 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.
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%, and particularly 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 represents 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、その好ましい炭素数は5以下であり、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, preferably having 5 or less carbon atoms, 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 2008026725
Figure 2008026725

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。   In addition, as another onium salt-based acid generator represented by the general formula (b-0), for example, a compound represented by the following general formula (b-1) or (b-2) is also preferable. Used.

Figure 2008026725
[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 2008026725
[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 a fluorinated alkyl group. And 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、上述の前記式(b’−1)で例示したR”〜R”と同様である。
式(b−2)中、R”〜R”は、上述の前記式(b’−2)で例示したR”〜R”と同様である。
In formula (b-1), R 1 ″ to R 3 ″ are the same as R 1 ″ to R 3 ″ exemplified in the above formula (b′-1).
In the formula (b-2), R 5 ″ to R 6 ″ are the same as R 5 ″ to R 6 ″ exemplified in the above formula (b′-2).

”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 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−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 the formulas (b-1) and (b-2) include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium. Trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, heptafluoropropanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, tri (4-methylphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, heptafluoropropanesulfonate or the same 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.

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 acid generators are frequently used for chemically amplified resist compositions, and can be arbitrarily selected and used.

Figure 2008026725
[式(B−1)中、R31、R32はそれぞれ独立に有機基を表す。]
Figure 2008026725
[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 or a fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which has no substituent.

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 2008026725
[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 2008026725
[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 2008026725
[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 2008026725
[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 heteroaryl groups in which some of the carbon atoms constituting the ring of these groups are substituted with heteroatoms such as oxygen, sulfur, and nitrogen atoms. 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 for 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, more preferably 70% or more, and even more preferably 90% or more fluorinated. This is preferable because the strength of the acid is increased. Most preferred 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 having no substituent as R 35 described above.
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、国際公開第04/074242号パンフレット(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.
Further, an oxime sulfonate-based acid generator disclosed in JP-A-9-208554 (paragraphs [0012] to [0014] [chemical formula 18] to [chemical formula 19]), pamphlet of International Publication No. 04/074242, An oxime sulfonate-based acid generator disclosed in Examples 1 to 40) on pages 65 to 85 can also be suitably used.
Moreover, the following can be illustrated as a suitable thing.

Figure 2008026725
Figure 2008026725

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 2008026725
Figure 2008026725

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.

上記の中でも、(B2)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部に有するオニウム塩を用いることが好ましい。
(B2)成分としては、上記の酸発生剤を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。
Among these, it is preferable to use an onium salt having a fluorinated alkyl sulfonate ion in the anion portion as the component (B2).
As the component (B2), one type of acid generator may be used alone, or two or more types may be used in combination.

本発明のポジ型レジスト組成物における(B)成分全体の含有量は、(A)成分100質量部に対し、0.5〜45質量部であることが好ましく、より好ましくは5〜30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。   In the positive resist composition of the present invention, the content of the entire component (B) is preferably 0.5 to 45 parts by mass, more preferably 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). It is said. 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.

<(D)成分>
本発明のポジ型レジスト組成物は、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よく、なかでも脂肪族アミン、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、本特許請求の範囲及び明細書における「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。 「脂肪族環式基」は、芳香性を持たない単環式基または多環式基であることを示す。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)又は環式アミンが挙げられる。
アルキルアミンおよびアルキルアルコールアミンの具体例としては、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が挙げられる。これらの中でも、炭素数5〜10のトリアルキルアミンがさらに好ましく、トリ−n−オクチ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。
これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明においては、なかでも(D)成分としてアルキルアミンが好ましく、特にトリ−n−オクチルアミンを用いることが好ましい。
(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>
The positive resist composition of the present invention further contains a nitrogen-containing organic compound (D) (hereinafter referred to as “component (D)”) as an optional component in order to improve the resist pattern shape, the stability over time, and the like. It is preferable to do.
Since a wide variety of components (D) have already been proposed, any known one may be used. Among them, aliphatic amines, particularly secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines are used. preferable. Here, “aliphatic” in the claims and the specification is a relative concept with respect to aromatics, and is defined to mean a group, a compound, or the like that does not have aromaticity. “Aliphatic cyclic group” means a monocyclic group or polycyclic group having no aromaticity. An 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 an amine (alkyl amine or alkyl alcohol amine) or a cyclic amine 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 of alkylamines and alkyl alcohol amines include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine; diethylamine, di-n-propylamine, di- -Dialkylamines such as n-heptylamine, di-n-octylamine, dicyclohexylamine; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-pentylamine , Tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decanylamine, tri-n-dodecylamine, and the like; diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine Triisopropanolamine, di -n- octanol amines, alkyl alcohol amines tri -n- octanol amine. Among these, a trialkylamine having 5 to 10 carbon atoms is more preferable, and tri-n-octylamine is most preferable.
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.
These may be used alone or in combination of two or more.
In the present invention, alkylamine is preferred as component (D), and tri-n-octylamine is particularly preferred.
(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>
本発明のポジ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、たとえば、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、これらのなか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、(A)成分100質量部当り0.01〜5.0質量部の割合で用いられる。
<Optional component>
The positive 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, 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.
(E) A component may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
As the component (E), an organic carboxylic acid is preferable, and salicylic acid is particularly preferable.
(E) A component is used in the ratio of 0.01-5.0 mass parts per 100 mass parts of (A) component.

