JP2009019003A - Positive-type resist composition for liquid immersion lithography and resist pattern-forming method - Google Patents

Positive-type resist composition for liquid immersion lithography and resist pattern-forming method Download PDF

Info

Publication number
JP2009019003A
JP2009019003A JP2007182384A JP2007182384A JP2009019003A JP 2009019003 A JP2009019003 A JP 2009019003A JP 2007182384 A JP2007182384 A JP 2007182384A JP 2007182384 A JP2007182384 A JP 2007182384A JP 2009019003 A JP2009019003 A JP 2009019003A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
alkyl group
acid
resist composition
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007182384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirohisa Shiono
大寿 塩野
Sanae Furuya
早苗 古谷
Keita Ishizuka
啓太 石塚
Yasuhiro Yoshii
靖博 吉井
Daisuke Kawana
大助 川名
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd filed Critical Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority to JP2007182384A priority Critical patent/JP2009019003A/en
Publication of JP2009019003A publication Critical patent/JP2009019003A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new compound, to provide a positive-type resist composition using the compound, and having hydrophobicity suitable for liquid immersion lithography, and to provide a resist pattern-forming method. <P>SOLUTION: The compound is represented by general formula (F1) [wherein, X is a group for inhibiting acid-dissociable dissolution, and having a fluorine atom; and n is an integer of 1-4; R<SP>50</SP>is an n-valent organic group which may have a substituent; with the proviso that when n is 1, R<SP>50</SP>is an organic group free from a polymerizable group]. The positive-type resist composition for the liquid immersion lithography contains (A) a base material component the solubility of which in an alkali developing solution is increased by the action of an acid, (B) an acid-generating agent component generating the acid by the exposure, and (F) the compound represented by general formula (F1). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、液浸露光(Liquid Immersion Lithography)に用いられる液浸露光用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 for liquid immersion exposure and a method for forming a resist pattern, which are used for liquid immersion lithography.

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。
半導体素子の微細化に伴い、露光光源の短波長化と投影レンズの高開口数(高NA)化が進み、現在では193nmの波長を有するArFエキシマレーザーを光源とするNA=0.84の露光機が開発されている。露光光源の短波長化に伴い、レジスト材料には、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の向上が求められる。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。
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化学増幅型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、(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)などが一般的に用いられている。
ここで、「(メタ)アクリル酸」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸と、α位にメチル基が結合したメタクリル酸の一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリル酸エステル」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸エステルと、α位にメチル基が結合したメタクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリレート」とは、α位に水素原子が結合したアクリレートと、α位にメチル基が結合したメタクリレートの一方あるいは両方を意味する。
In 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.
Along with the miniaturization of semiconductor elements, the wavelength of an exposure light source has been shortened and the projection lens has a high numerical aperture (high NA). Currently, an exposure of NA = 0.84 using an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm as a light source. A machine has been developed. Along with the shortening of the wavelength of the exposure light source, the resist material is required to be improved in lithography characteristics such as sensitivity to the exposure light source and resolution capable of reproducing a pattern with a fine dimension. 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.
Currently, as a base resin of a chemically amplified resist used in ArF excimer laser lithography and the like, a resin having a structural unit derived from (meth) acrylic acid ester in the main chain because of its excellent transparency near 193 nm ( Acrylic resin) is generally used.
Here, “(meth) acrylic acid” means one or both of acrylic acid having a hydrogen atom bonded to the α-position and methacrylic acid having a methyl group bonded to the α-position. “(Meth) acrylic acid ester” means one or both of an acrylic acid ester having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylic acid ester having a methyl group bonded to the α-position. “(Meth) acrylate” means one or both of an acrylate having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylate having a methyl group bonded to the α-position.

解像性の更なる向上のための手法の1つとして、露光機の対物レンズと試料との間に、空気よりも高屈折率の液体(液浸媒体)を介在させて露光(浸漬露光)を行うリソグラフィー法、いわゆる液浸リソグラフィー(Liquid Immersion Lithography。以下、液浸露光ということがある。)が知られている(たとえば、非特許文献1参照)。
液浸露光によれば、同じ露光波長の光源を用いても、より短波長の光源を用いた場合や高NAレンズを用いた場合と同様の高解像性を達成でき、しかも焦点深度幅の低下もないといわれている。また、液浸露光は既存の露光装置を用いて行うことができる。そのため、液浸露光は、低コストで、高解像性で、かつ焦点深度幅にも優れるレジストパターンの形成を実現できると予想され、多額な設備投資を必要とする半導体素子の製造において、コスト的にも、解像度等のリソグラフィー特性的にも、半導体産業に多大な効果を与えるものとして大変注目されている。
液浸露光はあらゆるパターン形状の形成において有効であり、更に、現在検討されている位相シフト法、変形照明法などの超解像技術と組み合わせることも可能であるとされている。現在、液浸露光技術としては、主に、ArFエキシマレーザーを光源とする技術が活発に研究されている。また、現在、液浸媒体としては、主に水が検討されている。
As one of the techniques for further improving the resolution, exposure (immersion exposure) is performed by interposing a liquid (immersion medium) having a higher refractive index than air between the objective lens of the exposure machine and the sample. A so-called immersion lithography (hereinafter, sometimes referred to as immersion exposure) is known (for example, see Non-Patent Document 1).
According to immersion exposure, even when a light source having the same exposure wavelength is used, the same high resolution as when using a light source with a shorter wavelength or using a high NA lens can be achieved, and the depth of focus can be reduced. It is said that there is no decline. Moreover, immersion exposure can be performed using an existing exposure apparatus. For this reason, immersion exposure is expected to be able to form resist patterns with low cost, high resolution, and excellent depth of focus. In particular, in terms of lithography characteristics such as resolution, the semiconductor industry is attracting a great deal of attention.
Immersion exposure is effective in the formation of all pattern shapes, and can be combined with super-resolution techniques such as the phase shift method and the modified illumination method that are currently being studied. Currently, as an immersion exposure technique, a technique mainly using an ArF excimer laser as a light source is being actively researched. Currently, water is mainly studied as an immersion medium.

近年、含フッ素化合物について、その撥水性、透明性等の特性が着目され、様々な分野での研究開発が活発に行われている。たとえばレジスト材料分野では、現在、ポジ型の化学増幅型レジストのベース樹脂として用いるために、含フッ素高分子化合物に、メトキシメチル基、tert−ブチル基、tert−ブチルオキシカルボニル基等の酸不安定性基を導入することが行われている。しかし、かかるフッ素系高分子化合物をポジ型レジスト組成物のベース樹脂として用いた場合、露光後にアウトガスが多く生成したり、ドライエッチングガスへの耐性(エッチング耐性)が充分でなかったり等の欠点がある。
最近、エッチング耐性に優れた含フッ素高分子化合物として、環状炭化水素基を含有する酸不安定性基を有する含フッ素高分子化合物が報告されている(たとえば、非特許文献2参照)。
プロシーディングスオブエスピーアイイ(Proceedings of SPIE)、第5754巻,第119−128頁(2005年). プロシーディングスオブエスピーアイイ(Proceedings of SPIE)、第4690巻,第76−83頁(2002年).
In recent years, with respect to fluorine-containing compounds, attention has been paid to characteristics such as water repellency and transparency, and research and development in various fields has been actively conducted. For example, in the field of resist materials, acid instabilities such as methoxymethyl group, tert-butyl group, and tert-butyloxycarbonyl group are added to fluorine-containing polymer compounds for use as the base resin of positive chemically amplified resists. Introducing groups. However, when such a fluorine-based polymer compound is used as a base resin of a positive resist composition, there are disadvantages such as generation of a large amount of outgas after exposure and insufficient resistance to dry etching gas (etching resistance). is there.
Recently, a fluorine-containing polymer compound having an acid labile group containing a cyclic hydrocarbon group has been reported as a fluorine-containing polymer compound having excellent etching resistance (see, for example, Non-Patent Document 2).
Proceedings of SPIE, 5754, 119-128 (2005). Proceedings of SPIE, 4690, 76-83 (2002).

液浸露光においては、通常のリソグラフィー特性(感度、解像性、エッチング耐性等)に加えて、液浸露光技術に対応した特性を有するレジスト材料が求められる。具体例を挙げると、液浸媒体が水である場合において、非特許文献1に記載されているようなスキャン式の液浸露光機を用いて浸漬露光を行う場合には、液浸媒体がレンズの移動に追随して移動する水追随性が求められる。水追随性が低いと、露光スピードが低下するため、生産性に影響を与えることが懸念される。この水追随性はレジスト膜の疎水性を高める(疎水化する)ことによって向上すると考えられるが、その一方で、単にレジスト膜を疎水化しても、リソグラフィー特性に対する悪影響がみられ、たとえば解像性や感度の低下、スカム発生量の増大等が生じる傾向がある。また、レジスト膜の疎水性が高くない場合、レジスト膜中から液浸溶媒中へ物質が溶出して露光装置のレンズが汚染されてしまい、リソグラフィー特性に悪影響を及ぼすことがある。そのため、これに対する保護対策がさらに必要となる。
このように、液浸露光においては、適度な疎水性を有する材料開発が重要な課題になる。しかしながら、現在、リソグラフィー特性と、液浸露光等に必要とされる特性とを両立した材料は、ほとんど知られていない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、新規な化合物、および該化合物を用いた液浸露光用として好適な疎水性を有するポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法を提供することを課題とする。
In immersion exposure, in addition to normal lithography characteristics (sensitivity, resolution, etching resistance, etc.), a resist material having characteristics corresponding to the immersion exposure technique is required. As a specific example, when the immersion medium is water and the immersion exposure is performed using a scanning immersion exposure machine as described in Non-Patent Document 1, the immersion medium is a lens. Water tracking is required to follow the movement of the water. If the water followability is low, the exposure speed is lowered, and there is a concern that the productivity may be affected. This water followability is thought to be improved by increasing the hydrophobicity of the resist film (hydrophobizing). On the other hand, even if the resist film is simply hydrophobized, there is an adverse effect on the lithography properties, for example, resolution. There is a tendency for the sensitivity to decrease and the amount of scum to increase. Further, when the hydrophobicity of the resist film is not high, the substance may be eluted from the resist film into the immersion solvent to contaminate the lens of the exposure apparatus, which may adversely affect the lithography characteristics. Therefore, further protection measures against this are required.
Thus, in immersion exposure, the development of materials with appropriate hydrophobicity is an important issue. However, there are currently few known materials that satisfy both lithography characteristics and characteristics required for immersion exposure.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a novel compound, a positive resist composition having hydrophobicity suitable for immersion exposure using the compound, and a resist pattern forming method. This is the issue.

本発明者らは、前記課題を解決するために以下の手段を提案する。
すなわち、本発明の第一の態様は、下記一般式(F1)で表される化合物である。
The present inventors propose the following means in order to solve the above problems.
That is, the first aspect of the present invention is a compound represented by the following general formula (F1).

Figure 2009019003
[式(F1)中、Xはフッ素原子を有する酸解離性溶解抑制基を示し;nは1〜4の整数を表す。R50はn価の有機基であって、置換基を有していてもよい。ただし、nが1の場合、R50は重合性基を含まない有機基である。]
Figure 2009019003
[In formula (F1), X represents an acid dissociable, dissolution inhibiting group having a fluorine atom; n represents an integer of 1 to 4. R 50 is an n-valent organic group and may have a substituent. However, when n is 1, R 50 is an organic group containing no polymerizable group. ]

また、本発明の第二の態様は、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基材成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)と、前記一般式(F1)で表される化合物(F)とを含有することを特徴とする液浸露光用ポジ型レジスト組成物である。   The second aspect of the present invention includes a base material component (A) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure, and the general formula A positive resist composition for immersion exposure, comprising the compound (F) represented by (F1).

また、本発明の第三の態様は、前記第二の態様の液浸露光用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、前記レジスト膜を浸漬露光する工程、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。   The third aspect of the present invention includes a step of forming a resist film on a support using the positive resist composition for immersion exposure according to the second aspect, a step of immersing the resist film, and The resist pattern forming method includes a step of forming a resist pattern by alkali developing the resist film.

本明細書および本特許請求の範囲において、「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。
「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、炭素原子数1〜5のアルキル基をいう。
「構成単位」とは、樹脂(重合体、高分子化合物)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「露光」は、放射線の照射全般を含む概念とする。
In the present specification and claims, an “organic group” is a group containing a carbon atom, and an atom other than a carbon atom (for example, a hydrogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a halogen atom (a fluorine atom, A chlorine atom, etc.).
Unless otherwise specified, the “alkyl group” includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups.
“Lower alkyl group” refers to an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
“Structural unit” means a monomer unit (monomer unit) constituting a resin (polymer, polymer compound).
“Exposure” is a concept including general irradiation of radiation.

本発明により、新規な化合物、および該化合物を用いた液浸露光用として好適な疎水性を有するポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法が提供できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a novel compound, a positive resist composition having hydrophobicity suitable for immersion exposure using the compound, and a resist pattern forming method can be provided.

≪化合物≫
本発明の化合物(以下、化合物(F)という。)は、前記一般式(F1)で表される。
式(F1)中、Xは、フッ素原子を有する酸解離性溶解抑制基を示す。
化合物(F)におけるXは、解離前は化合物(F)をアルカリ現像液に対して難溶とするアルカリ溶解抑制性を有するとともに、酸の作用により解離してこの化合物(F)のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させるものであり、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂の酸解離性溶解抑制基として提案されているもののなかから適宜選択して用いることができる。
Xにおいて、フッ素原子で置換されていない状態の酸解離性溶解抑制基の好適なものとしては、化合物(F)におけるカルボキシ基と鎖状または環状の第3級アルキルエステルを形成する基、アルコキシアルキル基等のアセタール型酸解離性溶解抑制基、第3級アルキルオキシカルボニル基、アルコキシカルボニルアルキル基などが挙げられる。
≪Compound≫
The compound of the present invention (hereinafter referred to as compound (F)) is represented by the general formula (F1).
In formula (F1), X represents an acid dissociable, dissolution inhibiting group having a fluorine atom.
X in the compound (F) has an alkali dissolution inhibiting property that makes the compound (F) hardly soluble in an alkali developer before dissociation, and is dissociated by the action of an acid to cause an alkali developer of the compound (F). So far, it can be appropriately selected from those proposed as acid dissociable, dissolution inhibiting groups for base resins for chemically amplified resists.
In X, the preferred acid dissociable, dissolution inhibiting group not substituted with a fluorine atom is a group that forms a chain or cyclic tertiary alkyl ester with the carboxy group in compound (F), an alkoxyalkyl. And acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting groups such as groups, tertiary alkyloxycarbonyl groups, and alkoxycarbonylalkyl groups.

ここで、「第3級アルキルエステル」とは、カルボキシ基の水素原子が、鎖状または環状のアルキル基で置換されることによりエステルを形成しており、そのカルボニルオキシ基(−C(O)−O−)の末端の酸素原子に、前記鎖状または環状のアルキル基の第3級炭素原子が結合している構造を示す。この第3級アルキルエステルにおいては、酸が作用すると、酸素原子と第3級炭素原子との間で結合が切断される。
なお、前記鎖状または環状のアルキル基は置換基を有していてもよい。
以下、カルボキシ基と第3級アルキルエステルを構成することにより、酸解離性となっている基を、便宜上、「第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基」という。
第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基としては、脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基、脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基が挙げられる。
Here, the “tertiary alkyl ester” is an ester formed by replacing a hydrogen atom of a carboxy group with a chain or cyclic alkyl group, and the carbonyloxy group (—C (O)). A structure in which the tertiary carbon atom of the chain or cyclic alkyl group is bonded to the terminal oxygen atom of -O-). In this tertiary alkyl ester, when an acid acts, a bond is cut between an oxygen atom and a tertiary carbon atom.
The chain or cyclic alkyl group may have a substituent.
Hereinafter, a group that is acid dissociable by constituting a carboxy group and a tertiary alkyl ester is referred to as a “tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group” for convenience.
Examples of the tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group include an aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group and an acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group.

ここで、本特許請求の範囲および明細書における「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。
「脂肪族分岐鎖状」とは、芳香族性を持たない分岐鎖状の構造を有することを示す。
「脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基」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。
脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基としては、炭素数4〜10の第3級アルキル基が好ましい。
Here, “aliphatic” in the claims and the specification is a relative concept with respect to aromatics, and is defined to mean groups, compounds, and the like that do not have aromaticity.
“Aliphatic branched” means having a branched structure having no aromaticity.
The structure of the “aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group” 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.
As the aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group, a tertiary alkyl group having 4 to 10 carbon atoms is preferable.

「脂肪族環式基」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。
化合物(F)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、炭素数1〜5の低級アルコキシ基、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。
「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。「脂肪族環式基」は、多環式基であることが好ましい。
脂肪族環式基としては、例えば、低級アルキル基、フッ素原子またはフッ素化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、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個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン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個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基としては、例えば環状のアルキル基の環骨格上に第3級炭素原子を有する基を挙げることができ、具体的には、2−メチル−2−アダマンチル基や、2−エチル−2−アダマンチル基等が挙げられる。あるいは、アダマンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基等の脂肪族環式基と、これに結合する、第3級炭素原子を有する分岐鎖状アルキレン基とを有する基が挙げられる。
The “aliphatic cyclic group” means a monocyclic group or a polycyclic group having no aromaticity.
The “aliphatic cyclic group” in the compound (F) may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a lower alkoxy 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” 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” is preferably a polycyclic group.
Examples of the aliphatic cyclic group include monocycloalkanes, bicycloalkanes, tricycloalkanes, tetracycloalkanes which may or may not be substituted with a lower alkyl group, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. And groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane. More specific examples include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. .
Examples of the acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group include a group having a tertiary carbon atom on the ring skeleton of a cyclic alkyl group. Specifically, 2-methyl- A 2-adamantyl group, a 2-ethyl-2-adamantyl group, and the like can be given. Alternatively, an aliphatic cyclic group such as an adamantyl group, a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, or a tetracyclododecanyl group, and a branched chain alkylene having a tertiary carbon atom bonded thereto And a group having a group.

「アセタール型酸解離性溶解抑制基」は、一般的に、カルボキシ基、水酸基等のアルカリ可溶性基末端の水素原子と置換して酸素原子と結合している。そして、露光により酸が発生すると、この酸が作用して、アセタール型酸解離性溶解抑制基と、当該アセタール型酸解離性溶解抑制基が結合した酸素原子との間で結合が切断される。
アセタール型酸解離性溶解抑制基としては、たとえば、下記一般式(p1)で表される基が挙げられる。
The “acetal-type acid dissociable, dissolution inhibiting group” is generally bonded to an oxygen atom by substituting a hydrogen atom at the terminal of an alkali-soluble group such as a carboxy group or a hydroxyl group. When an acid is generated by exposure, this acid acts to break the bond between the acetal acid dissociable, dissolution inhibiting group and the oxygen atom to which the acetal acid dissociable, dissolution inhibiting group is bonded.
Examples of the acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group include a group represented by the following general formula (p1).

