JP2008274049A - Method of producing resin, resin using the same, positive resist composition and pattern forming method, compound used for the same - Google Patents

Method of producing resin, resin using the same, positive resist composition and pattern forming method, compound used for the same Download PDF

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Yuji Kaneko
祐士 金子
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a resin having a narrow constituent distribution with high reproducibility, a resin obtained by the same, a compound used for the same, a resist composition having enhanced performance with regard to sensitivity, LER and pattern collapse, and a method of forming a pattern using the resist composition. <P>SOLUTION: The method of producing the resin having two prescribed repeating units and increasing dissolving rate to an alkali developing liquid by acid action comprises the steps of polymerizing a monomer having a prescribed functional group, and de-protecting the prescribed functional group. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

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

化学増幅系感光性組成物は、遠紫外光等の放射線の照射により露光部に酸を生成させ、この酸を触媒とする反応によって、活性放射線の照射部と非照射部の現像液に対する溶解性を変化させ、パターンを基板上に形成させるパターン形成材料である。   The chemically amplified photosensitive composition generates an acid in the exposed area by irradiation with radiation such as far ultraviolet light, and the acid-catalyzed reaction causes the solubility of the active radiation irradiated area and non-irradiated area in the developer. This is a pattern forming material for changing the pattern to form a pattern on the substrate.

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

一方、更なる短波長の光源、例えばArFエキシマレーザー(193nm)を露光光源として使用する場合は、芳香族基を有する化合物が本質的に193nm領域に大きな吸収を示すため、上記化学増幅系でも十分ではなかった。
このため、脂環炭化水素構造を有する樹脂を含有するArFエキシマレーザー用レジストが開発されてきた(例えば特許文献1及び2参照)。この樹脂は、一般的に、酸解離性基、ラクトン基を有する。さらに高機能化するために、水酸基やカルボキシル基のように水素結合性を有する極性基(ヒドロキシル基やカルボキシル基など)を導入する場合がある。しかし、水素結合性を有する極性基をもつモノマー種を共重合させる場合、重合中の各モノマーの消費速度が異なるため、樹脂の組成分布が大きくなってしまう。この樹脂を用いてパターンを形成すると、レジストパターン幅のばらつき(ラインエッジラフネス、LER)や感度が悪いという問題があった。この問題を解決する方法として、重合時に酸触媒を添加し、酸解離基を分解させながら重合してカルボキシル基含有樹脂を得るという方法が報告されている(特許文献3及び特許文献4参照)。しかし、この方法は酸解離基の分解のコントロールが難しいため、樹脂を再現性良く製造することが非常に難しかった。さらに、重合中はモノマーとポリマーが共存するため、この条件下で脱保護を行うと、ポリマーの酸解離性基と共にモノマーの酸解離性基も分解が進行してしまい、ポリマーの組成分布が広がってしまうという問題点があった。
特開平9−73173号公報 米国特許第6388101号明細書 特開2006−316108号公報 特開2006−317553号公報
On the other hand, when a further short wavelength light source, for example, an ArF excimer laser (193 nm) is used as an exposure light source, the compound having an aromatic group exhibits a large absorption in the 193 nm region. It wasn't.
For this reason, a resist for ArF excimer laser containing a resin having an alicyclic hydrocarbon structure has been developed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). This resin generally has an acid dissociable group and a lactone group. In order to further increase the functionality, a polar group (such as a hydroxyl group or a carboxyl group) having hydrogen bonding properties such as a hydroxyl group or a carboxyl group may be introduced. However, when monomer species having a polar group having hydrogen bonding properties are copolymerized, the consumption rate of each monomer during polymerization is different, resulting in a large resin composition distribution. When a pattern is formed using this resin, there are problems such as variations in resist pattern width (line edge roughness, LER) and poor sensitivity. As a method for solving this problem, a method in which an acid catalyst is added at the time of polymerization and polymerization is performed while decomposing an acid dissociation group to obtain a carboxyl group-containing resin has been reported (see Patent Document 3 and Patent Document 4). However, since it is difficult to control the decomposition of the acid-dissociable group in this method, it has been very difficult to produce the resin with good reproducibility. Furthermore, since the monomer and the polymer coexist during the polymerization, deprotection under these conditions causes the decomposition of the acid dissociable group of the monomer as well as the acid dissociable group of the polymer, thereby broadening the polymer composition distribution. There was a problem that it was.
JP-A-9-73173 US Pat. No. 6,388,101 JP 2006-316108 A JP 2006-317553 A

本発明は、かかる従来技術の問題点に対してなされたものであり、組成分布が狭い樹脂の再現性の高い製造方法を提供することにある。さらに、本発明の方法により製造された樹脂により、感度、LER及びパターン倒れ性能を飛躍的に向上させるレジスト組成物を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and is to provide a highly reproducible production method for resins having a narrow composition distribution. Furthermore, it aims at providing the resist composition which improves a sensitivity, LER, and pattern collapse performance drastically with resin manufactured by the method of this invention.

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討したところ、極性基を保護基により保護することにより、重合時の各モノマーの消費速度のばらつきが小さくなることを見出した。さらに、保護基を選ぶことによって、脱保護工程が高選択的に進行し、目的である樹脂が再現性良く製造できることを見出し本発明を完成するに至った。さらに、重合後に脱保護反応を行うことにより、前記のモノマーの酸分解性基の脱保護が進行することを抑制し、組成分布をさらに均一化することに成功した。また、本発明で製造した樹脂を用いることにより、特に感度、LER(ラインエッジラフネス)・パターン倒れ性能が向上したレジストを提供できることを見出した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has found that the variation in the consumption rate of each monomer during polymerization is reduced by protecting the polar group with a protecting group. Furthermore, by selecting a protecting group, the deprotection step proceeds with high selectivity, and the present invention has been found out that the target resin can be produced with good reproducibility. Furthermore, by performing a deprotection reaction after the polymerization, the progress of deprotection of the acid-decomposable group of the monomer was suppressed, and the composition distribution was succeeded. Further, it has been found that by using the resin produced in the present invention, a resist having particularly improved sensitivity, LER (line edge roughness) and pattern collapse performance can be provided.

即ち、本発明は以下の構成よりなる。   That is, the present invention has the following configuration.

<1>
一般式(I)で表される繰り返し単位と、一般式(III)で表される官能基を含む繰り返し単位とを含有し、かつ、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂を製造する方法であって、
一般式(II)で表される官能基を含有するモノマーを重合する工程、および、
一般式(II)で表される官能基を脱保護反応により一般式(III)で表される官能基に変換する脱保護工程、
を含む製造方法。

Figure 2008274049
一般式(I)中、
Xa1は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。
Tは単結合又は二価の連結基を表す。
Rx1〜Rx3は、それぞれ独立にアルキル基またはシクロアルキル基を表す。Rx1〜Rx3の少なくとも2つが結合して、シクロアルキル基を形成してもよい。
−A−W (II)
一般式(II)中、
Aは酸素原子、−N(Rw)−で表される基、又は、硫黄原子を表す。−N(Rw)−で表される基においてNは窒素原子であり、Rwは水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
WはRx1〜Rx3が炭素原子と共に形成する三級アルキル基以外の保護基を表す。
−A−H (III)
一般式(III)中、Aは一般式(II)中のAと同義である。 <1>
A resin containing a repeating unit represented by the general formula (I) and a repeating unit containing a functional group represented by the general formula (III) and having an increased dissolution rate in an alkaline developer by the action of an acid. A method of manufacturing comprising:
Polymerizing a monomer containing a functional group represented by the general formula (II), and
A deprotection step of converting the functional group represented by the general formula (II) into the functional group represented by the general formula (III) by a deprotection reaction;
Manufacturing method.
Figure 2008274049
In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
T represents a single bond or a divalent linking group.
Rx 1 to Rx 3 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group. At least two of Rx 1 to Rx 3 may be bonded to form a cycloalkyl group.
-A-W (II)
In general formula (II),
A represents an oxygen atom, a group represented by -N (Rw)-, or a sulfur atom. In the group represented by —N (Rw) —, N is a nitrogen atom, and Rw represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group.
W represents a protecting group other than the tertiary alkyl group formed by Rx 1 to Rx 3 together with the carbon atom.
-A-H (III)
In general formula (III), A is synonymous with A in general formula (II).

<2>
脱保護工程を重合終了後に行うことを特徴とする上記<1>に記載の樹脂の製造方法。
<2>
The method for producing a resin as described in <1> above, wherein the deprotection step is carried out after completion of the polymerization.

<3>
脱保護工程において、一般式(I)中のRx1〜Rx3が炭素原子と共に形成する三級アルキル基の分解率が5モル%以下であることを特徴とする上記<1>又は<2>に記載の樹脂の製造方法。
<3>
In the deprotection step, the decomposition rate of the tertiary alkyl group formed by Rx 1 to Rx 3 in the general formula (I) together with the carbon atom is 5 mol% or less <1> or <2> The manufacturing method of resin as described in 1 ..

<4>
一般式(II)におけるWが一般式(IV−1)又は一般式(IV−2)で表される基であることを特徴とする上記<1>〜<3>のいずれかに記載の樹脂の製造方法。

Figure 2008274049
一般式(IV−1)中、
及びRはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基又はアルコキシ基を表す。
はアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はシクロアルケニル基を表す。R2とR3とが連結して環を作っても良い。
Figure 2008274049
一般式(IV−2)中、
、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基又はアルコキシ基を表す。 <4>
W in general formula (II) is group represented by general formula (IV-1) or general formula (IV-2), The resin in any one of said <1>-<3> characterized by the above-mentioned. Manufacturing method.
Figure 2008274049
In general formula (IV-1),
R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group or an alkoxy group.
R 3 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or a cycloalkenyl group. R 2 and R 3 may be linked to form a ring.
Figure 2008274049
In general formula (IV-2),
R 4 , R 5 and R 6 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group or an alkoxy group.

<5>
酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂がラクトン構造を有する繰り返し単位を含有することを特徴とする上記<1>〜<4>のいずれかに記載の酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂の製造方法。
<5>
A resin whose dissolution rate in an alkali developer increases by the action of an acid contains a repeating unit having a lactone structure, and the alkali developer by the action of an acid according to any one of the above <1> to <4> For producing a resin in which the dissolution rate with respect to the resin increases.

<6>
上記<1>〜<5>のいずれかに記載の方法で製造された酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂。
<6>
A resin whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of an acid produced by the method according to any one of <1> to <5> above.

<7>
(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、及び、
(B)上記<6>に記載の酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂、
を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物。
<7>
(A) a compound that generates an acid upon irradiation with an actinic ray or radiation, and
(B) a resin whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of the acid described in <6> above,
A positive photosensitive composition comprising:

<8>
上記<7>に記載のレジスト組成物により、膜を形成し、該膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成法。
<8>
A pattern forming method comprising: forming a film from the resist composition according to <7> above, and exposing and developing the film.

<9>
一般式(V)で表される化合物。

Figure 2008274049
一般式(V)中、
Rvは水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。
、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基又はアルコキシ基を表す。
nは1〜3の整数を表す。 <9>
A compound represented by formula (V).
Figure 2008274049
In general formula (V),
Rv represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
R 4 , R 5 and R 6 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group or an alkoxy group.
n represents an integer of 1 to 3.

本発明の製造法によって、組成分布が狭い樹脂を再現性良く製造することが可能となる。さらに、その樹脂を含有する感光組成物及びそれを用いたパターン形成法により、感度、ラインエッジラフネス、パターン倒れ性能を向上させることができる。   By the production method of the present invention, a resin having a narrow composition distribution can be produced with good reproducibility. Furthermore, sensitivity, line edge roughness, and pattern collapse performance can be improved by a photosensitive composition containing the resin and a pattern forming method using the same.

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

本発明は、一般式(I)で表される繰り返し単位と、一般式(III)で表される官能基を含む繰り返し単位とを含有し、かつ、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂を製造する方法であり、一般式(II)で表される官能基を含有するモノマーを重合する工程と、一般式(II)で表される官能基を脱保護反応により一般式(III)で表される官能基に変換する脱保護工程とを含むことを特徴とする。   The present invention contains a repeating unit represented by the general formula (I) and a repeating unit containing a functional group represented by the general formula (III), and has a dissolution rate in an alkaline developer by the action of an acid. A method for producing an increasing resin, a step of polymerizing a monomer containing a functional group represented by the general formula (II), and a deprotection reaction of the functional group represented by the general formula (II) And a deprotection step for converting into a functional group represented by III).

Figure 2008274049
一般式(I)中、
Xa1は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。
Tは単結合又は二価の連結基を表す。
Rx1〜Rx3は、それぞれ独立にアルキル基、シクロアルキル基を表す。Rx1〜Rx3の少なくとも2つが結合して、シクロアルキル基を形成してもよい。
−A−W (II)
一般式(II)中、
Aは酸素原子、−N(Rw)−で表される基、又は、硫黄原子を表す。−N(Rw)−で表される基においてNは窒素原子であり、Rwは水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
WはRx1〜Rx3が炭素原子と共に形成する三級アルキル基以外の保護基を表す。
−A−H (III)
一般式(III)中、Aは一般式(II)中のAと同義である。
Figure 2008274049
In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
T represents a single bond or a divalent linking group.
Rx 1 to Rx 3 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group. At least two of Rx 1 to Rx 3 may be bonded to form a cycloalkyl group.
-A-W (II)
In general formula (II),
A represents an oxygen atom, a group represented by -N (Rw)-, or a sulfur atom. In the group represented by —N (Rw) —, N is a nitrogen atom, and Rw represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group.
W represents a protecting group other than the tertiary alkyl group formed by Rx 1 to Rx 3 together with the carbon atom.
-A-H (III)
In general formula (III), A is synonymous with A in general formula (II).

Rwにおけるアルキル基としては、好ましくは炭素数1〜10のアルキル基(例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、ネオペンチル等)が挙げられる。
Rwにおけるシクロアルキル基としては、好ましくは炭素数3〜10のシクロアルキル基(例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル等)が挙げられる。Rwは特に、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基であることが好ましい。
Aは、特に酸素原子であることが好ましい。
The alkyl group for Rw is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, neopentyl, etc.). Can be mentioned.
The cycloalkyl group for Rw is preferably a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (eg, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclooctyl, etc.). Rw is particularly preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a cyclopentyl group, or a cyclohexyl group.
A is particularly preferably an oxygen atom.

