JP2008309888A - Positive resist composition and resist pattern forming method - Google Patents

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岳由 三村
Takako Suzuki
貴子 鈴木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive resist composition which is superior in resolution, and to provide a resist pattern forming method. <P>SOLUTION: The positive resist composition contains a resin component (A), whose solubility in an alkali developer increases by acidic action and an acid generator component (B) which generates an acid upon exposure to light, wherein the component (A) contains a constitutional unit (a1), derived from a hydroxystyrene and a constitutional unit (a2) having an acetal type acid-dissociable dissolution inhibiting group, and the component (B) contains an acid generator (B1), comprising a compound represented by a cation having a 9-phenylthiocarbazole structure. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

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

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

レジスト材料には、これらの露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性が求められる。このような要求を満たすレジスト材料として、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化するベース樹脂と、露光により酸を発生する酸発生剤とを含有する化学増幅型レジストが用いられている。たとえばポジ型の化学増幅型レジストは、ベース樹脂として酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂と、酸発生剤とを含有しており、レジストパターン形成時に、露光により酸発生剤から酸が発生すると、露光部がアルカリ現像液に対して可溶となる。   Resist materials are required to have lithography characteristics such as sensitivity to these exposure light sources and resolution capable of reproducing a pattern with fine dimensions. As a resist material that satisfies such requirements, a chemically amplified resist containing a base resin whose solubility in an alkaline developer is changed by the action of an acid and an acid generator that generates an acid upon exposure is used. For example, a positive chemically amplified resist contains, as a base resin, a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid and an acid generator, and from the acid generator by exposure during resist pattern formation. When the acid is generated, the exposed portion becomes soluble in the alkaline developer.

これまで、化学増幅型レジストのベース樹脂としては、KrFエキシマレーザー(248nm)に対する透明性が高いポリヒドロキシスチレン(PHS)やその水酸基を酸解離性の溶解抑制基で保護した樹脂(PHS系樹脂)が用いられてきた。しかし、PHS系樹脂は、ベンゼン環等の芳香環を有するため、248nmよりも短波長、たとえば193nmの光に対する透明性が充分ではない。そのため、PHS系樹脂をベース樹脂成分とする化学増幅型レジストは、たとえば193nmの光を用いるプロセスでは解像性が低いなどの欠点がある。
そのため、現在、ArFエキシマレーザーリソグラフィー等において使用されるレジストのベース樹脂としては、193nm付近における透明性に優れることから、一般的に(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を主鎖に有する樹脂(アクリル系樹脂)が用いられている。ポジ型の場合、かかる樹脂としては、脂肪族多環式基を含有する第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基を含む(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位、例えば2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート等から誘導される構成単位を有する樹脂が主に用いられている(たとえば特許文献1参照)。
Up to now, as the base resin of chemically amplified resist, polyhydroxystyrene (PHS), which is highly transparent to KrF excimer laser (248 nm), and a resin whose hydroxyl group is protected with an acid dissociable, dissolution inhibiting group (PHS resin) Has been used. However, since the PHS resin has an aromatic ring such as a benzene ring, the transparency to light having a wavelength shorter than 248 nm, for example, 193 nm, is not sufficient. For this reason, a chemically amplified resist having a PHS resin as a base resin component has drawbacks such as low resolution in a process using 193 nm light, for example.
Therefore, as a resist base resin currently used in ArF excimer laser lithography and the like, it has a structural unit generally derived from a (meth) acrylic acid ester in its main chain because of its excellent transparency near 193 nm. Resin (acrylic resin) is used. In the case of the positive type, the resin includes a structural unit derived from a (meth) acrylic acid ester containing a tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic polycyclic group, for example, 2-alkyl. A resin having a structural unit derived from 2-adamantyl (meth) acrylate or the like is mainly used (for example, see Patent Document 1).

なお、「(メタ)アクリル酸エステル」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸エステルと、α位にメチル基が結合したメタクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリレート」とは、α位に水素原子が結合したアクリレートと、α位にメチル基が結合したメタクリレートの一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリル酸」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸と、α位にメチル基が結合したメタクリル酸の一方あるいは両方を意味する。   The “(meth) acrylic acid ester” means one or both of an acrylic acid ester having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylic acid ester having a methyl group bonded to the α-position. “(Meth) acrylate” means one or both of an acrylate having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylate having a methyl group bonded to the α-position. “(Meth) acrylic acid” means one or both of acrylic acid having a hydrogen atom bonded to the α-position and methacrylic acid having a methyl group bonded to the α-position.

一方、化学増幅型レジストにおいて使用される酸発生剤としては、これまで多種多様のものが提案されており、たとえばヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤などが知られている。現在、酸発生剤としては、トリフェニルスルホニウム骨格、ジナフチルモノフェニルスルホニウム骨格等を含む酸発生剤が用いられている(特許文献2参照)。
特開2003−241385号公報 特開2005−37888号公報
On the other hand, various acid generators used in chemically amplified resists have been proposed so far, such as onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate acid generators, Diazomethane acid generators, nitrobenzyl sulfonate acid generators, imino sulfonate acid generators, disulfone acid generators and the like are known. Currently, an acid generator containing a triphenylsulfonium skeleton, a dinaphthyl monophenylsulfonium skeleton, or the like is used as the acid generator (see Patent Document 2).
JP 2003-241385 A Japanese Patent Laid-Open No. 2005-37888

近年、レジストパターンの微細化はますます進み、レジスト材料には、高解像性への要望がさらに高まっている。
たとえば、電子線(EB)や極紫外線(EUV)によるリソグラフィーでは数十nmの微細なパターン形成を目標としていることから、このようにレジストパターン寸法が小さくなるほど、従来の化学増幅型ポジ型レジスト組成物においては、解像性のさらなる向上が求められている。
In recent years, the miniaturization of resist patterns has further progressed, and the demand for high resolution has further increased for resist materials.
For example, since lithography with an electron beam (EB) or extreme ultraviolet (EUV) is aimed at forming a fine pattern of several tens of nanometers, the smaller the resist pattern size, the more the conventional chemically amplified positive resist composition. In products, further improvement in resolution is required.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、解像性に優れたポジ型レジスト組成物、および該ポジ型レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法を提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: It aims at providing the resist pattern formation method using the positive resist composition excellent in the resolution, and this positive resist composition .

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、ベース樹脂として特定の2種の構成単位を含む樹脂成分と、特定のカチオン部を有する酸発生剤とを用いることにより、前記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明の第一の態様は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂成分(A)および露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)を含有するポジ型レジスト組成物であって、前記樹脂成分(A)は、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位(a1)と、下記一般式(a2−1)または(a2−2)で表される構成単位(a2)とを含み、かつ、前記酸発生剤成分(B)は、下記一般式(b1−1)で表される化合物からなる酸発生剤(B1)を含むことを特徴とするポジ型レジスト組成物である。
As a result of intensive studies, the present inventors have solved the above problem by using a resin component containing two specific structural units as a base resin and an acid generator having a specific cation moiety. As a result, the present invention has been completed.
That is, the first aspect of the present invention is a positive resist composition containing a resin component (A) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid and an acid generator component (B) which generates an acid upon exposure. The resin component (A) includes a structural unit (a1) derived from hydroxystyrene and a structural unit (a2) represented by the following general formula (a2-1) or (a2-2): And the acid generator component (B) contains an acid generator (B1) composed of a compound represented by the following general formula (b1-1). .

Figure 2008309888
[式(a2−1)中、Rは水素原子、炭素数1〜5の低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり;RおよびRはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の低級アルキル基であり;Yは炭素数1〜5の低級アルキル基または1価の脂肪族環式基であり;n21は0〜3の整数である。式(a2−2)中、Rは前記と同じであり;RおよびRはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の低級アルキル基であり;Rはアルキレン基または2価の脂肪族環式基であり;Yは炭素数1〜5の低級アルキル基または1価の脂肪族環式基であり;n22は0〜3の整数である。]
Figure 2008309888
[In Formula (a2-1), R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated lower alkyl group; R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or 1 to 5 carbon atoms; Y 1 is a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a monovalent aliphatic cyclic group; n 21 is an integer of 0 to 3. In formula (a2-2), R is as defined above; R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; R 5 is an alkylene group or a divalent group. An aliphatic cyclic group; Y 2 is a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a monovalent aliphatic cyclic group; and n 22 is an integer of 0 to 3. ]

Figure 2008309888
[式(b1−1)中、R41、R42およびR43はそれぞれ独立してハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、アルキル基、アセチル基、アルコキシ基、カルボキシ基、またはヒドロキシアルキル基であり;n、nおよびnはそれぞれ独立して0〜3の整数である。Xはアニオンである。]
Figure 2008309888
[In formula (b1-1), R 41 , R 42 and R 43 each independently represent a halogen atom, a halogenated alkyl group, an alkyl group, an acetyl group, an alkoxy group, a carboxy group or a hydroxyalkyl group; n 1 , n 2 and n 3 are each independently an integer of 0 to 3. X is an anion. ]

また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様のポジ型レジスト組成物を用いて支持体上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法である。   Further, the second aspect of the present invention includes a step of forming a resist film on a support using the positive resist composition of the first aspect, a step of exposing the resist film, and an alkali of the resist film. A resist pattern forming method including a step of forming a resist pattern by development.

なお、本明細書および本特許請求の範囲において、「構成単位」とは、樹脂成分(重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状、および環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「低級アルキル基」は、炭素数1〜5のアルキル基を意味する。
「露光」とは、光の照射のみならず、電子線等の放射線の照射全般を含む概念とする。
In the present specification and claims, the “structural unit” means a monomer unit (monomer unit) constituting a resin component (polymer, copolymer).
Unless otherwise specified, the “alkyl group” includes linear, branched, and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups.
“Lower alkyl group” means an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The term “exposure” includes not only light irradiation but also general irradiation of radiation such as an electron beam.

本発明により、解像性に優れたポジ型レジスト組成物、および該ポジ型レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法が提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a positive resist composition having excellent resolution and a resist pattern forming method using the positive resist composition.

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

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

[構成単位(a1)]
構成単位(a1)は、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位である。当該構成単位(a1)と後述する構成単位(a2)とを含む(A)成分と、後述する酸発生剤(B1)とを組み合わせて用いることにより、解像性に優れたレジストパターンを形成できる。また、(A)成分が構成単位(a1)を含むことにより、ドライエッチング耐性が向上する。さらに、構成単位(a1)は、原料であるヒドロキシスチレンが容易に入手可能で低価格である等の利点も有する。
本明細書および本特許請求の範囲において、「ヒドロキシスチレン」とは、ヒドロキシスチレン、およびヒドロキシスチレンのα位の水素原子がアルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。
なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことである。
「ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレンのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
構成単位(a1)の好適なものとしては、下記一般式(a1−1)で表される構成単位が例示できる。
[Structural unit (a1)]
The structural unit (a1) is a structural unit derived from hydroxystyrene. By using a combination of the component (A) containing the structural unit (a1) and the structural unit (a2) described later and the acid generator (B1) described later, a resist pattern having excellent resolution can be formed. . Further, when the component (A) includes the structural unit (a1), dry etching resistance is improved. Furthermore, the structural unit (a1) also has the advantage that the raw material hydroxystyrene is readily available and is inexpensive.
In the present specification and claims, the term “hydroxystyrene” refers to hydroxystyrene, those obtained by substituting the hydrogen atom at the α-position of hydroxystyrene with another substituent such as an alkyl group, and derivatives thereof. Include concepts.
The α-position (α-position carbon atom) is a carbon atom to which a benzene ring is bonded unless otherwise specified.
The “structural unit derived from hydroxystyrene” means a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of hydroxystyrene.
As a suitable thing of a structural unit (a1), the structural unit represented by the following general formula (a1-1) can be illustrated.