Figure 2009019003
[式中、R’,R’はそれぞれ独立して水素原子または低級アルキル基を表し、n’は0〜3の整数を表し、Yは低級アルキル基または脂肪族環式基を表す。]
Figure 2009019003
[Wherein, R 1 ′ and R 2 ′ each independently represents a hydrogen atom or a lower alkyl group, n ′ represents an integer of 0 to 3, and Y represents a lower alkyl group or an aliphatic cyclic group. ]

上記式中、n’は、0〜2の整数であることが好ましく、0または1がより好ましく、0が最も好ましい。
’,R’の低級アルキル基として具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
本発明においては、R’,R’のうち少なくとも1つが水素原子であることが好ましい。すなわち、酸解離性溶解抑制基(p1)が、下記一般式(p1−1)で表される基であることが好ましい。
In the above formula, n ′ is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and most preferably 0.
Specific examples of the lower alkyl group for R 1 ′ and R 2 ′ include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group. And a linear or branched alkyl group such as a methyl group or an ethyl group is preferable, and a methyl group is most preferable.
In the present invention, it is preferable that at least one of R 1 ′ and R 2 ′ is a hydrogen atom. That is, the acid dissociable, dissolution inhibiting group (p1) is preferably a group represented by the following general formula (p1-1).

Figure 2009019003
[式中、R’、n’、Yは上記と同様である。]
Figure 2009019003
[Wherein R 1 ′, n ′ and Y are the same as described above. ]

Yの低級アルキル基としては、上記R’,R’の低級アルキル基として例示したものと同様のものが挙げられる。
Yの脂肪族環式基としては、従来ArFレジスト等において多数提案されている単環又は多環式の脂肪族環式基の中から適宜選択して用いることができ、たとえば上記「脂肪族環式基」と同様のものが例示できる。
Examples of the lower alkyl group for Y include the same as those exemplified as the lower alkyl group for R 1 ′ and R 2 ′.
The aliphatic cyclic group for Y can be appropriately selected from monocyclic or polycyclic aliphatic cyclic groups that have been proposed in a number of conventional ArF resists. For example, the above “aliphatic ring” Examples thereof are the same as those in the formula group.

また、アセタール型酸解離性溶解抑制基としては、下記一般式(p2)で示される基も挙げられる。   Examples of the acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group also include a group represented by the following general formula (p2).

Figure 2009019003
[式中、R17、R18はそれぞれ独立して直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基または水素原子であり、R19は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基である。または、R17およびR19がそれぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であって、R17とR19とが相互に結合して環を形成していてもよい。]
Figure 2009019003
[Wherein, R 17 and R 18 each independently represent a linear or branched alkyl group or a hydrogen atom, and R 19 represents a linear, branched or cyclic alkyl group. Alternatively, R 17 and R 19 may be each independently a linear or branched alkylene group, and R 17 and R 19 may be bonded to each other to form a ring. ]

17、R18において、アルキル基の炭素数は、好ましくは1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよく、エチル基、メチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。特に、R17、R18の一方が水素原子で、他方がメチル基であることが好ましい。
19は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基であり、炭素数は好ましくは1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれでもよい。
19が直鎖状、分岐鎖状の場合は炭素数1〜5であることが好ましく、エチル基、メチル基がさらに好ましく、特にエチル基が最も好ましい。
19が環状の場合は炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。具体的には、フッ素原子またはフッ素化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、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個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、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個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。なかでもアダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。
また、上記式においては、R17及びR19が、それぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基(好ましくは炭素数1〜5のアルキレン基)であって、R19とR17とが相互に結合していてもよい。この場合、R17とR19と、R19が結合した酸素原子と、該酸素原子およびR17が結合した炭素原子とにより環式基が形成されている。該環式基としては、4〜7員環が好ましく、4〜6員環がより好ましい。該環式基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。
In R 17 and R 18 , the alkyl group preferably has 1 to 15 carbon atoms, may be linear or branched, and is preferably an ethyl group or a methyl group, and most preferably a methyl group. In particular, it is preferable that one of R 17 and R 18 is a hydrogen atom and the other is a methyl group.
R 19 is a linear, branched or cyclic alkyl group, preferably having 1 to 15 carbon atoms, and may be any of linear, branched or cyclic.
When R 19 is linear or branched, it preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably an ethyl group or a methyl group, and most preferably an ethyl group.
When R 19 is cyclic, it preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, one or more polycycloalkanes such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane, which may or may not be substituted with a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. And the like, in which a hydrogen atom is removed. Specific examples thereof include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Of these, a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from adamantane is preferred.
In the above formula, R 17 and R 19 are each independently a linear or branched alkylene group (preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms), and R 19 and R 17 are You may couple | bond together. In this case, a cyclic group is formed by R 17 , R 19 , the oxygen atom to which R 19 is bonded, and the carbon atom to which the oxygen atom and R 17 are bonded. The cyclic group is preferably a 4-7 membered ring, and more preferably a 4-6 membered ring. Specific examples of the cyclic group include a tetrahydropyranyl group and a tetrahydrofuranyl group.

「第3級アルキルオキシカルボニル基」における第3級アルキル基としては、炭素数4〜8の第3級アルキル基が好ましく、具体的にはtert−ブチル基、tert−ペンチル基、tert−ヘプチル基等が挙げられる。第3級アルキルオキシカルボニル基として具体的には、tert−ブチルオキシカルボニル基、tert−ペンチルオキシカルボニル基等が挙げられる。  The tertiary alkyl group in the “tertiary alkyloxycarbonyl group” is preferably a tertiary alkyl group having 4 to 8 carbon atoms, specifically, a tert-butyl group, a tert-pentyl group, or a tert-heptyl group. Etc. Specific examples of the tertiary alkyloxycarbonyl group include a tert-butyloxycarbonyl group and a tert-pentyloxycarbonyl group.

「アルコキシカルボニルアルキル基」としては、−(CHn”−C(=O)−O−R20で表される基が好ましい。R20は、直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基であり、前記R19と同様のものが挙げられる。n”は1〜3の整数であり、1であることが好ましい。 As the “alkoxycarbonylalkyl group”, a group represented by — (CH 2 ) n ″ —C (═O) —O—R 20 is preferable. R 20 represents a linear, branched or cyclic alkyl group. And a group similar to R 19. The n ″ is an integer of 1 to 3, and is preferably 1.

上記の中でも、Xにおいて、フッ素原子で置換されていない状態の酸解離性溶解抑制基としては、第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基であることがより好ましく、脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基であることが特に好ましい。  Among the above, in X, the acid dissociable, dissolution inhibiting group that is not substituted with a fluorine atom is more preferably a tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group, and an aliphatic branched acid Particularly preferred is a dissociable, dissolution inhibiting group.

化合物(F)において、Xは、フッ素原子を有する酸解離性溶解抑制基であり、前記酸解離性溶解抑制基中の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されている基である。該酸解離性溶解抑制基のフッ素化率(酸解離性溶解抑制基のフッ素原子の割合)としては、1〜50%であることが好ましく、5〜40であることがさらに好ましく、10〜30%であることが最も好ましい。  In the compound (F), X is an acid dissociable, dissolution inhibiting group having a fluorine atom, and a part or all of the hydrogen atoms in the acid dissociable, dissolution inhibiting group are substituted with a fluorine atom. The fluorination rate of the acid dissociable, dissolution inhibiting group (the ratio of fluorine atoms in the acid dissociable, dissolution inhibiting group) is preferably 1 to 50%, more preferably 5 to 40, and more preferably 10 to 30. % Is most preferred.

上記の中でも、Xとしては、本発明の効果に優れることから、下記一般式(F1−1−1)で表される基であることが特に好ましい。   Among the above, X is particularly preferably a group represented by the following general formula (F1-1-1) because of excellent effects of the present invention.

Figure 2009019003
[式(F1−1−1)中、R〜Rはそれぞれ独立してアルキル基またはフッ素化アルキル基であって、前記フッ素化アルキル基はR〜Rが結合している第三級炭素原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子が結合していない基であり、かつ、R〜Rの少なくとも一つは前記フッ素化アルキル基である。ただし、RおよびRは相互に結合して、RとRと前記第三級炭素原子とからなる一つの環構造を形成していてもよい。]
Figure 2009019003
[In Formula (F1-1-1), R 1 to R 3 are each independently an alkyl group or a fluorinated alkyl group, and the fluorinated alkyl group is a third bonded to R 1 to R 3 . The carbon atom adjacent to the secondary carbon atom is a group in which no fluorine atom is bonded, and at least one of R 1 to R 3 is the fluorinated alkyl group. However, R 2 and R 3 may be bonded to each other to form one ring structure composed of R 2 , R 3 and the tertiary carbon atom. ]

前記式(F1−1−1)中、R〜Rは、それぞれ独立して「アルキル基」またはフッ素化アルキル基である。
ここで、「アルキル基」とは、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれでもよい。
直鎖状、分岐鎖状の場合、該アルキル基は、炭素数1〜5であることが好ましく、エチル基、メチル基がさらに好ましく、エチル基が最も好ましい。
環状の場合、該アルキル基は、炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。たとえば、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個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、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個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。中でもアダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。
In the formula (F1-1-1), R 1 to R 3 are each independently an “alkyl group” or a fluorinated alkyl group.
Here, the “alkyl group” may be linear, branched or cyclic.
In the case of a linear or branched chain, the alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably an ethyl group or a methyl group, and most preferably an ethyl group.
When it is cyclic, the alkyl group preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. For example, groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane can be exemplified. Specific examples thereof include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among them, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane is preferable.

また、フッ素化アルキル基は、メチル基を除くアルキル基中の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されている基である。ただし、R〜Rが結合している第三級炭素原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子が結合していない基である。ここで、フッ素原子で置換されていない状態のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれでもよい。
直鎖状、分岐鎖状の場合、フッ素原子で置換されていない状態のアルキル基は、炭素数が2〜7であることが好ましく、炭素数が2〜5であることがより好ましく、n−ブチル基が特に好ましい。
環状の場合、フッ素原子で置換されていない状態のアルキル基としては、上記「アルキル基」で説明したものと同様のものが挙げられる。
該フッ素化アルキル基中のフッ素原子が結合している炭素原子は、R〜Rが結合している第三級炭素原子から離れている方が好ましい。
このようなフッ素化アルキル基のなかで好ましいものとしては、例えば4,4,4−トリフルオロ−n−ブチル基等が挙げられる。
式(F1−1−1)においては、R〜Rの少なくとも一つは、前記フッ素化アルキル基である。なかでも、R〜Rのいずれか一つが前記フッ素化アルキル基であり、残りの2つはアルキル基であることが好ましい。
The fluorinated alkyl group is a group in which part or all of the hydrogen atoms in the alkyl group excluding the methyl group are substituted with fluorine atoms. However, it is a group in which no fluorine atom is bonded to the carbon atom adjacent to the tertiary carbon atom to which R 1 to R 3 are bonded. Here, the alkyl group not substituted with a fluorine atom may be linear, branched or cyclic.
In the case of a linear or branched chain, the alkyl group not substituted with a fluorine atom preferably has 2 to 7 carbon atoms, more preferably 2 to 5 carbon atoms, and n- A butyl group is particularly preferred.
In the case of a ring, examples of the alkyl group not substituted with a fluorine atom include the same alkyl groups as those described above for the “alkyl group”.
The carbon atom to which the fluorine atom in the fluorinated alkyl group is bonded is preferably separated from the tertiary carbon atom to which R 1 to R 3 are bonded.
Preferable examples of such fluorinated alkyl groups include 4,4,4-trifluoro-n-butyl group.
In formula (F1-1-1), at least one of R 1 to R 3 is the fluorinated alkyl group. Among these, it is preferable that any one of R 1 to R 3 is the fluorinated alkyl group, and the remaining two are alkyl groups.

ただし、式(F1−1−1)中、RおよびRは相互に結合して、RとRと前記第三級炭素原子とからなる一つの環構造を形成していてもよい。かかる場合は、RおよびRはフッ素化されていないことが好ましく、この場合、Rは前記フッ素化アルキル基となる。この時のR、Rおよび前記第三級炭素原子が形成する環状アルキル基としては、上記「アルキル基」で説明したものと同様のものが挙げられる。 However, in formula (F1-1-1), R 2 and R 3 may be bonded to each other to form one ring structure composed of R 2 , R 3 and the tertiary carbon atom. . In such a case, R 2 and R 3 are preferably not fluorinated, and in this case, R 1 is the fluorinated alkyl group. Examples of the cyclic alkyl group formed by R 2 , R 3 and the tertiary carbon atom at this time are the same as those described above for the “alkyl group”.

前記式(F1)中、nは1〜4の整数を表し、1〜3であることが好ましく、本発明の効果に優れることから、1または2であることが特に好ましい。   In said Formula (F1), n represents the integer of 1-4, it is preferable that it is 1-3, and since it is excellent in the effect of this invention, it is especially preferable that it is 1 or 2.

前記式(F1)中、R50はn価の有機基であって、置換基を有していてもよい。
50の有機基としては、1価の有機基である場合、たとえば、置換または無置換のアルキル基が好適に挙げられる。
ここで、置換のアルキル基とは、無置換のアルキ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。
無置換のアルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基のいずれであってもよく、また、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基と環状アルキル基との組み合わせであってもよい。
直鎖状または分岐鎖状のアルキル基は、炭素数が1〜20であることが好ましく、1〜10がより好ましく、1〜8がさらに好ましく、1〜6が特に好ましい。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、ヘキシル基等が挙げられる。
環状のアルキル基としては、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が挙げられる。具体的には、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のモノシクロアルキル基や、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基などのポリシクロアルキル基等が挙げられる。
直鎖状または分岐鎖状のアルキル基と環状アルキル基との組み合わせとしては、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基に置換基として環状のアルキル基が結合した基、環状のアルキル基に置換基として直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が結合した基等が挙げられる。
In Formula (F1), R 50 is an n-valent organic group, and may have a substituent.
As the organic group for R 50 , when it is a monovalent organic group, for example, a substituted or unsubstituted alkyl group is preferably exemplified.
Here, the substituted alkyl group means that part or all of the hydrogen atoms of the unsubstituted alkyl group are substituted with a substituent.
The unsubstituted alkyl group may be a linear, branched or cyclic alkyl group, or a combination of a linear or branched alkyl group and a cyclic alkyl group. Also good.
The linear or branched alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10, still more preferably 1 to 8, and particularly preferably 1 to 6. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, and a hexyl group.
Examples of the cyclic alkyl group include groups in which one hydrogen atom has been removed from a polycycloalkane such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane. Specific examples include monocycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group, and polycycloalkyl groups such as adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, tricyclodecanyl group, and tetracyclododecanyl group.
A combination of a linear or branched alkyl group and a cyclic alkyl group includes a group in which a cyclic alkyl group is bonded as a substituent to a linear or branched alkyl group, and a substituent to the cyclic alkyl group. And a group in which a linear or branched alkyl group is bonded.

また、R50の有機基としては、nが1の場合、たとえば、置換または無置換の芳香族基も挙げられる。
ここで、置換の芳香族基とは、無置換の芳香族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。
無置換の芳香族基としては、アリール基が好ましい。アリール基としては、炭素数6〜20のものが好ましく、たとえばフェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。
Moreover, as an organic group of R 50 , when n is 1, for example, a substituted or unsubstituted aromatic group is also exemplified.
Here, the substituted aromatic group means that part or all of the hydrogen atoms of the unsubstituted aromatic group are substituted with a substituent.
As the unsubstituted aromatic group, an aryl group is preferable. As the aryl group, those having 6 to 20 carbon atoms are preferable, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group.

50の有機基において、アルキル基または芳香族基が有していてもよい置換基としては、たとえば、不飽和脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、ヘテロ原子を含む置換基等が挙げられる。
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。
不飽和脂肪族炭化水素基としては、たとえば、アルケニル基等が挙げられる。アルケニル基としては、炭素数1〜5のものが挙げられ、炭素数1〜3であることが好ましく、ビニル基、プロペニル基などが好ましい。
芳香族炭化水素基としては、たとえば、フェニル基、ビフェニル基、フルオレニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、フェナントリル基等のアリール基;該アリール基に置換基としてアルキル基が結合したアルキルアリール基;アルキル基に置換基としてアリール基が結合したアリールアルキル基等が挙げられる。アルキルアリール基またはアリールアルキル基におけるアルキル基としては、前記無置換のアルキル基と同様のものが挙げられる。
In the organic group represented by R 50 , examples of the substituent that the alkyl group or aromatic group may have include an unsaturated aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and a substituent containing a hetero atom. It is done.
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.
Examples of the unsaturated aliphatic hydrocarbon group include an alkenyl group. Examples of the alkenyl group include those having 1 to 5 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, and a vinyl group and a propenyl group are preferable.
Examples of the aromatic hydrocarbon group include aryl groups such as phenyl group, biphenyl group, fluorenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 1-anthryl group, 2-anthryl group, 9-anthryl group, and phenanthryl group. An alkylaryl group in which an alkyl group is bonded as a substituent to the aryl group; an arylalkyl group in which an aryl group is bonded as a substituent to the alkyl group; Examples of the alkylaryl group or the alkyl group in the arylalkyl group include those similar to the unsubstituted alkyl group.

「ヘテロ原子を含む置換基」におけるヘテロ原子とは、炭素原子および水素原子以外の原子であり、たとえば酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、臭素原子など)等が挙げられる。
ヘテロ原子を含む置換基としては、たとえば、酸素原子(=O)、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボキシ基、アミノ基、シアノ基、複素環式基、一般式R21−A’−[式中、R21は炭化水素基であり、A’はヘテロ原子を含む連結基である。]で表される基等が挙げられる。
複素環式基としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等の複素脂肪族環式基、フルフリル基、チオフェニル基、ピリジル基等の複素芳香族環式基が挙げられる。
The heteroatom in the “substituent containing a heteroatom” is an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom. For example, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, an iodine atom, a bromine atom, etc. ) And the like.
Examples of the substituent containing a hetero atom include an oxygen atom (═O), a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carboxy group, an amino group, a cyano group, a heterocyclic group, and a general formula R 21 —A′—. [Wherein R 21 represents a hydrocarbon group, and A ′ represents a linking group containing a hetero atom. ] Etc. which are represented by these.
Examples of the heterocyclic group include heteroaliphatic cyclic groups such as a tetrahydropyranyl group and a tetrahydrofuranyl group, and heteroaromatic cyclic groups such as a furfuryl group, a thiophenyl group, and a pyridyl group.