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

本発明のポジ型レジスト組成物は、材料を有機溶剤(以下、(S)成分ということがある。)に溶解させて製造することができる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
たとえば、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等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。
なかでも、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 positive resist composition of the present invention can be produced by dissolving the material in an organic solvent (hereinafter sometimes referred to as (S) component).
As the component (S), any component can be used as long as it can dissolve each component to be used to form a uniform solution, and any one of conventionally known solvents for chemically amplified resists can be used. Two or more types can be appropriately selected and used.
For example, lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-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, Ether bonds such as monoalkyl ethers such as monopropyl ether and monobutyl ether or monophenyl ethers Derivatives of polyhydric alcohols such as compounds having [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.
These organic solvents may be used independently and may be used as 2 or more types of mixed solvents.
Of 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 mixing ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility between PGMEA and the polar solvent, but is 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 component (S) used is not particularly limited, but it is a concentration that can be applied to a substrate or the like, and is appropriately set according to the coating film thickness. -20% by mass, preferably 5-15% by mass.

≪レジストパターン形成方法≫
本発明のレジストパターン形成方法は、前記本発明のポジ型レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および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。
本発明のレジストパターン形成方法は、たとえば以下の様にして行うことができる。
すなわち、まずシリコンウェーハのような基板上に、上記ポジ型レジスト組成物をスピンナーなどで塗布し、80〜150℃の温度条件下、プレベーク(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、露光装置などにより、EUV、KrFエキシマレーザー光等を所望のマスクパターンを介して照射するか、またはマスクパターンを介さずに電子線を直接照射(描画)してレジスト膜を選択的に露光する。そして、80〜150℃の温度条件下、PEB(露光後加熱)を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施す。次いで、これをアルカリ現像液、たとえば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、レジストパターンを得ることができる。
なお、基板とレジスト組成物の塗布層との間には、有機系または無機系の反射防止膜を設けることもできる。
また、露光に用いる波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線等の放射線を用いて行うことができる。本発明にかかるポジ型レジスト組成物は、KrFエキシマレーザー、EUVまたはEBを用いたリソグラフィーに対して有効であり、EUVに対して特に有効である。
≪Resist pattern formation method≫
The resist pattern forming method of the present invention includes a step of forming a resist film on a substrate using the positive resist composition of the present invention, a step of exposing the resist film, and developing the resist film to form a resist pattern. It is a method including the process of forming.
The resist pattern forming method of the present invention can be performed, for example, as follows.
That is, first, the positive resist composition is applied onto a substrate such as a silicon wafer using 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 this is irradiated with EUV, KrF excimer laser light, etc. through a desired mask pattern or directly with an electron beam (drawing) without passing through the mask pattern. The resist film is selectively exposed. Then, PEB (post-exposure heating) is applied for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds under a temperature condition of 80 to 150 ° C. 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 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 the exposure is not particularly limited, and ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-ray, soft X-ray Or the like. The positive resist composition according to the present invention is effective for lithography using a KrF excimer laser, EUV or EB, and particularly effective for EUV.