Figure 2008309888
[式(a1−1)中、R’は水素原子または低級アルキル基であり;Rは低級アルキル基であり;pは1〜3の整数であり;qは0〜2の整数である。]
Figure 2008309888
[In Formula (a1-1), R ′ represents a hydrogen atom or a lower alkyl group; R 6 represents a lower alkyl group; p represents an integer of 1 to 3; and q represents an integer of 0 to 2. ]

前記一般式(a1−1)中、R’の低級アルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられ、これらの中でもメチル基が好ましい。
R’としては、水素原子または低級アルキル基が好ましく、水素原子またはメチル基が特に好ましい。
In the general formula (a1-1), the lower alkyl group for R ′ is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and an n-butyl group. , An isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group and the like, and a linear or branched alkyl group, and a methyl group is preferable among them.
R ′ is preferably a hydrogen atom or a lower alkyl group, particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.

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

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

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

[構成単位(a2)]
構成単位(a2)は、前記一般式(a2−1)または(a2−2)で表される構成単位である。当該構成単位(a2)と前記構成単位(a1)とを含む(A)成分と、後述する酸発生剤(B1)とを組み合わせて用いることにより、解像性に優れたレジストパターンを形成できる。
以下、一般式(a2−1)で表される構成単位を構成単位(a2−1)と称する。また、一般式(a2−2)で表される構成単位を構成単位(a2−2)と称する。
一般式(a2−1)における式−C(R)(R)−O−(CHn21−Yで表される基、および一般式(a2−2)における式−C(R)(R)−O−(CHn22−Yで表される基は、いわゆるアセタール型の酸解離性溶解抑制基である。
構成単位(a2−1)および構成単位(a2−2)は、該アセタール型の酸解離性溶解抑制基がカルボニルオキシ基(−C(O)−O−)末端の酸素原子に結合した構造を有する点で共通している。かかる構造においては、露光により(B)成分から酸が発生すると、該酸の作用により、当該酸解離性溶解抑制基と前記カルボニルオキシ基末端の酸素原子との間の結合が切断される。
ここで、本明細書および特許請求の範囲において、「酸解離性」とは、露光時に(B)成分から発生する酸の作用により(A)成分から解離可能であることを意味する。
「溶解抑制基」とは、解離前は(A)成分全体をアルカリ現像液に対して不溶性とするアルカリ溶解抑制性を有するとともに、解離後は(A)成分全体をアルカリ現像液に対して可溶性へ変化させる基であることを意味する。
したがって、構成単位(a2)を含む(A)成分は、露光前はアルカリ現像液に対して不溶性であり、露光により前記(B)成分から発生した酸が作用すると、該アセタール型の酸解離性溶解抑制基が解離し、これによって(A)成分全体のアルカリ現像液に対する溶解性が増大し、アルカリ不溶性からアルカリ可溶性に変化する。そのため、レジストパターンの形成において、ポジ型レジスト組成物を用いて得られるレジスト膜に対して選択的露光を行うと、露光部はアルカリ可溶性へ転じる一方で、未露光部はアルカリ不溶性のまま変化しないので、アルカリ現像することができる。
[Structural unit (a2)]
The structural unit (a2) is a structural unit represented by the general formula (a2-1) or (a2-2). By using a combination of the component (A) containing the structural unit (a2) and the structural unit (a1) and an acid generator (B1) described later, a resist pattern having excellent resolution can be formed.
Hereinafter, the structural unit represented by the general formula (a2-1) is referred to as a structural unit (a2-1). Moreover, the structural unit represented by the general formula (a2-2) is referred to as a structural unit (a2-2).
A group represented by the formula —C (R 1 ) (R 2 ) —O— (CH 2 ) n21 —Y 1 in the general formula (a2-1), and a formula —C (R in the general formula (a2-2); 3 ) The group represented by (R 4 ) —O— (CH 2 ) n22 —Y 2 is a so-called acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group.
The structural unit (a2-1) and the structural unit (a2-2) each have a structure in which the acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group is bonded to an oxygen atom at a carbonyloxy group (—C (O) —O—) terminal. It is common in having. In such a structure, when an acid is generated from the component (B) by exposure, the bond between the acid dissociable, dissolution inhibiting group and the oxygen atom at the terminal of the carbonyloxy group is broken by the action of the acid.
Here, in the present specification and claims, “acid dissociation” means that it can be dissociated from the component (A) by the action of an acid generated from the component (B) during exposure.
The “dissolution-inhibiting group” has an alkali dissolution inhibiting property that makes the entire component (A) insoluble in an alkali developer before dissociation, and after dissociation, the entire component (A) is soluble in an alkali developer. It means that it is a group to change to.
Therefore, the component (A) containing the structural unit (a2) is insoluble in the alkali developer before exposure, and when the acid generated from the component (B) by exposure acts, the acetal type acid dissociation property The dissolution inhibiting group is dissociated, whereby the solubility of the entire component (A) in the alkali developer is increased and the alkali-insoluble is changed to alkali-soluble. Therefore, when a resist film obtained by using a positive resist composition is selectively exposed in the formation of a resist pattern, the exposed portion turns alkali-soluble, while the unexposed portion remains alkali-insoluble. Therefore, alkali development can be performed.

一般式(a2−1)中、Rは、水素原子、炭素数1〜5の低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基である。該Rの低級アルキル基としては、上記一般式(a1−1)中のR’の低級アルキル基と同様のものが挙げられる。
Rとしては、水素原子、低級アルキル基またはフッ素化低級アルキル基であることが好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基であることが特に好ましい。
およびRは、それぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の低級アルキル基である。R、Rの低級アルキル基としては、上記一般式(a1−1)中のR’の低級アルキル基と同様のものが挙げられ、工業上入手しやすい点から、メチル基、エチル基が好ましい。
およびRは、本発明の効果に優れることから、少なくとも一方が水素原子であることが好ましく、両方が水素原子であることがより好ましい。
21は0〜3の整数であり、0または1であることが好ましく、0であることが最も好ましい。
In general formula (a2-1), R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated lower alkyl group. As the lower alkyl group for R, the same as the lower alkyl group for R ′ in formula (a1-1) can be mentioned.
R is preferably a hydrogen atom, a lower alkyl group or a fluorinated lower alkyl group, and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group in terms of industrial availability.
R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Examples of the lower alkyl group for R 1 and R 2 include the same as the lower alkyl group for R ′ in the general formula (a1-1). From the viewpoint of industrial availability, preferable.
Since R 1 and R 2 are excellent in the effects of the present invention, at least one of them is preferably a hydrogen atom, and more preferably both are hydrogen atoms.
n 21 is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and most preferably 0.

は、炭素数1〜5の低級アルキル基または1価の脂肪族環式基である。
の低級アルキル基としては、上記一般式(a1−1)中のR’の低級アルキル基と同様のものが挙げられる。
の1価の脂肪族環式基としては、従来ArFエキシマレーザー用のレジスト用樹脂等において多数提案されている単環または多環式の脂肪族環式基の中から適宜選択して用いることができる。
ここで、本特許請求の範囲および明細書において、「脂肪族環式基」とは、芳香族性を持たない単環式基または多環式基であることを示す。
における脂肪族環式基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。
置換基としては、炭素数1〜5の低級アルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、親水性基等が挙げられる。親水性基としては、=O、−COOR”(R”はアルキル基)、アルコール性水酸基、−OR”(R”はアルキル基)、イミノ基、アミノ基等が挙げられ、入手が容易であることから、=Oまたはアルコール性水酸基が好ましい。
脂肪族環式基における置換基を除いた基本の環(基本環)の構造は、炭素および水素からなる環(炭化水素環)であってもよく、また、炭化水素環を構成する炭素原子の一部が硫黄原子、酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換された複素環であってもよい。本発明の効果のためには、Yにおける基本環が炭化水素環であることが好ましい。
炭化水素環としては、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用等のレジスト用樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができ、具体的には、モノシクロアルカンや、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカン等のポリシクロアルカンが例示できる。モノシクロアルカンとしては、シクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。また、ポリシクロアルカンとしては、アダマンタン、ノルボルナン、ノルボルネン、メチルノルボルナン、エチルノルボルナン、メチルノルボルネン、エチルノルボルネン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。これらの中でも、シクロヘキサン、シクロペンタン、アダマンタン、ノルボルナン、ノルボルネン、メチルノルボルナン、エチルノルボルナン、メチルノルボルネン、エチルノルボルネン、テトラシクロドデカンが工業上好ましく、アダマンタンがさらに好ましい。
Y 1 is a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a monovalent aliphatic cyclic group.
As the lower alkyl group for Y 1, the same as the lower alkyl group for R ′ in general formula (a1-1) above can be used.
The monovalent aliphatic cyclic group for Y 1 is appropriately selected from monocyclic or polycyclic aliphatic cyclic groups that have been proposed in many resist resins for ArF excimer lasers. be able to.
Here, in the claims and the specification, the “aliphatic cyclic group” means a monocyclic group or a polycyclic group having no aromaticity.
The aliphatic cyclic group for Y 1 may or may not have a substituent.
Examples of the substituent include a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, a hydrophilic group, and the like. Examples of the hydrophilic group include ═O, —COOR ″ (R ″ is an alkyl group), alcoholic hydroxyl group, —OR ″ (R ″ is an alkyl group), imino group, amino group and the like, and are easily available. Therefore, ═O or alcoholic hydroxyl group is preferable.
The structure of the basic ring (basic ring) excluding the substituent in the aliphatic cyclic group may be a ring consisting of carbon and hydrogen (hydrocarbon ring), and the carbon atoms constituting the hydrocarbon ring A heterocyclic ring partially substituted with a hetero atom such as a sulfur atom, an oxygen atom, or a nitrogen atom may be used. For the effect of the present invention, the basic ring in Y 1 is preferably a hydrocarbon ring.
As the hydrocarbon ring, a resist resin for ArF excimer laser, KrF excimer laser, etc. can be used by appropriately selecting from among many proposed resins. Specifically, monocycloalkane or bicyclo Examples include polycycloalkanes such as alkanes, tricycloalkanes, and tetracycloalkanes. Examples of the monocycloalkane include cyclopentane and cyclohexane. Examples of the polycycloalkane include adamantane, norbornane, norbornene, methylnorbornane, ethylnorbornane, methylnorbornene, ethylnorbornene, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among these, cyclohexane, cyclopentane, adamantane, norbornane, norbornene, methylnorbornane, ethylnorbornane, methylnorbornene, ethylnorbornene, and tetracyclododecane are industrially preferable, and adamantane is more preferable.

