JP4621807B2 - Positive resist composition and pattern forming method using the same - Google Patents

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Description

本発明は、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、更にその他のフォトファブリケーション工程に使用されるポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関するものである。   The present invention relates to a positive resist composition used in semiconductor manufacturing processes such as ICs, circuit boards such as liquid crystals and thermal heads, and other photofabrication processes, and a pattern forming method using the same. .

レジスト組成物は、活性光線又は放射線の照射により露光部に酸を生成させ、この酸を触媒とする反応によって、活性光線又は放射線の照射部と非照射部の現像液に対する溶解性を変化させ、パターンを基板上に形成させるパターン形成材料である。   The resist composition generates an acid in the exposed area by irradiation with actinic light or radiation, and by the reaction using this acid as a catalyst, the solubility of the active light or radiation irradiated part and the non-irradiated part in the developer is changed, A pattern forming material for forming a pattern on a substrate.

活性光線又は放射線の照射により酸を発生させる酸発生剤について、例えば、特許文献1、特許文献2等には、フッ素原子を有するトリアリールスルホニウム塩が記載されている。   Regarding acid generators that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, for example, Patent Document 1, Patent Document 2 and the like describe triarylsulfonium salts having a fluorine atom.

しかしながら、従来のレジスト組成物は、解像力、感度、パーティクル初期値、プロファイル、曲率再現性について、更なる改良が望まれていた。曲率再現性は、所望のパターン形状を形成する為の重要な特性であり、とりわけ屈曲したラインパターンを描画した際の屈曲部のパターン形状を再現できることが後加工(基板の超微細加工)の観点から重要である。   However, the conventional resist composition has been desired to be further improved in terms of resolution, sensitivity, initial particle value, profile, and curvature reproducibility. Curvature reproducibility is an important characteristic for forming a desired pattern shape. In particular, it is possible to reproduce the pattern shape of a bent part when a bent line pattern is drawn. From the viewpoint of post-processing (ultra-fine processing of a substrate) Is important.

国際公開第02/092559号International Publication No. 02/092559 特開2000−258902号公報JP 2000-258902 A

本発明の目的は、解像力、感度、パーティクル初期値、プロファイル、曲率再現性について改良されたポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a positive resist composition improved in resolving power, sensitivity, initial particle value, profile, and curvature reproducibility, and a pattern forming method using the same.

本発明は、下記の構成であり、これにより本発明の上記目的が達成される。   The present invention has the following configuration, whereby the above object of the present invention is achieved.

(1) (A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂、
(B−1)活性光線又は放射線の照射によりフッ素原子を有する脂肪族又は芳香族スルホン酸を発生する、カチオン部にフッ素原子を有するトリアリールスルホニウム塩、
(B−2)活性光線又は放射線の照射によりフッ素原子を有する脂肪族又は芳香族スルホン酸を発生する、カチオン部にフッ素原子を有しないスルホニウム塩、(C)含窒素塩基性化合物及び
(D)有機溶剤を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。
(1) (A) a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid;
(B-1) a triarylsulfonium salt having a fluorine atom in the cation moiety, which generates an aliphatic or aromatic sulfonic acid having a fluorine atom by irradiation with an actinic ray or radiation,
(B-2) a sulfonium salt that does not have a fluorine atom in the cation moiety, generates an aliphatic or aromatic sulfonic acid having a fluorine atom upon irradiation with actinic rays or radiation, (C) a nitrogen-containing basic compound, and (D) A positive resist composition comprising an organic solvent.

(2) (D)成分の有機溶剤として、下記A群の溶剤から選ばれる少なくとも1種類と、B群の溶剤から選ばれる少なくとも1種類及び/又はC群の溶剤から選ばれる少なくとも1種類とを含有することを特徴とする(1)に記載のポジ型レジスト組成物。
A群の溶剤:プロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート
B群の溶剤:プロピレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキル及びアルコキシプロピオン酸アルキル
C群の溶剤:γ−ブチロラクトン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート及
びシクロヘキサノン
(2) As the organic solvent of the component (D), at least one selected from the following group A solvents, at least one selected from the group B solvents and / or at least one selected from the group C solvents. The positive resist composition as described in (1), which is contained.
Group A solvent: propylene glycol monoalkyl ether carboxylate Group B solvent: propylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate and alkyl alkoxypropionate Group C solvent: γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate and cyclohexanone

(3) (A)成分の樹脂が、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有することを特徴とする(1)又は(2)に記載のポジ型レジスト組成物。   (3) The positive resist composition as described in (1) or (2), wherein the resin as the component (A) has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure.

(4) (1)〜(3)のいずれか一項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、該レジスト膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。   (4) A pattern forming method comprising the steps of: forming a resist film from the positive resist composition according to any one of (1) to (3); and exposing and developing the resist film.

以下、更に、本発明の好ましい実施の態様を挙げる。
(5) (B−1)活性光線又は放射線の照射によりフッ素原子を有する脂肪族又は芳香族スルホン酸を発生する、カチオン部にフッ素原子を有するトリアリールスルホニウム塩が、下記一般式(BI)で表されることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
The preferred embodiments of the present invention will be further described below.
(5) (B-1) A triarylsulfonium salt having a fluorine atom in the cation moiety that generates an aliphatic or aromatic sulfonic acid having a fluorine atom by irradiation with actinic rays or radiation is represented by the following general formula (BI). The positive resist composition according to any one of (1) to (3), wherein the positive resist composition is represented by:

Figure 0004621807
Figure 0004621807

一般式(BI)中、Rは、アルキル基、脂環式炭化水素基、水酸基、カルボキシル基、アルコキシ基、ハロゲン原子又はフェニルチオ基を表す。Rが複数個ある場合に、Rは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。但し、Rの少なくとも1つは、フッ素原子又はフッ素原子で置換されたアルキル基、フッ素原子で置換された脂環式炭化水素基、フッ素原子で置換されたアルコキシ基若しくはフッ素原子で置換されたフェニルチオ基を表す。y1は、互いに独立に、0〜5を表す。Qは、フッ素原子で置換されたアルキル基、フッ素原子で置換されたシクロアルキル基、フッ素原子で置換されたアリール基又はフッ素化アルキル基で置換されたアリール基を表す。 In the general formula (BI), R 1 represents an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxy group, a halogen atom or a phenylthio group. When there are a plurality of R 1 s , R 1 s may be the same or different. However, at least one of R 1 is substituted with a fluorine atom or an alkyl group substituted with a fluorine atom, an alicyclic hydrocarbon group substituted with a fluorine atom, an alkoxy group substituted with a fluorine atom, or a fluorine atom. Represents a phenylthio group. y1 represents 0-5 independently of each other. Q 1 represents an alkyl group substituted with a fluorine atom, a cycloalkyl group substituted with a fluorine atom, an aryl group substituted with a fluorine atom or an aryl group substituted with a fluorinated alkyl group.

(6) (B−2)活性光線又は放射線の照射によりフッ素原子を有する脂肪族又は芳香族スルホン酸を発生する、カチオン部にフッ素原子を有しないスルホニウム塩が、下記一般式(BII)又は(BIII)で表されることを特徴とする(1)〜(3)及び(5)のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。   (6) (B-2) A sulfonium salt which does not have a fluorine atom in the cation moiety and generates an aliphatic or aromatic sulfonic acid having a fluorine atom by irradiation with actinic rays or radiation is represented by the following general formula (BII) or ( (BIII) The positive resist composition as described in any one of (1) to (3) and (5) above.

Figure 0004621807
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一般式(BII)及び(BIII)中、Rは、アルキル基、脂環式炭化水素基、水酸基、カルボキシル基又はアルコキシ基を表す。Rが複数個ある場合に、Rは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。Qは、フッ素原子で置換されたアルキル基、フッ素原子で置換されたシクロアルキル基、フッ素原子で置換されたアリール基又はフッ素化アルキル基で置換されたアリール基を表す。y2は、互いに独立に、0〜5を表す。Rは、アルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。Rが複数個ある場合に、Rは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。Rが複数個ある場合に、Rは、互いに結合して環を形成してのよい。Rは、アルキル基、脂環式炭化水素基、水酸基、カルボキシル基又はアルコキシ基を表す。Rが複数個ある場合に、Rは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。Aは、芳香族基又はヘテロ環基を表す。Qは、フッ素原子で置換されたアルキル基、フッ素原子で置換されたシクロアルキル基、フッ素原子で置換されたアリール基又はフッ素化アルキル基で置換されたアリール基を表す。Xaは、1〜3を表す。y3は、互いに独立に、0〜5を表す。 In General Formulas (BII) and (BIII), R 2 represents an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, a hydroxyl group, a carboxyl group, or an alkoxy group. When R 2 is in plurality, R 2 may each be the same or different. Q 2 represents an alkyl group substituted with a fluorine atom, a cycloalkyl group substituted with a fluorine atom, an aryl group substituted with a fluorine atom or an aryl group substituted with a fluorinated alkyl group. y2 represents 0-5 independently of each other. R 3 represents an alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group. When there are a plurality of R 3 s , R 3 s may be the same or different. When there are a plurality of R 3 s , R 3 may be bonded to each other to form a ring. R 4 represents an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, a hydroxyl group, a carboxyl group, or an alkoxy group. When there are a plurality of R 4 s , R 4 s may be the same or different. A represents an aromatic group or a heterocyclic group. Q 3 represents an alkyl group substituted with a fluorine atom, a cycloalkyl group substituted with a fluorine atom, an aryl group substituted with a fluorine atom, or an aryl group substituted with a fluorinated alkyl group. Xa represents 1-3. y3 represents 0-5 independently of each other.

(7) (A)成分の樹脂が、2−アルキル−2−アダマンチル基又は1−アダマンチル−1−アルキルアルキル基によって保護されたアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を有することを特徴とする(3)、(5)及び(6)のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。   (7) The resin as component (A) has a repeating unit having an alkali-soluble group protected by a 2-alkyl-2-adamantyl group or 1-adamantyl-1-alkylalkyl group (3) The positive resist composition as described in any one of (5) and (6).

(8) (A)成分の樹脂の脂環炭化水素構造の少なくとも1つが、ジヒドロキシアダマンタンであることを特徴とする(3)及び(5)〜(7)のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。   (8) The positive type according to any one of (3) and (5) to (7), wherein at least one of the alicyclic hydrocarbon structures of the resin as the component (A) is dihydroxyadamantane Resist composition.

(9) (A)成分の樹脂が、下記の4種類の繰り返し単位(A−1)〜(A−4)を有することを特徴とする(1)〜(3)及び(5)〜(8)のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
(A−1)下記一般式(I)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種類の繰り返し単位、
(A−2)下記一般式(II−1)〜(II−4)で表される基を有する繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種類の繰り返し単位、
(A−3)下記一般式(III)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種類の繰り返し単位及び
(A−4)2−アルキル−2−アダマンチル基又は1−アダマンチル−1−アルキルアルキル基によって保護されたアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種類の繰り返し単位。
(9) The (A) component resin has the following four types of repeating units (A-1) to (A-4): (1) to (3) and (5) to (8) The positive resist composition according to any one of the above.
(A-1) At least one repeating unit selected from repeating units represented by the following general formula (I):
(A-2) at least one type of repeating unit selected from repeating units having groups represented by the following general formulas (II-1) to (II-4);
(A-3) at least one repeating unit selected from repeating units represented by the following general formula (III) and (A-4) 2-alkyl-2-adamantyl group or 1-adamantyl-1-alkylalkyl group At least one repeating unit selected from repeating units having an alkali-soluble group protected by.

Figure 0004621807
Figure 0004621807

一般式(I)中、R1aは、水素原子又はメチル基を表す。Wは、単結合又は2価の連結基を表す。 In general formula (I), R 1a represents a hydrogen atom or a methyl group. W 1 represents a single bond or a divalent linking group.

Figure 0004621807
Figure 0004621807

一般式(II−1)〜(II−4)中、R1b〜R5bは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアルケニル基を表す。R1b〜R5bの内の2つは、結合して環を形成してもよい。 In General Formulas (II-1) to (II-4), R 1b to R 5b each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an alkenyl group. Two of R 1b to R 5b may combine to form a ring.

Figure 0004621807
Figure 0004621807

一般式(III)中、R1cは、水素原子又はメチル基を表す。R2c〜R4cは、各々独立に、水素原子又は水酸基を表す。但し、R2c〜R4cの内の少なくとも1つは、水酸基を表す。 In general formula (III), R 1c represents a hydrogen atom or a methyl group. R 2c to R 4c each independently represents a hydrogen atom or a hydroxyl group. However, at least one of R 2c to R 4c represents a hydroxyl group.

本発明により、高感度、高解像力で、矩形なプロファイルを有し、パーティクル初期値が小さく、曲率再現性に優れたポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a positive resist composition having a rectangular profile with high sensitivity, high resolution, small particle initial value, and excellent curvature reproducibility, and a pattern forming method using the same.