Wにおける保護基とは、水素結合性を有する基(一般式(III)で表される基)を水素結合性を有さない基(一般式(II)で表される基)に変換でき、かつ脱保護反応により容易に脱保護できる保護基であり、かつ、一般式(I)中のRx1〜Rx3が炭素原子と共に形成する三級アルキル基以外の保護基を表す。ここでいう「一般式(I)中のRx1〜Rx3が炭素原子と共に形成する三級アルキル基以外の保護基」とは、一般式(I)中のRx1〜Rx3が炭素原子と共に形成する三級アルキル基と同じ構造を有さず、かつ、この基が実質的に分解しない条件で脱保護できる保護基である。ここでいう「実質的に分解しない条件」とは、保護基Wの脱保護条件で、一般式(I)中のRx1〜Rx3が炭素原子と共に形成する三級アルキル基の分解率(分解した三級アルキル基のモル数/脱保護反応前の三級アルキル基のモル数×100(%))が10モル%以下であることを言う。特に、三級アルキル基の分解率が5モル%以下の条件で脱保護できる保護基を用いることが好ましい。三級アルキル基の分解率を5モル%以下に抑える方法としては、(1)反応温度20℃の酸性条件下で容易に加水分解できる保護基をWに用い、反応温度20℃の酸性条件下でWを選択的に加水分解する方法、(2)金属を用いる反応で脱保護できる保護基をWに用い、金属を用いて脱保護する方法、が挙げられる。これらの脱保護条件では、一般式(I)中のRx1〜Rx3が炭素原子と共に形成する三級アルキル基は実質的に分解しないため、分解率を5モル%以下に抑えることが可能となる。
このような保護基は、例えば、アルコキシメチル(一般式(IV−1)で表される基)、シリル(一般式(IV−2)で表される基)、トリフェニルメチル、メチルチオメチル等の比較的穏やかな酸性条件下で脱保護できる基や、ベンジル、アリル等の非酸性条件下(例えば、金属を用いる反応で脱保護できる条件等)で脱保護できる基が挙げられるが、脱保護反応の容易さからアルコキシメチル(一般式(IV−1)で表される基)及びシリル(一般式(IV−2)で表される基)が最も好ましい。

Figure 2008274049
The protecting group in W can convert a group having hydrogen bonding properties (group represented by general formula (III)) into a group having no hydrogen bonding properties (group represented by general formula (II)), And it is a protecting group which can be easily deprotected by a deprotecting reaction, and represents a protecting group other than the tertiary alkyl group formed by Rx 1 to Rx 3 in the general formula (I) together with the carbon atom. The “protecting group other than the tertiary alkyl group formed by Rx 1 to Rx 3 in general formula (I) together with a carbon atom” as used herein means that Rx 1 to Rx 3 in general formula (I) are together with a carbon atom. It is a protecting group that does not have the same structure as the tertiary alkyl group to be formed and can be deprotected under the condition that this group does not substantially decompose. The “substantially no decomposition” here refers to the deprotection conditions of the protecting group W, and the decomposition rate of the tertiary alkyl group formed by Rx 1 to Rx 3 in the general formula (I) together with the carbon atom (decomposition) The number of moles of tertiary alkyl group / number of moles of tertiary alkyl group before deprotection × 100 (%)) is 10 mol% or less. In particular, it is preferable to use a protecting group that can be deprotected under the condition that the decomposition rate of the tertiary alkyl group is 5 mol% or less. As a method of suppressing the decomposition rate of the tertiary alkyl group to 5 mol% or less, (1) a protective group that can be easily hydrolyzed under acidic conditions at a reaction temperature of 20 ° C. is used for W, and acidic conditions at a reaction temperature of 20 ° C. And a method of selectively hydrolyzing W using (2) a method of using a protective group that can be deprotected by a reaction using a metal for W and deprotecting using a metal. Under these deprotection conditions, the tertiary alkyl group formed by Rx 1 to Rx 3 in the general formula (I) together with the carbon atom is not substantially decomposed, so that the decomposition rate can be suppressed to 5 mol% or less. Become.
Such protecting groups include, for example, alkoxymethyl (a group represented by general formula (IV-1)), silyl (a group represented by general formula (IV-2)), triphenylmethyl, methylthiomethyl, and the like. Examples include groups that can be deprotected under relatively mild acidic conditions and groups that can be deprotected under non-acidic conditions such as benzyl and allyl (for example, conditions that can be deprotected by a reaction using a metal). Of these, alkoxymethyl (a group represented by general formula (IV-1)) and silyl (a group represented by general formula (IV-2)) are most preferable.
Figure 2008274049

一般式(IV−1)中、
及びRはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基又はアルコキシ基を表す。
はアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はシクロアルケニル基を表す。R2とR3とが連結して環を作っても良い。
In general formula (IV-1),
R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group or an alkoxy group.
R 3 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or a cycloalkenyl group. R 2 and R 3 may be linked to form a ring.

Figure 2008274049
Figure 2008274049

一般式(IV−2)中、
、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基又はアルコキシ基を表す。
In general formula (IV-2),
R 4 , R 5 and R 6 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group or an alkoxy group.

以下にWとしての保護基の代表的な例を挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。
構造式中、Aは酸素原子、NRw(Nは窒素原子)及び硫黄原子を表す。R1w、R2wは各々独立して水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基又はアルコキシ基を表す。
Although the typical example of the protecting group as W is given to the following, this invention is not limited to this.
In the structural formula, A represents an oxygen atom, NRw (N is a nitrogen atom) and a sulfur atom. R 1w and R 2w each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group or an alkoxy group.

Figure 2008274049
Figure 2008274049

一般式(IV−2)の保護基を有するモノマーの一例として、一般式(V)で表される化合物が挙げられる。このモノマーは本発明の製造方法以外にも、他の機能性材料(例えば、防湿材料、防水材料、電気絶縁材料等)の原料としても有用である。   As an example of the monomer having a protecting group of the general formula (IV-2), a compound represented by the general formula (V) can be given. In addition to the production method of the present invention, this monomer is useful as a raw material for other functional materials (for example, moisture-proof materials, waterproof materials, electrical insulating materials, etc.).

Figure 2008274049
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一般式(V)中、
Rvは水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。
、R及びRは一般式(IV−2)中のR、R及びRと同義であり、炭素数1〜5のアルキル基であることが特に好ましい。
nは1〜3の整数を表す。
In general formula (V),
Rv represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
R 4, R 5 and R 6 have the same meanings as defined in formula (IV-2) R 4, R 5 and R 6 in, and particularly preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
n represents an integer of 1 to 3.

保護基を有するモノマーの代表的な例を挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。式中、R3WおよびRvは水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。 Although the typical example of the monomer which has a protecting group is given, this invention is not limited to this. In the formula, R 3W and R v represent a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.

Figure 2008274049
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本発明の一般式(V)で表される化合物は、一般式(Va)で表される化合物と一般式(Vb)で表される化合物との反応により得ることができる。反応は、0〜80℃で行うことが好ましく、10〜50℃で行うことが最も好ましい。一般式(Vb)で表される化合物は、一般式(Va)で表される化合物が含有する水酸基に対し、1.0〜5.0モル当量用いることが好ましく、1.1〜2.5モル当量用いることが最も好ましい。反応は、塩基性物質の存在下で行うことが好ましい。ここでいる塩基性物質とは水中25℃でpKaが7より大きい化合物をいう。塩基性物質は、アミン(例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N−メチルピペリジンなど)、含窒素テロ環化合物(例えば、ピリジン、キノリン、ピコリン、ピラゾール、イミダゾール、1,2,3−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、テトラゾールなど)、炭酸塩(例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウムなど)が挙げられ、特に三級アミン、含窒素ヘテロ環化合物が好ましい。塩基性物質は、一般式(Va)で表される化合物が含有する水酸基に対し、1.0〜5.0モル当量用いることが好ましく、1.1〜2.5モル当量用いることが最も好ましい。   The compound represented by the general formula (V) of the present invention can be obtained by a reaction between the compound represented by the general formula (Va) and the compound represented by the general formula (Vb). The reaction is preferably performed at 0 to 80 ° C, and most preferably at 10 to 50 ° C. The compound represented by the general formula (Vb) is preferably used in an amount of 1.0 to 5.0 molar equivalents relative to the hydroxyl group contained in the compound represented by the general formula (Va). Most preferably, molar equivalents are used. The reaction is preferably performed in the presence of a basic substance. Here, the basic substance means a compound having a pKa greater than 7 at 25 ° C. in water. Basic substances include amines (eg, triethylamine, tributylamine, N-methylpiperidine, etc.), nitrogen-containing telocyclic compounds (eg, pyridine, quinoline, picoline, pyrazole, imidazole, 1,2,3-triazole, 1,2 , 4-triazole, tetrazole, etc.) and carbonates (for example, sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate, etc.), and tertiary amines and nitrogen-containing heterocyclic compounds are particularly preferred. The basic substance is preferably used in an amount of 1.0 to 5.0 molar equivalents, most preferably 1.1 to 2.5 molar equivalents, based on the hydroxyl group contained in the compound represented by the general formula (Va). .

Figure 2008274049
Figure 2008274049

本発明の脱保護工程について説明する。本発明の脱保護工程は重合中又は重合後のどちらで行ってもよいが、重合後に行うことが特に好ましい。これは、重合中に脱保護反応を行うと、保護基を有する未反応モノマーの保護基が脱保護し、本発明の効果(水素結合性を有するモノマーを保護することによるモノマー消費速度均一化の効果)が小さくなるためである。
脱保護反応は、保護基に応じて最適な脱保護反応(例えばProtecting Groups 3rd Edition(Thime)に記載されている脱保護反応)を選び実施する。保護基がアルコキシメチル基(一般式(III−1)で表される基)及びシリル基(一般式(III−2)で表される基)である場合、酸性物質及びプロトン性溶媒を用いて脱保護反応をすることが好ましい。ここでいう酸性物質とは、水中25℃でのpKaが4以下の化合物をいう。
The deprotection process of the present invention will be described. The deprotection step of the present invention may be performed either during polymerization or after polymerization, but it is particularly preferable to perform it after polymerization. This is because when the deprotection reaction is performed during the polymerization, the protective group of the unreacted monomer having the protective group is deprotected, and the effect of the present invention (the monomer consumption rate is uniformized by protecting the monomer having hydrogen bonding properties). This is because (effect) becomes small.
The deprotection reaction is carried out by selecting an optimum deprotection reaction (for example, a deprotection reaction described in Protection Groups 3rd Edition (Time)) according to the protecting group. When the protecting group is an alkoxymethyl group (a group represented by the general formula (III-1)) and a silyl group (a group represented by the general formula (III-2)), an acidic substance and a protic solvent are used. It is preferable to perform a deprotection reaction. The acidic substance here means a compound having a pKa of 4 or less at 25 ° C. in water.

脱保護反応に用いる酸性物質の具体的な例としては、スルホン酸(例えば、硫酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等)、ハロゲン化水素(フッ化水素、塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素)、ペルフルオロカルボン酸(例えば、トリフルオロ酢酸、ペルフルオロブタンカルボン酸等)、硝酸等が挙げられる。これらの酸は単独で用いても良く、混合して用いても良い。また、ピリジン等の塩基の塩になっていても良い(例えば、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩など)。
酸性物質の使用量は、保護基Wに対し、0.1〜10モル当量用いることが好ましく、0.5〜5モル当量用いることが最も好ましい。
酸性物質と共に用いるプロトン性溶媒とは、ヒドロキシル基を有する溶媒であり、例えば、水、アルコール溶媒(例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール等)が挙げられる。
脱保護反応は均一溶媒系で行ってもよく、不均一溶媒系(樹脂を含有する有機溶媒とプロトン性溶媒の二相系)で行っても良い。均一溶媒系で脱保護を行う場合、樹脂が析出しないようにプロトン性溶媒を添加することが好ましい。均一溶媒系で脱保護反応を行う場合、プロトン性溶媒は保護基Wに対し1.0〜10000モル当量用いることが好ましく、10〜1000モル当量用いることが最も好ましい。不均一溶媒系で脱保護を行う場合、プロトン性溶媒が含有する酸性物質の重量濃度(酸性水溶液(g)に含有される酸性物質(g)の割合)は、20重量%以下が好ましく、10重量%以下が最も好ましい。これにより、一般式(I)で表される酸分解性基を有する繰り返し単位を分解させずに効果的に脱保護反応を進行させることができる。
Specific examples of the acidic substance used for the deprotection reaction include sulfonic acid (for example, sulfuric acid, methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, etc.), hydrogen halide (hydrogen fluoride, hydrogen chloride, (Hydrogen bromide, hydrogen iodide), perfluorocarboxylic acid (for example, trifluoroacetic acid, perfluorobutanecarboxylic acid, etc.), nitric acid and the like. These acids may be used alone or in combination. Further, it may be a salt of a base such as pyridine (for example, p-toluenesulfonic acid pyridinium salt).
The use amount of the acidic substance is preferably 0.1 to 10 molar equivalents, and most preferably 0.5 to 5 molar equivalents with respect to the protecting group W.
The protic solvent used together with the acidic substance is a solvent having a hydroxyl group, and examples thereof include water and alcohol solvents (for example, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, etc.).
The deprotection reaction may be performed in a homogeneous solvent system or a heterogeneous solvent system (a two-phase system of an organic solvent containing a resin and a protic solvent). When deprotection is performed in a homogeneous solvent system, it is preferable to add a protic solvent so that the resin does not precipitate. When the deprotection reaction is carried out in a homogeneous solvent system, the protic solvent is preferably used in an amount of 1.0 to 10,000 molar equivalents, and most preferably 10 to 1000 molar equivalents relative to the protective group W. When deprotection is performed in a heterogeneous solvent system, the weight concentration of the acidic substance contained in the protic solvent (the ratio of the acidic substance (g) contained in the acidic aqueous solution (g)) is preferably 20% by weight or less. Most preferred is% by weight or less. Thereby, deprotection reaction can be advanced effectively without decomposing | disassembling the repeating unit which has an acid-decomposable group represented by general formula (I).

脱保護反応は、通常、0〜100℃で行うことができるが10〜50℃で行うことが好ましく、10〜35℃で行うことが最も好ましい。
反応時間は5時間以内であることが好ましく、2時間以内であることが最も好ましい。
The deprotection reaction can be usually carried out at 0 to 100 ° C, preferably 10 to 50 ° C, most preferably 10 to 35 ° C.
The reaction time is preferably within 5 hours, and most preferably within 2 hours.

本発明の重合方法としては、ラジカル重合、カチオン重合、イオン重合等の付加重合や、重縮合等が挙げられるが、特にラジカル重合が好ましい。
ラジカル重合の方法としては、モノマー種および開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤(場合によってはモノマー種や開始剤を含有してもよい)にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられるが、滴下重合法が好ましい。
反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル系溶媒やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンのようなケトン系溶媒、酢酸エチルのようなエステル系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶媒、さらには後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明の組成物を溶解する溶媒が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いても良く、混合して用いても良い。より好ましくは本発明のレジスト組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。
Examples of the polymerization method of the present invention include addition polymerization such as radical polymerization, cationic polymerization, and ionic polymerization, polycondensation, and the like, and radical polymerization is particularly preferable.
As a radical polymerization method, monomer species and an initiator are dissolved in a solvent, and the polymerization is performed by heating, a polymerization method in which polymerization is performed, or a heating solvent (which may contain a monomer species or an initiator in some cases) And a polymerization method in which the initiator solution is added dropwise over 1 to 10 hours, and the polymerization method is preferred.
Examples of the reaction solvent include ether solvents such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diisopropyl ether, ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone, ester solvents such as ethyl acetate, dimethylformamide, dimethylacetamide. Examples thereof include amide solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone described below. These solvents may be used alone or in combination. More preferably, the polymerization is performed using the same solvent as that used in the resist composition of the present invention. Thereby, generation | occurrence | production of the particle at the time of a preservation | save can be suppressed.