一般式R21−A’−表される基において、R21の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基としては、アルキル基、不飽和脂肪族炭化水素基等が挙げられる。該アルキル基としては、前記無置換のアルキル基と同様のものが挙げられる。また、前記不飽和脂肪族炭化水素基としては、前記アルキル基が有していてもよい置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
A’のヘテロ原子を含む連結基としては、前記ヘテロ原子を含む置換基において挙げたヘテロ原子を含む基が挙げられ、たとえば、−O−、−C(=O)−、−C(=O)−O−、−NH−、−NR22(R22はアルキル基)−、−NH−C(=O)−、=N−等が挙げられる。
一般式R21−A’−で表される基として具体的には、アルコキシ基、(メタ)アクリロイル基、アルキルカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
In the general formula R 21 -A'- group represented by a hydrocarbon group R 21 may be either an aliphatic hydrocarbon group may be an aromatic hydrocarbon group. Examples of the aliphatic hydrocarbon group include an alkyl group and an unsaturated aliphatic hydrocarbon group. Examples of the alkyl group include those similar to the unsubstituted alkyl group. Examples of the unsaturated aliphatic hydrocarbon group include the same ones as those exemplified as the substituent that the alkyl group may have.
Examples of the linking group containing a heteroatom of A ′ include a group containing a heteroatom exemplified in the substituent containing the heteroatom. For example, —O—, —C (═O) —, —C (═O ) —O—, —NH—, —NR 22 (R 22 is an alkyl group) —, —NH—C (═O) —, ═N— and the like.
Specific examples of the group represented by the general formula R 21 —A′— include an alkoxy group, a (meth) acryloyl group, an alkylcarbonyl group, and an alkylcarbonyloxy group.

また、R50が2〜4価の有機基(nが2〜4)である場合、R50の有機基としては、nが1の場合において例示した有機基の水素原子2〜4個が除かれた基が好適に挙げられる。 In addition, when R 50 is a divalent to tetravalent organic group (n is 2 to 4), the organic group of R 50 includes 2 to 4 hydrogen atoms of the organic group exemplified in the case where n is 1. Preferred examples thereof include:

ただし、nが1の場合、R50は重合性基を含まない有機基である。具体的には、ビニル基(CH=CH−),アリル基(CH=CHCH−),プロペニル基(CHCH=CH−)、(メタ)アクリロイル基等のエチレン性二重結合、シクロオレフィンの二重結合などは、R50には含まれないことを示す。 However, when n is 1, R 50 is an organic group containing no polymerizable group. Specifically, ethylenic double bonds such as vinyl group (CH 2 ═CH—), allyl group (CH 2 ═CHCH 2 —), propenyl group (CH 3 CH═CH—), (meth) acryloyl group, such double bonds cycloolefin indicates that it is not included in R 50.

上記のなかでも、R50としては、本発明の効果に優れることから、飽和炭化水素基または芳香族基であることが好ましく、飽和炭化水素基であることがより好ましい。
50が1価の有機基(nが1)である場合、アルキル基が好ましく、無置換のアルキル基がさらに好ましく、直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基が特に好ましく、ヘキシル基またはアダマンチル基が最も好ましい。
50が2価の有機基である(nが2の)場合、アルキレン基が好ましく、無置換のアルキレン基がさらに好ましく、直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキレン基が特に好ましく、ヘキシレン基またはアダマンタンから2個の水素原子を除いた基が最も好ましい。
Among the above, R 50 is preferably a saturated hydrocarbon group or an aromatic group, and more preferably a saturated hydrocarbon group, because the effect of the present invention is excellent.
When R 50 is a monovalent organic group (n is 1), an alkyl group is preferred, an unsubstituted alkyl group is more preferred, a linear, branched or cyclic alkyl group is particularly preferred, and a hexyl group or Most preferred is an adamantyl group.
When R 50 is a divalent organic group (n is 2), an alkylene group is preferred, an unsubstituted alkylene group is more preferred, a linear, branched or cyclic alkylene group is particularly preferred, and a hexylene group Or the group which remove | excluded two hydrogen atoms from adamantane is the most preferable.

50における―(C(=O)−O−X)―の結合位置としては、たとえばn=1の場合、R50が直鎖状のアルキル基であって、該アルキル基の末端の炭素原子であることが好ましい。また、n=2の場合、R50が直鎖状のアルキレン基であって、該アルキレン基の両方の末端の炭素原子であることが好ましい。
また、たとえばn=1でかつR50がアダマンチル基の場合、アダマンチル基の1位に結合していることが好ましい。n=2でかつR50がアダマンタンから2個の水素原子を除いた基の場合、アダマンチル基の1位および3位に結合していることが好ましい。n=3でかつR50がアダマンタンから3個の水素原子を除いた基の場合、アダマンチル基の1位、3位、および5位に結合していることが好ましい。
In R 50 - (C (= O ) -O-X) n - as the coupling location, for example, in the case of n = 1, R 50 is a straight-chain alkyl group, the terminal carbon of the alkyl group It is preferably an atom. When n = 2, it is preferable that R 50 is a linear alkylene group and is a carbon atom at both terminals of the alkylene group.
For example, when n = 1 and R 50 is an adamantyl group, it is preferably bonded to the 1-position of the adamantyl group. When n = 2 and R 50 is a group obtained by removing two hydrogen atoms from adamantane, it is preferably bonded to the 1- and 3-positions of the adamantyl group. When n = 3 and R 50 is a group obtained by removing three hydrogen atoms from adamantane, it is preferably bonded to the 1-position, 3-position and 5-position of the adamantyl group.

上記のなかでも、化合物(F)の好適なものとしては、下記式(F1−1)〜式(F1−5)で表される化合物が例示できる。   Among the above, preferable examples of the compound (F) include compounds represented by the following formulas (F1-1) to (F1-5).

Figure 2009019003
Figure 2009019003

上記化合物(F)は新規な化合物である。
本発明の化合物(F)の製造方法は、特に限定されず、たとえば以下に示す方法が好適に挙げられる。
無水状態下、特には窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下において、R50−[C(=O)−OH](ただし、R50、nは前記と同じである。)を、塩化チオニル(SOCl)に溶解して還流し、R50−[C(=O)−Cl]を得る。
次に、無水状態下、特には窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下において、フッ素アルコールとトリエチルアミン等の塩基触媒をテトラヒドロフラン等の有機溶剤に溶解してなる溶液に、R50−[C(=O)−Cl]をテトラヒドロフラン等の有機溶剤に溶解してなる溶液を滴下する。
次いで、滴下後の溶液に水を加え、濃縮乾固し、酢酸エチル等を用いて分液して乾燥することにより化合物(F)を得る。
The compound (F) is a novel compound.
The manufacturing method of the compound (F) of this invention is not specifically limited, For example, the method shown below is mentioned suitably.
Under anhydrous conditions, particularly under an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon, R 50 — [C (═O) —OH] n (where R 50 and n are as defined above) is converted to thionyl chloride. to reflux and dissolved in (SOCl 2), R 50 - obtain [C (= O) -Cl] n.
Next, in an anhydrous state, particularly in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon, R 50- [C (= O) -Cl] A solution obtained by dissolving n in an organic solvent such as tetrahydrofuran is added dropwise.
Next, water is added to the solution after the dropwise addition, the solution is concentrated to dryness, and liquid separation is performed using ethyl acetate or the like to obtain a compound (F).

≪液浸露光用ポジ型レジスト組成物≫
本発明の液浸露光用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基材成分(A)(以下、(A)成分という。)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下、(B)成分という。)と、前記一般式(F1)で表される化合物(F)(以下、(F)成分という。)とを含有する。
≪Positive resist composition for immersion exposure≫
The positive resist composition for immersion exposure of the present invention generates a base component (A) (hereinafter referred to as component (A)) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, and generates an acid upon exposure. The acid generator component (B) (hereinafter referred to as “component (B)”) and the compound (F) represented by the general formula (F1) (hereinafter referred to as “component (F)”) are contained.

<(A)成分>
(A)成分としては、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ものであれば特に限定されず、化学増幅型レジスト組成物用の基材成分、たとえばArFエキシマレーザー用レジスト組成物、KrFエキシマレーザー用レジスト組成物(好ましくはArFエキシマレーザー用レジスト組成物)等の基材成分として多数提案されているものの中から任意に選択して用いればよい。
ここで、「基材成分」とは、膜形成能を有する有機化合物を意味する。
好ましい基材成分としては、分子量が500以上の有機化合物が挙げられる。該有機化合物の分子量が500以上であることにより、膜形成能が向上し、また、ナノレベルのパターンを形成しやすい。
前記分子量が500以上の有機化合物は、分子量が500以上2000未満の低分子量の有機化合物(以下、低分子化合物という。)と、分子量が2000以上の高分子量の樹脂(重合体、高分子化合物)とに大別される。前記低分子化合物としては、通常、非重合体が用いられる。樹脂(重合体、高分子化合物)の場合は、「分子量」としてGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の質量平均分子量を用いるものとする。以下、単に「樹脂」という場合は、分子量が2000以上の樹脂を示すものとする。
<(A) component>
The component (A) is not particularly limited as long as the solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, and is a base component for a chemically amplified resist composition, such as a resist composition for ArF excimer laser, What is necessary is just to select arbitrarily from many proposed base-material components, such as a resist composition for KrF excimer lasers (preferably a resist composition for ArF excimer lasers).
Here, the “base component” means an organic compound having a film forming ability.
Preferable base material components include organic compounds having a molecular weight of 500 or more. When the molecular weight of the organic compound is 500 or more, the film forming ability is improved and a nano-level pattern is easily formed.
The organic compound having a molecular weight of 500 or more includes a low molecular weight organic compound having a molecular weight of 500 to less than 2000 (hereinafter referred to as a low molecular compound) and a high molecular weight resin having a molecular weight of 2000 or more (polymer, polymer compound). It is divided roughly. As the low molecular weight compound, a non-polymer is usually used. In the case of a resin (polymer, polymer compound), a polystyrene-reduced mass average molecular weight by GPC (gel permeation chromatography) is used as the “molecular weight”. Hereinafter, the term “resin” refers to a resin having a molecular weight of 2000 or more.

本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物において、(A)成分として好ましくは、酸解離性溶解抑制基を有し、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基材成分が用いられる。かかる基材成分を含有するレジスト組成物は、露光前はアルカリ現像液に対して不溶性であり、レジストパターン形成時に露光により(B)成分から酸が発生すると、当該酸の作用により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へと変化する。そのため、レジストパターンの形成において、当該ポジ型レジスト組成物を基板上に塗布して得られるレジスト膜に対して選択的に露光すると、露光部はアルカリ可溶性へ転じる一方で、未露光部はアルカリ不溶性のまま変化しないので、アルカリ現像することができる。これによりレジストパターンを形成できる。   In the positive resist composition for immersion exposure according to the present invention, as the component (A), preferably a base component having an acid dissociable, dissolution inhibiting group and increasing the solubility in an alkali developer by the action of an acid is used. It is done. A resist composition containing such a base component is insoluble in an alkali developer before exposure, and when an acid is generated from the component (B) by exposure during resist pattern formation, acid dissociable dissolution is caused by the action of the acid. The inhibitory 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, in the formation of the resist pattern, when the resist film obtained by applying the positive resist composition on the substrate is selectively exposed, the exposed portion turns into alkali-soluble while the unexposed portion is alkali-insoluble. Since it remains unchanged, alkali development can be performed. Thereby, a resist pattern can be formed.

本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物において、該(A)成分は、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(A1)(以下、(A1)成分ということがある。)であってもよく、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低分子化合物(A2)(以下、(A2)成分ということがある。)であってもよく、これらの混合物であってもよい。
(F)成分との混和性、入手の容易さ等を考慮すると、(A)成分は、(A1)成分であることが好ましい。
In the positive resist composition for immersion exposure according to the present invention, the component (A) may be referred to as a resin (A1) (hereinafter referred to as component (A1) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid. Or a low molecular compound (A2) (hereinafter sometimes referred to as the component (A2)) whose solubility in an alkali developer is increased by the action of an acid, and a mixture thereof. May be.
In consideration of miscibility with component (F), availability, etc., component (A) is preferably component (A1).

[(A1)成分]
(A1)成分としては、これまで、ポジ型の化学増幅型レジスト用のベース樹脂として提案されているものを使用することができ、かかるベース樹脂としては、たとえばアルカリ可溶性基(水酸基、カルボキシ基等)を有する樹脂における前記アルカリ可溶性基の一部または全部が酸解離性溶解抑制基で保護された樹脂が挙げられる。前記アルカリ可溶性基を有する樹脂としては、たとえばノボラック樹脂、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位を有する樹脂(ポリヒドロキシスチレン、ヒドロキシスチレン−スチレン共重合体等)、アクリル酸エステルから誘導される構成単位を有する樹脂、シクロオレフィンから誘導される構成単位を有する樹脂等が挙げられる。
本発明においては、(A1)成分が、アクリル酸エステルから誘導される構成単位を有する樹脂であることが好ましい。かかる樹脂は、特にArFエキシマレーザーに対する透明性が高く、ArFエキシマレーザーを用いたリソグラフィーにおいて好適に使用できる。
(A1)成分中、アクリル酸エステルから誘導される構成単位の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対し、20モル%以上であることが好ましく、50モル%以上がより好ましく、80モル%以上がさらに好ましく、100モル%であってもよい。
[(A1) component]
As the component (A1), what has been proposed as a base resin for a positive chemically amplified resist can be used. Examples of the base resin include alkali-soluble groups (hydroxyl groups, carboxy groups, etc.). ), A resin in which part or all of the alkali-soluble group in the resin having an acid-dissociable, dissolution-inhibiting group is protected. Examples of the resin having an alkali-soluble group include a novolak resin, a resin having a structural unit derived from hydroxystyrene (polyhydroxystyrene, hydroxystyrene-styrene copolymer, etc.), and a structural unit derived from an acrylate ester. And a resin having a structural unit derived from cycloolefin.
In the present invention, the component (A1) is preferably a resin having a structural unit derived from an acrylate ester. Such a resin is particularly highly transparent to an ArF excimer laser, and can be suitably used in lithography using an ArF excimer laser.
In the component (A1), the proportion of the structural unit derived from the acrylate ester is preferably 20 mol% or more, more preferably 50 mol% or more based on the total of all the structural units constituting the component (A1). More preferably, 80 mol% or more is more preferable, and 100 mol% may be sufficient.

ここで、本明細書および特許請求の範囲において、「アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「アクリル酸エステル」は、α位の炭素原子に水素原子が結合しているアクリル酸エステルのほか、α位の炭素原子に置換基(水素原子以外の原子または基)が結合しているものも含む概念とする。前記置換基としては、低級アルキル基、ハロゲン化低級アルキル基等が挙げられる。なお、アクリル酸エステルから誘導される構成単位のα位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、カルボニル基が結合している炭素原子のことである。
アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基としての低級アルキル基として、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの低級の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
本発明において、アクリル酸エステルのα位に結合しているのは、水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であることが好ましく、水素原子または低級アルキル基であることがより好ましく、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最も好ましい。
Here, in the present specification and claims, the “structural unit derived from an acrylate ester” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of an acrylate ester.
“Acrylic acid esters” include those in which a hydrogen atom is bonded to the carbon atom at the α-position, and those in which a substituent (atom or group other than a hydrogen atom) is bonded to the carbon atom in the α-position Include concepts. Examples of the substituent include a lower alkyl group and a halogenated lower alkyl group. The α-position (α-position carbon atom) of a structural unit derived from an acrylate ester is a carbon atom to which a carbonyl group is bonded unless otherwise specified.
In the acrylate ester, as the lower alkyl group as a substituent at the α-position, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, Examples include lower linear or branched alkyl groups such as isopentyl group and neopentyl group.
In the present invention, the α-position of the acrylate ester is preferably a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, more preferably a hydrogen atom or a lower alkyl group. From the above availability, a hydrogen atom or a methyl group is most preferable.

・構成単位(a1)
本発明において、(A1)成分は、酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1)を有することが好ましい。
構成単位(a1)における酸解離性溶解抑制基は、解離前は(A1)成分全体をアルカリ現像液に対して難溶とするアルカリ溶解抑制性を有するとともに、酸の作用により解離してこの(A1)成分全体のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させるものであり、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂の酸解離性溶解抑制基として提案されているものを使用することができる。一般的には、(メタ)アクリル酸等におけるカルボキシ基と環状または鎖状の第3級アルキルエステルを形成する基;アルコキシアルキル基等のアセタール型酸解離性溶解抑制基などが広く知られている。
・ Structural unit (a1)
In the present invention, the component (A1) preferably has a structural unit (a1) derived from an acrylate ester containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group.
The acid dissociable, dissolution inhibiting group in the structural unit (a1) has an alkali dissolution inhibiting property that makes the entire component (A1) difficult to dissolve in an alkali developer before dissociation, and is dissociated by the action of an acid. A1) This increases the solubility of the entire component in an alkaline developer, and those that have been proposed as acid dissociable, dissolution inhibiting groups for base resins for chemically amplified resists can be used. In general, a group that forms a cyclic or chain tertiary alkyl ester with a carboxy group in (meth) acrylic acid or the like; an acetal-type acid dissociable, dissolution inhibiting group such as an alkoxyalkyl group is widely known. .

ここで、「第3級アルキルエステル」とは、カルボキシ基の水素原子が、鎖状または環状のアルキル基で置換されることによりエステルを形成しており、そのカルボニルオキシ基(−C(O)−O−)の末端の酸素原子に、前記鎖状または環状のアルキル基の第3級炭素原子が結合している構造を示す。この第3級アルキルエステルにおいては、酸が作用すると、酸素原子と第3級炭素原子との間で結合が切断される。
なお、前記鎖状または環状のアルキル基は置換基を有していてもよい。
以下、カルボキシ基と第3級アルキルエステルを構成することにより、酸解離性となっている基を、便宜上、「第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基」という。
第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基としては、脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基、脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基が挙げられる。
Here, the “tertiary alkyl ester” is an ester formed by replacing a hydrogen atom of a carboxy group with a chain or cyclic alkyl group, and the carbonyloxy group (—C (O)). A structure in which the tertiary carbon atom of the chain or cyclic alkyl group is bonded to the terminal oxygen atom of -O-). In this tertiary alkyl ester, when an acid acts, a bond is cut between an oxygen atom and a tertiary carbon atom.
The chain or cyclic alkyl group may have a substituent.
Hereinafter, a group that is acid dissociable by constituting a carboxy group and a tertiary alkyl ester is referred to as a “tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group” for convenience.
Examples of the tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group include an aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group and an acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group.

「脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基」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。
脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基としては、炭素数4〜8の第3級アルキル基が好ましく、具体的にはtert−ブチル基、tert−ペンチル基、tert−ヘプチル基等が挙げられる。
The structure of the “aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group” 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.
As the aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group, a tertiary alkyl group having 4 to 8 carbon atoms is preferable, and specific examples include a tert-butyl group, a tert-pentyl group, and a tert-heptyl group. .

「脂肪族環式基」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。
構成単位(a1)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、炭素数1〜5の低級アルコキシ基、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。
「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。「脂肪族環式基」は、多環式基であることが好ましい。
脂肪族環式基としては、例えば、低級アルキル基、フッ素原子またはフッ素化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、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個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン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個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基としては、例えば環状のアルキル基の環骨格上に第3級炭素原子を有する基を挙げることができ、具体的には、2−メチル−2−アダマンチル基や、2−エチル−2−アダマンチル基等が挙げられる。あるいは、下記一般式(a1”−1)〜(a1”−6)で示す構成単位において、カルボニルオキシ基(−C(O)−O−)の酸素原子に結合した基の様に、アダマンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基等の脂肪族環式基と、これに結合する、第3級炭素原子を有する分岐鎖状アルキレン基とを有する基が挙げられる。
The “aliphatic cyclic group” means a monocyclic group or a polycyclic group having no aromaticity.
The “aliphatic cyclic group” in the structural unit (a1) may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a lower alkoxy 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” 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” is preferably a polycyclic group.
Examples of the aliphatic cyclic group include monocycloalkanes, bicycloalkanes, tricycloalkanes, tetracycloalkanes which may or may not be substituted with a lower alkyl group, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. And groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane. More specific examples include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. .
Examples of the acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group include a group having a tertiary carbon atom on the ring skeleton of a cyclic alkyl group. Specifically, 2-methyl- A 2-adamantyl group, a 2-ethyl-2-adamantyl group, and the like can be given. Alternatively, in the structural units represented by the following general formulas (a1 ″ -1) to (a1 ″ -6), an adamantyl group such as a group bonded to an oxygen atom of a carbonyloxy group (—C (O) —O—) An aliphatic cyclic group such as a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, or a tetracyclododecanyl group, and a branched alkylene group having a tertiary carbon atom bonded thereto. Groups.

Figure 2009019003
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し;R15、R16はアルキル基(直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよく、好ましくは炭素数1〜5である)を示す。]
Figure 2009019003
[Wherein, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; R 15 and R 16 may be alkyl groups (both linear and branched, preferably 1 to 5 carbon atoms). Is). ]

一般式(a1”−1)〜(a1”−6)において、Rの低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基は、上記アクリル酸エステルのα位に結合していてよい低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基と同様である。   In the general formulas (a1 ″ -1) to (a1 ″ -6), the lower alkyl group or halogenated lower alkyl group of R is a lower alkyl group or halogenated lower alkyl which may be bonded to the α-position of the acrylate ester. It is the same as the alkyl group.

「アセタール型酸解離性溶解抑制基」は、一般的に、カルボキシ基、水酸基等のアルカリ可溶性基末端の水素原子と置換して酸素原子と結合している。そして、露光により酸が発生すると、この酸が作用して、アセタール型酸解離性溶解抑制基と、当該アセタール型酸解離性溶解抑制基が結合した酸素原子との間で結合が切断される。
アセタール型酸解離性溶解抑制基としては、上記本発明の第一の態様の化合物における酸解離性溶解抑制基について説明した、フッ素原子で置換されていない状態の「アセタール型酸解離性溶解抑制基」と同様のものが挙げられる。
The “acetal-type acid dissociable, dissolution inhibiting group” is generally bonded to an oxygen atom by substituting a hydrogen atom at the terminal of an alkali-soluble group such as a carboxy group or a hydroxyl group. When an acid is generated by exposure, this acid acts to break the bond between the acetal acid dissociable, dissolution inhibiting group and the oxygen atom to which the acetal acid dissociable, dissolution inhibiting group is bonded.
As the acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group, the acid dissociable dissolution inhibiting group in the compound according to the first aspect of the present invention described above, the “acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group in a state not substituted with a fluorine atom” And the like.

構成単位(a1)としては、下記一般式(a1−0−1)で表される構成単位および下記一般式(a1−0−2)で表される構成単位からなる群から選ばれる1種以上を用いることが好ましい。   As the structural unit (a1), one or more selected from the group consisting of structural units represented by the following general formula (a1-0-1) and structural units represented by the following general formula (a1-0-2): Is preferably used.

Figure 2009019003
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し;Xは酸解離性溶解抑制基を示す。]
Figure 2009019003
[Wherein, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; and X 1 represents an acid dissociable, dissolution inhibiting group. ]

Figure 2009019003
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し;Xは酸解離性溶解抑制基を示し;Yはアルキレン基または脂肪族環式基を示す。]
Figure 2009019003
[Wherein, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; X 2 represents an acid dissociable, dissolution inhibiting group; Y 2 represents an alkylene group or an aliphatic cyclic group. ]

一般式(a1−0−1)において、Rの低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基は、上記アクリル酸エステルのα位に結合していてよい低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基と同様である。
は、酸解離性溶解抑制基であれば特に限定されることはなく、たとえば上述した第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基、アセタール型酸解離性溶解抑制基などを挙げることができ、第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基が好ましい。
In general formula (a1-0-1), the lower alkyl group or halogenated lower alkyl group for R is the same as the lower alkyl group or halogenated lower alkyl group that may be bonded to the α-position of the acrylate ester. .
X 1 is not particularly limited as long as it is an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and examples thereof include the above-described tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group and acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group. And tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting groups are preferred.

一般式(a1−0−2)において、Rは上記と同様である。
は、式(a1−0−1)中のXと同様である。
は、好ましくは炭素数1〜10のアルキレン基、又は2価の脂肪族環式基であり、該脂肪族環式基としては、水素原子が2個以上除かれた基が用いられること以外は前記「脂肪族環式基」の説明と同様のものを用いることができる。
が炭素数1〜10のアルキレン基である場合、炭素数1〜6であることがさらに好ましく、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2価の脂肪族環式基である場合、シクロペンタン、シクロヘキサン、ノルボルナン、イソボルナン、アダマンタン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンから水素原子が2個以上除かれた基であることが特に好ましい。
In general formula (a1-0-2), R is the same as defined above.
X 2 is the same as X 1 in formula (a1-0-1).
Y 2 is preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a divalent aliphatic cyclic group, and a group in which two or more hydrogen atoms are removed is used as the aliphatic cyclic group. Except for the above, the same “aliphatic cyclic group” as described above can be used.
When Y 2 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, it is more preferably 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably 1 to 4 carbon atoms, and most preferably 1 to 3 carbon atoms. .
When Y 2 is a divalent aliphatic cyclic group, a group in which two or more hydrogen atoms have been removed from cyclopentane, cyclohexane, norbornane, isobornane, adamantane, tricyclodecane, or tetracyclododecane is particularly preferable. .

構成単位(a1)として、より具体的には、下記一般式(a1−1)〜(a1−4)で表される構成単位が挙げられる。   More specifically, examples of the structural unit (a1) include structural units represented by the following general formulas (a1-1) to (a1-4).

Figure 2009019003
[式中、X’は第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基を表し、Yは炭素数1〜5の低級アルキル基、または脂肪族環式基を表し;n’は0〜3の整数を表し;Yはアルキレン基または脂肪族環式基を表し;Rは前記と同じであり、R’、R’はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の低級アルキル基を表す。]
Figure 2009019003
[Wherein, X ′ represents a tertiary alkyl ester-type acid dissociable, dissolution inhibiting group, Y represents a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an aliphatic cyclic group; Y 2 represents an alkylene group or an aliphatic cyclic group; R is the same as defined above; and R 1 ′ and R 2 ′ each independently represent a hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Represents. ]

式中、X’は、前記Xにおいて例示した第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基と同様のものが挙げられる。
’、R’、n’、Yとしては、それぞれ、上述の「アセタール型酸解離性溶解抑制基」の説明において挙げた一般式(p1)におけるR’、R’、n’、Yと同様のものが挙げられる。
としては、前記一般式(a1−0−2)におけるYと同様のものが挙げられる。
Wherein, X 'include the same tertiary alkyl ester-type acid dissociable, dissolution inhibiting groups as those described above for X 1.
R 1 ', R 2', n ', as the Y, respectively, R 1 in the general formula listed in the description of "acetal-type acid dissociable, dissolution inhibiting group" described above (p1)', R 2 ' , n' , Y and the like.
The Y 2, the same groups as those described above for Y 2 in the general formula (a1-0-2).

以下に、上記一般式(a1−1)〜(a1−4)で表される構成単位の具体例を示す。   Specific examples of the structural units represented by the general formulas (a1-1) to (a1-4) are shown below.

Figure 2009019003
Figure 2009019003

Figure 2009019003
Figure 2009019003

Figure 2009019003
Figure 2009019003

Figure 2009019003
Figure 2009019003

Figure 2009019003
Figure 2009019003

Figure 2009019003
Figure 2009019003

Figure 2009019003
Figure 2009019003

Figure 2009019003
Figure 2009019003

Figure 2009019003
Figure 2009019003

Figure 2009019003
Figure 2009019003

Figure 2009019003
Figure 2009019003

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。
その中でも、一般式(a1−1)で表される構成単位が好ましく、具体的には(a1−1−1)〜(a1−1−6)および(a1−1−35)〜(a1−1−41)で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも1種を用いることがより好ましい。
さらに、構成単位(a1)としては、特に式(a1−1−1)〜式(a1−1−4)で表される構成単位を包括する下記一般式(a1−1−01)で表されるものや、式(a1−1−35)〜(a1−1−41)で表される構成単位を包括する下記一般式(a1−1−02)で表されるものも好ましい。
As the structural unit (a1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Among these, the structural unit represented by general formula (a1-1) is preferable, and specifically, (a1-1-1) to (a1-1-6) and (a1-1-35) to (a1- It is more preferable to use at least one selected from the group consisting of structural units represented by 1-41).
Furthermore, the structural unit (a1) is represented by the following general formula (a1-1-01) that includes the structural units represented by formula (a1-1-1) to formula (a1-1-4). And those represented by the following general formula (a1-1-02) including the structural units represented by the formulas (a1-1-35) to (a1-1-41) are also preferable.

Figure 2009019003
(式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し、R11は低級アルキル基を示す。)
Figure 2009019003
(In the formula, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, and R 11 represents a lower alkyl group.)

Figure 2009019003
(式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し、R12は低級アルキル基を示す。hは1〜3の整数を表す。)
Figure 2009019003
(Wherein R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, R 12 represents a lower alkyl group, and h represents an integer of 1 to 3).

一般式(a1−1−01)において、Rについては上記と同様である。R11の低級アルキル基は、Rにおける低級アルキル基と同様であり、メチル基又はエチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。 In general formula (a1-1-01), R is the same as defined above. The lower alkyl group for R 11 is the same as the lower alkyl group for R, preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably a methyl group.

一般式(a1−1−02)において、Rについては上記と同様である。R12の低級アルキル基は、Rにおける低級アルキル基と同様であり、メチル基又はエチル基が好ましく、エチル基が最も好ましい。hは、1又は2が好ましく、2が最も好ましい。 In general formula (a1-1-02), R is the same as defined above. The lower alkyl group for R 12 is the same as the lower alkyl group for R, preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably an ethyl group. h is preferably 1 or 2, and most preferably 2.

(A1)成分中、構成単位(a1)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位に対し、10〜80モル%が好ましく、20〜70モル%がより好ましく、25〜50モル%がさらに好ましい。下限値以上とすることによって、レジスト組成物とした際に容易にパターンを得ることができ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。   In the component (A1), the proportion of the structural unit (a1) is preferably 10 to 80 mol%, more preferably 20 to 70 mol%, more preferably 25 to 50 mol%, based on all structural units constituting the component (A1). Is more preferable. By setting it to the lower limit value or more, a pattern can be easily obtained when the resist composition is used, and by setting it to the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

・構成単位(a2)
(A1)成分は、上記構成単位(a1)に加えて、さらに、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(a2)を有することが好ましい。
ここで、ラクトン含有環式基とは、−O−C(O)−構造を含むひとつの環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつの目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。
構成単位(a2)のラクトン環式基は、(A1)成分をレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高めたり、水を含有する現像液との親和性を高めたりするうえで有効なものである。
・ Structural unit (a2)
In addition to the structural unit (a1), the component (A1) preferably further has a structural unit (a2) derived from an acrylate ester containing a lactone-containing cyclic group.
Here, the lactone-containing cyclic group refers to a cyclic group containing one ring (lactone ring) containing an —O—C (O) — structure. The lactone ring is counted as the first ring, and when it is only the lactone ring, it is called a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of the structure.
When the component (A1) is used for forming a resist film, the lactone cyclic group of the structural unit (a2) increases the adhesion of the resist film to the substrate or has an affinity for a developer containing water. It is effective in raising.

構成単位(a2)としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。
具体的には、ラクトン含有単環式基としては、γ−ブチロラクトンから水素原子1つを除いた基が挙げられる。また、ラクトン含有多環式基としては、ラクトン環を有するビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンから水素原子一つを除いた基が挙げられる。
As the structural unit (a2), any unit can be used without any particular limitation.
Specifically, examples of the lactone-containing monocyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from γ-butyrolactone. Examples of the lactone-containing polycyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from a bicycloalkane, tricycloalkane, or tetracycloalkane having a lactone ring.

構成単位(a2)の例として、より具体的には、下記一般式(a2−1)〜(a2−5)で表される構成単位が挙げられる。   More specifically, examples of the structural unit (a2) include structural units represented by general formulas (a2-1) to (a2-5) shown below.

Figure 2009019003
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり;R’は水素原子、低級アルキル基、または炭素数1〜5のアルコキシ基であり;mは0または1の整数であり;Aは炭素数1〜5のアルキレン基または酸素原子である。]
Figure 2009019003
[Wherein, R is a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; R ′ is a hydrogen atom, a lower alkyl group, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms; m is an integer of 0 or 1] A is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or an oxygen atom. ]

一般式(a2−1)〜(a2−5)におけるRは、前記構成単位(a1)におけるRと同様である。
R’の低級アルキル基としては、前記構成単位(a1)におけるRの低級アルキル基と同じである。
一般式(a2−1)〜(a2−5)中、R’は、工業上入手が容易であること等を考慮すると、水素原子が好ましい。
Aの炭素数1〜5のアルキレン基として、具体的には、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基等が挙げられる。
以下に、前記一般式(a2−1)〜(a2−5)の具体的な構成単位を例示する。
R in the general formulas (a2-1) to (a2-5) is the same as R in the structural unit (a1).
The lower alkyl group for R ′ is the same as the lower alkyl group for R in the structural unit (a1).
In general formulas (a2-1) to (a2-5), R ′ is preferably a hydrogen atom in view of industrial availability.
Specific examples of the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms of A include a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, and an isopropylene group.
Below, the specific structural unit of the said general formula (a2-1)-(a2-5) is illustrated.

Figure 2009019003
Figure 2009019003

Figure 2009019003
Figure 2009019003

Figure 2009019003
Figure 2009019003

Figure 2009019003
Figure 2009019003

Figure 2009019003
Figure 2009019003

これらの中でも、一般式(a2−1)〜(a2−5)で表される構成単位から選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、一般式(a2−1)〜(a2−3)で表される構成単位から選択される少なくとも1種を用いることがより好ましい。なかでも、化学式(a2−1−1)、(a2−1−2)、(a2−2−1)、(a2−2−2)、(a2−3−1)、(a2−3−2)、(a2−3−9)及び(a2−3−10)で表される構成単位から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。   Among these, it is preferable to use at least one selected from structural units represented by general formulas (a2-1) to (a2-5), and in general formulas (a2-1) to (a2-3) It is more preferable to use at least one selected from the structural units represented. Among them, chemical formulas (a2-1-1), (a2-1-2), (a2-2-1), (a2-2-2), (a2-3-1), (a2-3-2) ), (A2-3-9) and (a2-3-10) are preferably used.

(A1)成分において、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。
(A1)成分中の構成単位(a2)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して、5〜60モル%が好ましく、10〜60モル%がより好ましく、20〜55モル%がさらに好ましい。下限値以上とすることにより構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。
In the component (A1), as the structural unit (a2), one type of structural unit may be used, or two or more types may be used in combination.
The proportion of the structural unit (a2) in the component (A1) is preferably 5 to 60 mol%, more preferably 10 to 60 mol%, with respect to the total of all structural units constituting the component (A1). 55 mol% is more preferable. By making it the lower limit value or more, the effect of containing the structural unit (a2) can be sufficiently obtained, and by making it the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

・構成単位(a3)
(A1)成分は、上記構成単位(a1)に加えて、または構成単位(a1)および構成単位(a2)に加えて、さらに、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(a3)を有することが好ましい。構成単位(a3)を有することにより、(A1)成分の親水性が高まり、現像液との親和性が高まって、露光部でのアルカリ現像液に対する溶解性が向上し、解像性の向上に寄与する。
極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、ヒドロキシアルキル基、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等が挙げられ、特に水酸基が好ましい。
脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基(好ましくはアルキレン基)や、多環式の脂肪族炭化水素基(多環式基)が挙げられる。該多環式基としては、たとえばArFエキシマレーザー用レジスト組成物用の樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。該多環式基の炭素数は7〜30であることが好ましい。
その中でも、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、または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を含有する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がより好ましい。該多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから2個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。これらの多環式基の中でも、アダマンタンから2個以上の水素原子を除いた基、ノルボルナンから2個以上の水素原子を除いた基、テトラシクロドデカンから2個以上の水素原子を除いた基が工業上好ましい。
・ Structural unit (a3)
The component (A1) is derived from an acrylate ester containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group in addition to the structural unit (a1) or in addition to the structural unit (a1) and the structural unit (a2). It is preferable to have a structural unit (a3). By having the structural unit (a3), the hydrophilicity of the component (A1) is increased, the affinity with the developer is increased, the solubility in the alkaline developer in the exposed area is improved, and the resolution is improved. Contribute.
Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, a hydroxyalkyl group, a hydroxyalkyl group in which part of the hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a fluorine atom, and the like, and a hydroxyl group is particularly preferable.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms (preferably an alkylene group) and a polycyclic aliphatic hydrocarbon group (polycyclic group). It is done. As the polycyclic group, for example, a resin for a resist composition for ArF excimer laser can be appropriately selected from among many proposed ones. The polycyclic group preferably has 7 to 30 carbon atoms.
Among them, a structural unit derived from an acrylate ester containing an aliphatic polycyclic group containing a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, or an alkyl group is substituted with a fluorine atom Is more preferable. Examples of the polycyclic group include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane and the like. Specific examples include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among these polycyclic groups, there are groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from adamantane, groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from norbornane, and groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from tetracyclododecane. Industrially preferable.