式−C(R)(R)−O−(CHn21−Yで表される基としては、たとえば、下記式(11)〜(22)で表される基が好適なものとして挙げられる。 Preferred examples of the group represented by the formula —C (R 1 ) (R 2 ) —O— (CH 2 ) n21 —Y 1 include groups represented by the following formulas (11) to (22). As mentioned.

Figure 2008309888
Figure 2008309888

一般式(a2−2)中、Rは前記と同じであり、RおよびRはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の低級アルキル基であり、Yは炭素数1〜5の低級アルキル基または1価の脂肪族環式基であり、n22は0〜3の整数である。
該R,R,R,n22およびYは、一般式(a2−1)中のR,R,R,n21およびYとそれぞれ同様のものが挙げられる。
は、アルキレン基または2価の脂肪族環式基である。
がアルキレン基である場合、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜6であることがより好ましく、炭素数1〜4であることが特に好ましく、炭素数1〜3であることが最も好ましい。
が脂肪族環式基である場合、該脂肪族環式基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5の低級アルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
の脂肪族環式基の置換基を除いた基本の環の構造は、炭素および水素からなる基(炭化水素基)であることに限定はされないが、炭化水素基であることが好ましい。また、「炭化水素基」は飽和または不飽和のいずれでもよいが、通常は飽和であることが好ましい。Rの脂肪族環式基は、多環式基であることが好ましい。
における脂肪族環式基の具体例としては、たとえば、低級アルキル基、フッ素原子またはフッ素化低級アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカンや、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカン等のポリシクロアルカンから水素原子が2個以上除かれた基などを例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンから水素原子が2個以上除かれた基や、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから水素原子が2個以上除かれた基などが挙げられる。
の脂肪族環式基としては、特に、下記一般式(y−1)で表される基が好ましい。
In general formula (a2-2), R is the same as defined above, R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and Y 2 has 1 to 5 carbon atoms. A lower alkyl group or a monovalent aliphatic cyclic group, and n 22 is an integer of 0 to 3.
Examples of R, R 3 , R 4 , n 22 and Y 2 are the same as R, R 1 , R 2 , n 21 and Y 1 in general formula (a2-1).
R 5 is an alkylene group or a divalent aliphatic cyclic group.
When R 5 is an alkylene group, it is preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably 1 to 4 carbon atoms, and 1 to 3 carbon atoms. Most preferably it is.
When R 5 is an aliphatic cyclic group, the aliphatic cyclic group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, an oxygen atom (= O), and the like.
The basic ring structure excluding the substituent of the aliphatic cyclic group for R 5 is not limited to a group consisting of carbon and hydrogen (hydrocarbon group), but is preferably a hydrocarbon group. The “hydrocarbon group” may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated. The aliphatic cyclic group for R 5 is preferably a polycyclic group.
Specific examples of the aliphatic cyclic group for R 5 include, for example, a monocycloalkane or bicycloalkane which may or may not be substituted with a lower alkyl group, a fluorine atom or a fluorinated lower alkyl group. And groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as tricycloalkane or tetracycloalkane. Specifically, two hydrogen atoms are removed from a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from a monocycloalkane such as cyclopentane or cyclohexane, or from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, or tetracyclododecane. Examples include groups that have been removed.
As the aliphatic cyclic group for Y 2 , a group represented by general formula (y-1) shown below is particularly preferable.

Figure 2008309888
[式中、mは0または1であり、好ましくは1である。]
Figure 2008309888
[Wherein, m is 0 or 1, preferably 1. ]

一般式(a2−1)で表される構成単位(a2−1)として具体的には、たとえば下記式(a1−2−1)〜(a1−2−39)で表される構成単位が挙げられる。
一般式(a2−2)で表される構成単位(a2−2)として具体的には、たとえば下記式(a1−4−1)〜(a1−4−42)で表される構成単位が挙げられる。
Specific examples of the structural unit (a2-1) represented by the general formula (a2-1) include structural units represented by the following formulas (a1-2-1) to (a1-239). It is done.
Specific examples of the structural unit (a2-2) represented by the general formula (a2-2) include structural units represented by the following formulas (a1-4-1) to (a1-4-42). It is done.

Figure 2008309888
Figure 2008309888

Figure 2008309888
Figure 2008309888

Figure 2008309888
Figure 2008309888

Figure 2008309888
Figure 2008309888

Figure 2008309888
Figure 2008309888

Figure 2008309888
Figure 2008309888

構成単位(a2)としては、本発明の効果がより優れることから、構成単位(a2−1)がより好ましい。なかでも、上記の式(a1−2−9)、式(a1−2−10)、式(a1−2−13)、式(a1−2−14)、式(a1−2−15)、および式(a1−2−16)で表される構成単位から選択される少なくとも一種の構成単位が特に好ましく、式(a1−2−9)および式(a1−2−10)で表される構成単位から選択される少なくとも一種の構成単位が最も好ましい。   As the structural unit (a2), the structural unit (a2-1) is more preferable because the effects of the present invention are more excellent. Among them, the above formula (a1-2-9), formula (a1-2-10), formula (a1-2-13), formula (a1-2-14), formula (a1-2-15), And at least one structural unit selected from structural units represented by formula (a1-2-16) is particularly preferred, and a configuration represented by formula (a1-2-9) or formula (a1-2-10) Most preferred is at least one structural unit selected from units.

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

[他の構成単位]
(A)成分は、前記構成単位(a1)および(a2)以外に、さらに、スチレンから誘導される構成単位(a4)を有していてもよい。
本発明においては、構成単位(a4)は必須ではないが、これを含有させると、アルカリ現像液に対する溶解性を調整することができる。また、ドライエッチング耐性が向上するため、好ましい。
本明細書において、「スチレン」とは、スチレンおよびスチレンのα位の水素原子がアルキル基等の他の置換基に置換されたものも含む概念とする。
「スチレンから誘導される構成単位」とは、スチレンのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。スチレンは、フェニル基の水素原子が炭素数1〜5のアルキル基等の置換基で置換されていてもよい。
構成単位(a4)の好適なものとしては、下記一般式(a4−1)で表される構成単位が例示できる。
[Other structural units]
In addition to the structural units (a1) and (a2), the component (A) may further have a structural unit (a4) derived from styrene.
In the present invention, the structural unit (a4) is not essential, but when it is contained, the solubility in an alkali developer can be adjusted. Moreover, since dry etching tolerance improves, it is preferable.
In this specification, “styrene” is a concept including styrene and those in which the α-position hydrogen atom of styrene is substituted with another substituent such as an alkyl group.
“Structural unit derived from styrene” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of styrene. In styrene, the hydrogen atom of the phenyl group may be substituted with a substituent such as an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
As a suitable thing of a structural unit (a4), the structural unit represented by the following general formula (a4-1) can be illustrated.

Figure 2008309888
[式(a4−1)中、R’は前記と同じであり;Rは炭素数1〜5の低級アルキル基であり;rは0〜3の整数である。]
Figure 2008309888
[In formula (a4-1), R ′ is the same as above; R 7 is a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; and r is an integer of 0 to 3. ]

前記一般式(a4−1)中、R’およびRは、それぞれ上記式(a1−1)中のR’およびRと同様である。
rは0〜3の整数であり、0または1であることが好ましく、工業上、0であることが特に好ましい。
rが1である場合、Rの置換位置は、フェニル基のo−位、m−位、p−位のいずれでもよい。
rが2または3である場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。複数のRは、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
In the general formula (a4-1), R ′ and R 7 are the same as R ′ and R 6 in the formula (a1-1), respectively.
r is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and industrially particularly preferably 0.
When r is 1, the substitution position of R 7 may be any of the o-position, m-position and p-position of the phenyl group.
When r is 2 or 3, any substitution position can be combined. The plurality of R 7 may be the same or different.

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

(A)成分は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記構成単位(a1)、(a2)、および(a4)以外の他の構成単位(a5)を含んでいてもよい。
構成単位(a5)としては、上述の構成単位(a1)、(a2)および(a4)に分類されない他の構成単位であれば特に限定されるものではなく、酸非解離性の脂肪族多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位、ラクトン含有環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位など、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト用樹脂に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
The component (A) may contain a structural unit (a5) other than the structural units (a1), (a2), and (a4) as long as the effects of the present invention are not impaired.
The structural unit (a5) is not particularly limited as long as it is another structural unit not classified into the above structural units (a1), (a2), and (a4). A structural unit derived from an acrylate ester containing a formula group, a structural unit derived from an acrylate ester containing a lactone-containing cyclic group, or a structural unit derived from an acrylate ester containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group For example, a number of hitherto known materials can be used as resist resins for ArF excimer laser, KrF excimer laser (preferably for ArF excimer laser), and the like.

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

Figure 2008309888
[式中、R’およびRは前記と同じであり;n15は0または1である。]
Figure 2008309888
[Wherein, R ′ and R are as defined above; n 15 is 0 or 1; ]

式(A−11)中、R’は、水素原子またはメチル基が好ましく、水素原子が特に好ましい。
Rは、水素原子またはメチル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
15は、0が特に好ましい。
アダマンタンと−CH−O−(CHn15−との結合位置は、アダマンタンの1位又は2位であることが好ましく、2位であることがより好ましい。
In formula (A-11), R ′ is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and particularly preferably a hydrogen atom.
R is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and particularly preferably a methyl group.
n 15 is particularly preferably 0.
The bonding position between adamantane and —CH 2 —O— (CH 2 ) n15 — is preferably the 1- or 2-position of adamantane, and more preferably the 2-position.

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

(A)成分の質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではなく、2000〜50000が好ましく、3000〜30000がより好ましく、5000〜20000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
また、分散度(Mw/Mn)は、特に限定されるものではなく、1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.2〜2.5が最も好ましい。なお、Mnは数平均分子量を示す。
本発明のポジ型レジスト組成物中、(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。
The mass average molecular weight (Mw) of the component (A) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography (GPC)) is not particularly limited, preferably 2000 to 50000, more preferably 3000 to 30000, and 5000 to 5000. 20000 is most preferred. If it is below the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and if it is above the lower limit of this range, dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape are good.
Further, the dispersity (Mw / Mn) is not particularly limited, and is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.2 to 2.5. . In addition, Mn shows a number average molecular weight.
In the positive resist composition of the present invention, the content of the component (A) may be adjusted according to the resist film thickness to be formed.

