JP2009193041A - Positive resist composition and method of forming resist pattern - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive resist composition which is used as a second resist composition in the formation of a resist pattern through double patterning, and to provide a method of forming a resist pattern. <P>SOLUTION: The method of forming a resist pattern includes: applying the positive resist composition on a support on which a first resist pattern formed of a first resist film comprising a positive resist composition is formed to form a second resist film; and selectively exposing the second resist film and alkali-developing the second resist film to form a resist pattern, wherein the positive resist composition used to form the second resist film is prepared by dissolving a resin component (A) having a structural unit of specific structures, which exhibits increased solubility in an alkali developing solution under action of acid and an acid-generator component (B) which generates acid upon exposure in an organic solvent (S) which does not dissolve the first resist film. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、第一のレジスト組成物を用いて1回目のパターニングを行い、第二のレジスト組成物を用いて2回目のパターニングを行うダブルパターニングプロセスにおいて、第二のレジスト組成物に好適に用いられ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に関する。   The present invention is suitably used for the second resist composition in a double patterning process in which the first patterning is performed using the first resist composition and the second patterning is performed using the second resist composition. The present invention relates to a positive resist composition and a resist pattern forming method.

基板の上に微細なパターンを形成し、これをマスクとしてエッチングを行うことによって該パターンの下層を加工する技術(パターン形成技術)は、半導体産業のIC作成等に広く採用され、大きな注目を浴びている。
微細パターンは、通常、有機材料からなり、例えばリソグラフィー法やナノインプリント法等の技術によって形成される。たとえばリソグラフィー法においては、基板等の支持体の上に、樹脂等の基材成分を含むレジスト組成物からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、所定のパターンが形成されたマスク(マスクパターン)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。そして、上記レジストパターンをマスクとして、基板をエッチングにより加工する工程を経て半導体素子等が製造される。
露光した部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト組成物をポジ型、露光した部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト組成物をネガ型という。
A technology (pattern formation technology) that forms a fine pattern on a substrate and processes the lower layer of the pattern by etching using this as a mask has been widely adopted for IC creation in the semiconductor industry, and has received great attention. ing.
The fine pattern is usually made of an organic material, and is formed by a technique such as a lithography method or a nanoimprint method. For example, in a lithography method, a resist film made of a resist composition containing a base material component such as a resin is formed on a support such as a substrate, and a mask in which a predetermined pattern is formed on the resist film (mask A process of forming a resist pattern having a predetermined shape on the resist film is performed by performing selective exposure with radiation such as light and electron beam via a pattern and performing development. And a semiconductor element etc. are manufactured through the process of processing a board | substrate by an etching using the said resist pattern as a mask.
A resist composition in which the exposed portion changes to a property that dissolves in the developer is referred to as a positive type, and a resist composition that changes to a property in which the exposed portion does not dissolve in the developer is referred to as a negative type.

近年、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化が行われている。具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されており、たとえばArFエキシマレーザーを用いたリソグラフィーにより、45nmレベルの解像性でのパターン形成が可能となっている。また、解像性の更なる向上のために、これらエキシマレーザーより短波長のFエキシマレーザー、電子線、EUV(極紫外線)やX線等についても検討が行われている。
レジスト組成物には、これらの露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性が求められる。このような要求を満たすレジスト組成物として、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基材成分と、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組成物が用いられている(たとえば、特許文献1参照)。たとえばポジ型の化学増幅型レジストは、通常、基材成分として、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂を含有しており、レジストパターン形成時に、露光によって酸発生剤から酸が発生すると、露光部がアルカリ現像液に対して可溶性となる。
また、化学増幅型レジストのベース樹脂としては、主にKrFエキシマレーザーリソグラフィー等において使用されるレジスト(KrFレジスト)のベース樹脂として、248nm付近における透明性が高いポリヒドロキシスチレン(PHS)やその水酸基を酸解離性の溶解抑制基で保護した樹脂(PHS系樹脂)等がある。一方、ArFエキシマレーザーリソグラフィー等において使用されるレジスト(ArF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)が主に用いられている。
In recent years, pattern miniaturization is rapidly progressing due to the advancement of lithography technology. As a technique for miniaturization, the wavelength of an exposure light source is generally shortened. Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used, but now mass production of semiconductor elements using a KrF excimer laser or an ArF excimer laser has started. Lithography using an ArF excimer laser enables pattern formation with a resolution of 45 nm. Further, in order to further improve the resolution, studies have been made on F 2 excimer lasers having a shorter wavelength than these excimer lasers, electron beams, EUV (extreme ultraviolet rays), X-rays, and the like.
The resist composition is required to have lithography characteristics such as sensitivity to these exposure light sources and resolution capable of reproducing a pattern with fine dimensions. As a resist composition satisfying such requirements, a chemically amplified resist composition containing a base material component whose solubility in an alkaline developer is changed by the action of an acid and an acid generator that generates an acid upon exposure is used. (For example, see Patent Document 1). For example, a positive chemically amplified resist usually contains, as a base material component, a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid. When a resist pattern is formed, an acid is generated from an acid generator by exposure. When it occurs, the exposed part becomes soluble in the alkaline developer.
In addition, as a base resin for chemically amplified resist, polyhydroxystyrene (PHS) having high transparency around 248 nm and its hydroxyl group are used as a base resin for resist (KrF resist) mainly used in KrF excimer laser lithography and the like. Resins protected with acid dissociable, dissolution inhibiting groups (PHS resins) and the like. On the other hand, as a base resin for a resist (ArF 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 excellent transparency near 193 nm (Acrylic resin) is mainly used.

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、所謂、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、既存の露光装置を応用し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、変形照明法等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 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. In addition, immersion exposure can be performed by applying 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 forming 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.

最近、新しく提案されているリソグラフィー技術の1つとして、パターニングを2回以上行ってレジストパターンを形成するダブルパターニングプロセスがある(たとえば、非特許文献2〜3参照)。
このダブルパターニングプロセスによれば、たとえば、支持体上に、第一のレジスト組成物を用いてパターニングして第一のレジストパターンを形成した後、該第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、第二のレジスト組成物を用いてパターニングすることにより、1回のパターニングで形成されるレジストパターンよりも高解像性のレジストパターンが形成できると考えられる。
特開2003−241385号公報 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5256巻,第985〜994頁(2003年). プロシーディングスオブエスピーアイイ(Proceedings of SPIE),第6153巻,第615301−1〜19頁(2006年).
Recently, as a newly proposed lithography technique, there is a double patterning process in which a resist pattern is formed by performing patterning twice or more (see, for example, Non-Patent Documents 2 to 3).
According to this double patterning process, for example, after forming a first resist pattern by patterning using a first resist composition on a support, the support on which the first resist pattern is formed Furthermore, it is considered that a resist pattern having a higher resolution than that formed by one patterning can be formed by patterning using the second resist composition.
JP 2003-241385 A Proceedings of SPIE, 5754, 119-128 (2005). Proceedings of SPIE, 5256, 985-994 (2003). Proceedings of SPIE, 6153, 615301-1-19 (2006).

上述のようなダブルパターニングプロセスにおいては、第二のレジスト組成物を塗布した際に、第一のレジストパターンが影響を受けやすい。このため、たとえば、第二のレジスト組成物の溶剤により第一のレジストパターンの一部または全部が溶解し、膜減り等が生じてその形状が損なわれたり、第一のレジストパターンと第二のレジスト組成物とが溶解し合う、いわゆるミキシングが生じ、良好なレジストパターンが形成できない等の問題がある。
このような問題は、第二のレジスト組成物として、第一のレジストパターンが溶解し難い溶剤に溶解させたレジスト組成物を用いることにより、回避することができると考えられる。このため、従来は、第一のレジスト組成物としてポジ型レジスト組成物を用いた場合には、第二のレジスト組成物として、アルコール系溶剤、水酸基を有さないエーテル系有機溶剤等のポジ型レジスト組成物との相溶性の低い有機溶剤に対する溶解性が良好なネガ型レジスト組成物が主に用いられていた。
一方、第二のレジスト組成物として、第一のレジスト組成物と同様にポジ型レジスト組成物を用いる場合には、フリージング剤等を用いて第一のレジストパターンを保護しておく必要があり、ネガ型レジスト組成物を用いる場合よりも工程が多く、作業性が劣るという問題がある。現在、ArFポジ型レジストのベース樹脂として用いられるアクリル系樹脂は、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)、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、乳酸エチル(EL)等の有機溶剤に溶解させたポジ型レジスト組成物として使用されることが多く、これらのポジ型レジスト組成物を直接第一のレジストパターン上に塗布すると、第一のレジストパターンを溶解してしまうためである。
In the double patterning process as described above, the first resist pattern is easily affected when the second resist composition is applied. For this reason, for example, a part or all of the first resist pattern is dissolved by the solvent of the second resist composition, resulting in film loss or the like, and the shape of the first resist pattern is damaged. There are problems that the resist composition dissolves, so-called mixing occurs, and a good resist pattern cannot be formed.
It is considered that such a problem can be avoided by using a resist composition dissolved in a solvent in which the first resist pattern is difficult to dissolve as the second resist composition. Therefore, conventionally, when a positive resist composition is used as the first resist composition, a positive resist composition such as an alcohol solvent or an ether organic solvent having no hydroxyl group is used as the second resist composition. Negative resist compositions having good solubility in organic solvents having low compatibility with the resist composition have been mainly used.
On the other hand, as a second resist composition, when using a positive resist composition as in the first resist composition, it is necessary to protect the first resist pattern using a freezing agent or the like, There are problems in that the number of steps is larger than in the case of using a negative resist composition and workability is inferior. Currently, acrylic resins used as the base resin for ArF positive resists are organic solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), cyclohexanone, 2-heptanone, and ethyl lactate (EL). This is because they are often used as dissolved positive resist compositions, and when these positive resist compositions are applied directly onto the first resist pattern, the first resist pattern is dissolved.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、第一のレジスト組成物としてポジ型レジスト組成物を用いるダブルパターニングによるレジストパターンの形成において、第二のレジスト組成物として用いることができるポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be used as a second resist composition in the formation of a resist pattern by double patterning using a positive resist composition as the first resist composition. It is an object of the present invention to provide a positive resist composition and a resist pattern forming method.

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、支持体上に、ポジ型レジスト組成物を塗布して第一のレジスト膜を形成する工程と、前記第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程と、前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、ポジ型レジスト組成物を塗布して第二のレジスト膜を形成する工程と、前記第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する工程とを含むポジ型レジストパターン形成方法において、前記第二のレジスト膜を形成するために用いられるポジ型レジスト組成物であって、
酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とが、有機溶剤(S)に溶解してなり、
前記有機溶剤(S)が、前記第一のレジスト膜を溶解しない有機溶剤であり、
前記樹脂成分(A)が、下記一般式(a0−1)で表される構成単位(a0−1)と、下記一般式(a0−2)で表される構成単位(a0−2)とを有することを特徴とするポジ型レジスト組成物を特徴とするポジ型レジスト組成物である。
The present inventors propose the following means in order to solve the above problems.
That is, the first aspect of the present invention includes a step of applying a positive resist composition on a support to form a first resist film, and selectively exposing the first resist film to form an alkali. A step of developing to form a first resist pattern, a step of applying a positive resist composition on the support on which the first resist pattern is formed, and forming a second resist film; A positive resist used for forming the second resist film in a positive resist pattern forming method including a step of selectively exposing the second resist film and forming a resist pattern by alkali development. A composition comprising:
A resin component (A) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, and an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure, are dissolved in an organic solvent (S).
The organic solvent (S) is an organic solvent that does not dissolve the first resist film,
The resin component (A) includes a structural unit (a0-1) represented by the following general formula (a0-1) and a structural unit (a0-2) represented by the following general formula (a0-2). A positive resist composition characterized by comprising a positive resist composition characterized by comprising:

Figure 2009193041
[式(a0−1)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;Yは脂肪族環式基であり;Zは第3級アルキル基含有基またはアルコキシアルキル基であり;aは1〜3の整数であり、bは0〜2の整数であり、かつa+b=1〜3であり;c、d、eはそれぞれ独立して0〜3の整数である。式(a0−2)中、Rは水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり;Yはアルキレン基または脂肪族環式基であり;g、hはそれぞれ独立して0〜3の整数であり;iは1〜3の整数である。]
Figure 2009193041
[In formula (a0-1), R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; Y 1 represents an aliphatic cyclic group; Z represents a tertiary alkyl group-containing group or an alkoxyalkyl group. A is an integer of 1 to 3, b is an integer of 0 to 2, and a + b = 1 to 3; c, d, and e are each independently an integer of 0 to 3. In the formula (a0-2), R is a hydrogen atom, a halogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; Y 3 is an alkylene group or an aliphatic cyclic group; g and h are each independently I is an integer from 0 to 3; i is an integer from 1 to 3; ]

また、本発明の第二の態様は、支持体上に、ポジ型レジスト組成物を塗布して第一のレジスト膜を形成する工程と、前記第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程と、前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、前記第一の態様のポジ型レジスト組成物を塗布して第二のレジスト膜を形成する工程と、前記第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する工程とを含むレジストパターン形成方法を特徴とするレジストパターン形成方法である。   The second aspect of the present invention includes a step of applying a positive resist composition on a support to form a first resist film, selectively exposing the first resist film, A step of developing to form a first resist pattern, and applying the positive resist composition of the first aspect on the support on which the first resist pattern is formed, to form a second resist film A resist pattern forming method comprising: a step of forming a resist pattern; and a step of selectively exposing the second resist film and performing alkali development to form a resist pattern.

ここで、本明細書および特許請求の範囲において、「構成単位」とは、樹脂成分(重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状および環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「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。
「露光」は放射線の照射全般を含む概念とする。
「(メタ)アクリル酸」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸と、α位にメチル基が結合したメタクリル酸の一方あるいは両方を意味する。
「(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。
Here, in the present specification and claims, the “structural unit” means a monomer unit (monomer unit) constituting a resin component (polymer, copolymer).
Unless otherwise specified, the “alkyl group” includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups.
“Aliphatic” is a relative concept with respect to aromatics, and is defined to mean groups, compounds, etc. that do not have aromaticity.
“Exposure” is a concept that includes general irradiation of radiation.
“(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.

本発明によれば、第一のレジスト組成物を用いて1回目のパターニングを行い、第二のレジスト組成物を用いて2回目のパターニングを行うダブルパターニングプロセスにおいて、第一のレジスト組成物を用いて形成された第一のレジストパターンを溶解せず、ダブルパターニングによるレジストパターンを形成できるポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法を提供できる。   According to the present invention, in the double patterning process in which the first patterning is performed using the first resist composition and the second patterning is performed using the second resist composition, the first resist composition is used. Thus, it is possible to provide a positive resist composition and a resist pattern forming method capable of forming a resist pattern by double patterning without dissolving the first resist pattern formed in this way.

≪ポジ型レジスト組成物≫
本発明ポジ型レジスト組成物は、支持体上に、ポジ型レジスト組成物を塗布して第一のレジスト膜を形成する工程と、前記第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程と、前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、ポジ型レジスト組成物を塗布して第二のレジスト膜を形成する工程と、前記第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する工程とを含むポジ型レジストパターン形成方法において、前記第二のレジスト膜を形成するために用いられるものである。
該レジストパターン形成方法における各工程の説明は、後述する本発明のレジストパターン形成方法における各工程の説明と同様である。
≪Positive resist composition≫
The positive resist composition of the present invention comprises a step of coating a positive resist composition on a support to form a first resist film, and selectively exposing the first resist film to alkali development. Forming a first resist pattern, applying a positive resist composition on the support on which the first resist pattern is formed, and forming a second resist film; In a positive resist pattern forming method including a step of selectively exposing the second resist film and performing alkali development to form a resist pattern, the second resist film is used to form the second resist film.
The description of each step in the resist pattern forming method is the same as the description of each step in the resist pattern forming method of the present invention described later.

本発明ポジ型レジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂成分(A)(以下、(A)成分という。)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。)とが、有機溶剤(S)に溶解してなり、
前記有機溶剤(S)が、前記第一のレジスト膜を溶解しない有機溶剤であり、
前記樹脂成分(A)が、下記一般式(a0−1)で表される構成単位(a0−1)と、下記一般式(a0−2)で表される構成単位(a0−2)とを有することを特徴とする。
本発明のポジ型レジスト組成物において、(A)成分は、露光前はアルカリ現像液に対して不溶性であり、露光により前記(B)成分から発生した酸が作用すると、酸解離性溶解抑制基が解離し、これによって(A)成分全体のアルカリ現像液に対する溶解性が増大し、アルカリ不溶性からアルカリ可溶性に変化する。そのため、レジストパターンの形成において、ポジ型レジスト組成物を用いて得られるレジスト膜に対して選択的露光を行うと、露光部はアルカリ可溶性へ転じる一方で、未露光部はアルカリ不溶性のまま変化しないので、アルカリ現像によりレジストパターンを形成することができる。
The positive resist composition of the present invention comprises a resin component (A) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid (hereinafter referred to as “component (A)”), and an acid generator component that generates an acid upon exposure ( B) (hereinafter referred to as component (B)) is dissolved in the organic solvent (S),
The organic solvent (S) is an organic solvent that does not dissolve the first resist film,
The resin component (A) includes a structural unit (a0-1) represented by the following general formula (a0-1) and a structural unit (a0-2) represented by the following general formula (a0-2). It is characterized by having.
In the positive resist composition of the present invention, the component (A) is insoluble in an alkali developer before exposure, and when an acid generated from the component (B) by exposure acts, an acid dissociable, dissolution inhibiting group. Dissociates, whereby the solubility of the entire component (A) in the alkali developer increases, and the alkali-insoluble is changed to alkali-soluble. Therefore, when a resist film obtained by using a positive resist composition is selectively exposed in the formation of a resist pattern, the exposed portion turns alkali-soluble, while the unexposed portion remains alkali-insoluble. Therefore, a resist pattern can be formed by alkali development.