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

〔1〕(A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂
本発明のポジ型レジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂を含有する。
本発明のポジ型レジスト組成物に、ArFエキシマレーザー光を照射する場合に、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂は、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂(以下、「脂環炭化水素系酸分解性樹脂」ともいう)が好ましい。
脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、例えば、下記一般式(pI)〜一般式(pVI)で示される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位を有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂が好ましい。
[1] (A) Resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid The positive resist composition of the present invention contains a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid.
When the positive resist composition of the present invention is irradiated with ArF excimer laser light, the resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, A resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid (hereinafter also referred to as “alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin”) is preferable.
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin has, for example, a repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the following general formula (pI) to general formula (pVI) and is alkalinized by the action of an acid. Resins that increase the solubility in the developer are preferred.

Figure 0004621807
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式中、R11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともに脂環式炭化水素基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R16は、各々独立に、炭素数1〜4個の、直鎖若しくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表し、但し、R12〜R14のうち少なくとも1つ、若しくはR15、R16のいずれかは脂環式炭化水素基を表す。
17〜R21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖若しくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表し、但し、R17〜R21のうち少なくとも1つは脂環式炭化水素基を表す。また、R19、R21のいずれかは炭素数1〜4個の、直鎖若しくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。
22〜R25は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖若しくは分岐のア
ルキル基又は脂環式炭化水素基を表し、但し、R22〜R25のうち少なくとも1つは脂環式炭化水素基を表す。また、R23とR24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
In the formula, R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group, and Z forms an alicyclic hydrocarbon group together with a carbon atom. Represents the atomic group necessary to do.
R 12 to R 16 each independently represents a linear or branched alkyl group or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, provided that at least one of R 12 to R 14 , or Either R 15 or R 16 represents an alicyclic hydrocarbon group.
R 17 to R 21 each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group, provided that at least one of R 17 to R 21 Represents an alicyclic hydrocarbon group. Moreover, either R <19> , R < 21 > represents a C1-C4 linear or branched alkyl group or alicyclic hydrocarbon group.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group, provided that at least one of R 22 to R 25 Represents an alicyclic hydrocarbon group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

一般式(pI)〜(pVI)において、R12〜R25におけるアルキル基としては、1〜4個の炭素原子を有する直鎖若しくは分岐のアルキル基が好ましい。そのアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。
また、上記アルキル基の更なる置換基としては、炭素数1〜4個のアルコキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アシル基、アシロキシ基、シアノ基、水酸基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基等を挙げることができる。
In the general formulas (pI) to (pVI), the alkyl group in R 12 to R 25 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a t-butyl group.
Further, the further substituent of the alkyl group includes an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom), an acyl group, an acyloxy group, a cyano group, a hydroxyl group, A carboxy group, an alkoxycarbonyl group, a nitro group, etc. can be mentioned.

11〜R25における脂環式炭化水素基あるいはZと炭素原子が形成する脂環式炭化水素基としては、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい。
以下に、脂環式炭化水素基のうち、脂環式部分の構造例を示す。
The alicyclic hydrocarbon group in R 11 to R 25 or the alicyclic hydrocarbon group formed by Z and a carbon atom may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 6-30, and particularly preferably 7-25. These alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent.
Below, the structural example of an alicyclic part is shown among alicyclic hydrocarbon groups.

Figure 0004621807
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本発明においては、上記脂環式部分の好ましいものとしては、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、アダマンチル基、デカリン残基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基である。   In the present invention, preferred examples of the alicyclic moiety include adamantyl group, noradamantyl group, decalin residue, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol group, cyclohexyl group, cycloheptyl. Group, cyclooctyl group, cyclodecanyl group and cyclododecanyl group. More preferred are an adamantyl group, a decalin residue, a norbornyl group, a cedrol group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclodecanyl group, and a cyclododecanyl group.

これらの脂環式炭化水素基の置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基が挙げられる。アルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基である。上記
アルコキシ基としてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。アルキル基、アルコキシ基は、更なる置換基を有していてもよい。アルキル基、アルコキシ基の更なる置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることができる。
Examples of the substituent for these alicyclic hydrocarbon groups include an alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, and an alkoxycarbonyl group. The alkyl group is preferably a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group or a butyl group, more preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group or an isopropyl group. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. The alkyl group and the alkoxy group may have a further substituent. Examples of further substituents on the alkyl group and alkoxy group include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group.

上記樹脂における一般式(pI)〜(pVI)で示される構造は、アルカリ可溶性基の保護に使用することができる。アルカリ可溶性基としては、この技術分野において公知の種々の基が挙げられる。
具体的には、カルボン酸基、スルホン酸基、フェノール基、チオール基などが挙げられ、好ましくはカルボン酸基、スルホン酸基である。
上記樹脂における一般式(pI)〜(pVI)で示される構造で保護されたアルカリ可溶性基としては、好ましくは下記一般式(pVII)〜(pXI)で表される基が挙げられる。
The structures represented by the general formulas (pI) to (pVI) in the resin can be used for protecting alkali-soluble groups. Examples of the alkali-soluble group include various groups known in this technical field.
Specific examples include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phenol group, and a thiol group, and a carboxylic acid group and a sulfonic acid group are preferable.
Preferred examples of the alkali-soluble group protected by the structure represented by the general formulas (pI) to (pVI) in the resin include groups represented by the following general formulas (pVII) to (pXI).

Figure 0004621807
Figure 0004621807

ここで、R11〜R25並びにZは、それぞれ前記定義に同じである。
上記樹脂において、一般式(pI)〜(pVI)で示される構造で保護されたアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位としては、下記一般式(pA)で示される繰り返し単位が好ましい。
Here, R 11 to R 25 and Z are the same as defined above.
In the resin, the repeating unit having an alkali-soluble group protected by the structure represented by the general formulas (pI) to (pVI) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (pA).

Figure 0004621807
Figure 0004621807

ここで、Rは、水素原子、ハロゲン原子又は1〜4個の炭素原子を有する直鎖若しくは分岐のアルキル基を表す。複数のRは、各々同じでも異なっていてもよい。Rとしてのアルキル基はアルコキシ基(好ましくは炭素数3以下)などの置換基を有していてもよい。
Aは、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルフォンアミド基、ウレタン基、又はウレア基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを表す。Aとしてのアルキレン基は、アルキル基、アルコキシ基などの好ましくは炭素数5以下の置換基を有していてもよい。
Raは、上記式(pI)〜(pVI)のいずれかの基を表す。
Raは、2−アルキル−2−アダマンチル基又は1−アダマンチル−1−アルキルアルキル基を表すことが好ましい。これらの基におけるアルキル基は、炭素数1〜8が好ましく、炭素数1〜3がより好ましい。
Here, R represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A plurality of R may be the same or different. The alkyl group as R may have a substituent such as an alkoxy group (preferably having 3 or less carbon atoms).
A is a single bond, a group selected from the group consisting of an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a urea group, or a combination of two or more groups. Represents. The alkylene group as A may have a substituent having preferably 5 or less carbon atoms such as an alkyl group or an alkoxy group.
Ra represents any group of the above formulas (pI) to (pVI).
Ra preferably represents a 2-alkyl-2-adamantyl group or a 1-adamantyl-1-alkylalkyl group. The alkyl group in these groups preferably has 1 to 8 carbon atoms, and more preferably 1 to 3 carbon atoms.

以下、一般式(pA)で示される繰り返し単位に相当するモノマーの具体例を示す。   Specific examples of the monomer corresponding to the repeating unit represented by the general formula (pA) are shown below.

Figure 0004621807
Figure 0004621807

Figure 0004621807
Figure 0004621807

脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、上記モノマー1〜4、32によって形成される繰り返し単位のような2−アルキル−2−アダマンチル基によって保護されたアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。
脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、上記モノマー5〜8によって形成される繰り返し単位のような1−アダマンチル−1−アルキルアルキル基によって保護されたアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin may have a repeating unit having an alkali-soluble group protected by a 2-alkyl-2-adamantyl group such as a repeating unit formed by the monomers 1 to 4 and 32. preferable.
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin preferably has a repeating unit having an alkali-soluble group protected by a 1-adamantyl-1-alkylalkyl group, such as the repeating unit formed by the monomers 5 to 8. .

本発明に係わる樹脂は、アルカリに対して不溶性或いは難溶性であり、酸の作用により分解してアルカリ可溶性となる基(以下、「酸分解性基」ともいう)を含有する。
酸分解性基は、前記一般式(pI)〜一般式(pVI)で示される脂環式炭化水素を含
む部分構造を有する繰り返し単位、及び後記共重合成分の繰り返し単位のうち少なくとも1種の繰り返し単位に含有することができる。
The resin according to the present invention contains a group (hereinafter also referred to as “acid-decomposable group”) that is insoluble or hardly soluble in alkali and decomposes by the action of an acid to become alkali-soluble.
The acid-decomposable group is a repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the general formula (pI) to the general formula (pVI), and at least one repeating unit among the repeating units of the copolymerization component described later. It can be contained in the unit.

酸分解性基の構造としては、−C(=O)−X−Rで表される。
式中、Rとしては、t−ブチル基、t−アミル基等の3級アルキル基、イソボロニル基、1−エトキシエチル基、1−ブトキシエチル基、1−イソブトキシエチル基、1−シクロヘキシロキシエチル基等の1−アルコキシエチル基、1−メトキシメチル基、1−エトキシメチル基等のアルコキシメチル基、3−オキソアルキル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、トリアルキルシリルエステル基、3−オキソシクロヘキシルエステル基、2−メチル−2−アダマンチル基、メバロニックラクトン残基等を挙げることができる。Xは、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO−又は−NHSONH−を表す。
The structure of the acid-decomposable group is represented by -C (= O) -X 1 -R 0.
In the formula, R 0 is a tertiary alkyl group such as t-butyl group or t-amyl group, isobornyl group, 1-ethoxyethyl group, 1-butoxyethyl group, 1-isobutoxyethyl group, 1-cyclohexyloxy 1-alkoxyethyl group such as ethyl group, 1-methoxymethyl group, alkoxymethyl group such as 1-ethoxymethyl group, 3-oxoalkyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, trialkylsilyl ester group, 3- An oxocyclohexyl ester group, a 2-methyl-2-adamantyl group, a mevalonic lactone residue and the like can be mentioned. X 1 represents an oxygen atom, a sulfur atom, -NH -, - NHSO 2 - or an -NHSO 2 NH-.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、更に、下記一般式(IIIA)で表される基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin preferably further has a repeating unit having a group represented by the following general formula (IIIA).

Figure 0004621807
Figure 0004621807

一般式(IIIA)中、R2c〜R4cは、各々独立に水素原子又は水酸基を表す。ただし、R2c〜R4cのうち少なくとも1つは水酸基を表す。 In general formula (IIIA), R 2c to R 4c each independently represents a hydrogen atom or a hydroxyl group. However, at least one of R 2c to R 4c represents a hydroxyl group.

一般式(IIIA)で表される基は、好ましくはジヒドロキシ体、モノヒドロキシ体であり、より好ましくはジヒドロキシ体である。   The group represented by the general formula (IIIA) is preferably a dihydroxy form or a monohydroxy form, and more preferably a dihydroxy form.

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

Figure 0004621807
Figure 0004621807

一般式(III)中、R1cは、水素原子又はメチル基を表す。
2c〜R4cは、各々独立に水素原子又は水酸基を表す。ただし、R2c〜R4cのうち少なくとも1つは水酸基を表す。
In general formula (III), R 1c represents a hydrogen atom or a methyl group.
R 2c to R 4c each independently represents a hydrogen atom or a hydroxyl group. However, at least one of R 2c to R 4c represents a hydroxyl group.

以下に、一般式(IIIA)で表される構造を有する繰り返し単位の具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。   Although the specific example of the repeating unit which has a structure represented by general formula (IIIA) below is given, it is not limited to these.

Figure 0004621807
Figure 0004621807

脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、更に下記一般式(IV)で表されるラクトン構造を有する繰り返し単位を含有することができる。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin can further contain a repeating unit having a lactone structure represented by the following general formula (IV).

Figure 0004621807
Figure 0004621807

一般式(IV)中、Raは、水素原子又はメチル基を表す。
は、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを表す。
Ra,Rb,Rc,Rd,Reは各々独立に、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。m,nは各々独立に0〜3の整数を表し、m+nは、2以上6以下である。
In general formula (IV), R 1 a represents a hydrogen atom or a methyl group.
W 1 represents a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, or a group of two or more groups selected from the group consisting of an ester group.
Ra 1 , Rb 1 , Rc 1 , Rd 1 , Re 1 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. m and n each independently represents an integer of 0 to 3, and m + n is 2 or more and 6 or less.

Ra〜Reの炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。 Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms of Ra 1 to Re 1 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a t-butyl group. Can do.

一般式(IV)において、Wのアルキレン基としては、下記式で表される基を挙げることができる。
−〔C(Rf)(Rg)〕r
上記式中、Rf、Rgは、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表し、両者は同一でも異なっていてもよい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基から選択される。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4のものを挙げることができる。アルキル基、アルコキシ基は、更なる置換基を有していてもよい。アルキル基、アルコキシ基の更なる置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。rは1〜10の整数である。
In general formula (IV), examples of the alkylene group for W 1 include groups represented by the following formulae.
− [C (Rf) (Rg)] r 1
In the above formula, Rf and Rg represent a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group or an alkoxy group, and both may be the same or different. The alkyl group is preferably a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, or a butyl group, and more preferably selected from a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. The alkyl group and the alkoxy group may have a further substituent. Examples of further substituents on the alkyl group and alkoxy group include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group. Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom. r 1 is an integer of 1 to 10.