<(B)成分>
本発明のポジ型レジスト組成物において、(B)成分は、下記一般式(b1−1)で表される化合物からなる酸発生剤(B1)(以下、(B1)成分という。)を含むものである。
(B)成分が、該(B1)成分を含むことにより、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、乳酸エチル(EL)等の一般的なレジスト溶剤への可溶性が良好となる。さらに、当該(B1)成分と、前記構成単位(a1)および構成単位(a2)を含む(A)成分とを組み合わせて用いることにより、解像性に優れたレジストパターンを形成できる。
<(B) component>
In the positive resist composition of the present invention, the component (B) contains an acid generator (B1) (hereinafter referred to as the component (B1)) composed of a compound represented by the following general formula (b1-1). .
Component (B) contains component (B1), so it has good solubility in general resist solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), and ethyl lactate (EL). It becomes. Furthermore, by using the component (B1) in combination with the component (A) including the structural unit (a1) and the structural unit (a2), a resist pattern with excellent resolution can be formed.

Figure 2008309888
[式(b1−1)中、R41、R42およびR43はそれぞれ独立してハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、アルキル基、アセチル基、アルコキシ基、カルボキシ基、またはヒドロキシアルキル基であり;n、nおよびnはそれぞれ独立して0〜3の整数である。Xはアニオンである。]
Figure 2008309888
[In formula (b1-1), R 41 , R 42 and R 43 each independently represent a halogen atom, a halogenated alkyl group, an alkyl group, an acetyl group, an alkoxy group, a carboxy group or a hydroxyalkyl group; n 1 , n 2 and n 3 are each independently an integer of 0 to 3. X is an anion. ]

前記一般式(b1−1)中、R41、R42およびR43は、それぞれ独立してハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、アルキル基、アセチル基、アルコキシ基、カルボキシ基、またはヒドロキシアルキル基である。
41、R42およびR43において、アルキル基は、炭素数1〜5の低級アルキル基が好ましく、なかでも直鎖状または分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、tert−ペンチル基、またはイソペンチル基であることがさらに好ましく、メチル基であることが特に好ましい。
アルコキシ基は、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、なかでも直鎖状または分岐鎖状のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基がさらに好ましい。
ヒドロキシアルキル基は、上記アルキル基の一または複数の水素原子がヒドロキシ基に置換された基が好ましく、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基等が挙げられる。
ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、臭素原子などが挙げられ、フッ素原子であることが好ましい。
ハロゲン化アルキル基は、炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であることが好ましく、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であることがより好ましく、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基であることがさらに好ましい。
In the general formula (b1-1), R 41 , R 42 and R 43 are each independently a halogen atom, a halogenated alkyl group, an alkyl group, an acetyl group, an alkoxy group, a carboxy group, or a hydroxyalkyl group. .
In R 41 , R 42 and R 43 , the alkyl group is preferably a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkyl group, a methyl group, an ethyl group, or a propyl group. , An isopropyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, a tert-pentyl group, or an isopentyl group, more preferably a methyl group.
The alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkoxy group, and even more preferably a methoxy group or an ethoxy group.
The hydroxyalkyl group is preferably a group in which one or more hydrogen atoms of the above alkyl group are substituted with a hydroxy group, and examples thereof include a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, and a hydroxypropyl group.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, an iodine atom, and a bromine atom, and a fluorine atom is preferable.
The halogenated alkyl group is preferably a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, a trifluoromethyl group, More preferably, it is a pentafluoroethyl group.

前記一般式(b1−1)中、nは0〜3の整数であり、好ましくは0〜2であり、より好ましくは0又は1であり、さらに好ましくは0である。
およびnは、それぞれ独立して0〜3の整数であり、好ましくはそれぞれ独立して0又は1であり、より好ましくはそれぞれ独立して0であり、さらに好ましくはいずれも0である。
41〜R43に付された符号n〜nが2以上の整数である場合、複数のR41〜R43はそれぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
In general formula (b1-1), n 1 is an integer of 0 to 3, preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1, more preferably from 0.
n 2 and n 3 each independently represents an integer of 0 to 3, preferably each independently 0 or 1, more preferably each independently 0, and still more preferably both 0 .
When the codes n 1 to n 3 attached to R 41 to R 43 are integers of 2 or more, the plurality of R 41 to R 43 may be the same or different.

前記一般式(b1−1)中、Xはアニオンである。
のアニオン部は、特に制限されず、オニウム塩系酸発生剤のアニオン部として知られているものを適宜用いることができる。たとえば、一般式「R14SO (R14は、直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基を表す。)」で表されるアニオン、または一般式「R’−O−Y’−SO (R’は1価の脂肪族炭化水素基、1価の芳香族有機基、またはヒドロキシアルキル基であり;Y’はフッ素置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキレン基である。)」で表されるアニオンを用いることができる。
In the general formula (b1-1), X represents an anion.
The anion portion of X is not particularly limited, and those known as the anion portion of the onium salt acid generator can be appropriately used. For example, an anion represented by the general formula “R 14 SO 3 (wherein R 14 represents a linear, branched or cyclic alkyl group or halogenated alkyl group)”, or a general formula “R 1 ′ —O—Y 1 ′ —SO 3 (R 1 ′ is a monovalent aliphatic hydrocarbon group, monovalent aromatic organic group, or hydroxyalkyl group; Y 1 ′ may be fluorine-substituted. An anion represented by an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms can be used.

前記一般式「R14SO 」において、R14は、直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又はアルケニル基を表す。
前記R14としての直鎖状、若しくは分岐鎖状のアルキル基は、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。
前記R14としての環状のアルキル基は、炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜10であることがさらに好ましく、炭素数6〜10であることが最も好ましい。
上記の中でも、前記R14としてはハロゲン化アルキル基が好ましい。すなわち、前記一般式(b1−1)中、Xは、ハロゲン化アルキルスルホン酸イオンであることが好ましい。ハロゲン化アルキルとは、アルキル基中の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換されたものである。ここで、ハロゲン化アルキルは、前記R41、R42およびR43における「アルキル基」と同様のものにハロゲン原子が置換したものが挙げられる。置換するハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。ハロゲン化アルキルにおいて、水素原子の全個数の50〜100%がハロゲン原子で置換されていることが好ましく、全て置換されていることがより好ましい。
ここで、該ハロゲン化アルキル基としては、フッ素化アルキル基が好ましい。フッ素化アルキル基は、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。また、該フッ素化アルキル基のフッ素化率(フッ素化前のアルキル基中の全水素原子数に対する、フッ素化により置換されたフッ素原子の数の割合、以下同様。)は、好ましくは10〜100%、さらに好ましくは50〜100%であり、特に水素原子がすべてフッ素原子で置換されたものが、酸の強度が強くなるため好ましい。
前記R14としてのアリール基は、置換基を有していてもよい、炭素数6〜20のアリール基であることが好ましい。有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、ヘテロ原子、アルキル基などが挙げられる。置換基は複数有していてもよい。
前記R14としてのアルケニル基は、置換基を有していてもよい、炭素数2〜10のアルケニル基であることが好ましい。有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、ヘテロ原子、アルキル基などが挙げられる。置換基は複数有していてもよい。
In the general formula “R 14 SO 3 ”, R 14 represents a linear, branched, or cyclic alkyl group, a halogenated alkyl group, an aryl group, or an alkenyl group.
The linear or branched alkyl group as R 14 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and 1 to 4 carbon atoms. Most preferred.
The cyclic alkyl group as R 14 preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms.
Among the above, R 14 is preferably a halogenated alkyl group. That is, in the general formula (b1-1), X is preferably a halogenated alkyl sulfonate ion. The alkyl halide is one in which part or all of the hydrogen atoms in the alkyl group are substituted with halogen atoms. Here, examples of the halogenated alkyl include those in which a halogen atom is substituted for the same as the “alkyl group” in R 41 , R 42 and R 43 . Examples of the halogen atom to be substituted include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. In the alkyl halide, 50 to 100% of the total number of hydrogen atoms are preferably substituted with halogen atoms, and more preferably all are substituted.
Here, the halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group. The fluorinated alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms. The fluorination rate of the fluorinated alkyl group (ratio of the number of fluorine atoms substituted by fluorination to the total number of hydrogen atoms in the alkyl group before fluorination, the same shall apply hereinafter) is preferably 10 to 100. %, More preferably 50 to 100%, and in particular, those in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms are preferred because the strength of the acid becomes strong.
The aryl group as R 14 is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent. Examples of the substituent that may have include a halogen atom, a hetero atom, and an alkyl group. You may have two or more substituents.
The alkenyl group as R 14 is preferably an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have a substituent. Examples of the substituent that may have include a halogen atom, a hetero atom, and an alkyl group. You may have two or more substituents.

前記一般式「R’−O−Y’−SO 」において、R’は1価の脂肪族炭化水素基、芳香族有機基、又はヒドロキシアルキル基であり;Y’はフッ素置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキレン基である。 In the general formula “R 1 ′ —O—Y 1 ′ —SO 3 ”, R 1 ′ is a monovalent aliphatic hydrocarbon group, aromatic organic group, or hydroxyalkyl group; Y 1 ′ is fluorine. It is a C1-C4 alkylene group which may be substituted.

’の1価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素数1〜15の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の1価の飽和炭化水素基、又は、炭素数2〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状の1価の脂肪族不飽和炭化水素基が挙げられる。 Examples of the monovalent aliphatic hydrocarbon group for R 1 ′ include, for example, a linear, branched or cyclic monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, or a straight chain having 2 to 5 carbon atoms. A linear or branched monovalent aliphatic unsaturated hydrocarbon group may be mentioned.

直鎖状の1価の飽和炭化水素基としては、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、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デカニル基などが挙げられる。
分岐鎖状の1価の飽和炭化水素基としては、例えば、1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基などが挙げられる。
環状の1価の飽和炭化水素基としては、多環式基、単環式基のいずれでもよく、例えば、モノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。
直鎖状の1価の不飽和炭化水素基としては、例えば、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。
分岐鎖状の1価の不飽和炭化水素基としては、例えば、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基などが挙げられる。
’の1価の脂肪族炭化水素基の炭素数は、3〜4が好ましく、3が特に好ましい。
Examples of the linear monovalent saturated hydrocarbon group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decanyl group.
Examples of the branched monovalent saturated hydrocarbon group include 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1 -Ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group and the like can be mentioned.
The cyclic monovalent saturated hydrocarbon group may be either a polycyclic group or a monocyclic group, for example, one from a polycycloalkane such as a monocycloalkane, a bicycloalkane, a tricycloalkane, or a tetracycloalkane. And a group in which a hydrogen atom is removed. More specifically, one hydrogen atom was removed from a monocycloalkane such as cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, and cyclooctane, and a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Groups and the like.
Examples of the linear monovalent unsaturated hydrocarbon group include a propenyl group (allyl group) and a butynyl group.
Examples of the branched monovalent unsaturated hydrocarbon group include a 1-methylpropenyl group and a 2-methylpropenyl group.
3-4 are preferable and, as for carbon number of the monovalent | monohydric aliphatic hydrocarbon group of R < 1 '>, 3 is especially preferable.