重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2‘−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などが挙げられる。重合は、連鎖移動剤を添加して行っても良い。連鎖移動剤としては、硫黄を含有する化合物が好ましく、炭素数が1〜10のチオール、炭素数が2〜20のジスルフィドが最も好ましい。チオールとしては、1−ブタンチオール、1−ペンタンチオール、シクロヘキサンチオール、1−オクタンチオール等が挙げられる。ジスルフィドとしては、ジブチルジスルフィド、ジオクチルジスルフィド、ジシクロヘキシルジスルフィド等が挙げられる。これら連鎖移動剤の添加量は、目的の重合体の分子量によるため一義的に決定できないが、全モノマーモル数に対し、概ね0.01〜10モル%である。重合反応の全モノマー濃度は5〜50質量%であり、好ましくは10〜30質量%である。反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは60℃〜100℃である。   The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. As a polymerization initiator, a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) is used to initiate the polymerization. As the radical initiator, an azo initiator is preferable, and an azo initiator having an ester group, a cyano group, or a carboxyl group is preferable. Preferred initiators include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) and the like. The polymerization may be performed by adding a chain transfer agent. As the chain transfer agent, a compound containing sulfur is preferable, and a thiol having 1 to 10 carbon atoms and a disulfide having 2 to 20 carbon atoms are most preferable. Examples of the thiol include 1-butanethiol, 1-pentanethiol, cyclohexanethiol, 1-octanethiol and the like. Examples of the disulfide include dibutyl disulfide, dioctyl disulfide, dicyclohexyl disulfide and the like. The addition amount of these chain transfer agents depends on the molecular weight of the target polymer and cannot be determined uniquely, but is generally 0.01 to 10 mol% with respect to the total number of monomer moles. The total monomer concentration in the polymerization reaction is 5 to 50% by mass, preferably 10 to 30% by mass. The reaction temperature is usually 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 60 ° C to 100 ° C.

本発明の樹脂は、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂であり、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基(以下、「酸分解性基」ともいう)を有する樹脂(「酸分解性樹脂」、「酸分解性樹脂(B)」又は「樹脂(B)」とも呼ぶ)である。   The resin of the present invention is a resin that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkali developer, and decomposes by the action of an acid on the main chain or side chain of the resin, or both the main chain and side chain. A resin having a group that generates an alkali-soluble group (hereinafter also referred to as “acid-decomposable group”) (also referred to as “acid-decomposable resin”, “acid-decomposable resin (B)”, or “resin (B)”) is there.

アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボン酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基を有する基等が挙げられる。
好ましいアルカリ可溶性基としては、カルボン酸基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、スルホン酸基が挙げられる。
酸で分解し得る基(酸分解性基)として好ましい基は、これらのアルカリ可溶性基の水素原子を酸で脱離する基で置換した基である。
酸で脱離する基としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(R36)(R37)(OR39)、−C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。
式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
01〜R02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。
酸分解性基としては好ましくは、クミルエステル基、エノールエステル基、アセタールエステル基、第3級のアルキルエステル基等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル基である。
Alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) Imido group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) methylene group A group having
Preferred alkali-soluble groups include carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol), and sulfonic acid groups.
A preferred group as an acid-decomposable group (acid-decomposable group) is a group obtained by substituting the hydrogen atom of these alkali-soluble groups with a group capable of leaving with an acid.
Examples of the group leaving with an acid include -C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ), -C (R 36 ) (R 37 ) (OR 39 ), -C (R 01 ) (R 02 ). ) (OR 39 ) and the like.
In the formula, R 36 to R 39 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.
R 01 and R 02 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group.
The acid-decomposable group is preferably a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, a tertiary alkyl ester group or the like. More preferably, it is a tertiary alkyl ester group.

本発明の樹脂(B)は、酸分解性基を有する酸分解性繰り返し単位として前記式(I)で表される繰り返し単位を含有するが、他にも酸分解性基を有する酸分解性繰り返し単位を含有してもよい。   The resin (B) of the present invention contains a repeating unit represented by the above formula (I) as an acid-decomposable repeating unit having an acid-decomposable group, but also has an acid-decomposable group having an acid-decomposable group. You may contain a unit.

式(I)中、
Tにおける二価の連結基としてはアルキレン基、−COO−Rt−(Rtはアルキレン基又はシクロアルキレン基)、−ORt−等が挙げられる。Tは、特に単結合又は−COO−Rt−が好ましい。Rtは炭素数1〜5のアルキレン基(−CH−、−(CH−等)が好ましい。
Rx1〜Rx3のアルキル基は直鎖でも分岐していてもよく、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、t−ブチル基などの炭素数1〜4のものが好ましい。
Rx1〜Rx3のシクロアルキル基としては、単環でも多環でもよく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの単環環状アルキル基、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環環状アルキル基が好ましい。
Rx1〜Rx3の少なくとも2つが結合して形成されるシクロアルキル基としてはシクロペンチル基、シクロヘキシル基などの単環環状アルキル基、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環環状アルキル基が好ましい。
Rx1がメチル基またはエチル基であり、Rx2とRx3とが結合して上述のシクロアルキル基を結合している様態が好ましい。
In formula (I),
Examples of the divalent linking group for T include an alkylene group, -COO-Rt- (Rt is an alkylene group or a cycloalkylene group), -ORt-, and the like. T is particularly preferably a single bond or —COO—Rt—. Rt is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms (—CH 2 —, — (CH 2 ) 3 — and the like).
The alkyl group of Rx 1 to Rx 3 may be linear or branched and has 1 carbon atom such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, or a t-butyl group. ~ 4 are preferred.
The cycloalkyl group represented by Rx 1 to Rx 3 may be monocyclic or polycyclic, and may be a monocyclic cyclic alkyl group such as a cyclopentyl group or a cyclohexyl group, a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, an adamantyl group. A polycyclic cyclic alkyl group such as
Examples of the cycloalkyl group formed by combining at least two of Rx 1 to Rx 3 include a monocyclic cyclic alkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and an adamantyl group A polycyclic cyclic alkyl group such as
It is preferable that Rx 1 is a methyl group or an ethyl group, and Rx 2 and Rx 3 are bonded to bond the above-described cycloalkyl group.

酸分解性繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、20〜50mol%が好ましく、より好ましくは25〜45mol%である。   As for content of an acid-decomposable repeating unit, 20-50 mol% is preferable with respect to all the repeating units in a polymer, More preferably, it is 25-45 mol%.

好ましい酸分解性基を有する繰り返し単位の具体例を以下に示す。式中、Xa1は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。 Specific examples of the repeating unit having a preferred acid-decomposable group are shown below. In the formula, Xa 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group.

Figure 2008274049
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(B)成分はラクトン基を有する繰り返し単位を含有することが好ましい。
ラクトン基としては、ラクトン構造を含有していればいずれの基でも用いることができるが、好ましくは5〜7員環ラクトン構造を含有する基であり、5〜7員環ラクトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。下記一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。また、ラクトン構造を有する基が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては(LC1−1)(LC1−4)(LC1−5)(LC1−6)(LC1−13)(LC1−14)であり、特定のラクトン構造を用いることでラインエッジラフネス、現像欠陥が良好になる。
The component (B) preferably contains a repeating unit having a lactone group.
As the lactone group, any group can be used as long as it contains a lactone structure, but a group containing a 5- to 7-membered ring lactone structure is preferred, and a bicyclo structure is added to the 5- to 7-membered ring lactone structure, Those in which other ring structures are condensed to form a spiro structure are preferred. It is more preferable to have a repeating unit having a group having a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-16). Further, a group having a lactone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred lactone structures are (LC1-1) (LC1-4) (LC1-5) (LC1-6) (LC1-13) (LC1-14). By using a specific lactone structure, line edge roughness, Development defects are improved.

Figure 2008274049
Figure 2008274049

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

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

Figure 2008274049
Figure 2008274049

一般式(AII)中、Rb0は、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Rb0のアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。 In general formula (AII), Rb 0 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Preferable substituents that the alkyl group of Rb 0 may have include a hydroxyl group and a halogen atom.

b0のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。Rb0は水素原子、メチル基が好ましい。 Examples of the halogen atom for R b0 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. R b0 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

bは、アルキレン基、単環または多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、単結合、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシル基、又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。好ましくは単結合、−Ab1−CO2−で表される連結基である。
Ab1は直鎖、分岐アルキレン基、単環または多環のシクロアルキレン基であり、好ましくはメチレン基、エチレン基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基である。
A b is an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, a single bond, an ether group, an ester group, a carbonyl group, a carboxyl group, or a divalent group obtained by combining these. Represents. Preferably a single bond, -Ab1-CO 2 - is a linking group represented by.
Ab1 is a linear, branched alkylene group, monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, or a norbornyl group.

Vは、一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のうちのいずれかで示される基を表す。   V represents a group represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16).

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

ラクトン構造を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、15〜60mol%が好ましく、より好ましくは20〜50mol%、更に好ましくは30〜50mol%である。   The content of the repeating unit having a lactone structure is preferably from 15 to 60 mol%, more preferably from 20 to 50 mol%, still more preferably from 30 to 50 mol%, based on all repeating units in the polymer.

ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。式中、RxはH、CH3、CH2OH、またはCF3を表す。 Specific examples of the repeating unit having a group having a lactone structure are given below, but the present invention is not limited thereto. In the formula, Rx represents H, CH 3 , CH 2 OH, or CF 3 .

Figure 2008274049
Figure 2008274049

Figure 2008274049
Figure 2008274049

Figure 2008274049
Figure 2008274049

ラクトン基を有する繰り返し単位としては最も好ましくは下記の繰り返し単位が挙げられる。最適なラクトン構造を選択することにより、パターンプロファイル、粗密依存性が良好となる。   Most preferably, the repeating unit having a lactone group includes the following repeating units. By selecting the optimum lactone structure, the pattern profile and the density dependence become good.

Figure 2008274049
Figure 2008274049

(B)成分は極性基を有する繰り返し単位が好ましい。極性基としては、水酸基、シアノ基、アミド基、スルホンアミド基、カルボニル基、エステル基又はスルホ基が例としてあげられるが、水酸基又はシアノ基が特に好ましい。これにより基板密着性、現像液親和性が向上する。水酸基またはシアノ基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位であることが好ましい。水酸基またはシアノ基で置換された脂環炭化水素構造の脂環炭化水素構造としてはアダマンチル基、ジアマンチル基、ノルボルナン基が好ましい。好ましい水酸基またはシアノ基で置換された脂環炭化水素構造としては(VIIa)〜(VIId)で表される部分構造が好ましい。   Component (B) is preferably a repeating unit having a polar group. Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, an amide group, a sulfonamide group, a carbonyl group, an ester group, and a sulfo group, and a hydroxyl group or a cyano group is particularly preferable. This improves the substrate adhesion and developer compatibility. A repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group is preferred. The alicyclic hydrocarbon structure of the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group is preferably an adamantyl group, a diamantyl group, or a norbornane group. As the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a preferred hydroxyl group or cyano group, partial structures represented by (VIIa) to (VIId) are preferred.

Figure 2008274049
Figure 2008274049

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

一般式(VIIa)〜(VIId)で表される基を有する繰り返し単位としては、下記一般式(AIII)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。   Examples of the repeating unit having a group represented by general formulas (VIIa) to (VIId) include a repeating unit represented by the following general formula (AIII).

Figure 2008274049
Figure 2008274049

一般式(AIIIa)〜(AIIId)中、R1cは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基、ヒドロキメチル基を表す。
極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、5〜40mol%が好ましく、より好ましくは5〜30mol%、更に好ましくは10〜25mol%である。
In general formulas (AIIIa) to (AIIId), R 1c represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group.
The content of the repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group is preferably 5 to 40 mol%, more preferably 5 to 30 mol%, still more preferably 10 to 25 mol based on all repeating units in the polymer. %.

一般式(AIIIa)〜(AIIId)で表される構造を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Although the specific example of the repeating unit which has a structure represented by general formula (AIIIa)-(AIIId) is given to the following, this invention is not limited to these.

Figure 2008274049
Figure 2008274049

本発明の樹脂(B)は、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。アルカリ可溶性基としてはカルボキシル基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、ビスルスルホニルイミド基、α位が電子求引性基で置換された脂肪族アルコールが挙げられ、カルボキシル基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を含有することによりコンタクトホール用途での解像性が増す。アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に直接アルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、あるいは連結基を介して樹脂の主鎖にアルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、さらにはアルカリ可溶性基を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入、のいずれも好ましく、連結基は単環または多環の環状炭化水素構造を有していてもよい。最も好ましくはアクリル酸、メタクリル酸である。
アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、1〜20mol%が好ましく、より好ましくは3〜15mol%、更に好ましくは5〜10mol%である。
The resin (B) of the present invention preferably has a repeating unit having an alkali-soluble group. Examples of the alkali-soluble group include a carboxyl group, a sulfonamide group, a sulfonylimide group, a bisulsulfonylimide group, and an aliphatic alcohol in which the α-position is substituted with an electron withdrawing group, and has a repeating unit having a carboxyl group. More preferred. By containing the repeating unit having an alkali-soluble group, the resolution in contact hole applications is increased. The repeating unit having an alkali-soluble group includes a repeating unit in which an alkali-soluble group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid, or an alkali in the main chain of the resin through a linking group. Either a repeating unit to which a soluble group is bonded, or a polymerization initiator or chain transfer agent having an alkali-soluble group is used at the time of polymerization and introduced at the end of the polymer chain, and the linking group is monocyclic or polycyclic. It may have a cyclic hydrocarbon structure. Most preferred are acrylic acid and methacrylic acid.
As for content of the repeating unit which has an alkali-soluble group, 1-20 mol% is preferable with respect to all the repeating units in a polymer, More preferably, it is 3-15 mol%, More preferably, it is 5-10 mol%.

アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位の具体例を以下に示す。   Specific examples of the repeating unit having an alkali-soluble group are shown below.