以下、一般式(IV)で示される繰り返し単位の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。   Hereinafter, although the specific example of the repeating unit shown by general formula (IV) is shown, it is not limited to these.

Figure 0004621807
Figure 0004621807

Figure 0004621807
Figure 0004621807

上記一般式(IV)の具体例において、露光マージンがより良好になるという点から(IV−17)〜(IV−36)が好ましい。
更に一般式(IV)の構造としては、エッジラフネスが良好になるという点からアクリレート構造を有するものが好ましい。
In the specific example of the general formula (IV), (IV-17) to (IV-36) are preferable because the exposure margin becomes better.
Further, as the structure of the general formula (IV), those having an acrylate structure are preferable from the viewpoint that the edge roughness becomes good.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、更に、下記一般式(II−1)〜(II−4)のいずれかで表される基を有する繰り返し単位を含有しても良い。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin may further contain a repeating unit having a group represented by any one of the following general formulas (II-1) to (II-4).

Figure 0004621807
Figure 0004621807

一般式(II−1)〜(II−4)中、R1b〜R5bは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアルケニル基を表す。R1b〜R5bの内の2つは、結合して環を形成してもよい。 In General Formulas (II-1) to (II-4), R 1b to R 5b each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an alkenyl group. Two of R 1b to R 5b may combine to form a ring.

一般式(II−1)〜(II−4)において、R1b〜R5bにおけるアルキル基としては、直鎖状、分岐状のアルキル基が挙げられ、置換基を有していてもよい。
直鎖状、分岐状のアルキル基としては、炭素数1〜12個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基である。
1b〜R5bにおけるシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等の炭素数3〜8個のものが好ましい。
1b〜R5bにおけるアルケニル基としては、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基等の炭素数2〜6個のものが好ましい。
また、R1b〜R5bの内の2つが結合して形成する環としては、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロオクタン環等の3〜8員環が挙げられる。
なお、一般式(II−1)〜(II−4)におけるR1b〜R5bは、環状骨格を構成している炭素原子のいずれに連結していてもよい。
In the general formulas (II-1) to (II-4), examples of the alkyl group in R 1b to R 5b include linear and branched alkyl groups, which may have a substituent.
The linear or branched alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. More preferably, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl It is a group.
As a cycloalkyl group in R <1b > -R < 5b >, C3-C8 things, such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, are preferable.
As an alkenyl group in R <1b > -R < 5b >, C2-C6 things, such as a vinyl group, a propenyl group, a butenyl group, a hexenyl group, are preferable.
Examples of the ring formed by combining two of R 1b to R 5b include 3- to 8-membered rings such as a cyclopropane ring, a cyclobutane ring, a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, and a cyclooctane ring.
In addition, R <1b > -R < 5b > in general formula (II-1)-(II-4) may be connected with any of the carbon atoms which comprise the cyclic skeleton.

また、上記アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基が有してもよい好ましい置換基としては、炭素数1〜4個のアルコキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、炭素数2〜5のアシル基、炭素数2〜5のアシロキシ基、シアノ基、水酸基、カルボキシ基、炭素数2〜5のアルコキシカルボニル基、ニトロ基等を挙げることができる。   Moreover, as a preferable substituent which the said alkyl group, a cycloalkyl group, and an alkenyl group may have, a C1-C4 alkoxy group, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom), Examples thereof include an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 5 carbon atoms, a cyano group, a hydroxyl group, a carboxy group, an alkoxycarbonyl group having 2 to 5 carbon atoms, and a nitro group.

一般式(II−1)〜(II−4)で表される基を有する繰り返し単位としては、下記一般式(II)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。   Examples of the repeating unit having a group represented by general formulas (II-1) to (II-4) include a repeating unit represented by the following general formula (II).

Figure 0004621807
Figure 0004621807

一般式(II)中、Rb0は、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Rb0のアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、前記一般式(II−1)〜(II−4)におけるR1bとしてのアルキル基が有していてもよい好ましい置換基として先に例示したものが挙げられる。
b0のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。Rb0は水素原子が好ましい。
A’は、単結合、エーテル基、エステル基、カルボニル基、アルキレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。
は、一般式(II−1)〜(II−4)のうちのいずれかで示される基を表す。A’において、該組み合わせた2価の基としては、例えば下記式のものが挙げられる。
In general formula (II), Rb0 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. As a preferable substituent which the alkyl group of R b0 may have, as a preferable substituent which the alkyl group as R 1b in the general formulas (II-1) to (II-4) may have. What was illustrated previously is mentioned.
Examples of the halogen atom for R b0 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. R b0 preferably represents a hydrogen atom.
A ′ represents a single bond, an ether group, an ester group, a carbonyl group, an alkylene group, or a divalent group obtained by combining these.
B 2 represents a group represented by any one of the general formulas (II-1) to (II-4). In A ′, examples of the combined divalent group include those represented by the following formulae.

Figure 0004621807
Figure 0004621807

上記式において、Rab、Rbbは、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表し、両者は同一でも異なっていてもよい。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基から選択される。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。アルキル基、アルコキシ基は、更なる置換基を有していてもよい。アルキル基、アルコキシ基の更なる置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。r1は1〜10の整数、好ましくは1〜4の整数を表す。mは1〜3の整数、好ましくは1又は2を表す。
In the above formula, R ab and R bb represent a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, and an alkoxy group, and both may be the same or different.
The alkyl group is preferably a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, or a butyl group, and more preferably selected from a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. The alkyl group and the alkoxy group may have a further substituent. Examples of further substituents on the alkyl group and alkoxy group include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group. Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom. r1 represents an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 4. m represents an integer of 1 to 3, preferably 1 or 2.

以下に、一般式(II)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるが、本発明の内容がこれらに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (II) are shown below, but the contents of the present invention are not limited to these.

Figure 0004621807
Figure 0004621807

Figure 0004621807
Figure 0004621807

また、脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、更に下記一般式(V)で表される繰り返し単位を含有することができる。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin can further contain a repeating unit represented by the following general formula (V).

Figure 0004621807
Figure 0004621807

一般式(V)において、Aは単結合、アルキレン基、シクロアルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを表す。
6aは水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、シアノ基、又はハロゲン原子を表す。
In the general formula (V), A 6 represents a single bond, an alkylene group, a cycloalkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, or a group of two or more groups selected from the group consisting of ester groups.
R 6a represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group, or a halogen atom.

一般式(V)において、Aのアルキレン基としては、下記式で表される基を挙げることができる。
−〔C(Rnf)(Rng)〕r−
上記式中、Rnf、Rngは、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表し、両者は同一でも異なっていてもよい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基から選択される。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4のものを挙げることができる。アルキル基、アルコキシ基は、更なる置換基を有していてもよい。アルキル基、アルコキシ基の更なる置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。rは1〜10の整数である。
一般式(V)において、Aのシクロアルキレン基としては、炭素数3〜10個のものが挙げられ、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロオクチレン基等を挙げることができる。
In the general formula (V), the alkylene group of A 6, can be a group represented by the following formula.
-[C (Rnf) (Rng)] r-
In the above formula, Rnf and Rng represent a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, and an alkoxy group, and both may be the same or different. The alkyl group is preferably a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, or a butyl group, and more preferably selected from a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. The alkyl group and the alkoxy group may have a further substituent. Examples of further substituents on the alkyl group and alkoxy group include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group. Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom. r is an integer of 1-10.
In the general formula (V), Examples of the cycloalkylene group A 6, include those having 3 to 10 carbon atoms, mention may be made of a cyclopentylene group, cyclohexylene group, a cyclooctylene group.

を含む有橋式脂環式環は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数1〜5)、アシル基(例えば、ホルミル基、ベンゾイル基)、アシロキシ基(例えば、プロピルカルボニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基)、アルキル基(好ましくは炭素数1〜4)、カルボキシル基、水酸基、アルキルスルホニルスルファモイル基(−CONHSOCH等)が挙げられる。なお、置換基としてのアルキル基は、更に水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4)等で置換されていてもよい。 The bridged alicyclic ring containing Z 6 may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an alkoxy group (preferably having 1 to 4 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (preferably having 1 to 5 carbon atoms), an acyl group (for example, a formyl group and a benzoyl group), an acyloxy group ( For example, a propylcarbonyloxy group, a benzoyloxy group), an alkyl group (preferably having a carbon number of 1 to 4), a carboxyl group, a hydroxyl group, an alkylsulfonylsulfamoyl group (such as —CONHSO 2 CH 3 ) can be mentioned. Note that the alkyl group as a substituent may be further substituted with a hydroxyl group, a halogen atom, an alkoxy group (preferably having 1 to 4 carbon atoms), or the like.

一般式(V)において、Aに結合しているエステル基の酸素原子は、Zを含む有橋式脂環式環構造を構成する炭素原子のいずれの位置で結合してもよい。 In the general formula (V), the oxygen atom of the ester group bonded to A 6 may be bonded at any position of the carbon atom constituting the bridged alicyclic ring structure containing Z 6 .

以下に、一般式(V)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。   Although the specific example of the repeating unit represented by general formula (V) below is given, it is not limited to these.

Figure 0004621807
Figure 0004621807

脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、下記一般式(I)で表される繰り返し単位を有していてもよい。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin may have a repeating unit represented by the following general formula (I).

Figure 0004621807
Figure 0004621807

一般式(I)中、R1aは、水素原子又はメチル基を表す。Wは、単結合又は2価の連結基を表す。 In general formula (I), R 1a represents a hydrogen atom or a methyl group. W 1 represents a single bond or a divalent linking group.

の2価の連結基としては、例えば、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基よりなる群から選択される単独の基若しくはこれらの2つ以上の基の組み合わせを挙げることができる。 Examples of the divalent linking group for W 1 include a single group selected from the group consisting of an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, and an ester group, or a combination of two or more of these groups. Can do.

一般式(I)において、Wのアルキレン基としては、下記式で表される基を挙げることができる。
−〔C(Rf)(Rg)〕r
上記式中、Rf、Rgは、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表し、両者は同一でも異なっていてもよい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基から選択される。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4のものを挙げることができる。アルキル基、アルコキシ基の更なる置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。rは1〜10の整数である。
In the general formula (I), examples of the alkylene group for W 1 include groups represented by the following formulae.
− [C (Rf) (Rg)] r 1
In the above formula, Rf and Rg represent a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group or an alkoxy group, and both may be the same or different. The alkyl group is preferably a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, or a butyl group, and more preferably selected from a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. Examples of further substituents on the alkyl group and alkoxy group include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group. Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom. r 1 is an integer of 1 to 10.

以下、一般式(I)で示される繰り返し単位の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。   Hereinafter, although the specific example of the repeating unit shown by general formula (I) is shown, it is not limited to these.

Figure 0004621807
Figure 0004621807

(A)成分である脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、上記の繰り返し単位以外に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、更にレジストの一般的な必要な特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し単位を含有することができる。   In addition to the above repeating units, the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin as component (A) has dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and general necessary characteristics of resist. Various repeating units can be contained for the purpose of adjusting a certain resolution, heat resistance, sensitivity and the like.

このような繰り返し単位としては、下記の単量体に相当する繰り返し単位を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
これにより、酸分解性樹脂に要求される性能、特に、
(1)塗布溶剤に対する溶解性、
(2)製膜性(ガラス転移点)、
(3)アルカリ現像性、
(4)膜べり(親疎水性、アルカリ可溶性基選択)、
(5)未露光部の基板への密着性、
(6)ドライエッチング耐性、
等の微調整が可能となる。
このような単量体として、例えばアクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、ア
クリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等を挙げることができる。
Examples of such a repeating unit include, but are not limited to, repeating units corresponding to the following monomers.
Thereby, the performance required for the acid-decomposable resin, in particular,
(1) Solubility in coating solvent,
(2) Film formability (glass transition point),
(3) Alkali developability,
(4) Membrane slip (hydrophobic, alkali-soluble group selection),
(5) Adhesion of unexposed part to substrate,
(6) Dry etching resistance,
Etc. can be finely adjusted.
As such a monomer, for example, a compound having one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, etc. Etc.

具体的には、以下の単量体を挙げることができる。
アクリル酸エステル類(好ましくはアルキル基の炭素数が1〜10のアルキルアクリレート):
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、アクリル酸−t−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、ベンジルアクリレート、メトキシ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等。
Specifically, the following monomers can be mentioned.
Acrylic acid esters (preferably alkyl acrylates having an alkyl group with 1 to 10 carbon atoms):
Methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, amyl acrylate, cyclohexyl acrylate, ethyl hexyl acrylate, octyl acrylate, tert-octyl acrylate, chloroethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate 2,2-dimethylhydroxy Propyl acrylate, 5-hydroxypentyl acrylate, trimethylolpropane monoacrylate, pentaerythritol monoacrylate, benzyl acrylate, methoxybenzyl acrylate, furfuryl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, and the like.