’の1価の芳香族有機基としては、フェニル基、ビフェニル(biphenyl)基、フルオレニル(fluorenyl)基、ナフチル基、アントリル(anthryl)基、フェナントリル基等の、芳香族炭化水素の環から水素原子を1つ除いたアリール基;これらのアリール基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロアリール基等が挙げられる。これらのアリール基、ヘテロアリール基は、炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子等の置換基を有していてもよい。該置換基におけるアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜8であることが好ましく、炭素数1〜4がさらに好ましい。また、該ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。該ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、臭素原子などが挙げられ、フッ素原子であることが好ましい。 Examples of monovalent aromatic organic groups for R 1 ′ include aromatic hydrocarbon rings such as a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, and a phenanthryl group. An aryl group in which one hydrogen atom is removed; a heteroaryl group in which part of the carbon atoms constituting the ring of these aryl groups is substituted with a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. These aryl groups and heteroaryl groups may have a substituent such as an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, or a halogen atom. The alkyl group or halogenated alkyl group in the substituent preferably has 1 to 8 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms. The halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, an iodine atom, and a bromine atom, and a fluorine atom is preferable.

’のヒドロキシアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状又は環状の1価の飽和炭化水素基の少なくとも1つの水素原子が水酸基に置換されたものである。なかでも、直鎖状又は分岐鎖状の1価の飽和炭化水素基の1つまたは2つの水素原子が水酸基に置換されたものが好ましい。具体的には1−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基、2,3−ジヒドロキシプロピル基等が挙げられる。
’の1価のヒドロキシアルキル基の炭素数は3〜10が好ましく、3〜8がより好ましく、3〜6が特に好ましい。
The hydroxyalkyl group for R 1 ′ is a group in which at least one hydrogen atom of a linear, branched or cyclic monovalent saturated hydrocarbon group is substituted with a hydroxyl group. Among these, a linear or branched monovalent saturated hydrocarbon group in which one or two hydrogen atoms are substituted with a hydroxyl group is preferable. Specific examples include 1-hydroxypropyl group, 2-hydroxypropyl group, 3-hydroxypropyl group, 2,3-dihydroxypropyl group, and the like.
3-10 are preferable, as for carbon number of the monovalent | monohydric hydroxyalkyl group of R < 1 '>, 3-8 are more preferable, and 3-6 are especially preferable.

’の、フッ素置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキレン基としては、−CF−、−CFCF−、−CFCFCF−、−CF(CF)CF−、−CF(CFCF)−、−C(CF−、−CFCFCFCF−、−CF(CF)CFCF−、−CFCF(CF)CF−、−CF(CF)CF(CF)−、−C(CFCF−、−CF(CFCF)CF−、−CF(CFCFCF)−、−C(CF)(CFCF)−;−CHF−、−CHCF−、−CHCHCF−、−CHCFCF−、−CH(CF)CH−、−CH(CFCF)−、−C(CH)(CF)−、−CHCHCHCF−、−CHCHCFCF−、−CH(CF)CHCH−、−CHCH(CF)CH−、−CH(CF)CH(CF)−、−C(CFCH−;−CH−、−CHCH−、−CHCHCH−、−CH(CH)CH−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−CHCHCHCH−、−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−、−CH(CHCHCH)−、−C(CH)(CHCH)−;等が挙げられる。 Examples of the optionally substituted fluorine-substituted alkylene group for Y 1 ′ include —CF 2 —, —CF 2 CF 2 —, —CF 2 CF 2 CF 2 —, —CF (CF 3 ). CF 2 -, - CF (CF 2 CF 3) -, - C (CF 3) 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF (CF 3) CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF (CF 3 ) CF 2 —, —CF (CF 3 ) CF (CF 3 ) —, —C (CF 3 ) 2 CF 2 —, —CF (CF 2 CF 3 ) CF 2 —, —CF (CF 2 CF 2 CF 3) -, - C (CF 3) (CF 2 CF 3) -; - CHF -, - CH 2 CF 2 -, - CH 2 CH 2 CF 2 -, - CH 2 CF 2 CF 2 -, - CH (CF 3) CH 2 - , - CH (CF 2 CF 3) -, - C (CH 3) (CF ) -, - CH 2 CH 2 CH 2 CF 2 -, - CH 2 CH 2 CF 2 CF 2 -, - CH (CF 3) CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CF 3) CH 2 -, - CH (CF 3 ) CH (CF 3 ) —, —C (CF 3 ) 2 CH 2 —; —CH 2 —, —CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 CH 2 —, —CH (CH 3 ) CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) 2 -, - CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH (CH 3) CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 -, - CH (CH 3) CH (CH 3) -, - C (CH 3) 2 CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3) CH 2 -, - CH (CH 2 CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) (CH 2 CH 3) -; and the like.

また、Y’の、フッ素置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキレン基としては、Sに結合する炭素原子がフッ素化されていることが好ましく、このようなフッ素化アルキレン基として、−CF−、−CFCF−、−CFCFCF−、−CF(CF)CF−、−CFCFCFCF−、−CF(CF)CFCF−、−CFCF(CF)CF−、−CF(CF)CF(CF)−、−C(CFCF−、−CF(CFCF)CF−;−CHCF−、−CHCHCF−、−CHCFCF−;−CHCHCHCF−、−CHCHCFCF−、−CHCFCFCF−;等が挙げられる。
これらの中でも、−CFCF−、−CFCFCF−、又はCHCFCF−が好ましく、−CFCF−又は−CFCFCF−がより好ましく、−CFCF−が特に好ましい。
Moreover, as the C1-C4 alkylene group which may be fluorine-substituted as Y 1 ′, a carbon atom bonded to S is preferably fluorinated. As such a fluorinated alkylene group, -CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF (CF 3) CF 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF (CF 3) CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF (CF 3) CF 2 -, - CF (CF 3) CF (CF 3) -, - C (CF 3) 2 CF 2 -, - CF (CF 2 CF 3) CF 2 -; - CH 2 CF 2 - , - CH 2 CH 2 CF 2 -, - CH 2 CF 2 CF 2 -; - CH 2 CH 2 CH 2 CF 2 -, - CH 2 CH 2 CF 2 CF 2 -, - CH 2 CF 2 CF 2 CF 2 -; and the like can be mentioned, et al That.
Of these, -CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 -, or CH 2 CF 2 CF 2 - is preferable, -CF 2 CF 2 - or -CF 2 CF 2 CF 2 - is more preferable, -CF 2 CF 2 - is particularly preferred.

前記一般式(b1−1)中、Xは、上記以外に、下記一般式(b−3)で表されるアニオン、下記一般式(b−4)で表されるアニオン等も用いることができる。 In the general formula (b1-1), in addition to the above, X may be an anion represented by the following general formula (b-3), an anion represented by the following general formula (b-4), or the like. it can.

Figure 2008309888
[式中、X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数2〜6のアルキレン基を表し;Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜10のアルキル基を表す。]
Figure 2008309888
[Wherein X ″ represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom; Y ″ and Z ″ each independently represent at least one hydrogen atom as a fluorine atom; Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and substituted with

前記一般式(b−3)において、X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基であり、該アルキレン基の炭素数は、好ましくは2〜6であり、より好ましくは炭素数3〜5、最も好ましくは炭素数3である。
前記一般式(b−4)において、Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、該アルキル基の炭素数は、好ましくは1〜10であり、より好ましくは炭素数1〜7、最も好ましくは炭素数1〜3である。
X”のアルキレン基の炭素数又はY”、Z”のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。
また、X”のアルキレン基又はY”、Z”のアルキル基において、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。該アルキレン基又はアルキル基のフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキレン基又はパーフルオロアルキル基である。
In the general formula (b-3), X ″ is a linear or branched alkylene group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the alkylene group preferably has 2 carbon atoms. -6, more preferably 3-5 carbon atoms, most preferably 3 carbon atoms.
In the general formula (b-4), Y ″ and Z ″ each independently represent a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. Carbon number becomes like this. Preferably it is 1-10, More preferably, it is C1-C7, Most preferably, it is C1-C3.
The number of carbon atoms of the X ″ alkylene group or the number of carbon atoms of the Y ″ and Z ″ alkyl groups is preferably as small as possible because the solubility in a resist solvent is good within the above-mentioned range of carbon numbers.
In addition, in the alkylene group of X ″ or the alkyl group of Y ″ and Z ″, the strength of the acid increases as the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms increases, and high-energy light or electron beam of 200 nm or less The fluorination rate of the alkylene group or alkyl group is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all hydrogen atoms are fluorine atoms. A substituted perfluoroalkylene group or a perfluoroalkyl group.

(B1)成分として、好ましい具体例を以下に挙げる。   Preferred specific examples of the component (B1) are given below.

Figure 2008309888
Figure 2008309888

Figure 2008309888
Figure 2008309888

Figure 2008309888
Figure 2008309888

これらの中でも、(B1)成分としては、前記化学式(b1−01)、(b1−31)で表される化合物が最も好ましい。   Among these, as the component (B1), the compounds represented by the chemical formulas (b1-01) and (b1-31) are most preferable.

(酸発生剤(B1)の製造方法)
(B1)成分は、たとえば、下記一般式(b1−0−21)で表される化合物と、下記一般式(b1−0−22)で表される化合物とを、安息香酸銅(II)等の触媒を用いて、クロロベンゼン、ヨードベンゼン等の溶媒中で、80〜130℃、より好ましくは100〜120℃にて、0.5〜3時間、より好ましくは1〜2時間反応させることで得ることができる。
(Production method of acid generator (B1))
Component (B1) includes, for example, a compound represented by the following general formula (b1-0-21) and a compound represented by the following general formula (b1-0-22), such as copper (II) benzoate It is obtained by reacting in a solvent such as chlorobenzene and iodobenzene at 80 to 130 ° C., more preferably at 100 to 120 ° C., for 0.5 to 3 hours, more preferably for 1 to 2 hours. be able to.

Figure 2008309888
[式中、R41、nおよびXは、上記式(b1−1)中のR41、nおよびXとそれぞれ同様である。]
Figure 2008309888
Wherein, R 41, n 1 and X - is, R 41 in the formula (b1-1), n 1 and X - and are each similar. ]

Figure 2008309888
[式中、R42、R43、nおよびnは、上記式(b1−2)中のR42、R43、nおよびnとそれぞれ同様である。]
Figure 2008309888
Wherein, R 42, R 43, n 2 and n 3 are respectively similar to the R 42, R 43, n 2 and n 3 in the formula (b1-2). ]

(B1)成分は、1種又は2種以上混合して用いることができる。   (B1) A component can be used 1 type or in mixture of 2 or more types.

本発明のポジ型レジスト組成物において、(B)成分全体における(B1)成分の含有量は、特に限定されるものではなく、好ましくは5〜100質量%であり、より好ましくは40〜100質量%であり、さらに好ましくは70〜100質量%であり、最も好ましくは100質量%である。該範囲の下限値以上であることにより、解像性に優れたレジストパターンを形成できる。   In the positive resist composition of the present invention, the content of the component (B1) in the entire component (B) is not particularly limited, and is preferably 5 to 100% by mass, more preferably 40 to 100% by mass. %, More preferably 70 to 100% by mass, and most preferably 100% by mass. By being above the lower limit of the range, a resist pattern having excellent resolution can be formed.

