JP3907179B2 - Positive resist composition - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超LSI、高容量マイクロチップの製造などのマイクロリソグラフィープロセスや、その他のフォトファブリケーションプロセスに好適に用いられるポジ型レジスト組成物に関するものである。更に詳しくは、160nm以下の真空紫外光を使用して高精細化したパターンを形成し得るポジ型レジスト組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
集積回路はその集積度を益々高めており、超LSIなどの半導体基板の製造においては、クオーターミクロン以下の線幅から成る超微細パターンの加工が必要とされるようになってきた。パターンの微細化を図る手段の一つとして、レジストのパターン形成の際に使用される露光光源の短波長化が知られている。このことは光学系の解像度(線幅)Rを表すレイリーの式、
R=k・λ/NA
(ここでλは露光光源の波長、NAはレンズの開口数、kはプロセス定数)で説明することができる。この式より高解像度を達成する、即ちRの値を小さくする為には、露光光源の波長λを短くすれば良いことがわかる。
【0003】
例えば64Mビットまでの集積度の半導体素子の製造には、現在まで高圧水銀灯のi線(365nm)が光源として使用されてきた。この光源に対応するポジ型レジストとしては、ノボラック樹脂と感光物としてのナフトキノンジアジド化合物を含む組成物が、数多く開発され、0.3μm程度までの線幅の加工においては十分な成果をおさめてきた。また256Mビット以上集積度の半導体素子の製造には、i線に代わりKrFエキシマレーザー光(248nm)が露光光源として採用されてきた。
更に1Gビット以上の集積度の半導体製造を目的として、近年より短波長の光源であるArFエキシマレーザー光(193nm)の使用、更には0.1μm以下のパターンを形成する為にF2エキシマレーザー光(157nm)の使用が検討されている。
【0004】
これら光源の短波長化に合わせ、レジスト材料の構成成分及びその化合物構造も大きく変化している。即ち従来のノボラック樹脂とナフトキノンジアジド化合物を含むレジストでは、248nmの遠紫外領域における吸収が大きいため、光がレジスト底部まで十分に到達しにくくなり、低感度でテーパー形状のパターンしか得られなかった。
このような問題を解決する為、248nm領域での吸収の小さいポリ(ヒドロキシスチレン)を基本骨格とし酸分解基で保護した樹脂を主成分として用い、遠紫外光の照射で酸を発生する化合物(光酸発生剤)を組み合わせた組成物、所謂化学増幅型レジストが開発されるに至った。化学増幅型レジストは露光部に発生した酸の触媒分解反応により、現像液に対する溶解性を変化させる為、高感度で高解像度なパターンを形成することができる。
【0005】
これらに有効な酸分解性樹脂及び光酸発生剤については、Polym. Eng. Sci.,23巻,1012頁(1983)、ACS. Sym.,242巻,11頁(1984)、Macromolecules,21巻,1475頁(1988)、有機合成化学協会誌,49巻,437頁(1991)、「微細加工とレジスト」(共立出版、1987)など、多くの論文、特許などで報告されている。またArFエキシマレーザー光(193nm)を使用した場合、芳香族基を有する化合物が本質的に193nm波長領域に大きな吸収を有する為、上記化学増幅型レジストでも十分な性能は得られなかった。
【0006】
この問題に対し、ポリ(ヒドロキシスチレン)を基本骨格とする酸分解性樹脂を、193nmに吸収を持たない脂環式構造をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した酸分解性樹脂に代え、化学増幅型レジストの改良が図られている。
これら脂環型の酸分解性樹脂については、例えば特開平4−39665号、同7−234511号、同9−73173号、同7−199467号、同8−259626号、同9−221519号、同10−10739号、同9−230595号、同10−111569号、同10−218947号、同10−153864号、WO−97/33198号等の明細書に記載されている。
【0007】
更にF2エキシマレーザー光(157nm)に対しては、上記脂環型樹脂においても157nm領域の吸収が大きく、目的とする0.1μm以下のパターンを得るには不十分であることが判明した。これに対し、フッ素原子(パーフルオロ構造)を導入した樹脂が157nmに十分な透明性を有することがProc. SPIE. Vol.3678. 13頁(1999)にて報告され、有効なフッ素樹脂の構造がProc. SPIE. Vol.3999. 330頁(2000)、同357頁(2000)、同365頁(2000)、WO−00/17712号等に提案されるに至っている。
但しこれらフッ素樹脂を有するレジストは、耐ドライエッチング性は必ずしも十分とは言えず、またパーフルオロ構造に由来する特異な撥水、撥油特性の為、塗布性(塗布面の均一性)の改良、及び現像欠陥の抑制も望まれていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、160nm以下、特にF2エキシマレーザー光(157nm)の露光光源の使用に好適なポジ型レジスト組成物を提供することであり、具体的には157nmの光源使用時に十分な透過性を示し、且つ塗布性、現像欠陥を満足するポジ型レジスト組成物を提供することである。
更に良好な感度、解像度でパターンを形成し、耐ドライエッチング性も優れるポジ型レジスト組成物を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記諸特性に留意し鋭意検討した結果、本発明の目的が以下の特定の組成物を使用することで見事に達成されることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明は下記構成である。
【0010】
(1)(A)下記一般式(I)で示される繰り返し単位を少なくとも一つ有する、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解度を増大する樹脂、及び(B)活性光線又は放射線の照射により、酸を発生する化合物を含有するポジ型レジスト組成物。
【0011】
【化7】
【0012】
式中、R1は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換基を有していても良い、アルキル基又はハロアルキル基を表す。R2、R3は同じでも異なっていても良く、水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、アルコキシ基、アシル基又は置換基を有していても良いアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基もしくはアリール基を表す。R4 は、置換基を有していても良いアルコキシカルボニルメチル基、又は式(II)の基を表す。
【0013】
【化8】
【0014】
5、R6は同じでも異なっていても良く、水素原子、置換基を有していても良いアルキル基もしくはシクロアルキル基を表す。R7は置換基を有していても良いアルキル基、パーフルオロアルキル基、シクロアルキル基、パーフルオロシクロアルキル基、アラルキル基もしくはアリール基を表す。またR5〜R7の2つが結合し、環を形成しても良い。
(2)(A)の樹脂が、更に下記一般式(III)で示される繰り返し単位を少なくとも一つ有することを特徴とする前記(1)に記載のポジ型レジスト組成物。
【0015】
【化9】
【0016】
式中、R8、R9は同じでも異なっていても良く、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換基を有していても良い、アルキル基又はハロアルキル基を表す。R10は、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していても良い、アルキル基又はハロアルキル基、もしくは−A1−CN基を表す。A1は単結合、置換基を有しても良い、2価のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基もしくはアリーレン基、又は−O−CO−R11−、−CO−O−R12−、−CO−N(R13)−R14−を表す。R11、R12、 R14は同じでも異なっていても良く、単結合、又はエーテル基、エステル基、アミド基、ウレタン基もしくはウレイド基を有しても良い、2価のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基又はアリーレン基を表す。R13は水素原子、置換基を有していても良い、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基又はアリール基を表す。
(3)(A)の樹脂が、更に下記一般式(IV)、(V)で示される繰り返し単位のうち少なくとも一つ有することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載のポジ型レジスト組成物。
【0017】
【化10】
【0018】
式中、R15は水素原子、置換基を有していても良い、アルキル基、パーフルオロアルキル基、シクロアルキル基、パーフルオロシクロアルキル基、もしくはアリール基を表す。
(4)(A)の樹脂が、更に一般式(VI)及び(VII)で示される繰り返し単位のうち少なくとも一つ有することを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
【0019】
【化11】
【0020】
式中、R16、R17は、同じでも異なっていても良く、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換基を有していても良い、アルキル基又はハロアルキル基を表す。R18は−C(R19)(R20)(R21)、−C(R19)(R20)(OR22)、もしくは式(VIII)で示される基を表す。R19〜R22は同じでも異なっていても良く、置換基を有していても良い、アルキル基、単環又は多環のシクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基もしくはアリール基を表す。R19、R20、R21の内の2つ、又はR19、R20、R22の内の2つが結合して環を形成しても良い。式(VIII)中、R23は置換基を有していても良い、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基もしくはアリール基を表す。Zは炭素原子と伴に単環又は多環の脂環式基を構成する原子団を表す。
2は単結合、置換基を有しても良い、2価のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基もしくはアリーレン基、又は−O−CO−R11−、−CO−O−R12−、−CO−N(R13)−R14−を表す。R11、R12、 R14は同じでも異なっていても良く、単結合、又はエーテル基、エステル基、アミド基、ウレタン基もしくはウレイド基を有しても良い、2価のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基又はアリーレン基を表す。R13は水素原子、置換基を有していても良い、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基又はアリール基を表す。
1は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換基を有していても良い、アルキル基又はハロアルキル基を表す。R2及びR3は、同じでも異なっていても良く、水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、アルコキシ基、アシル基又は置換基を有していても良いアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基もしくはアリール基を表す。
【0021】
【化12】
式(VIII)中R23は置換基を有していても良い、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基もしくはアリール基を表す。Zは炭素原子と伴に単環又は多環の脂環式基を構成する原子団を表す。
【0022】
(5) 更に(C)酸拡散抑制剤として、塩基性窒素原子を有する化合物を含有することを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
(6) (B)成分の化合物が、活性光線又は放射線の照射により、炭素原子数2以上のパーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアリールスルホン酸、もしくはパーフルオロアルキル基が置換したアリールスルホン酸を発生するスルホニウム塩又はヨードニウム塩の化合物から選択されることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
(7) (B)成分の化合物が、イミド−N−スルホネート化合物、オキシム−N−スルホネート化合物、もしくはジスルホン化合物から選択されることを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
(8) 露光光源として、160nm以下の真空紫外光を使用することを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に使用する化合物について詳細に説明する。
[1]本発明(A)の樹脂
本発明(A)における樹脂は、一般式(I)で表されるヘキサフルオロ−2−プロパノ−ル基、又はヘキサフルオロ−2−プロパノ−ル基のOH基を酸分解性基で保護した基で置換したスチレン誘導体の繰り返し単位を少なくとも一つ有する樹脂である。好ましくは更に、一般式(III)で表される繰り返し単位の少なくとも一つを有する酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解度を増大する樹脂である。また必要に応じ、本発明(A)の樹脂の親疎水性、ガラス転移点、露光光に対する透過性等の物性を制御する為、あるいはポリマー合成時の重合性を制御する為に、一般式(IV)〜(VII)で表される繰り返し単位を少なくとも一つ有しても良い。
【0024】
一般式中、R1は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換基を有していても良い、アルキル基又はハロアルキル基を表す。R2、R3は同じでも異なっていても良く、水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、アルコキシ基、アシル基又は置換基を有していても良いアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基もしくはアリール基を表す。
4は水素原子、置換基を有していても良い、アルキル基、パーフルオロアルキル基、単環又は多環のシクロアルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルメチル基、又は前記一般式(II)の基を表す。
【0025】
5、R6は同じでも異なっていても良く、水素原子、置換基を有していても良いアルキル基、もしくはシクロアルキル基を表す。R7は置換基を有していても良いアルキル基、パーフルオロアルキル基、シクロアルキル基、パーフルオロシクロアルキル基、アラルキル基もしくはアリール基を表す。またR5〜R7の2つが結合し、環を形成しても良い。
8、R9は同じでも異なっていても良く、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換基を有していても良い、アルキル基又はハロアルキル基を表す。R10は、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していても良い、アルキル基又はハロアルキル基、もしくは−A1−CN基を表す。
1及びA2は、単結合、置換基を有しても良い、2価のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基もしくはアリーレン基、又は−O−CO−R11−、−CO−O−R12−、−CO−N(R13)−R14−を表す。
【0026】
11、R12、 R14は同じでも異なっていても良く、単結合、又はエーテル基、エステル基、アミド基、ウレタン基もしくはウレイド基を有しても良い、2価のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基又はアリーレン基を表す。R13は水素原子、置換基を有していても良い、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基又はアリール基を表す。R15は水素原子、置換基を有していても良い、アルキル基、パーフルオロアルキル基、シクロアルキル基、パーフルオロシクロアルキル基、もしくはアリール基を表す。
16、R17同じでも異なっていても良く、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換基を有していても良い、アルキル基又はハロアルキル基を表す。R18は−C(R19)(R20)(R21)、−C(R19)(R20)(OR22)、もしくは前記一般式(VIII)の基を表す。R19〜R22は同じでも異なっていても良く、置換基を有していても良い、アルキル基、単環又は多環のシクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基もしくはアリール基を表す。
【0027】
19、R20、R21の内の2つ、又はR19、R20、R22の内の2つが結合して環を形成しても良い。R23は置換基を有していても良い、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基もしくはアリール基を表す。Zは炭素原子と伴に単環又は多環の脂環式基を構成する原子団を表す。
【0028】
また、上記アルキル基としては、例えば炭素数1〜8個のアルキル基であって、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、オクチル基を好ましく挙げることができる。シクロアルキル基としては単環型でも良く、多環型でも良い。単環型としては炭素数3〜8個のものであって、例えばシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基を好ましく挙げることができる。多環型としては炭素数6〜20個のものであって、例えばアダマンチル基、ノルボルニル基、イソボロニル基、カンファニル基、ジシクロペンチル基、α−ピネル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデシル基、アンドロスタニル基等を好ましく挙げることができる。
【0029】
パーフルオロアルキル基としては、例えば炭素数1〜12個のものであって、具体的にはトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1−プロピル基、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロ−1−ブチル基、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブチル基、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1−ペンチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロヘキシルエチル基、パーフルオロヘプチルメチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロオクチルエチル基、パーフルオロデシルエチル基等を好ましくあげることができる。
【0030】