<(A)成分>
本発明において、(A)成分は、前記一般式(a0−1)で表される構成単位(a0−1)と、前記一般式(a0−2)で表される構成単位(a0−2)とを有する。
構成単位(a0−1)および構成単位(a0−2)はともにアクリル酸エステルから誘導される構成単位である。
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。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、ネオペンチル基等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、低級アルキル基またはフッ素化低級アルキル基であることがより好ましく、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。
<(A) component>
In the present invention, the component (A) includes the structural unit (a0-1) represented by the general formula (a0-1) and the structural unit (a0-2) represented by the general formula (a0-2). And have.
Both the structural unit (a0-1) and the structural unit (a0-2) are structural units derived from an acrylate ester.
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 not only acrylic acid esters in which a hydrogen atom is bonded to the α-position carbon atom, but also those in which a substituent (an atom or group other than a hydrogen atom) is bonded to the α-position carbon atom. 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.
Unless otherwise specified, the “alkyl group” includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups.
The “lower alkyl group” is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
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, and is a hydrogen atom, a lower alkyl group or a fluorinated lower alkyl group. In view of industrial availability, a hydrogen atom or a methyl group is most preferable.

・構成単位(a0−1)
前記一般式(a0−1)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る。
Rの低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基については、上記アクリル酸エステルのα位に結合していてよい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。中でも、Rとしては、水素原子またはメチル基が好ましい。
・ Structural unit (a0-1)
In general formula (a0-1), R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a halogenated lower alkyl group.
The lower alkyl group or halogenated lower alkyl group for R is the same as the lower alkyl group or halogenated lower alkyl group which may be bonded to the α-position of the acrylate ester. Among them, R is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

前記一般式(a0−1)中、Yは脂肪族環式基である。
ここで、本明細書および特許請求の範囲において、「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(a0−1)における「脂肪族環式基」は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5の低級アルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、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(脂肪族環)の構造は、炭素および水素からなる環(炭化水素環)であることに限定はされないが、炭化水素環であることが好ましい。また、「炭化水素環」は飽和、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、単環式基のいずれでもよい。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等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等が挙げられる。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等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等が挙げられる。
構成単位(a0−1)における脂肪族環式基は、多環式基であることが好ましく、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が好ましい。
In general formula (a0-1), Y 1 represents an aliphatic cyclic group.
Here, in the present specification and claims, the “aliphatic cyclic group” means a monocyclic group or a polycyclic group having no aromaticity.
The “aliphatic cyclic group” in the structural unit (a0-1) may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, an oxygen atom (= O), and the like.
The structure of the basic ring (aliphatic ring) excluding the substituent of the “aliphatic cyclic group” is not limited to being a ring composed of carbon and hydrogen (hydrocarbon ring), but is a hydrocarbon ring. It is preferable. The “hydrocarbon ring” may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated.
The aliphatic cyclic group may be either a polycyclic group or a monocyclic 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 a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from a polycycloalkane. More specifically, monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane are listed. .
The aliphatic cyclic group in the structural unit (a0-1) is preferably a polycyclic group, and among them, a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from adamantane is preferable.

前記一般式(a0−1)中、Zは第3級アルキル基含有基またはアルコキシアルキル基である。
ここで、本明細書および特許請求の範囲において、「第3級アルキル基」は、第3級炭素原子を有するアルキル基を示す。「アルキル基」は、上述のように、1価の飽和炭化水素基を示し、鎖状(直鎖状、分岐鎖状)のアルキル基および環状構造を有するアルキル基を包含する。
「第3級アルキル基含有基」は、その構造中に第3級アルキル基を含む基を示す。第3級アルキル基含有基は、第3級アルキル基のみから構成されていてもよく、第3級アルキル基と、第3級アルキル基以外の他の原子または基とから構成されていてもよい。
第3級アルキル基とともに第3級アルキル基含有基を構成する前記「第3級アルキル基以外の他の原子または基」としては、カルボニルオキシ基、カルボニル基、アルキレン基、酸素原子等が挙げられる。
In the general formula (a0-1), Z represents a tertiary alkyl group-containing group or an alkoxyalkyl group.
Here, in the present specification and claims, the “tertiary alkyl group” refers to an alkyl group having a tertiary carbon atom. As described above, the “alkyl group” represents a monovalent saturated hydrocarbon group, and includes a chain (straight chain or branched chain) alkyl group and an alkyl group having a cyclic structure.
The “tertiary alkyl group-containing group” refers to a group containing a tertiary alkyl group in its structure. The tertiary alkyl group-containing group may be composed only of a tertiary alkyl group, or may be composed of a tertiary alkyl group and another atom or group other than the tertiary alkyl group. .
Examples of the “atom or group other than the tertiary alkyl group” that constitutes the tertiary alkyl group-containing group together with the tertiary alkyl group include a carbonyloxy group, a carbonyl group, an alkylene group, and an oxygen atom. .

Zの第3級アルキル基含有基としては、環状構造を有さない第3級アルキル基含有基、環状構造を有する第3級アルキル基含有基等が挙げられる。
環状構造を有さない第3級アルキル基含有基は、第3級アルキル基として分岐鎖状の第3級アルキル基を含有し、かつその構造内に環状構造を有さない基である。
分岐鎖状の第3級アルキル基としては、たとえば下記一般式(I)で表される基が挙げられる。
Examples of the tertiary alkyl group-containing group for Z include a tertiary alkyl group-containing group having no cyclic structure, a tertiary alkyl group-containing group having a cyclic structure, and the like.
The tertiary alkyl group-containing group not having a cyclic structure is a group containing a branched tertiary alkyl group as the tertiary alkyl group and having no cyclic structure in the structure.
Examples of the branched tertiary alkyl group include groups represented by the following general formula (I).

Figure 2009193041
Figure 2009193041

式(I)中、R21〜R23はそれぞれ独立して直鎖状または分岐鎖状のアルキル基である。該アルキル基の炭素数は1〜5が好ましく、1〜3がより好ましい。
また、一般式(I)で表される基の全炭素数は、4〜7であることが好ましく、4〜6であることがより好ましく、4〜5であることが最も好ましい。
一般式(I)で表される基としては、tert−ブチル基、tert−ペンチル基等が好ましく挙げられ、tert−ブチル基がより好ましい。
In formula (I), R 21 to R 23 are each independently a linear or branched alkyl group. 1-5 are preferable and, as for carbon number of this alkyl group, 1-3 are more preferable.
Moreover, it is preferable that the total carbon number of group represented by general formula (I) is 4-7, It is more preferable that it is 4-6, It is most preferable that it is 4-5.
Preferred examples of the group represented by the general formula (I) include a tert-butyl group and a tert-pentyl group, and a tert-butyl group is more preferable.

環状構造を有さない第3級アルキル基含有基としては、上述した分岐鎖状の第3級アルキル基;上述した分岐鎖状の第3級アルキル基が直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基に結合してなる第3級アルキル基含有鎖状アルキル基;第3級アルキル基として上述した分岐鎖状の第3級アルキル基を有する第3級アルキルオキシカルボニル基;第3級アルキル基として上述した分岐鎖状の第3級アルキル基を有する第3級アルキルオキシカルボニルアルキル基等が挙げられる。
第3級アルキル基含有鎖状アルキル基におけるアルキレン基としては、炭素数1〜5のアルキレン基が好ましく、炭素数1〜4のアルキレン基がより好ましく、炭素数〜2のアルキレン基がさらに好ましい。
鎖状の第3級アルキルオキシカルボニル基としては、たとえば下記一般式(II)で表される基が挙げられる。式(II)中のR21〜R23は、前記式(I)中のR21〜R23と同様である。鎖状の第3級アルキルオキシカルボニル基としては、tert−ブチルオキシカルボニル基(t−boc)、tert−ペンチルオキシカルボニル基が好ましい。
Examples of the tertiary alkyl group-containing group having no cyclic structure include the above-described branched tertiary alkyl group; the above-described branched tertiary alkyl group is a linear or branched alkylene group A tertiary alkyl group-containing chain alkyl group bonded to the above; a tertiary alkyloxycarbonyl group having the branched tertiary alkyl group described above as the tertiary alkyl group; And tertiary alkyloxycarbonylalkyl groups having a branched tertiary alkyl group.
The alkylene group in the tertiary alkyl group-containing chain alkyl group is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and still more preferably an alkylene group having 2 to 2 carbon atoms.
Examples of the chain-like tertiary alkyloxycarbonyl group include a group represented by the following general formula (II). R 21 to R 23 in the formula (II) is the same as R 21 to R 23 in general formula (I). The chain-like tertiary alkyloxycarbonyl group is preferably a tert-butyloxycarbonyl group (t-boc) or a tert-pentyloxycarbonyl group.

Figure 2009193041
Figure 2009193041

鎖状の第3級アルキルオキシカルボニルアルキル基としては、たとえば下記一般式(III)で表される基が挙げられる。式(III)中のR21〜R23は、前記式(I)中のR21〜R23と同様である。fは1〜3の整数であり、1または2が好ましい。鎖状の第3級アルキルオキシカルボニルアルキル基としては、tert−ブチルオキシカルボニルメチル基、tert−ブチルオキシカルボニルエチル基が好ましい。
これらの中で、環状構造を有さない第3級アルキル基含有基としては、第3級アルキルオキシカルボニル基または第3級アルキルオキシカルボニルアルキル基が好ましく、第3級アルキルオキシカルボニル基がより好ましく、tert−ブチルオキシカルボニル基が最も好ましい。
Examples of the chain-like tertiary alkyloxycarbonylalkyl group include a group represented by the following general formula (III). R 21 to R 23 in the formula (III) are the same as R 21 to R 23 in general formula (I). f is an integer of 1 to 3, and 1 or 2 is preferable. As the chain-like tertiary alkyloxycarbonylalkyl group, a tert-butyloxycarbonylmethyl group and a tert-butyloxycarbonylethyl group are preferable.
Among these, the tertiary alkyl group-containing group having no cyclic structure is preferably a tertiary alkyloxycarbonyl group or a tertiary alkyloxycarbonylalkyl group, more preferably a tertiary alkyloxycarbonyl group. Most preferred is a tert-butyloxycarbonyl group.

Figure 2009193041
Figure 2009193041

環状構造を有する第3級アルキル基含有基は、その構造内に、第3級炭素原子と環状構造とを有する基である。
環状構造を有する第3級アルキル基含有基において、環状構造は、環を構成する炭素数が4〜12であることが好ましく、5〜10であることがより好ましく、6〜10であることが最も好ましい。環状構造としては、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等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等が挙げられる。好ましくは、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等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等が挙げられる。
The tertiary alkyl group-containing group having a cyclic structure is a group having a tertiary carbon atom and a cyclic structure in the structure.
In the tertiary alkyl group-containing group having a cyclic structure, the cyclic structure preferably has 4 to 12 carbon atoms, more preferably 5 to 10 carbon atoms, and more preferably 6 to 10 carbon atoms constituting the ring. Most preferred. Examples of the cyclic structure include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane. Preferable 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.

環状構造を有する第3級アルキル基含有基としては、例えば、第3級アルキル基として下記(1)または(2)の基を有する基等が挙げられる。
(1)環状のアルキル基(シクロアルキル基)の環を構成する炭素原子に、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が結合し、該炭素原子が第3級炭素原子となっている基。
(2)シクロアルキル基の環を構成する炭素原子に、第3級炭素原子を有するアルキレン基(分岐鎖状のアルキレン基)が結合している基。
Examples of the tertiary alkyl group-containing group having a cyclic structure include a group having the following group (1) or (2) as a tertiary alkyl group.
(1) A group in which a linear or branched alkyl group is bonded to a carbon atom constituting a ring of a cyclic alkyl group (cycloalkyl group), and the carbon atom is a tertiary carbon atom.
(2) A group in which an alkylene group having a tertiary carbon atom (branched alkylene group) is bonded to the carbon atom constituting the ring of the cycloalkyl group.

前記(1)の基における直鎖状または分岐鎖状のアルキル基の炭素数は、1〜5であることが好ましく、1〜4であることがより好ましく、1〜3であることが最も好ましい。
(1)の基としては、2−メチル−2−アダマンチル基、2−エチル−2−アダマンチル基、1−メチル−1−シクロアルキル基、1−エチル−1−シクロアルキル基等が挙げられる。
The linear or branched alkyl group in the group (1) preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and most preferably 1 to 3 carbon atoms. .
Examples of the group (1) include a 2-methyl-2-adamantyl group, a 2-ethyl-2-adamantyl group, a 1-methyl-1-cycloalkyl group, and a 1-ethyl-1-cycloalkyl group.

前記(2)において、分岐鎖状のアルキレン基が結合しているシクロアルキル基は置換基を有していてもよい。該置換基としては、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。
(2)の基としては、たとえば下記化学式(IV)で表される基が挙げられる。
In the above (2), the cycloalkyl group to which the branched alkylene group is bonded may have a substituent. Examples of the substituent include 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.
Examples of the group (2) include groups represented by the following chemical formula (IV).

Figure 2009193041
Figure 2009193041

式(IV)中、R24は、置換基を有していてもよく有していなくてもよいシクロアルキル基である。該シクロアルキル基が有していてもよい置換基としては、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。
25、R26はそれぞれ独立して直鎖状または分岐鎖状のアルキル基であり、該アルキル基としては、前記式(I)中のR21〜R23のアルキル基と同様のものが挙げられる。
In the formula (IV), R 24 is a cycloalkyl group which may or may not have a substituent. Examples of the substituent that the cycloalkyl group may have include a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and an oxygen atom (═O).
R 25 and R 26 are each independently a linear or branched alkyl group, and examples of the alkyl group include the same alkyl groups as R 21 to R 23 in the formula (I). It is done.

Zのアルコキシアルキル基としては、たとえば下記一般式(V)で表される基が挙げられる。   Examples of the alkoxyalkyl group for Z include groups represented by the following general formula (V).

Figure 2009193041
Figure 2009193041

式中、R41は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基である。
41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。
41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。たとえば、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等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等が挙げられる。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等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等が挙げられる。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。
42は直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基である。該アルキレン基は、炭素数1〜5であることが好ましく、炭素数1〜3であることがより好ましく、炭素数1〜2であることがさらに好ましい。
Zのアルコキシアルキル基としては、特に、下記一般式(VI)で表される基が好ましい。
In the formula, R 41 is a linear, branched or cyclic alkyl group.
When R 41 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 41 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. For example, one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, which may or may not be substituted with a fluorine atom or a fluorinated alkyl group And the like except for. 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. . Among them, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane is preferable.
R42 is a linear or branched alkylene group. The alkylene group preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and still more preferably 1 to 2 carbon atoms.
As the alkoxyalkyl group for Z, a group represented by the following general formula (VI) is particularly preferable.

Figure 2009193041
Figure 2009193041

式(VI)中、R41は前記と同じであり、R43、R44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る。
43、R44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R43、R44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。
In the formula (VI), R 41 is the same as described above, and R 43 and R 44 are each independently a linear or branched alkyl group or a hydrogen atom.
In R 43 and R 44 , 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, one of R 43 and R 44 is preferably a hydrogen atom and the other is a methyl group.

上記のなかでも、Zとしては、第3級アルキル基含有基が好ましく、前記一般式(II)で表される基がより好ましく、tert−ブチルオキシカルボニル基(t−boc)が最も好ましい。   Among these, as Z, a tertiary alkyl group-containing group is preferable, a group represented by the general formula (II) is more preferable, and a tert-butyloxycarbonyl group (t-boc) is most preferable.

前記一般式(a0−1)中、aは1〜3の整数であり、bは0〜2の整数であり、かつa+b=1〜3である。
aは1であることが好ましい。
bは0であることが好ましい。
a+bは1であることが好ましい。
cは0〜3の整数であり、0または1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
dは0〜3の整数であり、0または1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
eは0〜3の整数であり、0または1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
In the general formula (a0-1), a is an integer of 1 to 3, b is an integer of 0 to 2, and a + b = 1 to 3.
a is preferably 1.
b is preferably 0.
a + b is preferably 1.
c is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and more preferably 0.
d is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and more preferably 0.
e is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and more preferably 0.

構成単位(a0−1)としては、特に、下記一般式(a0−1−1)で表される構成単位が好ましい。   As the structural unit (a0-1), a structural unit represented by general formula (a0-1-1) shown below is particularly desirable.

Figure 2009193041
[式中、R,Z,b,c,d,eは前記と同じである。]
Figure 2009193041
[Wherein R, Z, b, c, d and e are the same as described above. ]

構成単位(a0−1)を誘導するモノマーは、例えば下記一般式(a0−1’)で表される化合物(1〜3個のアルコール性水酸基を有する脂肪族環式基を含有するアクリル酸エステル)の水酸基の一部または全部を、公知の手法を用いて、第3級アルキル基含有基またはアルコキシアルキル基で保護することにより合成することができる。   The monomer for deriving the structural unit (a0-1) is, for example, a compound represented by the following general formula (a0-1 ′) (an acrylate ester containing an aliphatic cyclic group having 1 to 3 alcoholic hydroxyl groups) ) Can be synthesized by protecting some or all of the hydroxyl groups with a tertiary alkyl group-containing group or alkoxyalkyl group using a known method.

Figure 2009193041
[式中、R,Y,a,b,c,d,eは前記と同じである。]
Figure 2009193041
[Wherein, R, Y 1 , a, b, c, d, and e are the same as described above. ]

構成単位(a0−1)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A)成分中の構成単位(a0−1)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜40モル%であることが好ましく、5〜40モル%であることがより好ましく、15〜40モル%であることがさらに好ましく、20〜40モル%が最も好ましい。下限値以上とすることにより、有機溶剤への溶解性が向上し、上限値以下であると、他の構成単位とのバランスが良好である。
As the structural unit (a0-1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The proportion of the structural unit (a0-1) in the component (A) is preferably 1 to 40 mol%, and preferably 5 to 40 mol%, based on the total of all the structural units constituting the component (A). More preferably, it is more preferably 15 to 40 mol%, and most preferably 20 to 40 mol%. By setting it to the lower limit value or more, the solubility in organic solvents is improved, and when it is the upper limit value or less, the balance with other structural units is good.