Figure 2008274049
Figure 2008274049

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

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

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

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

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

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

本発明の樹脂を感光性組成物とし、それが特にArF露光用のレジスト組成物であるとき、ArF光への透明性の点から樹脂は芳香族基を有さないことが好ましい。
本発明に用いる樹脂(B)として好ましくは、繰り返し単位のすべてが(メタ)アクリレート繰り返し単位で構成されたものである。この場合、繰り返し単位のすべてがメタクリレート、繰り返し単位のすべてがアクリレート、メタクリレート/アクリレート混合のいずれのものでも用いることができるが、アクリレート繰り返し単位が全繰り返し単位の50mol%以下であることが好ましい。
より好ましくは一般式(I)で表される酸分解性基を有する(メタ)アクリレート繰り返し単位20〜50%、ラクトン構造を含有する(メタ)アクリレート繰り返し単位20〜50%、一般式(II)で表される官能基を有する繰り返し単位0〜10%、式(III)で表される基を含む繰り返し単位0〜20%を含む共重合ポリマーである。さらに、式(III)で表される基を含む繰り返し単位以外の極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する(メタ)アクリレート繰り返し単位0〜20%、その他の繰り返し単位を0〜20%を含んでいてもよい。
When the resin of the present invention is a photosensitive composition and it is a resist composition for ArF exposure, it is preferable that the resin does not have an aromatic group from the viewpoint of transparency to ArF light.
The resin (B) used in the present invention is preferably one in which all of the repeating units are composed of (meth) acrylate repeating units. In this case, all of the repeating units may be methacrylate, all of the repeating units may be acrylate, or a mixture of methacrylate / acrylate, but the acrylate repeating unit is preferably 50 mol% or less of the entire repeating unit.
More preferably, the (meth) acrylate repeating unit having an acid-decomposable group represented by the general formula (I) is 20 to 50%, the (meth) acrylate repeating unit having a lactone structure is 20 to 50%, the general formula (II) A copolymer having 0 to 10% of repeating units having a functional group represented by formula (0) and 0 to 20% of repeating units including a group represented by formula (III). Furthermore, 0 to 20% of (meth) acrylate repeating units having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group other than the repeating unit containing a group represented by formula (III), 0 to 20% of other repeating units. May be included.

本発明に係る樹脂の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは1,000〜200,000であり、更に好ましくは3,000〜20,000、最も好ましくは5,000〜15,000である。重量平均分子量を、1,000〜200,000とすることにより、耐熱性やドライエッチング耐性の劣化を防ぐことができ、且つ現像性が劣化したり、粘度が高くなって製膜性が劣化することを防ぐことができる。 分子量分布は通常1〜5であり、好ましくは1〜3、更に好ましくは1〜2の範囲のものが使用される。分子量分布の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、且つレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。   The weight average molecular weight of the resin according to the present invention is preferably 1,000 to 200,000, more preferably 3,000 to 20,000, and most preferably 5,000 to 15 in terms of polystyrene by GPC method. , 000. By setting the weight average molecular weight to 1,000 to 200,000, deterioration of heat resistance and dry etching resistance can be prevented, developability is deteriorated, and viscosity is increased, resulting in deterioration of film forming property. Can be prevented. The molecular weight distribution is usually 1 to 5, preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2. The smaller the molecular weight distribution, the better the resolution and the resist shape, and the smoother the side wall of the resist pattern, the better the roughness.

本発明で得られた樹脂は、レジスト等の感光性組成物用途に好適に使用することができる。感光性組成物として使用する場合、(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、及び、(B)本発明で得られたアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂、を含有するポジ型感光性組成物として使用することが好ましい。   The resin obtained in the present invention can be suitably used for photosensitive composition applications such as resists. When used as a photosensitive composition, it contains (A) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and (B) a resin that increases the dissolution rate in the alkaline developer obtained in the present invention. It is preferable to use it as a positive photosensitive composition.

本発明の感光性組成物において、本発明に係わる全ての樹脂の組成物全体中の配合量は、全固形分中50〜99.99質量%が好ましく、より好ましくは60〜99.0質量%である。
また、本発明の感光性組成物において、樹脂は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
以下、ポジ型感光性組成物が含有する、樹脂以外の各成分について説明する。
In the photosensitive composition of the present invention, the blending amount of all the resins according to the present invention in the entire composition is preferably 50 to 99.99% by mass, more preferably 60 to 99.0% by mass in the total solid content. It is.
Moreover, in the photosensitive composition of this invention, resin may be used by 1 type and may be used together two or more.
Hereinafter, each component other than the resin contained in the positive photosensitive composition will be described.

(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
本発明の感光性組成物は活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(A)(酸発生剤、光酸発生剤ともいう)を含有する。
そのような光酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
(A) Compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation The photosensitive composition of the present invention is a compound (A) that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation (also referred to as an acid generator or a photoacid generator). Containing.
Examples of such photoacid generators include photoinitiators for photocationic polymerization, photoinitiators for photoradical polymerization, photodecolorants for dyes, photochromic agents, actinic rays used in microresists, etc. Known compounds that generate an acid upon irradiation with radiation and mixtures thereof can be appropriately selected and used.

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

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

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

併用してもよい活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、下記一般式(ZI)、(ZII)、(ZIII)で表される化合物を挙げることができる。   Among the compounds that may be used in combination and decomposed by irradiation with actinic rays or radiation, preferred compounds include compounds represented by the following general formulas (ZI), (ZII), and (ZIII). it can.

Figure 2008274049
Figure 2008274049

上記一般式(ZI)において、R201、R202及びR203は、各々独立に有機基を表す。
-は、非求核性アニオンを表し、好ましくはスルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、ビス(アルキルスルホニル)アミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチドアニオン、BF4-、PF6-、SbF6-などが挙げられ、好ましくは炭素原子を含有する有機アニオンである。
In the above general formula (ZI), R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
X represents a non-nucleophilic anion, preferably sulfonate anion, carboxylate anion, bis (alkylsulfonyl) amide anion, tris (alkylsulfonyl) methide anion, BF 4− , PF 6− , SbF 6− and the like. Preferably, it is an organic anion containing a carbon atom.

好ましい有機アニオンとしては下式AN1〜AN4に示す有機アニオンが挙げられる。   Preferable organic anions include organic anions represented by the following formulas AN1 to AN4.

Figure 2008274049
Figure 2008274049

式AN1〜AN4中、
Rc1は有機基を表す。
Rc1における有機基としては、好ましくは炭素数1〜30のものが挙げられ、好ましくはアルキル基、アリール基、またはこれらの複数が、単結合、−O−、−CO2−、−S−、−SO3−、−SO2N(Rd1)−などの連結基で連結された基を挙げることができる。
Rd1は水素原子、アルキル基を表し、結合しているアルキル基、アリール基と環構造を形成してもよい。
Rc1の有機基としてより好ましくは1位がフッ素原子またはフロロアルキル基で置換されたアルキル基、フッ素原子またはフロロアルキル基で置換されたフェニル基である。フッ素原子またはフロロアルキル基を有することにより、光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上する。
Rc1において炭素原子を5個以上有する時、少なくとも1つの炭素原子は水素原子で置換されていることが好ましく、水素原子の数がフッ素原子より多いことがより好ましい。炭素数5以上のパーフロロアルキル基を有さないことにより生態への毒性が軽減する。
In formulas AN1-AN4,
Rc 1 represents an organic group.
The organic group for Rc 1 is preferably an organic group having 1 to 30 carbon atoms, and preferably an alkyl group, an aryl group, or a plurality of these is a single bond, —O—, —CO 2 —, —S—. , —SO 3 —, —SO 2 N (Rd 1 ) — and the like.
Rd 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and may form a ring structure with the bonded alkyl group or aryl group.
The organic group of Rc 1 is more preferably an alkyl group substituted at the 1-position with a fluorine atom or a fluoroalkyl group, or a phenyl group substituted with a fluorine atom or a fluoroalkyl group. By having a fluorine atom or a fluoroalkyl group, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased and the sensitivity is improved.
When Rc 1 has 5 or more carbon atoms, at least one carbon atom is preferably substituted with a hydrogen atom, and more preferably, the number of hydrogen atoms is larger than that of fluorine atoms. By not having a perfluoroalkyl group having 5 or more carbon atoms, ecotoxicity is reduced.

Rc1の最も好ましい様態としては、下記一般式で表される基である。 The most preferred embodiment of Rc 1 is a group represented by the following general formula.

Figure 2008274049
Figure 2008274049

Rc6は炭素数4以下、より好ましくは2〜4、更に好ましくは2〜3のパーフロロアルキレン基、または、3〜5個のフッ素原子及び/または1〜3個のフロロアルキル基で置換されたフェニレン基を表す。
Axは連結基(好ましくは単結合、−O−、−CO2−、−S−、−SO3−、−SO2N(Rd1)−)を表す。Rd1は水素原子、アルキル基を表し、Rc7と結合して環構造を形成してもよい。
Rcは水素原子、フッ素原子、アルキル基(直鎖または分岐)、シクロアルキル基(単環または多環)、アリール基を表す。アルキル基、シクロアルキル基、アリール基は置換基としてフッ素原子を含有しないことが好ましい。
Rc3、Rc4、Rcは各々独立して有機基を表す。Rc3、Rc4、Rcにおける有機基として好ましくはRc1における好ましい有機基と同じものを挙げることができる。
Rc3とRc4とが結合して環を形成していてもよい。
Rc3とRc4とが結合して形成される基としてはアルキレン基、アリーレン基が挙げられる。好ましくは炭素数2〜4のパーフロロアルキレン基である。Rc3とRc4が結合して環を形成することにより光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上し、好ましい。
Rc 6 is substituted with a perfluoroalkylene group having 4 or less carbon atoms, more preferably 2 to 4 carbon atoms, more preferably 2 to 3 carbon atoms, or 3 to 5 fluorine atoms and / or 1 to 3 fluoroalkyl groups. Represents a phenylene group.
Ax represents a linking group (preferably a single bond, —O—, —CO 2 —, —S—, —SO 3 —, —SO 2 N (Rd 1 ) —). Rd 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and may combine with Rc 7 to form a ring structure.
Rc 7 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group (straight or branched), a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic), an aryl group. The alkyl group, cycloalkyl group and aryl group preferably do not contain a fluorine atom as a substituent.
Rc 3 , Rc 4 and Rc 5 each independently represents an organic group. Preferred examples of the organic group for Rc 3 , Rc 4 and Rc 5 include the same organic groups as those for Rc 1 .
Rc 3 and Rc 4 may combine to form a ring.
Examples of the group formed by combining Rc 3 and Rc 4 include an alkylene group and an arylene group. Preferably, it is a C2-C4 perfluoroalkylene group. By combining Rc 3 and Rc 4 to form a ring, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased, and the sensitivity is improved, which is preferable.

201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。
また、R201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。
201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
201、R202及びR203としての有機基の具体例としては、後述する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、(ZI−3)における対応する基を挙げることができる。
The carbon number of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1-30, preferably 1-20.
Two of R 201 to R 203 may be bonded to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group.
The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).
Specific examples of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 include corresponding groups in the compounds (ZI-1), (ZI-2) and (ZI-3) described later.

尚、一般式(Z1)で表される構造を複数有する化合物であってもよい。例えば、一般式(ZI)で表される化合物のR201〜R203の少なくともひとつが、一般式(ZI)で表されるもうひとつの化合物のR201〜R203の少なくともひとつと結合した構造を有する化合物であってもよい。 In addition, the compound which has two or more structures represented by general formula (Z1) may be sufficient. For example, the general formula at least one of R 201 to R 203 of a compound represented by (ZI) is, at least one bond with structure of R 201 to R 203 of another compound represented by formula (ZI) It may be a compound.

更に好ましい(Z1)成分として、以下に説明する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、及び(ZI−3)を挙げることができる。   Further preferred examples of the component (Z1) include compounds (ZI-1), (ZI-2), and (ZI-3) described below.

化合物(ZI−1)は、上記一般式(ZI)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニム化合物、即ち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。
アリールスルホニウム化合物は、R201〜R203の全てがアリール基でもよいし、R201〜R203の一部がアリール基で、残りがアルキル基でもよい。
アリールスルホニウム化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物を挙げることができる。
アリールスルホニウム化合物のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基などのアリール基、インドール残基、ピロール残基、などのヘテロアリール基が好ましく、更に好ましくはフェニル基、インドール残基である。アリールスルホニム化合物が2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているアルキル基およびシクロアルキル基は、炭素数1〜15の直鎖、分岐アルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。
201〜R203のアリール基、アルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜14)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基を置換基として有してもよい。好ましい置換基としては炭素数1〜12の直鎖、分岐アルキル基またはシクロアルキル基、炭素数1〜12の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基であり、最も好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基である。置換基は、3つのR201〜R203のうちのいずれか1つに置換していてもよいし、3つ全てに置換していてもよい。また、R201〜R203がアリール基の場合に、置換基はアリール基のp−位に置換していることが好ましい。
The compound (ZI-1) is at least one of the aryl groups R 201 to R 203 in formula (ZI), arylsulfonium compound, i.e., a compound having arylsulfonium as a cation.
Arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group or a part of R 201 to R 203 may be an aryl group with the remaining being an alkyl group.
Examples of the arylsulfonium compound include a triarylsulfonium compound, a diarylalkylsulfonium compound, and an aryldialkylsulfonium compound.
The aryl group of the arylsulfonium compound is preferably an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group, or a heteroaryl group such as an indole residue or a pyrrole residue, more preferably a phenyl group or an indole residue. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.
The alkyl group and cycloalkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary are preferably straight-chain or branched alkyl groups having 1 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an n-butyl group. , Sec-butyl group, t-butyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group and the like.
Aryl group R 201 to R 203, an alkyl group, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, 6 to 14 carbon atoms), an alkoxy group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group And may have a phenylthio group as a substituent. Preferred substituents are linear, branched alkyl or cycloalkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, linear, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, and most preferably alkyl having 1 to 4 carbon atoms. Group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. The substituent may be substituted with any one of the three R 201 to R 203 , or may be substituted with all three. When R 201 to R 203 are an aryl group, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.

次に、化合物(ZI−2)について説明する。
化合物(ZI−2)は、式(ZI)におけるR201〜R203が、各々独立に、芳香環を含有しない有機基を表す場合の化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含有する芳香族環も包含するものである。
201〜R203としての芳香環を含有しない有機基は、一般的に炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20である。
201〜R203は、各々独立に、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリル基、ビニル基であり、更に好ましくは直鎖又は分岐の2−オキソアルキル基、2−オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、最も好ましくは直鎖又は分岐2−オキソアルキル基である。
Next, the compound (ZI-2) will be described.
Compound (ZI-2) is a compound in the case where R 201 to R 203 in formula (ZI) each independently represents an organic group containing no aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring containing a hetero atom.
The organic group having no aromatic ring as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.
R 201 to R 203 are each independently preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group, more preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group, 2-oxocycloalkyl group, alkoxy group. A carbonylmethyl group, most preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group.

201〜R203のアルキル基及びシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。アルキル基として、より好ましくは2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基を挙げることができる。シクロアルキル基として、より好ましくは、2−オキソシクロアルキル基を挙げることができる。 The alkyl group and cycloalkyl group of R 201 to R 203, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (e.g., methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group), carbon Examples thereof include cycloalkyl groups of several 3 to 10 (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group). More preferred examples of the alkyl group include a 2-oxoalkyl group and an alkoxycarbonylmethyl group. More preferred examples of the cycloalkyl group include a 2-oxocycloalkyl group.