パーフルオロシクロアルキル基としては、フッ素基が複数置換した単環型、又は多環型のシクロアルキル基である。単環型としては炭素数3〜8個のものであって、例えばパーフルオロシクロプロピル基、パーフルオロシクロペンチル基、パーフルオロシクロヘキシル基を好ましく挙げることができる。多環型としては炭素数6〜20個のものであって、例えばパーフルオロアダマンチル基、パーフルオロノルボルニル基、パーフルオロイソボロニル基、パーフルオロトリシクロデカニル基、パーフルオロテトラシクロドデシル基等を好ましく挙げることができる。ハロアルキル基としては、例えば炭素数1〜4個のハロアルキル基であって、具体的にはクロロメチル基、クロロエチル基、クロロプロピル基、クロロブチル基、ブロモメチル基、ブロモエチル基等を好ましく挙げることができる。
【0031】
アリール基としては、例えば炭素数6〜15個のアリール基であって、具体的には、フェニル基、トリル基、ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、ナフチル基、アントリル基、9,10−ジメトキシアントリル基等を好ましく挙げることができる。アラルキル基としては、例えば炭素数7〜12個のアラルキル基であって、具体的には、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等を好ましく挙げることができる。
【0032】
アルケニル基としては、例えば炭素数2〜8個のアルケニル基であって、具体的には、ビニル基、アリル基、ブテニル基、シクロヘキセニル基を好ましく挙げることができる。アルコキシ基としては、例えば炭素数1〜8個のアルコキシ基であって、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、アリルオキシ基、オクトキシ基等を好ましく挙げることができる。
【0033】
アシル基としては、例えば炭素数1〜10個のアシル基であって、具体的には、ホルミル基、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、ピバロイル基、オクタノイル基、ベンゾイル基等を好ましく挙げることができる。アルコキシカルボニル基としては、t−ブトキシカルボニル基、t−アミロキシカルボニル基、1−メチル−1−シクロヘキシルオキシカルボニル基等の3級のアルコキシカルボニル基が挙げられる。アルコキシカルボニルメチル基としては、t−ブトキシカルボニルメチル基、t−アミロキシカルボニルメチル基、1−メチル−1−シクロヘキシルオキシカルボニルメチル基等の3級のアルコキシカルボニル基が挙げられる。
【0034】
またアルキレン基としては、好ましくは置換基を有していても良いメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個のものが挙げられる。アルケニレン基としては、好ましくは置換基を有していても良いエテニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基等の炭素数2〜6個のものが挙げられる。シクロアルキレン基としては、好ましくは置換基を有していても良いシクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等の炭素数5〜8個のものが挙げられる。アリーレン基としては、好ましくは置換基を有していても良いフェニレン基、トリレン基、ナフチレン基等の炭素数6〜15個のものが挙げられる。
【0035】
またR5〜R7、あるいはR19〜R22の2つが結合して形成した環としては、例えば3〜8員環であり、具体的にはシクロプロパン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、フラン環、ピラン環、ジオキソノール環、1,3−ジオキソラン環等が挙げられる。Zは単環又は多環の脂環式基を構成する原子団を表し、形成される脂環式基としては、単環型として炭素数3〜8個のものであって、例えばシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基を好ましく挙げることができる。多環型としては炭素数6〜20個のものであって、例えばアダマンチル基、ノルボルニル基、イソボロニル基、カンファニル基、ジシクロペンチル基、α−ピネル基、トリシクロデカニル基、テトシクロドデシル基、アンドロスタニル基等を好ましく挙げることができる
【0036】
またこれらの基に置換される置換基としては、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基等の活性水素を有するものや、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、チオエーテル基、アシル基(アセチル基、プロパノイル基、ベンゾイル基等)、アシロキシ基(アセトキシ基、プロパノイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基等)、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。
【0037】
本発明(A)の樹脂に含まれる、酸の作用により分解しアルカリ可溶性を示す基としては、例えば−O−C(R19)(R20)(R21)、−O−C(R19)(R20)(OR22)、−O−COO−C(R19)(R20)(R21)、−O−C(R01)(R02)COO−C(R19)(R20)(R21)、−COO−C(R19)(R20)(R21)、−COO−C(R19)(R20)(OR22)等が挙げられる。R19〜R22は上記と同義であり、R01、R02は水素原子、上記で示した置換基を有していても良いアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基、もしくはアリール基を表す。
【0038】
好ましい具体例としては、t−ブチル基、t−アミル基、1−アルキル−1−シクロヘキシル基、2−アルキル−2−アダマンチル基、2−アダマンチル−2−プロピル基、2−(4−メチルシクロヘキシル)−2−プロピル基等の3級アルキル基のエーテル基又はエステル基、1−アルコキシ−1−エトキシ基、テトラヒドロピラニル基等のアセタール基又はアセタールエステル基、t−アルキルカーボネート基、t−アルキルカルボニルメトキシ基等が好ましく挙げられる。更に好ましくは、1−アルコキシ−1−エトキシ基、テトラヒドロピラニル基等のアセタール基である。
アセタール基の場合、酸分解性が大きく、併用する酸発生化合物の選択の幅が広がり、感度の向上、露光後加熱までの経時での性能変動等の点で有効である。特に好ましくはアセタール基の1−アルコキシ成分として上記パーフルオロアルキル基から由来するアルコキシ基を含有するアセタール基である。この場合、短波の露光光(例えばF2エキシマレーザー光の157nm)での透過性がいっそう向上させることができる。
【0039】
一般式(I)で示される繰り返し単位の含量の合計は、全ポリマー組成中において20〜100モル%、好ましくは30〜80モル%、更に好ましくは40〜70モル%の範囲で使用される。
一般式(III)で表される繰り返し単位の含量は、全ポリマー組成中において0〜80モル%、好ましくは20〜60モル%、更に好ましくは30〜50モル%の範囲で使用される。
一般式(IV)〜(V)で表される繰り返し単位の含量は、全ポリマー組成中において0〜50モル%、好ましくは0〜40モル%、更に好ましくは0〜30モル%の範囲で使用される。
一般式(VI)〜(VII)で表される繰り返し単位の含量は、全ポリマー組成中において0〜60モル%、好ましくは10〜50モル%、更に好ましくは20〜40モル%の範囲で使用される。
【0040】
本発明(A)の樹脂は、上記のような繰り返し構造単位以外にも、更に本発明のポジ型レジストの性能を向上させる目的で、他の重合性モノマーを共重合させても良い。
【0041】
使用することができる共重合モノマーとしては、以下に示すものが含まれる。例えば、上記以外のアクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリル酸エステル類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、スチレン類、クロトン酸エステル類などから選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物である。
【0042】
具体的には、例えばアクリル酸エステル類、例えばアルキル(アルキル基の炭素原子数は1〜10のものが好ましい)アクリレート(例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸アミル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、クロルエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート2,2−ジメチルヒドロキシプロピルアクリレート、5−ヒドロキシペンチルアクリレート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペンタエリスリトールモノアクリレート、グリシジルアクリレート、ベンジルアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、など)アリールアクリレート(例えばフェニルアクリレートなど);
【0043】
メタクリル酸エステル類、例えば、アルキル(アルキル基の炭素原子数は1〜10のものが好ましい)メタクリレート(例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、クロルベンジルメタクリレート、オクチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、5−ヒドロキシペンチルメタクリレート、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、トリメチロールプロパンモノメタクリレート、ペンタエリスリトールモノメタクリレート、グリシジルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレートなど)、アリールメタクリレート(例えば、フェニルメタクリレート、クレジルメタクリレート、ナフチルメタクリレートなど);
【0044】
アクリルアミド類、例えば、アクリルアミド、N−アルキルアクリルアミド、(アルキル基としては、炭素原子数1〜10のもの、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、ヒドロキシエチル基、ベンジル基などがある。)、N−アリールアクリルアミド(アリール基としては、例えばフェニル基、トリル基、ニトロフェニル基、ナフチル基、シアノフェニル基、ヒドロキシフェニル基、カルボキシフェニル基などがある。)、N,N−ジアルキルアクリルアミド(アルキル基としては、炭素原子数1〜10のもの、例えば、メチル基、エチル基、ブチル基、イソブチル基、エチルヘキシル基、シクロヘキシル基などがある。)、N,N−ジアリールアクリルアミド(アリール基としては、例えばフェニル基などがある。)、N−メチル−N−フェニルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチル−N−メチルアクリルアミド、N−2−アセトアミドエチル−N−アセチルアクリルアミドなど;
【0045】
メタクリルアミド類、例えば、メタクリルアミド、N−アルキルメタクリルアミド(アルキル基としては、炭素原子数1〜10のもの、例えば、メチル基、エチル基、t−ブチル基、エチルヘキシル基、ヒドロキシエチル基、シクロヘキシル基などがある。)、N−アリールメタクリルアミド(アリール基としては、フェニル基などがある。)、N,N−ジアルキルメタクリルアミド(アルキル基としては、エチル基、プロピル基、ブチル基などがある。)、N,N−ジアリールメタクリルアミド(アリール基としては、フェニル基などがある。)、N−ヒドロキシエチル−N−メチルメタクリルアミド、N−メチル−N−フェニルメタクリルアミド、N−エチル−N−フェニルメタクリルアミドなど;アリル化合物、例えば、アリルエステル類(例えば、酢酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル酸アリル、ラウリン酸アリル、パルミチン酸アリル、ステアリン酸アリル、安息香酸アリル、アセト酢酸アリル、乳酸アリルなど)、アリルオキシエタノールなど;
【0046】
ビニルエーテル類、例えば、アルキルビニルエーテル(例えば、ヘキシルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテル、1−メチル−2,2−ジメチルプロピルビニルエーテル、2−エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエーテル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチルアミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフルフリルビニルエーテルなど)、ビニルアリールエーテル(例えばビニルフェニルエーテル、ビニルトリルエーテル、ビニルクロルフェニルエーテル、ビニル−2,4−ジクロルフェニルエーテル、ビニルナフチルエーテル、ビニルアントラニルエーテルなど);
【0047】
ビニルエステル類、例えば、ビニルブチレート、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテート、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレート、ビニルカプロエート、ビニルクロルアセテート、ビニルジクロルアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルブトキシアセテート、ビニルフェニルアセテート、ビニルアセトアセテート、ビニルラクテート、ビニル−β−フェニルブチレート、ビニルシクロヘキシルカルボキシレート、安息香酸ビニル、サルチル酸ビニル、クロル安息香酸ビニル、テトラクロル安息香酸ビニル、ナフトエ酸ビニルなど;
【0048】
スチレン類、例えば、スチレン、アルキルスチレン(例えば、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、シクロヘキシルスチレン、デシルスチレン、ベンジルスチレン、クロルメチルスチレン、トリフルオルメチルスチレン、エトキシメチルスチレン、アセトキシメチルスチレンなど)、アルコキシスチレン(例えば、メトキシスチレン、4−メトキシ−3−メチルスチレン、ジメトキシスチレンなど)、ハロゲンスチレン(例えば、クロルスチレン、ジクロルスチレン、トリクロルスチレン、テトラクロルスチレン、ペンタクロルスチレン、ブロムスチレン、ジブロムスチレン、ヨードスチレン、フルオルスチレン、トリフルオルスチレン、2−ブロム−4−トリフルオルメチルスチレン、4−フルオル−3−トリフルオルメチルスチレンなど)、カルボキシスチレン、ビニルナフタレン;
【0049】
クロトン酸エステル類、例えば、クロトン酸アルキル(例えば、クロトン酸ブチル、クロトン酸ヘキシル、グリセリンモノクロトネートなど);イタコン酸ジアルキル類(例えば、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチルなど);マレイン酸あるいはフマール酸のジアルキルエステル類(例えば、ジメチルマレレート、ジブチルフマレートなど)等がある。その他、一般的には共重合可能である付加重合性不飽和化合物であればよい。
【0050】
以下に、一般式(I)で表される繰り返し構造単位の具体例を示すが、本発明がこれに限定されるものではない。
【0051】
【化13】
【0052】
【化14】
【0053】
【化15】
【0054】
【化16】
【0055】
また一般式(III)〜(VII)で表される繰り返し構造単位の具体例を示すが、本発明がこれに限定されるものではない。
【0056】
【化17】
【0057】
【化18】
【0058】
【化19】
【0059】
【化20】
【0060】
上記具体例で表される繰り返し構造単位は、各々1種で使用しても良いし、複数を混合して用いても良い。
上記繰り返し構造単位を有する本発明の樹脂(A)の好ましい分子量は、重量平均で1,000〜200,000であり、更に好ましくは3,000〜20,000の範囲で使用される。分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)は1〜10であり、好ましくは1〜3、更に好ましくは1〜2の範囲のものが使用される。分子量分布の小さいものほど、解像度、レジスト形状、及びレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。本発明の樹脂(A)の添加量は組成物の全固形分を基準として、50〜99.5重量%、好ましくは60〜98重量%、更に好ましくは65〜95重量%の範囲で使用される。
【0061】
[2]本発明(B)の活性光線又は放射線の照射により、酸を発生する化合物
本発明で使用される活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている公知の光(400〜200nmの紫外線、遠紫外線、特に好ましくは、g線、h線、i線、KrFエキシマレーザー光)、ArFエキシマレーザー光、電子線、X線、分子線又はイオンビームにより酸を発生する化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
【0062】