本発明のポジ型レジスト組成物において、(B1)成分の含有量は、前記(A)成分の100質量部に対し、0.5〜45質量部の範囲内であることが好ましく、1〜40質量部であることがより好ましく、5〜30質量部であることが特に好ましく、10〜25質量部であることが最も好ましい。該範囲の下限値以上であることにより、解像性に優れたレジストパターンを形成できる。一方、上限値以下であることにより、保存安定性がより良好なものとなる。   In the positive resist composition of the present invention, the content of the component (B1) is preferably in the range of 0.5 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). More preferably, it is 5 parts by mass, particularly preferably 5 to 30 parts by mass, and most preferably 10 to 25 parts by mass. By being above the lower limit of the range, a resist pattern having excellent resolution can be formed. On the other hand, when it is not more than the upper limit, the storage stability becomes better.

(B)成分においては、前記(B1)成分以外の酸発生剤(B2)(以下、(B2)成分という。)を前記(B1)成分と併用してもよい。
(B2)成分としては、前記(B1)成分以外であれば特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト用の酸発生剤として提案されているものを使用することができる。
このような酸発生剤としては、これまで、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが知られている。
In the component (B), an acid generator (B2) other than the component (B1) (hereinafter referred to as the component (B2)) may be used in combination with the component (B1).
The component (B2) is not particularly limited as long as it is other than the component (B1), and those that have been proposed as acid generators for chemically amplified resists can be used.
Examples of such acid generators include onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, and poly (bissulfonyl) diazomethanes. There are various known diazomethane acid generators, nitrobenzyl sulfonate acid generators, imino sulfonate acid generators, disulfone acid generators, and the like.

オニウム塩系酸発生剤として、例えば下記一般式(b−1)または(b−2)で表される化合物を用いることができる。   As the onium salt acid generator, for example, a compound represented by the following general formula (b-1) or (b-2) can be used.

Figure 2008309888
[式中、R”〜R”,R”〜R”は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表し;式(b−1)におけるR”〜R”のうち、いずれか2つが相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成してもよく;R”は、直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基またはフッ素化アルキル基を表し;R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表し、R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表す。]
Figure 2008309888
[Wherein, R 1 ″ to R 3 ″ and R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group; among R 1 ″ to R 3 ″ in formula (b-1), Any two may be bonded together to form a ring with the sulfur atom in the formula; R 4 ″ represents a linear, branched or cyclic alkyl group or a fluorinated alkyl group; R 1 At least one of “˜R 3 ” represents an aryl group, and at least one of “R 5 ″ to R 6 ” represents an aryl group.]

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

式(b−1)におけるR”〜R”のうち、いずれか2つが相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、イオウ原子を含めて3〜10員環を形成していることが好ましく、5〜7員環を形成していることが特に好ましい。
式(b−1)におけるR”〜R”のうち、いずれか2つが相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、残りの1つは、アリール基であることが好ましい。前記アリール基は、前記R”〜R”のアリール基と同様のものが挙げられる。
When any two of R 1 ″ to R 3 ″ in the formula (b-1) are bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula, a 3 to 10 membered ring including the sulfur atom is formed. It is preferable that a 5- to 7-membered ring is formed.
When any two of R 1 ″ to R 3 ″ in formula (b-1) are bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula, the remaining one may be an aryl group preferable. Examples of the aryl group include the same aryl groups as those described above for R 1 ″ to R 3 ″.

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

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

式(b−1)、(b−2)で表されるオニウム塩系酸発生剤の具体例としては、ジフェニルヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−メチルフェニル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジメチル(4−ヒドロキシナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、モノフェニルジメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;ジフェニルモノメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−tert−ブチル)フェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジフェニル(1−(4−メトキシ)ナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジ(1−ナフチル)フェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−フェニルテトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−メチルフェニル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−メトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−エトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−フェニルテトラヒドロチオピラニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオピラニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオピラニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−メチルフェニル)テトラヒドロチオピラニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート等が挙げられる。
また、これらのオニウム塩のアニオン部がメタンスルホネート、n−プロパンスルホネート、n−ブタンスルホネート、n−オクタンスルホネートに置き換えたオニウム塩も用いることができる。
Specific examples of the onium salt acid generators represented by formulas (b-1) and (b-2) include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium. Trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, heptafluoropropanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, tri (4-methylphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, heptafluoropropanesulfonate or the same Nonafluorobutanesulfonate, dimethyl (4-hydroxynaphthyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptaful Lopropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of monophenyldimethylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; trifluoromethanesulfonate of diphenylmonomethylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate (4-methylphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, (4-methoxyphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate , Trifluoromethanesulfonate of tri (4-tert-butyl) phenylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of diphenyl (1- (4-methoxy) naphthyl) sulfonium, its heptafluoropropane Sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, di (1-naphthyl) phenylsulfonium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1-phenyltetrahydrothiophenium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate Or nonafluorobutanesulfonate thereof; 1- (4-methylphenyl) ) Tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate 1- (4-methoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; 1- (4-ethoxynaphthalene-1- Yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanesulfonate or its nonaflu 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; 1-phenyltetrahydrothiopyranium trifluoromethanesulfonate , Its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1- (4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiopyranium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1- (3,5-dimethyl -4-Hydroxyphenyl) tetrahydrothiopyranium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanes Honeto or nonafluorobutanesulfonate; 1- (4-methylphenyl) trifluoromethanesulfonate tetrahydrothiophenium Pila chloride, heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, and the like.
In addition, onium salts in which the anion portion of these onium salts is replaced with methanesulfonate, n-propanesulfonate, n-butanesulfonate, or n-octanesulfonate can also be used.

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

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

Figure 2008309888
(式(B−1)中、R31、R32はそれぞれ独立に有機基を表す。)
Figure 2008309888
(In formula (B-1), R 31 and R 32 each independently represents an organic group.)

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

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

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

Figure 2008309888
[式(B−2)中、R33は、シアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R34はアリール基である。R35は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。]
Figure 2008309888
[In Formula (B-2), R 33 represents a cyano group, an alkyl group having no substituent, or a halogenated alkyl group. R 34 is an aryl group. R 35 represents an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. ]

Figure 2008309888
[式(B−3)中、R36はシアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R37は2または3価の芳香族炭化水素基である。R38は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。p”は2または3である。]
Figure 2008309888
[In Formula (B-3), R 36 represents a cyano group, an alkyl group having no substituent, or a halogenated alkyl group. R 37 is a divalent or trivalent aromatic hydrocarbon group. R38 is an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. p ″ is 2 or 3.]

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

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

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

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

オキシムスルホネート系酸発生剤の具体例としては、α−(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(p−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロ−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−クロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,4−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,6−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(2−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−チエン−2−イルアセトニトリル、α−(4−ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−[(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−[(ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−(トシルオキシイミノ)−4−チエニルシアニド、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘプテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロオクテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−エチルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−プロピルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロペンチルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−p−メチルフェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−ブロモフェニルアセトニトリルなどが挙げられる。
また、特開平9−208554号公報(段落[0012]〜[0014]の[化18]〜[化19])に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤、国際公開第04/074242号パンフレット(65〜85頁目のExample1〜40)に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤も好適に用いることができる。
また、好適なものとして以下のものを例示することができる。
Specific examples of the oxime sulfonate acid generator include α- (p-toluenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (p-chlorobenzenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (4-nitrobenzenesulfonyloxy). Imino) -benzylcyanide, α- (4-nitro-2-trifluoromethylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-chlorobenzylcyanide, α- (benzenesulfonyl) Oxyimino) -2,4-dichlorobenzyl cyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -2,6-dichlorobenzyl cyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-methoxybenzyl cyanide, α- ( 2-Chlorobenzenesulfonyloxyimino) 4-methoxybenzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -thien-2-ylacetonitrile, α- (4-dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α-[(p-toluenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α-[(dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α- (tosyloxyimino) -4-thienyl cyanide, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclo Pentenyl acetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cycloheptenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclooctene Acetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -ethylacetonitrile, α- (propyl Sulfonyloxyimino) -propylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclopentylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- ( Ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cyclope N-tenyl acetonitrile, α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile , Α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (trifluoro Methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -p- Butoxy phenylacetonitrile, alpha-(propylsulfonyl oxyimino)-p-methylphenyl acetonitrile, alpha-like (methylsulfonyloxyimino)-p-bromophenyl acetonitrile.
Further, an oxime sulfonate-based acid generator disclosed in JP-A-9-208554 (paragraphs [0012] to [0014] [chemical formula 18] to [chemical formula 19]), pamphlet of International Publication No. 04/074242, An oxime sulfonate-based acid generator disclosed in Examples 1 to 40) on pages 65 to 85 can also be suitably used.
Moreover, the following can be illustrated as a suitable thing.

Figure 2008309888
Figure 2008309888

Figure 2008309888
Figure 2008309888

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

Figure 2008309888
Figure 2008309888

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

(B2)成分としては、上記酸発生剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   (B2) As a component, the said acid generator may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

本発明のポジ型レジスト組成物における(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、好ましくは0.5〜45質量部であり、より好ましくは1〜40質量部であり、さらに好ましくは5〜30質量部であり、最も好ましくは10〜25質量部である。上記範囲とすることでパターン形成が充分に行われる。また、均一な溶液が得られ、保存安定性が良好となるため好ましい。   The content of the component (B) in the positive resist composition of the present invention is preferably 0.5 to 45 parts by mass, more preferably 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). More preferably, it is 5-30 mass parts, Most preferably, it is 10-25 mass parts. By setting it within the above range, pattern formation is sufficiently performed. Moreover, since a uniform solution is obtained and storage stability becomes favorable, it is preferable.