構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における炭化水素基が炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基のときは、アクリル酸のヒドロキシエチルエステルから誘導される構成単位が好ましく、該炭化水素基が多環式基のときは、下記式(a3−1)で表される構成単位、下記式(a3−2)で表される構成単位、下記式(a3−3)で表される構成単位が好ましいものとして挙げられる。   The structural unit (a3) is derived from a hydroxyethyl ester of acrylic acid when the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. When the hydrocarbon group is a polycyclic group, the structural unit represented by the following formula (a3-1), the structural unit represented by the following formula (a3-2), and the following formula The structural unit represented by (a3-3) is preferable.

Figure 2009019003
(式中、Rは前記と同じであり、jは1〜3の整数であり、kは1〜3の整数であり、t’は1〜3の整数であり、lは1〜5の整数であり、sは1〜3の整数である。)
Figure 2009019003
Wherein R is the same as above, j is an integer of 1 to 3, k is an integer of 1 to 3, t 'is an integer of 1 to 3, and l is an integer of 1 to 5. And s is an integer of 1 to 3.)

式(a3−1)中、jは1又は2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。jが2の場合は、水酸基がアダマンチル基の3位と5位に結合しているものが好ましい。jが1の場合は、水酸基がアダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
jは1であることが好ましく、特に水酸基がアダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
In formula (a3-1), j is preferably 1 or 2, and more preferably 1. When j is 2, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3rd and 5th positions of the adamantyl group. When j is 1, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3-position of the adamantyl group.
j is preferably 1, and a hydroxyl group bonded to the 3-position of the adamantyl group is particularly preferred.

式(a3−2)中、kは1であることが好ましい。シアノ基は、ノルボルニル基の5位または6位に結合していることが好ましい。   In formula (a3-2), k is preferably 1. The cyano group is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.

式(a3−3)中、t’は1であることが好ましい。lは1であることが好ましい。sは1であることが好ましい。これらは、アクリル酸のカルボキシ基の末端に2−ノルボルニル基または3−ノルボルニル基が結合していることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールは、ノルボルニル基の5又は6位に結合していることが好ましい。   In formula (a3-3), t ′ is preferably 1. l is preferably 1. s is preferably 1. In these, a 2-norbornyl group or a 3-norbornyl group is preferably bonded to the terminal of the carboxy group of acrylic acid. The fluorinated alkyl alcohol is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.

構成単位(a3)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。
(A1)成分中、構成単位(a3)の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位に対し、5〜50モル%であることが好ましく、5〜40モル%がより好ましく、5〜25モル%がさらに好ましい。下限値以上とすることにより、構成単位(a3)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより、他の構成単位とのバランスをとることができる。
As the structural unit (a3), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the component (A1), the proportion of the structural unit (a3) is preferably 5 to 50 mol%, more preferably 5 to 40 mol%, based on all structural units constituting the component (A1). More preferred is ˜25 mol%. By setting it to the lower limit value or more, the effect of containing the structural unit (a3) is sufficiently obtained, and by setting it to the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

・構成単位(a4)
(A1)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)〜(a3)以外の他の構成単位(a4)を含んでいてもよい。
構成単位(a4)は、上述の構成単位(a1)〜(a3)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、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。
構成単位(a4)としては、例えば非酸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などが好ましい。該多環式基としては、たとえば、前記の構成単位(a1)の場合に例示したものと同様のものを例示することができ、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)等のレジスト組成物の基材成分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。
特にトリシクロデカニル基、アダマンチル基、テトラシクロドデカニル基、イソボルニル基、ノルボルニル基から選ばれる少なくとも1種以上であると、工業上入手し易いなどの点で好ましい。これらの多環式基は、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を置換基として有していてもよい。
構成単位(a4)として、具体的には、下記一般式(a4−1)〜(a4−5)の構造のものを例示することができる。
・ Structural unit (a4)
The component (A1) may contain other structural units (a4) other than the structural units (a1) to (a3) as long as the effects of the present invention are not impaired.
The structural unit (a4) is not particularly limited as long as it is another structural unit not classified into the above structural units (a1) to (a3), and for ArF excimer laser, for KrF excimer laser (preferably ArF excimer) A number of hitherto known materials can be used for resist resins such as lasers.
As the structural unit (a4), for example, a structural unit derived from an acrylate ester containing a non-acid-dissociable aliphatic polycyclic group is preferable. Examples of the polycyclic group include those exemplified for the structural unit (a1), for ArF excimer laser, for KrF excimer laser (preferably for ArF excimer laser). A number of hitherto known materials can be used as the base material component of the resist composition.
In particular, at least one selected from a tricyclodecanyl group, an adamantyl group, a tetracyclododecanyl group, an isobornyl group, and a norbornyl group is preferable in terms of industrial availability. These polycyclic groups may have a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.
Specific examples of the structural unit (a4) include those represented by the following general formulas (a4-1) to (a4-5).

Figure 2009019003
(式中、Rは前記と同じである。)
Figure 2009019003
(In the formula, R is as defined above.)

かかる構成単位(a4)を(A1)成分に含有させる際には、(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して、構成単位(a4)を1〜30モル%含有させることが好ましく、10〜20モル%含有させることがより好ましい。   When the structural unit (a4) is contained in the component (A1), the structural unit (a4) is preferably contained in an amount of 1 to 30 mol% based on the total of all the structural units constituting the component (A1). 10 to 20 mol% is more preferable.

本発明において、(A1)成分は、構成単位(a1)、(a2)および(a3)を有する共重合体であることが好ましい。かかる共重合体としては、たとえば、上記構成単位(a1)、(a2)および(a3)からなる共重合体、上記構成単位(a1)、(a2)、(a3)および(a4)からなる共重合体等が例示できる。   In the present invention, the component (A1) is preferably a copolymer having the structural units (a1), (a2) and (a3). Examples of such a copolymer include a copolymer composed of the structural units (a1), (a2) and (a3), and a copolymer composed of the structural units (a1), (a2), (a3) and (a4). A polymer etc. can be illustrated.

(A1)成分としては、特に、下記一般式(A1−11)に示す3種の構成単位を有する共重合体が好ましい。   As the component (A1), a copolymer having three structural units represented by the following general formula (A1-11) is particularly preferable.

Figure 2009019003
[式中、Rは前記と同じであり、R10は低級アルキル基である。]
Figure 2009019003
[Wherein, R is the same as defined above, and R 10 represents a lower alkyl group. ]

式(A1−11)中、R10の低級アルキル基は、Rの低級アルキル基と同様であり、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。 In formula (A1-11), the lower alkyl group for R 10 is the same as the lower alkyl group for R, preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably a methyl group.

(A1)成分は、各構成単位を誘導するモノマーを、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスイソ酪酸ジメチル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、(A1)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、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 (A1) is obtained by polymerizing a monomer for deriving each structural unit by a known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN) or dimethyl azobisisobutyrate. be able to.
Further, for the component (A1), in the polymerization, a chain transfer agent such as HS—CH 2 —CH 2 —CH 2 —C (CF 3 ) 2 —OH is used in combination, so that the terminal 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 the alkyl group is substituted with a fluorine atom reduces development defects and LER (line edge roughness: uneven unevenness of line side walls). It is effective in reducing

(A1)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いが、2000〜50000が好ましく、3000〜30000がより好ましく、5000〜20000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、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、1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.2〜2.5がさらに好ましい。なお、Mnは数平均分子量を示す。
The mass average molecular weight (Mw) of the component (A1) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography (GPC)) is not particularly limited, but is preferably 2000 to 50000, more preferably 3000 to 30000, and 5000. ˜20,000 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 preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and still more preferably 1.2 to 2.5. In addition, Mn shows a number average molecular weight.

[(A2)成分]
(A2)成分としては、分子量が500以上2000以下であって、上述の(A1)成分の説明で例示したような酸解離性溶解抑制基と、親水性基とを有する低分子化合物が好ましい。具体的には、複数のフェノール骨格を有する化合物の水酸基の水素原子の一部を上記酸解離性溶解抑制基で置換したものが挙げられる。
(A2)成分は、たとえば、非化学増幅型のg線やi線レジストにおける増感剤や、耐熱性向上剤として知られている低分子量フェノール化合物の水酸基の水素原子の一部を上記酸解離性溶解抑制基で置換したものが好ましく、そのようなものから任意に用いることができる。
かかる低分子量フェノール化合物としては、たとえば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)−2−(2’,3’,4’−トリヒドロキシフェニル)プロパン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−6−メチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−6−メチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、1−[1−(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、フェノール、m−クレゾール、p−クレゾールまたはキシレノールなどのフェノール類のホルマリン縮合物の2、3、4核体などが挙げられる。勿論これらに限定されるものではない。
酸解離性溶解抑制基も、特に限定されず、上記したものが挙げられる。
[(A2) component]
The component (A2) is preferably a low molecular compound having a molecular weight of 500 or more and 2000 or less and having an acid dissociable, dissolution inhibiting group and a hydrophilic group as exemplified in the description of the component (A1). Specific examples include those in which a part of the hydrogen atoms of the hydroxyl group of the compound having a plurality of phenol skeletons is substituted with the acid dissociable, dissolution inhibiting group.
The component (A2) is, for example, a part of the hydrogen atom of the hydroxyl group of a low molecular weight phenol compound known as a sensitizer in a non-chemically amplified g-line or i-line resist or a heat resistance improver. Those substituted with a soluble dissolution inhibiting group are preferred and can be arbitrarily used.
Examples of such low molecular weight phenol compounds include bis (4-hydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, 2- (4-hydroxyphenyl) -2- (4′-hydroxyphenyl). ) Propane, 2- (2,3,4-trihydroxyphenyl) -2- (2 ′, 3 ′, 4′-trihydroxyphenyl) propane, tris (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxy-) 3,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -3, 4-dihydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -3,4-dihydroxyph Phenylmethane, bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-4-hydroxy-6-methylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl- 4-hydroxy-6-methylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, 1- [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene, Examples include 2, 3, 4 nuclei of formalin condensates of phenols such as phenol, m-cresol, p-cresol or xylenol. Of course, it is not limited to these.
The acid dissociable, dissolution inhibiting group is not particularly limited, and examples thereof include those described above.

(A)成分としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の液浸露光用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。
本発明において、(A)成分は、フッ素原子を有さないことが好ましい。(A)成分がフッ素原子を有さないことにより、特に、リソグラフィー特性が向上する。
As the component (A), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the positive resist composition for immersion exposure according to the present invention, the content of the component (A) may be adjusted according to the resist film thickness to be formed.
In the present invention, the component (A) preferably has no fluorine atom. Since the component (A) does not have a fluorine atom, lithography characteristics are particularly improved.

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

オニウム塩系酸発生剤として、たとえば、下記一般式(b−1)または(b−2)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the onium salt acid generator include compounds represented by the following general formula (b-1) or (b-2).

Figure 2009019003
[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 2009019003
[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 but may form a ring with the sulfur atom bonded to each other; R 4 "represents a linear, branched or cyclic alkyl group or 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、たとえば炭素数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 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.
The alkoxy group that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methoxy group or an ethoxy group.
The halogen atom that may 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, a straight, 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 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(アルキル基中の全水素原子の個数に対する置換したフッ素原子の個数の割合)は、好ましくは10〜100%、さらに好ましくは50〜100%であり、特に水素原子をすべてフッ素原子で置換した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 more preferably 6 carbon atoms. Most preferably, it is -10.
The fluorinated alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms.
The fluorination rate of the fluorinated alkyl group (ratio of the number of substituted fluorine atoms to the total number of hydrogen atoms in the alkyl group) is preferably 10 to 100%, more preferably 50 to 100%. In particular, a fluorinated alkyl group (perfluoroalkyl group) in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms is preferable because the strength of the acid is increased.
R 4 ″ is most preferably a linear or cyclic alkyl group or a fluorinated alkyl group.

式(b−2)中、R”〜R”は、それぞれ独立にアリール基またはアルキル基を表す。R”〜R”のうち、少なくとも1つはアリール基を表す。R”〜R”のすべてがアリール基であることが好ましい。
”〜R”のアリール基としては、R”〜R”のアリール基と同様のものが挙げられる。
”〜R”のアルキル基としては、R”〜R”のアルキル基と同様のものが挙げられる。
これらの中で、R”〜R”は、すべてフェニル基であることが最も好ましい。
式(b−2)中のR”としては、上記式(b−1)のR”と同様のものが挙げられる。
In formula (b-2), R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group. At least one of R 5 ″ to R 6 ″ represents an aryl group. It is preferable that all of R 5 ″ to R 6 ″ are aryl groups.
As the aryl group for R 5 ″ to R 6 ″, the same as the aryl groups for R 1 ″ to R 3 ″ can be used.
Examples of the alkyl group for R 5 ″ to R 6 ″ include the same as the alkyl group for R 1 ″ to R 3 ″.
Among these, it is most preferable that all of R 5 ″ to R 6 ″ are phenyl groups.
"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、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 the formulas (b-1) and (b-2) include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium. Trifluoromethane sulfonate or nonafluorobutane sulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, tri (4-methylphenyl) sulfonium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its Nonafluorobutanesulfonate, dimethyl (4-hydroxynaphthyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptaful Lopropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of monophenyldimethylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of diphenylmonomethylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate (4-methylphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, (4-methoxyphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate , Trifluoromethanesulfonate of tri (4-tert-butyl) phenylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of diphenyl (1- (4-methoxy) naphthyl) sulfonium, its heptafluoropropane Sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, di (1-naphthyl) phenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, di (1-naphthyl) phenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane Sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1-phenyltetrahydro 1- (4-methylphenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; 1- (thiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; 1- (4-methoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoro Lomethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1- 4-ethoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoro L-methane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; trifluoromethane sulfonate of 1-phenyltetrahydrothiopyranium, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1- (4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiopyra Trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutane 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiopyranium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1- (4-methylphenyl) tetrahydrothiopyranium Examples thereof include trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanesulfonate, and its nonafluorobutanesulfonate.
In addition, onium salts in which the anion portion of these onium salts is replaced with methanesulfonate, n-propanesulfonate, n-butanesulfonate, or n-octanesulfonate can also be used.

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

Figure 2009019003
[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 2009019003
[Wherein X ″ represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom; Y ″ and Z ″ each independently represent at least one hydrogen atom as a fluorine atom; Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and substituted with

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

また、下記一般式(b−5)または(b−6)で表されるカチオン部を有するスルホニウム塩をオニウム塩系酸発生剤として用いることもできる。   Moreover, the sulfonium salt which has a cation part represented by the following general formula (b-5) or (b-6) can also be used as an onium salt type | system | group acid generator.

Figure 2009019003
[式中、R41〜R46はそれぞれ独立してアルキル基、アセチル基、アルコキシ基、カルボキシ基、水酸基またはヒドロキシアルキル基であり;n〜nはそれぞれ独立して0〜3の整数であり、nは0〜2の整数である。]
Figure 2009019003
[Wherein R 41 to R 46 are each independently an alkyl group, acetyl group, alkoxy group, carboxy group, hydroxyl group or hydroxyalkyl group; n 1 to n 5 are each independently an integer of 0 to 3; There, n 6 is an integer of 0-2. ]

41〜R46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、又はtert−ブ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、エトキシ基が特に好ましい。
ヒドロキシアルキル基は、上記アルキル基中の一個又は複数個の水素原子がヒドロキシ基に置換した基が好ましく、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。
は、好ましくは0〜2であり、より好ましくは0又は1である。
およびnは、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0である。
は、好ましくは0〜2であり、より好ましくは0又は1である。
は、好ましくは0又は1であり、より好ましくは0である。
は、好ましくは0又は1であり、より好ましくは1である。
In R 41 to R 46 , the alkyl group is preferably a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkyl group, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or an isopropyl group. , N-butyl group, or tert-butyl group is particularly preferable.
The alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkoxy group, and particularly preferably a methoxy group or an ethoxy group.
The hydroxyalkyl group is preferably a group in which one or more hydrogen atoms in the alkyl group are substituted with a hydroxy group, and examples thereof include a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, and a hydroxypropyl group.
n 1 is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1.
n 2 and n 3 are preferably each independently 0 or 1, more preferably 0.
n 4 is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1.
n 5 is preferably 0 or 1, more preferably 0.
n 6 is preferably 0 or 1, more preferably 1.

式(b−5)または(b−6)で表されるカチオン部を有するスルホニウム塩のアニオン部は、特に限定されず、これまで提案されているオニウム塩系酸発生剤のアニオン部と同様のものであってよい。かかるアニオン部としては、たとえば上記一般式(b−1)または(b−2)で表されるオニウム塩系酸発生剤のアニオン部(R”SO )等のフッ素化アルキルスルホン酸イオン;上記一般式(b−3)又は(b−4)で表されるアニオン部等が挙げられる。
これらの中でも、フッ素化アルキルスルホン酸イオンが好ましく、炭素数1〜4のフッ素化アルキルスルホン酸イオンがより好ましく、炭素数1〜4の直鎖状のパーフルオロアルキルスルホン酸イオンが特に好ましい。具体例としては、トリフルオロメチルスルホン酸イオン、ヘプタフルオロ−n−プロピルスルホン酸イオン、ノナフルオロ−n−ブチルスルホン酸イオン等が挙げられる。
The anion part of the sulfonium salt having a cation part represented by the formula (b-5) or (b-6) is not particularly limited, and is the same as the anion part of the onium salt acid generators proposed so far. It may be a thing. Examples of the anion moiety include fluorinated alkyl sulfonate ions such as the anion moiety (R 4 ″ SO 3 ) of the onium salt acid generator represented by the general formula (b-1) or (b-2). The anion part represented by the general formula (b-3) or (b-4) may be used.
Among these, a fluorinated alkyl sulfonate ion is preferable, a fluorinated alkyl sulfonate ion having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, and a linear perfluoroalkyl sulfonate ion having 1 to 4 carbon atoms is particularly preferable. Specific examples include trifluoromethyl sulfonate ion, heptafluoro-n-propyl sulfonate ion, nonafluoro-n-butyl sulfonate ion, and the like.

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 2009019003
(式(B−1)中、R31、R32はそれぞれ独立に有機基を表す。)
Figure 2009019003
(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よい。
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 2009019003
[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 2009019003
[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 2009019003
[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 2009019003
[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 of R 35 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 6 carbon atoms.
R 35 is preferably a halogenated alkyl group, more preferably a fluorinated alkyl group.
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 preferably, it is a fully fluorinated alkyl group in which a hydrogen atom is 100% fluorine-substituted.