上記本発明のポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法によれば、解像性に優れたレジストパターンを形成できる。その理由は明らかではないが、以下のように考えられる。
本発明のポジ型レジスト組成物は、アルカリ可溶性の構成単位である構成単位(a1)と、アクリル酸の側鎖部分にアセタール型の酸解離性溶解抑制基を有する構成単位(a2)とを含む(A)成分を含有する。特に、前記構成単位(a2)の有するアセタール型の酸解離性溶解抑制基は、脱保護反応における活性化エネルギーが低く、解離しやすい。そのため、該(A)成分は、露光時に、露光部に存在する酸解離性溶解抑制基の解離する割合(脱保護率)が高く、露光部のアルカリ溶解性が大幅に増大する。
また、本発明のポジ型レジスト組成物は、立体的に嵩高くバルキーな構造のアニオン部を有する(B1)成分(前記一般式(b−3)、(b−4)または(b−5)で表されるアニオン部を有する酸発生剤)を含有する。これにより、ノナフルオロブタンスルホネート等の従来のアニオン部に比べ、レジスト膜中における酸発生剤の存在密度を高めることができ、また、該(B1)成分は酸の拡散距離が短いため、酸の発生効率が抑制されると考えられる。
したがって、(A)成分と(B1)成分とを含有する本発明のポジ型レジスト組成物によれば、未露光部と露光部とのアルカリ溶解性の差(溶解コントラスト)が、従来のポジ型レジスト組成物を用いた場合と比べて大幅に大きくなることにより、形成されるレジストパターンは解像性に優れると推測される。
According to the positive resist composition and the resist pattern forming method of the present invention, a resist pattern having excellent resolution can be formed. The reason is not clear, but it is thought as follows.
The positive resist composition of the present invention comprises a structural unit (a1) which is an alkali-soluble structural unit and a structural unit (a2) having an acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group in the side chain portion of acrylic acid. (A) It contains a component. In particular, the acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group of the structural unit (a2) has a low activation energy in the deprotection reaction and is easily dissociated. Therefore, the component (A) has a high dissociation ratio (deprotection rate) of the acid dissociable, dissolution inhibiting group present in the exposed area during exposure, and the alkali solubility in the exposed area is greatly increased.
In addition, the positive resist composition of the present invention comprises a component (B1) having a sterically bulky and bulky anion moiety (the general formula (b-3), (b-4) or (b-5)). An acid generator having an anion moiety represented by: Thereby, compared with the conventional anion part, such as nonafluorobutane sulfonate, the density of the acid generator in the resist film can be increased, and since the component (B1) has a short acid diffusion distance, The generation efficiency is considered to be suppressed.
Therefore, according to the positive resist composition of the present invention containing the component (A) and the component (B1), the difference in alkali solubility (dissolution contrast) between the unexposed portion and the exposed portion is the conventional positive type. It is presumed that the resist pattern to be formed is excellent in resolution by being significantly larger than the case where the resist composition is used.