<(D)成分>
本発明のポジ型レジスト組成物においては、レジストパターン形状、引き置き経時安定性などを向上させるために、さらに任意の成分として、含窒素有機化合物(D)(以下、(D)成分という)を含有することが好ましい。
この(D)成分は、既に多種多様なものが提案されているので、公知のものから任意に用いればよく、なかでも脂肪族アミン、特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンが好ましい。ここで、本特許請求の範囲及び明細書における「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。「脂肪族環式基」は、芳香性を持たない単環式基または多環式基であることを示す。脂肪族アミンとは、1つ以上の脂肪族基を有するアミンであり、該脂肪族基は炭素数が1〜12であることが好ましい。
脂肪族アミンとしては、アンモニアNHの水素原子の少なくとも1つを、炭素数12以下のアルキル基またはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンまたはアルキルアルコールアミン)又は環式アミンが挙げられる。
アルキルアミンおよびアルキルアルコールアミンの具体例としては、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン等のモノアルキルアミン;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジアルキルアミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デカニルアミン、トリ−n−ドデシルアミン等のトリアルキルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジ−n−オクタノールアミン、トリ−n−オクタノールアミン等のアルキルアルコールアミンが挙げられる。これらの中でも、炭素数5〜10のトリアルキルアミンがさらに好ましく、トリ−n−オクチルアミンが最も好ましい。
環式アミンとしては、たとえば、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環化合物が挙げられる。該複素環化合物としては、単環式のもの(脂肪族単環式アミン)であっても多環式のもの(脂肪族多環式アミン)であってもよい。
脂肪族単環式アミンとして、具体的には、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。
脂肪族多環式アミンとしては、炭素数が6〜10のものが好ましく、具体的には、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、ヘキサメチレンテトラミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。
これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明においては、中でも(D)成分として炭素数5〜10のトリアルキルアミンを用いることが好ましい。
(D)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
<(D) component>
In the positive resist composition of the present invention, a nitrogen-containing organic compound (D) (hereinafter referred to as the component (D)) is further added as an optional component in order to improve the resist pattern shape, the stability over time. It is preferable to contain.
Since a wide variety of components (D) have already been proposed, any known one may be used. Among them, aliphatic amines, particularly secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines are used. preferable. Here, “aliphatic” in the claims and the specification is a relative concept with respect to aromatics, and is defined to mean a group, a compound, or the like that does not have aromaticity. “Aliphatic cyclic group” means a monocyclic group or polycyclic group having no aromaticity. An aliphatic amine is an amine having one or more aliphatic groups, and the aliphatic groups preferably have 1 to 12 carbon atoms.
Examples of the aliphatic amine include an amine (alkyl amine or alkyl alcohol amine) or a cyclic amine in which at least one hydrogen atom of ammonia NH 3 is substituted with an alkyl group or hydroxyalkyl group having 12 or less carbon atoms.
Specific examples of alkylamines and alkyl alcohol amines include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine; diethylamine, di-n-propylamine, di- -Dialkylamines such as n-heptylamine, di-n-octylamine, dicyclohexylamine; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine , Tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decanylamine, tri-n-dodecylamine, and the like; diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine Triisopropanolamine, di -n- octanol amines, alkyl alcohol amines tri -n- octanol amine. Among these, a trialkylamine having 5 to 10 carbon atoms is more preferable, and tri-n-octylamine is most preferable.
Examples of the cyclic amine include heterocyclic compounds containing a nitrogen atom as a hetero atom. The heterocyclic compound may be monocyclic (aliphatic monocyclic amine) or polycyclic (aliphatic polycyclic amine).
Specific examples of the aliphatic monocyclic amine include piperidine and piperazine.
As the aliphatic polycyclic amine, those having 6 to 10 carbon atoms are preferable. Specifically, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene, 1,8-diazabicyclo [5. 4.0] -7-undecene, hexamethylenetetramine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, and the like.
These may be used alone or in combination of two or more.
In the present invention, it is particularly preferable to use a trialkylamine having 5 to 10 carbon atoms as the component (D).
(D) component is normally used in 0.01-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component.

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

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

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

本発明のポジ型レジスト組成物は、解像性に優れたレジストパターンを形成でき、特にEBまたはEUVを露光光源とした微細なレジストパターン形成において要求される、高解像性のレジストパターンを形成できる。
その理由は明らかではないが、以下のように推測される。
本発明のポジ型レジスト組成物は、アルカリ可溶性の構成単位である構成単位(a1)と、アクリル酸の側鎖部分にアセタール型の酸解離性溶解抑制基を有する構成単位(a2)とを含む(A)成分を含有する。特に、前記構成単位(a2)の有するアセタール型の酸解離性溶解抑制基は、脱保護反応における活性化エネルギーが低く、解離しやすい。そのため、該(A)成分は、露光時に、露光部に存在する酸解離性溶解抑制基の解離する割合(脱保護率)が高く、露光部のアルカリ溶解性が大幅に増大する。
また、本発明のポジ型レジスト組成物は、上記一般式(b1−1)で表される化合物からなる酸発生剤(B1)を含有する。当該(B1)成分は、トリフェニルスルホニウム(TPS)等をカチオン部に有するような酸発生剤よりも、ポジ型レジスト組成物の各種成分を溶解させるために用いられている有機溶剤(レジスト溶剤)に対する溶解性が優れている。そのため、本発明のポジ型レジスト組成物に当該(B1)成分を多く配合することができるため、レジスト膜中における酸発生剤の密度を高めて、酸発生効率をより高めることができる。
また、当該(B1)成分は、レジスト膜中での分散性が良好であり、レジスト膜中に、従来の酸発生剤より均一に分布していると考えられる。そのため、露光により、該(B1)成分から発生する酸が、従来の酸発生剤を用いた場合よりも、レジスト膜中により均一に拡散できると推測される。さらに、当該(B1)成分は、従来の酸発生剤よりもアルカリ現像液に対して高い溶解抑止効果を有すると考えられる。
したがって、前記(A)成分および前記酸発生剤(B1)を含有する本発明のポジ型レジスト組成物は、未露光部と露光部とのアルカリ現像液に対する溶解性の差(溶解コントラスト)が、従来のポジ型レジスト組成物と比べて大幅に大きくなるため、解像性に優れたレジストパターンを形成することができると推測される。
The positive resist composition of the present invention can form a resist pattern with excellent resolution, and in particular, forms a high-resolution resist pattern required for forming a fine resist pattern using EB or EUV as an exposure light source. it can.
The reason is not clear, but is presumed as follows.
The positive resist composition of the present invention comprises a structural unit (a1) which is an alkali-soluble structural unit and a structural unit (a2) having an acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group in the side chain portion of acrylic acid. (A) It contains a component. In particular, the acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group of the structural unit (a2) has a low activation energy in the deprotection reaction and is easily dissociated. Therefore, the component (A) has a high dissociation ratio (deprotection rate) of the acid dissociable, dissolution inhibiting group present in the exposed area during exposure, and the alkali solubility in the exposed area is greatly increased.
Further, the positive resist composition of the present invention contains an acid generator (B1) composed of a compound represented by the above general formula (b1-1). The component (B1) is an organic solvent (resist solvent) used to dissolve various components of the positive resist composition rather than an acid generator having triphenylsulfonium (TPS) or the like in the cation part. Is excellent in solubility. Therefore, since a large amount of the component (B1) can be blended in the positive resist composition of the present invention, the density of the acid generator in the resist film can be increased and the acid generation efficiency can be further increased.
Further, the component (B1) has good dispersibility in the resist film, and is considered to be more uniformly distributed in the resist film than the conventional acid generator. For this reason, it is presumed that the acid generated from the component (B1) by exposure can diffuse more uniformly in the resist film than when a conventional acid generator is used. Further, the component (B1) is considered to have a higher dissolution inhibiting effect on an alkaline developer than a conventional acid generator.
Therefore, the positive resist composition of the present invention containing the component (A) and the acid generator (B1) has a difference in solubility (dissolution contrast) in an alkaline developer between an unexposed area and an exposed area. It is estimated that a resist pattern having excellent resolution can be formed because it is significantly larger than a conventional positive resist composition.

≪レジストパターン形成方法≫
本発明のレジストパターン形成方法は、前記ポジ型レジスト組成物を用いて支持体上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する工程を含む。
本発明のレジストパターン形成方法は、たとえば以下の様にして行うことができる。
すなわち、まず支持体上に、上記ポジ型レジスト組成物をスピンナーなどで塗布し、80〜150℃の温度条件下、プレベーク(ポストアプライベーク(PAB))を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施し、これに、露光装置などにより、EUV、KrFエキシマレーザー光等を所望のマスクパターンを介して照射するか、またはマスクパターンを介さずに電子線を直接照射(描画)してレジスト膜を選択的に露光する。その後、80〜150℃の温度条件下、PEB(露光後加熱)を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施す。次いで、これをアルカリ現像液、例えば0.1〜10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて現像処理し、好ましくは純水を用いて水リンスを行い、乾燥を行う。また、場合によっては、上記現像処理後にベーク処理(ポストベーク)を行ってもよい。このようにして、マスクパターンに忠実なレジストパターンを得ることができる。
≪Resist pattern formation method≫
The resist pattern forming method of the present invention includes a step of forming a resist film on a support using the positive resist composition, a step of exposing the resist film, and an alkali developing of the resist film to form a resist pattern The process of carrying out is included.
The resist pattern forming method of the present invention can be performed, for example, as follows.
That is, first, the positive resist composition is coated on a support with a spinner or the like, and pre-baked (post-apply bake (PAB)) for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90, under a temperature condition of 80 to 150 ° C. The resist film is applied to the resist film by irradiating with EUV, KrF excimer laser light, etc. through a desired mask pattern, or directly irradiating (drawing) an electron beam without passing through the mask pattern. Selective exposure. Thereafter, PEB (post-exposure heating) is applied for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds, under a temperature condition of 80 to 150 ° C. Subsequently, this is developed using an alkaline developer, for example, a 0.1 to 10% by mass tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, preferably rinsed with pure water and dried. In some cases, a baking process (post-bake) may be performed after the development process. In this way, a resist pattern faithful to the mask pattern can be obtained.

支持体としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例示することができる。より具体的には、シリコンウェーハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
また、支持体としては、上述のような基板上に、無機系および/または有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、有機反射防止膜(有機BARC)が挙げられる。
The support is not particularly limited, and a conventionally known one can be used, and examples thereof include a substrate for electronic components and a substrate on which a predetermined wiring pattern is formed. More specifically, a silicon substrate, a metal substrate such as copper, chromium, iron, and aluminum, a glass substrate, and the like can be given. As a material for the wiring pattern, for example, copper, aluminum, nickel, gold or the like can be used.
In addition, the support may be a substrate in which an inorganic and / or organic film is provided on the above-described substrate. An inorganic antireflection film (inorganic BARC) is an example of the inorganic film. Examples of the organic film include an organic antireflection film (organic BARC).

露光に用いる波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線等の放射線を用いて行うことができる。本発明のポジ型レジスト組成物は、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EBまたはEUVを用いたリソグラフィーに対して有効であり、EBまたはEUVを用いたリソグラフィーに対してより有効であり、EUVを用いたリソグラフィーに対して特に有効である。 The wavelength used for the exposure is not particularly limited, and ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-ray, soft X-ray, etc. Can be done using radiation. The positive resist composition of the present invention is effective for lithography using KrF excimer laser, ArF excimer laser, EB or EUV, and more effective for lithography using EB or EUV. This is particularly effective for lithography.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the scope of the present invention is not limited to these examples.