また、その他の本発明に用いられる活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物としては、たとえば S. I. Schlesinger, Photogr. Sci. Eng., 18, 387 (1974)、T. S. Bal et al, Polymer, 21, 423(1980)等に記載のジアゾニウム塩、米国特許第4,069,055号、同4,069,056号、同 Re 27,992号、特開平3-140140号等に記載のアンモニウム塩、D. C. Necker et al, Macromolecules, 17, 2468(1984)、C. S. Wen et al, Teh, Proc. Conf. Rad. Curing ASIA, p478 Tokyo,Oct(1988)、米国特許第4,069,055号、同4,069,056号等に記載のホスホニウム塩、J. V. Crivello et al, Macromorecules, 10(6), 1307(1977)、Chem. & Eng. News, Nov. 28, p31(1988)、欧州特許第104,143号、同339,049号、同第410,201号、特開平2-150848号、特開平2-296514 号等に記載のヨードニウム塩、J. V. Crivello et al, Polymer J. 17, 73(1985)、J. V. Crivello et al., J. Org. Chem., 43, 3055(1978)、W. R. Watt et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 22, 1789(1984)、J. V. Crivello et al, Polymer Bull., 14, 279(1985)、J. V. Crivello et al, Macromorecules, 14(5), 1141(1981)、J. V. Crivello et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 17, 2877(1979)、欧州特許第370,693号、同161,811号、同410,201号、同339,049号、同233,567号、同297,443号、同297,442号、米国特許第4,933,377号、同3,902,114号、同4,760,013号、同4,734,444号、同2,833,827号、獨国特許第2,904,626号、同3,604,580号、同3,604,581号等に記載のスルホニウム塩、J. V. Crivello et al, Macromorecules, 10(6), 1307(1977)、J. V. Crivello et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 17, 1047(1979)等に記載のセレノニウム塩、C. S. Wen et al, Teh, Proc. Conf. Rad. Curing ASIA, p478 Tokyo, Oct(1988)等に記載のアルソニウム塩等のオニウム塩、米国特許第3,905,815号、特公昭46-4605号、特開昭48-36281号、特開昭55-32070号、特開昭60-239736号、特開昭61-169835号、特開昭61-169837号、特開昭62-58241号、特開昭62-212401号、特開昭63-70243号、特開昭63-298339号等に記載の有機ハロゲン化合物、K. Meier et al, J. Rad. Curing, 13(4), 26(1986)、T. P. Gill et al, Inorg. Chem., 19, 3007(1980)、D. Astruc, Acc. Chem. Res., 19(12), 377(1896)、特開平2-161445号等に記載の有機金属/有機ハロゲン化物、S. Hayase et al, J. Polymer Sci., 25, 753(1987)、E. Reichmanis et al, J. Pholymer Sci., Polymer Chem. Ed., 23, 1(1985)、Q. Q. Zhuetal, J. Photochem., 36, 85, 39, 317(1987)、B. Amit et al, Tetrahedron Lett.,(24)2205(1973)、D. H. R. Barton et al, J. Chem Soc., 3571(1965)、P. M. Collins et al, J. Chem. Soc., Perkin I, 1695(1975)、M. Rudinstein et al, Tetrahedron Lett., (17), 1445(1975)、J. W. Walker et al, J. Am. Chem. Soc., 110, 7170(1988)、S. C. Busman et al, J. Imaging Technol., 11(4), 191(1985)、H. M. Houlihan et al, Macromolecules, 21, 2001(1988)、 P. M.Collins et al, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 532(1972)、S. Hayase et al, Macromolecules, 18, 1799(1985)、E. Reichmanis et al, J. Electrochem. Soc., Solid State Sci. Technol., 130(6)、F. M. Houlihan et al, Macromolcules, 21,2001(1988)、欧州特許第0290,750号、同046,083号、同156,535号、同271,851号、同0,388,343号、米国特許第3,901,710号、同4,181,531号、特開昭60-198538号、特開昭53-133022号等に記載の0−ニトロベンジル型保護基を有する光酸発生剤、M.TUNOOKA et al, Polymer Preprints Japan, 35(8)、G. Berner et al, J. Rad. Curing, 13(4)、 W. J. Mijs et al, Coating Technol., 55(697),45(1983), Akzo、H. Adachi et al, Polymer Preprints, Japan, 37(3)、欧州特許第0199,672号、同84515号、同044,115号、同618,564号、同0101,122号、米国特許第4,371,605号、同4,431,774 号、特開昭64-18143号、特開平2-245756号、特開平3-140109号等に記載のイミノスルフォネ−ト等に代表される光分解してスルホン酸を発生する化合物、特開昭61-166544号等に記載のジスルホン化合物を挙げることができる。
【0063】
また、これらの活性光線又は放射線の照射により酸を発生する基、あるいは化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合物、たとえば、M. E. Woodhouse et al, J. Am. Chem. Soc., 104, 5586(1982)、S. P. Pappas et al, J. Imaging Sci., 30(5), 218(1986)、S. Kondo et al, Makromol. Chem., Rapid Commun., 9, 625(1988)、Y. Yamada et al, Makromol. Chem., 152, 153, 163(1972)、J. V. Crivello et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 17, 3845(1979)、米国特許第3,849,137号、獨国特許第3914407、特開昭63-26653号、特開昭55-164824号、特開昭62-69263号、特開昭63-146038号、特開昭63-163452号、特開昭62-153853号、特開昭63-146029号等に記載の化合物を用いることができる。
【0064】
さらにV. N. R. Pillai, Synthesis, (1), 1(1980)、A. Abad et al, Tetrahedron Lett., (47)4555(1971)、D. H. R. Barton et al, J. Chem. Soc., (C), 329(1970)、米国特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光により酸を発生する化合物も使用することができる。
【0065】
上記活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の中で、特に有効に用いられるものについて以下に説明する。
(1)トリハロメチル基が置換した下記一般式(PAG1)で表されるオキサゾール誘導体又は一般式(PAG2)で表されるS−トリアジン誘導体。
【0066】
【化21】
【0067】
式中、R201は置換もしくは未置換のアリール基、アルケニル基、R202は置換もしくは未置換のアリール基、アルケニル基、アルキル基、−C(Y)3を示す。Yは塩素原子又は臭素原子を示す。
具体的には以下の化合物を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。
【0068】
【化22】
【0069】
【化23】
【0070】
【化24】
【0071】
(2)下記の一般式(PAG3)で表されるヨードニウム塩、又は一般式(PAG4)で表されるスルホニウム塩。
【0072】
【化25】
【0073】
ここで式Ar1、Ar2は、各々独立、に置換もしくは未置換のアリール基を示す。好ましい置換基としては、アルキル基、ハロアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヒロドキシ基、メルカプト基及びハロゲン原子が挙げられる。
【0074】
203、R204、R205は、各々独立に、置換もしくは未置換のアルキル基、アリール基を示す。好ましくは、炭素数6〜14のアリール基、炭素数1〜8のアルキル基及びそれらの置換誘導体である。好ましい置換基としては、アリール基に対しては炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルキル基、シクロアルキル基、ニトロ基、カルボキシル基、メルカプト基、ヒロドキシ基及びハロゲン原子であり、アルキル基に対しては炭素数1〜8のアルコキシ基、カルボキシル基、アルコシキカルボニル基である。
【0075】
-はアニオンを表し、具体的には置換基を有していても良いアルキルスルホン酸、シクロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸、アリールスルホン酸(例えば置換基を有していても良いベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、アントラセンスルホン酸)等の各アニオンが挙げられる。
【0076】
-は、炭素原子数2以上のパーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、パーフルオロアリールスルホン酸アニオンもしくはパーフルオロアルキル基が置換したアリールスルホン酸アニオンであることが好ましい。
ここで、Z-が有するアルキル基は、直鎖、分岐又は環状のいずれであってもよく、炭素数2〜10のアルキル基が好ましい。例えば、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、n−アミル基、i−アミル基、t−アミル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デカニル基等を挙げることができる。尚、アルキル基は、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1〜6の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基等の置換基を有していてもよい。
-が有するアリール基は、炭素数6〜14のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、アンスリル基等を挙げることができる。尚、アリール基は、上記のアルキル基が有してもよい置換基として挙げた基、及び炭素数1〜6の直鎖、分岐又は環状のアルキル基等の置換基を有していてもよい。
【0077】
またR203、R204、R205のうちの2つ及びAr1、Ar2はそれぞれの単結合又は置換基を介して結合してもよい。
【0078】
具体例としては以下に示す化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0079】
【化26】
【0080】
【化27】
【0081】
【化28】
【0082】
【化29】
【0083】
【化30】
【0084】
【化31】
【0085】
【化32】
【0086】
【化33】
【0087】
【化34】
【0088】
【化35】
【0089】
一般式(PAG3)、(PAG4)で示される上記オニウム塩は公知であり、例えばJ. W. Knapczyk et al, J. Am. Chem. Soc., 91, 145(1969)、A. L. Maycok et al, J. Org. Chem., 35, 2532,(1970)、E. Goethas et al, Bull. Soc. Chem. Belg., 73, 546,(1964)、H. M. Leicester、J. Ame. Chem. Soc., 51, 3587(1929)、J. V. Crivello et al, J. Polym. Chem. Ed., 18, 2677(1980)、米国特許第2,807,648号及び同4,247,473号、特開昭53-101331号等に記載の方法により合成することができる。
【0090】
(3)下記一般式(PAG5)で表されるジスルホン化合物又は一般式(PAG6)で表されるイミド−N−スルホネート化合物。
【0091】
【化36】
【0092】
式中、Ar3、Ar4は各々独立に置換もしくは未置換のアリール基を示す。R206は置換もしくは未置換のアルキル基、アリール基を示す。Aは置換もしくは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基を示す。
具体例としては以下に示す化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0093】
【化37】
【0094】
【化38】
【0095】
【化39】
【0096】
【化40】
【0097】
【化41】
【0098】
【化42】
【0099】
(4)下記一般式(PAG7)で表されるジアゾジスルホン誘導体。
【0100】
【化43】
【0101】
ここでRは、直鎖、分岐又は環状アルキル基、あるいは置換してもよいアリール基を表す。
具体例としては以下に示す化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0102】
【化44】
【0103】
(5)下記一般式(PAG8)で表されるオキシム−N−スルホネート化合物。
【0104】
【化45】
【0105】
式中、R207は置換もしくは未置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基を示す。R208、R209は置換もしくは未置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、シアノ基、もしくはアシル基を示す。R208、R209が結合し、炭素環、もしくは酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子を有するヘテロ環を形成しても良い。
具体例としては以下に示す化合物が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【0106】
【化46】
【0107】
本発明(B)の活性光線又は放射線の照射により、酸を発生する化合物の添加量は、本発明の組成物の全固形分を基準として、0.1〜20重量%であり、好ましくは0.5から10重量%、更に好ましくは1〜7重量%である。またこれらの化合物は単独で使用しても良く、複数を混合して使用しても良い。
【0108】
[3]本発明(C)の酸拡散抑制剤
本発明の組成物には、活性光線又は放射線の照射後、加熱処理までの経時による性能変動(パターンのT−top形状形成、感度変動、パターン線幅変動等)や塗布後の経時による性能変動、更には活性光線又は放射線の照射後、加熱処理時の酸の過剰な拡散(解像度の劣化)を防止する目的で、酸拡散抑制剤を添加することが好ましい。酸拡散抑制剤としては、有機塩基性化合物であり、例えば塩基性窒素を含有する有機塩基化合物であり、共役酸のpKa値で4以上の化合物が好ましく使用される。
具体的には下記式(A)〜(E)の構造を挙げることができる。
【0109】
【化47】
【0110】
ここで、R250 、R251 及びR252 は、同一でも異なってもよく、水素原子、炭素数1〜6個のアルキル基、炭素数1〜6個のアミノアルキル基、炭素数1〜6個のヒドロキシアルキル基又は炭素数6〜20個の置換もしくは非置換のアリール基を表し、ここで、R251とR252は、互いに結合して環を形成してもよい。R253 、R254 、R255 及びR256 は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜6個のアルキル基を表す。
更に好ましい化合物は、一分子中に異なる化学的環境の窒素原子を2個以上有する含窒素塩基性化合物であり、特に好ましくは、置換もしくは未置換のアミノ基と窒素原子を含む環構造の両方を含む化合物もしくはアルキルアミノ基を有する化合物である。
【0111】
好ましい具体例としては、置換もしくは未置換のグアニジン、置換もしくは未置換のアミノピリジン、置換もしくは未置換のアミノアルキルピリジン、置換もしくは未置換のアミノピロリジン、置換もしくは未置換のインダゾール、イミダゾール、置換もしくは未置換のピラゾール、置換もしくは未置換のピラジン、置換もしくは未置換のピリミジン、置換もしくは未置換のプリン、置換もしくは未置換のイミダゾリン、置換もしくは未置換のピラゾリン、置換もしくは未置換のピペラジン、置換もしくは未置換のアミノモルフォリン、置換もしくは未置換のアミノアルキルモルフォリン等が挙げられる。好ましい置換基は、アミノ基、アミノアルキル基、アルキルアミノ基、アミノアリール基、アリールアミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ基、水酸基、シアノ基である。
【0112】
特に好ましい化合物として、グアニジン、1,1−ジメチルグアニジン、1,1,3,3,−テトラメチルグアニジン、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、N−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4,5−ジフェニルイミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾール、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−アミノピリジン、2−ジメチルアミノピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、2−ジエチルアミノピリジン、2−(アミノメチル)ピリジン、2−アミノ−3−メチルピリジン、2−アミノ−4−メチルピリジン、2−アミノ−5−メチルピリジン、2−アミノ−6−メチルピリジン、3−アミノエチルピリジン、4−アミノエチルピリジン、
【0113】
3−アミノピロリジン、ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペリジン、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ピペリジノピペリジン、2−イミノピペリジン、1−(2−アミノエチル)ピロリジン、ピラゾール、3−アミノ−5−メチルピラゾール、5−アミノ−3−メチル−1−p−トリルピラゾール、ピラジン、2−(アミノメチル)−5−メチルピラジン、ピリミジン、2,4−ジアミノピリミジン、4,6−ジヒドロキシピリミジン、2−ピラゾリン、3−ピラゾリン、N−アミノモルフォリン、N−(2−アミノエチル)モルフォリンなどが挙げられるがこれに限定されるものではない。
これらの含窒素塩基性化合物は、単独であるいは2種以上一緒に用いられる。
【0114】
酸発生剤と有機塩基性化合物の組成物中の使用割合は、(酸発生剤)/(有機塩基性化合物)(モル比)=2.5〜300であることが好ましい。該モル比が2.5未満では低感度となり、解像力が低下する場合があり、また、300を越えると露光後加熱処理までの経時でレジストパターンの太りが大きくなり、解像力も低下する場合がある。(酸発生剤)/(有機塩基性化合物)(モル比)は、好ましくは5.0〜200、更に好ましくは7.0〜150である。
【0115】
[4]本発明に用いることができるフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤
本発明のポジ型レジスト組成物には、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤を含有することができる。すなわち、本発明のポジ型レジスト組成物には、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤及びフッ素原子と珪素原子の両方を含有する界面活性剤のいずれか、あるいは2種以上を含有することができる。これらフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤の添加は、現像欠陥の抑制及び塗布性の向上に効果を有する。
【0116】
これらの界面活性剤として、例えば特開昭62-36663号、特開昭61-226746号、特開昭61-226745号、特開昭62-170950号、特開昭63-34540号、特開平7-230165号、特開平8-62834号、特開平9-54432号、特開平9-5988号、米国特許5405720号、米国特許5360692号、米国特許5529881号、米国特許5296330号、米国特許5436098号、米国特許5576143号、米国特許5296143号、米国特許5294511号、及び、米国特許5824451号記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。