さらに、本発明によれば、良好な形状のレジストパターンが得られる。
たとえば、パターン表面の荒れ(ラフネス)の少ないレジストパターンが形成できる。ラフネスは、微細な半導体素子の形成等に悪影響を与えるおそれがあり、たとえばレジストパターン側壁表面のラフネス、すなわちラインエッジラフネス(LER)は、ホールパターンにおけるホール周囲の歪みや、ラインアンドスペースパターンにおけるライン幅のばらつき等の原因となる。ラフネスの問題は、パターン寸法が小さいほど重大となり、たとえば電子線やEUVによるリソグラフィーでは、数十nmの微細なパターン形成を目標としていることから、ラフネスの改善は非常に重要となる。
また、本発明においては、膜減りが少ないレジストパターンが形成できる。膜減りは、現像前後のレジスト膜の膜厚の変化量であり、膜減りが少ないほど、当該レジストパターンをマスクとしてエッチングをするプロセスに有用である。
これらの効果は、上記と同様、溶解コントラストが向上していることによると考えられる。
Furthermore, according to the present invention, a resist pattern having a good shape can be obtained.
For example, a resist pattern with less roughness on the pattern surface can be formed. Roughness may adversely affect the formation of fine semiconductor elements and the like. For example, the roughness of the resist pattern side wall surface, that is, line edge roughness (LER) is the distortion around the hole in the hole pattern or the line in the line-and-space pattern. This may cause variations in width. The roughness problem becomes more serious as the pattern dimension is smaller. For example, in lithography using an electron beam or EUV, the target is to form a fine pattern of several tens of nanometers. Therefore, improvement of roughness is very important.
In the present invention, a resist pattern with little film loss can be formed. The film reduction is the amount of change in the film thickness of the resist film before and after development. The smaller the film reduction, the more useful the etching process using the resist pattern as a mask.
These effects are considered to be due to an improvement in dissolution contrast, as described above.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
下記実施例1〜3および比較例1においては、以下のモノマー(1)〜(2)を公知の滴下重合法により共重合することによって合成された樹脂(A)−1を用いた。
すなわち、窒素導入口、攪拌機、コンデンサーおよび温度計を備えたフラスコに、窒素雰囲気下で、PGMEAを入れ、攪拌しながら湯浴の温度を80℃に上げた。次に、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)と、モノマー(1)/モノマー(2)=3/1(モル比)とを仕込んだ単量体PGMEA溶液を、滴下装置を用い、一定速度で6時間かけてフラスコ中へ滴下し、その後、80℃で1時間保持した。
その後、反応溶液を室温に戻した。次いで、得られた反応溶液を、約30倍量のメタノール中に攪拌しながら滴下し、無色の析出物の沈殿を得た。得られた沈殿を濾別し、該沈殿を、重合に使用した単量体に対して約30倍量のメタノール中で洗浄した。そして、この沈殿を濾別し、THFに溶解したのち、該溶解液に80質量%ヒドラジン水溶液を滴下し、25℃で1時間撹拌した。反応終了後、大量の水中に滴下して析出物を得た。該析出物を濾別、洗浄、及び減圧下、50℃で約40時間乾燥することにより、樹脂(A)−1を得た。
Examples of the present invention will be described below, but the scope of the present invention is not limited to these examples.
In Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 below, resin (A) -1 synthesized by copolymerizing the following monomers (1) to (2) by a known dropping polymerization method was used.
That is, PGMEA was placed in a flask equipped with a nitrogen inlet, a stirrer, a condenser and a thermometer under a nitrogen atmosphere, and the temperature of the hot water bath was raised to 80 ° C. while stirring. Next, a monomer PGMEA solution charged with 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) and monomer (1) / monomer (2) = 3/1 (molar ratio) as a polymerization initiator was prepared. Using a dropping device, the solution was dropped into the flask over 6 hours at a constant speed, and then kept at 80 ° C. for 1 hour.
Thereafter, the reaction solution was returned to room temperature. Next, the obtained reaction solution was dropped into about 30 times amount of methanol with stirring to obtain a colorless precipitate. The resulting precipitate was filtered off, and the precipitate was washed in about 30 times the amount of methanol used for the monomer used for the polymerization. Then, this precipitate was filtered off and dissolved in THF, and then an 80% by mass hydrazine aqueous solution was added dropwise to the solution, followed by stirring at 25 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, the mixture was dropped into a large amount of water to obtain a precipitate. The precipitate was separated by filtration, washed, and dried under reduced pressure at 50 ° C. for about 40 hours to obtain Resin (A) -1.

Figure 2008026725
Figure 2008026725

樹脂(A)−1の構造を下記に示す。   The structure of Resin (A) -1 is shown below.

Figure 2008026725
[p1/q1=75/25(モル比);Mw7000;Mw/Mn1.7]
Figure 2008026725
[P1 / q1 = 75/25 (molar ratio); Mw7000; Mw / Mn1.7]

実施例1〜3,比較例1
表1に示す各成分を混合、溶解してポジ型レジスト組成物を調製した。
Examples 1 to 3, Comparative Example 1
Each component shown in Table 1 was mixed and dissolved to prepare a positive resist composition.

Figure 2008026725
Figure 2008026725

表1中の各略号は以下の意味を有し、[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
(B)−1:下記式(b−3−1)で表される化合物。
(B)−2:下記式(b−5−1)で表される化合物。
(B)−3:下記式(b−4−1)で表される化合物。
(B)−4:下記式(B)−4で表される化合物。
Each abbreviation in Table 1 has the following meaning, and the numerical value in [] is the blending amount (part by mass).
(B) -1: a compound represented by the following formula (b-3-1).
(B) -2: a compound represented by the following formula (b-5-1).
(B) -3: a compound represented by the following formula (b-4-1).
(B) -4: A compound represented by the following formula (B) -4.

Figure 2008026725
Figure 2008026725

(D)−1:トリ−n−オクチルアミン。
(E)−1:サリチル酸。
(S)−1:PGMEA。
(D) -1: tri-n-octylamine.
(E) -1: salicylic acid.
(S) -1: PGMEA.