2−オキソアルキル基は、直鎖又は分岐のいずれであってもよく、好ましくは、上記のアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
2−オキソシクロアルキル基は、好ましくは、上記のシクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
The 2-oxoalkyl group may be either linear or branched, and a group having> C = O at the 2-position of the above alkyl group is preferable.
The 2-oxocycloalkyl group is preferably a group having> C═O at the 2-position of the cycloalkyl group.

アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。   The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group).

201〜R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1〜5)、水酸基、シアノ基、ニトロ基によって更に置換されていてもよい。
201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (eg, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.
Two members out of R 201 to R 203 may combine to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).

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

Figure 2008274049
Figure 2008274049

1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、又はハロゲン原子を表す。
6c及びR7cは、水素原子又はアルキル基を表す。
Rx及びRyは、各々独立に、アルキル基、アリル基、又はビニル基を表す。
1c〜R5c中のいずれか2つ以上、及びRxとRyは、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、この環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。
R 1c to R 5c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
R 6c and R 7c represent a hydrogen atom or an alkyl group.
Rx and Ry each independently represents an alkyl group, an allyl group, or a vinyl group.
Any two or more of R 1c to R 5c , and R x and R y may be bonded to each other to form a ring structure, and this ring structure includes an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, and an amide bond. May be included.

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

x及びRyとしてのアルキル基は、R1c〜R5cとしてのアルキル基と同様のものを挙げることができる。
x及びRyが結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げることができる。
Examples of the alkyl group as R x and R y include the same alkyl groups as R 1c to R 5c .
Examples of the group formed by combining R x and R y include a butylene group and a pentylene group.

x、Ryは、好ましくは炭素数4個以上のアルキル基であり、より好ましくは6個以上、更に好ましくは8個以上のアルキル基である。 R x and R y are preferably an alkyl group having 4 or more carbon atoms, more preferably 6 or more, and still more preferably 8 or more.

一般式(ZII)、(ZIII)中、R204〜R207は、各々独立に、置換基を有しててもよいアリール基又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
204〜R207のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。
204〜R207としてのアルキル基およびシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)、炭素数3〜10の環状アルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。
204〜R207が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜15)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基等を挙げることができる。
-は、非求核性アニオンを表し、一般式(I)に於けるX-の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。
In formula (ZII), (ZIII), R 204 ~R 207 each independently represents an alkyl group which may have an optionally substituted aryl group or a substituent.
Phenyl group and a naphthyl group are preferred as the aryl group of R 204 to R 207, more preferably a phenyl group.
Alkyl group and cycloalkyl group as R 204 to R 207 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (e.g., methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group), carbon A cyclic alkyl group (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group) of several 3 to 10 can be exemplified.
The R 204 to R 207 are substituents which may have, for example, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), an aryl group (e.g. having 6 to 15 carbon atoms), an alkoxy group (for example, 1 to 15 carbon atoms ), Halogen atoms, hydroxyl groups, phenylthio groups, and the like.
X represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same as the non-nucleophilic anion of X − in formula (I).

併用してもよい活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、更に、下記一般式(ZIV)、(ZV)、(ZVI)で表される化合物を挙げることができる。   Of the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation that may be used in combination, preferred compounds further include compounds represented by the following general formulas (ZIV), (ZV), and (ZVI). be able to.

Figure 2008274049
Figure 2008274049

一般式(ZIV)〜(ZVI)中、Ar3及びAr4は、各々独立に、置換若しくは未置換のアリール基を表す。
206は、置換若しくは未置換のアルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基を表す。
207及びR208置換若しくは未置換のアルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基、電子求引性基を表す。R207として好ましくは置換若しくは未置換のアリール基である。
208として好ましくは電子求引性基であり、より好ましくはシアノ基、フロロアルキル基である。
Aは、置換若しくは未置換のアルキレン基、置換若しくは未置換のアルケニレン基又は置換若しくは未置換のアリーレン基を表す。
In general formulas (ZIV) to (ZVI), Ar 3 and Ar 4 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group.
R 206 represents a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group.
Alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group of R 207 and R 208 substituted or unsubstituted, represents an electron-withdrawing group. R 207 is preferably a substituted or unsubstituted aryl group.
R 208 is preferably an electron withdrawing group, more preferably a cyano group or a fluoroalkyl group.
A represents a substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted alkenylene group, or a substituted or unsubstituted arylene group.

活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の内でより好ましくは、一般式(ZI)〜(ZIII)で表される化合物であり、更に好ましくは(ZI)で表される化合物であり、最も好ましくは(ZI−1)〜(ZI−3)で表される化合物である。
更に、活性光線又は放射線の照射により、上記一般式AN1、AN3、AN4に対応する酸、即ち下記式AC1、AC3、AC4で表される酸を発生する化合物が好ましい。式中、各置換基は上記一般式AN1、AN3、AN4と同様の意味を表す。
Of the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, more preferred are compounds represented by general formulas (ZI) to (ZIII), and even more preferred are compounds represented by (ZI). Most preferred are compounds represented by (ZI-1) to (ZI-3).
Furthermore, a compound that generates an acid corresponding to the above general formula AN1, AN3, AN4, that is, an acid represented by the following formulas AC1, AC3, AC4 by irradiation with actinic rays or radiation is preferable. In the formula, each substituent represents the same meaning as in the general formulas AN1, AN3, and AN4.

Figure 2008274049
Figure 2008274049

すなわち、最も好ましい(A)成分の様態としては一般式(ZI)の構造においてX-がAN1、AN3、AN4から選ばれるアニオンである化合物である。 That is, the most preferred embodiment of the component (A) is a compound in which X is an anion selected from AN1, AN3 and AN4 in the structure of the general formula (ZI).

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

Figure 2008274049
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Figure 2008274049
Figure 2008274049

Figure 2008274049
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酸発生剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。2種以上を組み合わせて使用する際には、水素原子を除く全原子数が2以上異なる2種の有機酸を発生する化合物を組み合わせることが好ましい。   An acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. When two or more types are used in combination, it is preferable to combine two types of compounds that generate two types of organic acids that differ in the total number of atoms excluding hydrogen atoms by two or more.

酸発生剤の組成物中の含量は、レジスト組成物の全固形分を基準として、0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。   The content of the acid generator in the composition is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, and still more preferably 1 to 7% by mass, based on the total solid content of the resist composition. %.

本発明の感光性組成物は、上記酸分解性樹脂のほかに(B2)酸の作用により分解する基を有さない樹脂を含有してもよい。
「酸の作用により分解する基を有さない」とは、本願の感光性組成物が通常用いられる画像形成プロセスにおいて酸の作用による分解性が無いかまたは極めて小さく、実質的に酸分解による画像形成に寄与する基を有さないことである。このような樹脂としてアルカリ可溶性基を有する樹脂、アルカリの作用により分解し、アルカリ現像液への溶解性が向上する基を有する樹脂があげられる。
The photosensitive composition of this invention may contain (B2) resin which does not have the group decomposed | disassembled by the effect | action of an acid other than the said acid-decomposable resin.
“No acid-decomposable group” means that there is no or very little decomposability due to the action of acid in an image forming process in which the photosensitive composition of the present application is usually used, and the image is substantially decomposed by acid decomposition. It has no group that contributes to formation. Examples of such a resin include a resin having an alkali-soluble group and a resin having a group that is decomposed by the action of an alkali and improves the solubility in an alkali developer.

(B2)の樹脂としては(メタ)アクリル酸誘導体および/又は脂環オレフィン誘導体から導かれる繰り返し単位を少なくとも1種有する樹脂が好ましい。
(B2)成分に含有されるアルカリ可溶性基としてはカルボキシル基、フェノール性水酸基、1位または2位が電子求引性基で置換された脂肪族水酸基、電子求引性基で置換されたアミノ基(例えばスルホンアミド基、スルホンイミド基、ビススルホニルイミド基)、電子求引性基で置換されたメチレン基またはメチン基(例えばケトン基、エステル基から選ばれる少なくとも2つで置換されたメチレン基、メチン基)が好ましい。
The resin (B2) is preferably a resin having at least one repeating unit derived from a (meth) acrylic acid derivative and / or an alicyclic olefin derivative.
As the alkali-soluble group contained in the component (B2), a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, an aliphatic hydroxyl group substituted at the 1- or 2-position with an electron-withdrawing group, or an amino group substituted with an electron-withdrawing group (For example, a sulfonamide group, a sulfonimide group, a bissulfonylimide group), a methylene group substituted with an electron withdrawing group or a methine group (for example, a methylene group substituted with at least two selected from a ketone group and an ester group, Methine group) is preferred.

(B2)成分に含有される(b)アルカリの作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基としては、ラクトン基、酸無水物基が好ましく、より好ましくはラクトン基である。(b)アルカリの作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を有する繰り返し単位として具体的には以下の繰り返し単位が挙げられる。   The group (b) contained in the component (B2) that decomposes by the action of alkali and increases the solubility in an alkali developer is preferably a lactone group or an acid anhydride group, more preferably a lactone group. (B) Specific examples of the repeating unit having a group that decomposes by the action of an alkali and increases the solubility in an alkali developer include the following repeating units.

(B2)成分には上記以外の他の官能基を有する繰り返し単位を有してもよい。他の官能基を有する繰り返し単位としては、ドライエッチング耐性、親疎水性、相互作用性などを考慮し、適当な官能基を導入することができる。   The component (B2) may have a repeating unit having a functional group other than the above. As the repeating unit having another functional group, an appropriate functional group can be introduced in consideration of dry etching resistance, hydrophilicity / hydrophobicity, interaction property and the like.

他の繰り返し単位としては水酸基、シアノ基、カルボニル基、エステル基などの極性官能基を有する繰り返し単位、単環または、多環環状炭化水素構造を有する繰り返し単位、シリコン原子、ハロゲン原子、フロロアルキル基を有する繰り返し単位またはこれらの複数の官能基を有する繰り返し単位である。   Other repeating units include a repeating unit having a polar functional group such as a hydroxyl group, a cyano group, a carbonyl group, and an ester group, a repeating unit having a monocyclic or polycyclic hydrocarbon structure, a silicon atom, a halogen atom, and a fluoroalkyl group. Or a repeating unit having a plurality of these functional groups.

好ましい(B2)成分の具体例を以下に示す。   Specific examples of the preferred component (B2) are shown below.

Figure 2008274049
Figure 2008274049

(B2)成分の添加量は好ましくは(B)成分に対し0〜30質量%であり、より好ましくは0〜20質量%、更に好ましくは0〜15質量%である。   The addition amount of the component (B2) is preferably 0 to 30% by mass, more preferably 0 to 20% by mass, and still more preferably 0 to 15% by mass with respect to the component (B).

(C)アルカリ可溶性基、親水基、酸分解性基から選ばれるすくなくとも1つを有する、分子量3000以下の溶解制御化合物
本発明の感光性組成物は、アルカリ可溶性基、親水基、酸分解性基から選ばれるすくなくとも1つを有する、分子量3000以下の溶解制御化合物(以下、「(C)成分」或いは「溶解制御化合物」、「溶解阻止剤」ともいう)を加えてもよい。
溶解制御化合物としては、カルボキシル基、スルホニルイミド基、α位がフロロアルキル基で置換された水酸基などのようなアルカリ可溶性基を有する化合物、水酸基やラクトン基、シアノ基、アミド基、ピロリドン基、スルホンアミド基、などの親水性基を有する化合物、または酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基または親水性基を放出する基を含有する化合物が好ましい。酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基または親水性基を放出する基としてはカルボキシル基あるいは水酸基を酸分解性基で保護した基が好ましい。溶解制御化合物としては220nm以下の透過性を低下させないため、芳香環を含有しない化合物を用いるか、芳香環を有する化合物を組成物の固形分に対し20wt%以下の添加量で用いることが好ましい。
好ましい溶解制御化合物としてはアダマンタン(ジ)カルボン酸、ノルボルナンカルボン酸、コール酸などの脂環炭化水素構造を有するカルボン酸化合物、またはそのカルボン酸を酸分解性基で保護した化合物、糖類などのポリオール、またはその水酸基を酸分解性基で保護した化合物が好ましい。
(C) A dissolution control compound having a molecular weight of 3000 or less, having at least one selected from an alkali-soluble group, a hydrophilic group and an acid-decomposable group. The photosensitive composition of the present invention comprises an alkali-soluble group, a hydrophilic group and an acid-decomposable group. A dissolution control compound having a molecular weight of 3000 or less (hereinafter also referred to as “component (C)”, “solution control compound”, or “dissolution inhibitor”) having at least one selected from
Examples of the dissolution control compound include a carboxyl group, a sulfonylimide group, a compound having an alkali-soluble group such as a hydroxyl group substituted at the α-position with a fluoroalkyl group, a hydroxyl group, a lactone group, a cyano group, an amide group, a pyrrolidone group, a sulfone group. A compound having a hydrophilic group such as an amide group or a compound containing a group capable of decomposing by the action of an acid to release an alkali-soluble group or a hydrophilic group is preferable. The group capable of decomposing by the action of an acid to release an alkali-soluble group or a hydrophilic group is preferably a group in which a carboxyl group or a hydroxyl group is protected with an acid-decomposable group. In order not to lower the permeability of 220 nm or less as the dissolution control compound, it is preferable to use a compound that does not contain an aromatic ring, or to use a compound having an aromatic ring in an amount of 20 wt% or less based on the solid content of the composition.
Preferred dissolution control compounds include carboxylic acid compounds having an alicyclic hydrocarbon structure such as adamantane (di) carboxylic acid, norbornane carboxylic acid, and cholic acid, or compounds in which the carboxylic acid is protected with an acid-decomposable group, and polyols such as saccharides. Or a compound having its hydroxyl group protected with an acid-decomposable group is preferred.

本発明における溶解制御化合物の分子量は、3000以下であり、好ましくは300〜3000、更に好ましくは500〜2500である。   The molecular weight of the dissolution controlling compound in the present invention is 3000 or less, preferably 300 to 3000, and more preferably 500 to 2500.

溶解制御化合物の添加量は、感光性組成物の固形分に対し、好ましくは3〜40質量%であり、より好ましくは5〜20質量%である。   The addition amount of the dissolution control compound is preferably 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, based on the solid content of the photosensitive composition.

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

Figure 2008274049
Figure 2008274049

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

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

Figure 2008274049
Figure 2008274049

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

式中、R253、R254、R255及びR256は、各々独立に、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数3〜6のシクロアルキル基を示す。 In the formula, R 253 , R 254 , R 255 and R 256 each independently represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms.