このような市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、EF352(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、R08(大日本インキ(株)製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル社製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
【0117】
界面活性剤の配合量は、本発明の組成物中の固形分を基準として、通常0.001重量%〜2重量%、好ましくは0.01重量%〜1重量%である。これらの界面活性剤は単独で添加してもよいし、また、いくつかの組み合わせで添加することもできる。
【0118】
本発明の組成物は、上記各成分を溶解する溶媒に溶かして支持体上に塗布する。ここで使用する溶媒としては、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等が好ましく、これらの溶媒を単独あるいは混合して使用する。
【0119】
精密集積回路素子の製造などにおいてレジスト膜上へのパターン形成工程は、基板(例:シリコン/二酸化シリコン皮覆、ガラス基板、ITO基板等の透明基板等)上に、本発明のポジ型レジスト組成物を塗布し、次に活性光線又は放射線描画装置を用いて照射を行い、加熱、現像、リンス、乾燥することにより良好なレジストパターンを形成することができる。
【0120】
本発明のポジ型レジスト組成物の現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノーアミン等のアルコ−ルアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン類、等のアルカリ類の水溶液を使用することができる。更に、上記アルカリ類の水溶液にイソプロピルアルコール等のアルコール類、ノニオン系等の界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
これらの現像液の中で好ましくは第四アンモニウム塩、更に好ましくは、テトラメチルアンモニウムヒドロオキシド、コリンである。
【0121】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明の内容がこれにより限定されるものではない。
【0122】
[合成例1]
4−[ビス(トリフルオロメチル)−ヒドロキシメチル]スチレン13.5g(0.05モル)、メタクリロニトリル3.4g(0.05モル)を1-メトキシ−2−プロパノール60mlに溶解し、重合開始剤として2,2‘−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業(株)製;商品名V−65)0.25gを加えた。この溶液を窒素気流下、70℃に加熱した1-メトキシ−2−プロパノール10mlに、攪拌しながら2時間かけて滴下した。滴下後更に4時間攪拌を続けた。その後、反応液をメタノール/イオン交換水(1/1)1L中に激しく攪拌しながら投入。析出した樹脂をイオン交換水にて水洗し、濾別、真空下乾燥することにより、白色の樹脂14.8gを得た。NMR測定により、この樹脂が構造例(I−1)/(III−2)=52/48の樹脂であり、GPC測定により、重量平均分子量(ポリスチレン標準)が8,900であることを確認した。この樹脂をTHF100mlに溶解し、エチルビニルエーテル2.9g(0.04モル)を加え、p−トルエンスルホン酸を触媒量添加して、室温にて8時間攪拌した。反応液にトリエチルアミンをp−トルエンスルホン酸触媒の2倍量加えて反応を停止させ、イオン交換水3L中に激しく攪拌しながら投入した。析出した樹脂を濾別、乾燥して本発明の樹脂(1)15.3gを得た。GPC測定により、樹脂(1)の分子量は重量平均(Mw)で9,100であった。またH−NMR、C−NMR、IR測定により、樹脂(1)の組成を調べたところ、モル比で構造例(I−1)/(I−4)/(III−2)=10/42/48であった。
以下同様にして、表1に示す本発明の樹脂を合成した。
【0123】
【表1】
【0124】
[実施例1(透過率の測定)]
上記表1に示した樹脂(1)〜(6)については、各樹脂1.36gにトリフェニルスルホニウムのノナフレート塩(PAG4−3)0.02g、イミドスルホネート化合物(PAG6−19)0.02gを加え、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート8.5gに溶解し、これにジシクロヘキシルメチルアミン0.005gとフッ素系界面活性剤としてメガファックR08(大日本インキ(株)製)0.01gを添加して、本発明のレジスト組成物を調整した。樹脂(7)〜(12)については、各樹脂1.36gにトリフェニルスルホニウムのノナフレート塩(PAG4−3)0.04gを加え、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート8.5gに溶解し、これにジシクロヘキシルメチルアミン0.005gとフッ素系界面活性剤としてメガファックR08(大日本インキ(株)製)0.01gを添加して、本発明のレジスト組成物を調整した。
【0125】
各試料溶液を0.1μmのテフロンフィルターで濾過した後、スピンコーターによりフッ化カルシウムディスク上に塗布し、120℃、5分間で加熱乾燥して、膜厚0.1μmのレジスト膜を得た。Acton CAMS−507スペクトロメーターにて塗膜の吸収を測定し、157nmにおける透過率を算出した。結果を表2に示す。
【0126】
【表2】
【0127】
表2の結果から、本発明の組成物を用いた塗膜の透過率測定値は、ほぼ50%を超え、157nmに十分な透過性を有することが判る。
【0128】
[実施例2(塗布性、現像欠陥の評価)]
実施例1における界面活性剤を下記W−1〜W−4に変え、本発明のレジスト組成物を調整した。使用した界面活性剤は表5に示す。
【0129】
界面活性剤としては、
W1:メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素系)
W2:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素及びシリコン系)
W3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)
W4:ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル
を表す。
【0130】
各試料溶液を0.1μmのテフロンフィルターで濾過した後、スピンコーターによりヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコンウェハー上に塗布し、110℃、90秒間真空密着型のホットプレート上で加熱乾燥して、膜厚0.3μmのレジスト膜を得た。得られたレジスト膜に対し、Canon社KrFエキシマステッパー(FPA−3000EX5)を用い画像露光を行ない、110℃、90秒にて後加熱した後、0.262NのTMAH水溶液で現像することにより0.5μのL/Sのパターンを形成させた。
【0131】
現像欠陥及び塗布性は、以下のようにして評価した。
〔現像欠陥数〕: 上記のようにして得られたレジストパターンについて、ケーエルエー・テンコール(株)製KLA−2112機により現像欠陥数を測定し、得られた1次データ値を現像欠陥数とした。
【0132】
〔塗布性(面内均一性)〕: 各レジスト溶液を8インチシリコンウエハ上に塗布し、上記のようなレジスト層の塗設同様の処理を行い、面内均一性測定用のレジスト塗布膜を得た。これを大日本スクリーン株式会社製LambdaAにて、塗布膜厚をウエハ直径方向に沿って十字になるように均等に36箇所測定した。
各測定値の標準偏差をとり、その3倍が50に満たないものを○、50以上のものを×として評価した。
性能評価結果を表3に示した。
【0133】
【表3】
【0134】
表3の結果より、フッ素及び/又はシリコン系界面活性剤を加えた本発明の組成物は、同成分のない比較例に比べ、塗布性が大きく優れ、現像欠陥も非常に少なくなることが判る。
【0135】
[実施例3(画像形成性評価)]
本発明の樹脂を使用し、実施例1と同様にしてレジスト液を調整した。各試
料溶液を0.1μmのテフロンフィルターで濾過した後、スピンコーターによりヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコンウェハー上に塗布し、110℃、90秒間真空密着型のホットプレート上で加熱乾燥して、膜厚0.1μmのレジスト膜を得た。得られたレジスト膜に対し、157nmのレーザー露光・溶解挙動解析装置VUVES−4500(リソテック・ジャパン製)を用い、157nm露光による露光部・未露光部の溶解コントラストを測定した。
結果を表4に示す。
【0136】
【表4】
【0137】
表4の結果より、本発明の組成物は、比較例のKrFエキシマ用に実用されているレジスト同等の溶解コントラストを有する、即ち画像形成性を有することが判る。
【0138】
【発明の効果】
本発明のポジ型レジスト組成物により、157nmの短波長においても十分な透過性及び画像形成性を有し、且つフッ素樹脂に基づく塗布性、現像欠陥の問題が改良されたポジ型レジスト組成物を提供できる。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a positive resist composition suitably used in microlithography processes such as the production of VLSI and high-capacity microchips, and other photofabrication processes. More specifically, the present invention relates to a positive resist composition capable of forming a highly refined pattern using vacuum ultraviolet light of 160 nm or less.
[0002]
[Prior art]
Integrated circuits have been increasingly integrated, and in manufacturing semiconductor substrates such as VLSI, processing of ultrafine patterns having a line width of less than a quarter micron has been required. As one of means for miniaturizing a pattern, it is known to shorten the wavelength of an exposure light source used in forming a resist pattern. This is the Rayleigh equation representing the resolution (line width) R of the optical system,
R = k · λ / NA
(Where λ is the wavelength of the exposure light source, NA is the numerical aperture of the lens, and k is the process constant). From this equation, it can be seen that in order to achieve a high resolution, that is, to reduce the value of R, it is sufficient to shorten the wavelength λ of the exposure light source.
[0003]
For example, in the manufacture of a semiconductor device having a degree of integration of up to 64 Mbits, i-line (365 nm) of a high-pressure mercury lamp has been used as a light source until now. As a positive resist corresponding to this light source, a number of compositions containing a novolak resin and a naphthoquinonediazide compound as a photosensitive material have been developed, and have achieved sufficient results in processing line widths of up to about 0.3 μm. . Further, in the manufacture of a semiconductor device having an integration degree of 256 Mbit or more, KrF excimer laser light (248 nm) has been adopted as an exposure light source instead of i-line.
Furthermore, for the purpose of manufacturing a semiconductor having a degree of integration of 1 Gbit or more, the use of ArF excimer laser light (193 nm), which is a light source with a shorter wavelength in recent years, and further to form a pattern of 0.1 μm or less.2The use of excimer laser light (157 nm) has been studied.
[0004]
In accordance with the shortening of the wavelength of these light sources, the constituent components of the resist material and the compound structure thereof have also changed greatly. That is, in the conventional resist containing novolak resin and naphthoquinonediazide compound, since absorption in the far ultraviolet region of 248 nm is large, it becomes difficult for light to reach the bottom of the resist sufficiently, and only a taper-shaped pattern with low sensitivity can be obtained.
In order to solve such a problem, a compound that generates an acid by irradiation with far ultraviolet light using, as a main component, a resin having a poly (hydroxystyrene) having a low absorption in the 248 nm region as a basic skeleton and protected by an acid-decomposable group ( A composition combining a photoacid generator), a so-called chemically amplified resist, has been developed. Since the chemically amplified resist changes the solubility in the developer by the catalytic decomposition reaction of the acid generated in the exposed area, a highly sensitive and high resolution pattern can be formed.
[0005]
For effective acid-decomposable resins and photoacid generators for these, Polym. Eng. Sci., 23, 1012 (1983), ACS. Sym., 242, 11 (1984), Macromolecules, 21 1475 (1988), Journal of the Society of Synthetic Organic Chemistry, Japan, 49, 437 (1991), “Microfabrication and Resist” (Kyoritsu Shuppan, 1987), and many other papers and patents. Further, when ArF excimer laser light (193 nm) was used, a compound having an aromatic group essentially has a large absorption in the wavelength region of 193 nm, and thus sufficient performance was not obtained even with the above chemically amplified resist.
[0006]
To solve this problem, an acid-decomposable resin having poly (hydroxystyrene) as a basic skeleton is replaced with an acid-decomposable resin in which an alicyclic structure having no absorption at 193 nm is introduced into the main chain or side chain of the polymer. Improvement of the amplification type resist is attempted.
About these alicyclic acid-decomposable resins, for example, JP-A-4-39665, 7-234511, 9-73173, 7-199467, 8-259626, 9-221519, 10-10739, 9-230595, 10-1111569, 10-218947, 10-153864, WO-97 / 33198, and the like.
[0007]
F2With respect to excimer laser light (157 nm), it was found that the alicyclic resin also has a large absorption in the 157 nm region, which is insufficient to obtain a target pattern of 0.1 μm or less. On the other hand, Proc. SPIE. Vol. 3678. page 13 (1999) reported that a resin introduced with fluorine atoms (perfluoro structure) has sufficient transparency at 157 nm. Proc. SPIE. Vol. 3999. 330 (2000), 357 (2000), 365 (2000), WO-00 / 17712, etc.