メタクリル酸エステル類(好ましくはアルキル基の炭素数が1〜10のアルキルメタアクリレート):
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、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等。
Methacrylic acid esters (preferably alkyl methacrylate having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl group):
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, furfuryl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate and the like.

アクリルアミド類:
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、ヒドロキシエチル基等がある。)、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、シクロヘキシル基等がある)、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等。
Acrylamides:
Acrylamide, N-alkylacrylamide (alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, t-butyl group, heptyl group, octyl group, cyclohexyl group, hydroxyethyl group, etc. N, N-dialkylacrylamide (alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl, ethyl, butyl, isobutyl, ethylhexyl, cyclohexyl, etc.), N-hydroxy Ethyl-N-methylacrylamide, N-2-acetamidoethyl-N-acetylacrylamide and the like.

メタクリルアミド類:
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、シクロヘキシル基等がある)、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、ブチル基等がある)、N−ヒドロキシエチル−N−メチルメタクリルアミド等。
Methacrylamides:
Methacrylamide, N-alkylmethacrylamide (alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl, ethyl, t-butyl, ethylhexyl, hydroxyethyl, cyclohexyl, etc.), N, N -Dialkylmethacrylamide (there are alkyl groups such as ethyl group, propyl group, butyl group), N-hydroxyethyl-N-methylmethacrylamide and the like.

アリル化合物:
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、乳酸アリル等)、アリルオキシエタノール等。
Allyl compounds:
Allyl esters (for example, allyl acetate, allyl caproate, allyl caprylate, allyl laurate, allyl palmitate, allyl stearate, allyl benzoate, allyl acetoacetate, allyl lactate, etc.), allyloxyethanol and the like.

ビニルエーテル類:
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等。
Vinyl ethers:
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 and the like.

ビニルエステル類:
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等。
Vinyl esters:
Vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl trimethyl acetate, vinyl diethyl acetate, vinyl valerate, vinyl caproate, vinyl chloroacetate, vinyl dichloroacetate, vinyl methoxyacetate, vinyl butoxyacetate, vinyl acetoacetate, vinyl lactate, vinyl -Β-phenylbutyrate, vinylcyclohexylcarboxylate and the like.

イタコン酸ジアルキル類:
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等。
フマール酸のジアルキルエステル類又はモノアルキルエステル類;ジブチルフマレート等。
Dialkyl itaconates:
Dimethyl itaconate, diethyl itaconate, dibutyl itaconate, etc.
Dialkyl esters or monoalkyl esters of fumaric acid; dibutyl fumarate and the like.

その他クロトン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、マレイミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、マレイロニトリル等。   Others include crotonic acid, itaconic acid, maleic anhydride, maleimide, acrylonitrile, methacrylonitrile, maleilonitrile and the like.

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

脂環炭化水素系酸分解性樹脂において、各繰り返し単位の含有モル比はレジストのドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、更にはレジストの一般的な必要性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, the content molar ratio of each repeating unit is the resist dry etching resistance, the standard developer suitability, the substrate adhesion, the resist profile, and the resolving power, which is a general required performance of the resist, It is appropriately set for adjusting heat resistance, sensitivity, and the like.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、下記の4種類の繰り返し単位(A−1)〜(A−4)を有することが好ましい。
(A−1)前記一般式(I)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種類の繰り返し単位、
(A−2)前記一般式(II−1)〜(II−4)で表される基を有する繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種類の繰り返し単位、
(A−3)前記一般式(III)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種類の繰り返し単位及び
(A−4)2−アルキル−2−アダマンチル基又は1−アダマンチル−1−アルキルアルキル基によって保護されたアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種類の繰り返し単位。
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin preferably has the following four types of repeating units (A-1) to (A-4).
(A-1) at least one type of repeating unit selected from the repeating units represented by the general formula (I),
(A-2) at least one type of repeating unit selected from repeating units having groups represented by general formulas (II-1) to (II-4);
(A-3) at least one repeating unit selected from the repeating units represented by the general formula (III) and (A-4) 2-alkyl-2-adamantyl group or 1-adamantyl-1-alkylalkyl group At least one repeating unit selected from repeating units having an alkali-soluble group protected by.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂中、一般式(pI)〜(pVI)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し単位中30〜70モル%が好ましく、より好ましくは35〜65モル%、更に好ましくは40〜60モル%である。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, the content of the repeating unit having a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by the general formulas (pI) to (pVI) is 30 to 70 mol in all repeating units. % Is preferable, more preferably 35 to 65 mol%, still more preferably 40 to 60 mol%.

また、上記更なる共重合成分の単量体に基づく繰り返し単位の樹脂中の含有量も、所望のレジストの性能に応じて適宜設定することができるが、一般的に、上記一般式(pI)〜(pVI)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位のモル数に対して99モル%以下が好ましく、より好ましくは90モル%以下、更に好ましくは80モル%以下である。
本発明の組成物がArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から樹脂は芳香族基を有さないことが好ましい。
Further, the content of the repeating unit based on the monomer of the further copolymer component in the resin can be appropriately set according to the performance of the desired resist. Generally, the general formula (pI) 99 mol% or less is preferable with respect to the number of moles of the repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by (pVI), more preferably 90 mol% or less, and still more preferably 80 mol% or less. is there.
When the composition of the present invention is for ArF exposure, the resin preferably has no aromatic group from the viewpoint of transparency to ArF light.

脂環炭化水素系酸分解性樹脂中、酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し単位中15〜50モル%が好ましく、20〜40モル%がより好ましい。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, the content of the repeating unit having an acid-decomposable group is preferably from 15 to 50 mol%, more preferably from 20 to 40 mol%, based on all repeating units.

上記の4種類の繰り返し単位(A−1)〜(A−4)を有する脂環炭化水素系酸分解性樹脂に於いて、繰り返し単位(A−1)の含有量は、全繰り返し単位に対して、20〜70モル%が好ましく、25〜60モル%がより好ましい。
繰り返し単位(A−2)の含有量は、全繰り返し単位に対して、20〜70モル%が好ましく、25〜60モル%がより好ましい。
繰り返し単位(A−3)の含有量は、全繰り返し単位に対して、5〜50モル%が好ましく、より好ましくは10〜40モル%、更に好ましくは15〜35モル%である。
繰り返し単位(A−4)の含有量は、全繰り返し単位に対して、30〜70モル%が好ましく、より好ましくは35〜65モル%、更に好ましくは40〜60モル%である。
In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin having the above four types of repeating units (A-1) to (A-4), the content of the repeating unit (A-1) is based on the total repeating units. 20 to 70 mol% is preferable, and 25 to 60 mol% is more preferable.
The content of the repeating unit (A-2) is preferably from 20 to 70 mol%, more preferably from 25 to 60 mol%, based on all repeating units.
As for content of a repeating unit (A-3), 5-50 mol% is preferable with respect to all the repeating units, More preferably, it is 10-40 mol%, More preferably, it is 15-35 mol%.
As for content of a repeating unit (A-4), 30-70 mol% is preferable with respect to all the repeating units, More preferably, it is 35-65 mol%, More preferably, it is 40-60 mol%.

本発明に用いる脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種を、一括であるいは反応途中で反応容器に仕込み、これを必要に応じ反応溶媒、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、更には後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのような本発明の組成物を溶解する溶媒に溶解させ均一とした後、窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で必要に応じ加熱、市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。
反応の濃度は、通常20質量%以上であり、好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上である。反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、更に好ましくは50〜100℃である。
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin used in the present invention can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, monomer species are charged into a reaction vessel in a batch or in the course of reaction, and if necessary, a reaction solvent such as ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diisopropyl ether, methyl ethyl ketone, A ketone such as methyl isobutyl ketone, an ester solvent such as ethyl acetate, and further dissolved in a solvent that dissolves the composition of the present invention such as propylene glycol monomethyl ether acetate described later, and then nitrogen, argon, etc. Polymerization is started using a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) as necessary under an inert gas atmosphere. If desired, an initiator is added or added in portions, and after completion of the reaction, it is put into a solvent and a desired polymer is recovered by a method such as powder or solid recovery.
The concentration of the reaction is usually 20% by mass or more, preferably 30% by mass or more, and more preferably 40% by mass or more. The reaction temperature is usually 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 50 to 100 ° C.

上記具体例で表される繰り返し構造単位は、各々1種で使用してもよいし、複数を混合して用いてもよい。
また、本発明において、樹脂は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
The repeating structural units represented by the above specific examples may be used singly or in combination.
In the present invention, the resins may be used alone or in combination.

本発明に係る樹脂の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、通常1,000〜200,000であり、更に好ましくは3,000〜20,000である。
分散度(Mw/Mn)は通常1〜10であり、好ましくは1〜5、更に好ましくは1〜4の範囲のものが使用される。分散度の小さいものほど、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。
The weight average molecular weight of the resin according to the present invention is usually 1,000 to 200,000, more preferably 3,000 to 20,000, as a polystyrene-converted value by the GPC method.
The dispersity (Mw / Mn) is usually 1 to 10, preferably 1 to 5, and more preferably 1 to 4. The smaller the degree of dispersion, the smoother the resolution, resist shape, and resist pattern side walls, and the better the roughness.

本発明のポジ型レジスト組成物において、本発明に係わる全ての樹脂の組成物全体中の配合量は、全レジスト固形分中40〜99.99質量%が好ましく、より好ましくは50〜99.97質量%である。   In the positive resist composition of the present invention, the blending amount of all the resins according to the present invention in the entire composition is preferably 40 to 99.99% by mass, more preferably 50 to 99.97, based on the total solid content of the resist. % By mass.

〔2〕(B−1)活性光線又は放射線の照射によりフッ素原子を有する脂肪族又は芳香族スルホン酸を発生する、カチオン部にフッ素原子を有するトリアリールスルホニウム塩
本発明のポジ型レジスト組成物は、活性光線又は放射線の照射によりフッ素原子を有する脂肪族又は芳香族スルホン酸を発生する、カチオン部にフッ素原子を有するトリアリールスルホニウム塩を含有する。
活性光線又は放射線の照射によりフッ素原子を有する脂肪族又は芳香族スルホン酸を発生する、カチオン部にフッ素原子を有するトリアリールスルホニウム塩は、下記一般式(BI)で表されることが好ましい。
[2] (B-1) A triarylsulfonium salt having a fluorine atom in the cation moiety that generates an aliphatic or aromatic sulfonic acid having a fluorine atom upon irradiation with actinic rays or radiation. The positive resist composition of the present invention comprises: And a triarylsulfonium salt having a fluorine atom in the cation moiety, which generates an aliphatic or aromatic sulfonic acid having a fluorine atom upon irradiation with an actinic ray or radiation.
The triarylsulfonium salt having a fluorine atom in the cation moiety that generates an aliphatic or aromatic sulfonic acid having a fluorine atom upon irradiation with actinic rays or radiation is preferably represented by the following general formula (BI).

Figure 0004621807
Figure 0004621807

一般式(BI)中、Rは、アルキル基、脂環式炭化水素基、水酸基、カルボキシル基、アルコキシ基、ハロゲン原子又はフェニルチオ基を表す。Rが複数個ある場合に、Rは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。但し、Rの少なくとも1つは、フッ素原子又はフッ素原子で置換されたアルキル基、フッ素原子で置換された脂環式炭化水素基、フッ素原子で置換されたアルコキシ基若しくはフッ素原子で置換されたフェニルチオ基を表す。y1は、互いに独立に、0〜5を表す。Qは、フッ素原子で置換されたアルキル基、フッ素原子で置換されたシクロアルキル基、フッ素原子で置換されたアリール基又はフッ素化アルキル基で置換されたアリール基を表す。 In General Formula (BI), R 1 represents an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxy group, a halogen atom, or a phenylthio group. When there are a plurality of R 1 s , R 1 s may be the same or different. However, at least one of R 1 is substituted with a fluorine atom or an alkyl group substituted with a fluorine atom, an alicyclic hydrocarbon group substituted with a fluorine atom, an alkoxy group substituted with a fluorine atom, or a fluorine atom. Represents a phenylthio group. y1 represents 0-5 independently of each other. Q 1 represents an alkyl group substituted with a fluorine atom, a cycloalkyl group substituted with a fluorine atom, an aryl group substituted with a fluorine atom or an aryl group substituted with a fluorinated alkyl group.

一般式(BI)に於ける、Rのアルキル基は、好ましくは炭素数1〜15個のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基等の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を挙げることができる。Rのアルキル基は、酸素原子、硫黄原子、−C(=O)−、−NH−又はこれらの組み合わせを介してベンゼン環に連結してもよい。
の脂環炭化水素基は、炭素数3〜15個の脂環炭化水素基が好ましく、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、アダマンチル基、ノルボルニル基等を挙げることができる。
のアルコキシ基は、上記アルキル基に対応するアルコキシ基を挙げることができる。
のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又は沃素原子を挙げることができ、フッ素原子が好ましい。
In general formula (BI), the alkyl group of R 1 is preferably an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a sec-butyl group. And linear or branched alkyl groups such as t-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, etc. it can. The alkyl group of R 1 may be connected to the benzene ring via an oxygen atom, a sulfur atom, —C (═O) —, —NH—, or a combination thereof.
The alicyclic hydrocarbon group of R 1 is preferably an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, and a norbornyl group.
Examples of the alkoxy group for R 1 include an alkoxy group corresponding to the above alkyl group.
Examples of the halogen atom for R 1 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is preferred.