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

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

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

(E)フッ素及び/又はシリコン系界面活性剤
本発明のポジ型感光性組成物は、更に、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を含有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することが好ましい。
(E) Fluorine and / or Silicone Surfactant The positive photosensitive composition of the present invention further comprises a fluorine and / or silicon surfactant (fluorine surfactant and silicon surfactant, fluorine atom). Or a surfactant containing both silicon atoms), or preferably two or more.

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

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

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

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

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

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

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

(H)有機溶剤
本発明の感光性組成物は、上記の成分を所定の有機溶剤に溶解して用いる。
(H) Organic solvent The photosensitive composition of the present invention is used by dissolving the above components in a predetermined organic solvent.

使用し得る有機溶剤としては、例えば、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等を挙げることができる。   Examples of the organic solvent that can be used include ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl. Ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N, N -Dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran, etc.

本発明において、有機溶剤としては、単独で用いても混合して用いても良いが、異なる官能基を有する2種以上の溶剤を含有する混合溶剤を用いることが好ましい。これにより素材の溶解性が高まり、経時におけるパーティクルの発生が抑制できるだけでなく、良好なパターンプロファイルが得られる。溶剤が含有する好ましい官能基としては、エステル基、ラクトン基、水酸基、ケトン基、カーボネート基が挙げられる。異なる官能基を有する混合溶剤としては以下の(S1)〜(S5)の混合溶剤が好ましい。
(S1)水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤、
(S2)エステル構造を有する溶剤とケトン構造を有する溶剤とを混合した混合溶剤、
(S3)エステル構造を有する溶剤とラクトン構造を有する溶剤とを混合した混合溶剤、
(S4)エステル構造を有する溶剤とラクトン構造を有する溶剤と水酸基を含有する溶剤とを混合した混合溶剤、
(S5)エステル構造を有する溶剤とカーボネート構造を有する溶剤と水酸基を含有する溶剤とを混合した混合溶剤。
これによりレジスト液保存時のパーティクル発生を軽減でき、また、塗布時の欠陥の発生を抑制することができる。
In the present invention, the organic solvent may be used alone or in combination, but it is preferable to use a mixed solvent containing two or more solvents having different functional groups. As a result, the solubility of the material is increased, and not only the generation of particles over time can be suppressed, but also a good pattern profile can be obtained. Preferable functional groups contained in the solvent include ester groups, lactone groups, hydroxyl groups, ketone groups, and carbonate groups. As the mixed solvent having different functional groups, the following mixed solvents (S1) to (S5) are preferable.
(S1) a mixed solvent obtained by mixing a solvent containing a hydroxyl group and a solvent not containing a hydroxyl group,
(S2) a mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure and a solvent having a ketone structure;
(S3) a mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure and a solvent having a lactone structure;
(S4) a mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure, a solvent having a lactone structure, and a solvent containing a hydroxyl group;
(S5) A mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure, a solvent having a carbonate structure, and a solvent containing a hydroxyl group.
As a result, the generation of particles during storage of the resist solution can be reduced, and the generation of defects during application can be suppressed.

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

水酸基を含有しない溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げることができ、これらの内で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルが特に好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、シクロヘキサノンが最も好ましい。   Examples of the solvent not containing a hydroxyl group include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide and the like. Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, and butyl acetate are particularly preferable, and propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate. 2-heptanone and cyclohexanone are most preferred.

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

水酸基を含有する溶剤と水酸基を含有しない溶剤との混合比(質量)は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは20/80〜60/40である。水酸基を含有しない溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。
エステル構造を有する溶剤とケトン構造を有する溶剤との混合比(質量)は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは40/60〜80/20である。エステル構造を有する溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。
エステル構造を有する溶剤とラクトン構造を有する溶剤との混合比(質量)は、70/30〜99/1、好ましくは80/20〜99/1、更に好ましくは90/10〜99/1である。エステル構造を有する溶剤を70質量%以上含有する混合溶剤が経時安定性の点で特に好ましい。
エステル構造を有する溶剤とラクトン構造を有する溶剤と水酸基を含有する溶剤を混合する際は、エステル構造を有する溶剤を30〜80質量%、ラクトン構造を有する溶剤を1〜20質量%、水酸基を含有する溶剤を10〜60質量%含有することが好ましい。
エステル構造を有する溶剤とカーボネート構造を有する溶剤と水酸基を含有する溶剤を混合する際は、エステル構造を有する溶剤を30〜80質量%、カーボネート構造を有する溶剤を1〜20質量%、水酸基を含有する溶剤を10〜60質量%含有することが好ましい。
The mixing ratio (mass) of the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 60/40. . A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent not containing a hydroxyl group is particularly preferred from the viewpoint of coating uniformity.
The mixing ratio (mass) of the solvent having an ester structure and the solvent having a ketone structure is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, and more preferably 40/60 to 80/20. . A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent having an ester structure is particularly preferable from the viewpoint of coating uniformity.
The mixing ratio (mass) of the solvent having an ester structure and the solvent having a lactone structure is 70/30 to 99/1, preferably 80/20 to 99/1, and more preferably 90/10 to 99/1. . A mixed solvent containing 70% by mass or more of a solvent having an ester structure is particularly preferable from the viewpoint of stability over time.
When mixing a solvent having an ester structure, a solvent having a lactone structure, and a solvent containing a hydroxyl group, the solvent having an ester structure is 30 to 80% by mass, the solvent having a lactone structure is 1 to 20% by mass, and the hydroxyl group is contained. It is preferable to contain 10-60 mass% of solvent to do.
When mixing a solvent having an ester structure, a solvent having a carbonate structure, and a solvent containing a hydroxyl group, the solvent having an ester structure is 30 to 80% by mass, the solvent having a carbonate structure is 1 to 20% by mass, and the hydroxyl group is contained. It is preferable to contain 10-60 mass% of solvent to do.

これら溶剤の好ましい様態としてはアルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート(好ましくはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)を含有する溶剤であり、より好ましくはアルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートと他の溶剤の混合溶剤であり、他の溶剤が水酸基、ケトン基、ラクトン基、エステル基、エーテル基、カーボネート基から選ばれる官能基、あるいはこれらのうちの複数の官能基を併せ持つ溶剤から選ばれる少なくとも1種である。最も好ましい混合溶剤は乳酸エチル、γブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ブチル、シクロヘキサノンから選ばれる少なくとも1種とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの混合溶剤である。
最適な溶剤を選択することにより現像欠陥性能を改良することができる。
A preferable embodiment of these solvents is a solvent containing an alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate (preferably propylene glycol monomethyl ether acetate), more preferably a mixed solvent of an alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate and another solvent, The other solvent is at least one selected from a functional group selected from a hydroxyl group, a ketone group, a lactone group, an ester group, an ether group and a carbonate group, or a solvent having a plurality of these functional groups. The most preferred mixed solvent is a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate and at least one selected from ethyl lactate, γ-butyrolactone, propylene glycol monomethyl ether, butyl acetate, and cyclohexanone.
The development defect performance can be improved by selecting an optimum solvent.

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

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

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

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

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

本発明においては、上記(E)フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤を加えることもできる。具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタン脂肪族エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪族エステル類等のノニオン系界面活性剤を挙げることができる。
これらの界面活性剤は単独で添加してもよいし、また、いくつかの組み合わせで添加することもできる。
In the present invention, a surfactant other than the above (E) fluorine-based and / or silicon-based surfactant may be added. Specifically, nonionic interfaces such as polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan aliphatic esters, polyoxyethylene sorbitan aliphatic esters, etc. Mention may be made of activators.
These surfactants may be added alone or in some combination.

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

例えば、ポジ型感光性組成物を精密集積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆)上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法により塗布、乾燥し、感光性膜を形成する。
当該感光性膜に、所定のマスクを通して活性光線又は放射線を照射し、好ましくはベーク(加熱)を行い、現像、リンスする。これにより良好なパターンを得ることができる。
活性光線又は放射線の照射時に感光性膜とレンズの間に空気よりも屈折率の高い液体(液浸媒体)を満たして露光(液浸露光)を行ってもよい。これにより解像性を高めることができる。用いる液浸媒体としては空気よりも屈折率の高い液体であればいずれのものでも用いることができるが好ましくは純水である。また、液浸露光を行なう際に液浸媒体と感光性膜が直接触れ合わないようにするために感光性膜の上にさらにオーバーコート層を設けても良い。これにより感光性膜から液浸媒体への組成物の溶出が抑えられ、現像欠陥が低減する。
レジスト膜を形成する前に、基板上に予め反射防止膜を塗設してもよい。
反射防止膜としては、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、アモルファスシリコン等の無機膜型と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型のいずれも用いることができる。また、有機反射防止膜として、ブリューワーサイエンス社製のDUV30シリーズや、DUV−40シリーズ、シプレー社製のAR−2、AR−3、AR−5等の市販の有機反射防止膜を使用することもできる。
For example, a positive photosensitive composition is coated on a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) used in the manufacture of precision integrated circuit elements by a suitable coating method such as a spinner or coater, dried, and photosensitive. A film is formed.
The photosensitive film is irradiated with actinic rays or radiation through a predetermined mask, preferably baked (heated), developed and rinsed. Thereby, a good pattern can be obtained.
Exposure (immersion exposure) may be performed by filling a liquid (immersion medium) having a higher refractive index than air between the photosensitive film and the lens during irradiation with actinic rays or radiation. Thereby, resolution can be improved. As the immersion medium to be used, any liquid can be used as long as it has a higher refractive index than air, but pure water is preferred. Further, an overcoat layer may be further provided on the photosensitive film so that the immersion medium and the photosensitive film do not come into direct contact with each other during the immersion exposure. Thereby, the elution of the composition from the photosensitive film to the immersion medium is suppressed, and development defects are reduced.
Before forming the resist film, an antireflection film may be coated on the substrate in advance.
As the antireflection film, any of an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, and amorphous silicon, and an organic film type made of a light absorber and a polymer material can be used. In addition, as the organic antireflection film, commercially available organic antireflection films such as DUV30 series, DUV-40 series manufactured by Brewer Science, AR-2, AR-3, AR-5 manufactured by Shipley, etc. may be used. it can.

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

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

次に実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is further demonstrated, this invention is not limited to these Examples.

(合成例1)樹脂(RA−1−1)の合成
窒素気流下、シクロヘキサノン12.3gを3つ口フラスコに入れ、80℃に加熱し、これに下記化合物(1−1)8.17g(48.0mmol)、化合物(1−2)5.67g(24.0mmol)、化合物(1−3)9.84g(42.0mmol)、化合物(1−4)0.87g(6.0mmol)及び重合開始剤V−60(和光純薬製)1.58g(9.6mmol)をシクロヘキサノン110.5gに溶解させた溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80℃で2時間反応させた。得られた重合溶液から2g取り出しメタノール18mL、水2mLの混合溶液に添加して樹脂(RA−1)を析出させた。ろ過により採取し、乾燥後NMR測定を行ったところ、組成比が左から41.0/21.9/33.9/3.2であることが分かった。放冷後、酢酸エチル200mLと3N塩酸100mLを加え、分液ろうと中で5分間混合した。このとき(1−4)由来のアセタール部は完全に消失していることをNMRで確認した。有機相と水相を分離後、有機相に水100mLを加え5分間混合した。有機相と水相を分離後、有機相をエバポレーターで濃縮して酢酸エチルを除去し、得られた有機相をメタノール900mL、水100mLの混合溶液中に滴下した。析出した樹脂をろ過により採取し、40℃で24時間かけて減圧乾燥して樹脂(RA−1−1)を21.2g得た。
(Synthesis Example 1) Synthesis of Resin (RA-1-1) Under a nitrogen stream, 12.3 g of cyclohexanone was placed in a three-necked flask and heated to 80 ° C., and 8.17 g of the following compound (1-1) ( 48.0 mmol), compound (1-2) 5.67 g (24.0 mmol), compound (1-3) 9.84 g (42.0 mmol), compound (1-4) 0.87 g (6.0 mmol) and A solution prepared by dissolving 1.58 g (9.6 mmol) of a polymerization initiator V-60 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 110.5 g of cyclohexanone was added dropwise over 6 hours. After completion of dropping, the reaction was further carried out at 80 ° C. for 2 hours. 2 g of the obtained polymerization solution was taken out and added to a mixed solution of 18 mL of methanol and 2 mL of water to precipitate a resin (RA-1). When the sample was collected by filtration and subjected to NMR measurement after drying, it was found that the composition ratio was 41.0 / 21.9 / 33.9 / 3.2 from the left. After allowing to cool, 200 mL of ethyl acetate and 100 mL of 3N hydrochloric acid were added and mixed in a separatory funnel for 5 minutes. At this time, it was confirmed by NMR that the acetal part derived from (1-4) had completely disappeared. After separating the organic phase and the aqueous phase, 100 mL of water was added to the organic phase and mixed for 5 minutes. After separating the organic phase and the aqueous phase, the organic phase was concentrated with an evaporator to remove ethyl acetate, and the obtained organic phase was dropped into a mixed solution of 900 mL of methanol and 100 mL of water. The precipitated resin was collected by filtration and dried under reduced pressure at 40 ° C. for 24 hours to obtain 21.2 g of resin (RA-1-1).

Figure 2008274049
Figure 2008274049

(合成例2、3)樹脂(RA−1−2)及び樹脂(RA−1−3)の合成
合成例1と全く同様の操作を繰り返し、樹脂(RA−1−2)及び樹脂(RA−1−3)をそれぞれ21.5g、21.1g得た。
(Synthesis Examples 2 and 3) Synthesis of Resin (RA-1-2) and Resin (RA-1-3) Exactly the same operation as in Synthesis Example 1 was repeated to obtain Resin (RA-1-2) and Resin (RA- 1-3) 21.5g and 21.1g were obtained, respectively.

(合成例4(比較例))樹脂(RA−1’−1)の合成
下記化合物(1−1)8.17g(48.0mmol)、化合物(1−2)5.67g(24.0mmol)、化合物(1−3)11.3g(48.0mmol)、重合開始剤V−60(和光純薬製)1.58g(9.6mmol)をシクロヘキサノン110.5gに溶解させ、これに硫酸0.15gをシクロヘキサノン100gに溶解させた硫酸−シクロヘキサノン溶液1.0mLを添加した。窒素気流下、この溶液を80℃に加熱したシクロヘキサノン12.2gに6時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80℃で2時間反応させた。放冷後、重合溶液をメタノール900mL、水100mLの混合溶液中に滴下した。析出した樹脂をろ過により採取し、40℃で24時間、減圧下で乾燥して樹脂(RA−1’−1)を21.2g得た。
(Synthesis Example 4 (Comparative Example)) Synthesis of Resin (RA-1′-1) 8.17 g (48.0 mmol) of the following Compound (1-1), 5.67 g (24.0 mmol) of Compound (1-2) Compound (1-3) 11.3 g (48.0 mmol) and polymerization initiator V-60 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 1.58 g (9.6 mmol) were dissolved in cyclohexanone 110.5 g. 1.0 mL of a sulfuric acid-cyclohexanone solution in which 15 g was dissolved in 100 g of cyclohexanone was added. Under a nitrogen stream, this solution was added dropwise to 12.2 g of cyclohexanone heated to 80 ° C. over 6 hours. After completion of dropping, the reaction was further carried out at 80 ° C. for 2 hours. After allowing to cool, the polymerization solution was dropped into a mixed solution of 900 mL of methanol and 100 mL of water. The precipitated resin was collected by filtration and dried under reduced pressure at 40 ° C. for 24 hours to obtain 21.2 g of resin (RA-1′-1).