However, these fluororesins do not necessarily have sufficient dry etching resistance, and because of their unique water- and oil-repellent properties derived from the perfluoro structure, they improve coating properties (uniformity of the coated surface). In addition, suppression of development defects has also been desired.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the object of the present invention is 160 nm or less, particularly F2It is to provide a positive resist composition suitable for use with an exposure light source of excimer laser light (157 nm). Specifically, it exhibits sufficient transparency when using a light source of 157 nm, and satisfies coating properties and development defects. And providing a positive resist composition.
It is another object of the present invention to provide a positive resist composition that forms a pattern with good sensitivity and resolution and is excellent in dry etching resistance.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive investigations while paying attention to the above characteristics, the present inventors have found that the object of the present invention can be achieved brilliantly by using the following specific composition, and have reached the present invention.
That is, the present invention has the following configuration.
[0010]
(1) (A) a resin having at least one repeating unit represented by the following general formula (I), which decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkali developer, and (B) irradiation with actinic rays or radiation A positive resist composition containing a compound capable of generating an acid.
[0011]
[Chemical 7]
[0012]
  Where R1Represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, or an alkyl or haloalkyl group which may have a substituent. R2, RThreeMay be the same or different, and may be a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, a cyano group, an alkoxy group, an acyl group, or an optionally substituted alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aralkyl group or aryl. Represents a group. RFour IsEven if it has a substituentGood alkoxyRepresents a carbonylmethyl group or a group of formula (II).
[0013]
[Chemical 8]
[0014]
RFive, R6May be the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group which may have a substituent. R7Represents an alkyl group, perfluoroalkyl group, cycloalkyl group, perfluorocycloalkyl group, aralkyl group or aryl group which may have a substituent. RFive~ R7May be combined to form a ring.
(2) The positive resist composition as described in (1) above, wherein the resin (A) further has at least one repeating unit represented by the following general formula (III).
[0015]
[Chemical 9]
[0016]
Where R8, R9May be the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, or an alkyl or haloalkyl group which may have a substituent. RTenIs a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or a haloalkyl group which may have a substituent, or -A1Represents a -CN group. A1May have a single bond, a substituent, a divalent alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group or an arylene group, or —O—CO—R.11-, -CO-O-R12-, -CO-N (R13-R14-Represents. R11, R12, R14May be the same or different and each may have a single bond, an ether group, an ester group, an amide group, a urethane group or a ureido group, a divalent alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group or an arylene group. To express. R13Represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group or an aryl group, which may have a substituent.
(3) The positive type as described in (1) or (2) above, wherein the resin of (A) further has at least one of repeating units represented by the following general formulas (IV) and (V): Resist composition.
[0017]
Embedded image
[0018]
Where R15Represents a hydrogen atom, an alkyl group, a perfluoroalkyl group, a cycloalkyl group, a perfluorocycloalkyl group, or an aryl group, which may have a substituent.
(4) The resin of (A) further has at least one repeating unit represented by the general formulas (VI) and (VII), according to any one of (1) to (3), Positive resist composition.
[0019]
Embedded image
[0020]
Where R16, R17These may be the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, or an alkyl group or haloalkyl group which may have a substituent. R18Is -C (R19) (R20) (Rtwenty one), -C (R19) (R20) (ORtwenty twoOr a group represented by formula (VIII). R19~ Rtwenty twoAre the same or different and each represents an alkyl group, monocyclic or polycyclic cycloalkyl group, alkenyl group, aralkyl group or aryl group which may have a substituent. R19, R20, Rtwenty one2 of R or R19, R20, Rtwenty twoTwo of these may combine to form a ring. In formula (VIII), Rtwenty threeRepresents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group or an aryl group, which may have a substituent. Z represents an atomic group constituting a monocyclic or polycyclic alicyclic group together with a carbon atom.
A2May have a single bond, a substituent, a divalent alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group or an arylene group, or —O—CO—R.11-, -CO-O-R12-, -CO-N (R13-R14-Represents. R11, R12, R14May be the same or different and each may have a single bond, an ether group, an ester group, an amide group, a urethane group or a ureido group, a divalent alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group or an arylene group. To express. R13Represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group or an aryl group, which may have a substituent.
R1Represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, or an alkyl or haloalkyl group which may have a substituent. R2And RThreeMay be the same or different, and may be a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, a cyano group, an alkoxy group, an acyl group, or an optionally substituted alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aralkyl group or Represents an aryl group.
[0021]
Embedded image
R in the formula (VIII)twenty threeRepresents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group or an aryl group, which may have a substituent. Z represents an atomic group constituting a monocyclic or polycyclic alicyclic group together with a carbon atom.
[0022]
(5) The positive resist composition as described in any one of (1) to (4) above, further comprising (C) a compound having a basic nitrogen atom as an acid diffusion inhibitor.
(6) The compound of component (B) generates perfluoroalkyl sulfonic acid having 2 or more carbon atoms, perfluoroaryl sulfonic acid, or aryl sulfonic acid substituted with a perfluoroalkyl group upon irradiation with actinic rays or radiation. The positive resist composition according to any one of (1) to (5), wherein the positive resist composition is selected from a sulfonium salt or an iodonium salt compound.
(7) The component (B) component is selected from an imide-N-sulfonate compound, an oxime-N-sulfonate compound, or a disulfone compound, according to any one of (1) to (6) above A positive resist composition.
(8) The positive resist composition as described in any one of (1) to (7) above, wherein vacuum ultraviolet light of 160 nm or less is used as an exposure light source.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the compounds used in the present invention will be described in detail.
[1] Resin of the present invention (A)
The resin in the present invention (A) is a hexafluoro-2-propanol group represented by the general formula (I) or a group obtained by protecting the OH group of the hexafluoro-2-propanol group with an acid-decomposable group. A resin having at least one repeating unit of a styrene derivative substituted with Preferably, the resin further decomposes by the action of an acid having at least one repeating unit represented by the general formula (III) and increases the solubility in an alkali developer. Further, if necessary, in order to control physical properties such as hydrophilicity / hydrophobicity, glass transition point, and transparency to exposure light of the resin of the present invention (A), or to control the polymerizability at the time of polymer synthesis, the general formula (IV ) To (VII) at least one repeating unit.
[0024]
In the general formula, R1Represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, or an alkyl or haloalkyl group which may have a substituent. R2, RThreeMay be the same or different, and may be a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, a cyano group, an alkoxy group, an acyl group, or an optionally substituted alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aralkyl group or aryl. Represents a group.
RFourIs a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, a perfluoroalkyl group, a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxycarbonylmethyl group, or the general formula (II) ) Group.
[0025]
RFive, R6May be the same or different and each represents a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group or a cycloalkyl group. R7Represents an alkyl group, perfluoroalkyl group, cycloalkyl group, perfluorocycloalkyl group, aralkyl group or aryl group which may have a substituent. RFive~ R7May be combined to form a ring.
R8, R9May be the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, or an alkyl or haloalkyl group which may have a substituent. RTenIs a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or a haloalkyl group which may have a substituent, or -A1Represents a -CN group.
A1And A2Is a single bond, an optionally substituted divalent alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group or an arylene group, or —O—CO—R.11-, -CO-O-R12-, -CO-N (R13-R14-Represents.
[0026]
R11, R12, R14May be the same or different and each may have a single bond, an ether group, an ester group, an amide group, a urethane group or a ureido group, a divalent alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group or an arylene group. To express. R13Represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group or an aryl group, which may have a substituent. R15Represents a hydrogen atom, an alkyl group, a perfluoroalkyl group, a cycloalkyl group, a perfluorocycloalkyl group, or an aryl group, which may have a substituent.
R16, R17It may be the same or different, and represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, or an alkyl group or haloalkyl group which may have a substituent. R18Is -C (R19) (R20) (Rtwenty one), -C (R19) (R20) (ORtwenty twoOr a group of the general formula (VIII). R19~ Rtwenty twoAre the same or different and each represents an alkyl group, monocyclic or polycyclic cycloalkyl group, alkenyl group, aralkyl group or aryl group which may have a substituent.
[0027]
R19, R20, Rtwenty one2 of R or R19, R20, Rtwenty twoTwo of these may combine to form a ring. Rtwenty threeRepresents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group or an aryl group, which may have a substituent. Z represents an atomic group constituting a monocyclic or polycyclic alicyclic group together with a carbon atom.
[0028]
The alkyl group is, for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and specifically includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a hexyl group, 2 Preferred examples include -ethylhexyl group and octyl group. The cycloalkyl group may be monocyclic or polycyclic. The monocyclic type has 3 to 8 carbon atoms, and preferred examples include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. The polycyclic type has 6 to 20 carbon atoms, and includes, for example, an adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, camphanyl group, dicyclopentyl group, α-pinel group, tricyclodecanyl group, tetracyclododecyl group, An androstanyl group etc. can be mentioned preferably.
[0029]
As the perfluoroalkyl group, for example, those having 1 to 12 carbon atoms, specifically, a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a 2,2,2-trifluoroethyl group, a heptafluoropropyl group, 2,2,3,3,3-pentafluoro-1-propyl group, 2,2,3,4,4,4-hexafluoro-1-butyl group, 2,2,3,3,4,4, 4-heptafluoro-1-butyl group, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-1-pentyl group, perfluorobutyl group, perfluorohexyl group, perfluorohexylethyl group, A perfluoroheptylmethyl group, a perfluorooctyl group, a perfluorooctylethyl group, a perfluorodecylethyl group and the like can be preferably exemplified.
[0030]
The perfluorocycloalkyl group is a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group in which a plurality of fluorine groups are substituted. The monocyclic type has 3 to 8 carbon atoms, and preferred examples include a perfluorocyclopropyl group, a perfluorocyclopentyl group, and a perfluorocyclohexyl group. The polycyclic type has 6 to 20 carbon atoms, such as perfluoroadamantyl group, perfluoronorbornyl group, perfluoroisobornyl group, perfluorotricyclodecanyl group, perfluorotetracyclododecyl. Preferred examples include groups. As the haloalkyl group, for example, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, specifically, a chloromethyl group, a chloroethyl group, a chloropropyl group, a chlorobutyl group, a bromomethyl group, a bromoethyl group and the like can be preferably exemplified.
[0031]
As the aryl group, for example, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, specifically, phenyl group, tolyl group, dimethylphenyl group, 2,4,6-trimethylphenyl group, naphthyl group, anthryl group, Preferable examples include 9,10-dimethoxyanthryl group. As the aralkyl group, for example, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, specifically, a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, and the like can be preferably exemplified.
[0032]
As an alkenyl group, it is a C2-C8 alkenyl group, for example, Specifically, a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, and a cyclohexenyl group can be mentioned preferably. Examples of the alkoxy group include an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, and specifically include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, a butoxy group, a pentoxy group, an allyloxy group, and an octoxy group. Preferred examples include groups.
[0033]
As the acyl group, for example, an acyl group having 1 to 10 carbon atoms, specifically, a formyl group, an acetyl group, a propanoyl group, a butanoyl group, a pivaloyl group, an octanoyl group, a benzoyl group and the like can be preferably exemplified. it can. Examples of the alkoxycarbonyl group include tertiary alkoxycarbonyl groups such as a t-butoxycarbonyl group, a t-amyloxycarbonyl group, and a 1-methyl-1-cyclohexyloxycarbonyl group. Examples of the alkoxycarbonylmethyl group include tertiary alkoxycarbonyl groups such as a t-butoxycarbonylmethyl group, a t-amyloxycarbonylmethyl group, and a 1-methyl-1-cyclohexyloxycarbonylmethyl group.
[0034]
Moreover, as an alkylene group, Preferably it is C1-C8 things, such as a methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group, octylene group which may have a substituent. The alkenylene group is preferably an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms such as an optionally substituted ethenylene group, propenylene group or butenylene group. Preferred examples of the cycloalkylene group include those having 5 to 8 carbon atoms such as a cyclopentylene group and a cyclohexylene group which may have a substituent. The arylene group is preferably an arylene group having 6 to 15 carbon atoms such as a phenylene group, a tolylene group and a naphthylene group which may have a substituent.
[0035]
RFive~ R7Or R19~ Rtwenty twoExamples of the ring formed by combining the two are, for example, a 3- to 8-membered ring, specifically a cyclopropane ring, cyclopentane ring, cyclohexane ring, furan ring, pyran ring, dioxonol ring, 1,3-dioxolane. A ring etc. are mentioned. Z represents an atomic group constituting a monocyclic or polycyclic alicyclic group, and the formed alicyclic group is a monocyclic type having 3 to 8 carbon atoms, for example, a cyclopropyl group , A cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. The polycyclic type has 6 to 20 carbon atoms, and includes, for example, an adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, camphanyl group, dicyclopentyl group, α-pinel group, tricyclodecanyl group, tetocyclododecyl group, Preferred examples include an androstanyl group.
[0036]
Substituents substituted with these groups include those having active hydrogen such as amino group, amide group, ureido group, urethane group, hydroxyl group, carboxyl group, and halogen atoms (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom). , Iodine atom), alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), thioether group, acyl group (acetyl group, propanoyl group, benzoyl group, etc.), acyloxy group (acetoxy group, propanoyloxy group, Benzoyloxy group etc.), alkoxycarbonyl group (methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group etc.), cyano group, nitro group and the like.
[0037]
Examples of the group which is decomposed by the action of an acid and shows alkali solubility contained in the resin of the present invention (A) include —O—C (R19) (R20) (Rtwenty one), -O-C (R19) (R20) (ORtwenty two), -O-COO-C (R19) (R20) (Rtwenty one), -O-C (R01) (R02) COO-C (R19) (R20) (Rtwenty one), -COO-C (R19) (R20) (Rtwenty one), -COO-C (R19) (R20) (ORtwenty two) And the like. R19~ Rtwenty twoIs as defined above and R01, R02Represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group, or an aryl group which may have the above-described substituent.