・構成単位(a0−2)
前記一般式(a0−2)中のRとしては、前記式(a0−1)中のRと同様のものが挙げられる。
のアルキレン基としては、炭素数1〜10のアルキレン基が挙げられる。
の脂肪族環式基としては、前記式(a0−1)中のYと同様のものが挙げられる。Yとしては、基本の環(脂肪族環)の構造がYと同じであることが好ましい。
gは0〜3の整数であり、0または1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
hは0〜3の整数であり、0または1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
iは〜3の整数であり、1であることが好ましい。
・ Structural unit (a0-2)
Examples of R in the general formula (a0-2) include the same as R in the formula (a0-1).
Examples of the alkylene group for Y 3 include alkylene groups having 1 to 10 carbon atoms.
As the aliphatic cyclic group for Y 3, the same aliphatic cyclic groups as those described above for Y 1 in formula (a0-1) can be used. Y 3 preferably has the same basic ring (aliphatic ring) structure as Y 1 .
g is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and more preferably 0.
h is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and more preferably 0.
i is an integer of ˜3, preferably 1.

構成単位(a0−2)としては、特に、下記一般式(a0−2−1)で表される構成単位が好ましく、中でも、i個の−(CH−OHのうちの1つが、1−アダマンチル基の3位に結合していることが好ましい。 As the structural unit (a0-2), a structural unit represented by general formula (a0-2-1) shown below is particularly preferable. Among them, one of i — (CH 2 ) h —OH is It is preferably bonded to the 3-position of the 1-adamantyl group.

Figure 2009193041
[式中、R,g,h,iは前記と同じである。]
Figure 2009193041
[Wherein R, g, h and i are the same as described above. ]

構成単位(a0−2)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A)成分中の構成単位(a0−2)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜35モル%であることが好ましく、5〜30モル%であることがより好ましく、10〜30モル%であることがさらに好ましく、20〜30モル%が最も好ましい。下限値以上とすることにより、断面形状の矩形性が高く、良好な形状のレジストパターンを形成でき、上限値以下であると、他の構成単位とのバランスが良好である。
As the structural unit (a0-2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The proportion of the structural unit (a0-2) in the component (A) is preferably 1 to 35 mol%, and preferably 5 to 30 mol%, based on the total of all the structural units constituting the component (A). More preferably, it is more preferably 10 to 30 mol%, and most preferably 20 to 30 mol%. By setting it to the lower limit value or more, the cross-sectional shape is highly rectangular, and a resist pattern having a good shape can be formed. If the upper limit value or less, the balance with other structural units is good.

・構成単位(a1)
(A)成分は、構成単位(a0−1)および構成単位(a0−2)に加えて、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(A)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、酸により解離してこの(A)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。なお、「(メタ)アクリル酸エステル」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸エステルと、α位にメチル基が結合したメタクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。
・ Structural unit (a1)
The component (A) preferably has a structural unit (a1) derived from an acrylate ester containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group, in addition to the structural unit (a0-1) and the structural unit (a0-2). .
The acid dissociable, dissolution inhibiting group in the structural unit (a1) has an alkali dissolution inhibiting property that makes the entire component (A) insoluble in an alkali developer before dissociation, and dissociates with an acid. 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. Generally, 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. . The “(meth) acrylic acid ester” means one or both of an acrylic acid ester having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylic acid ester having a methyl group bonded to the α-position.

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」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4〜8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。
“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 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。
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. .

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。   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-2 -Adamantyl group, 2-ethyl-2-adamantyl group, etc. are mentioned. 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 2009193041
[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 2009193041
[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、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 2009193041
[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 2009193041
[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は、上記Rの低級アルキル基と同様のものが挙げられ、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.
Examples of the lower alkyl group for R 1 ′ and R 2 ′ include the same lower alkyl groups as those described above for R. 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 2009193041
[式中、R’、n、Yは上記と同様である。]
Figure 2009193041
[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の低級アルキル基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または多環式の脂肪族環式基の中から適宜選択して用いることができ、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 lower alkyl groups as those described above for R.
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 “aliphatic ring” described above. 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 2009193041
[式中、R17、R18はそれぞれ独立して直鎖状また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の末端とR19の末端とが結合して環を形成していてもよい。]
Figure 2009193041
[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 the end of R 17 and the end of R 19 may be bonded 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、分岐鎖状また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。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。
また、上記式においては、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(好ましくは炭素数1〜5のアルキレン基)であってR19の末端とR17の末端とが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, are included. Examples include a group excluding a hydrogen atom. 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.
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 the end of R 19 and the end of R 17 And may be combined.
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.

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 2009193041
[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 2009193041
[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 2009193041
[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 2009193041
[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、例えば上述した第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、または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であることが更に好ましく、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二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 2009193041
[上記式中、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 2009193041
[In the above formula, 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、上述の一般式(a1−0−2)におけるYと同様のものが挙げられる。
Wherein, X 'include those of 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 The same thing is mentioned.
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 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

構成単位(a1)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
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)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)の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)の構成単位を包括する下記一般式(a1−1−02)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 1-41).
Furthermore, as the structural unit (a1), in particular, those represented by the following general formula (a1-1-01) including the structural units of the formulas (a1-1-1) to (a1-1-4) The following general formula (a1-1-02) including the structural units of formulas (a1-1-35) to (a1-1-41) is also preferable.

Figure 2009193041
[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 2009193041
[Wherein, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, and R 11 represents a lower alkyl group. ]

Figure 2009193041
[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 2009193041
[Wherein, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, and R 12 represents a lower alkyl group. 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、メチル基またはエチル基が好ましい。 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, and is preferably a methyl group or an ethyl 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、メチル基またはエチル基が好ましく、エチル基が最も好ましい。hは1または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.

(A)成分中、構成単位(a1)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位に対し、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 (A), 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 (A). 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)
(A)成分は、本発明の効果を損なわない範囲で、構成単位(a0−1)、構成単位(a0−2)および構成単位(a1)に加えて、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)を含んでいてもよい。
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、(A)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)
Component (A) is an acrylic acid containing a lactone-containing cyclic group in addition to the structural unit (a0-1), the structural unit (a0-2), and the structural unit (a1) as long as the effects of the present invention are not impaired. The structural unit (a2) derived from ester may be included.
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 lactone cyclic group of the structural unit (a2) is used for forming a resist film, the lactone cyclic group 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 2009193041
[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、炭素数1〜5のアルコキシ基または−COOR”であり、前記R”は水素原子、または炭素数1〜15の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキルキル基であり、mは0または1の整数であり、A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子である。]
Figure 2009193041
[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, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or —COOR ″, wherein R ″ is A hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkylalkyl group having 1 to 15 carbon atoms, m is an integer of 0 or 1, and A ″ is a carbon which may contain an oxygen atom or a sulfur atom. It is an alkylene group of formula 1 to 5, an oxygen atom or a sulfur 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。
R”が直鎖状または分岐鎖状のアルキル基の場合は炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜5であることがさらに好ましい。
R”が環状のアルキル基の場合は炭素数3〜15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。
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”の酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数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、−O−CH−、−CH−O−CH−、−S−CH−、−CH−S−CH−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).
When R ″ is a linear or branched alkyl group, it preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 5 carbon atoms.
When R ″ is a cyclic alkyl group, it preferably has 3 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, a fluorine atom or fluorine atom A group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, etc., which may or may not be substituted with an alkyl group. 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. Can be mentioned.
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 that may contain an oxygen atom or sulfur atom of A ″ include a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, an isopropylene group, —O—CH 2 —. , -CH 2 -O-CH 2 - , - S-CH 2 -, - CH 2 -S-CH 2 - , and the like.
Below, the specific structural unit of the said general formula (a2-1)-(a2-5) is illustrated.

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

(A)成分において、構成単位(a2)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
構成単位(a2)として、前記一般式(a2−1)〜(a2−5)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種が好ましく、一般式(a2−1)〜(a2−3)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種がより好ましい。なかでも、化学式(a2−1−1)、(a2−1−2)、(a2−1−3)、(a2−1−4)、(a2−2−1)、(a2−2−2)、(a2−2−9)、(a2−2−10)、(a2−3−1)、(a2−3−2)、(a2−3−9)および(a2−3−10)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種を用いることが好ましい。
In the component (A), as the structural unit (a2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
As the structural unit (a2), at least one selected from the group consisting of structural units represented by the general formulas (a2-1) to (a2-5) is preferable, and the general formulas (a2-1) to (a2) -3) At least 1 sort (s) selected from the group which consists of a structural unit represented by 3) is more preferable. Among them, chemical formulas (a2-1-1), (a2-1-2), (a2-1-3), (a2-1-4), (a2-2-1), (a2-2-2) ), (A2-2-9), (a2-2-10), (a2-3-1), (a2-3-2), (a2-3-9) and (a2-3-10) It is preferable to use at least one selected from the group consisting of the structural units represented.

(A)成分が構成単位(a2)を含む場合には、(A)成分中の構成単位(a2)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位の合計に対して、1モル%以上20モル%未満が好ましく、1〜15モル%がより好ましく、5〜15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、後述する有機溶剤(S)に対する(A)成分の溶解性を十分とすることができる上に、他の構成単位とのバランスをとることができる。   When the component (A) includes the structural unit (a2), the proportion of the structural unit (a2) in the component (A) is 1 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (A). The content is preferably less than 20 mol%, more preferably 1 to 15 mol%, and still more preferably 5 to 15 mol%. The effect by containing the structural unit (a2) is sufficiently obtained by setting it to the lower limit value or more, and by setting it to the upper limit value or less, the solubility of the component (A) in the organic solvent (S) described later is sufficient. In addition to being able to balance with other structural units.

・構成単位(a3)
(A)成分は、本発明の効果を損なわない範囲で、構成単位(a0−1)、構成単位(a0−2)および構成単位(a1)に加えて、前記一般式(a0−1)または(a0−2)で表される構成単位は含まれない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)を有していてもよい。
(A)成分が構成単位(a3)を有することにより、(A)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、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、例えば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 (A) is within the range not impairing the effects of the present invention, in addition to the structural unit (a0-1), the structural unit (a0-2) and the structural unit (a1), and the general formula (a0-1) or The structural unit represented by (a0-2) may have a structural unit (a3) derived from an acrylate ester containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group that is not included.
When the component (A) has the structural unit (a3), the hydrophilicity of the component (A) is increased, the affinity with the developer is increased, the alkali solubility in the exposed area is improved, and the resolution is improved. Contributes to improvement.
Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, and a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of an alkyl group is substituted with a fluorine atom. 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多環式基のときは、下記式(a3−1)で表される構成単位、(a3−2)で表される構成単位が好ましいものとして挙げられる。   As the structural unit (a3), when the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a polycyclic group, the structural unit represented by the following formula (a3-1), represented by (a3-2) The structural unit is preferably mentioned.

Figure 2009193041
[式中、Rは前記に同じであり、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 2009193041
[Wherein, R is the same as defined above, k is an integer of 1 to 3, t ′ is an integer of 1 to 3, l is an integer of 1 to 5, and s is an integer of 1 to 3] It is. ]

式(a3−1)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 (a3-1), k is preferably 1. The cyano group is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.

式(a3−2)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または6位に結合していることが好ましい。   In formula (a3-2), t ′ is preferably 1. l is preferably 1. s is preferably 1. These preferably have a 2-norbornyl group or a 3-norbornyl group 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)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A)成分が構成単位(a3)を含む場合には、(A)成分中、構成単位(a3)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位に対し、1〜30モル%であることが好ましく、5〜30モル%がより好ましく、10〜20モル%がさらに好ましい。
As the structural unit (a3), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the component (A) includes the structural unit (a3), the proportion of the structural unit (a3) in the component (A) is 1 to 30 mol% with respect to all the structural units constituting the component (A). It is preferably 5 to 30 mol%, more preferably 10 to 20 mol%.

・構成単位(a4)
(A)成分は、本発明の効果を損なわない範囲で、構成単位(a0−1)、構成単位(a0−2)および構成単位(a1)に加えて、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(a0−1)、(a0−2)および(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。
・ Structural unit (a4)
The component (A) includes other structural unit (a4) in addition to the structural unit (a0-1), the structural unit (a0-2) and the structural unit (a1) as long as the effects of the present invention are not impaired. You may go out.
The structural unit (a4) is not particularly limited as long as it is another structural unit not classified into the above structural units (a0-1), (a0-2) and (a1) to (a3). ArF excimer Many things conventionally known can be used as what is used for resist resins, such as a laser and a KrF excimer laser (preferably ArF excimer laser).

構成単位(a4)としては、例えば酸非解離性の脂肪族多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位などが好ましい。該多環式基は、例えば、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樹脂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の直鎖状また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。
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 in the case of the structural unit (a1), and for ArF excimer laser and KrF excimer laser (preferably for ArF excimer laser). A number of hitherto known materials can be used as the resin 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 2009193041
[式中、Rは前記と同じである。]
Figure 2009193041
[Wherein, R is the same as defined above. ]

かかる構成単位(a4)を(A)成分に含有させる場合には、(A)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 (A), 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 (A). 10 to 20 mol% is more preferable.

本発明において、(A)成分は、前記一般式(a0−1)で表される構成単位(a0−1)と、前記一般式(a0−2)で表される構成単位(a0−2)とを有する共重合体(A2)であることが好ましい。かかる共重合体(A2)としては、たとえば、上記構成単位(a0−1)、(a0−2)および(a1)からなる3元共重合体等が例示できる。   In the present invention, the component (A) includes the structural unit (a0-1) represented by the general formula (a0-1) and the structural unit (a0-2) represented by the general formula (a0-2). It is preferable that it is a copolymer (A2) which has. Examples of the copolymer (A2) include terpolymers composed of the structural units (a0-1), (a0-2), and (a1).

本発明おいて、共重合体(A2)としては、特に、下記一般式(A−21)に示す組み合わせの3種の構成単位を含む共重合体(A−21)、下記一般式(A−22)に示す組み合わせの3種の構成単位を含む共重合体(A−22)、および下記一般式(A−23)に示す組み合わせの3種の構成単位を含む共重合体(A−23)のうちのいずれか1種以上を含有することが好ましい。なかでも、共重合体(A−21)を含有することが好まし
い。なお、(A)成分中、共重合体(A2)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良い。
In the present invention, as the copolymer (A2), in particular, a copolymer (A-21) containing three structural units of the combination shown in the following general formula (A-21), the following general formula (A- 22) A copolymer (A-22) containing three structural units in combination and a copolymer (A-23) containing three structural units in combination shown in the following general formula (A-23) It is preferable to contain any one or more of them. Especially, it is preferable to contain a copolymer (A-21). In the component (A), as the copolymer (A2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

Figure 2009193041
[式(A−21)中、R,R21〜R23,eは上記と同様であり、複数のRは相互に同じであっても異なっていてもよく、R27は低級アルキル基である。式(A−22)中、R,R21〜R23,eは上記と同様であり、複数のRは相互に同じであっても異なっていてもよく、R28は低級アルキル基である。]
Figure 2009193041
[In the formula (A-21), R, R 21 to R 23 and e are the same as described above, and a plurality of R may be the same or different from each other, and R 27 is a lower alkyl group. . In formula (A-22), R, R 21 to R 23 and e are the same as described above, and a plurality of Rs may be the same or different from each other, and R 28 is a lower alkyl group. ]

Figure 2009193041
[式(A−23)中、R,R21〜R23,eは上記と同様であり、複数のRは相互に同じであっても異なっていてもよく、nは上記式(p1)中のnと同様である。式(A−24)中、R,R21〜R23,R28,eは上記と同様であり、複数のRは相互に同じであっても異なっていてもよい。]
Figure 2009193041
[In the formula (A-23), R, R 21 to R 23 , e are the same as described above, and a plurality of R may be the same or different from each other, and n is in the formula (p1). This is the same as n in FIG. In formula (A-24), R, R 21 to R 23 , R 28 , and e are the same as described above, and a plurality of R may be the same as or different from each other. ]

(A)成分は、上述したような、構成単位(a0−1)および構成単位(a0−2)の両方を有する共重合体の1種以上を含有するものであってもよく、また、少なくとも構成単位(a0−1)を有する重合体と、少なくとも構成単位(a0−2)を有する重合体との混合物であってもよい。   The component (A) may contain at least one copolymer having both the structural unit (a0-1) and the structural unit (a0-2) as described above, and at least It may be a mixture of a polymer having the structural unit (a0-1) and a polymer having at least the structural unit (a0-2).

(A)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)のようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等によって重合させることによって得ることができる。
また、(A)成分には、上記重合の際に、たとえばHS−CH−CH−CH−C(CF−OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に−C(CF−OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、LWRの低減に有効である。また、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
The component (A) can be obtained by polymerizing a monomer for deriving each structural unit by a known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN).
In addition, the component (A) is used in combination with a chain transfer agent such as, for example, HS—CH 2 —CH 2 —CH 2 —C (CF 3 ) 2 —OH at the time of the polymerization. A —C (CF 3 ) 2 —OH group may be introduced into the. Thus, a copolymer into which a hydroxyalkyl group in which some of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms is effective in reducing LWR. Further, it is effective for reducing development defects and LER (line edge roughness: uneven unevenness of line side walls).

(A)成分の質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、特に限定するものではないが、2000〜50000が好ましく、3000〜30000がより好ましく、5000〜20000が最も好ましい。
この範囲の上限よりも小さいと、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限よりも大きい、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/数平均分子量(Mn))は、特に限定するものではないが、1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.2〜2.5が最も好ましい。
なお、Mnは数平均分子量を示す。
The weight average molecular weight (Mw) of the component (A) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) is not particularly limited, but is preferably 2000 to 50000, more preferably 3000 to 30000, and most preferably 5000 to 20000. preferable.
When it is smaller than the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and the dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape are larger than the lower limit of this range.
The dispersity (Mw / number average molecular weight (Mn)) is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and 1.2 to 2. 5 is most preferred.
In addition, Mn shows a number average molecular weight.