Figure 2008274049
Figure 2008274049

(合成例5、6(比較例))樹脂(RA−1’−2)及び樹脂(RA−1’−3)の合成
合成例4と全く同様の操作を繰り返し、樹脂(RA−1’−2)及び樹脂(RA−1’−3)をそれぞれ21.1g、22.1g得た。
(Synthesis Examples 5 and 6 (Comparative Example)) Synthesis of Resin (RA-1′-2) and Resin (RA-1′-3) Exactly the same operation as in Synthesis Example 4 was repeated, and the resin (RA-1′- 21.1 g and 22.1 g of the resin (RA-1′-3) were obtained, respectively.

合成例1〜6で得られた樹脂の重量平均分子量、分散度、組成比を表1−1に記した。表1−1より、合成例1〜3の方法が合成例4〜6の方法と比較して樹脂を再現性よく製造できることが分かる。また、合成例1で得られた樹脂(RA−1)と樹脂(RA−1−1)の比較により、本発明の脱保護条件では化合物(1−3)由来の三級アルキル基(1−メチルアダマンチル基)を分解させずに、脱保護反応が進行していることが分かる。   The weight average molecular weight, dispersion degree, and composition ratio of the resins obtained in Synthesis Examples 1 to 6 are shown in Table 1-1. From Table 1-1, it can be seen that the methods of Synthesis Examples 1 to 3 can produce the resin with higher reproducibility than the methods of Synthesis Examples 4 to 6. Further, by comparing the resin (RA-1) obtained in Synthesis Example 1 and the resin (RA-1-1), a tertiary alkyl group derived from the compound (1-3) (1- It can be seen that the deprotection reaction proceeds without decomposing the methyladamantyl group).

Figure 2008274049
Figure 2008274049

(合成例7)樹脂(RA−2b)の合成
窒素気流下、シクロヘキサノン14.8gを3つ口フラスコに入れ、80℃に加熱し、これに下記化合物(2−1)10.7g(48.0mmol)、化合物(2−2)10.1g(24.0mmol)、化合物(2−3)8.75g(48.0mmol)及び重合開始剤V−60(和光純薬製)1.58g(9.6mmol)をシクロヘキサノン132.8gに溶解させた溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80℃で2時間反応させた。得られた重合溶液から2g取り出しメタノール18mL、水2mLの混合溶液に添加して樹脂(RA−2a)を析出させた。ろ過により採取し、乾燥後NMR測定を行ったところ、組成比が左から40.0/20.9/39.1であることが分かった。放冷後、酢酸エチル200mLと3N塩酸100mLを加え、分液ろうと中で5分間混合した。有機相と水相を分離後、有機相に水100mLを加え5分間混合した。有機相と水相を分離後、有機相をエバポレーターで濃縮して酢酸エチルを除去し、得られた有機相をメタノール900mL、水100mLの混合溶液中に滴下した。析出した樹脂をろ過により採取し、40℃で24時間かけて減圧乾燥して樹脂(RA−2b)(組成比 左から39.5/20.0/39.6)を20.1g得た。
(Synthesis Example 7) Synthesis of Resin (RA-2b) Under a nitrogen stream, 14.8 g of cyclohexanone was placed in a three-necked flask and heated to 80 ° C., and 10.7 g (48.) of the following compound (2-1) was added thereto. 0 mmol), compound (2-2) 10.1 g (24.0 mmol), compound (2-3) 8.75 g (48.0 mmol) and polymerization initiator V-60 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) 1.58 g (9 .6 mmol) in 132.8 g of cyclohexanone was added dropwise over 6 hours. After completion of dropping, the reaction was further carried out at 80 ° C. for 2 hours. 2 g of the obtained polymerization solution was taken out and added to a mixed solution of 18 mL of methanol and 2 mL of water to precipitate a resin (RA-2a). When the sample was collected by filtration and subjected to NMR measurement after drying, it was found that the composition ratio was 40.0 / 20.9 / 39.1 from the left. After allowing to cool, 200 mL of ethyl acetate and 100 mL of 3N hydrochloric acid were added and mixed in a separatory funnel for 5 minutes. After separating the organic phase and the aqueous phase, 100 mL of water was added to the organic phase and mixed for 5 minutes. After separating the organic phase and the aqueous phase, the organic phase was concentrated with an evaporator to remove ethyl acetate, and the obtained organic phase was dropped into a mixed solution of 900 mL of methanol and 100 mL of water. The precipitated resin was collected by filtration and dried under reduced pressure at 40 ° C. for 24 hours to obtain 20.1 g of resin (RA-2b) (composition ratio 39.5 / 20.0 / 39.6 from the left).

Figure 2008274049
Figure 2008274049

(モノマー合成例)モノマー(3−2)の合成
下記化合物(2’−2)30.3g(120mmol)、イミダゾール24.5g(360mmol)をN,N−ジメチルアセトアミド150mLに溶解させ、そこにtert−ブチルジメチルクロロシラン45.2g(300mmol)を添加し、25℃で10時間攪拌した。その後、酢酸エチル1000mLと水500mLを加え分液操作を行った。有機相をエバポレーターで濃縮後、カラムクロマトグラフィー(充填剤 シリカゲル(和光純薬製) 溶離液 ヘキサン/酢酸エチル=10/1)にて単離精製し、化合物が20.1g(41.8mmol、収率35%((2’−2)基準)得られた。化合物はNMRにより同定し、下記に示す結果より化合物が式(3−2)で示される構造であることを確認した。
(Monomer synthesis example) Synthesis of monomer (3-2) 30.3 g (120 mmol) of the following compound (2′-2) and 24.5 g (360 mmol) of imidazole were dissolved in 150 mL of N, N-dimethylacetamide, and tert was added thereto. -45.2 g (300 mmol) of butyldimethylchlorosilane was added and stirred at 25 ° C for 10 hours. Then, ethyl acetate 1000mL and water 500mL were added and liquid separation operation was performed. The organic phase was concentrated with an evaporator and then isolated and purified by column chromatography (filler silica gel (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), eluent hexane / ethyl acetate = 10/1). The compound was identified by NMR, and from the results shown below, it was confirmed that the compound had a structure represented by the formula (3-2).

Figure 2008274049
Figure 2008274049

H NMR(溶媒 重ジメチルスルホキシド)
δ0.08(12H,s)、0.83(18H,s)、1.57(4H,d,J=1.8Hz)、1.71(4H,dd,J=23.1Hz,8.1Hz)、1.83(3H,s)、1.88(d、J=1.8Hz)、2.02(4H,dd,J=8.1Hz,23.1Hz)、2.28(1H,m)、5.61(1H,t,J=1.2Hz)、5.95(1H,s)
1 H NMR (solvent heavy dimethyl sulfoxide)
δ 0.08 (12H, s), 0.83 (18H, s), 1.57 (4H, d, J = 1.8 Hz), 1.71 (4H, dd, J = 23.1 Hz, 8.1 Hz) ), 1.83 (3H, s), 1.88 (d, J = 1.8 Hz), 2.02 (4H, dd, J = 8.1 Hz, 23.1 Hz), 2.28 (1 H, m) ), 5.61 (1H, t, J = 1.2 Hz), 5.95 (1H, s)

(合成例8)樹脂(RA−3b)の合成
窒素気流下、シクロヘキサノン14.8gを3つ口フラスコに入れ、80℃に加熱し、これに下記化合物(1−1)8.17g(48.0mmol)、化合物(3−2)11.6g(24.0mmol)、化合物(2−3)9.42g(48.0mmol)及び重合開始剤V−60(和光純薬製)1.58g(9.6mmol)をシクロヘキサノン133.2gに溶解させた溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80℃で2時間反応させた。得られた重合溶液から2g取り出しメタノール18mL、水2mLの混合溶液に添加して樹脂(RA−3a)を析出させた。ろ過により採取し、乾燥後NMR測定を行ったところ、組成比が左から40.5/20.2/39.3であることが分かった。放冷後、酢酸エチル200mLと3N塩酸100mLを加え、分液ろうと中で5分間混合した。有機相と水相を分離後、有機相に水100mLを加え5分間混合した。有機相と水相を分離後、有機相をエバポレーターで濃縮して酢酸エチルを除去し、得られた有機相をメタノール900mL、水100mLの混合溶液中に滴下した。析出した樹脂をろ過により採取し、40℃で24時間かけて減圧乾燥して樹脂(RA−3b)(組成比 左から39.9/20.0/40.1)を19.2g得た。
(Synthesis Example 8) Synthesis of Resin (RA-3b) Under a nitrogen stream, 14.8 g of cyclohexanone was placed in a three-necked flask and heated to 80 ° C., to which 8.17 g (48. 01.6), Compound (3-2) 11.6 g (24.0 mmol), Compound (2-3) 9.42 g (48.0 mmol) and polymerization initiator V-60 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) 1.58 g (9 .6 mmol) in 133.2 g of cyclohexanone was added dropwise over 6 hours. After completion of dropping, the reaction was further carried out at 80 ° C. for 2 hours. 2 g of the obtained polymerization solution was taken out and added to a mixed solution of 18 mL of methanol and 2 mL of water to precipitate a resin (RA-3a). When the sample was collected by filtration and subjected to NMR measurement after drying, it was found that the composition ratio was 40.5 / 20.2 / 39.3 from the left. After allowing to cool, 200 mL of ethyl acetate and 100 mL of 3N hydrochloric acid were added and mixed in a separatory funnel for 5 minutes. After separating the organic phase and the aqueous phase, 100 mL of water was added to the organic phase and mixed for 5 minutes. After separating the organic phase and the aqueous phase, the organic phase was concentrated with an evaporator to remove ethyl acetate, and the obtained organic phase was dropped into a mixed solution of 900 mL of methanol and 100 mL of water. The precipitated resin was collected by filtration and dried under reduced pressure at 40 ° C. for 24 hours to obtain 19.2 g of a resin (RA-3b) (composition ratio 39.9 / 20.0 / 40.1 from the left).

Figure 2008274049
Figure 2008274049

(合成例9)樹脂(RA−4b)の合成
窒素気流下、シクロヘキサノン16.3gを3つ口フラスコに入れ、80℃に加熱し、これに下記化合物(2−1)10.7g(48.0mmol)、化合物(2−2)10.1g(24.0mmol)、化合物(4−3)11.0g(42.0mmol)、化合物(4−4)0.87g(6.0mmol)及び重合開始剤V−60(和光純薬製)1.58g(9.6mmol)をシクロヘキサノン146.9gに溶解させた溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80℃で2時間反応させた。得られた重合溶液から2g取り出しメタノール18mL、水2mLの混合溶液に添加して樹脂(RA−4a)を析出させた。ろ過により採取し、乾燥後NMR測定を行ったところ、組成比が左から40.1/20.2/35.3/4.4であることが分かった。放冷後、酢酸エチル200mLと3N塩酸100mLを加え、分液ろうと中で5分間混合した。有機相と水相を分離後、有機相に水100mLを加え5分間混合した。有機相と水相を分離後、有機相をエバポレーターで濃縮して酢酸エチルを除去し、得られた有機相をメタノール900mL、水100mLの混合溶液中に滴下した。析出した樹脂をろ過により採取し、40℃で24時間かけて減圧乾燥して樹脂(RA−4b)(組成比 左から39.9/20.0/35.1/5.0)を19.8g得た。
(Synthesis Example 9) Synthesis of Resin (RA-4b) Under a nitrogen stream, 16.3 g of cyclohexanone was placed in a three-necked flask and heated to 80 ° C., and 10.7 g (48.) of the following compound (2-1) was added thereto. 0 mmol), 10.1 g (24.0 mmol) of compound (2-2), 11.0 g (42.0 mmol) of compound (4-3), 0.87 g (6.0 mmol) of compound (4-4) and polymerization initiation A solution prepared by dissolving 1.58 g (9.6 mmol) of Agent V-60 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 146.9 g of cyclohexanone was added dropwise over 6 hours. After completion of dropping, the reaction was further carried out at 80 ° C. for 2 hours. 2 g was taken out from the obtained polymerization solution and added to a mixed solution of 18 mL of methanol and 2 mL of water to precipitate a resin (RA-4a). When the sample was collected by filtration and subjected to NMR measurement after drying, it was found that the composition ratio was 40.1 / 20.2 / 35.3 / 3.4 from the left. After allowing to cool, 200 mL of ethyl acetate and 100 mL of 3N hydrochloric acid were added and mixed in a separatory funnel for 5 minutes. After separating the organic phase and the aqueous phase, 100 mL of water was added to the organic phase and mixed for 5 minutes. After separating the organic phase and the aqueous phase, the organic phase was concentrated with an evaporator to remove ethyl acetate, and the obtained organic phase was dropped into a mixed solution of 900 mL of methanol and 100 mL of water. The precipitated resin was collected by filtration, and dried under reduced pressure at 40 ° C. for 24 hours to obtain resin (RA-4b) (composition ratio 39.9 / 20.0 / 35.1 / 5.0 from the left) as 19. 8 g was obtained.

Figure 2008274049
Figure 2008274049

(合成例10)樹脂(RA−5b)の合成
窒素気流下、シクロヘキサノン16.3gを3つ口フラスコに入れ、80℃に加熱し、これに下記化合物(2−1)12.2g(55.0mmol)、化合物(4−3)14.4g(55.0mmol)、化合物(5−3)0.88g(5.0mmol)及び重合開始剤V−60(和光純薬製)1.58g(9.6mmol)をシクロヘキサノン146.9gに溶解させた溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80℃で2時間反応させた。得られた重合溶液から2g取り出しメタノール18mL、水2mLの混合溶液に添加して樹脂(RA−5a)を析出させた。ろ過により採取し、乾燥後NMR測定を行ったところ、組成比が左から48.0/47.9/4.1であることが分かった。放冷後、重合溶液をオートクレーブに移し、パラジウムカーボン(パラジウム金属5重量%含有)2.0gを加え、水素圧60atmに加圧し、50℃で8時間加熱した。放冷後、パラジウムカーボンをろ過で除去した。得られた溶液をメタノール900mL、水100mLの混合溶液中に滴下した。析出した樹脂をろ過により採取し、40℃で24時間かけて減圧乾燥して樹脂(RA−5b)(組成比 左から48.1/48.0/3.9)を22.5g得た。
(Synthesis Example 10) Synthesis of Resin (RA-5b) Under a nitrogen stream, 16.3 g of cyclohexanone was placed in a three-necked flask and heated to 80 ° C., and then 12.2 g (55.55) of the following compound (2-1). 0 mmol), compound (4-3) 14.4 g (55.0 mmol), compound (5-3) 0.88 g (5.0 mmol) and polymerization initiator V-60 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) 1.58 g (9 .6 mmol) in 146.9 g of cyclohexanone was added dropwise over 6 hours. After completion of dropping, the reaction was further carried out at 80 ° C. for 2 hours. 2 g was taken out from the obtained polymerization solution and added to a mixed solution of 18 mL of methanol and 2 mL of water to precipitate a resin (RA-5a). The sample was collected by filtration and subjected to NMR measurement after drying, and it was found that the composition ratio was 48.0 / 47.9 / 4.1 from the left. After allowing to cool, the polymerization solution was transferred to an autoclave, 2.0 g of palladium carbon (containing 5% by weight of palladium metal) was added, the pressure was increased to 60 atm, and the mixture was heated at 50 ° C. for 8 hours. After allowing to cool, palladium carbon was removed by filtration. The obtained solution was dropped into a mixed solution of 900 mL of methanol and 100 mL of water. The precipitated resin was collected by filtration and dried under reduced pressure at 40 ° C. for 24 hours to obtain 22.5 g of resin (RA-5b) (composition ratio 48.1 / 48.0 / 3.9 from the left).