[0038]
Preferable specific examples include t-butyl group, t-amyl group, 1-alkyl-1-cyclohexyl group, 2-alkyl-2-adamantyl group, 2-adamantyl-2-propyl group, 2- (4-methylcyclohexyl). ) Ether group or ester group of tertiary alkyl group such as 2-propyl group, acetal group or acetal ester group such as 1-alkoxy-1-ethoxy group, tetrahydropyranyl group, t-alkyl carbonate group, t-alkyl A carbonylmethoxy group etc. are mentioned preferably. More preferred are acetal groups such as a 1-alkoxy-1-ethoxy group and a tetrahydropyranyl group.
In the case of an acetal group, the acid decomposability is large, the range of selection of the acid generating compound to be used in combination is widened, and it is effective in terms of improvement in sensitivity, performance fluctuation over time until post-exposure heating. Particularly preferred is an acetal group containing an alkoxy group derived from the perfluoroalkyl group as the 1-alkoxy component of the acetal group. In this case, short-wave exposure light (for example, F2The transparency of excimer laser light at 157 nm) can be further improved.
[0039]
The total content of the repeating units represented by the general formula (I) is used in the range of 20 to 100 mol%, preferably 30 to 80 mol%, more preferably 40 to 70 mol% in the total polymer composition.
The content of the repeating unit represented by formula (III) is 0 to 80 mol%, preferably 20 to 60 mol%, more preferably 30 to 50 mol% in the total polymer composition.
The content of the repeating units represented by the general formulas (IV) to (V) is 0 to 50 mol%, preferably 0 to 40 mol%, more preferably 0 to 30 mol% in the total polymer composition. Is done.
The content of the repeating units represented by the general formulas (VI) to (VII) is 0 to 60 mol%, preferably 10 to 50 mol%, more preferably 20 to 40 mol% in the total polymer composition. Is done.
[0040]
In addition to the above repeating structural unit, the resin of the present invention (A) may be copolymerized with other polymerizable monomers for the purpose of further improving the performance of the positive resist of the present invention.
[0041]
Examples of copolymerizable monomers that can be used include those shown below. For example, an addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, acrylamides, methacrylic acid esters, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, styrenes, crotonic acid esters other than the above. A compound having one.
[0042]
Specifically, for example, acrylic esters, for example, alkyl (the alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms) acrylate (for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, amyl acrylate, acrylic Cyclohexyl acid, ethyl hexyl acrylate, octyl acrylate, chloroethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate 2,2-dimethylhydroxypropyl acrylate, 5-hydroxypentyl acrylate, trimethylolpropane monoacrylate, pentaerythritol monoacrylate, glycidyl acrylate, benzyl Acrylate, furfuryl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, etc.) aryl acrylate (eg, phenyl acrylate);
[0043]
Methacrylic acid esters, for example, alkyl (the alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms) methacrylate (for example, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, amyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl Methacrylate, chlorobenzyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 5-hydroxypentyl methacrylate, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl methacrylate, trimethylolpropane monomethacrylate, pentaerythritol monomethacrylate, Glycidyl methacrylate, furfuryl methacrylate, Tiger like tetrahydrofurfuryl methacrylate), aryl methacrylates (e.g., phenyl methacrylate, cresyl methacrylate, naphthyl methacrylate, etc.);
[0044]
Acrylamides, for example, acrylamide, N-alkyl acrylamide, (the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, t-butyl group, heptyl group, octyl Group, cyclohexyl group, benzyl group, hydroxyethyl group, benzyl group, etc.), N-arylacrylamide (as aryl group, for example, phenyl group, tolyl group, nitrophenyl group, naphthyl group, cyanophenyl group, hydroxyphenyl) Group, carboxyphenyl group, etc.), N, N-dialkylacrylamide (alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, butyl group, isobutyl group, ethylhexyl group, cyclohexyl group) Group, etc.), N, N-diaryla (Examples of the aryl group include phenyl group.) Riruamido, N- methyl -N- phenyl acrylamide, N- hydroxyethyl -N- methylacrylamide, etc. N-2- acetamidoethyl -N- acetyl acrylamide;
[0045]
Methacrylamide, for example, methacrylamide, N-alkylmethacrylamide (the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, t-butyl group, ethylhexyl group, hydroxyethyl group, cyclohexyl Group, etc.), N-aryl methacrylamide (the aryl group includes phenyl group), N, N-dialkyl methacrylamide (the alkyl group includes ethyl group, propyl group, butyl group, etc.) ), N, N-diarylmethacrylamide (the aryl group includes phenyl group), N-hydroxyethyl-N-methylmethacrylamide, N-methyl-N-phenylmethacrylamide, N-ethyl-N -Phenylmethacrylamide and the like; allyl compounds such as allyl este Class (e.g., allyl acetate, allyl caproate, allyl caprylate, allyl laurate, allyl palmitate, allyl stearate, allyl benzoate, allyl acetoacetate, allyl lactate, etc.), and allyl oxyethanol;
[0046]
Vinyl ethers such as alkyl vinyl ethers (eg hexyl vinyl ether, octyl vinyl ether, decyl vinyl ether, ethyl hexyl vinyl ether, methoxyethyl vinyl ether, ethoxyethyl vinyl ether, chloroethyl vinyl ether, 1-methyl-2,2-dimethylpropyl vinyl ether, 2-ethylbutyl Vinyl ether, hydroxyethyl vinyl ether, diethylene glycol vinyl ether, dimethylaminoethyl vinyl ether, diethylaminoethyl vinyl ether, butylaminoethyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, tetrahydrofurfuryl vinyl ether, etc., vinyl aryl ethers (for example, vinyl phenyl ether, vinyl tolyl ether, vinyl chloropheny) Ether, vinyl 2,4-dichlorophenyl ether, vinyl naphthyl ether, vinyl anthranyl ether);
[0047]
Vinyl esters such as vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl trimethyl acetate, vinyl diethyl acetate, vinyl valate, vinyl caproate, vinyl chloroacetate, vinyl dichloroacetate, vinyl methoxyacetate, vinyl butoxyacetate, vinylphenyl Acetate, vinyl acetoacetate, vinyl lactate, vinyl-β-phenylbutyrate, vinyl cyclohexyl carboxylate, vinyl benzoate, vinyl salicylate, vinyl chlorobenzoate, vinyl tetrachlorobenzoate, vinyl naphthoate, etc .;
[0048]
Styrenes such as styrene, alkyl styrene (for example, methyl styrene, dimethyl styrene, trimethyl styrene, ethyl styrene, diethyl styrene, isopropyl styrene, butyl styrene, hexyl styrene, cyclohexyl styrene, decyl styrene, benzyl styrene, chloromethyl styrene, trifluoro Dimethyl styrene, ethoxymethyl styrene, acetoxymethyl styrene, etc.), alkoxy styrene (eg, methoxy styrene, 4-methoxy-3-methyl styrene, dimethoxy styrene, etc.), halogen styrene (eg, chloro styrene, dichloro styrene, trichloro styrene). , Tetrachlorostyrene, pentachlorostyrene, bromostyrene, dibromostyrene, iodostyrene, fluorostyrene, tri Ruorusuchiren, 2-bromo-4-trifluoromethyl styrene, 4-fluoro-3-trifluoromethyl styrene etc.), carboxy styrene, vinyl naphthalene;
[0049]
Crotonic esters such as alkyl crotonic acid (eg butyl crotonate, hexyl crotonate, glycerol monocrotonate); dialkyl itaconates (eg dimethyl itaconate, diethyl itaconate, dibutyl itaconate); Examples thereof include dialkyl esters of acid or fumaric acid (for example, dimethyl maleate, dibutyl fumarate, etc.). In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound that is generally copolymerizable may be used.
[0050]
Specific examples of the repeating structural unit represented by the general formula (I) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
[0051]
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[0052]
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[0053]
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[0054]
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[0055]
Moreover, although the specific example of the repeating structural unit represented by general formula (III)-(VII) is shown, this invention is not limited to this.
[0056]
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[0057]
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[0058]
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[0059]
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[0060]
The repeating structural units represented by the above specific examples may be used singly or in combination.
The preferred molecular weight of the resin (A) of the present invention having the above repeating structural unit is 1,000 to 200,000 on a weight average, and more preferably 3,000 to 20,000. The molecular weight distribution (weight average molecular weight / number average molecular weight) is 1 to 10, preferably 1 to 3, and more preferably 1 to 2. The smaller the molecular weight distribution, the smoother the resolution, the resist shape, and the side wall of the resist pattern, and the better the roughness. The addition amount of the resin (A) of the present invention is 50 to 99.5% by weight, preferably 60 to 98% by weight, more preferably 65 to 95% by weight, based on the total solid content of the composition. The
[0061]
[2] Compound capable of generating acid upon irradiation with actinic ray or radiation of the present invention (B)
Examples of the compound that decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to be used in the present invention include a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for photoradical polymerization, a photodecolorant for dyes, and a photochromic. Known light (400-200 nm ultraviolet light, far ultraviolet light, particularly preferably g-line, h-line, i-line, KrF excimer laser beam), ArF excimer laser beam, electron beam A compound that generates an acid by X-ray, molecular beam, or ion beam and a mixture thereof can be appropriately selected and used.
[0062]
Other compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation used in the present invention include, for example, SI Schlesinger, Photogr. Sci. Eng., 18, 387 (1974), TS Bal et al, Polymer, 21 , 423 (1980), U.S. Pat.Nos. 4,069,055, 4,069,056, Re 27,992, Ammonium salts described in JP-A-3-140140, DC Necker et al, Macromolecules, 17, 2468 (1984), CS Wen et al, Teh, Proc. Conf. Rad. Curing ASIA, p478 Tokyo, Oct (1988), U.S. Pat.Nos. 4,069,055, 4,069,056, etc. , 10 (6), 1307 (1977), Chem. & Eng. News, Nov. 28, p31 (1988), European Patent Nos. 104,143, 339,049, 410,201, JP 2-150848, JP Iodonium salts described in Kaihei 2-96514, etc., JV Crivello et al, Polymer J. 17, 73 (1985), JV Crivello et al., J. Org. Chem., 43, 3055 (1978), WR Watt et al, J. Polymer Sci. , Polymer Chem. Ed., 22, 1789 (1984), JV Crivello et al, Polymer Bull., 14, 279 (1985), JV Crivello et al, Macromorecules, 14 (5), 1141 (1981), JV Crivello et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 17, 2877 (1979), European Patent Nos. 370,693, 161,811, 410,201, 339,049, 233,567, 297,443, and 297,442 Sulfonium salts described in U.S. Pat. , 10 (6), 1307 (1977), JV Crivello et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 17, 1047 (1979), etc., selenonium salts, CS Wen et al, Teh, Proc. Onium salts such as arsonium salts described in Conf. Rad. Curing ASIA, p478 Tokyo, Oct (1988), U.S. Pat.No. 3,905,815, JP-B 46-4605, JP-A 48-36281, JP-A 55 -32070, JP-A-60-239736, JP-A-61-169835, Organohalogen compounds described in JP-A-61-169837, JP-A-62-58241, JP-A-62-212401, JP-A-63-70243, JP-A-63-298339, etc., K. Meier et al, J. Rad. Curing, 13 (4), 26 (1986), TP Gill et al, Inorg. Chem., 19, 3007 (1980), D. Astruc, Acc. Chem. Res., 19 (12 ), 377 (1896), and organometallic / organic halides described in JP-A-2-16145, S. Hayase et al, J. Polymer Sci., 25, 753 (1987), E. Reichmanis et al, J Pholymer Sci., Polymer Chem. Ed., 23, 1 (1985), QQ Zhuetal, J. Photochem., 36, 85, 39, 317 (1987), B. Amit et al, Tetrahedron Lett., (24) 2205 (1973), DHR Barton et al, J. Chem Soc., 3571 (1965), PM Collins et al, J. Chem. Soc., Perkin I, 1695 (1975), M. Rudinstein et al, Tetrahedron Lett. , (17), 1445 (1975), JW Walker et al, J. Am. Chem. Soc., 110, 7170 (1988), SC Busman et al, J. Imaging Technol., 11 (4), 191 (1985) ), HM Houlihan et al, Macromolecules, 21, 2001 (1988), PMCollins et al, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 532 (1972), S. Hayase et al, Macromolecules, 18, 1799 (1985), E. Reichmanis et al, J. Electrochem. Soc., Solid State Sci. Technol., 130 (6), FM Houlihan et al, Macromolcules, 21,2001 (1988), European Patent Nos. 0290,750, 046,083, 156,535, 271,851, 0,388,343, U.S. Patents 3,901,710, 4,181,531, JP 60-198538 , Photoacid generators having a 0-nitrobenzyl-type protecting group described in JP-A-53-133022, etc., M.TUNOOKA et al, Polymer Preprints Japan, 35 (8), G. Berner et al, J. Rad Curing, 13 (4), WJ Mijs et al, Coating Technol., 55 (697), 45 (1983), Akzo, H. Adachi et al, Polymer Preprints, Japan, 37 (3), European Patent No. 0199, No. 672, No. 84515, No. 044,115, No. 618,564, No. 0101,122, U.S. Pat.Nos. 4,371,605, 4,431,774, JP-A No. 64-18143, JP-A No. 2-245756, JP-A No. 3-245 Compounds that generate sulfonic acid by photolysis, such as iminosulfonate described in No. 140109 etc. It can be exemplified disulfone compounds described in JP-61-166544 Patent like.