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

Figure 2009193041
[式中、R”〜R”,R”〜R”は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基または置換基を有していてもよいアルキル基を表し;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、置換基を有していても良い直鎖状、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つは前記アリール基を表し、R”〜R”のうち少なくとも1つは前記アリール基を表す。]
Figure 2009193041
[Wherein, R 1 ″ to R 3 ″ and R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group which may have a substituent or an alkyl group which may have a substituent. 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; R 4 ″ has a substituent. Represents a linear, branched or cyclic alkyl group or a fluorinated alkyl group, and at least one of R 1 ″ to R 3 ″ represents the aryl group, and R 5 ″ to R 6. At least one of "represents the 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、アルコキシアルキルオキシ基、アルコキシカルボニルアルキルオキシ基等で置換されていてもよく、されていなくてもよい。アリール基としては、安価に合成可能なことから、炭素数6〜10のアリール基が好ましい。具体的には、たとえばフェニル基、ナフチル基が挙げられる。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよいアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよいアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基であることが最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていても良いアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよいハロゲン原子としては、フッ素原子であることが好ましい。
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 or alkoxy A group, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxyalkyloxy group, an alkoxycarbonylalkyloxy group, or the like may or may not be substituted. The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms because it can be synthesized at a low cost. Specific examples include a phenyl group and a naphthyl group.
The alkyl group that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group. Is most preferred.
As the alkoxy group that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, Most preferred is a tert-butoxy group.
The alkoxy group that may be substituted 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.

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アルキルオキシ基としては、たとえば、一般式:−O−C(R47)(R48)−O−R49[式中、R47、R48はそれぞれ独立して水素原子または直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基であり、R49はアルキル基である。
47、R48において、アルキル基の炭素数は好ましくは1〜5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。
47、R48は、少なくとも一方が水素原子であることが好ましい。特に、一方が水素原子であり、他方が水素原子またはメチル基であることがより好ましい。
49のアルキル基としては、好ましくは炭素数が1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。
49における直鎖状、分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数が1〜5であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基などが挙げられる。
49における環状のアルキル基としては、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。具体的には炭素数1〜5のアルキル基、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。モノシクロアルカンとしては、シクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。ポリシクロアルカンとしては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。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。
Examples of the alkoxyalkyloxy group in which the hydrogen atom of the aryl group may be substituted include, for example, a general formula: —O—C (R 47 ) (R 48 ) —O—R 49 [wherein R 47 , R 48 are each independently a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group, and R 49 is an alkyl group.
In R 47 and R 48 , the alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms, may be linear or branched, and is preferably an ethyl group or a methyl group, and most preferably a methyl group.
At least one of R 47 and R 48 is preferably a hydrogen atom. In particular, it is more preferable that one is a hydrogen atom and the other is a hydrogen atom or a methyl group.
The alkyl group for R 49 preferably has 1 to 15 carbon atoms and may be linear, branched or cyclic.
The linear or branched alkyl group for R 49 preferably has 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group. Can be mentioned.
The cyclic alkyl group for R 49 preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, a monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, etc., which may or may not be substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group, etc. And a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from the polycycloalkane. Examples of the monocycloalkane include cyclopentane and cyclohexane. Examples of the polycycloalkane include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among them, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane is preferable.

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カルボニルアルキルオキシ基としては、たとえば、一般式:−O−R50−C(=O)−O−R51[式中、R50は直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基であり、R51は第3級アルキル基である。]で表される基が挙げられる。
50における直鎖状、分岐鎖状のアルキレン基としては、炭素数が1〜5であることが好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、1,1−ジメチルエチレン基などが挙げられる。
51における第3級アルキル基としては、2−メチル−2−アダマンチル基、2−エチル−2−アダマンチル基、1−メチル−1−シクロペンチル基、1−エチル−1−シクロペンチル基、1−メチル−1−シクロヘキシル基、1−エチル−1−シクロヘキシル基、1−(1−アダマンチル)−1−メチルエチル基、1−(1−アダマンチル)−1−メチルプロピル基、1−(1−アダマンチル)−1−メチルブチル基、1−(1−アダマンチル)−1−メチルペンチル基;1−(1−シクロペンチル)−1−メチルエチル基、1−(1−シクロペンチル)−1−メチルプロピル基、1−(1−シクロペンチル)−1−メチルブチル基、1−(1−シクロペンチル)−1−メチルペンチル基;1−(1−シクロヘキシル)−1−メチルエチル基、1−(1−シクロヘキシル)−1−メチルプロピル基、1−(1−シクロヘキシル)−1−メチルブチル基、1−(1−シクロヘキシル)−1−メチルペンチル基、tert−ブチル基、tert−ペンチル基、tert−ヘキシル基などが挙げられる。
Examples of the alkoxycarbonylalkyloxy group in which the hydrogen atom of the aryl group may be substituted include, for example, a general formula: —O—R 50 —C (═O) —O—R 51 wherein R 50 is A chain or branched alkylene group, and R 51 is a tertiary alkyl group. ] Is represented.
The linear or branched alkylene group for R 50 preferably has 1 to 5 carbon atoms, such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, or a 1,1-dimethylethylene group. Etc.
As the tertiary alkyl group for R 51 , 2-methyl-2-adamantyl group, 2-ethyl-2-adamantyl group, 1-methyl-1-cyclopentyl group, 1-ethyl-1-cyclopentyl group, 1-methyl -1-cyclohexyl group, 1-ethyl-1-cyclohexyl group, 1- (1-adamantyl) -1-methylethyl group, 1- (1-adamantyl) -1-methylpropyl group, 1- (1-adamantyl) -1-methylbutyl group, 1- (1-adamantyl) -1-methylpentyl group; 1- (1-cyclopentyl) -1-methylethyl group, 1- (1-cyclopentyl) -1-methylpropyl group, 1- (1-cyclopentyl) -1-methylbutyl group, 1- (1-cyclopentyl) -1-methylpentyl group; 1- (1-cyclohexyl) -1-methylethyl Group, 1- (1-cyclohexyl) -1-methylpropyl group, 1- (1-cyclohexyl) -1-methylbutyl group, 1- (1-cyclohexyl) -1-methylpentyl group, tert-butyl group, tert -Pentyl group, tert-hexyl group and the like.

”〜R”のアルキル基としては、特に制限はなく、例えば炭素数1〜10の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基等が挙げられる。解像性に優れる点から、炭素数1〜5であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ノニル基、デカニル基等が挙げられ、解像性に優れ、また安価に合成可能なことから好ましいものとして、メチル基を挙げることができる。
これらの中で、R”〜R”は、それぞれ、フェニル基またはナフチル基であることが最も好ましい。
The alkyl group for R 1 "~R 3", is not particularly limited, for example, linear C1-10, branched or cyclic alkyl group, and the like. It is preferable that it is C1-C5 from the point which is excellent in resolution. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an n-pentyl group, a cyclopentyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, a nonyl group, and a decanyl group. A methyl group is preferable because it is excellent in resolution and can be synthesized at low cost.
Among these, R 1 ″ to R 3 ″ are most preferably a phenyl group or a naphthyl group, respectively.

式(b−1)におけるR”〜R”のうち、いずれか2つが相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、イオウ原子を含めて3〜10員環を形成していることが好ましく、5〜7員環を形成していることが特に好ましい。
式(b−1)におけるR”〜R”のうち、いずれか2つが相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、残りの1つは、アリール基であることが好ましい。前記アリール基は、前記R”〜R”のアリール基と同様のものが挙げられる。
When any two of R 1 ″ to R 3 ″ in 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、置換基を有していてもよい直鎖状、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す。R”が有していても良い置換基としては、ハロゲン原子、ヘテロ原子、アルキル基等が挙げられる。
前記直鎖状または分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。
前記環状のアルキル基としては、前記R”で示したような環式基であって、炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜10であることがさらに好ましく、炭素数6〜10であることが最も好ましい。
前記フッ素化アルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。また、該フッ素化アルキル基のフッ素化率(アルキル基中のフッ素原子の割合)は、好ましくは10〜100%、さらに好ましくは50〜100%であり、特に水素原子をすべてフッ素原子で置換したフッ素化アルキル基(パーフルオロアルキル基)が、酸の強度が強くなるので好ましい。
”としては、直鎖状もしくは環状のアルキル基、またはフッ素化アルキル基であることが最も好ましい。
R 4 ″ represents a linear, branched or cyclic alkyl group or fluorinated alkyl group which may have a substituent. As the substituent which R 4 ″ may have, halogen An atom, a hetero atom, an alkyl group, etc. are mentioned.
The linear or branched alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms.
The cyclic alkyl group is a cyclic group as indicated by R 1 ″ and preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and more preferably 6 carbon atoms. Most preferably, it is -10.
The fluorinated alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms. The fluorination rate of the fluorinated alkyl group (ratio of fluorine atoms in the alkyl group) is preferably 10 to 100%, more preferably 50 to 100%. Particularly, all the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. A fluorinated alkyl group (perfluoroalkyl group) is preferable because the strength of the acid is increased.
R 4 ″ is most preferably a linear or cyclic alkyl group or a fluorinated alkyl group.

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

式(b−1)、(b−2)で表されるオニウム塩系酸発生剤の具体例としては、ジフェニルヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−メチルフェニル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジメチル(4−ヒドロキシナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、モノフェニルジメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;ジフェニルモノメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−tert−ブチル)フェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジフェニル(1−(4−メトキシ)ナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジ(1−ナフチル)フェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;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) phenyl sulphonium trifluoromethane sulphonate, its heptafluoropropane sulphonate or its nonafluorobutane sulphonate; 1-phenyltetrahydrothiophenium trifluoromethane sulphonate, its heptafluoropropane sulphonate Or nonafluorobutanesulfonate thereof; 1- (4-methylphenyl) ) Tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate 1- (4-methoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; 1- (4-ethoxynaphthalene-1- Yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanesulfonate or its nonaflu 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; 1-phenyltetrahydrothiopyranium trifluoromethanesulfonate , Its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1- (4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiopyranium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1- (3,5-dimethyl -4-Hydroxyphenyl) tetrahydrothiopyranium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanes Honeto or nonafluorobutanesulfonate; 1- (4-methylphenyl) trifluoromethanesulfonate tetrahydrothiophenium Pila chloride, heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, and the like.
In addition, onium salts in which the anion portion of these onium salts is replaced with methanesulfonate, n-propanesulfonate, n-butanesulfonate, or n-octanesulfonate can also be used.

また、前記一般式(b−1)または(b−2)において、アニオン部を下記一般式(b−3)または(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)または(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 2009193041
[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 2009193041
[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 The ratio of fluorine atoms in the alkylene group or alkyl group, that is, the fluorination rate is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all. Are a perfluoroalkylene group or a perfluoroalkyl group in which a hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.

また、前記一般式(b−1)または(b−2)において、アニオン部を下記一般式(b1−12)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)または(b−2)と同様)。
−O−Y’−SO ・・・ (b1−12)
[式中、Rは1価の芳香族有機基であり;Y’はフッ素置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキレン基である。]
Moreover, the onium salt type acid generator which replaced the anion part by the anion part represented by the following general formula (b1-12) in the said general formula (b-1) or (b-2) can also be used ( The cation moiety is the same as (b-1) or (b-2).
R 2 —O—Y 1 ′ —SO 3 (b1-12)
[Wherein R 2 is a monovalent aromatic organic group; Y 1 ′ is an optionally substituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. ]

前記一般式(b1−12)中、Rは1価の芳香族有機基であり;Y’はフッ素置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキレン基である。
の1価の芳香族有機基としては、フェニル基、ビフェニル(biphenyl)基、フルオレニル(fluorenyl)基、ナフチル基、アントリル(anthryl)基、フェナントリル基等の、芳香族炭化水素の環から水素原子を1つ除いたアリール基;これらのアリール基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアリールアルキル基等が挙げられる。前記アリールアルキル基中のアルキル鎖の炭素数が1〜4であることが好ましく、1〜3であることがより好ましく、1〜2であることが特に好ましい。これらのアリール基、ヘテロアリール基、アリールアルキル基は、炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子等の置換基を有していても良い。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。該ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、臭素原子などが挙げられ、フッ素原子であることが好ましい。
の1価の芳香族有機基の炭素数は、6〜20が好ましく、6〜10がより好ましく、10が特に好ましい。
の1価の芳香族有機基としては、ベンジル基、フェネチル基等のアリールアルキル基であることがより好ましく、ベンジル基であることが特に好ましい。
In the general formula (b1-12), R 2 is a monovalent aromatic organic group; Y 1 ′ is an optionally substituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
Examples of the monovalent aromatic organic group of R 2 include hydrogen from an aromatic hydrocarbon ring such as a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, and a phenanthryl group. An aryl group with one atom removed; a heteroaryl group in which some of the carbon atoms constituting the ring of these aryl groups are substituted with a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom; a benzyl group or a phenethyl group And arylalkyl groups. The alkyl chain in the arylalkyl group preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 2 carbon atoms. These aryl group, heteroaryl group, and arylalkyl group may have a substituent such as an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, or a halogen atom. The alkyl group or halogenated alkyl group in the substituent preferably has 1 to 8 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms. The halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, an iodine atom, and a bromine atom, and a fluorine atom is preferable.
The number of carbon atoms of the monovalent aromatic organic group R 2 is 6-20, more preferably 6-10, particularly preferably 10.
The monovalent aromatic organic group for R 2 is more preferably an arylalkyl group such as a benzyl group or a phenethyl group, and particularly preferably a benzyl group.

’の、フッ素置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキレン基としては、
−CF−、−CFCF−、−CFCFCF−、−CF(CF)CF−、−CF(CFCF)−、−C(CF−、−CFCFCFCF−、−CF(CF)CFCF−、−CFCF(CF)CF−、−CF(CF)CF(CF)−、−C(CFCF−、−CF(CFCF)CF−、−CF(CFCFCF)−、−C(CF)(CFCF)−;
−CHF−、−CHCF−、−CHCHCF−、−CHCFCF−、−CH(CF)CH−、−CH(CFCF)−、−C(CH)(CF)−、−CHCHCHCF−、−CHCHCFCF−、−CH(CF)CHCH−、−CHCH(CF)CH−、−CH(CF)CH(CF)−、−C(CFCH−;
−CH−、−CHCH−、−CHCHCH−、−CH(CH)CH−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−CHCHCHCH−、−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−、−CH(CHCHCH)−、−C(CH)(CHCH)−;等を挙げることができる。
As the optionally substituted fluorine-substituted alkylene group for Y 1 ′,
-CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF (CF 3) CF 2 -, - CF (CF 2 CF 3) -, - C (CF 3) 2 -, -CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF (CF 3) CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF (CF 3) CF 2 -, - CF (CF 3) CF (CF 3) -, - C (CF 3) 2 CF 2 - , - CF (CF 2 CF 3) CF 2 -, - CF (CF 2 CF 2 CF 3) -, - C (CF 3) (CF 2 CF 3) -;
-CHF -, - CH 2 CF 2 -, - CH 2 CH 2 CF 2 -, - CH 2 CF 2 CF 2 -, - CH (CF 3) CH 2 -, - CH (CF 2 CF 3) -, - C (CH 3) (CF 3 ) -, - CH 2 CH 2 CH 2 CF 2 -, - CH 2 CH 2 CF 2 CF 2 -, - CH (CF 3) CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH ( CF 3) CH 2 -, - CH (CF 3) CH (CF 3) -, - C (CF 3) 2 CH 2 -;
-CH 2 -, - CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH (CH 3) CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) 2 -, -CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH (CH 3) CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 -, - CH (CH 3) CH (CH 3) -, - C (CH 3 ) 2 CH 2 —, —CH (CH 2 CH 3 ) CH 2 —, —CH (CH 2 CH 2 CH 3 ) —, —C (CH 3 ) (CH 2 CH 3 ) —; be able to.

また、Y’の、フッ素置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキレン基としては、Sに結合する炭素原子がフッ素化されていることが好ましく、このようなフッ素化アルキレン基として、
−CF−、−CFCF−、−CFCFCF−、−CF(CF)CF−、−CFCFCFCF−、−CF(CF)CFCF−、−CFCF(CF)CF−、−CF(CF)CF(CF)−、−C(CFCF−、−CF(CFCF)CF−;
−CHCF−、−CHCHCF−、−CHCFCF−;
−CHCHCHCF−、−CHCHCFCF−、−CHCFCFCF−;等を挙げることができる。
これらの中でも、−CFCF−、−CFCFCF−、またはCHCFCF−が好ましく、−CFCF−またはCFCFCF−がより好ましく、−CFCF−が特に好ましい。
Further, the Y 1 ', the fluorine substituents on these alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, it is preferred that the carbon atom bonded to S is fluorinated, as such a fluorinated alkylene group,
-CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF (CF 3) CF 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF (CF 3) CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF (CF 3) CF 2 -, - CF (CF 3) CF (CF 3) -, - C (CF 3) 2 CF 2 -, - CF (CF 2 CF 3) CF 2 -;
-CH 2 CF 2 -, - CH 2 CH 2 CF 2 -, - CH 2 CF 2 CF 2 -;
-CH 2 CH 2 CH 2 CF 2 -, - CH 2 CH 2 CF 2 CF 2 -, - CH 2 CF 2 CF 2 CF 2 -; and the like.
Of these, -CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 -, or CH 2 CF 2 CF 2 - is preferable, -CF 2 CF 2 - or CF 2 CF 2 CF 2 - is more preferable, - CF 2 CF 2 — is particularly preferred.

前記一般式(b1−12)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の具体例としては、以下の式(b−12−1)〜(b−12−18)で表される化合物が挙げられる。   Specific examples of the onium salt acid generator replaced with the anion moiety represented by the general formula (b1-12) are represented by the following formulas (b-12-1) to (b-12-18). Compounds.

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

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 2009193041
[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 2009193041
[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のアルキル基が好ましく、なかでも直鎖または分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、または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また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。
41〜R46に付された符号n〜nが2以上の整数である場合、複数のR41〜R46はそれぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
は、好ましくは0〜2であり、より好ましくは0または1であり、さらに好ましくは0である。
およびnは、好ましくはそれぞれ独立して0または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または1である。
は、好ましくは0または1であり、より好ましくは0である。
は、好ましくは0または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 an 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, an isopropyl group, n A butyl group or a 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.
When the symbols n 1 to n 6 attached to R 41 to R 46 are integers of 2 or more, the plurality of R 41 to R 46 may be the same or different.
n 1 is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1, and still more preferably 0.
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(R4”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)または(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). An anion moiety represented by the general formula (b-3) or (b-4), etc. Among them, a fluorinated alkyl sulfonate ion is preferable, and a fluorinated alkyl sulfonic acid having 1 to 4 carbon atoms. Ion is more preferable, and linear perfluoroalkylsulfonic acid ions having 1 to 4 carbon atoms are particularly preferable, and specific examples thereof include trifluoromethylsulfonic acid ions, heptafluoro-n-propylsulfonic acid ions, and nonafluoro-n. -Butyl sulfonate ion etc. are mentioned.