Figure 2008274049
Figure 2008274049

(合成例11(比較例))樹脂(RA−2’)の合成
窒素気流下、シクロヘキサノン13.1gを3つ口フラスコに入れ、80℃に加熱し、これに下記化合物(2−1)10.7g(48.0mmol)、化合物(10−2)6.06g(24.0mmol)、化合物(2−3)9.42g(48.0mmol)及び重合開始剤V−60(和光純薬製)1.58g(9.6mmol)をシクロヘキサノン117.7gに溶解させた溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80℃で2時間反応させた。得られた重合溶液をメタノール900mL、水100mLの混合溶液中に滴下した。析出した樹脂をろ過により採取し、40℃で24時間かけて減圧乾燥して樹脂(RA−2’)を22.8g得た。
(Synthesis Example 11 (Comparative Example)) Synthesis of Resin (RA-2 ′) Under a nitrogen stream, 13.1 g of cyclohexanone was placed in a three-necked flask and heated to 80 ° C., and the following compound (2-1) 10 0.7 g (48.0 mmol), compound (10-2) 6.06 g (24.0 mmol), compound (2-3) 9.42 g (48.0 mmol) and polymerization initiator V-60 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) A solution prepared by dissolving 1.58 g (9.6 mmol) in 117.7 g of cyclohexanone was added dropwise over 6 hours. After completion of dropping, the reaction was further carried out at 80 ° C. for 2 hours. The obtained polymerization solution was dropped into a mixed solution of 900 mL of methanol and 100 mL of water. The precipitated resin was collected by filtration and dried under reduced pressure at 40 ° C. for 24 hours to obtain 22.8 g of resin (RA-2 ′).

Figure 2008274049
Figure 2008274049

合成例7〜10で得られた樹脂の重量平均分子量、分散度、組成比を表1−2に記した。   The weight average molecular weight, dispersion degree, and composition ratio of the resins obtained in Synthesis Examples 7 to 10 are shown in Table 1-2.

Figure 2008274049
Figure 2008274049

実施例及び比較例
<条件1>
<レジスト調製>
下記表2に示す成分を溶剤に溶解させ固形分濃度8質量%の溶液を調製し、これを0.03ミクロンのポリエチレンフィルターでろ過してポジ型レジスト溶液を調製した。調製したポジ型レジスト溶液を下記の方法で評価し、結果は表2に示した。
Examples and Comparative Examples <Condition 1>
<Resist preparation>
The components shown in Table 2 below were dissolved in a solvent to prepare a solution having a solid content concentration of 8% by mass, and this was filtered through a 0.03 micron polyethylene filter to prepare a positive resist solution. The prepared positive resist solution was evaluated by the following method, and the results are shown in Table 2.

<パターン形成方法>
スピンコーターにてヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上にブリューワーサイエンス社製反射防止膜DUV−42を600オングストローム均一に塗布し、100℃で90秒間ホットプレート上で乾燥した後、190℃で240秒間加熱乾燥を行った。その後、各ポジ型レジスト溶液をスピンコーターで塗布し120℃で60秒乾燥を行い160nmのレジスト膜を形成させた。
このレジスト膜に対し、マスクを通してArFエキシマレーザーステッパー(ASML社製 NA=0.75、ダイポール)で露光し、露光後直ぐに120℃で60秒間ホットプレート上で加熱した。さらに2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で23℃で60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、乾燥し、ラインパターンを得た。
<Pattern formation method>
An anti-reflective coating DUV-42 manufactured by Brewer Science Co., Ltd. was uniformly applied to 600 angstroms on a silicon substrate subjected to hexamethyldisilazane treatment with a spin coater, dried on a hot plate at 100 ° C. for 90 seconds, and then at 190 ° C. Heat drying was performed for 240 seconds. Thereafter, each positive resist solution was applied by a spin coater and dried at 120 ° C. for 60 seconds to form a 160 nm resist film.
The resist film was exposed with an ArF excimer laser stepper (NA = 0.75, dipole manufactured by ASML) through a mask, and heated on a hot plate at 120 ° C. for 60 seconds immediately after the exposure. Further, the resist film was developed with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution at 23 ° C. for 60 seconds, rinsed with pure water for 30 seconds, and then dried to obtain a line pattern.

<条件2>
<レジスト調整>
下記表2に示す成分、及び、表面疎水化樹脂Polymer―Aを塗布膜における純水の後退接触角が70〜75°になるように溶解させ固形分濃度8質量%の溶液を調整し、これを0.03μmのポリエチレンフィルターで濾過してポジ型レジスト溶液を調整した。調製したポジ型レジスト溶液を下記の方法で評価し、結果は表2に示した。
<Condition 2>
<Registration adjustment>
The components shown in Table 2 below and the surface hydrophobized resin Polymer-A were dissolved so that the receding contact angle of pure water in the coating film was 70 to 75 ° to prepare a solution having a solid content concentration of 8% by mass. Was filtered through a 0.03 μm polyethylene filter to prepare a positive resist solution. The prepared positive resist solution was evaluated by the following method, and the results are shown in Table 2.

Figure 2008274049
Figure 2008274049

<パターン形成方法>
ArFエキシマレーザー液浸スキャナー(NA=0.85)を用い、液浸液としては超純水を用いて液浸露光を行った以外は、レジスト評価1と同様の手法を用い、ラインパターンを得た。
<感度>
80nmのラインアンドスペース1/1のマスクパターンを再現する露光量を最適露光量(Eopt)とした。この値が小さいほど、感度が高い。
<ラインエッジラフネス>
ラインエッジラフネス(LER)の測定は、測長走査型電子顕微鏡(SEM)を使用して80nmの孤立パターンを観察し、ラインパターンの長手方向のエッジが5μmの範囲についてエッジのあるべき基準線からの距離を測長SEM((株)日立製作所S−8840)により50ポイント測定し、標準偏差を求め、3σを算出した。値が小さいほど良好な性能であることを示す。
<パターン倒れ>
80nmのラインアンドスペース1:1のマスクパターンを再現する露光量を最適露光量とし、ラインアンドスペース1:1の密集パターン及びラインアンドスペース1:10の孤立パターンについて、最適露光量で露光した際により微細なマスクサイズにおいてパターンが倒れずに解像する線幅を限界パターン倒れ線幅とした。値が小さいほど、より微細なパターンが倒れずに解像することを表し、パターン倒れが発生しにくいことを示す。
<Pattern formation method>
Using an ArF excimer laser immersion scanner (NA = 0.85), and using the same method as resist evaluation 1 except that immersion exposure was performed using ultrapure water as the immersion liquid, a line pattern was obtained. It was.
<Sensitivity>
The exposure amount for reproducing the 80 nm line and space 1/1 mask pattern was determined as the optimum exposure amount (Eopt). The smaller this value, the higher the sensitivity.
<Line edge roughness>
The line edge roughness (LER) is measured by using a length-measuring scanning electron microscope (SEM) to observe an isolated pattern of 80 nm and from the reference line where the edge in the longitudinal direction of the line pattern should be 5 μm. The distance was measured by 50 points with a length measuring SEM (Hitachi, Ltd. S-8840), the standard deviation was obtained, and 3σ was calculated. A smaller value indicates better performance.
<Pattern collapse>
When the exposure amount that reproduces the 80 nm line and space 1: 1 mask pattern is the optimum exposure amount, the dense pattern of line and space 1: 1 and the isolated pattern of line and space 1:10 are exposed at the optimum exposure amount. Therefore, the line width that resolves the pattern without falling down in a fine mask size is defined as the limit pattern falling line width. The smaller the value, the finer pattern is resolved without falling, and the pattern collapse is less likely to occur.

Figure 2008274049
Figure 2008274049

以下、表2中の略号を示す。   The abbreviations in Table 2 are shown below.

〔塩基性化合物〕
DIA:2,6−ジイソプロピルアニリン
TEA:トリエタノールアミン
PEA:N−フェニルジエタノールアミン
〔界面活性剤〕
W−1:メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素系)
W−2:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素及びシリコン系)
W−3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)(シリコン系)
〔溶剤〕
S1:プロピレングリコールメチルエーテルアセテート
S2:2−ヘプタノン
S3:シクロヘキサノン
S4:プロピレングリコールメチルエーテル
[Basic compounds]
DIA: 2,6-diisopropylaniline TEA: triethanolamine PEA: N-phenyldiethanolamine [surfactant]
W-1: MegaFuck F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (Fluorine)
W-2: Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (fluorine and silicon)
W-3: Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (silicon-based)
〔solvent〕
S1: Propylene glycol methyl ether acetate S2: 2-heptanone S3: Cyclohexanone S4: Propylene glycol methyl ether

表2から、本発明のポジ型レジスト組成物は、感度、LER(ラインエッジラフネス)・パターン倒れ性能に優れ、さらに重合によるロット間差が小さいことが明らかである。   From Table 2, it is clear that the positive resist composition of the present invention is excellent in sensitivity, LER (line edge roughness) and pattern collapse performance, and further, the difference between lots due to polymerization is small.

Claims (9)

一般式(I)で表される繰り返し単位と、一般式(III)で表される官能基を含む繰り返し単位とを含有し、かつ、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂を製造する方法であって、
一般式(II)で表される官能基を含有するモノマーを重合する工程、および、
一般式(II)で表される官能基を脱保護反応により一般式(III)で表される官能基に変換する脱保護工程、
を含む製造方法。
Figure 2008274049
一般式(I)中、
Xa1は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。
Tは単結合又は二価の連結基を表す。
Rx1〜Rx3は、それぞれ独立にアルキル基またはシクロアルキル基を表す。Rx1〜Rx3の少なくとも2つが結合して、シクロアルキル基を形成してもよい。
−A−W (II)
一般式(II)中、
Aは酸素原子、−N(Rw)−で表される基、又は、硫黄原子を表す。−N(Rw)−で表される基においてNは窒素原子であり、Rwは水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
WはRx1〜Rx3が炭素原子と共に形成する三級アルキル基以外の保護基を表す。
−A−H (III)
一般式(III)中、Aは一般式(II)中のAと同義である。
A resin containing a repeating unit represented by the general formula (I) and a repeating unit containing a functional group represented by the general formula (III) and having an increased dissolution rate in an alkaline developer by the action of an acid. A method of manufacturing comprising:
Polymerizing a monomer containing a functional group represented by the general formula (II), and
A deprotection step of converting the functional group represented by the general formula (II) into the functional group represented by the general formula (III) by a deprotection reaction;
Manufacturing method.
Figure 2008274049
In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
T represents a single bond or a divalent linking group.
Rx 1 to Rx 3 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group. At least two of Rx 1 to Rx 3 may be bonded to form a cycloalkyl group.
-A-W (II)
In general formula (II),
A represents an oxygen atom, a group represented by -N (Rw)-, or a sulfur atom. In the group represented by —N (Rw) —, N is a nitrogen atom, and Rw represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group.
W represents a protecting group other than the tertiary alkyl group formed by Rx 1 to Rx 3 together with the carbon atom.
-A-H (III)
In general formula (III), A is synonymous with A in general formula (II).
脱保護工程を重合終了後に行うことを特徴とする請求項1に記載の樹脂の製造方法。   The method for producing a resin according to claim 1, wherein the deprotection step is performed after completion of the polymerization. 脱保護工程において、一般式(I)中のRx1〜Rx3が炭素原子と共に形成する三級アルキル基の分解率が5モル%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の樹脂の製造方法。 3. The decomposition rate of the tertiary alkyl group formed by Rx 1 to Rx 3 in the general formula (I) together with the carbon atom in the deprotection step is 5 mol% or less, according to claim 1 or 2. Manufacturing method of resin. 一般式(II)におけるWが一般式(IV−1)又は一般式(IV−2)で表される基であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂の製造方法。
Figure 2008274049
一般式(IV−1)中、
及びRはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基又はアルコキシ基を表す。
はアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はシクロアルケニル基を表す。R2とR3とが連結して環を作っても良い。
Figure 2008274049
一般式(IV−2)中、
、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基又はアルコキシ基を表す。
The method for producing a resin according to any one of claims 1 to 3, wherein W in the general formula (II) is a group represented by the general formula (IV-1) or the general formula (IV-2). .
Figure 2008274049
In general formula (IV-1),
R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group or an alkoxy group.
R 3 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or a cycloalkenyl group. R 2 and R 3 may be linked to form a ring.
Figure 2008274049
In general formula (IV-2),
R 4 , R 5 and R 6 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group or an alkoxy group.
酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂がラクトン構造を有する繰り返し単位を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂の製造方法。   The resin that increases the dissolution rate in an alkaline developer by the action of an acid contains a repeating unit having a lactone structure, and the dissolution rate in an alkaline developer by the action of an acid according to any one of claims 1 to 4 Manufacturing method of resin. 請求項1〜5のいずれかに記載の方法で製造された酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂。   A resin whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of the acid produced by the method according to claim 1. (A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、及び、
(B)請求項6に記載の酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂、
を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物。
(A) a compound that generates an acid upon irradiation with an actinic ray or radiation, and
(B) a resin whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of the acid according to claim 6;
A positive photosensitive composition comprising:
請求項7に記載のレジスト組成物により、膜を形成し、該膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成法。   A pattern forming method comprising: forming a film from the resist composition according to claim 7; and exposing and developing the film. 一般式(V)で表される化合物。
Figure 2008274049
一般式(V)中、
Rvは水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。
、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基又はアルコキシ基を表す。
nは1〜3の整数を表す。
A compound represented by formula (V).
Figure 2008274049
In general formula (V),
Rv represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
R 4 , R 5 and R 6 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group or an alkoxy group.
n represents an integer of 1 to 3.
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