[0063]
Further, a group that generates an acid upon irradiation with these actinic rays or radiation, or a compound in which a compound is introduced into the main chain or side chain of the polymer, for example, ME Woodhouse et al, J. Am. Chem. Soc., 104, 5586 (1982), SP Pappas et al, J. Imaging Sci., 30 (5), 218 (1986), S. Kondo et al, Makromol. Chem., Rapid Commun., 9, 625 (1988), Y. Yamada et al, Makromol. Chem., 152, 153, 163 (1972), JV Crivello et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 17, 3845 (1979), U.S. Pat.No. 3,849,137, Korea Japanese Patent No. 3914407, Japanese Patent Publication No. 63-26653, Japanese Patent Publication No. Sho 55-164824, Japanese Patent Publication No. Sho 62-69263, Japanese Patent Publication No. Sho 63-146038, Japanese Patent Publication Sho 63-163452, Japanese Patent Publication Sho 62-153853 And compounds described in JP-A-63-146029 can be used.
[0064]
Furthermore, VNR Pillai, Synthesis, (1), 1 (1980), A. Abad et al, Tetrahedron Lett., (47) 4555 (1971), DHR Barton et al, J. Chem. Soc., (C), 329 (1970), US Pat. No. 3,779,778, European Patent 126,712 and the like, compounds that generate an acid by light can also be used.
[0065]
Of the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, those that are particularly effective are described below.
(1) An oxazole derivative represented by the following general formula (PAG1) substituted with a trihalomethyl group or an S-triazine derivative represented by the general formula (PAG2).
[0066]
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[0067]
Where R201Is a substituted or unsubstituted aryl group, alkenyl group, R202Is a substituted or unsubstituted aryl group, alkenyl group, alkyl group, -C (Y)ThreeIndicates. Y represents a chlorine atom or a bromine atom.
Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.
[0068]
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[0069]
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[0070]
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[0071]
(2) An iodonium salt represented by the following general formula (PAG3) or a sulfonium salt represented by the general formula (PAG4).
[0072]
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[0073]
Where the formula Ar1, Ar2Each independently represents a substituted or unsubstituted aryl group. Preferable substituents include an alkyl group, a haloalkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, a nitro group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, a hydroxy group, a mercapto group, and a halogen atom.
[0074]
R203, R204, R205Each independently represents a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group. Preferred are aryl groups having 6 to 14 carbon atoms, alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, and substituted derivatives thereof. Preferred substituents for the aryl group are an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group, a nitro group, a carboxyl group, a mercapto group, a hydroxy group, and a halogen atom. And an alkyl group is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a carboxyl group, or an alkoxycarbonyl group.
[0075]
Z-Represents an anion, specifically, an alkyl sulfonic acid, cycloalkyl sulfonic acid, perfluoroalkyl sulfonic acid or aryl sulfonic acid which may have a substituent (for example, benzene sulfonic acid which may have a substituent) , Naphthalenesulfonic acid, anthracenesulfonic acid) and the like.
[0076]
Z-Is preferably a perfluoroalkylsulfonic acid anion having 2 or more carbon atoms, a perfluoroarylsulfonic acid anion, or an arylsulfonic acid anion substituted with a perfluoroalkyl group.
Where Z-The alkyl group possessed by may be linear, branched or cyclic, and is preferably an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms. For example, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, n-amyl group, i-amyl group, t-amyl group, n-hexyl group, A cyclohexyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decanyl group, etc. can be mentioned. The alkyl group may have a substituent such as a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a linear, branched or cyclic alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
Z-The aryl group possessed by is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthryl group. In addition, the aryl group may have a substituent such as the group mentioned as the substituent that the alkyl group may have and a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. .
[0077]
R203, R204, R205Two of them and Ar1, Ar2May be bonded via a single bond or a substituent.
[0078]
Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.
[0079]
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[0080]
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[0081]
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[0082]
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[0085]
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[0088]
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[0089]
The above onium salts represented by the general formulas (PAG3) and (PAG4) are known, for example, JW Knapczyk et al, J. Am. Chem. Soc., 91, 145 (1969), AL Maycok et al, J. Org Chem., 35, 2532, (1970), E. Goethas et al, Bull. Soc. Chem. Belg., 73, 546, (1964), HM Leicester, J. Ame. Chem. Soc., 51, 3587 (1929), JV Crivello et al, J. Polym. Chem. Ed., 18, 2677 (1980), U.S. Pat.Nos. 2,807,648 and 4,247,473, and JP-A-53-101331. be able to.
[0090]
(3) A disulfone compound represented by the following general formula (PAG5) or an imide-N-sulfonate compound represented by the general formula (PAG6).
[0091]
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[0092]
Where ArThree, ArFourEach independently represents a substituted or unsubstituted aryl group. R206Represents a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group. A represents a substituted or unsubstituted alkylene group, alkenylene group, or arylene group.
Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.
[0093]
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[0094]
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[0095]
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[0096]
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[0097]
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[0098]
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[0099]
(4) A diazodisulfone derivative represented by the following general formula (PAG7).
[0100]
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[0101]
Here, R represents a linear, branched or cyclic alkyl group, or an aryl group which may be substituted.
Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.
[0102]
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[0103]
(5) An oxime-N-sulfonate compound represented by the following general formula (PAG8).
[0104]
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[0105]
Where R207Represents a substituted or unsubstituted alkyl group, cycloalkyl group, aryl group or aralkyl group. R208, R209Represents a substituted or unsubstituted alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group, cyano group, or acyl group. R208, R209May combine to form a carbocyclic ring or a heterocyclic ring having an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom.
Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.
[0106]
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[0107]
The amount of the compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation of the present invention (B) is 0.1 to 20% by weight, preferably 0 based on the total solid content of the composition of the present invention. .5 to 10% by weight, more preferably 1 to 7% by weight. These compounds may be used alone or in combination.
[0108]
[3] Acid diffusion inhibitor of the present invention (C)
In the composition of the present invention, performance fluctuations due to aging after irradiation with actinic rays or radiation and heat treatment (pattern T-top shape formation, sensitivity fluctuations, pattern line width fluctuations, etc.) and performance fluctuations over time after application Furthermore, it is preferable to add an acid diffusion inhibitor for the purpose of preventing excessive diffusion (degradation of resolution) of the acid during heat treatment after irradiation with actinic rays or radiation. The acid diffusion inhibitor is an organic basic compound, for example, an organic basic compound containing basic nitrogen, and a compound having a pKa value of a conjugate acid of 4 or more is preferably used.
Specifically, the structures of the following formulas (A) to (E) can be exemplified.
[0109]
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[0110]
Where R250 , R251 And R252 May be the same or different and are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aminoalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or 6 to 20 carbon atoms. Represents a substituted or unsubstituted aryl group, wherein R251And R252May combine with each other to form a ring. R253 , R254 , R255 And R256 May be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Further preferred compounds are nitrogen-containing basic compounds having two or more nitrogen atoms of different chemical environments in one molecule, and particularly preferably both a substituted or unsubstituted amino group and a ring structure containing a nitrogen atom. Or a compound having an alkylamino group.
[0111]
Preferred examples include substituted or unsubstituted guanidine, substituted or unsubstituted aminopyridine, substituted or unsubstituted aminoalkylpyridine, substituted or unsubstituted aminopyrrolidine, substituted or unsubstituted indazole, imidazole, substituted or unsubstituted Substituted pyrazole, substituted or unsubstituted pyrazine, substituted or unsubstituted pyrimidine, substituted or unsubstituted purine, substituted or unsubstituted imidazoline, substituted or unsubstituted pyrazoline, substituted or unsubstituted piperazine, substituted or unsubstituted Aminomorpholine, substituted or unsubstituted aminoalkylmorpholine, and the like. Preferred substituents are amino group, aminoalkyl group, alkylamino group, aminoaryl group, arylamino group, alkyl group, alkoxy group, acyl group, acyloxy group, aryl group, aryloxy group, nitro group, hydroxyl group, cyano group It is.
[0112]
Particularly preferred compounds include guanidine, 1,1-dimethylguanidine, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, imidazole, 2-methylimidazole, 4-methylimidazole, N-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 4 , 5-diphenylimidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, 4-aminopyridine, 2-dimethylaminopyridine, 4-dimethylaminopyridine, 2-diethylaminopyridine, 2- (Aminomethyl) pyridine, 2-amino-3-methylpyridine, 2-amino-4-methylpyridine, 2-amino-5-methylpyridine, 2-amino-6-methylpyridine, 3-aminoethylpyridine, 4- Aminoethylpyridine,
[0113]
3-aminopyrrolidine, piperazine, N- (2-aminoethyl) piperazine, N- (2-aminoethyl) piperidine, 4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-piperidinopiperidine, 2-iminopiperidine, 1- (2-aminoethyl) pyrrolidine, pyrazole, 3-amino-5-methylpyrazole, 5-amino-3-methyl-1-p-tolylpyrazole, pyrazine, 2- (aminomethyl)- Examples include 5-methylpyrazine, pyrimidine, 2,4-diaminopyrimidine, 4,6-dihydroxypyrimidine, 2-pyrazoline, 3-pyrazoline, N-aminomorpholine, N- (2-aminoethyl) morpholine. It is not limited to this.
These nitrogen-containing basic compounds are used alone or in combination of two or more.
[0114]
The use ratio of the acid generator and the organic basic compound in the composition is preferably (acid generator) / (organic basic compound) (molar ratio) = 2.5 to 300. If the molar ratio is less than 2.5, the sensitivity may be low and the resolution may be reduced. If the molar ratio is more than 300, the resist pattern may increase in thickness over time until post-exposure heat treatment, and the resolution may also be reduced. . (Acid generator) / (organic basic compound) (molar ratio) is preferably 5.0 to 200, more preferably 7.0 to 150.
[0115]
[4] Fluorine-based and / or silicon-based surfactant that can be used in the present invention
The positive resist composition of the present invention can contain a fluorine-based and / or silicon-based surfactant. That is, the positive resist composition of the present invention contains any one or two or more of fluorine-based surfactants, silicon-based surfactants, and surfactants containing both fluorine atoms and silicon atoms. Can do. The addition of these fluorine-based and / or silicon-based surfactants is effective for suppressing development defects and improving coating properties.
[0116]
As these surfactants, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 62-36663, 61-226746, 61-226745, 62-170950, 63-34540, 63-34540, 7-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-5988, U.S. Patent 5,405,720, U.S. Patent 5360692, U.S. Patent 5529881, U.S. Patent 5,296,330, U.S. Patent 5436098 , U.S. Pat. No. 5,576,143, U.S. Pat. No. 5,296,143, U.S. Pat. No. 5,945,511, and U.S. Pat. No. 5,842,451. The following commercially available surfactants can also be used as they are.
Examples of such commercially available surfactants include F-top EF301, EF303, EF352 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, 431 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173, F176, F189 R08 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (Troy Chemical Co., Ltd.) Fluorine-based surfactants or silicon-based surfactants such as Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon surfactant.
[0117]
The compounding amount of the surfactant is usually 0.001% to 2% by weight, preferably 0.01% to 1% by weight, based on the solid content in the composition of the present invention. These surfactants may be added alone or in some combination.
[0118]
The composition of the present invention is dissolved in a solvent that dissolves each of the above components and coated on a support. Solvents used here include ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate , Propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahi Preferably such Rofuran, the use of these solvents alone or in combination.
[0119]
In the manufacture of precision integrated circuit elements, the pattern forming process on the resist film is carried out by applying the positive resist composition of the present invention on a substrate (eg, a transparent substrate such as a silicon / silicon dioxide covering, a glass substrate, an ITO substrate). A good resist pattern can be formed by applying an object, then irradiating with an actinic ray or radiation drawing apparatus, heating, developing, rinsing and drying.
[0120]
Examples of the developer for the positive resist composition of the present invention include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine and the like. Monoamines, secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethyl Aqueous solutions of alkalis such as quaternary ammonium salts such as ammonium hydroxide and choline, cyclic amines such as pyrrole and piperidine, and the like can be used. Furthermore, an appropriate amount of an alcohol such as isopropyl alcohol or a nonionic surfactant may be added to the alkaline aqueous solution.
Among these developers, quaternary ammonium salts are preferable, and tetramethylammonium hydroxide and choline are more preferable.
[0121]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, the content of this invention is not limited by this.
[0122]
[Synthesis Example 1]
13.5 g (0.05 mol) of 4- [bis (trifluoromethyl) -hydroxymethyl] styrene and 3.4 g (0.05 mol) of methacrylonitrile are dissolved in 60 ml of 1-methoxy-2-propanol and polymerized. As an initiator, 0.25 g of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .; trade name V-65) was added. This solution was added dropwise to 10 ml of 1-methoxy-2-propanol heated to 70 ° C. under a nitrogen stream over 2 hours with stirring. Stirring was continued for 4 hours after the addition. Thereafter, the reaction solution was charged into 1 L of methanol / ion exchange water (1/1) with vigorous stirring. The precipitated resin was washed with ion-exchanged water, filtered, and dried under vacuum to obtain 14.8 g of a white resin. It was confirmed by NMR measurement that this resin was a resin of Structural Example (I-1) / (III-2) = 52/48 and GPC measurement confirmed that the weight average molecular weight (polystyrene standard) was 8,900. . This resin was dissolved in 100 ml of THF, 2.9 g (0.04 mol) of ethyl vinyl ether was added, a catalytic amount of p-toluenesulfonic acid was added, and the mixture was stirred at room temperature for 8 hours. Triethylamine was added to the reaction solution twice as much as the p-toluenesulfonic acid catalyst to stop the reaction, and the mixture was poured into 3 L of ion-exchanged water with vigorous stirring. The precipitated resin was separated by filtration and dried to obtain 15.3 g of the resin (1) of the present invention. According to GPC measurement, the molecular weight of the resin (1) was 9,100 in terms of weight average (Mw). Moreover, when the composition of resin (1) was investigated by H-NMR, C-NMR, and IR measurement, it was structural example (I-1) / (I-4) / (III-2) = 10/42 by molar ratio. / 48.