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 2009193041
[式(B−1)中、R31、R32はそれぞれ独立に有機基を表す。]
Figure 2009193041
[In formula (B-1), R 31 and R 32 each independently represents an organic group. ]

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

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

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

Figure 2009193041
[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 2009193041
[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 2009193041
[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 2009193041
[In Formula (B-3), R 36 represents a cyano group, an alkyl group having no substituent, or a halogenated alkyl group. R 37 is a divalent or trivalent aromatic hydrocarbon group. R38 is an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. p ″ is 2 or 3.]

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

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

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

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

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

Figure 2009193041
Figure 2009193041

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

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

<(S)成分>
本発明のポジ型レジスト組成物は、(A)成分および(B)成分を有機溶剤(S)(以下、(S)成分ということがある)に溶解させたものである。
本発明のポジ型レジスト組成物において、(S)成分は、後述する第一のレジスト膜を溶解せず、かつ(A)成分および(B)成分を溶解することができる有機溶剤である。該(S)成分を含有することにより、後述する第一のポジ型レジスト組成物により形成された第一のレジストパターンが形成された支持体上に、本発明のポジ型レジスト組成物を塗布しても、第一のレジストパターンが溶解しにくく、ダブルパターニング法によりレジストパターンを安定に形成することができる。
<(S) component>
The positive resist composition of the present invention is obtained by dissolving the component (A) and the component (B) in an organic solvent (S) (hereinafter sometimes referred to as the component (S)).
In the positive resist composition of the present invention, the component (S) is an organic solvent that does not dissolve the first resist film described later and can dissolve the components (A) and (B). By containing the component (S), the positive resist composition of the present invention is applied onto a support on which a first resist pattern formed by the first positive resist composition described later is formed. However, the first resist pattern is hardly dissolved, and the resist pattern can be stably formed by the double patterning method.

該(S)成分としては、後述する第一のレジスト膜との相溶性をほとんど有さず、かつ(A)成分および(B)成分を溶解し、均一な溶液とすることができる有機溶剤であれば、特に限定されるものではなく、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。   The (S) component is an organic solvent that has almost no compatibility with the first resist film described later, and can dissolve the (A) component and the (B) component to form a uniform solution. As long as the solvent is not particularly limited, any one or more of conventionally known solvents for chemically amplified resists can be appropriately selected and used.

・(S1)成分
本発明のポジ型レジスト組成物において、(S)成分としては、特に、アルコール系有機溶剤(以下、(S1)成分ということがある)であることが好ましい。
ここで、「アルコール系有機溶剤」とは、脂肪族炭化水素の水素原子の少なくとも1つが水酸基で置換された化合物であって、常温、常圧下で液体である化合物である。
-(S1) Component In the positive resist composition of the present invention, the (S) component is particularly preferably an alcoholic organic solvent (hereinafter sometimes referred to as the (S1) component).
Here, the “alcohol-based organic solvent” is a compound in which at least one of the hydrogen atoms of the aliphatic hydrocarbon is substituted with a hydroxyl group, and is a compound that is liquid at normal temperature and normal pressure.

(S1)成分としては、1価アルコールが好ましく、その中でも、炭素数にもよるが、1級または2級の1価アルコールがより好ましく、中でも1級の1価アルコールが最も好ましい。
アルコール系有機溶剤の沸点は80〜160℃であることが好ましく、90〜150℃であることがさらに好ましく、100〜135℃であることが塗布性、保存時の組成の安定性、およびPAB工程やPEB工程の加熱温度の観点から最も好ましい。
ここで1価アルコールとは、アルコール分子に含まれるヒドロキシ基の数が1個の場合を意味するものであり、2価アルコール、または3価アルコールおよびその誘導体は含まれない。
As the component (S1), a monohydric alcohol is preferable. Among them, although depending on the number of carbon atoms, a primary or secondary monohydric alcohol is more preferable, and a primary monohydric alcohol is most preferable.
The boiling point of the alcohol-based organic solvent is preferably 80 to 160 ° C., more preferably 90 to 150 ° C., and preferably 100 to 135 ° C., coating properties, stability of composition during storage, and PAB process. And the most preferable from the viewpoint of the heating temperature in the PEB process.
Here, the monohydric alcohol means a case where the number of hydroxy groups contained in the alcohol molecule is 1, and does not include a dihydric alcohol, a trihydric alcohol, or a derivative thereof.

アルコール系有機溶剤としては、n−ペンチルアルコール(沸点138.0℃)、s−ペンチルアルコール(沸点119.3℃)、t−ペンチルアルコール(101.8℃)、イソペンチルアルコール(沸点130.8℃)、イソブタノール(イソブチルアルコールまたは2−メチル−1−プロパノールとも呼ぶ)(沸点107.9℃)、イソプロピルアルコール(沸点82.3℃)、2−エチルブタノール(沸点147℃)、ネオペンチルアルコール(沸点114℃)、n−ブタノール(沸点117.7℃)、s−ブタノール(沸点99.5℃)、t−ブタノール(沸点82.5℃)、1−プロパノール(沸点97.2℃)、n−ヘキサノール(沸点157.1℃)、2−ヘプタノール(沸点160.4℃)、3−ヘプタノール(沸点156.2℃)、2−メチル−1−ブタノール(沸点128.0℃)、2−メチル−2−ブタノール(沸点112.0℃)、4−メチル−2−ペンタノール(沸点131.8℃)等が挙げられる。特に(S1’)成分を含有することによる効果が良好であることから、イソブタノール(2−メチル−1−プロパノール)、4−メチル−2−ペンタノール、n−ブタノール等が好適である。その中でもイソブタノール、n−ブタノールが好ましく、イソブタノールが最も好ましい。   Examples of alcohol-based organic solvents include n-pentyl alcohol (boiling point 138.0 ° C), s-pentyl alcohol (boiling point 119.3 ° C), t-pentyl alcohol (101.8 ° C), isopentyl alcohol (boiling point 130.8). ° C), isobutanol (also called isobutyl alcohol or 2-methyl-1-propanol) (boiling point 107.9 ° C), isopropyl alcohol (boiling point 82.3 ° C), 2-ethylbutanol (boiling point 147 ° C), neopentyl alcohol (Boiling point 114 ° C), n-butanol (boiling point 117.7 ° C), s-butanol (boiling point 99.5 ° C), t-butanol (boiling point 82.5 ° C), 1-propanol (boiling point 97.2 ° C), n-hexanol (boiling point 157.1 ° C.), 2-heptanol (boiling point 160.4 ° C.), 3-heptanol (boiling point 15 2 ° C.), 2-methyl-1-butanol (boiling point 128.0 ° C.), 2-methyl-2-butanol (boiling point 112.0 ° C.), 4-methyl-2-pentanol (boiling point 131.8 ° C.) Etc. In particular, isobutanol (2-methyl-1-propanol), 4-methyl-2-pentanol, n-butanol, and the like are preferable because the effect of containing the component (S1 ′) is good. Among these, isobutanol and n-butanol are preferable, and isobutanol is most preferable.

これらの(S1)成分は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
本発明において、(S1)成分としては、中でもイソブタノールを含んでいることが特に好ましい。
(S1)成分の含有量は、(S)成分中、50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは80質量%以上、最も好ましくは100質量%である。該範囲の下限値以上であることにより、本発明のポジ型レジスト組成物を塗布した際、第一のレジストパターンがより溶解しにくくなる。
These (S1) components may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types.
In the present invention, the component (S1) particularly preferably contains isobutanol.
The content of the component (S1) is preferably 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and most preferably 100% by mass in the component (S). By being more than the lower limit of this range, when the positive resist composition of the present invention is applied, the first resist pattern is more difficult to dissolve.

・(S2)成分
本発明の効果を損なわない範囲で、(S)成分は、(S1)成分に加えて、水酸基を有さないエーテル系有機溶剤(以下、(S2)成分ということがある)を含んでいてもよい。
ここで、「水酸基を有さないエーテル系有機溶剤」とは、その構造中にエーテル結合(C−O−C)を有し、水酸基を有さず、かつ常温常圧下で液体である化合物である。
前記水酸基を有さないエーテル系有機溶剤は、さらに、水酸基に加えてカルボニル基も有さないことが好ましい。
水酸基を有さないエーテル系有機溶剤としては、下記一般式(s1’−1)で表される化合物が好適なものとして挙げられる。
40−O−R41 …(s1’−1)
[式中、R40、R41はそれぞれ独立して炭化水素基である。または、R40とR41とが結合して環を形成していてもよい。−O−はエーテル結合を示す。]
-(S2) component In the range which does not impair the effect of this invention, in addition to (S1) component, (S1) component is an ether type organic solvent which does not have a hydroxyl group (henceforth (S2) component). May be included.
Here, the “ether-based organic solvent having no hydroxyl group” is a compound that has an ether bond (C—O—C) in its structure, has no hydroxyl group, and is liquid under normal temperature and normal pressure. is there.
The ether-based organic solvent having no hydroxyl group preferably further has no carbonyl group in addition to the hydroxyl group.
Preferred examples of the ether organic solvent having no hydroxyl group include compounds represented by the following general formula (s1′-1).
R 40 —O—R 41 (s1′-1)
[Wherein, R 40 and R 41 each independently represent a hydrocarbon group. Alternatively, R 40 and R 41 may be bonded to form a ring. -O- represents an ether bond. ]

前記式中、R40、R41の炭化水素基としては、たとえばアルキル基、アリール基等が挙げられ、アルキル基が好ましい。なかでも、R40、R41のいずれもアルキル基であることが好ましく、R40とR41とが同じアルキル基であることがより好ましい。
40、R41の各アルキル基としては、特に制限はなく、たとえば炭素数1〜20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。該アルキル基は、その水素原子の一部または全部がハロゲン原子等で置換されていてもよく、されていなくてもよい。
該アルキル基としては、レジスト組成物の塗布性が良好なこと等から、炭素数1〜15であることが好ましく、炭素数1〜10であることがより好ましい。具体的には、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、n−ペンチル基、イソペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基等が挙げられ、n−ブチル基、イソペンチル基が特に好ましい。
前記アルキ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。
In the above formula, examples of the hydrocarbon group for R 40 and R 41 include an alkyl group and an aryl group, and an alkyl group is preferred. Among them, it is preferable that any of R 40, R 41 is an alkyl group, more preferably a R 40 and R 41 are the same alkyl group.
As each of the alkyl groups of R 40, R 41, not particularly limited, for example, straight, branched or cyclic alkyl group, and the like. In the alkyl group, part or all of the hydrogen atoms may or may not be substituted with a halogen atom or the like.
The alkyl group preferably has 1 to 15 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, because the coating properties of the resist composition are good. Specific examples include an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an n-pentyl group, an isopentyl group, a cyclopentyl group, and a hexyl group, and an n-butyl group and an isopentyl group are particularly preferable. .
The halogen atom that may be substituted for the hydrogen atom of the alkyl group is preferably a fluorine atom.

40、R41の各アリール基としては、特に制限はなく、たとえば炭素数6〜12のアリール基であって、該アリール基は、その水素原子の一部または全部がアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等で置換されていてもよく、されていなくてもよい。
該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、ベンジル基、ナフチル基等が挙げられる。
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より好ましい。
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、エトキシ基がより好ましい。
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。
Each aryl group for R 40 and R 41 is not particularly limited, and is, for example, an aryl group having 6 to 12 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 halogen atom or the like.
The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms because it can be synthesized at a low cost. Specifically, a phenyl group, a benzyl group, a naphthyl group, etc. are mentioned, for example.
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 more preferable.
As the alkoxy group which may substitute the hydrogen atom of the aryl group, a C1-C5 alkoxy group is preferable, and a methoxy group and an ethoxy group are more preferable.
The halogen atom that may substitute the hydrogen atom of the aryl group is preferably a fluorine atom.

また、上記式においては、R40とR41とが結合して環を形成していてもよい。
40およびR41は、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1〜10のアルキレン基)であって、R40の末端と、R41の末端とが結合して環を形成する。また、アルキレン基の炭素原子は、酸素原子で置換されていてもよい。
かかるエーテル系有機溶剤の具体例としては、たとえば1,8−シネオール、テトラヒドロフラン、ジオキサン等が挙げられる。
In the above formula, R 40 and R 41 may combine to form a ring.
R 40 and R 41 are each independently a linear or branched alkylene group (preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms), and the end of R 40 and the end of R 41 are bonded to each other. To form a ring. In addition, the carbon atom of the alkylene group may be substituted with an oxygen atom.
Specific examples of such ether-based organic solvents include 1,8-cineol, tetrahydrofuran, dioxane and the like.

水酸基を有さないエーテル系有機溶剤の沸点(常圧下)は、30〜300℃であることが好ましく、100〜200℃であることがより好ましく、140〜180℃であることがさらに好ましい。該温度範囲の下限値以上であることにより、本発明のポジ型レジスト組成物の塗布時のスピンコート中、(S)成分が蒸発しにくくなって塗布ムラが抑制され、塗布性が向上する。一方、上限値以下であることにより、プリベークによって(S)成分がレジスト膜中から充分に除かれ、第二のレジスト膜の形成性が向上する。また、該温度範囲であると、レジストパターンの膜減り低減効果、保存時の組成の安定性がより向上する。また、PAB工程やPEB工程の加熱温度の観点からも好ましい。   The boiling point (under normal pressure) of the ether-based organic solvent having no hydroxyl group is preferably 30 to 300 ° C, more preferably 100 to 200 ° C, and further preferably 140 to 180 ° C. By being above the lower limit of the temperature range, during spin coating during application of the positive resist composition of the present invention, the (S) component is less likely to evaporate, and coating unevenness is suppressed and coating properties are improved. On the other hand, by being below the upper limit, the (S) component is sufficiently removed from the resist film by pre-baking, and the formability of the second resist film is improved. Moreover, when the temperature is within this range, the effect of reducing the film thickness of the resist pattern and the stability of the composition during storage are further improved. Moreover, it is preferable also from a viewpoint of the heating temperature of a PAB process or a PEB process.

水酸基を有さないエーテル系有機溶剤の具体例としては、たとえば1,8−シネオール(沸点176℃)、ジブチルエーテル(沸点142℃)、ジイソペンチルエーテル(沸点171℃)、ジオキサン(沸点101℃)、アニソール(沸点155℃)、エチルベンジルエーテル(沸点189℃)、ジフェニルエーテル(沸点259℃)、ジベンジルエーテル(沸点297℃)、フェネトール(沸点170℃)、ブチルフェニルエーテル、テトラヒドロフラン(沸点66℃)、エチルプロピルエーテル(沸点63℃)、ジイソプロピルエーテル(沸点69℃)、ジヘキシルエーテル(沸点226℃)、ジプロピルエーテル(沸点91℃)等が挙げられる。   Specific examples of ether organic solvents having no hydroxyl group include, for example, 1,8-cineol (boiling point 176 ° C.), dibutyl ether (boiling point 142 ° C.), diisopentyl ether (boiling point 171 ° C.), dioxane (boiling point 101 ° C.). ), Anisole (boiling point 155 ° C.), ethyl benzyl ether (boiling point 189 ° C.), diphenyl ether (boiling point 259 ° C.), dibenzyl ether (boiling point 297 ° C.), phenetole (boiling point 170 ° C.), butyl phenyl ether, tetrahydrofuran (boiling point 66 ° C.) ), Ethyl propyl ether (boiling point 63 ° C.), diisopropyl ether (boiling point 69 ° C.), dihexyl ether (boiling point 226 ° C.), dipropyl ether (boiling point 91 ° C.) and the like.

これらの(S2)成分は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
本発明において、(S2)成分としては、レジストパターンの膜減り低減効果が良好なことから、環状または鎖状のエーテル系有機溶剤であることが好ましく、なかでも1,8−シネオール、ジブチルエーテルおよびジイソペンチルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
These (S2) components may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types.
In the present invention, the component (S2) is preferably a cyclic or chain ether-based organic solvent because of its good effect of reducing the film loss of the resist pattern, and among them, 1,8-cineol, dibutyl ether and At least one selected from the group consisting of diisopentyl ether is preferred.

・(S3)成分
本発明の効果を損なわない範囲で、(S)成分は、(S1)成分に加えて、(S1)成分および(S2)成分以外の有機溶剤(以下、(S3)成分という。)を併用することができる。(S3)成分を併用することにより、(A)成分や(B)成分等の溶解性やその他の特性を調整することができる。
(S3)成分は、例えば従来、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。
-(S3) component In the range which does not impair the effect of this invention, in addition to (S1) component, (S1) component is organic solvent other than (S1) component and (S2) component (henceforth (S3) component). .) Can be used in combination. By using the component (S3) in combination, the solubility and other characteristics of the component (A) and the component (B) can be adjusted.
As the component (S3), for example, one or two or more kinds of conventionally known solvents as chemical amplification resists can be appropriately selected and used.

(S3)成分としては、例えば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類;
アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;
エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;
エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];
ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;
アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤等を挙げることができる。
これらの(S3)成分は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
Examples of the component (S3) include lactones such as γ-butyrolactone;
Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, 2-heptanone;
Polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol;
Compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoacetate, monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl of the polyhydric alcohols or the compound having an ester bond Derivatives of polyhydric alcohols such as ethers, monoalkyl ethers such as monobutyl ether or compounds having an ether bond such as monophenyl ether [in these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME) Is preferred];
Cyclic ethers such as dioxane and esters such as methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate;
Aromatic organic solvents such as anisole, ethyl benzyl ether, cresyl methyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetol, butyl phenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, mesitylene, etc. be able to.
These (S3) components may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types.

(S)成分全体の使用量は特に限定しないが、本発明のポジ型レジスト組成物が、支持体上に塗布可能な濃度の液体となる量が用いられる。   The amount of the component (S) used as a whole is not particularly limited, but an amount that makes the positive resist composition of the present invention a liquid having a concentration that can be applied onto a support is used.

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

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

(E)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(E)成分は、(A)成分100質量部当り0.01〜5.0質量部の割合で用いられる。
(E) A component may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
(E) A component is used in the ratio of 0.01-5.0 mass parts per 100 mass parts of (A) component.