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

オキシムスルホネート系酸発生剤の具体例としては、α−(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(p−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロ−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−クロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,4−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,6−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(2−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−チエン−2−イルアセトニトリル、α−(4−ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−[(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−[(ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−(トシルオキシイミノ)−4−チエニルシアニド、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘプテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロオクテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−エチルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−プロピルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロペンチルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−p−メチルフェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−ブロモフェニルアセトニトリルなどが挙げられる。
また、特開平9−208554号公報(段落[0012]〜[0014]の[化18]〜[化19])に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤、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 18] to [Chemical 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 2009019003
Figure 2009019003

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、たとえば、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. It is possible.

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

<(F)成分>
本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物において、(F)成分は、上記本発明の第一の態様の化合物と同じものである。当該(F)成分を含有することにより、液浸露光用として好適な疎水性を有する効果が得られる。そして、液浸媒体がレンズの移動に追随して移動する水追随性が向上する。
<(F) component>
In the positive resist composition for immersion exposure according to the present invention, the component (F) is the same as the compound according to the first aspect of the present invention. By containing the component (F), the effect of having hydrophobicity suitable for immersion exposure can be obtained. And the water follow-up property that the immersion medium moves following the movement of the lens is improved.

(F)成分としては、本発明の効果に優れることから、前記一般式(F1)におけるR50が飽和炭化水素基または芳香族基であるものが好ましい。また、前記一般式(F1)におけるXが、前記一般式(F1−1−1)で表される基であるものも好ましい。
本発明において、(F)成分としては、前記式(F1−1)〜式(F1−5)で表される化合物から選択される少なくとも一種であることが好ましく、前記式(F1−1)〜式(F1−4)で表される化合物から選択される少なくとも一種であることが特に好ましい。
As the component (F), it is preferable that R 50 in the general formula (F1) is a saturated hydrocarbon group or an aromatic group because the effect of the present invention is excellent. In addition, it is also preferable that X in the general formula (F1) is a group represented by the general formula (F1-1-1).
In the present invention, the component (F) is preferably at least one selected from the compounds represented by the formulas (F1-1) to (F1-5), and the formula (F1-1) to Particularly preferred is at least one selected from the compounds represented by formula (F1-4).

(F)成分は、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。
(F)成分の含有割合は、(A)成分100質量部に対して0.01〜10質量部であることが好ましく、0.1〜7質量部であることがより好ましく、0.3〜6質量部であることが特に好ましく、0.4〜5質量部であることが最も好ましい。下限値以上とすることでレジスト組成物の疎水性向上の効果に優れ、上限値以下とすることでリソグラフィー特性が向上する。
(F) A component may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
(F) It is preferable that the content rate of a component is 0.01-10 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component, It is more preferable that it is 0.1-7 mass parts, 0.3- It is particularly preferably 6 parts by mass, and most preferably 0.4-5 parts by mass. By setting the lower limit value or more, the effect of improving the hydrophobicity of the resist composition is excellent, and by setting the upper limit value or less, the lithography characteristics are improved.

<(D)成分>
本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物は、任意の成分として、さらに、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。これにより、レジストパターン形状、引き置き経時安定性などが向上する。
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。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−ペンチルアミン、トリ−n−オクチルアミンが特に好ましく、トリ−n−ペン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。
(D)成分としては、いずれか1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D)成分をレジスト組成物に含有させる場合、(D)成分は、通常、(A)成分100質量部に対して、0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
<(D) component>
The positive resist composition for immersion exposure according to the present invention preferably further contains a nitrogen-containing organic compound (D) (hereinafter referred to as component (D)) as an optional component. As a result, the resist pattern shape, the stability over time and the like are improved.
Since a wide variety of component (D) has already been proposed, any known one can be used. Among them, aliphatic amines, particularly secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines are used. preferable. 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, tri-n-pentylamine and tri-n-octylamine are particularly preferable, and tri-n-pentylamine 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.
As the component (D), any one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the component (D) is contained in the resist composition, the component (D) is usually used in the range of 0.01 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).

<任意成分>
[(E)成分]
本発明の液浸露光用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)成分としては、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)成分をレジスト組成物に含有させる場合、(E)成分は、通常、(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 for immersion exposure of the present invention includes an organic carboxylic acid and phosphorus oxo as optional components for the purpose of preventing sensitivity deterioration and improving the resist pattern shape and stability with time. At least one compound (E) selected from the group consisting of an acid and a derivative thereof (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 phosphinic acid derivatives include phosphinic acid esters such as phenylphosphinic acid.
As the component (E), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
As the component (E), an organic carboxylic acid is preferable, and salicylic acid is particularly preferable.
When the component (E) is contained in the resist composition, the component (E) is usually used at a ratio of 0.01 to 5.0 parts by mass per 100 parts by mass of the component (A).

本発明の液浸露光用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 for immersion exposure according to the present invention may further contain miscible additives, for example, an additional resin for improving the performance of the resist film and a surfactant for improving the coating property. Further, a dissolution inhibitor, a plasticizer, a stabilizer, a colorant, an antihalation agent, a dye, and the like can be appropriately added and contained.

[(S)成分]
本発明の液浸露光用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。)に溶解させて製造することができる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
たとえば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル−n−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及びその誘導体;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。
これらの有機溶剤としては、単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。なかでも、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、ELが好ましい。
また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶媒も好ましい。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である。
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70:30〜99:1とされる。
さらに、(S)成分としては、上述のPGMEAとPGMEとの混合溶剤と、γ−ブチロラクトンとの混合溶媒も好ましい。
(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 for immersion exposure of the present invention can be produced by dissolving a material in an organic solvent (hereinafter referred to as (S) component).
As the component (S), any component can be used as long as it can dissolve each component to be used to form a uniform solution. Conventionally, any one of known solvents for chemically amplified resists can be used. Two or more types can be appropriately selected and used.
For example, lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, and 2-heptanone; many such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, and dipropylene glycol Monohydric alcohols and derivatives thereof; compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoacetate, monomethyl ether of the polyhydric alcohols or the compound having an ester bond , Monoalkyl ethers such as monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether Derivatives of polyhydric alcohols such as compounds having an ether bond such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and propylene glycol monomethyl ether (PGME) are preferred among them; cyclic ethers such as dioxane, , Methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, etc .; anisole, ethyl benzyl ether, cresyl methyl Ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetole, butyl phenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, mesitylene An aromatic organic solvent such as
These organic solvents may be used alone or as a mixed solvent of two or more. Of these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), and EL are preferable.
Moreover, the mixed solvent which mixed PGMEA and the polar solvent is also preferable. The blending 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. is there.
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 99: 1.
Furthermore, as the component (S), a mixed solvent of the above-described mixed solvent of PGMEA and PGME and γ-butyrolactone is also preferable.
The amount of the component (S) used is not particularly limited, but is a concentration that can be applied to a substrate or the like, and is appropriately set according to the coating film thickness. In general, the solid content concentration of the resist composition is 2 -20% by mass, preferably 5-15% by mass.

材料の(S)成分への溶解としては、たとえば、上記各成分を通常の方法で混合、撹拌するだけでも行うことができ、また、必要に応じてディゾルバー、ホモジナイザー、3本ロールミルなどの分散機を用い分散、混合させてもよい。また、混合した後で、さらにメッシュ、メンブレンフィルターなどを用いてろ過してもよい。   The dissolution of the material in the component (S) can be carried out, for example, by simply mixing and stirring each of the above components by a conventional method, and if necessary, a disperser such as a dissolver, a homogenizer, or a three roll mill. May be dispersed and mixed. Moreover, after mixing, you may further filter using a mesh, a membrane filter, etc.

上記本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物は、液浸露光に用いられるレジスト組成物に求められる特性である、液浸露光用として好適な疎水性を有することから、液浸露光用として好適に用いられる。
すなわち、液浸露光は、上述したように、露光時に、従来は空気や窒素等の不活性ガスで満たされているレンズとウェーハ上のレジスト膜との間の部分を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たした状態で露光(浸漬露光)を行う工程を有する方法である。液浸露光においては、レジスト膜と液浸溶媒とが接触すると、レジスト膜中の物質((B)成分、(D)成分等)の液浸溶媒中への溶出(物質溶出)が生じる。物質溶出は、レジスト層の変質、液浸溶媒の屈折率の変化等の現象を生じさせ、リソグラフィー特性を悪化させる。この物質溶出の量はレジスト膜表面の特性(たとえば親水性・疎水性等)の影響を受ける。そのため、たとえばレジスト膜表面の疎水性が高まることによって、物質溶出が低減されると推測される。
本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物は、分子内にエステル結合を有し、かつ、フッ素原子を有する酸解離性溶解抑制基を含む化合物(F)を含有することから、前記化合物(F)を含まない場合に比べて、当該レジスト組成物を用いて形成されるレジスト膜の疎水性が高い。したがって、本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物によれば、浸漬露光時の物質溶出を抑制できることが期待される。
また、本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物は、種々のリソグラフィー特性も良好である。たとえば、本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物を用いることにより、ラインアンドスペース(L/S)パターンのライン幅が120nm以下の微細なレジストパターンを形成できる。
The positive resist composition for immersion exposure according to the present invention has a hydrophobic property suitable for immersion exposure, which is a characteristic required for a resist composition used for immersion exposure. Preferably used.
That is, as described above, the immersion exposure is performed by exposing the portion between the lens and the resist film on the wafer, which is conventionally filled with an inert gas such as air or nitrogen, at a time higher than the refractive index of air. This is a method including a step of performing exposure (immersion exposure) in a state filled with a solvent (immersion medium) having a large refractive index. In immersion exposure, when the resist film and the immersion solvent come into contact with each other, elution (substance elution) of substances ((B) component, (D) component, etc.) in the resist film into the immersion solvent occurs. Substance elution causes phenomena such as alteration of the resist layer and change in the refractive index of the immersion solvent, thereby deteriorating the lithography properties. The amount of this substance elution is affected by the characteristics of the resist film surface (for example, hydrophilicity / hydrophobicity). Therefore, for example, it is presumed that elution of the substance is reduced by increasing the hydrophobicity of the resist film surface.
The positive resist composition for immersion exposure according to the present invention contains the compound (F) having an ester bond in the molecule and containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group having a fluorine atom. Compared with the case where F) is not contained, the hydrophobicity of the resist film formed using the said resist composition is high. Therefore, according to the positive resist composition for immersion exposure of the present invention, it is expected that substance elution during immersion exposure can be suppressed.
Moreover, the positive resist composition for immersion exposure according to the present invention also has various lithography properties. For example, by using the positive resist composition for immersion exposure according to the present invention, a fine resist pattern having a line width of a line and space (L / S) pattern of 120 nm or less can be formed.

本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物を用いて形成されるレジスト膜は、(F)成分を含有することにより、(F)成分を含有しない場合と比較して、レジスト膜の疎水性が高まり、水に対する接触角、たとえば静的接触角(水平状態のレジスト膜上の水滴表面とレジスト膜表面とのなす角度)、動的接触角(レジスト膜を傾斜させていった際に水滴が転落し始めたときの接触角(転落角)、水滴の転落方向前方の端点における接触角(前進角)、転落方向後方の端点における接触角(後退角)とがある。)が変化する。たとえばレジスト膜の疎水性が高いほど、静的接触角、前進角、および後退角は大きくなり、一方、転落角は小さくなる。
ここで、前進角は、図1に示すように、その上に液滴1が置かれた平面2を次第に傾けていった際に、当該液滴1が平面2上を移動(落下)し始めるときの当該液滴1の下端1aにおける液滴表面と、平面2とがなす角度θである。また、このとき(当該液滴1が平面2上を移動(落下)し始めるとき)、当該液滴1の上端1bにおける液滴表面と、平面2とがなす角度θが後退角であり、当該平面2の傾斜角度θが転落角である。
本明細書において、静的接触角、前進角、後退角および転落角は、たとえば以下の様にして測定される。
まず、シリコン基板上に、レジスト組成物溶液をスピンコートした後、110℃の温度条件で60秒間加熱してレジスト膜を形成する。
次に、上記レジスト膜に対して、DROP MASTER−700(製品名、協和界面科学社製)、AUTO SLIDING ANGLE:SA−30DM(製品名、協和界面科学社製)、AUTO DISPENSER:AD−31(製品名、協和界面科学社製)等の市販の測定装置を用いて測定することができる。
The resist film formed by using the positive resist composition for immersion exposure according to the present invention contains the (F) component, so that the hydrophobicity of the resist film compared to the case where the (F) component is not contained. The contact angle against water, for example, the static contact angle (the angle between the water droplet surface on the horizontal resist film and the resist film surface), the dynamic contact angle (when the resist film is tilted, The contact angle (falling angle) when it starts to fall, the contact angle (advance angle) at the end point in the forward direction of the drop of water, and the contact angle (retreat angle) at the end point in the rearward direction of the drop) change. For example, the higher the hydrophobicity of the resist film, the larger the static contact angle, the advancing angle, and the receding angle, while the smaller the falling angle.
Here, as shown in FIG. 1, when the plane 2 on which the droplet 1 is placed is gradually tilted, the advancing angle starts to move (drop) on the plane 2 when the plane 1 is gradually inclined. Is the angle θ 1 formed by the surface of the droplet at the lower end 1 a of the droplet 1 and the plane 2. At this time (when the droplet 1 starts to move (drop) on the plane 2), an angle θ2 formed by the droplet surface at the upper end 1b of the droplet 1 and the plane 2 is a receding angle, The inclination angle θ 3 of the plane 2 is the falling angle.
In the present specification, the static contact angle, the advancing angle, the receding angle, and the falling angle are measured, for example, as follows.
First, a resist composition solution is spin-coated on a silicon substrate, and then heated at 110 ° C. for 60 seconds to form a resist film.
Next, with respect to the resist film, DROP MASTER-700 (product name, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), AUTO SLIDING ANGLE: SA-30DM (product name, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), AUTO DISPENSER: AD-31 ( It can be measured using a commercially available measuring device such as a product name (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).

本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物は、当該レジスト組成物を用いて得られるレジスト膜における後退角の測定値が50°以上であることが好ましく、50〜150°であることがより好ましく、50〜130°であることが特に好ましく、53〜100°であることが最も好ましい。後退角が下限値以上であると、浸漬露光時の物質溶出抑制効果が向上する。その理由は明らかではないが、主な要因の1つとして、レジスト膜の疎水性との関連が考えられる。つまり、液浸媒体は水等の水性のものが用いられているため、疎水性が高いことにより、浸漬露光を行った後、液浸媒体を除去した際に速やかにレジスト膜表面から液浸媒体を除去できることが影響していると推測される。また、後退角が上限値以下であると、リソグラフィー特性等が良好である。
同様の理由により、本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物は、当該レジスト組成物を用いて得られるレジスト膜における静的接触角の測定値が、60°以上であることが好ましく、63〜95°であることがより好ましく、65〜95°であることが特に好ましい。
また、本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物は、当該レジスト組成物を用いて得られるレジスト膜における転落角の測定値が36°以下であることが好ましく、10〜36°であることがより好ましく、7〜30°であることが特に好ましく、14〜27°であることが最も好ましい。転落角が上限値以下であると、浸漬露光時の物質溶出抑制効果が向上する。また、転落角が下限値以上であると、リソグラフィー特性等が良好である。
In the positive resist composition for immersion exposure according to the present invention, the measured value of the receding angle in a resist film obtained using the resist composition is preferably 50 ° or more, more preferably 50 to 150 °. 50 to 130 ° is particularly preferable, and 53 to 100 ° is most preferable. When the receding angle is at least the lower limit value, the substance elution suppressing effect during immersion exposure is improved. The reason for this is not clear, but one of the main factors may be related to the hydrophobicity of the resist film. In other words, since the aqueous immersion medium is an aqueous medium such as water, it is highly hydrophobic, so that the immersion medium is quickly removed from the resist film surface when the immersion medium is removed after immersion exposure. It is presumed that the fact that it can be removed is affected. Further, when the receding angle is not more than the upper limit value, the lithography characteristics and the like are good.
For the same reason, the positive resist composition for immersion exposure according to the present invention preferably has a measured value of a static contact angle in a resist film obtained by using the resist composition of 60 ° or more, 63 More preferably, it is -95 degrees, and it is especially preferable that it is 65-95 degrees.
In the positive resist composition for immersion exposure according to the present invention, the measured value of the falling angle in a resist film obtained using the resist composition is preferably 36 ° or less, and preferably 10 to 36 °. Is more preferable, 7 to 30 ° is particularly preferable, and 14 to 27 ° is most preferable. When the sliding angle is less than or equal to the upper limit value, the substance elution suppression effect during immersion exposure is improved. Further, when the sliding angle is at least the lower limit value, the lithography properties and the like are good.

上述の各種角度(動的接触角(前進角、後退角、転落角等)の大きさは、液浸露光用ポジ型レジスト組成物の組成、たとえば(F)成分の配合量や、前記一般式(F1)におけるnの値、(A)成分の種類等を調整することにより調整できる。たとえば、(F)成分の含有割合が高いほど、得られるレジスト組成物の疎水性が高まり、静的接触角が大きくなる。   The above-mentioned various angles (dynamic contact angles (advance angle, receding angle, sliding angle, etc.) are determined depending on the composition of the positive resist composition for immersion exposure, for example, the blending amount of the component (F) and the general formula. It can be adjusted by adjusting the value of n in (F1), the type of component (A), etc. For example, the higher the content ratio of component (F), the higher the hydrophobicity of the resulting resist composition, resulting in static contact. The corner becomes larger.

また、本発明においては、上述したように、浸漬露光時のレジスト膜中から液浸溶媒中への物質溶出が抑制されることが期待される。そのため、液浸露光において、本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物を用いることにより、レジスト膜の変質や、液浸溶媒の屈折率の変化を抑制できる。したがって、液浸溶媒の屈折率の変動が抑制される等により、形成されるレジストパターンの形状等が良好となる。
また、露光装置のレンズの汚染を低減でき、そのため、これらに対する保護対策を行わなくてもよく、プロセスや露光装置の簡便化に貢献できる。
さらに、上述したように、非特許文献1に記載されているようなスキャン式の液浸露光機を用いて浸漬露光を行う場合には、液浸媒体がレンズの移動に追随して移動する水追随性が求められるが、本発明においては、レジスト膜の疎水性が高く、水追随性が高い。しかも、本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物は、リソグラフィー特性も良好で、液浸露光においてレジストとして使用した際に、実用上問題なくレジストパターンを形成できる。
このように、本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物は、リソグラフィー特性(感度、解像性等)が良好であることに加え、疎水性、物質溶出抑制能、水追随性等にも優れており、液浸露光においてレジスト材料に求められる特性を充分に備えたものである。
Further, in the present invention, as described above, it is expected that substance elution from the resist film during immersion exposure to the immersion solvent is suppressed. Therefore, in the immersion exposure, by using the positive resist composition for immersion exposure according to the present invention, it is possible to suppress the alteration of the resist film and the change in the refractive index of the immersion solvent. Accordingly, the shape of the resist pattern to be formed is improved, for example, by suppressing fluctuations in the refractive index of the immersion solvent.
In addition, contamination of the lens of the exposure apparatus can be reduced, and therefore protection measures for these can be omitted, contributing to simplification of the process and the exposure apparatus.
Further, as described above, when performing immersion exposure using a scanning immersion exposure machine as described in Non-Patent Document 1, the immersion medium moves following the movement of the lens. In the present invention, the resist film has high hydrophobicity and high water followability. Moreover, the positive resist composition for immersion exposure according to the present invention has good lithography characteristics, and can be used to form a resist pattern without any practical problems when used as a resist in immersion exposure.
As described above, the positive resist composition for immersion exposure according to the present invention has good lithography properties (sensitivity, resolution, etc.), as well as hydrophobicity, substance elution suppression ability, water followability, etc. It is excellent and has sufficient characteristics required for a resist material in immersion exposure.