のアルキル基、脂環式炭化水素基、アルコキシ基、フェニルチオ基等は、置換基を有していてもよい。Rのアルキル基、脂環式炭化水素基、アルコキシ基、フェニルチオ基等が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子)、水酸基、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基等を挙げることができる。 The alkyl group, alicyclic hydrocarbon group, alkoxy group, phenylthio group and the like of R 1 may have a substituent. Examples of the substituent that the alkyl group, alicyclic hydrocarbon group, alkoxy group, phenylthio group and the like of R 1 may have include a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), hydroxyl group, alkyl Groups, alkoxy groups, alkylthio groups and the like.

一般式(BI)に於いて、Rの少なくとも1つは、フッ素原子又はフッ素原子で置換されたアルキル基、フッ素原子で置換された脂環式炭化水素基、フッ素原子で置換されたアルコキシ基若しくはフッ素原子で置換されたフェニルチオ基である。
は、フッ素原子又はフッ素原子で置換されたアルキル基であることが好ましい。フッ素原子で置換されたアルキル基は、フッ素原子で置換された上記アルキル基であり、例えば、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロへキシル基、パーフルオロオクチル基等を挙げることができる。
In the general formula (BI), at least one of R 1 is a fluorine atom or an alkyl group substituted with a fluorine atom, an alicyclic hydrocarbon group substituted with a fluorine atom, or an alkoxy group substituted with a fluorine atom. Alternatively, it is a phenylthio group substituted with a fluorine atom.
R 1 is preferably a fluorine atom or an alkyl group substituted with a fluorine atom. The alkyl group substituted with a fluorine atom is the above alkyl group substituted with a fluorine atom, for example, perfluoromethyl group, perfluoroethyl group, perfluoropropyl group, perfluorobutyl group, perfluorohexyl group, A perfluorooctyl group etc. can be mentioned.

一般式(BI)に於いて、(Ry1に含まれるフッ素原子の合計は、4以上であり、4〜27であることが好ましく、4〜18であることがより好ましい。 In the general formula (BI), the total number of fluorine atoms contained in (R 1 ) y1 is 4 or more, preferably 4 to 27, and more preferably 4 to 18.

に於けるアルキル基としては、好ましくは炭素数1〜30個のアルキル基、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基等を挙げることができる。
に於けるシクロアルキル基としては、好ましくは炭素数3〜30個のシクロアルキル基、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、アダマンチル基、ノルボニル基、ボロニル基等を挙げることができる。
に於けるアリール基としては、好ましくは炭素数6〜14個のアリール基、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基等を挙げることができる。
としてのアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基は、フッ素原子を有するが、好ましいフッ素原子数は、1〜20、より好ましくは3〜8である。
としてのアリール基が有するフッ化アルキル基は、炭素数1〜5個のフッ化アルキル基が好ましく、例えば、トリフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、モノフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基等を挙げることができる。
に於けるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はフッ素アルキル基が置換したアリール基は、更なる置換基を有していてもよい。更なる置換基としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子を除く)、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基等を挙げることができる。
The alkyl group in Q 1 is preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, pentyl. Group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, eicosyl group, etc. Can be mentioned.
The cycloalkyl group in Q 1 is preferably a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, such as cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, adamantyl group, norbornyl group, boronyl group and the like. .
Preferred examples of the aryl group for Q 1 include aryl groups having 6 to 14 carbon atoms, such as a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group.
The alkyl group, cycloalkyl group or aryl group as Q 1 has a fluorine atom, and the preferred number of fluorine atoms is 1 to 20, more preferably 3 to 8.
The fluorinated alkyl group of the aryl group as Q 1 is preferably a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a trifluoromethyl group, a difluoromethyl group, a monofluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, etc. Can be mentioned.
In the alkyl group in Q 1, a cycloalkyl group, an aryl group which aryl group or a fluorine alkyl group is substituted may further have a substituent. Examples of the further substituent include a halogen atom (excluding a fluorine atom), an alkyl group, an alkoxy group, and an alkylthio group.

以下、一般式(BI)で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, although the specific example of a compound represented by general formula (BI) is given, this invention is not limited to this.

Figure 0004621807
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活性光線又は放射線の照射によりフッ素原子を有する脂肪族又は芳香族スルホン酸を発生する、カチオン部にフッ素原子を有するトリアリールスルホニウム塩の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対し、通常0.10〜30質量%、好ましくは0.50〜20質量%である。   The content of the triarylsulfonium salt having a fluorine atom in the cation moiety that generates an aliphatic or aromatic sulfonic acid having a fluorine atom upon irradiation with actinic rays or radiation is usually 0 with respect to the total solid content of the resist composition. .10 to 30% by mass, preferably 0.50 to 20% by mass.

〔3〕(B−2)活性光線又は放射線の照射によりフッ素原子を有する脂肪族又は芳香族スルホン酸を発生する、カチオン部にフッ素原子を有しないスルホニウム塩
本発明のポジ型レジスト組成物は、更に、活性光線又は放射線の照射によりフッ素原子を有する脂肪族又は芳香族スルホン酸を発生する、カチオン部にフッ素原子を有しないスルホニウム塩を含有する。
活性光線又は放射線の照射によりフッ素原子を有する脂肪族又は芳香族スルホン酸を発生する、カチオン部にフッ素原子を有しないスルホニウム塩は、下記一般式(BII)又は(BIII)で表されることが好ましい。
[3] (B-2) A sulfonium salt that generates an aliphatic or aromatic sulfonic acid having a fluorine atom upon irradiation with actinic rays or radiation, and does not have a fluorine atom in the cation moiety. The positive resist composition of the present invention comprises: Furthermore, the sulfonium salt which does not have a fluorine atom in a cation part which generate | occur | produces the aliphatic or aromatic sulfonic acid which has a fluorine atom by irradiation of actinic light or a radiation is contained.
The sulfonium salt that does not have a fluorine atom in the cation moiety and generates an aliphatic or aromatic sulfonic acid having a fluorine atom upon irradiation with actinic rays or radiation may be represented by the following general formula (BII) or (BIII). preferable.

Figure 0004621807
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一般式(BII)及び(BIII)中、Rは、アルキル基、脂環式炭化水素基、水酸基、カルボキシル基又はアルコキシ基を表す。Rが複数個ある場合に、Rは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。Qは、フッ素原子で置換されたアルキル基、フッ素原子で置換されたシクロアルキル基、フッ素原子で置換されたアリール基又はフッ素化アルキル基で置換されたアリール基を表す。y2は、互いに独立に、0〜5を表す。Rは、アルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。Rが複数個ある場合に、Rは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。Rが複数個ある場合に、Rは、互いに結合して環を形成してのよい。Rは、アルキル基、脂環式炭化水素基、水酸基、カルボキシル基又はアルコキシ基を表す。Rが複数個ある場合に、Rは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。Aは、芳香族基又はヘテロ環基を表す。Qは、フッ素原子で置換されたアルキル基、フッ素原子で置換されたシクロアルキル基、フッ素原子で置換されたアリール基又はフッ素化アルキル基で置換されたアリール基を表す。Xaは、1〜3を表す。y3は、互いに独立に、0〜5を表す。 In General Formulas (BII) and (BIII), R 2 represents an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, a hydroxyl group, a carboxyl group, or an alkoxy group. When there are a plurality of R 2 s , R 2 s may be the same or different. Q 2 represents an alkyl group substituted with a fluorine atom, a cycloalkyl group substituted with a fluorine atom, an aryl group substituted with a fluorine atom or an aryl group substituted with a fluorinated alkyl group. y2 represents 0-5 independently of each other. R 3 represents an alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group. When R 3 is in plurality, R 3 may each be the same or different. When there are a plurality of R 3 s , R 3 may be bonded to each other to form a ring. R 4 represents an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, a hydroxyl group, a carboxyl group, or an alkoxy group. When there are a plurality of R 4 s , R 4 s may be the same or different. A represents an aromatic group or a heterocyclic group. Q 3 represents an alkyl group substituted with a fluorine atom, a cycloalkyl group substituted with a fluorine atom, an aryl group substituted with a fluorine atom, or an aryl group substituted with a fluorinated alkyl group. Xa represents 1-3. y3 represents 0-5 independently of each other.

一般式(BII)及び(BIII)に於ける、R〜Rのアルキル基は、一般式(BI)に於けるRのアルキル基と同様のものを挙げることができる。
〜Rの脂環式炭化水素基は、一般式(BI)に於けるRの脂環式炭化水素基と同様のものを挙げることができる。
及びRのアルコキシ基は、一般式(BI)に於けるRのアルコキシ基と同様のものを挙げることができる。
及びRのアルキル基は、酸素原子、硫黄原子、−C(=O)−、−NH−又はこれらの組み合わせを介してベンゼン環に連結するものを含む。
のアルキル基は、カルボニル基、エーテル基、チオエーテル基、フェニレン基又はそれらの組み合わせを介して更にアルキル基(好ましくは炭素数1〜15)、アリール基(好ましくはフェニル基)、脂環式炭化水素基(好ましくは炭素数6〜15)等と連結するものを含む。Rのアルキル基、脂環式炭化水素基は、更に水酸基、アルコキシ基等の置換基を有するものを含む。Rのアルキル基は、更に置換基として脂環式炭化水素基、アリール基を有していてもよい。Rの脂環式炭化水素基は、更に置換基としてアルキル基、アリール基、=Oを有するものを含む。
が複数個ある場合に、それらの内の2つが互いに連結して環を形成する際に、2個のRが互いに連結して形成する基としては、例えばブチレン基等を挙げることができる。
In the general formulas (BII) and (BIII), examples of the alkyl group represented by R 2 to R 4 can be the same as the alkyl group represented by R 1 in the general formula (BI).
Examples of the alicyclic hydrocarbon group represented by R 2 to R 4 include the same alicyclic hydrocarbon groups represented by R 1 in the general formula (BI).
Examples of the alkoxy group for R 2 and R 4 include the same alkoxy groups as those for R 1 in formula (BI).
The alkyl groups of R 2 and R 4 include those linked to the benzene ring via an oxygen atom, a sulfur atom, —C (═O) —, —NH—, or a combination thereof.
The alkyl group of R 3 is further an alkyl group (preferably having 1 to 15 carbon atoms), an aryl group (preferably a phenyl group), an alicyclic group via a carbonyl group, an ether group, a thioether group, a phenylene group or a combination thereof Including those linked to a hydrocarbon group (preferably having 6 to 15 carbon atoms). The alkyl group and alicyclic hydrocarbon group of R 3 further include those having a substituent such as a hydroxyl group or an alkoxy group. The alkyl group of R 3 may further have an alicyclic hydrocarbon group or an aryl group as a substituent. The alicyclic hydrocarbon group for R 3 further includes an alkyl group, an aryl group, and ═O as a substituent.
When R 3 is the presence of two or more groups, when two of them bonded to each other to form a ring, the two groups R 3 are formed by linking each other, be, for example, a butylene group, etc. it can.

Aとしての芳香族基又はヘテロ環(環内に酸素、硫黄又は窒素原子などヘテロ原子を含有する環)は、単環であっても多環であってもよく、好ましくは炭素数5〜20であり、例えば、ベンゼン環、フラン環、チオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ナフタレン環、アントラセン環等を挙げることができる。   The aromatic group or heterocycle as A (ring containing a heteroatom such as oxygen, sulfur or nitrogen atom in the ring) may be monocyclic or polycyclic, and preferably has 5 to 20 carbon atoms. Examples thereof include a benzene ring, a furan ring, a thiophene ring, a benzofuran ring, a benzothiophene ring, a naphthalene ring, and an anthracene ring.

及びQは、一般式(BI)に於けるQと同様のものである。 Q 2 and Q 3 are the same as Q 1 in the general formula (BI).

以下に、一般式(BII)〜(BIII)で表される化合物の具体例を挙げるが、これらに限定するものではない。   Specific examples of the compounds represented by the general formulas (BII) to (BIII) are shown below, but are not limited thereto.

Figure 0004621807
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一般式(BII)〜(BIII)で表される化合物は、公知の方法により合成することができる。一般式(III)で表される化合物、例えば、III−21の化合物は、フェナシルブロミド等のフェナシルハロゲニド誘導体とスルフィドとを適当な溶剤中無触媒又は銀触媒の存在下で反応させ、フェナシルジアルキルスルホニウム塩を得た後、これえを対応するアニオンと塩交換することによって得ることができる。他の化合物も同様に、対応するハロゲニド誘導体とスルフィドから、上記手順により得ることができる。
一般式(BII)で表される化合物は、特開2000−47387号、36頁、〔0098〕段落、16−27行のスルホニウム化合物についての記載におけるのと同様にして合成することができる。
The compounds represented by the general formulas (BII) to (BIII) can be synthesized by a known method. A compound represented by the general formula (III), for example, a compound of III-21, is obtained by reacting a phenacyl halide derivative such as phenacyl bromide with sulfide in a suitable solvent in the absence of a catalyst or a silver catalyst, After obtaining the phenacyldialkylsulfonium salt, it can be obtained by salt exchange with the corresponding anion. Other compounds can be similarly obtained from the corresponding halogenide derivative and sulfide by the above procedure.
The compound represented by formula (BII) can be synthesized in the same manner as described in JP-A 2000-47387, page 36, paragraph [0098], paragraph 16-27, about the sulfonium compound.