第一のレジスト組成物としてポジ型レジスト組成物を用いるダブルパターニング法において、第二のレジスト組成物として本発明のポジ型レジスト組成物を用いた場合には、支持体上に形成された第一のレジストパターン上に、直接本発明のポジ型レジスト組成物を塗布したとしても、該第一のレジストパターンを損なうことなく、第二のレジストパターンを形成することができる。かかる効果が得られる理由は明らかではないが、以下のことが考えられる。すなわち、上記(A)成分として構成単位(a0−1)と(a0−2)を有することにより、アルコール系有機溶剤等の、従来のポジ型レジスト組成物が溶解し難い有機溶剤に対しても十分に溶解することができるため、上記(S)成分として従来のポジ型レジスト組成物を溶解しない有機溶剤を用いることが可能となる。つまり、本発明のポジ型レジスト組成物は、(S)成分が後述する第一のレジスト膜を溶解しない有機溶剤であるため、第一のレジストパターンが溶解しにくく、ダブルパターニング法によりレジストパターンを安定に形成することができる。   In the double patterning method using the positive resist composition as the first resist composition, when the positive resist composition of the present invention is used as the second resist composition, the first resist composition formed on the support is used. Even if the positive resist composition of the present invention is directly applied on the resist pattern, the second resist pattern can be formed without impairing the first resist pattern. The reason why such an effect is obtained is not clear, but the following can be considered. That is, by having the structural units (a0-1) and (a0-2) as the component (A), it is also possible for an organic solvent such as an alcohol-based organic solvent in which a conventional positive resist composition is difficult to dissolve. Since it can be sufficiently dissolved, an organic solvent that does not dissolve the conventional positive resist composition can be used as the component (S). That is, since the positive resist composition of the present invention is an organic solvent that does not dissolve the first resist film (S), which will be described later, the first resist pattern is difficult to dissolve, and the resist pattern is formed by a double patterning method. It can be formed stably.

本発明のポジ型レジスト組成物が、アルコール系有機溶剤等の、従来のポジ型レジスト組成物が溶解し難い有機溶剤に対し高い溶解性を有する理由は明らかではないが、以下のことが考えられる。従来ArFエキシマレーザーリソグラフィー等に使用されるポジ型レジスト組成物の多くは、現像液との親和性を高め、露光部でのアルカリ溶解性を向上させる等の目的のために、極性基含有脂肪族炭化水素基、例えば「−Y(脂肪族環式基)−OH」という構造等を有する構成単位を多く含んでいる。一方で、本発明のポジ型レジスト組成物は、(A)成分として、「−Y−(CH)e−O−Z」という構造を有する構成単位(a0−1)を含むものである。この「−Y−(CH)e−O−Z」におけるZは、水素原子に比べて極性が低く、かつある程度長い分子鎖長を有するため、(A)成分のアルコール系有機溶剤等への親和性を高め、溶解性を向上させていると推測される。また、本発明のポジ型レジスト組成物は、(A)成分として、構成単位(a0−1)に加えて構成単位(a0−2)を有することにより、リソグラフィー特性を損なうことなく、アルコール系有機溶剤等への溶解性を向上させることができると推察される。 The reason why the positive resist composition of the present invention has high solubility in an organic solvent in which a conventional positive resist composition is difficult to dissolve, such as an alcohol-based organic solvent, is not clear, but the following may be considered. . Many of positive resist compositions conventionally used for ArF excimer laser lithography and the like are polar group-containing aliphatics for the purpose of improving affinity with a developer and improving alkali solubility in an exposed area. It contains many structural units having a hydrocarbon group, for example, a structure such as “—Y 1 (aliphatic cyclic group) —OH”. On the other hand, the positive resist composition of the present invention contains a structural unit (a0-1) having a structure of “—Y 1 — (CH 2 ) e—O—Z” as the component (A). Since Z in this “—Y 1 — (CH 2 ) e—O—Z” is less polar than a hydrogen atom and has a somewhat long molecular chain length, it can be used as an alcohol-based organic solvent as component (A). It is presumed that the affinity is increased and the solubility is improved. In addition, the positive resist composition of the present invention has an alcohol-based organic compound as a component (A) by having the structural unit (a0-2) in addition to the structural unit (a0-1) without impairing the lithography properties. It is presumed that the solubility in a solvent or the like can be improved.

≪レジストパターンの形成方法≫
本発明のレジストパターン形成方法は、支持体上に、ポジ型レジスト組成物(以下、第一のポジ型レジスト組成物ということもある。)を塗布して第一のレジスト膜を形成する工程(以下、膜形成工程(1)という。)と、前記第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程(以下、パターニング工程(1)という。)と、前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、本発明のポジ型レジスト組成物を塗布して第二のレジスト膜を形成する工程(以下、膜形成工程(2)という。)と、前記第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する工程(以下、パターニング工程(2)という。)とを含む。
以下、各工程について、より詳細に説明する。
≪Resist pattern formation method≫
In the resist pattern forming method of the present invention, a positive resist composition (hereinafter also referred to as a first positive resist composition) is applied on a support to form a first resist film ( Hereinafter, a film forming step (1)) and a step of selectively exposing the first resist film and performing alkali development to form a first resist pattern (hereinafter referred to as a patterning step (1)). And a step of forming a second resist film by applying the positive resist composition of the present invention on the support on which the first resist pattern is formed (hereinafter referred to as film forming step (2)). And a step of selectively exposing the second resist film and performing alkali development to form a resist pattern (hereinafter referred to as a patterning step (2)).
Hereinafter, each step will be described in more detail.

[膜形成工程(1)]
支持体としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例示することができる。より具体的には、シリコンウェーハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
また、支持体としては、上述のような基板上に、無機系および/または有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、有機反射防止膜(有機BARC)が挙げられる。
[Film Formation Step (1)]
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 an organic antireflection film (organic BARC).

第一のレジスト膜は、従来公知の方法により形成でき、たとえばポジ型レジスト組成物を支持体上に塗布することにより形成できる。ポジ型レジスト組成物の塗布は、スピンナー等を用いる従来公知の方法によって行うことができる。
第一のレジスト膜形成に用いられるポジ型レジスト組成物(以下、第一のポジ型レジスト組成物ということがある。)については、詳しくは後述する。
具体的には、たとえば上記第一のポジ型レジスト組成物を、支持体上にスピンナー等で塗布し、80〜150℃の温度条件下、ベーク処理(プレベーク)を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施し、有機溶剤を揮発させることにより第一のレジスト膜を形成できる。
レジスト膜の厚さは、好ましくは50〜500nm、より好ましくは50〜450nmである。この範囲内とすることにより、レジストパターンを高解像度で形成できる、エッチングに対する充分な耐性が得られる等の効果がある。
The first resist film can be formed by a conventionally known method, for example, by applying a positive resist composition on a support. The positive resist composition can be applied by a conventionally known method using a spinner or the like.
The positive resist composition used for forming the first resist film (hereinafter sometimes referred to as the first positive resist composition) will be described in detail later.
Specifically, for example, the first positive resist composition is applied onto a support with a spinner or the like, and is baked (pre-baked) at a temperature of 80 to 150 ° C. for 40 to 120 seconds, preferably 60. The first resist film can be formed by applying for ~ 90 seconds and volatilizing the organic solvent.
The thickness of the resist film is preferably 50 to 500 nm, more preferably 50 to 450 nm. By setting it within this range, there are effects such that a resist pattern can be formed with high resolution and sufficient resistance to etching can be obtained.

[パターニング工程(1)]
パターニング工程(1)は、従来公知の方法を利用して行うことができ、たとえば、所定のパターンが形成されたマスク(マスクパターン)を介して第一のレジスト膜を選択的に露光し、80〜150℃の温度条件下、ベーク処理(PEB(露光後加熱))を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施して施し、例えば0.1〜10質量%濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液でアルカリ現像すると、第一のレジスト膜の露光部が除去されて第一のレジストパターンが形成される。
なお、場合によっては、上記アルカリ現像後にポストベーク工程を含んでもよい。
露光に用いる波長は、特に限定されず、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線などの放射線を用いて行うことができる。
[Patterning process (1)]
The patterning step (1) can be performed using a conventionally known method. For example, the first resist film is selectively exposed through a mask (mask pattern) on which a predetermined pattern is formed. Baking treatment (PEB (post-exposure heating)) is applied for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds under a temperature condition of ˜150 ° C., for example, tetramethylammonium hydroxide having a concentration of 0.1 to 10% by mass ( When alkali development is performed with an aqueous solution of TMAH), the exposed portion of the first resist film is removed and a first resist pattern is formed.
In some cases, a post-baking step may be included after the alkali development.
The wavelength used for exposure is not particularly limited, and includes KrF excimer laser, ArF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-ray, soft X-ray, etc. Can be done using radiation.

このとき、第一のレジスト膜の選択的露光は、空気や窒素等の不活性ガス中で行う通常の露光(ドライ露光)であってもよく、液浸露光で行ってもよい。
液浸露光では、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を行う。
より具体的には、液浸露光は、上記のようにして得られた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、所望のマスクパターンを介して露光(浸漬露光)することによって実施できる。
液浸媒体としては、空気の屈折率よりも大きく、かつ当該浸漬露光によって露光されるレジスト膜(パターニング工程(1)においては第一のレジスト膜)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。
At this time, the selective exposure of the first resist film may be normal exposure (dry exposure) performed in an inert gas such as air or nitrogen, or may be performed by immersion exposure.
In immersion exposure, as described above, the portion between the lens, which has been filled with an inert gas such as air or nitrogen, and the resist film on the wafer at the time of exposure is refracted larger than the refractive index of air. The exposure is performed in a state filled with a solvent having a high rate (immersion medium).
More specifically, the immersion exposure is a solvent (immersion medium) having a refractive index larger than the refractive index of air between the resist film obtained as described above and the lowermost lens of the exposure apparatus. And in this state, exposure (immersion exposure) is performed through a desired mask pattern.
As the immersion medium, a solvent having a refractive index larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist film (first resist film in the patterning step (1)) exposed by the immersion exposure. Is preferred. 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.).

[膜形成工程(2)]
次に、第一のレジストパターンが形成された支持体上に、本発明のポジ型レジスト組成物を塗布し、複数のレジストパターン間の空隙を充填する第二のレジスト膜を形成する。
第二のレジスト膜は、第一のレジスト膜と同様、従来公知の方法によって形成することができる。
第二のレジスト膜の膜厚は、少なくとも、第一のレジストパターンの高さと同じか、それよりも厚いことが好ましい。すなわち、支持体を第二のレジスト膜側から見た場合に、その表面が平坦であることが好ましい。
[Film Formation Step (2)]
Next, the positive resist composition of the present invention is applied on the support on which the first resist pattern is formed, thereby forming a second resist film that fills the gaps between the plurality of resist patterns.
Similar to the first resist film, the second resist film can be formed by a conventionally known method.
The film thickness of the second resist film is preferably at least the same as or higher than the height of the first resist pattern. That is, when the support is viewed from the second resist film side, the surface is preferably flat.

[パターニング工程(2)]
次に、第二のレジスト膜の、複数のレジストパターンが形成された位置とは異なる位置を選択的に露光し、現像する。これにより、第二のレジスト膜の未露光部が除去されて、複数のレジストパターン間に、それぞれ、新しく複数のレジストパターンが形成される。結果、支持体上に、複数のレジストパターンと、第二のレジスト膜に新たに形成された複数のレジストパターンとからなるレジストパターンが形成される。
ここで、本発明においては、第一のレジストパターンと完全に一致する場合以外はすべて「第一のレジストパターンを形成した位置とは異なる位置」であり、全く重複していない場合、および一部重複している場合を含むものとする。
本発明においては、第一のレジストパターンを形成した位置と、パターニング工程(2)で選択的に露光する位置とが全く重複しないことが好ましい。これにより、パターニング工程(1)で形成した第一のレジストパターンよりも、パターン間の間隔(ピッチ)が狭い狭ピッチのパターンが形成できる。
[Patterning process (2)]
Next, a position different from the position where the plurality of resist patterns are formed on the second resist film is selectively exposed and developed. Thereby, the unexposed portion of the second resist film is removed, and a plurality of resist patterns are newly formed between the plurality of resist patterns. As a result, a resist pattern including a plurality of resist patterns and a plurality of resist patterns newly formed on the second resist film is formed on the support.
Here, in the present invention, except for the case where it completely coincides with the first resist pattern, all are “positions different from the position where the first resist pattern is formed”, and there are no overlaps and some Including duplicate cases.
In the present invention, it is preferable that the position where the first resist pattern is formed and the position where the first resist pattern is selectively exposed do not overlap at all. Thereby, a narrow pitch pattern in which the interval (pitch) between patterns is narrower than the first resist pattern formed in the patterning step (1) can be formed.

第一のレジストパターンを形成した位置とは異なる位置の選択的露光は、たとえば、パターニング工程(1)で用いた第一のマスクパターンと異なるマスクパターンを用いる方法等により行うことができる。
たとえばラインアンドスペースのレジストパターンを形成する場合を例に挙げると、パターニング工程(1)で、複数のラインが一定のピッチで配置されたラインアンドスペースのマスクパターンを用いてラインアンドスペースの疎パターンを形成した後、パターニング工程(2)で、当該マスクパターンを変更して、パターニング工程(1)で形成したラインパターンとラインパターンとの中間位置にラインパターンを形成することにより、最初に形成したラインアンドスペースのピッチの約1/2のピッチで、ラインアンドスペースのレジストパターンが形成される。すなわち、最初に形成した疎パターンよりも狭ピッチの密なレジストパターンが形成される。
ここで、「疎パターン」とは、ラインアンドスペースのレジストパターンにおいて、ライン幅:スペース幅=1:2以上にスペース幅が広いラインアンドスペースパターンを意味するものとする。
上記のように、本発明においては、前記第一のレジストパターンは、ラインアンドスペースのレジストパターンであることが好ましい。これにより、狭ピッチの密なラインアンドスペースパターンを形成することができる。
具体的には、例えば、ライン幅100nm、ライン幅:スペース幅=1:3のラインアンドスペースパターン(疎パターン)を形成した後、マスクパターンを、ラインの方向に対して垂直方向に200nm平行移動させ、ライン幅100nm、ライン幅:スペース幅=1:3のラインアンドスペースパターンを形成することにより、ライン幅100nm、ライン幅:スペース幅=1:1のラインアンドスペースパターン(密なパターン)を形成することができる。
また、パターニング工程(1)で用いたマスクパターンを回転移動させたり、パターニング工程(1)で用いたマスクパターンとは異なるマスクパターン(たとえば、パターニング工程(1)においてラインアンドスペースのマスクパターン、パターニング工程(2)においてホールのマスクパターン等)を用いたりすること等により、微細な、および/または、多様なレジストパターンを形成することができる。
The selective exposure at a position different from the position where the first resist pattern is formed can be performed by, for example, a method using a mask pattern different from the first mask pattern used in the patterning step (1).
For example, in the case of forming a line-and-space resist pattern, for example, in the patterning step (1), a line-and-space sparse pattern using a line-and-space mask pattern in which a plurality of lines are arranged at a constant pitch. In the patterning step (2), the mask pattern is changed, and a line pattern is formed at an intermediate position between the line pattern and the line pattern formed in the patterning step (1). A line-and-space resist pattern is formed at a pitch about half the line-and-space pitch. That is, a dense resist pattern having a narrower pitch than the initially formed sparse pattern is formed.
Here, the “sparse pattern” means a line and space pattern in which a line width: space width = 1: 2 or more is wide in a line and space resist pattern.
As described above, in the present invention, the first resist pattern is preferably a line and space resist pattern. Thereby, a narrow line and space pattern with a narrow pitch can be formed.
Specifically, for example, after forming a line and space pattern (sparse pattern) having a line width of 100 nm and a line width: space width = 1: 3, the mask pattern is translated by 200 nm in a direction perpendicular to the line direction. By forming a line and space pattern having a line width of 100 nm and line width: space width = 1: 3, a line and space pattern (dense pattern) having a line width of 100 nm and line width: space width = 1: 1 is obtained. Can be formed.
Further, the mask pattern used in the patterning step (1) is rotated and moved or a mask pattern different from the mask pattern used in the patterning step (1) (for example, a line-and-space mask pattern or patterning in the patterning step (1)). By using a hole mask pattern or the like in step (2), etc., fine and / or various resist patterns can be formed.

<第一のポジ型レジスト組成物>
上述した膜形成工程(1)において、第一のレジスト膜を形成する第一のポジ型レジスト組成物は、前記有機溶剤(S)成分に対する相溶性が低いポジ型レジスト組成物であれば特に限定されるものではないが、化学増幅型ポジ型レジスト組成物であることが好ましい。化学増幅型ポジ型レジスト組成物としては、特に限定されるものではなく、従来ArFレジスト等において多数提案されているポジ型レジスト組成物の中から、使用する露光光源、リソグラフィー特性等に応じて適宜選択して用いることができる。
化学増幅型ポジ型レジスト組成物としては、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樹脂成分(A’)(以下、(A’)成分という。)、および露光により酸を発生する酸発生剤成分(B’)(以下、(B’)成分という。)を含有するものが一般的である。
<First positive resist composition>
In the film forming step (1) described above, the first positive resist composition for forming the first resist film is particularly limited as long as it is a positive resist composition having low compatibility with the organic solvent (S) component. However, it is preferably a chemically amplified positive resist composition. The chemical amplification type positive resist composition is not particularly limited, and is appropriately selected according to the exposure light source to be used, lithography characteristics, etc., from among many positive resist compositions conventionally proposed for ArF resists and the like. It can be selected and used.
The chemically amplified positive resist composition includes a resin component (A ′) (hereinafter referred to as (A ′) component) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, and an acid that generates an acid upon exposure. A material containing a generator component (B ′) (hereinafter referred to as “component (B ′)”) is generally used.