In the same manner, the resins of the present invention shown in Table 1 were synthesized.
[0123]
[Table 1]
[0124]
[Example 1 (Measurement of transmittance)]
For the resins (1) to (6) shown in Table 1, 0.02 g of triphenylsulfonium nonaflate salt (PAG4-3) and 0.02 g of imidosulfonate compound (PAG6-19) were added to 1.36 g of each resin. In addition, dissolved in 8.5 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 0.005 g of dicyclohexylmethylamine and 0.01 g of MegaFac R08 (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.) as a fluorosurfactant were added thereto. The resist composition of the invention was prepared. For the resins (7) to (12), 0.04 g of triphenylsulfonium nonaflate salt (PAG4-3) was added to 1.36 g of each resin, and dissolved in 8.5 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and dicyclohexylmethyl was added thereto. The resist composition of the present invention was prepared by adding 0.005 g of amine and 0.01 g of Megafac R08 (Dainippon Ink Co., Ltd.) as a fluorosurfactant.
[0125]
Each sample solution was filtered through a 0.1 μm Teflon filter, then applied onto a calcium fluoride disk by a spin coater, and heated and dried at 120 ° C. for 5 minutes to obtain a resist film having a thickness of 0.1 μm. The absorption of the coating film was measured with an Acton CAMS-507 spectrometer, and the transmittance at 157 nm was calculated. The results are shown in Table 2.
[0126]
[Table 2]
[0127]
From the results shown in Table 2, it can be seen that the measured transmittance of the coating film using the composition of the present invention exceeds approximately 50% and has sufficient transmittance at 157 nm.
[0128]
[Example 2 (Evaluation of coating properties and development defects)]
The surfactant in Example 1 was changed to the following W-1 to W-4 to prepare a resist composition of the present invention. The surfactants used are shown in Table 5.
[0129]
As surfactant,
W1: Megafuck F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (Fluorine)
W2: Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (fluorine and silicon)
W3: Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
W4: Polyoxyethylene nonylphenyl ether
Represents.
[0130]
Each sample solution was filtered through a 0.1 μm Teflon filter, and then applied to a silicon wafer subjected to hexamethyldisilazane treatment by a spin coater, and heated and dried on a vacuum contact hot plate at 110 ° C. for 90 seconds. A resist film having a thickness of 0.3 μm was obtained. The resulting resist film was exposed to an image using a Canon KrF excimer stepper (FPA-3000EX5), post-heated at 110 ° C. for 90 seconds, and then developed with a 0.262 N TMAH aqueous solution to obtain a resist film of 0. A 5 μL L / S pattern was formed.
[0131]
Development defects and coatability were evaluated as follows.
[Number of development defects]: For the resist pattern obtained as described above, the number of development defects was measured with a KLA-Tencor KLA-2112 machine, and the obtained primary data value was defined as the number of development defects. .
[0132]
[Applicability (in-plane uniformity)]: Each resist solution is applied on an 8-inch silicon wafer, and the same process as the application of the resist layer as described above is performed to form a resist coating film for in-plane uniformity measurement. Obtained. This was measured with Lambda A manufactured by Dainippon Screen Co., Ltd., and the coating film thickness was measured uniformly at 36 locations so as to form a cross along the wafer diameter direction.
The standard deviation of each measured value was taken, and the evaluation was evaluated as ◯ when 3 times less than 50 and x when 50 or more.
The performance evaluation results are shown in Table 3.
[0133]
[Table 3]
[0134]
From the results shown in Table 3, it can be seen that the composition of the present invention to which fluorine and / or silicon-based surfactant is added has a large coating property and development defects are significantly reduced as compared with a comparative example without the same component. .
[0135]
[Example 3 (Evaluation of image formability)]
A resist solution was prepared in the same manner as in Example 1 using the resin of the present invention. Each trial
After the material solution was filtered through a 0.1 μm Teflon filter, it was applied onto a silicon wafer subjected to hexamethyldisilazane treatment by a spin coater, and heated and dried on a vacuum contact hot plate at 110 ° C. for 90 seconds. A resist film having a thickness of 0.1 μm was obtained. Using the 157 nm laser exposure / dissolution behavior analyzer VUVES-4500 (manufactured by RISOTEC Japan), the dissolution contrast of the exposed and unexposed portions by 157 nm exposure was measured for the obtained resist film.
The results are shown in Table 4.
[0136]
[Table 4]
[0137]
From the results in Table 4, it can be seen that the composition of the present invention has a dissolution contrast equivalent to that of a resist practically used for the KrF excimer of the comparative example, that is, has an image forming property.
[0138]
【The invention's effect】
The positive resist composition of the present invention is a positive resist composition that has sufficient transparency and image-forming property even at a short wavelength of 157 nm, and has improved coating properties based on fluororesin and development defects. Can be provided.

Claims (9)

(A)下記一般式(I)で示される繰り返し単位を少なくとも一つ有する、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解度を増大する樹脂、及び(B)活性光線又は放射線の照射により、酸を発生する化合物を含有するポジ型レジスト組成物。
式中、R1は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換基を有していても良い、アルキル基又はハロアルキル基を表す。R2、R3は同じでも異なっていても良く、水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、アルコキシ基、アシル基又は置換基を有していても良いアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基もしくはアリール基を表す。R4 は、置換基を有していても良いアルコキシカルボニルメチル基、又は式(II)の基を表す。
5、R6は同じでも異なっていても良く、水素原子、置換基を有していても良いアルキル基もしくはシクロアルキル基を表す。R7は置換基を有していても良いアルキル基、パーフルオロアルキル基、シクロアルキル基、パーフルオロシクロアルキル基、アラルキル基もしくはアリール基を表す。またR5〜R7の2つが結合し、環を形成しても良い。
(A) A resin having at least one repeating unit represented by the following general formula (I), which decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkali developer, and (B) an acid by irradiation with actinic rays or radiation. A positive resist composition containing a compound that generates oxygen.
In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, or an alkyl group or haloalkyl group which may have a substituent. R 2 and R 3 may be the same or different, and may be a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, a cyano group, an alkoxy group, an acyl group or an alkyl group, cycloalkyl group or alkenyl group which may have a substituent. Represents an aralkyl group or an aryl group. R 4 represents an alkoxycarbonylmethyl group which may have a substituent, or a group of the formula (II).
R 5 and R 6 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group or cycloalkyl group. R 7 represents an alkyl group, a perfluoroalkyl group, a cycloalkyl group, a perfluorocycloalkyl group, an aralkyl group or an aryl group which may have a substituent. Two of R 5 to R 7 may be bonded to form a ring.
(A)の樹脂が、更に下記一般式(III)で示される繰り返し単位を少なくとも一つ有することを特徴とする請求項1に記載のポジ型レジスト組成物。
式中、R8、R9は同じでも異なっていても良く、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換基を有していても良い、アルキル基又はハロアルキル基を表す。R10は、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していても良い、アルキル基又はハロアルキル基、もしくは−A1−CN基を表す。A1は単結合、置換基を有しても良い、2価のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基もしくはアリーレン基、又は−O−CO−R11−、−CO−O−R12−、−CO−N(R13)−R14−を表す。R11、R12、 R14は同じでも異なっていても良く、単結合、又はエーテル基、エステル基、アミド基、ウレタン基もしくはウレイド基を有しても良い、2価のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基又はアリーレン基を表す。R13は水素原子、置換基を有していても良い、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基又はアリール基を表す。
The positive resist composition according to claim 1, wherein the resin (A) further has at least one repeating unit represented by the following general formula (III).
In the formula, R 8 and R 9 may be the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, or an alkyl group or haloalkyl group which may have a substituent. R 10 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a haloalkyl group, or an —A 1 —CN group, which may have a substituent. A 1 may have a single bond, a divalent alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group or an arylene group, or —O—CO—R 11 —, —CO—O—R 12 —, —CO—N (R 13 ) —R 14 — is represented. R 11 , R 12 and R 14 may be the same or different, and may have a single bond, an ether group, an ester group, an amide group, a urethane group or a ureido group, a divalent alkylene group, an alkenylene group. Represents a cycloalkylene group or an arylene group. R 13 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group or an aryl group, which may have a substituent.
(A)の樹脂が、更に一般式(IV)、(V)で示される繰り返し単位のうち少なくとも一つ有することを特徴とする請求項1又は2に記載のポジ型レジスト組成物。
式中、R15は水素原子、置換基を有していても良い、アルキル基、パーフルオロアルキル基、シクロアルキル基、パーフルオロシクロアルキル基、もしくはアリール基を表す。
The positive resist composition according to claim 1 or 2, wherein the resin (A) further has at least one repeating unit represented by the general formulas (IV) and (V).
In the formula, R 15 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a perfluoroalkyl group, a cycloalkyl group, a perfluorocycloalkyl group, or an aryl group, which may have a substituent.
(A)の樹脂が、更に一般式(VI)及び(VII)で示される繰り返し単位のうち少なくとも一つ有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
式中、R16、R17は、同じでも異なっていても良く、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換基を有していても良い、アルキル基又はハロアルキル基を表す。R18は−C(R19)(R20)(R21)、−C(R19)(R20)(OR22)、もしくは式(VIII)で示される基を表す。R19〜R22は同じでも異なっていても良く、置換基を有していても良い、アルキル基、単環又は多環のシクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基もしくはアリール基を表す。R19、R20、R21の内の2つ、又はR19、R20、R22の内の2つが結合して環を形成しても良い。
2は単結合、置換基を有しても良い、2価のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基もしくはアリーレン基、又は−O−CO−R11−、−CO−O−R12−、−CO−N(R13)−R14−を表す。R11、R12、 R14は同じでも異なっていても良く、単結合、又はエーテル基、エステル基、アミド基、ウレタン基もしくはウレイド基を有しても良い、2価のアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基又はアリーレン基を表す。R13は水素原子、置換基を有していても良い、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基又はアリール基を表す。
1は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換基を有していても良い、アルキル基又はハロアルキル基を表す。R2及びR3は、同じでも異なっていても良く、水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、アルコキシ基、アシル基又は置換基を有していても良いアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基もしくはアリール基を表す。
式(VIII)中R23は置換基を有していても良い、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基もしくはアリール基を表す。Zは炭素原子と伴に単環又は多環の脂環式基を構成する原子団を表す。
The positive resist composition according to claim 1, wherein the resin (A) further has at least one repeating unit represented by the general formulas (VI) and (VII).
In the formula, R 16 and R 17 may be the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, or an alkyl group or haloalkyl group which may have a substituent. R 18 represents —C (R 19 ) (R 20 ) (R 21 ), —C (R 19 ) (R 20 ) (OR 22 ), or a group represented by the formula (VIII). R 19 to R 22 may be the same or different and each represents an alkyl group, a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group or an aryl group, which may have a substituent. Two of R 19 , R 20 and R 21 , or two of R 19 , R 20 and R 22 may be bonded to form a ring.
A 2 is a single bond, an optionally substituted divalent alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group or an arylene group, or —O—CO—R 11 —, —CO—O—R 12 —, —CO—N (R 13 ) —R 14 — is represented. R 11 , R 12 and R 14 may be the same or different, and may have a single bond, an ether group, an ester group, an amide group, a urethane group or a ureido group, a divalent alkylene group, an alkenylene group. Represents a cycloalkylene group or an arylene group. R 13 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group or an aryl group, which may have a substituent.
R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, or an alkyl group or haloalkyl group which may have a substituent. R 2 and R 3 may be the same or different, and may be a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, a cyano group, an alkoxy group, an acyl group, or an optionally substituted alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group. Represents a group, an aralkyl group or an aryl group.
In the formula (VIII), R 23 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group or an aryl group, which may have a substituent. Z represents an atomic group constituting a monocyclic or polycyclic alicyclic group together with a carbon atom.
更に(C)酸拡散抑制剤として、塩基性窒素原子を有する化合物を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。  The positive resist composition according to claim 1, further comprising (C) a compound having a basic nitrogen atom as an acid diffusion inhibitor. (B)成分の化合物が、活性光線又は放射線の照射により、炭素原子数2以上のパーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアリールスルホン酸もしくはパーフルオロアルキル基が置換したアリールスルホン酸を発生するスルホニウム塩又はヨードニウム塩の化合物から選択されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。  (B) a sulfonium salt in which the compound of component generates a perfluoroalkylsulfonic acid having 2 or more carbon atoms, a perfluoroarylsulfonic acid or an arylsulfonic acid substituted with a perfluoroalkyl group upon irradiation with actinic rays or radiation, or The positive resist composition according to claim 1, wherein the positive resist composition is selected from iodonium salt compounds. (B)成分の化合物が、イミド−N−スルホネート化合物、オキシム−N−スルホネート化合物、もしくはジスルホン化合物から選択されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。  The positive resist composition according to claim 1, wherein the compound of component (B) is selected from an imide-N-sulfonate compound, an oxime-N-sulfonate compound, or a disulfone compound. . 露光光源として、160nm以下の真空紫外光を使用することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。  The positive resist composition according to claim 1, wherein vacuum ultraviolet light of 160 nm or less is used as an exposure light source. 請求項1〜8のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物によりレジスト膜を形成し、当該レジスト膜を露光、現像することを特徴とするパターン形成方法。  A pattern forming method comprising: forming a resist film from the positive resist composition according to claim 1; and exposing and developing the resist film.
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