活性光線又は放射線の照射によりフッ素原子を有する脂肪族又は芳香族スルホン酸を発生する、カチオン部にフッ素原子を有しないスルホニウム塩の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対し、通常0.10〜25質量%、好ましくは0.50〜23質量%、より
好ましくは1.0〜20質量%である。
The content of the sulfonium salt that does not have a fluorine atom in the cation moiety and generates an aliphatic or aromatic sulfonic acid having a fluorine atom upon irradiation with actinic rays or radiation is usually 0. It is 10-25 mass%, Preferably it is 0.50-23 mass%, More preferably, it is 1.0-20 mass%.

〔4〕活性光線又は放射線の照射により酸を発生する他の化合物
本発明のポジ型レジスト組成物は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物として、更に、他の化合物(光酸発生剤)を含有してもよい。
そのような光酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
[4] Other compounds that generate acid upon irradiation with actinic rays or radiation The positive resist composition of the present invention may further include other compounds (photoacid generator) as compounds that generate acid upon irradiation with actinic rays or radiation. Agent).
Examples of such photoacid generators include photoinitiators for photocationic polymerization, photoinitiators for photoradical polymerization, photodecolorants for dyes, photochromic agents, actinic rays used in microresists, etc. Known compounds that generate an acid upon irradiation with radiation and mixtures thereof can be appropriately selected and used.

たとえば、ジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、ヨードニウム塩、セレノニウム塩、アルソニウム塩等のオニウム塩、有機ハロゲン化合物、有機金属/有機ハロゲン化物、o−ニトロベンジル型保護基を有する光酸発生剤、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、ジスルホン化合物を挙げることができる。   For example, onium salts such as diazonium salts, ammonium salts, phosphonium salts, iodonium salts, selenonium salts, arsonium salts, etc., organic halogen compounds, organic metal / organic halides, photoacid generators having o-nitrobenzyl type protecting groups, iminosulfonates Examples thereof include a compound that generates photosulfonic acid by photolysis, such as disulfide, and a disulfone compound.

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

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

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他の化合物の中で、有効に用いられるものについて以下に説明する。   Of the other compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, those that are effectively used will be described below.

(1)下記の一般式(PAG1)で表されるヨードニウム塩   (1) An iodonium salt represented by the following general formula (PAG1)

Figure 0004621807
Figure 0004621807

ここで式Ar、Arは各々独立にアリール基を示す。Ar、Arの好ましい置換基としては、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。 Here, the formulas Ar 1 and Ar 2 each independently represent an aryl group. Preferable substituents for Ar 1 and Ar 2 include an alkyl 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.

は対アニオンを示し、例えばBF 、AsF 、PF 、SbF 、SiF 2−、ClO 、CFSO 等のパーフルオロアルカンスルホン酸アニオン、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸アニオン、ナフタレン−1−スルホン酸アニオン等の縮合多核芳香族スルホン酸アニオン、アントラキノンスルホン酸アニオン、スルホン酸基含有染料等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。 Z represents a counter anion, and examples thereof include perfluoroalkanesulfonic acid anions such as BF 4 , AsF 6 , PF 6 , SbF 6 , SiF 6 2− , ClO 4 and CF 3 SO 3 , pentafluoro Examples include, but are not limited to, condensed polynuclear aromatic sulfonate anions such as benzenesulfonate anion and naphthalene-1-sulfonate anion, anthraquinone sulfonate anion, and sulfonate group-containing dyes.

また、Ar及びArは、単結合又は置換基を介して結合してもよい。 Ar 1 and Ar 2 may be bonded through a single bond or a substituent.

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。   Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.

Figure 0004621807
Figure 0004621807

一般式(PAG1)で示される上記オニウム塩は公知であり、例えば米国特許第2,807,648 号及び同4,247,473号、特開昭53−101,331号等に記載
の方法により合成することができる。
The above onium salt represented by the general formula (PAG1) is known, for example, by the methods described in U.S. Pat. Nos. 2,807,648 and 4,247,473, and JP-A-53-101,331. Can be synthesized.

(2)下記一般式(PAG3)で表されるジスルホン誘導体又は一般式(PAG4)で表されるイミノスルホネート誘導体   (2) A disulfone derivative represented by the following general formula (PAG3) or an iminosulfonate derivative represented by the general formula (PAG4)

Figure 0004621807
Figure 0004621807

式中、Ar、Arは各々独立にアリール基を示す。
206はアルキル基又はアリール基を示す。Aはアルキレン基、アルケニレン基又は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。
In the formula, Ar 3 and Ar 4 each independently represents an aryl group.
R 206 represents an alkyl group or an aryl group. A represents an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group.
Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.

Figure 0004621807
Figure 0004621807

Figure 0004621807
Figure 0004621807

(3)下記一般式(PAG5)で表されるジアゾジスルホン誘導体   (3) Diazodisulfone derivative represented by the following general formula (PAG5)

Figure 0004621807
Figure 0004621807

ここでRは、アルキル基、シクロアルキル基あるいはアリール基を表す。
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。
Here, R represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.
Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.

Figure 0004621807
Figure 0004621807

活性光線又は放射線の照射により酸を発生する他の化合物の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対し、通常0.10〜25質量%、好ましくは0.50〜23質量%、より
好ましくは1.0〜20質量%である。
The content of other compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation is usually 0.10 to 25% by mass, preferably 0.50 to 23% by mass, more preferably based on the total solid content of the resist composition. Is 1.0 to 20% by mass.

〔5〕(D)有機溶剤
本発明のポジ型レジスト組成物は、溶媒として2種類以上の有機溶剤を混合して使用することが好ましい。混合溶剤としては、プロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートから選ばれる少なくとも1種類(A群の溶剤ともいう)と、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキル及びアルコキシプロピオン酸アルキルから選ばれる少なくとも1種類(B群の溶剤ともいう)及び/又はγ−ブチロラクトン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート及びシクロヘキサノンから選ばれる少なくとも1種類(C群の溶剤ともいう)とを含有する混合溶剤を挙げることができる。即ち、混合溶剤としては、A群の溶剤とB群の溶剤との組み合わせ、A群の溶剤とC群の溶剤との組み合わせ、A群の溶剤とB群の溶剤とC群の溶剤との組み合わせを用いることができる。
[5] (D) Organic solvent The positive resist composition of the present invention is preferably used by mixing two or more organic solvents as a solvent. As the mixed solvent, at least one selected from propylene glycol monoalkyl ether carboxylate (also referred to as group A solvent) and at least one selected from propylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate and alkyl alkoxypropionate (group B). And / or a mixed solvent containing at least one selected from γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, and cyclohexanone (also referred to as a group C solvent). That is, as a mixed solvent, a combination of a group A solvent and a group B solvent, a combination of a group A solvent and a group C solvent, a combination of a group A solvent, a group B solvent, and a group C solvent. Can be used.

プロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートとしては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピ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エチルエーテルプロピオネートを好ましく挙げることができる。   Preferred examples of the propylene glycol monoalkyl ether carboxylate include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, propylene glycol monoethyl ether acetate, and propylene glycol monoethyl ether propionate.

プロピレングリコールモノアルキルエーテルとしては、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を好ましく挙げることができる。乳酸アルキルとしては、乳酸メチル、乳酸エチルを好ましく挙げることができる。アルコキシプロピオン酸アルキルとしては、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチルを好ましく挙げることができる。   Preferred examples of the propylene glycol monoalkyl ether include propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether. Preferable examples of the alkyl lactate include methyl lactate and ethyl lactate. Preferred examples of the alkyl alkoxypropionate include ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, and methyl 3-ethoxypropionate.

上記A群の溶剤とB群の溶剤の使用質量比率(A:B)は、90:10〜15:85が好ましく、より好ましくは85:15〜20:80であり、更に好ましくは80:20〜25:75である。
上記A群の溶剤とC群の溶剤の使用質量比率(A:C)は、99.9:0.1〜75:25が好ましく、より好ましくは99:1〜80:20であり、更に好ましくは97:3〜85:15である。
The mass ratio (A: B) of the group A solvent and the group B solvent is preferably 90:10 to 15:85, more preferably 85:15 to 20:80, and still more preferably 80:20. ~ 25: 75.
The use mass ratio (A: C) of the solvent of the group A and the solvent of the group C is preferably 99.9: 0.1 to 75:25, more preferably 99: 1 to 80:20, and still more preferably. Is 97: 3-85: 15.

この3種の溶剤を組み合わせる場合には、C群の溶剤の使用質量比率は、全溶剤に対して0.1〜25質量%が好ましく、より好ましくは1〜20質量%、更に好ましくは3〜17質量%である。
本発明において、上記各成分を含む組成物の固形分を、上記混合溶剤に固形分濃度として3〜25質量%溶解することが好ましく、より好ましくは5〜22質量%であり、更に好ましくは7〜20質量%である。
In the case of combining these three solvents, the mass ratio of the group C solvent is preferably from 0.1 to 25 mass%, more preferably from 1 to 20 mass%, still more preferably from 3 to 3 mass% based on the total solvent. 17% by mass.
In the present invention, the solid content of the composition containing the above components is preferably dissolved in the mixed solvent in a solid content concentration of 3 to 25% by mass, more preferably 5 to 22% by mass, and still more preferably 7 ˜20 mass%.

本発明におけるプロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートを含有する混合溶剤の好ましい組み合わせとしては、
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+プロピレングリコールモノメチルエーテル
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+乳酸エチル
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+3−エトキシエチルプロピオネート
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+γ−ブチロラクトン
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+エチレンカーボネート
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+プロピレンカーボネート
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+シクロヘキサノン
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+プロピレングリコールモノメチルエーテル+γ−ブチロラクトン
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+乳酸エチル+γ−ブチロラクトン
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+3−エトキシエチルプロピオネート+γ−ブチロラクトン
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+プロピレングリコールモノメチルエーテル+エチレンカーボネート
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+乳酸エチル+エチレンカーボネート
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+3−エトキシエチルプロピオネート+エチレンカーボネート
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+プロピレングリコールモノメチルエーテル+プロピレンカーボネート
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+乳酸エチル+プロピレンカーボネート
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+3−エトキシエチルプロピオネート+プロピレンカーボネート
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+プロピレングリコールモノメチルエーテル+シクロヘキサノン
である。
As a preferable combination of the mixed solvent containing propylene glycol monoalkyl ether carboxylate in the present invention,
Propylene glycol monomethyl ether acetate + propylene glycol monomethyl ether Propylene glycol monomethyl ether acetate + ethyl lactate Propylene glycol monomethyl ether acetate + 3-ethoxyethyl propionate Propylene glycol monomethyl ether acetate + γ-butyrolactone Propylene glycol monomethyl ether acetate + ethylene carbonate Propylene glycol monomethyl ether Acetate + propylene carbonate Propylene glycol monomethyl ether acetate + cyclohexanone Propylene glycol monomethyl ether acetate + propylene glycol monomethyl ether + γ-butyrolactone Propylene glycol monomethyl ether acetate Ethyl lactate + γ-butyrolactone Propylene glycol monomethyl ether acetate + 3-ethoxyethyl propionate + γ-butyrolactone Propylene glycol monomethyl ether acetate + propylene glycol monomethyl ether + ethylene carbonate Propylene glycol monomethyl ether acetate + ethyl lactate + ethylene carbonate Propylene glycol monomethyl ether acetate + 3 -Ethoxyethyl propionate + ethylene carbonate propylene glycol monomethyl ether acetate + propylene glycol monomethyl ether + propylene carbonate propylene glycol monomethyl ether acetate + ethyl lactate + propylene carbonate propylene glycol monomethyl ether Acetate + 3-ethoxyethylpropionate + propylene carbonate propylene glycol monomethyl ether acetate + propylene glycol monomethyl ether + cyclohexanone.