≪レジストパターン形成方法≫
次に、本発明のレジストパターン形成方法について説明する。
本発明のレジストパターン形成方法は、上記本発明の液浸露光用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、前記レジスト膜を浸漬露光する工程、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。
≪Resist pattern formation method≫
Next, the resist pattern forming method of the present invention will be described.
The resist pattern forming method of the present invention includes a step of forming a resist film on a support using the positive resist composition for immersion exposure of the present invention, a step of immersing the resist film, and the resist film A step of forming a resist pattern by alkali development.

本発明のレジストパターンの形成方法の好ましい一例を下記に示す。
まず、支持体上に、本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物をスピンナーなどで塗布した後、たとえば80〜150℃の温度条件下、プレベーク(ポストアプライベーク(PAB)処理)を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施すことにより、レジスト膜を形成する。
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)や多層レジスト法における下層有機膜等の有機膜が挙げられる。
ここで、多層レジスト法とは、基板上に、少なくとも一層の有機膜(下層有機膜)と、少なくとも一層のレジスト膜(上層レジスト膜)とを設け、上層レジスト膜に形成したレジストパターンをマスクとして下層有機膜のパターニングを行う方法であり、高アスペクト比のパターンを形成できるとされている。すなわち、多層レジスト法によれば、下層有機膜により所要の厚みを確保できるため、レジスト膜を薄膜化でき、高アスペクト比の微細パターン形成が可能となる。
多層レジスト法には、基本的に、上層レジスト膜と、下層有機膜との二層構造とする方法(2層レジスト法)と、上層レジスト膜と下層有機膜との間に一層以上の中間層(金属薄膜等)を設けた三層以上の多層構造とする方法(3層レジスト法)とに分けられる。
A preferred example of the method for forming a resist pattern of the present invention is shown below.
First, after applying the positive resist composition for immersion exposure of the present invention on a support with a spinner or the like, for example, pre-baking (post-apply baking (PAB) treatment) is performed at a temperature of 80 to 150 ° C. for 40 to 40 ° C. A resist film is formed by applying for 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds.
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.
Further, 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 organic films such as an organic antireflection film (organic BARC) and a lower organic film in a multilayer resist method.
Here, the multilayer resist method is a method in which at least one organic film (lower organic film) and at least one resist film (upper resist film) are provided on a substrate, and the resist pattern formed on the upper resist film is used as a mask. This is a method of patterning a lower organic film, and it is said that a pattern with a high aspect ratio can be formed. That is, according to the multilayer resist method, the required thickness can be secured by the lower organic film, so that the resist film can be thinned and a fine pattern with a high aspect ratio can be formed.
In the multilayer resist method, basically, a method of forming a two-layer structure of an upper resist film and a lower organic film (two-layer resist method), and one or more intermediate layers between the upper resist film and the lower organic film And a method of forming a multilayer structure of three or more layers (metal thin film etc.) (three-layer resist method).

レジスト膜の形成後、レジスト膜上にさらに有機系の反射防止膜を設けて、支持体と、レジスト膜と、反射防止膜とからなる3層積層体とすることもできる。レジスト膜上に設ける反射防止膜はアルカリ現像液に可溶であるものが好ましい。   After the resist film is formed, an organic antireflection film may be further provided on the resist film to form a three-layer laminate including a support, a resist film, and an antireflection film. The antireflection film provided on the resist film is preferably soluble in an alkali developer.

ここまでの工程は、周知の手法を用いて行うことができる。操作条件等は、使用する液浸露光用ポジ型レジスト組成物の組成や特性に応じて適宜設定することが好ましい。   The steps so far can be performed using a known method. The operating conditions and the like are preferably set as appropriate according to the composition and characteristics of the positive resist composition for immersion exposure to be used.

次いで、上記で得られたレジスト膜に対して、所望のマスクパターンを介して選択的に液浸露光(Liquid Immersion Lithography)を行う。このとき、予めレジスト膜と露光装置の最下位置のレンズ間を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たし、その状態で露光(浸漬露光)を行う。
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レーザーなどの放射線を用いて行うことができる。本発明にかかるレジスト組成物は、KrFまたはArFエキシマレーザー、特にArFエキシマレーザーに対して有効である。
Next, liquid immersion lithography is selectively performed on the resist film obtained above through a desired mask pattern. At this time, the space between the resist film and the lens at the lowest position of the exposure apparatus is previously filled with a solvent (immersion medium) having a refractive index larger than that of air, and exposure (immersion exposure) is performed in this state.
The wavelength used for the exposure is not particularly limited, and can be performed using radiation such as an ArF excimer laser, a KrF excimer laser, or an F 2 laser. The resist composition according to the present invention is effective for a KrF or ArF excimer laser, particularly an ArF excimer laser.

液浸媒体としては、空気の屈折率よりも大きく、かつ上記本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物を用いて形成されるレジスト膜の有する屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒が好ましい。かかる溶媒の屈折率としては、前記範囲内であれば特に制限されない。
空気の屈折率よりも大きく、かつレジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒としては、例えば、水、フッ素系不活性液体、シリコン系溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。
フッ素系不活性液体の具体例としては、CHCl、COCH、COC、C等のフッ素系化合物を主成分とする液体等が挙げられ、沸点が70〜180℃のものが好ましく、80〜160℃のものがより好ましい。フッ素系不活性液体が上記範囲の沸点を有するものであると、露光終了後に、液浸に用いた媒体の除去を、簡便な方法で行えることから好ましい。
フッ素系不活性液体としては、特に、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換されたパーフロオロアルキル化合物が好ましい。パーフロオロアルキル化合物としては、具体的には、パーフルオロアルキルエーテル化合物やパーフルオロアルキルアミン化合物を挙げることができる。
さらに、具体的には、前記パーフルオロアルキルエーテル化合物としては、パーフルオロ(2−ブチル−テトラヒドロフラン)(沸点102℃)を挙げることができ、前記パーフルオロアルキルアミン化合物としては、パーフルオロトリブチルアミン(沸点174℃)を挙げることができる。
本発明の液浸露光用ポジ型レジスト組成物は、特に水による悪影響を受けにくく、感度、レジストパターンプロファイル形状に優れることから、本発明においては、液浸媒体として、水が好ましく用いられる。また、水は、コスト、安全性、環境問題および汎用性の観点からも好ましい。
As the immersion medium, a solvent having a refractive index that is larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist film formed by using the positive resist composition for immersion exposure of the present invention is preferable. . The refractive index of such a solvent is not particularly limited as long as it is within the above range.
Examples of the solvent having a refractive index larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist film include water, a fluorine-based inert liquid, a silicon-based solvent, and a hydrocarbon-based solvent.
Specific examples of the fluorinated inert liquid include fluorinated compounds such as C 3 HCl 2 F 5 , C 4 F 9 OCH 3 , C 4 F 9 OC 2 H 5 , and C 5 H 3 F 7 as main components. Examples thereof include liquids, and those having a boiling point of 70 to 180 ° C are preferable, and those having a boiling point of 80 to 160 ° C are more preferable. It is preferable that the fluorine-based inert liquid has a boiling point in the above range since the medium used for immersion can be removed by a simple method after the exposure is completed.
As the fluorine-based inert liquid, a perfluoroalkyl compound in which all hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms is particularly preferable. Specific examples of the perfluoroalkyl compound include a perfluoroalkyl ether compound and a perfluoroalkylamine compound.
More specifically, examples of the perfluoroalkyl ether compound include perfluoro (2-butyl-tetrahydrofuran) (boiling point 102 ° C.). Examples of the perfluoroalkylamine compound include perfluorotributylamine ( Boiling point of 174 ° C.).
In the present invention, water is preferably used as the immersion medium because the positive resist composition for immersion exposure of the present invention is not particularly adversely affected by water and is excellent in sensitivity and resist pattern profile shape. Water is also preferable from the viewpoints of cost, safety, environmental problems, and versatility.

次いで、浸漬露光工程を終えた後、たとえば80〜150℃の温度条件下、露光後加熱(ポストエクスポージャーベーク(PEB))を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施し、続いて、アルカリ性水溶液からなるアルカリ現像液を用いて現像処理する。そして、好ましくは純水を用いて水リンスを行う。水リンスは、例えば、基板を回転させながら基板表面に水を滴下または噴霧して、基板上の現像液および該現像液によって溶解した液浸露光用ポジ型レジスト組成物を洗い流すことにより実施できる。そして、乾燥を行うことにより、レジスト膜(液浸露光用ポジ型レジスト組成物の塗膜)がマスクパターンに応じた形状にパターニングされたレジストパターンが得られる。   Next, after the immersion exposure process is completed, post-exposure heating (post-exposure baking (PEB)) is performed for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds, for example, under a temperature condition of 80 to 150 ° C., followed by an alkaline aqueous solution. Development processing is carried out using an alkaline developer comprising And preferably, water rinsing is performed using pure water. The water rinsing can be performed, for example, by dropping or spraying water on the substrate surface while rotating the substrate, and washing away the developer on the substrate and the positive resist composition for immersion exposure dissolved by the developer. Then, drying is performed to obtain a resist pattern in which a resist film (a coating film of a positive resist composition for immersion exposure) is patterned into a shape corresponding to the mask pattern.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
≪化合物の合成≫
以下に示す実施例1〜4の合成例により、化合物(F1−1)〜(F1−4)を得た。
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto.
≪Synthesis of compounds≫
Compounds (F1-1) to (F1-4) were obtained by the synthesis examples of Examples 1 to 4 shown below.

(実施例1:化合物(F1−1)の合成例)
下記合成経路によって、化合物(F1−1)を合成した。
(Example 1: Synthesis example of compound (F1-1))
Compound (F1-1) was synthesized by the following synthesis route.

Figure 2009019003
Figure 2009019003

[アダマンタンカルボニルクロライド(化合物2)の合成]
窒素雰囲気下で、化合物1(10.00g,55.52mmol)を塩化チオニル(SOCl)45mlに溶解した。次いで、撹拌させながら90℃で5時間還流した。その後、溶液を真空乾燥させることによってアダマンタンカルボニルクロライド(化合物2)を得た。
[Synthesis of Adamantane Carbonyl Chloride (Compound 2)]
Under a nitrogen atmosphere, Compound 1 (10.00 g, 55.52 mmol) was dissolved in 45 ml of thionyl chloride (SOCl 2 ). Subsequently, it was refluxed at 90 ° C. for 5 hours with stirring. Thereafter, the solution was vacuum-dried to obtain adamantane carbonyl chloride (Compound 2).

窒素雰囲気下で、化合物3のフッ素アルコール(3.04g,15.31mmol)とトリエチルアミン(3.098g,30.62mmol)をTHF20mlに溶解させた溶液に、化合物2(3.0g 15.10mmol)をTHF20mlに溶解させた溶液を氷冷中で滴下した。その後、常温に戻し撹拌した。12時間後に水を入れた後、溶液を濃縮乾固した。これを、酢酸エチルを用いて分液して有機相を得て、これを乾燥させることによって化合物(F1−1)を得た。
得られた化合物(F1−1)について、H−NMRによる分析を行った。その結果を以下に示す。
H−NMR(CDCl、400MHz):δ(ppm)1.42−2.20(m,21H),0.87(t,6H,H)
Under a nitrogen atmosphere, compound 2 (3.0 g 15.10 mmol) was added to a solution of compound 3 fluoroalcohol (3.04 g, 15.31 mmol) and triethylamine (3.098 g, 30.62 mmol) in 20 ml of THF. A solution dissolved in 20 ml of THF was added dropwise under ice cooling. Then, it returned to normal temperature and stirred. After 12 hours, water was added and the solution was concentrated to dryness. This was liquid-separated using ethyl acetate, the organic phase was obtained, and the compound (F1-1) was obtained by drying this.
The obtained compound (F1-1) was analyzed by 1 H-NMR. The results are shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 , 400 MHz): δ (ppm) 1.42-2.20 (m, 21H), 0.87 (t, 6H, H)

(実施例2:化合物(F1−2)の合成例)
下記合成経路によって、化合物(F1−2)を合成した。
(Example 2: Synthesis example of compound (F1-2))
Compound (F1-2) was synthesized by the following synthesis route.

Figure 2009019003
Figure 2009019003

[アダマンタンジカルボニルクロライド(化合物5)の合成]
窒素雰囲気下で、アダマンタン1,3−ジカルボン酸(10.00g,44.59mmol)を塩化チオニル(SOCl)45mlに溶解した。次いで、撹拌させながら90℃で5時間還流した。その後、溶液を真空乾燥させることによってアダマンタンジカルボニルクロライド(化合物5)を得た。
[Synthesis of Adamantane Dicarbonyl Chloride (Compound 5)]
Under a nitrogen atmosphere, adamantane 1,3-dicarboxylic acid (10.00 g, 44.59 mmol) was dissolved in 45 ml of thionyl chloride (SOCl 2 ). Subsequently, it was refluxed at 90 ° C. for 5 hours with stirring. Thereafter, the solution was vacuum-dried to obtain adamantane dicarbonyl chloride (Compound 5).

窒素雰囲気下で、化合物3のフッ素アルコール(3.04g,15.31mmol)とトリエチルアミン(3.098g,30.62mmol)をTHF20mlに溶解させた溶液に、化合物5(3.0g,11.49mmol)をTHF20mlに溶解させた溶液を氷冷中で滴下した。その後、常温に戻し撹拌した。12時間後に水を入れた後、溶液を濃縮乾固した。これを、酢酸エチルを用いて分液して有機相を得て、これを乾燥させることによって化合物(F1−2)を得た。
得られた化合物(F1−2)について、H−NMRによる分析を行った。その結果を以下に示す。
Under a nitrogen atmosphere, Compound 5 (3.0 g, 11.49 mmol) was dissolved in a solution of Compound 3 fluoroalcohol (3.04 g, 15.31 mmol) and triethylamine (3.098 g, 30.62 mmol) in 20 ml of THF. Was added dropwise in ice-cooling. Then, it returned to normal temperature and stirred. After 12 hours, water was added and the solution was concentrated to dryness. This was separated using ethyl acetate to obtain an organic phase, which was dried to obtain a compound (F1-2).
The obtained compound (F1-2) was analyzed by 1 H-NMR. The results are shown below.

H−NMR(CDCl、400MHz):δ(ppm)2.22(m,2H,Ha),1.92(m,8H,Hb),1.71(m,2H,Hc),2.08(m,4H, Hg),1.60(m,4H,Hf),1.47(m,12H,He),0.87(t,12H,Hd)
上記の結果から、化合物(F1−2)が下記に示す構造を有することが確認できた。
1 H-NMR (CDCl 3 , 400 MHz): δ (ppm) 2.22 (m, 2H, Ha), 1.92 (m, 8H, Hb), 1.71 (m, 2H, Hc), 2. 08 (m, 4H, Hg), 1.60 (m, 4H, Hf), 1.47 (m, 12H, He), 0.87 (t, 12H, Hd)
From the results shown above, it was confirmed that the compound (F1-2) had a structure shown below.

Figure 2009019003
Figure 2009019003

(実施例3:化合物(F1−3)の合成例)
下記合成経路によって、化合物(F1−3)を合成した。
(Example 3: Synthesis example of compound (F1-3))
Compound (F1-3) was synthesized by the following synthesis route.

Figure 2009019003
Figure 2009019003

窒素雰囲気下で、化合物3のフッ素アルコール(2.64g)とトリエチルアミン(1.40g)をTHF20mlに溶解させた溶液に、化合物6(2.97g)をTHF20mlに溶解させた溶液を氷冷中で滴下した。その後、常温に戻し撹拌した。12時間後に水を入れた後、溶液を濃縮乾固した。これを、酢酸エチルを用いて分液して有機相を得て、これを乾燥させることによって化合物(F1−3)を得た。
得られた化合物(F1−3)について、H−NMRによる分析を行った。その結果を以下に示す。
Under a nitrogen atmosphere, a solution of compound 3 in a solution of fluorine alcohol (2.64 g) and triethylamine (1.40 g) in 20 ml of THF and a solution of compound 6 (2.97 g) in 20 ml of THF are cooled in ice. It was dripped. Then, it returned to normal temperature and stirred. After 12 hours, water was added and the solution was concentrated to dryness. This was separated using ethyl acetate to obtain an organic phase, which was dried to obtain a compound (F1-3).
The obtained compound (F1-3) was analyzed by 1 H-NMR. The results are shown below.

H−NMR(CDCl、400MHz):δ(ppm)0.9(m,9H,Ha),1.3(m,8H,Hb),1.4−1.6(m,4H,Hc),1.8(t,2H,Hd),2.1(m,4H,He),2.45(t,2H,Hf)
上記の結果から、化合物(F1−3)が下記に示す構造を有することが確認できた。
1 H-NMR (CDCl 3 , 400 MHz): δ (ppm) 0.9 (m, 9H, Ha), 1.3 (m, 8H, Hb), 1.4-1.6 (m, 4H, Hc) ), 1.8 (t, 2H, Hd), 2.1 (m, 4H, He), 2.45 (t, 2H, Hf)
From the results shown above, it was confirmed that the compound (F1-3) had a structure shown below.

Figure 2009019003
Figure 2009019003

(実施例4:化合物(F1−4)の合成例)
下記合成経路によって、化合物(F1−4)を合成した。
(Example 4: Synthesis example of compound (F1-4))
Compound (F1-4) was synthesized by the following synthesis route.