[(A’)成分]
・構成単位(a1)
第一のポジ型レジスト組成物において、(A’)成分は、構成単位(a1)を含む共重合体(A1)を含有することが好ましい。ここで、構成単位(a1)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であり、本発明の第一の態様であるポジ型レジスト組成物において挙げられているものと同様である。
構成単位(a1)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、構成単位(a1)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。特に、前記一般式(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)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。
共重合体(A1)中、構成単位(a1)の割合は、共重合体(A1)を構成する全構成単位に対し、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。
[(A ′) component]
・ Structural unit (a1)
In the first positive resist composition, the component (A ′) preferably contains a copolymer (A1) containing the structural unit (a1). Here, the structural unit (a1) is a structural unit derived from an acrylate ester containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and is listed in the positive resist composition according to the first aspect of the present invention. It is the same.
As the structural unit (a1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Moreover, as a structural unit (a1), arbitrary things can be used, without being specifically limited. In particular, the structural unit represented by the 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 1-41).
In the copolymer (A1), the proportion of the structural unit (a1) is preferably 10 to 80 mol%, more preferably 20 to 70 mol%, based on all the structural units constituting the copolymer (A1). More preferred is ˜50 mol%. 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)
共重合体(A1)は、構成単位(a1)に加えて、構成単位(a2)を有することが好ましい。ここで、構成単位(a1)は、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であり、本発明の第一の態様であるポジ型レジスト組成物において挙げられているものと同様である。
構成単位(a2)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、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。特に、前記一般式(a2−1)〜(a2−5)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種が好ましく、一般式(a2−1)〜(a2−3)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種がより好ましく、化学式(a2−1−1)、(a2−1−2)、(a2−2−1)、(a2−2−2)、(a2−2−9)、(a2−2−10)、(a2−3−1)、(a2−3−2)、(a2−3−9)および(a2−3−10)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種を用いることがさらに好ましい。
共重合体(A1)中の構成単位(a2)の割合は、共重合体(A1)を構成する全構成単位の合計に対して、5〜60モル%が好ましく、10〜50モル%がより好ましく、20〜50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。
・ Structural unit (a2)
The copolymer (A1) preferably has a structural unit (a2) in addition to the structural unit (a1). Here, the structural unit (a1) is a structural unit derived from an acrylate ester containing a lactone-containing cyclic group, and is listed in the positive resist composition according to the first aspect of the present invention. It is the same.
As the structural unit (a2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Further, the structural unit (a2) is not particularly limited, and any unit can be used. In particular, at least one selected from the group consisting of the structural units represented by the general formulas (a2-1) to (a2-5) is preferable, and represented by the general formulas (a2-1) to (a2-3). More preferably, at least one selected from the group consisting of structural units is represented by the chemical formulas (a2-1-1), (a2-1-2), (a2-2-1), (a2-2-2) , (A2-2-9), (a2-2-10), (a2-3-1), (a2-3-2), (a2-3-9) and (a2-3-10) It is more preferable to use at least one selected from the group consisting of structural units.
5-60 mol% is preferable with respect to the sum total of all the structural units which comprise a copolymer (A1), and the ratio of the structural unit (a2) in a copolymer (A1) is 10-50 mol% more. Preferably, 20-50 mol% is more preferable. By setting it to the lower limit value or more, the effect of containing the structural unit (a2) can be sufficiently obtained, and by setting the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

・構成単位(a3’)
共重合体(A1)は、構成単位(a1)に加えて、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。
(A1)成分が構成単位(a3’)を有することにより、(A’)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、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、例えば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 copolymer (A1) preferably has a structural unit (a3 ′) derived from an acrylate ester containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group in addition to the structural unit (a1).
When the component (A1) has the structural unit (a3 ′), the hydrophilicity of the component (A ′) is increased, the affinity with the developer is increased, the alkali solubility in the exposed area is improved, and the resolution is improved. Contributes to the improvement of sex.
Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, and a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of an alkyl group is substituted with a fluorine atom. 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、(a3’−2)で表される構成単位、(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。   As the structural unit (a3 ′), 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, a hydroxyethyl ester of acrylic acid is used. A derived structural unit is preferable, and when the hydrocarbon group is a polycyclic group, a structural unit represented by the following formula (a3′-1), a structural unit represented by (a3′-2), ( The structural unit represented by a3′-3) is preferred.

Figure 2009193041
[式中、Rは前記に同じであり、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 2009193041
[Wherein, R is as defined 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または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または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. These preferably have a 2-norbornyl group or a 3-norbornyl group 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’)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
共重合体(A1)中、構成単位(a3’)の割合は、当該共重合体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。
As the structural unit (a3 ′), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the copolymer (A1), the proportion of the structural unit (a3 ′) is preferably from 5 to 50 mol%, more preferably from 5 to 40 mol%, based on all the structural units constituting the copolymer. 5 to 25 mol% is more preferable.

・構成単位(a4’)
共重合体(A1)は、本発明の効果を損なわない範囲で、構成単位(a1)、(a2)、(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)、(a2)、(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り、たとえば、本発明の第一の態様であるポジ型レジスト組成物において挙げられているものを用いることができる。
・ Structural unit (a4 ′)
The copolymer (A1) may contain other structural units (a4 ′) other than the structural units (a1), (a2), and (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 that is not classified into the structural units (a1), (a2), and (a3 ′) described above. For ArF excimer laser, KrF excimer laser For example, a positive resist composition according to the first aspect of the present invention can be used. For example, a positive resist composition according to the first aspect of the present invention can be used as a resist resin for use in resist (preferably for ArF excimer laser). Can be used.

かかる構成単位(a4’)を共重合体(A1)に含有させる場合には、共重合体(A1)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 copolymer (A1), the structural unit (a4 ′) is added in an amount of 1 to 30 mol with respect to the total of all the structural units constituting the copolymer (A1). %, Preferably 10 to 20 mol%.

第一のポジ型レジスト組成物において、共重合体(A1)は、好ましくは構成単位(a1)を有する共重合体であり、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)からなる共重合体等が例示できる。
(A’)成分中、共重合体(A1)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良い。
第一のポジ型レジスト組成物においては、共重合体(A1)としては、特に下記一般式(A−11)の様な構成単位の組み合わせを含むものが好ましい。
In the first positive resist composition, the copolymer (A1) is preferably a copolymer having a structural unit (a1). Examples of such a copolymer include the structural unit (a1), ( Examples thereof include a copolymer comprising a2) and (a3).
In the component (A ′), as the copolymer (A1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the first positive resist composition, the copolymer (A1) preferably contains a combination of structural units such as the following general formula (A-11).

Figure 2009193041
Figure 2009193041

(A’)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)のようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等によって重合させることによって得ることができる。
また、(A’)成分には、上記重合の際に、たとえばHS−CH−CH−CH−C(CF−OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に−C(CF−OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、LWRの低減に有効である。また、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
The component (A ′) can be obtained by polymerizing a monomer for deriving each structural unit by a known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN). .
In addition, for the component (A ′), 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, -C terminated (CF 3) may be introduced 2 -OH group. Thus, a copolymer into which a hydroxyalkyl group in which some of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms is effective in reducing LWR. Further, it is effective for reducing development defects and LER (line edge roughness: uneven unevenness of line side walls).

(A’)成分の質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、特に限定するものではないが、2000〜50000が好ましく、3000〜30000がより好ましく、5000〜20000が最も好ましい。
この範囲の上限よりも小さいと、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限よりも大きい、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/数平均分子量(Mn))は、特に限定するものではないが、1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.2〜2.5が最も好ましい。
なお、Mnは数平均分子量を示す。
The mass average molecular weight (Mw) of the component (A ′) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) is not particularly limited, but is preferably 2000 to 50000, more preferably 3000 to 30000, and 5000 to 20000. Most preferred.
When it is smaller than the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and the dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape are larger than the lower limit of this range.
The dispersity (Mw / number average molecular weight (Mn)) is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and 1.2 to 2. 5 is most preferred.
In addition, Mn shows a number average molecular weight.

[(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。係る(B’)成分としては、本発明の第一の態様であるポジ型レジスト組成物の(B)成分についての説明において例示したものと同様のものが挙げられる。
(B’)成分としては、これらの酸発生剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明においては、中でも(B’)成分として、フッ素化アルキルスルホン酸イオンをアニオンとするオニウム塩と、前記一般式(b1−12)をアニオンとするオニウム塩を併用することが好ましい。前記一般式(b1−12)をアニオンとするオニウム塩としては、式(b−12−1)〜(b−12−18)で表される化合物を用いることがより好ましく、式(b−12−1)で表される化合物を用いることが特に好ましい。
第一のポジ型レジスト組成物における(B’)成分の含有量は、(A’)成分100質量部に対し、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 ′) component]
The component (B ′) is not particularly limited, and those that have been proposed as acid generators for chemically amplified resists can be used. Examples of the component (B ′) include those exemplified in the description of the component (B) of the positive resist composition according to the first aspect of the present invention.
(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 ′), an onium salt having a fluorinated alkyl sulfonate ion as an anion and an onium salt having the general formula (b1-12) as an anion are preferably used in combination. As the onium salt having the general formula (b1-12) as an anion, compounds represented by the formulas (b-12-1) to (b-12-18) are more preferably used, and the formula (b-12) It is particularly preferable to use the compound represented by -1).
Content of (B ') component in a 1st positive resist composition 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.

[(D’)成分]
第一のポジ型レジスト組成物には、レジストパターン形状、引き置き経時安定性などを向上させるために、さらに任意の成分として、含窒素有機化合物(D’)(以下、(D’)成分という)を配合することができる。
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良い。係る(D’)成分としては、本発明の第一の態様であるポジ型レジスト組成物の(D)成分についての説明において例示したものと同様のものが挙げられる。
(D’)成分としては、これらの含窒素有機化合物を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D’)成分は、(A’)成分100質量部に対して、通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
[(D ′) component]
In the first positive resist composition, a nitrogen-containing organic compound (D ′) (hereinafter referred to as “(D ′)” component) is further added as an optional component in order to improve the resist pattern shape, the stability over time. ) Can be blended.
Since a wide variety of components (D ′) have already been proposed, any known component may be used. Examples of the component (D ′) include those exemplified in the description of the component (D) of the positive resist composition according to the first embodiment of the present invention.
As the component (D ′), these nitrogen-containing organic compounds may be used alone or in combination of two or more.
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 ′).

[(E’)成分]
第一のポジ型レジスト組成物には、感度劣化の防止や、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等の向上の目的で、任意の成分として、有機カルボン酸、ならびにリンのオキソ酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の化合物(E’)(以下、(E’)成分という)を配合することができる。
この(E’)成分は、既に多種多様なものが提案されているので、公知のものから任意に用いれば良い。係る(E’)成分としては、本発明の第一の態様であるポジ型レジスト組成物の(E)成分についての説明において例示したものと同様のものが挙げられる。
(E’)成分としては、これらの化合物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。
(E’)成分としては、有機カルボン酸が好ましく、特にサリチル酸が好ましい。
(E’)成分は、(A’)成分100質量部に対して、通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
[(E ′) component]
The first positive resist composition includes an organic carboxylic acid, a phosphorus oxo acid, and derivatives thereof as optional components for the purpose of preventing sensitivity deterioration, improving the resist pattern shape, stability with time, etc. At least one compound (E ′) selected from the group consisting of (hereinafter referred to as “component (E ′)”) can be blended.
Since a wide variety of components (E ′) have already been proposed, any known component may be used. Examples of the component (E ′) include the same components as those exemplified in the description of the component (E) of the positive resist composition according to the first embodiment of the present invention.
As the component (E ′), these compounds may be used alone or in combination of two or more.
As the component (E ′), an organic carboxylic acid is preferable, and salicylic acid is particularly preferable.
(E ') component is normally used in 0.01-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of (A') component.

第一のポジ型レジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料などを適宜、添加含有させることができる。   The first positive resist composition further includes miscible additives as desired, for example, an additional resin for improving the performance of the resist film, a surfactant for improving coatability, a dissolution inhibitor, Plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents, dyes, and the like can be added and contained as appropriate.

[(S’)成分]
第一のポジ型レジスト組成物は、材料を有機溶剤(以下、(S’)成分ということがある)に溶解させて製造することができる。
(S’)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。係る(S’)成分としては、上記ポジ型レジスト組成物の(S3)成分についての説明において例示したものと同様のものが挙げられる。
これらの(S’)成分は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
[(S ′) component]
The first positive resist composition can be produced by dissolving the material in an organic solvent (hereinafter sometimes referred to as (S ′) component).
As the component (S ′), any component can be used as long as it can dissolve each component to be used to form a uniform solution, and any one of conventionally known solvents for chemically amplified resists can be used. Or it can select and use 2 or more types suitably. Examples of the component (S ′) include those exemplified in the description of the component (S3) of the positive resist composition.
These (S ′) components may be used alone or in combination of two or more.

第一のポジ型レジスト組成物において、(S’)成分としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(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の範囲内とすることが好ましい。
より具体的には、極性溶剤としてELを配合する場合は、PGMEA:ELの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2である。また、極性溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2、さらに好ましくは3:7〜7:3である。
また、(S’)成分として、その他には、PGMEAおよびELの中から選ばれる少なくとも1種とγ−ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者の質量比が好ましくは70:30〜95:5とされる。
In the first positive resist composition, the component (S ′) is preferably propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), or EL.
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, preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. It is preferable to be within the range.
More specifically, when EL is blended as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: EL is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. Moreover, when mix | blending PGME as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: PGME becomes like this. Preferably it is 1: 9-9: 1, More preferably, it is 2: 8-8: 2, More preferably, it is 3: 7-7: 3.
In addition, as the component (S ′), a mixed solvent of at least one selected from PGMEA and EL and γ-butyrolactone is also preferable. In this case, the mixing ratio of the former and the latter is preferably 70:30 to 95: 5.

(S’)成分全体の使用量は特に限定しないが、第一のポジ型レジスト組成物が、支持体上に塗布可能な濃度の液体となる量が用いられる。   The amount of the component (S ′) used as a whole is not particularly limited, but an amount that makes the first positive resist composition become a liquid having a concentration that can be applied onto the support is used.

次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
下記共重合体(A)−11〜12、21〜28、28−1、27−1、27−2、31〜37は、以下に示すモノマー(1)〜(8)を、公知の滴下重合法を用いて共重合することにより合成した。
共重合体(A)−11〜12、21〜28、28−1、27−1、27−2、31〜37のMwおよびMw/MnはGPCにより測定した。
式(A)−11〜12、21〜28、28−1、27−1、27−2、31〜37中、()の右下に付した数字は各構成単位の割合(モル%)を示す。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these examples.
The following copolymers (A) -11-12, 21-28, 28-1, 27-1, 27-2, 31-37 are prepared by adding the following monomers (1) to (8) to known drop weights. It was synthesized by copolymerization using a legal method.
Mw and Mw / Mn of copolymer (A) -11-12, 21-28, 28-1, 27-1, 27-2, 31-37 were measured by GPC.
In formulas (A) -11-12, 21-28, 28-1, 27-1, 27-2, 31-37, the numbers attached to the lower right of () indicate the proportion (mol%) of each structural unit. Show.

Figure 2009193041
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<合成例1:共重合体(A)−11の合成>
5.85gのモノマー(1)、7.65gのモノマー(2)、7.08gのモノマー(3)を、95.03gのメチルエチルケトンに溶解させた。この溶液に、和光純薬製V−601(重合開始剤)を3.02mmol加え、溶解させた。これを、窒素雰囲気下、6時間かけて、75℃に加熱したメチルエチルケトン3.00gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。その後、反応液を大量のメタノール/水混合溶液に滴下し、反応生成物を析出させる操作を3回繰り返した。このようにして得られた反応生成物を室温下で減圧乾燥し、白色粉体を得た。得られた樹脂(A)−11についてGPC測定を行った結果、質量平均分子量(Mw)は7000であり、分散度(Mw/Mn)は1.72であった。
<Synthesis Example 1: Synthesis of Copolymer (A) -11>
5.85 g of monomer (1), 7.65 g of monomer (2), 7.08 g of monomer (3) were dissolved in 95.03 g of methyl ethyl ketone. To this solution, 3.02 mmol of V-601 (polymerization initiator) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added and dissolved. The resultant was dropwise added to 3.00 g of methyl ethyl ketone heated to 75 ° C. in a nitrogen atmosphere over 6 hours. After completion of dropping, the reaction solution was heated and stirred for 1 hour, and then the reaction solution was cooled to room temperature. Thereafter, the operation of dropping the reaction solution into a large amount of methanol / water mixed solution and precipitating the reaction product was repeated three times. The reaction product thus obtained was dried under reduced pressure at room temperature to obtain a white powder. As a result of performing GPC measurement about the obtained resin (A) -11, the mass average molecular weight (Mw) was 7000, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.72.

Figure 2009193041
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共重合体(A)−12、(A)−21〜28、28−1、27−1、27−2、31〜37は、合成例1と同様の方法にて合成した。 Copolymers (A) -12, (A) -21-28, 28-1, 27-1, 27-2, 31-37 were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1.

Figure 2009193041
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<共重合体(A)−11〜12、21、31〜33の有機溶剤への溶解性の検討>
共重合体(A)−11〜12、21、31〜33を、それぞれ1%溶液となるように、PGMEA、イソブタノール(IBA)、ジイソペンチルエーテル(DIAE)、1,8−シネオール(CNL)にそれぞれ添加して混合し、溶解するか否かを確認した。得られた結果を表1に示す。表中、「○」は溶解したことを、「×」は溶解しなかったことを、それぞれ意味する。PGMEAには全ての共重合体が良好に溶解したが、イソブタノールには、前記一般式(a0−1)で表される構成単位(a0−1)と、前記一般式(a0−2)で表される構成単位(a0−2)とを有する共重合体(A)−21のみ溶解した。同様にジイソペンチルエーテルには共重合体(A)−31のみ溶解した。一方、1,8−シネオールには、共重合体(A)−11〜(A)−12以外の4種の共重合体が溶解した。
この結果から、構成単位(a0−1)と(a0−2)とを有することにより、ポジ型レジスト組成物のアルコール系有機溶剤に対する溶解性が向上することが明らかである。
<Examination of Solubility of Copolymer (A) -11-12, 21, 31-33 in Organic Solvent>
PGMEA, isobutanol (IBA), diisopentyl ether (DIAE), 1,8-cineol (CNL) were prepared so that the copolymers (A) -11 to 12, 21, 31 to 33 were each in 1% solution. ) And mixed to confirm whether or not to dissolve. The obtained results are shown in Table 1. In the table, “◯” means dissolved, and “x” means not dissolved. All copolymers were dissolved well in PGMEA, but in isobutanol, the structural unit (a0-1) represented by the general formula (a0-1) and the general formula (a0-2) Only the copolymer (A) -21 having the structural unit (a0-2) represented was dissolved. Similarly, only copolymer (A) -31 was dissolved in diisopentyl ether. On the other hand, four types of copolymers other than the copolymers (A) -11 to (A) -12 were dissolved in 1,8-cineole.
From this result, it is clear that having the structural units (a0-1) and (a0-2) improves the solubility of the positive resist composition in an alcohol-based organic solvent.