特に好ましい溶剤の組み合わせとしては、
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+プロピレングリコールモノメチルエーテル
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+プロピレングリコールモノメチルエーテル+γ−ブチロラクトン
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+乳酸エチル+γ−ブチロラクトン
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+3−エトキシエチルプロピオネート+γ−ブチロラクトン
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+プロピレングリコールモノメチルエーテル+エチレンカーボネート
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+乳酸エチル+エチレンカーボネート
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+3−エトキシエチルプロピオネート+エチレンカーボネート
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+プロピレングリコールモノメチルエーテル+プロピレンカーボネート
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+乳酸エチル+プロピレンカーボネート
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+3−エトキシエチルプロピオネート+プロピレンカーボネート
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+プロピレングリコール
モノメチルエーテル+シクロヘキサノン
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート+シクロヘキサノン
である。
Particularly preferred solvent combinations include:
Propylene glycol monomethyl ether acetate + propylene glycol monomethyl ether Propylene glycol monomethyl ether acetate + propylene glycol monomethyl ether + γ-butyrolactone Propylene glycol monomethyl ether acetate + ethyl lactate + γ-butyrolactone Propylene glycol monomethyl ether acetate + 3-ethoxyethyl propionate + γ-butyrolactone Propylene Glycol monomethyl ether acetate + propylene glycol monomethyl ether + ethylene carbonate Propylene glycol monomethyl ether acetate + ethyl lactate + ethylene carbonate Propylene glycol monomethyl ether acetate + 3-ethoxyethyl propionate + ethylene carbonate Bonate Propylene glycol monomethyl ether acetate + Propylene glycol monomethyl ether + Propylene carbonate Propylene glycol monomethyl ether acetate + Ethyl lactate + Propylene carbonate Propylene glycol monomethyl ether acetate + 3-Ethoxyethyl propionate + Propylene carbonate Propylene glycol monomethyl ether acetate + Propylene glycol monomethyl ether + Cyclohexanone propylene glycol monomethyl ether acetate + cyclohexanone.

上記の各混合溶剤は、他の溶剤を添加してもよい。このような他の溶剤の添加量は、一般的には、本発明の各混合溶剤100質量部に対し、30質量部以下である。他の溶剤と
しては、上記の各混合溶剤に必須な溶剤として例示した溶剤に加え、エチレンジクロライド、シクロペンタノン、メチルエチルケトン、トルエン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等を挙げることができる。
Other solvents may be added to each of the above mixed solvents. Generally the addition amount of such other solvent is 30 mass parts or less with respect to 100 mass parts of each mixed solvent of this invention. As other solvents, in addition to the solvents exemplified as the essential solvents for each of the above mixed solvents, ethylene dichloride, cyclopentanone, methyl ethyl ketone, toluene, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran and the like Can be mentioned.

本発明のポジ型レジスト組成物は、上記の混合溶剤を使用することが好ましいが、必要に応じてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン等を単独の溶剤として使用することもできる。   The positive resist composition of the present invention preferably uses the above-mentioned mixed solvent, but if necessary, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, cyclohexanone, etc. can be used as a single solvent.

ポジ型レジスト組成物中の固形分濃度は、5〜15質量%とすることが好ましく、7〜11質量%とすることがより好ましい。   The solid content concentration in the positive resist composition is preferably 5 to 15% by mass, and more preferably 7 to 11% by mass.

〔6〕(C)含窒素塩基性化合物
次に本発明のポジ型レジスト組成物に好ましく使用することができる(C)含窒素塩基性化合物について説明する。(C)含窒素塩基性化合物としては、有機アミン、塩基性のアンモニウム塩、塩基性のスルホニウム塩などが用いられ、昇華やレジスト性能を劣化させないものであればよい。
これらの含窒素塩基性化合物の中でも、有機アミンが画像性能が優れる点で好ましい。
例えば特開昭63−149640号、特開平5−249662号、特開平5−127369号、特開平5−289322号、特開平5−249683号、特開平5−289340号、特開平5−232706号、特開平5−257282号、特開平6−242605号、特開平6−242606号、特開平6−266100号、特開平6−266110 号、特開平6−317902号、特開平7−120929号、特開平7−146558号、特開平7−319163号、特開平7−508840号、特開平7−333844号、特開平7−219217号、特開平7−92678号、 特開平7−28247号、特開平8−22120号、特開平8−110638号、特開平8−123030号、特開平9−274312号、特開平9−166871号、特開平9−292708号、特開平9−325496号、特表平7−508840号、USP5525453号、USP5629134号、USP5667938号等に記載の塩基性化合物を用いることができる。
[6] (C) Nitrogen-containing basic compound Next, the (C) nitrogen-containing basic compound that can be preferably used in the positive resist composition of the present invention will be described. (C) As the nitrogen-containing basic compound, an organic amine, a basic ammonium salt, a basic sulfonium salt, or the like may be used as long as it does not deteriorate sublimation or resist performance.
Among these nitrogen-containing basic compounds, organic amines are preferable in terms of excellent image performance.
For example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-149640, 5-24962, 5-127369, 5-289322, 5-249683, 5-289340, and 5-232706. JP-A-5-257282, JP-A-6-242605, JP-A-6-242606, JP-A-6-266100, JP-A-6-266110, JP-A-6-317902, JP-A-7-120929, JP-A-7-146558, JP-A-7-319163, JP-A-7-508840, JP-A-7-333844, JP-A-7-219217, JP-A-7-92678, JP-A-7-28247, Special Kaihei 8-22120, JP-A-8-110638, JP-A-8-123030, JP-A-9-274312, JP-A-9-1 No. 6871, JP-A-9-292708, JP-A-9-325496, Hei No. 7-508840, No. USP5525453, JP USP5629134, it is possible to use a basic compound as described in such Patent USP5667938.

含窒素塩基性化合物としては、好ましくは、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、4−ジメチルアミノピリジン、1−ナフチルアミン、ピペリジン、ヘキサメチレンテトラミン、イミダゾール類、ヒドロキシピリジン類、ピリジン類、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、ピリジニウムp−トルエンスルホナート、2,4,6−トリメチルピリジニウムp−トルエンスルホナート、テトラメチルアンモニウムp−トルエンスルホナート、及びテトラブチルアンモニウムラクテート、トリエチルアミン、トリブチルアミン等が挙げられる。
これらの中でも、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、4−ジメチルアミノピリジン、1−ナフチルアミン、ピペリジン、ヘキサメチレンテトラミン、イミダゾール類、ヒドロキシピリジン類、ピリジン類、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、トリエチルアミン、トリブチルアミン等の有機アミンが好ましい。
As the nitrogen-containing basic compound, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, 1,4-diazabicyclo is preferable. [2.2.2] Octane, 4-dimethylaminopyridine, 1-naphthylamine, piperidine, hexamethylenetetramine, imidazoles, hydroxypyridines, pyridines, 4,4′-diaminodiphenyl ether, pyridinium p-toluenesulfonate, Examples include 2,4,6-trimethylpyridinium p-toluenesulfonate, tetramethylammonium p-toluenesulfonate, tetrabutylammonium lactate, triethylamine, and tributylamine.
Among these, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] Organic amines such as octane, 4-dimethylaminopyridine, 1-naphthylamine, piperidine, hexamethylenetetramine, imidazoles, hydroxypyridines, pyridines, 4,4′-diaminodiphenyl ether, triethylamine, and tributylamine are preferred.

(C)含窒素塩基性化合物の含有量は、ポジ型レジスト組成物の全固形分に対し、通常、0.001〜10質量%、好ましくは0.001〜5質量%、より好ましくは0.001〜0.5質量%である。
(D)塩基性化合物は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
(C) Content of nitrogen-containing basic compound is 0.001-10 mass% normally with respect to the total solid of a positive resist composition, Preferably it is 0.001-5 mass%, More preferably, it is 0.00. It is 001-0.5 mass%.
(D) A basic compound can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

〔7〕(E)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は、更に(E)フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を含有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することが好ましい。
本発明のポジ型レジスト組成物が上記(E)界面活性剤とを含有することにより、250nm以下、特に220nm以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ないレジストパターンを与えることが可能となる。
これらの(E)界面活性剤として、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同 5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。
使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
[7] (E) Fluorine-based and / or silicon-based surfactant The positive resist composition of the present invention further comprises (E) a fluorine-based and / or silicon-based surfactant (fluorine-based surfactant and silicon-based interface). It is preferable to contain any one or two or more of activators and surfactants containing both fluorine atoms and silicon atoms.
When the positive resist composition of the present invention contains the above-mentioned (E) surfactant, when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less, good sensitivity and resolution, and less adhesion and development defects. A resist pattern can be provided.
As these (E) surfactants, for example, JP-A 62-36663, JP-A 61-226746, JP-A 61-226745, JP-A 62-170950, JP No. 63-34540, JP-A-7-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-5988, JP-A 2002-277862, US Pat. No. 5,405,720 , No. 5,360,692, No. 5,529,881, No. 5,296,330, No. 5,543,098, No. 5,576,143, No. 5,294,511, No. 5,824,451 The following commercially available surfactants can also be used as they are.
Examples of commercially available surfactants that can be used include F-top EF301 and EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430 and 431 (manufactured by Sumitomo 3M Ltd.), MegaFuck F171, F173, F176, F189, and R08. (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (Troy Chemical Co., Ltd.), etc. Fluorine type surfactant or silicon type surfactant can be mentioned. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.

また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)若しくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することが出来る。
フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート及び/又は(ポリ(オキシアルキレン))メタクリレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布しているものでも、ブロック共重合していてもよい。また、ポリ(オキシアルキレン)基としては、ポリ(オキシエチレン)基、ポリ(オキシプロピレン)基、ポリ(オキシブチレン)基などが挙げられ、また、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体)やポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体)基など同じ鎖長内に異なる鎖長のアルキレンを有するようなユニットでもよい。更に、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体は2元共重合体ばかりでなく、異なる2種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマーや、異なる2種以上の(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)などを同時に共重合した3元系以上の共重合体でもよい。
例えば、市販の界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(大日本インキ化学工業(株)製)を挙げることができる。更に、C13基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C13基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C17基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(
ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C17基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、などを挙げることができる。
In addition to the known surfactants described above, surfactants are derived from fluoroaliphatic compounds produced by the telomerization method (also referred to as the telomer method) or the oligomerization method (also referred to as the oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group can be used. The fluoroaliphatic compound can be synthesized by the method described in JP-A-2002-90991.
As the polymer having a fluoroaliphatic group, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate and / or (poly (oxyalkylene)) methacrylate is preferable and distributed irregularly. Or may be block copolymerized. Examples of the poly (oxyalkylene) group include a poly (oxyethylene) group, a poly (oxypropylene) group, a poly (oxybutylene) group, and the like, and a poly (oxyethylene, oxypropylene, and oxyethylene group). A unit having different chain lengths in the same chain length, such as a block linked body) or a poly (block linked body of oxyethylene and oxypropylene) group, may be used. Furthermore, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate) is not only a binary copolymer but also a monomer having two or more different fluoroaliphatic groups, Further, it may be a ternary or higher copolymer obtained by simultaneously copolymerizing two or more different (poly (oxyalkylene)) acrylates (or methacrylates).
Examples of commercially available surfactants include Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, and F-472 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.). Further, a copolymer of an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxy) (Ethylene)) acrylate (or methacrylate) and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate) copolymer, acrylate (or methacrylate) with C 8 F 17 groups (
Copolymer with poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), acrylate (or methacrylate) with C 8 F 17 groups, (poly (oxyethylene)) acrylate (or methacrylate) and (poly (oxypropylene)) Examples thereof include a copolymer with acrylate (or methacrylate).

(E)界面活性剤の使用量は、ポジ型レジスト組成物全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.0001〜2質量%、より好ましくは0.001〜1質量%である。 (E) The usage-amount of surfactant is 0.0001-2 mass% with respect to positive resist composition whole quantity (except a solvent), More preferably, it is 0.001-1 mass%.

本発明のポジ型レジスト組成物は、必要に応じて、分子量が2000以下であって、酸の作用により分解し得る基を有し、アルカリ溶解性が酸の作用により増大する低分子酸分解性化合物を含むことができる。
例えばProc.SPIE,2724, 355(1996)、特開平8−15865号、USP5310619号、USP−5372912号、J.Photopolym.Sci.,Tech.,Vol.10,No.3,511(1997))に記載されている酸分解性基を含有する、コール酸誘導体、デヒドロコール酸誘導体、デオキシコール酸誘導体、リトコール酸誘導体、ウルソコール酸誘導体、アビエチン酸誘導体等の脂環族化合物、酸分解性基を含有するナフタレン誘導体などの芳香族化合物を上記低分子酸分解性化合物として用いることができる。
更に、特開平6−51519号記載の低分子の酸分解性溶解阻止化合物も220nmの透過性を悪化させないレベルの添加範囲で用いることもできるし、1,2−ナフトキノンジアジト化合物も使用できる。
The positive resist composition of the present invention has a low molecular acid decomposability, which has a molecular weight of 2000 or less, if necessary, has a group that can be decomposed by the action of an acid, and alkali solubility increases by the action of an acid. Compounds can be included.
For example, Proc. SPIE, 2724, 355 (1996), JP-A-8-15865, USP5310619, USP-5372912, J. Pat. Photopolym. Sci. , Tech. , Vol. 10, no. 3,511 (1997)), which contains an acid-decomposable group, such as cholic acid derivatives, dehydrocholic acid derivatives, deoxycholic acid derivatives, lithocholic acid derivatives, ursocholic acid derivatives, and abietic acid derivatives. An aromatic compound such as a compound or a naphthalene derivative containing an acid-decomposable group can be used as the low-molecular acid-decomposable compound.
Furthermore, the low-molecular acid-decomposable dissolution inhibiting compound described in JP-A-6-51519 can also be used in an addition range at a level that does not deteriorate the 220 nm permeability, and a 1,2-naphthoquinonediazite compound can also be used.