表面にヘキサメチルシラザン(HMDS)処理を施した8インチシリコン基板上に、上記で得られたポジ型レジスト組成物を均一にそれぞれ塗布し、表2に示すPAB温度で90秒間のプレベーク処理を行って、膜厚100nmのレジスト膜を成膜した。
得られたレジスト膜に対し、電子線描画機(日立製、商品名:HL−800D、加速電圧70kV)にて描画を行い、表2に示すPEB温度で90秒間の露光後加熱処理を行い、23℃で2.38質量%TMAH水溶液にて60秒間の現像処理を行い、純水にて15秒間のリンス、振り切り乾燥を行って、ラインアンドスペース(1:1)のレジストパターン(以下、L/Sパターンという。)を形成した。
このとき、ライン幅100nm、ピッチ200nmのL/Sパターンが形成される最適露光量Eop(μC/cm)を求め、該Eopにおける限界解像度(nm)を求めた。その結果を表2に示す。
Each of the positive resist compositions obtained above is uniformly applied onto an 8-inch silicon substrate having a hexamethylsilazane (HMDS) treatment on the surface, and a pre-bake treatment is performed for 90 seconds at the PAB temperature shown in Table 2. Thus, a resist film having a thickness of 100 nm was formed.
The resulting resist film is drawn with an electron beam drawing machine (manufactured by Hitachi, trade name: HL-800D, acceleration voltage 70 kV), subjected to a post-exposure heat treatment for 90 seconds at the PEB temperature shown in Table 2, A development process is performed for 60 seconds with a 2.38 mass% TMAH aqueous solution at 23 ° C., rinsed with pure water for 15 seconds, and shaken and dried to form a line-and-space (1: 1) resist pattern (hereinafter referred to as L / S pattern).
At this time, an optimum exposure dose Eop (μC / cm 2 ) at which an L / S pattern having a line width of 100 nm and a pitch of 200 nm was formed was obtained, and a limit resolution (nm) at the Eop was obtained. The results are shown in Table 2.

Figure 2008026725
Figure 2008026725

表2の結果から明らかなように、本発明に係る実施例1〜3のポジ型レジスト組成物は、比較例1のポジ型レジスト組成物に比べて、解像性に優れたレジストパターンを形成できることが確認できた。
As is clear from the results in Table 2, the positive resist compositions of Examples 1 to 3 according to the present invention form a resist pattern with excellent resolution as compared with the positive resist composition of Comparative Example 1. I was able to confirm that it was possible.

Claims (4)

酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する樹脂成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含有するポジ型レジスト組成物であって、
前記樹脂成分(A)は、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位(a1)と、下記一般式(a2−1)または(a2−2)で表される構成単位(a2)とを含み、かつ前記酸発生剤成分(B)は、下記一般式(b−3)、(b−4)および(b−5)で表される群から選択される少なくとも一種のアニオン部を有する酸発生剤(B1)を含むことを特徴とするポジ型レジスト組成物。
Figure 2008026725
[式(a2−1)中、Rは水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり;Rおよび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;Yは低級アルキル基または1価の脂肪族環式基であり;n21は0〜3の整数である。式(a2−2)中、Rは前記と同じであり;Rおよび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はアルキレン基または2価の脂肪族環式基であり;Yは低級アルキル基または1価の脂肪族環式基であり;n22は0〜3の整数である。]
Figure 2008026725
[式(b−3)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す。式(b−4)中、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。式(b−5)中、U”、V”、W”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。]
A positive resist composition comprising a resin component (A) whose alkali solubility is increased by the action of an acid and an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure,
The resin component (A) includes a structural unit (a1) derived from hydroxystyrene and a structural unit (a2) represented by the following general formula (a2-1) or (a2-2), and The acid generator component (B) is an acid generator (B1) having at least one anion moiety selected from the group represented by the following general formulas (b-3), (b-4) and (b-5) And a positive resist composition.
Figure 2008026725
[In formula (a2-1), R represents a hydrogen atom, a halogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a lower alkyl group; Y 1 Is a lower alkyl group or a monovalent aliphatic cyclic group; n 21 is an integer of 0-3. In formula (a2-2), R is as defined above; R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or a lower alkyl group; R 5 is an alkylene group or a divalent aliphatic cyclic group. There; Y 2 is a lower alkyl group or a monovalent aliphatic cyclic group; n 22 is an integer of 0 to 3. ]
Figure 2008026725
[In formula (b-3), X ″ represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. In formula (b-4), Y ″ and Z ″ each represent And independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. In formula (b-5), U ″, V ″, and W ″ each independently represent at least one hydrogen atom. Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms substituted with a fluorine atom. ]
前記酸発生剤(B1)の含有量は、前記樹脂成分(A)の100質量部に対し、1〜40質量部の範囲内である請求項1記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 1, wherein the content of the acid generator (B1) is in the range of 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component (A). さらに含窒素有機化合物(D)を含有する請求項1または2記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 1 or 2, further comprising a nitrogen-containing organic compound (D). 請求項1〜3のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物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、および前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法。
A step of forming a resist film on a substrate using the positive resist composition according to claim 1, a step of exposing the resist film, and developing the resist film to form a resist pattern A resist pattern forming method including a forming step.
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