<樹脂成分(A)>
実施例1〜2、比較例1および参考例1においては、以下のモノマー(1)〜(2)を公知の滴下重合法により共重合することによって合成された樹脂(A)−1を用いた。
すなわち、窒素導入口、撹拌機、コンデンサーおよび温度計を備えたフラスコに、窒素雰囲気下で、PGMEAを入れ、撹拌しながら湯浴の温度を80℃に上げた。次に、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)と、モノマー(1)/モノマー(2)=3/1(モル比)とを仕込んだ単量体PGMEA溶液を、滴下装置を用い、一定速度で6時間かけてフラスコ中へ滴下し、その後、80℃で1時間保持した。その後、反応溶液を室温に戻した。次いで、得られた反応溶液を、約30倍量のメタノール中に撹拌しながら滴下し、無色の析出物の沈殿を得た。得られた沈殿を濾別し、該沈殿を、重合に使用した単量体に対して約30倍量のメタノール中で洗浄した。そして、この沈殿を濾別し、THFに溶解した後、該溶解液に80質量%ヒドラジン水溶液を滴下し、25℃で1時間撹拌した。反応終了後、大量の水中に滴下して析出物を得た。該析出物を濾別、洗浄、および減圧下、50℃で約40時間乾燥することにより、樹脂(A)−1を得た。
<Resin component (A)>
In Examples 1-2, Comparative Example 1, and Reference Example 1, resin (A) -1 synthesized by copolymerizing the following monomers (1)-(2) by a known drop polymerization method was used. .
That is, PGMEA was placed in a flask equipped with a nitrogen inlet, a stirrer, a condenser and a thermometer under a nitrogen atmosphere, and the temperature of the hot water bath was raised to 80 ° C. while stirring. Next, a monomer PGMEA solution charged with 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) and monomer (1) / monomer (2) = 3/1 (molar ratio) as a polymerization initiator was prepared. Using a dropping device, the solution was dropped into the flask over 6 hours at a constant speed, and then kept at 80 ° C. for 1 hour. Thereafter, the reaction solution was returned to room temperature. Subsequently, the obtained reaction solution was added dropwise to about 30 times amount of methanol with stirring to obtain a colorless precipitate. The resulting precipitate was filtered off, and the precipitate was washed in about 30 times the amount of methanol used for the monomer used for the polymerization. Then, this precipitate was separated by filtration and dissolved in THF, and then an 80% by mass hydrazine aqueous solution was added dropwise to the solution, followed by stirring at 25 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, the mixture was dropped into a large amount of water to obtain a precipitate. The precipitate was separated by filtration, washed, and dried under reduced pressure at 50 ° C. for about 40 hours to obtain Resin (A) -1.

Figure 2008309888
Figure 2008309888

樹脂(A)−1の構造を下記に示す。
なお、下記樹脂(A)−1の質量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を併記した。質量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算基準で求めた。
また、組成比はカーボンNMRにより算出した。化学式中、構成単位の右下に付した符号は、共重合体中の各構成単位の割合(モル%)を示す。
The structure of Resin (A) -1 is shown below.
In addition, the mass average molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) of the following resin (A) -1 are also shown. The mass average molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) were determined on a polystyrene conversion basis by gel permeation chromatography (GPC).
The composition ratio was calculated by carbon NMR. In the chemical formula, the symbol attached to the lower right of the structural unit indicates the ratio (mol%) of each structural unit in the copolymer.

Figure 2008309888
[p1/q1=75/25(モル比);Mw7000、Mw/Mn1.7]
Figure 2008309888
[P1 / q1 = 75/25 (molar ratio); Mw7000, Mw / Mn1.7]

(実施例1〜2、比較例1、参考例1)
下記表1に示す各成分を混合し、溶解してポジ型レジスト組成物を調製した。
(Examples 1-2, Comparative Example 1, Reference Example 1)
The components shown in Table 1 below were mixed and dissolved to prepare a positive resist composition.

Figure 2008309888
Figure 2008309888

表1中の各略号は以下の意味を有する。また、[ ]内の数値は配合量(質量部)である。   Each abbreviation in Table 1 has the following meaning. Moreover, the numerical value in [] is a compounding quantity (mass part).

(B)−1:下記式(b1−01)で表される化合物。
(B)−2:下記式(b1−31)で表される化合物。
(B)−3:下記式(b2−1)で表される化合物。
(B)−4:下記式(b2−2)で表される化合物。
(B) -1: a compound represented by the following formula (b1-01).
(B) -2: a compound represented by the following formula (b1-31).
(B) -3: a compound represented by the following formula (b2-1).
(B) -4: A compound represented by the following formula (b2-2).

Figure 2008309888
Figure 2008309888

Figure 2008309888
Figure 2008309888

(D)−1:トリ−n−オクチルアミン。
(E)−1:サリチル酸。
(S)−1:PGMEA/PGME=6/4(質量比)の混合溶剤。
(D) -1: tri-n-octylamine.
(E) -1: salicylic acid.
(S) -1: PGMEA / PGME = 6/4 (mass ratio) mixed solvent.

得られたポジ型レジスト組成物を用いて、以下に示す、解像性の評価を行った。   Using the obtained positive resist composition, the following evaluation of resolution was performed.

<レジストパターン形成>
表面にヘキサメチルシラザン(HMDS)処理(90℃で36秒間)を施した8インチシリコン基板上に、上記で得られたポジ型レジスト組成物を均一にそれぞれ塗布し、表2に示すPAB温度で90秒間のプレベーク処理を行って、膜厚100nmのレジスト膜を成膜した。
得られたレジスト膜に対し、電子線描画機(日立製、商品名:HL−800D、加速電圧70kV)にて描画を行い、表2に示すPEB温度で90秒間の露光後加熱(PEB)処理を行い、23℃で2.38質量%TMAH水溶液にて60秒間の現像処理を行い、純水にて15秒間のリンス、振り切り乾燥を行って、ライン幅100nm、ピッチ200nmのラインアンドスペース(1:1)のレジストパターン(以下、L/Sパターンという。)を形成した。
<Resist pattern formation>
Each of the positive resist compositions obtained above was uniformly applied onto an 8-inch silicon substrate that had been subjected to hexamethylsilazane (HMDS) treatment (90 ° C. for 36 seconds) on the surface, and the PAB temperatures shown in Table 2 were applied. A pre-bake treatment for 90 seconds was performed to form a resist film having a thickness of 100 nm.
The resulting resist film is drawn with an electron beam drawing machine (manufactured by Hitachi, trade name: HL-800D, acceleration voltage 70 kV), and post-exposure heating (PEB) treatment for 90 seconds at the PEB temperatures shown in Table 2 The film was developed with a 2.38 mass% TMAH aqueous solution at 23 ° C. for 60 seconds, rinsed with pure water for 15 seconds, shaken and dried, and a line-and-space with a line width of 100 nm and a pitch of 200 nm (1 : 1) resist pattern (hereinafter referred to as L / S pattern).

[解像性の評価]
上記レジストパターン形成において、ライン幅100nm、ピッチ200nmのL/Sパターンが形成される最適露光量Eop(μC/cm)を求め、該Eopにおける限界解像度(nm)を求めた。その結果を表2に示す。
[Evaluation of resolution]
In the resist pattern formation, the optimum exposure dose Eop (μC / cm 2 ) at which an L / S pattern having a line width of 100 nm and a pitch of 200 nm is formed was determined, and the limit resolution (nm) at the Eop was determined. The results are shown in Table 2.

Figure 2008309888
Figure 2008309888

表2の結果から明らかなように、本発明に係る実施例1〜2のポジ型レジスト組成物は、比較例1および参考例1のポジ型レジスト組成物に比べて、解像性に優れたレジストパターンを形成できることが確認できた。
したがって、本発明によれば、解像性に優れたポジ型レジスト組成物、および該ポジ型レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法が提供できることが確認できた。
As is clear from the results in Table 2, the positive resist compositions of Examples 1 and 2 according to the present invention were superior in resolution compared to the positive resist compositions of Comparative Example 1 and Reference Example 1. It was confirmed that a resist pattern could be formed.
Therefore, according to the present invention, it was confirmed that a positive resist composition having excellent resolution and a resist pattern forming method using the positive resist composition can be provided.

Claims (4)

酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂成分(A)および露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)を含有するポジ型レジスト組成物であって、
前記樹脂成分(A)は、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位(a1)と、下記一般式(a2−1)または(a2−2)で表される構成単位(a2)とを含み、かつ、前記酸発生剤成分(B)は、下記一般式(b1−1)で表される化合物からなる酸発生剤(B1)を含むことを特徴とするポジ型レジスト組成物。
Figure 2008309888
[式(a2−1)中、Rは水素原子、炭素数1〜5の低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり;RおよびRはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の低級アルキル基であり;Yは炭素数1〜5の低級アルキル基または1価の脂肪族環式基であり;n21は0〜3の整数である。式(a2−2)中、Rは前記と同じであり;RおよびRはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の低級アルキル基であり;Rはアルキレン基または2価の脂肪族環式基であり;Yは炭素数1〜5の低級アルキル基または1価の脂肪族環式基であり;n22は0〜3の整数である。]
Figure 2008309888
[式(b1−1)中、R41、R42およびR43はそれぞれ独立してハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、アルキル基、アセチル基、アルコキシ基、カルボキシ基、またはヒドロキシアルキル基であり;n、nおよびnはそれぞれ独立して0〜3の整数である。Xはアニオンである。]
A positive resist composition comprising a resin component (A) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid and an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure,
The resin component (A) includes a structural unit (a1) derived from hydroxystyrene and a structural unit (a2) represented by the following general formula (a2-1) or (a2-2), and The positive resist composition, wherein the acid generator component (B) includes an acid generator (B1) composed of a compound represented by the following general formula (b1-1).
Figure 2008309888
[In Formula (a2-1), R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated lower alkyl group; R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or 1 to 5 carbon atoms; Y 1 is a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a monovalent aliphatic cyclic group; n 21 is an integer of 0 to 3. In formula (a2-2), R is as defined above; R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; R 5 is an alkylene group or a divalent group. An aliphatic cyclic group; Y 2 is a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a monovalent aliphatic cyclic group; and n 22 is an integer of 0 to 3. ]
Figure 2008309888
[In formula (b1-1), R 41 , R 42 and R 43 each independently represent a halogen atom, a halogenated alkyl group, an alkyl group, an acetyl group, an alkoxy group, a carboxy group or a hydroxyalkyl group; n 1 , n 2 and n 3 are each independently an integer of 0 to 3. X is an anion. ]
前記酸発生剤(B1)の含有量が、前記樹脂成分(A)の100質量部に対し、0.5〜45質量部の範囲内である請求項1記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 1, wherein the content of the acid generator (B1) is in the range of 0.5 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component (A). さらに、含窒素有機化合物(D)を含有する請求項1または2記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 1, further comprising a nitrogen-containing organic compound (D). 請求項1〜3のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物を用いて支持体上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法。   A step of forming a resist film on a support using the positive resist composition according to claim 1, a step of exposing the resist film, and an alkali developing of the resist film to form a resist A resist pattern forming method including a step of forming a pattern.
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JP2010286646A (en) * 2009-06-11 2010-12-24 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Positive resist composition, resist pattern forming method and polymeric compound
JP2011043783A (en) * 2009-07-22 2011-03-03 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Resist composition, method for forming resist pattern, new compound and acid generator
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