Figure 2009019003
Figure 2009019003

窒素雰囲気下で、化合物3のフッ素アルコール(3.04g,15.31mmol)とトリエチルアミン(3.098g,30.62mmol)をTHF20mlに溶解させた溶液に、化合物7の1,6−へキシレン−ジカルボニルクロライド(6.0g,10.94mmol)をTHF20mlに溶解させた溶液を氷冷中で滴下した。その後、常温に戻し撹拌した。12時間後に水を入れた後、溶液を濃縮乾固した。これを、酢酸エチルを用いて分液して有機相を得て、これを乾燥させることによって化合物(F1−4)を得た。
得られた化合物(F1−4)について、H−NMRによる分析を行った。その結果を以下に示す。
Under a nitrogen atmosphere, a solution of Compound 7 in 1,6-hexylene-dibenzene was added to a solution of Compound 3 fluoroalcohol (3.04 g, 15.31 mmol) and triethylamine (3.098 g, 30.62 mmol) in 20 ml of THF. A solution of carbonyl chloride (6.0 g, 10.94 mmol) dissolved in 20 ml of THF was added dropwise in an ice bath. Then, it returned to normal temperature and stirred. After 12 hours, water was added and the solution was concentrated to dryness. This was liquid-separated using ethyl acetate, the organic phase was obtained, and the compound (F1-4) was obtained by drying this.
The obtained compound (F1-4) was analyzed by 1 H-NMR. The results are shown below.

H−NMR(CDCl、400MHz):δ(ppm)2.1−1.9(m,8H,Ha),1.7−1.5(m,16H, Hb),1.3−1.1(m,8H,Hc),0.9−0.7(m,12H,Hd)
上記の結果から、化合物(F1−4)が下記に示す構造を有することが確認できた。
1 H-NMR (CDCl 3 , 400 MHz): δ (ppm) 2.1-1.9 (m, 8H, Ha), 1.7-1.5 (m, 16H, Hb), 1.3-1. .1 (m, 8H, Hc), 0.9-0.7 (m, 12H, Hd)
From the results shown above, it was confirmed that the compound (F1-4) had a structure shown below.

Figure 2009019003
Figure 2009019003

≪ポジ型レジスト組成物の調製および評価≫
実施例5〜8における(F)成分は、前記実施例1〜4の合成例により合成された化合物(F1−1)〜(F1−4)を用いた。
また、実施例5〜8および比較例1において、(A)成分として用いた樹脂(A)−1は、下記モノマー(1)〜(3)を用いて、公知の滴下重合法により共重合して得た。
≪Preparation and evaluation of positive resist composition≫
As the component (F) in Examples 5 to 8, the compounds (F1-1) to (F1-4) synthesized according to the synthesis examples of Examples 1 to 4 were used.
Further, in Examples 5 to 8 and Comparative Example 1, the resin (A) -1 used as the component (A) was copolymerized by a known dropping polymerization method using the following monomers (1) to (3). I got it.

Figure 2009019003
Figure 2009019003

得られた樹脂(A)−1についてGPC測定を行い、質量平均分子量(Mw)および分散度(Mw/Mn)を求めたところ、Mwは7000、Mw/Mnは1.8であった。
樹脂(A)−1の構造を以下に示す。式中、( )の右下に付した数字は、当該高分子化合物を構成する全構成単位の合計に対する各構成単位の割合(モル%)を示す。各構成単位の割合はカーボンNMRにより算出した。
GPC measurement was performed on the obtained resin (A) -1, and the mass average molecular weight (Mw) and the dispersity (Mw / Mn) were determined. The Mw was 7000 and the Mw / Mn was 1.8.
The structure of Resin (A) -1 is shown below. In the formula, the number attached to the lower right of () indicates the ratio (mol%) of each structural unit to the total of all structural units constituting the polymer compound. The proportion of each structural unit was calculated by carbon NMR.

Figure 2009019003
Figure 2009019003

<ポジ型レジスト組成物の調製>
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。
<Preparation of positive resist composition>
Each component shown in Table 1 was mixed and dissolved to prepare a positive resist composition.

Figure 2009019003
Figure 2009019003

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。
(A)−1:前記樹脂(A)−1。
(B)−1:(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート。
(F)−1:前記化合物(F1−1)。
(F)−2:前記化合物(F1−2)。
(F)−3:前記化合物(F1−3)。
(F)−4:前記化合物(F1−4)。
(D)−1:トリ−n−ペンチルアミン。
(S)−1:PGMEA。
Each abbreviation in Table 1 has the following meaning. Moreover, the numerical value in [] is a compounding quantity (mass part).
(A) -1: the resin (A) -1.
(B) -1: (4-methylphenyl) diphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate.
(F) -1: Compound (F1-1).
(F) -2: the compound (F1-2).
(F) -3: The compound (F1-3).
(F) -4: The compound (F1-4).
(D) -1: tri-n-pentylamine.
(S) -1: PGMEA.

得られたポジ型レジスト組成物を用いて、以下の手順で、露光前のレジスト膜表面の静的接触角を測定することにより、レジスト膜の疎水性を評価した。   Using the obtained positive resist composition, the hydrophobicity of the resist film was evaluated by measuring the static contact angle of the resist film surface before exposure in the following procedure.

<レジスト膜の疎水性の評価>
8インチシリコンウェーハ上に、表1で示す組成のポジ型レジスト組成物を、スピンナーを用いてそれぞれ塗布し、ホットプレート上で110℃、60秒間プレベークして、乾燥させることにより、膜厚120nmのレジスト膜を形成した。
該レジスト膜(露光前のレジスト膜)の表面に、水2μLを滴下し、DROP MASTER−700(製品名、協和界面科学株式会社製)を用いて静的接触角の測定を行うことにより、レジスト膜の疎水性を評価した。その結果を表2に示す。
<Evaluation of hydrophobicity of resist film>
A positive resist composition having the composition shown in Table 1 was applied onto an 8-inch silicon wafer using a spinner, pre-baked on a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds, and dried to thereby form a film having a thickness of 120 nm. A resist film was formed.
By dropping 2 μL of water onto the surface of the resist film (resist film before exposure) and measuring the static contact angle using DROP MASTER-700 (product name, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), the resist The hydrophobicity of the membrane was evaluated. The results are shown in Table 2.

Figure 2009019003
Figure 2009019003

表2の結果より、実施例5〜8のポジ型レジスト組成物を用いて得られるレジスト膜は、比較例1のポジ型レジスト組成物を用いて得られるレジスト膜よりも、静的接触角の値が大きいことから、疎水性の高い膜であることが確認できた。
したがって、本発明に係る実施例5〜8のポジ型レジスト組成物は、液浸露光用として好適であることが確認できた。
From the results of Table 2, the resist films obtained using the positive resist compositions of Examples 5 to 8 have a static contact angle larger than that of the resist film obtained using the positive resist composition of Comparative Example 1. Since the value was large, it was confirmed that the film was highly hydrophobic.
Therefore, it was confirmed that the positive resist compositions of Examples 5 to 8 according to the present invention were suitable for immersion exposure.

<リソグラフィー評価>
8インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC95」(商品名、ブリューワサイエンス社製)を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚77nmの有機系反射防止膜を形成した。
そして、該有機系反射防止膜上に、上記表1に示すポジ型レジスト組成物を、スピンナーを用いてそれぞれ塗布し、ホットプレート上で、110℃にて60秒間のプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚150nmのレジスト膜を形成した。
次いで、ArF露光装置NSR−S302(ニコン社製;NA(開口数)=0.60,2/3輪帯照明)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、マスクパターンを介して選択的に照射した。そして、110℃にて60秒間の露光後加熱(PEB)処理を行い、さらに23℃にて2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で30秒間現像処理し、その後30秒間、純水を用いて水リンスし、振り切り乾燥を行った。
その結果、いずれのポジ型レジスト組成物を用いた例においても、ライン幅120nm、ピッチ240nmのラインアンドスペースのレジストパターン(L/Sパターン)が形成された。
<Lithography evaluation>
An organic antireflective coating composition “ARC95” (trade name, manufactured by Brewer Science) is applied onto an 8-inch silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 205 ° C. for 60 seconds to be dried. Thereby, an organic antireflection film having a thickness of 77 nm was formed.
Then, the positive resist composition shown in Table 1 above was applied onto the organic antireflection film using a spinner, and a prebake (PAB) treatment was performed on a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds. By drying, a resist film having a film thickness of 150 nm was formed.
Next, an ArF excimer laser (193 nm) was selectively irradiated through the mask pattern by an ArF exposure apparatus NSR-S302 (manufactured by Nikon; NA (numerical aperture) = 0.60, 2/3 annular illumination). . Then, a post-exposure heating (PEB) treatment was performed at 110 ° C. for 60 seconds, followed by development with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution at 23 ° C. for 30 seconds. Water rinsing was performed using water, followed by shaking off and drying.
As a result, a line and space resist pattern (L / S pattern) having a line width of 120 nm and a pitch of 240 nm was formed in any of the examples using the positive resist composition.

前進角(θ)、後退角(θ)および転落角(θ)を説明する図である。It is a figure explaining advancing angle ((theta) 1 ), receding angle ((theta) 2 ), and falling angle ((theta) 3 ).

符号の説明Explanation of symbols

1 液滴 1a下端 1b上端 2 平面 θ 前進角 θ 後退角 θ 転落角 1 droplet 1a lower end 1b upper end 2 plane θ 1 advancing angle θ 2 receding angle θ 3 falling angle

Claims (13)

下記一般式(F1)で表される化合物。
Figure 2009019003
[式(F1)中、Xはフッ素原子を有する酸解離性溶解抑制基を示し;nは1〜4の整数を表す。R50はn価の有機基であって、置換基を有していてもよい。ただし、nが1の場合、R50は重合性基を含まない有機基である。]
The compound represented by the following general formula (F1).
Figure 2009019003
[In formula (F1), X represents an acid dissociable, dissolution inhibiting group having a fluorine atom; n represents an integer of 1 to 4. R 50 is an n-valent organic group and may have a substituent. However, when n is 1, R 50 is an organic group containing no polymerizable group. ]
前記R50が、飽和炭化水素基または芳香族基である請求項1記載の化合物。 The compound according to claim 1, wherein R 50 is a saturated hydrocarbon group or an aromatic group. 前記Xが、下記一般式(F1−1−1)で表される基である請求項1または2記載の化合物。
Figure 2009019003
[式(F1−1−1)中、R〜Rはそれぞれ独立してアルキル基またはフッ素化アルキル基であって、前記フッ素化アルキル基はR〜Rが結合している第三級炭素原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子が結合していない基であり、かつ、R〜Rの少なくとも一つは前記フッ素化アルキル基である。ただし、RおよびRは相互に結合して、RとRと前記第三級炭素原子とからなる一つの環構造を形成していてもよい。]
The compound according to claim 1 or 2, wherein X is a group represented by the following general formula (F1-1-1).
Figure 2009019003
[In Formula (F1-1-1), R 1 to R 3 are each independently an alkyl group or a fluorinated alkyl group, and the fluorinated alkyl group is a third bonded to R 1 to R 3 . The carbon atom adjacent to the secondary carbon atom is a group in which no fluorine atom is bonded, and at least one of R 1 to R 3 is the fluorinated alkyl group. However, R 2 and R 3 may be bonded to each other to form one ring structure composed of R 2 , R 3 and the tertiary carbon atom. ]
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基材成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)と、下記一般式(F1)で表される化合物(F)とを含有することを特徴とする液浸露光用ポジ型レジスト組成物。
Figure 2009019003
[式(F1)中、Xはフッ素原子を有する酸解離性溶解抑制基を示し;nは1〜4の整数を表す。R50はn価の有機基であって、置換基を有していてもよい。ただし、nが1の場合、R50は重合性基を含まない有機基である。]
A base component (A) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure, and a compound (F) represented by the following general formula (F1) And a positive resist composition for immersion exposure.
Figure 2009019003
[In formula (F1), X represents an acid dissociable, dissolution inhibiting group having a fluorine atom; n represents an integer of 1 to 4. R 50 is an n-valent organic group and may have a substituent. However, when n is 1, R 50 is an organic group containing no polymerizable group. ]
前記R50が、飽和炭化水素基または芳香族基である請求項4記載の液浸露光用ポジ型レジスト組成物。 The positive resist composition for immersion exposure according to claim 4, wherein R 50 is a saturated hydrocarbon group or an aromatic group. 前記Xが、下記一般式(F1−1−1)で表される基である請求項4または5記載の液浸露光用ポジ型レジスト組成物。
Figure 2009019003
[式(F1−1−1)中、R〜Rはそれぞれ独立してアルキル基またはフッ素化アルキル基であって、前記フッ素化アルキル基はR〜Rが結合している第三級炭素原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子が結合していない基であり、かつ、R〜Rの少なくとも一つは前記フッ素化アルキル基である。ただし、RおよびRは相互に結合して、RとRと前記第三級炭素原子とからなる一つの環構造を形成していてもよい。]
The positive resist composition for immersion exposure according to claim 4 or 5, wherein X is a group represented by the following general formula (F1-1-1).
Figure 2009019003
[In Formula (F1-1-1), R 1 to R 3 are each independently an alkyl group or a fluorinated alkyl group, and the fluorinated alkyl group is a third bonded to R 1 to R 3 . The carbon atom adjacent to the secondary carbon atom is a group in which no fluorine atom is bonded, and at least one of R 1 to R 3 is the fluorinated alkyl group. However, R 2 and R 3 may be bonded to each other to form one ring structure composed of R 2 , R 3 and the tertiary carbon atom. ]
前記化合物(F)の含有割合が、前記基材成分(A)100質量部に対して0.01〜10質量部である請求項4〜6のいずれか一項に記載の液浸露光用ポジ型レジスト組成物。   The content rate of the said compound (F) is 0.01-10 mass parts with respect to 100 mass parts of said base-material components (A), The positive for immersion exposure as described in any one of Claims 4-6. Type resist composition. 前記基材成分(A)が、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(A1)である請求項4〜7のいずれか一項に記載の液浸露光用ポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition for immersion exposure according to any one of claims 4 to 7, wherein the substrate component (A) is a resin (A1) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid. . 前記樹脂(A1)が、酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1)を有する請求項8記載の液浸露光用ポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition for immersion exposure according to claim 8, wherein the resin (A1) has a structural unit (a1) derived from an acrylate ester containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group. 前記樹脂(A1)が、さらに、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(a2)を有する請求項9記載の液浸露光用ポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition for immersion exposure according to claim 9, wherein the resin (A1) further has a structural unit (a2) derived from an acrylate ester containing a lactone-containing cyclic group. 前記樹脂(A1)が、さらに、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(a3)を有する請求項9または10記載の液浸露光用ポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition for immersion exposure according to claim 9 or 10, wherein the resin (A1) further comprises a structural unit (a3) derived from an acrylate ester containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group. 含窒素有機化合物(D)を含有する請求項4〜11のいずれか一項に記載の液浸露光用ポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition for immersion exposure according to any one of claims 4 to 11, comprising a nitrogen-containing organic compound (D). 請求項4〜12のいずれか一項に記載の液浸露光用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、前記レジスト膜を浸漬露光する工程、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 for immersion exposure according to any one of claims 4 to 12, a step of immersion exposure of the resist film, and the resist film A resist pattern forming method including a step of forming a resist pattern by alkali development.
JP2007182384A 2007-07-11 2007-07-11 Positive-type resist composition for liquid immersion lithography and resist pattern-forming method Withdrawn JP2009019003A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007182384A JP2009019003A (en) 2007-07-11 2007-07-11 Positive-type resist composition for liquid immersion lithography and resist pattern-forming method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007182384A JP2009019003A (en) 2007-07-11 2007-07-11 Positive-type resist composition for liquid immersion lithography and resist pattern-forming method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009019003A true JP2009019003A (en) 2009-01-29

Family

ID=40358967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007182384A Withdrawn JP2009019003A (en) 2007-07-11 2007-07-11 Positive-type resist composition for liquid immersion lithography and resist pattern-forming method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009019003A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017068257A (en) * 2015-10-02 2017-04-06 住友化学株式会社 Resist composition and production method of resist pattern
JP2019120952A (en) * 2017-12-31 2019-07-22 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ エルエルシーRohm and Haas Electronic Materials LLC Photoresist compositions and methods
CN115536557A (en) * 2022-09-29 2022-12-30 徐州博康信息化学品有限公司 Photoacid generator intermediate and preparation method of photoacid generator

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017068257A (en) * 2015-10-02 2017-04-06 住友化学株式会社 Resist composition and production method of resist pattern
JP2019120952A (en) * 2017-12-31 2019-07-22 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ エルエルシーRohm and Haas Electronic Materials LLC Photoresist compositions and methods
CN115536557A (en) * 2022-09-29 2022-12-30 徐州博康信息化学品有限公司 Photoacid generator intermediate and preparation method of photoacid generator
CN115536557B (en) * 2022-09-29 2024-01-26 徐州博康信息化学品有限公司 Photoacid generator intermediate and preparation method of photoacid generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5398248B2 (en) Resist composition for immersion exposure and resist pattern forming method using the same
JP4757766B2 (en) Positive resist composition for immersion exposure and method for forming resist pattern
JP5401126B2 (en) Resist composition for immersion exposure and resist pattern forming method using the same
JP5303142B2 (en) Fluorine-containing compound, fluorine-containing polymer compound, resist composition for immersion exposure, and method for forming resist pattern
JP2010002870A (en) Resist composition for liquid immersion lithography, resist pattern forming method, and fluorine-containing polymer compound
JP2009175363A (en) Resist composition for liquid immersion lithography, resist pattern forming method and fluorine-containing copolymer
JP2009181062A (en) Resist composition and resist pattern forming method
JP5613738B2 (en) Fluorine-containing compounds
JP5584894B2 (en) Fluorine-containing compounds and polymer compounds
JP2008274143A (en) Fluorine-containing polymeric compound, positive resist composition for use in liquid immersion exposure and method for forming resist pattern
JP2009193041A (en) Positive resist composition and method of forming resist pattern
JP5193513B2 (en) Compound, acid generator, resist composition, and resist pattern forming method
JP4925954B2 (en) Positive resist composition and resist pattern forming method
JP2008024671A (en) Compound, acid generator, resist composition and method for forming resist pattern
JP2008102276A (en) Resist composition for liquid immersion lithography and resist pattern forming method
JP5010995B2 (en) Positive resist composition for immersion exposure and method for forming resist pattern
US8900788B2 (en) Resist composition for immersion exposure and method of forming resist pattern
JP2008037857A (en) Compound, acid-generating agent, resist composition and resist pattern-forming method
JP2009019003A (en) Positive-type resist composition for liquid immersion lithography and resist pattern-forming method
JP2008292580A (en) Positive resist composition for immersion exposure and method of forming resist pattern
JP2008051967A (en) Resist composition for liquid immersion lithography and resist pattern forming method
JP2008152213A (en) Resist cover film-forming material and resist pattern forming method
JP2009180819A (en) Resist composition for liquid immersion lithography, resist pattern forming method and fluorine contained copolymer
JP2009062333A (en) Fluorine-containing compound, immersion exposure positive type resist composition and resist pattern-forming method
JP5712247B2 (en) Compounds and polymer compounds

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20101005