Figure 2009193041
Figure 2009193041

<共重合体(A)−11〜12、21〜28、28−1、27−1、27−2、34〜37のイソブタノール、4−メチルー2−ペンタノールへの溶解性の検討>
50%溶液となるように、共重合体(A)−11〜12、21〜28、28−1、27−1、27−2、34〜37の各樹脂粉末0.1gに、0.1gのイソブタノールを添加して混合し、溶解するか否かを確認した。溶解しなかった場合には、25%溶液となるように、さらに0.2gのイソブタノールを添加して混合し、溶解するか否かを確認した。溶解しなかった場合には、10%溶液となるように、さらに0.6gのイソブタノールを添加して混合し、溶解するか否かを確認した。溶解しなかった場合には、5%溶液となるように、さらに1.0gのイソブタノールを添加して混合し、溶解するか否かを確認した。溶解しなかった場合には、2%溶液となるように、さらに3.0gのイソブタノールを添加して混合し、溶解するか否かを確認した。溶解しなかった場合には、1%溶液となるように、さらに5.0gのイソブタノールを添加して混合し、溶解するか否かを確認した。得られた結果を表2に示す。表中、「○」または「×」は表1と同じ意味である。この結果、全ての濃度において、共重合体(A)−11〜12、34〜37の全てが溶解しないことが確認された。これに対して、共重合体(A)−21〜28、28−1、27−1及び27−2は、溶液濃度を下げるにつれて、イソブタノールへの溶解性が増し、2%溶液では、全ての共重合体がイソブタノールに溶解することが確認された。
また、同様に、共重合体(A)−28、28−1の4−メチル−2−ペンタノールへの溶解性を評価した。その結果、2%溶液では全ての共重合体が4−メチル−2−ペンタノールに溶解することが確認された。
<Examination of Solubility of Copolymer (A) -11-12, 21-28, 28-1, 27-1, 27-2, 34-37 in Isobutanol and 4-Methyl-2-pentanol>
To make a 50% solution, 0.1 g of each resin powder of copolymer (A) -11-12, 21-28, 28-1, 27-1, 27-2, 34-37, 0.1 g It was confirmed whether or not isobutanol was added and mixed to dissolve. When not dissolved, 0.2 g of isobutanol was further added and mixed so as to obtain a 25% solution, and it was confirmed whether or not it was dissolved. When not dissolved, 0.6 g of isobutanol was further added and mixed so that a 10% solution was obtained, and it was confirmed whether or not it was dissolved. When not dissolved, 1.0 g of isobutanol was further added and mixed so as to obtain a 5% solution, and it was confirmed whether or not it was dissolved. When not dissolved, 3.0 g of isobutanol was further added and mixed so as to be a 2% solution, and it was confirmed whether or not it was dissolved. When not dissolved, 5.0 g of isobutanol was further added and mixed so as to obtain a 1% solution, and it was confirmed whether or not it was dissolved. The obtained results are shown in Table 2. In the table, “◯” or “x” has the same meaning as in Table 1. As a result, it was confirmed that all the copolymers (A) -11 to 12 and 34 to 37 were not dissolved at all concentrations. On the other hand, the copolymers (A) -21 to 28, 28-1, 27-1, and 27-2 increase in solubility in isobutanol as the solution concentration is decreased. It was confirmed that this copolymer was dissolved in isobutanol.
Similarly, the solubility of the copolymers (A) -28 and 28-1 in 4-methyl-2-pentanol was evaluated. As a result, it was confirmed that in the 2% solution, all the copolymers were dissolved in 4-methyl-2-pentanol.

Figure 2009193041
Figure 2009193041

<ポジ型レジスト組成物の調製>
表3および表4に示す各成分を混合し、溶解してポジ型レジスト組成物溶液を調製した。
<Preparation of positive resist composition>
The components shown in Table 3 and Table 4 were mixed and dissolved to prepare a positive resist composition solution.

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

表3および表4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)−11:前記式(A)−11で表される高分子化合物。
(A)−21:前記式(A)−21で表される高分子化合物。
(A)−22:前記式(A)−22で表される高分子化合物。
(A)−24:前記式(A)−24で表される高分子化合物。
(A)−27:前記式(A)−27で表される高分子化合物。
(A)−28:前記式(A)−28で表される高分子化合物。
(A)−28−1:前記式(A)−28−1で表される高分子化合物。
(A)−27−1:前記式(A)−27−1で表される高分子化合物。
(A)−27−2:前記式(A)−27−2で表される高分子化合物。
(B)−1:トリフェニルスルホニウムヘプタフルオローn−プロパンスルホネート。
(B)−2:前記化学式(b−12−1)で表される酸発生剤。
(B)−3:トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート。
(B)−4:4−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。
(B)−5:下記化学式(B)−5で表される酸発生剤。
(B)−6:下記化学式(B)−6で表される酸発生剤。
(B)−7:4−メチルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート。
(B)−8:下記化学式(B)−8で表される酸発生剤。
(B)−9:下記化学式(B)−9で表される酸発生剤。
Each abbreviation in Table 3 and Table 4 has the following meaning. Moreover, the numerical value in [] is a compounding quantity (mass part).
(A) -11: a polymer compound represented by the formula (A) -11.
(A) -21: a polymer compound represented by the formula (A) -21.
(A) -22: a polymer compound represented by the formula (A) -22.
(A) -24: a polymer compound represented by the formula (A) -24.
(A) -27: a polymer compound represented by the formula (A) -27.
(A) -28: a polymer compound represented by the formula (A) -28.
(A) -28-1: a polymer compound represented by the formula (A) -28-1.
(A) -27-1: a polymer compound represented by the formula (A) -27-1.
(A) -27-2: a polymer compound represented by the formula (A) -27-2.
(B) -1: Triphenylsulfonium heptafluoro-n-propanesulfonate.
(B) -2: An acid generator represented by the chemical formula (b-12-1).
(B) -3: Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate.
(B) -4: 4-methylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate.
(B) -5: An acid generator represented by the following chemical formula (B) -5.
(B) -6: An acid generator represented by the following chemical formula (B) -6.
(B) -7: 4-methylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate.
(B) -8: An acid generator represented by the following chemical formula (B) -8.
(B) -9: An acid generator represented by the following chemical formula (B) -9.

Figure 2009193041
Figure 2009193041

(D)−1:トリ−n−ペンチルアミン。
(D)−2:トリエタノールアミン。
(E)−1:サリチル酸。
(S)−1:PGMEA/PGME=6/4(質量比)の混合溶剤。
(S)−2:PGMEA。
(S)−3:PGME。
(S)−4:イソブタノール。
(S)−5:4−メチル−2−ペンタノール。
(D) -1: tri-n-pentylamine.
(D) -2: Triethanolamine.
(E) -1: salicylic acid.
(S) -1: PGMEA / PGME = 6/4 (mass ratio) mixed solvent.
(S) -2: PGMEA.
(S) -3: PGME.
(S) -4: Isobutanol.
(S) -5: 4-methyl-2-pentanol.

<ダブルパターニングによるレジストパターン形成>
下記表5、表6に記載のように、第一のレジスト膜を形成するポジ型レジスト組成物と、第二のレジスト膜を形成するポジ型レジスト組成物として、上記表3および表4で得られたレジスト組成物を、それぞれ用いて、ダブルパターニング法により、レジストパターンを形成した。下記表5、表6中、「第1のレジスト膜」は第一のレジスト膜を形成するポジ型レジスト組成物を、「第2のレジスト膜」は第二のレジスト膜を形成するポジ型レジスト組成物を、それぞれ意味する。
まず、有機系反射防止膜組成物「ARC29」(商品名、ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて8インチシリコンウェーハ上に塗布し、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。
該有機系反射防止膜上に、第一のレジスト膜を形成するポジ型レジスト組成物を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、実施例1〜5及び比較例1〜15においては110℃、60秒間の条件で、実施例6〜22においては90℃、60秒間の条件で、プレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚120nmのレジスト膜(第一のレジスト膜)を形成した。
次いで、該第一のレジスト膜に対して、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(6%ハーフトーン)を介して選択的に照射した。そして、実施例1〜5及び比較例1〜15においては110℃、60秒間の条件で、実施例6〜22においては90℃、60秒間の条件で、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秒間の条件で現像し、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、ライン幅120nm、ピッチ480nmのラインアンドスペースのレジストパターン(L/Sパターンという。)が形成された。また、ライン幅120nm、ピッチ480nmのL/Sパターンが形成される最適露光量(Eop)(単位:mJ/cm(単位面積当たりのエネルギー量))を表5、表6に示した。
<Resist pattern formation by double patterning>
As shown in Tables 5 and 6 below, the positive resist composition for forming the first resist film and the positive resist composition for forming the second resist film were obtained in Tables 3 and 4 above. A resist pattern was formed by a double patterning method using each of the obtained resist compositions. In Tables 5 and 6 below, “first resist film” is a positive resist composition that forms a first resist film, and “second resist film” is a positive resist that forms a second resist film. Each composition means.
First, an organic antireflection film composition “ARC29” (trade name, manufactured by Brewer Science Co., Ltd.) 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.
On the organic antireflection film, a positive resist composition for forming a first resist film was applied using a spinner, and 110 on Examples 1-5 and Comparative Examples 1-15 on a hot plate. A resist film having a film thickness of 120 nm (first resist film) is obtained by performing pre-baking (PAB) treatment under the conditions of 60 ° C. for 60 seconds and 90 ° C. for 60 seconds in Examples 6 to 22 and drying. Formed.
Next, an ArF excimer laser (193 nm) was applied to the first resist film by an ArF exposure apparatus NSR-S302 (Nikon Corporation; NA (numerical aperture) = 0.60, 2/3 annular illumination). Irradiation selectively through a mask pattern (6% halftone). And in Examples 1-5 and Comparative Examples 1-15, under the conditions of 110 ° C. for 60 seconds, and in Examples 6-22 under the conditions of 90 ° C. for 60 seconds, post-exposure heating (PEB) treatment is performed, Further, the film was developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution at 23 ° C. for 30 seconds, then rinsed with pure water for 30 seconds, and then shaken and dried. As a result, a line-and-space resist pattern (referred to as an L / S pattern) having a line width of 120 nm and a pitch of 480 nm was formed. Tables 5 and 6 show the optimum exposure amount (Eop) (unit: mJ / cm 2 (energy amount per unit area)) at which an L / S pattern having a line width of 120 nm and a pitch of 480 nm is formed.

続いて、1:3L/Sパターンが形成された基板上に、第二のレジスト膜を形成するポジ型レジスト組成物を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、90℃で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120nmのポジ型レジスト膜(第二のレジスト膜)を形成した。
次いで、該第二のレジスト膜を、に対して、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(6%ハーフトーン)を介して選択的に照射した。そして、90℃、60秒間の条件で露光後加熱(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秒間の条件で現像し、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。
また、その際の露光量を表5、表6に示した。
Subsequently, a positive resist composition for forming a second resist film is applied onto the substrate on which the 1: 3 L / S pattern has been formed using a spinner, and is heated at 90 ° C. for 60 seconds on a hot plate. A pre-baking (PAB) process was performed and dried to form a positive resist film (second resist film) having a thickness of 120 nm.
Next, an ArF excimer laser (193 nm) was applied to the second resist film using an ArF exposure apparatus NSR-S302 (Nikon Corporation; NA (numerical aperture) = 0.60, 2/3 annular illumination). Was selectively irradiated through a mask pattern (6% halftone). Then, post-exposure heating (PEB) treatment is performed at 90 ° C. for 60 seconds, and further development is performed at 23 ° C. with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution for 30 seconds, and then 30 Water rinsing was performed using pure water for 2 seconds, and then shaken off and dried.
In addition, Tables 5 and 6 show the exposure amounts at that time.

Figure 2009193041
Figure 2009193041

Figure 2009193041
Figure 2009193041

以上のダブルパターニングの結果を、表5、表6に示す。表中「○」は、ライン幅120nm、ピッチ480nmのL/Sパターンのラインとラインとの間に、120nmのラインパターンが混在するパターンを得ることができたことを、「×」は、パターンを形成することができなかったことを、それぞれ示している。つまり、第二のレジスト膜を形成するポジ型レジスト組成物として、本発明のレジスト組成物であるレジスト組成物2−1〜2−22を用いた実施例1〜22では、ライン幅120nm、ピッチ480nmのL/Sパターンのラインとラインとの間に、120nmのラインパターンが混在するパターンを得ることができたが、レジスト組成物3−1〜3−5、4−1〜4−5、5−1〜5−5を用いた比較例1〜15では、下層が溶解してしまい、パターンを形成することができなかった。
これらの結果から、本発明のレジストパターンの形成方法のように、本発明のポジ型レジスト組成物を第二のレジスト膜形成に用いることにより、支持体上に形成された第一のレジストパターンを溶解させることなく、安定してダブルパターニングによるレジストパターンを形成し得ることが明らかである。
The results of the above double patterning are shown in Tables 5 and 6. In the table, “◯” indicates that a pattern in which a 120 nm line pattern is mixed between lines of an L / S pattern having a line width of 120 nm and a pitch of 480 nm can be obtained, and “×” indicates that the pattern It is shown that each could not be formed. That is, in Examples 1 to 22 using the resist compositions 2-1 to 2-22, which are the resist compositions of the present invention, as the positive resist composition for forming the second resist film, the line width is 120 nm and the pitch. Although it was possible to obtain a pattern in which a 120 nm line pattern was mixed between L / S pattern lines of 480 nm, the resist compositions 3-1 to 3-5, 4-1 to 4-5, In Comparative Examples 1 to 15 using 5-1 to 5-5, the lower layer was dissolved and a pattern could not be formed.
From these results, the first resist pattern formed on the support was obtained by using the positive resist composition of the present invention for the formation of the second resist film as in the resist pattern forming method of the present invention. It is clear that a resist pattern by double patterning can be formed stably without dissolving.

Claims (6)

支持体上に、ポジ型レジスト組成物を塗布して第一のレジスト膜を形成する工程と、前記第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程と、前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、ポジ型レジスト組成物を塗布して第二のレジスト膜を形成する工程と、前記第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する工程とを含むポジ型レジストパターン形成方法において、前記第二のレジスト膜を形成するために用いられるポジ型レジスト組成物であって、
酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とが、有機溶剤(S)に溶解してなり、
前記有機溶剤(S)が、前記第一のレジスト膜を溶解しない有機溶剤であり、
前記樹脂成分(A)が、下記一般式(a0−1)で表される構成単位(a0−1)と、下記一般式(a0−2)で表される構成単位(a0−2)とを有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。
Figure 2009193041
[式(a0−1)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;Yは脂肪族環式基であり;Zは第3級アルキル基含有基またはアルコキシアルキル基であり;aは1〜3の整数であり、bは0〜2の整数であり、かつa+b=1〜3であり;c、d、eはそれぞれ独立して0〜3の整数である。式(a0−2)中、Rは水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり;Yはアルキレン基または脂肪族環式基であり;g、hはそれぞれ独立して0〜3の整数であり;iは1〜3の整数である。]
A step of applying a positive resist composition on the support to form a first resist film, and selectively exposing the first resist film and developing with alkali to form a first resist pattern A step of forming a second resist film by applying a positive resist composition on the support on which the first resist pattern is formed; and selectively exposing the second resist film. And a positive resist pattern forming method including a step of forming a resist pattern by alkali development, a positive resist composition used for forming the second resist film,
A resin component (A) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, and an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure, are dissolved in an organic solvent (S).
The organic solvent (S) is an organic solvent that does not dissolve the first resist film,
The resin component (A) includes a structural unit (a0-1) represented by the following general formula (a0-1) and a structural unit (a0-2) represented by the following general formula (a0-2). A positive resist composition comprising:
Figure 2009193041
[In formula (a0-1), R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; Y 1 represents an aliphatic cyclic group; Z represents a tertiary alkyl group-containing group or an alkoxyalkyl group. A is an integer of 1 to 3, b is an integer of 0 to 2, and a + b = 1 to 3; c, d, and e are each independently an integer of 0 to 3. In the formula (a0-2), R is a hydrogen atom, a halogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; Y 3 is an alkylene group or an aliphatic cyclic group; g and h are each independently I is an integer from 0 to 3; i is an integer from 1 to 3; ]
前記有機溶剤(S)が、アルコール系有機溶剤である請求項1記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 1, wherein the organic solvent (S) is an alcohol-based organic solvent. 前記樹脂成分(A)中の前記構成単位(a0−1)の割合が、前記樹脂成分(A)を構成する全構成単位の合計に対し、1〜40モル%である請求項1または2記載のポジ型レジスト組成物。   The ratio of the said structural unit (a0-1) in the said resin component (A) is 1-40 mol% with respect to the sum total of all the structural units which comprise the said resin component (A). A positive resist composition. 前記樹脂成分(A)が、さらに、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1〜3のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 1, wherein the resin component (A) further has a structural unit (a1) derived from an acrylate ester containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group. . さらに含窒素有機化合物(D)を含有する請求項1〜4のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。   Furthermore, the positive resist composition as described in any one of Claims 1-4 containing a nitrogen-containing organic compound (D). 支持体上に、ポジ型レジスト組成物を塗布して第一のレジスト膜を形成する工程と、前記第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程と、前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、請求項1〜5のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物を塗布して第二のレジスト膜を形成する工程と、前記第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する工程とを含むレジストパターン形成方法。   A step of applying a positive resist composition on the support to form a first resist film, and selectively exposing the first resist film and developing with alkali to form a first resist pattern And a step of forming a second resist film by applying the positive resist composition according to any one of claims 1 to 5 on the support on which the first resist pattern is formed. And a step of selectively exposing the second resist film and performing alkali development to form a resist pattern.
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