本発明のレジスト組成物に上記低分子酸分解性溶解阻止化合物を使用する場合、その含有量はレジスト組成物の全固形分を基準として、通常0.5〜50質量%の範囲で用いられ、好ましくは0.5〜40質量%、更に好ましくは0.5〜30質量%、特に好ましくは0.5〜20.0質量%の範囲で使用される。
これらの低分子酸分解性溶解阻止化合物を添加すると、前記現像欠陥が更に改良されるばかりか耐ドライエッチング性が改良される。
When the low molecular acid decomposable dissolution inhibiting compound is used in the resist composition of the present invention, the content thereof is usually used in the range of 0.5 to 50% by mass based on the total solid content of the resist composition. Preferably it is 0.5-40 mass%, More preferably, it is 0.5-30 mass%, Most preferably, it is used in 0.5-20.0 mass%.
Addition of these low molecular acid decomposable dissolution inhibiting compounds not only further improves the development defects, but also improves dry etching resistance.

本発明のポジ型レジスト組成物には、必要に応じて、更に現像液に対する溶解促進性化合物、ハレーション防止剤、可塑剤、界面活性剤、光増感剤、接着助剤、架橋剤、光塩基発生剤等を含有することができる。   If necessary, the positive resist composition of the present invention may further include a compound that promotes dissolution in a developer, an antihalation agent, a plasticizer, a surfactant, a photosensitizer, an adhesion assistant, a crosslinking agent, and a photobase. A generator or the like can be contained.

本発明で使用できる現像液に対する溶解促進性化合物の例としては、例えば特開平3−206458号記載のフェノール性水酸基を2個以上含有する化合物、1−ナフトールなどのナフトール類又はカルボキシル基を1個以上有する化合物、カルボン酸無水物、スルホンアミド化合物やスルホニルイミド化合物などの分子量1000以下の低分子化合物等を挙げることができる。
これらの溶解促進性化合物の配合量としては、組成物全質量(固形分)に対して、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下である。
Examples of the dissolution promoting compound that can be used in the present invention include compounds containing two or more phenolic hydroxyl groups described in JP-A-3-206458, one naphthol such as 1-naphthol, or one carboxyl group. Examples thereof include low molecular compounds having a molecular weight of 1000 or less, such as compounds having the above, carboxylic acid anhydrides, sulfonamide compounds and sulfonylimide compounds.
The blending amount of these dissolution promoting compounds is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, with respect to the total mass (solid content) of the composition.

好適なハレーション防止剤としては、照射する放射線を効率よく吸収する化合物が好ましく、フルオレン、9−フルオレノン、ベンゾフェノンのような置換ベンゼン類;アントラセン、アントラセン−9−メタノール、アントラセン−9−カルボキシエチル、フェナントレン、ペリレン、アジレンのような多環式芳香族化合物などが挙げられる。なかでも、多環式芳香族化合物が特に好ましい。これらのハレーション防止剤は基板からの反射光を低減し、レジスト膜内の多重反射の影響を少なくさせることで、定在波改良の効果を発現する。   As a suitable antihalation agent, a compound that efficiently absorbs irradiated radiation is preferable, and substituted benzenes such as fluorene, 9-fluorenone, and benzophenone; anthracene, anthracene-9-methanol, anthracene-9-carboxyethyl, phenanthrene , Polycyclic aromatic compounds such as perylene and azylene. Of these, polycyclic aromatic compounds are particularly preferred. These antihalation agents exhibit the effect of improving standing waves by reducing the reflected light from the substrate and reducing the influence of multiple reflection in the resist film.

また露光による酸発生率を向上させるために、光増感剤を添加することができる。好適
な光増感剤として、ベンゾフェノン、p,p'−テトラメチルジアミノベンゾフェノン、2−クロロチオキサントン、アントロン、9−エトキシアントラセン、ピレン、フェノチアジン、ベンジル、ベンゾフラビン、アセトフェノン、フェナントレン、ベンゾキノン、アントラキノン、1,2−ナフトキノン等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。これらの光増感剤は前記ハレーション防止剤としても使用可能である。
Moreover, in order to improve the acid generation rate by exposure, a photosensitizer can be added. Suitable photosensitizers include benzophenone, p, p′-tetramethyldiaminobenzophenone, 2-chlorothioxanthone, anthrone, 9-ethoxyanthracene, pyrene, phenothiazine, benzyl, benzoflavine, acetophenone, phenanthrene, benzoquinone, anthraquinone, 1 , 2-naphthoquinone and the like, but are not limited thereto. These photosensitizers can also be used as the antihalation agent.

≪使用方法≫
本発明のポジ型レジスト組成物は、上記の成分を(D)有機溶剤に溶解し、フィルターで濾過し、次のように所定の支持体上に塗布して用いる。
すなわち、上記ポジ型レジスト組成物を精密集積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆)上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法により塗布し、加熱してレジスト膜を形成する。
次いで、該レジスト膜に所定のマスクを通して露光し、加熱を行い現像する。このようにすると、良好なレジストパターンを得ることができる。ここで露光光としては、好ましくは250nm以下、より好ましくは220nm以下の波長の遠紫外線である。具体的には、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、Fエキシマレーザー(157nm)等の活性光線及びX線、電子ビーム等の放射線が挙げられる。
≪How to use≫
The positive resist composition of the present invention is used by dissolving the above components in (D) an organic solvent, filtering with a filter, and coating on a predetermined support as follows.
That is, the positive resist composition is applied onto a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) used in the manufacture of precision integrated circuit elements by an appropriate application method such as a spinner or a coater, and heated to form a resist. A film is formed.
Next, the resist film is exposed through a predetermined mask, heated and developed. In this way, a good resist pattern can be obtained. Here, the exposure light is preferably far ultraviolet rays having a wavelength of 250 nm or less, more preferably 220 nm or less. Specific examples include actinic rays such as KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), and F 2 excimer laser (157 nm), and radiation such as X-rays and electron beams.

ポジ型レジスト組成物のアルカリ現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用することができる。
更に、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常0.1〜20質量%、pHは通常10.0〜14.0である。
Examples of the alkali developer for the positive resist composition include inorganic hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, and primary amines such as ethylamine and n-propylamine. Secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide Alkaline aqueous solutions of cyclic amines such as quaternary ammonium salts such as pyrrole and pihelidine can be used.
Furthermore, an appropriate amount of alcohol or surfactant may be added to the alkaline aqueous solution.
The alkali concentration of the alkali developer is usually from 0.1 to 20% by mass, and the pH is usually from 10.0 to 14.0.

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example.

合成例1(樹脂(1)の合成)
2−アダマンチル−2−プロピルメタクリレート、ジヒドロキシアダマンタンメタクリレート、ノルボルナンラクトンアクリレート、コハク酸モノエチレングリコールメタクリレートを30/20/40/10の割合で仕込み、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノメチルエーテル=60/40に溶解し、固形分濃度22質量%の溶液450gを調製した。この溶液に和光純薬工業社製重合開始剤V−601を9mol%加え、これを窒素雰囲気下、6時間かけて80℃に加熱したプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノメチルエーテル=60/40の混合溶液50gに滴下した。滴下終了後、反応液を2時間攪拌した。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、ヘキサン/酢酸エチル=9/1の混合溶媒5Lに晶析、析出した白色紛体を濾取し、目的である樹脂(1)を回収した。
13CNMRから求めたポリマー組成比(モル比)はa/b/c/d=31/20/39/10であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は8010、分散度は2.1であった。
樹脂(1)〜(17)を合成例1に準じて合成した。
Synthesis Example 1 (Synthesis of Resin (1))
2-adamantyl-2-propyl methacrylate, dihydroxyadamantane methacrylate, norbornane lactone acrylate and succinic acid monoethylene glycol methacrylate were charged at a ratio of 30/20/40/10, and propylene glycol monomethyl ether acetate / propylene glycol monomethyl ether = 60/40. 450 g of a solution having a solid content concentration of 22% by mass was prepared. 9 mol% of a polymerization initiator V-601 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added to this solution, and this was heated to 80 ° C. over 6 hours under a nitrogen atmosphere. It was dripped at 50 g of mixed solutions. The reaction liquid was stirred for 2 hours after completion | finish of dripping. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, crystallized in 5 L of a mixed solvent of hexane / ethyl acetate = 9/1, and the precipitated white powder was collected by filtration to recover the target resin (1).
The polymer composition ratio (molar ratio) determined from 13 CNMR was a / b / c / d = 31/20/39/10. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 8010, and dispersion degree was 2.1.
Resins (1) to (17) were synthesized according to Synthesis Example 1.

以下、樹脂(1)〜(17)の構造を示す。   Hereinafter, the structures of the resins (1) to (17) are shown.

Figure 0004621807
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下記表1に樹脂(1)〜(17)の組成比、分子量、分散度を示す。   Table 1 below shows the composition ratio, molecular weight, and dispersity of the resins (1) to (17).

Figure 0004621807
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合成例2(化合物((I)−1)の合成)
4−ノナフルオロブチルブロモベンゼン31.3g(0.075mol)から常法により調製されたグリニャール試薬のテトラヒドロフラン溶液に、ジフェニルスルホキシド6.1g(0.03mol)を添加した後、トリメチルシリルクロライド8.1g(0.075mol)を0〜30℃で滴下し、3時間攪拌した。反応終了後、得られた反応液を12%臭化水素酸100mlに注入し、トルエン75mlで洗浄した後、ジクロロメタン75mlで3回抽出した。得られた目的物を濃縮乾固し、酢酸エチル100mlを加えて晶析させ、4−ノナフルオロブチルフェニルジフェニルスルホニウムブロマイドを7.5g得た。
得られた4−ノナフルオロブチルフェニルジフェニルスルホニウムブロマイド5.6g(0.01mol)をメタノール50mlに溶解し、酸化銀2.3g(0.01mol)を加え室温で2時間攪拌した。得られた銀塩を濾過し、ノナフルオロブタンスルホン酸3.0g(0.01mol)を加え、室温で1時間攪拌した。得られた粗組成物を濃縮乾固して、ノルマルヘキサン100mlを加え晶析させ、化合物((I)−1)を7.60g得た。
他の(I)の化合物は、合成例2と同様の合成方法により得た。
Synthesis Example 2 (Synthesis of Compound ((I) -1))
After adding 6.1 g (0.03 mol) of diphenyl sulfoxide to a tetrahydrofuran solution of Grignard reagent prepared by a conventional method from 31.3 g (0.075 mol) of 4-nonafluorobutylbromobenzene, 8.1 g of trimethylsilyl chloride ( 0.075 mol) was added dropwise at 0 to 30 ° C. and stirred for 3 hours. After completion of the reaction, the resulting reaction solution was poured into 100 ml of 12% hydrobromic acid, washed with 75 ml of toluene, and extracted three times with 75 ml of dichloromethane. The obtained target product was concentrated to dryness and crystallized by adding 100 ml of ethyl acetate to obtain 7.5 g of 4-nonafluorobutylphenyldiphenylsulfonium bromide.
5.6 g (0.01 mol) of 4-nonafluorobutylphenyl diphenylsulfonium bromide obtained was dissolved in 50 ml of methanol, 2.3 g (0.01 mol) of silver oxide was added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. The obtained silver salt was filtered, 3.0 g (0.01 mol) of nonafluorobutanesulfonic acid was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. The obtained crude composition was concentrated to dryness, and 100 ml of normal hexane was added for crystallization to obtain 7.60 g of compound ((I) -1).
The other compound (I) was obtained by the same synthesis method as in Synthesis Example 2.

実施例1〜4及び比較例1〜3
(ポジ型レジスト組成物の調製と評価)
樹脂 1.03g、
光酸発生剤 0.00035mol、
含窒素塩基性化合物 1.65mg及び
界面活性剤 全体の100ppm
を表2に示すように配合し、それぞれ固形分が11質量%になるように表2に示す溶剤に溶解した後、0.1μmのミクロフィルターで濾過し、実施例1〜4と比較例1〜3のポジ型レジスト組成物を調製した。
Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3
(Preparation and evaluation of positive resist composition)
1.03 g of resin,
Photoacid generator 0.00035 mol,
Nitrogen-containing basic compound 1.65mg and surfactant 100ppm in total
Were dissolved in the solvent shown in Table 2 so that the solid content was 11% by mass, and then filtered through a 0.1 μm microfilter, and Examples 1-4 and Comparative Example 1 were used. -3 positive resist compositions were prepared.

Figure 0004621807
Figure 0004621807

表中、含窒素塩基性化合物としては、
N−1: 1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン
N−2: 1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン
N−3: 4−ジメチルアミノピリジン
N−4: トリフェニルイミダゾール
N−5: ジイソプロピルアニリン
N−6: トリブチルアミン
N−7: トリオクチルアミン
を表す。
In the table, as the nitrogen-containing basic compound,
N-1: 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene N-2: 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene N-3: 4-dimethylaminopyridine N -4: triphenylimidazole N-5: diisopropylaniline N-6: tributylamine N-7: trioctylamine

界面活性剤としては、
W−1: メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素系)
W−2: メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素及びシリコーン系)
を表す。
As surfactant,
W-1: MegaFuck F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (Fluorine)
W-2: Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (fluorine and silicone)
Represents.

溶剤としては、
S−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
S−2:乳酸エチル
S−3:酢酸ブチル
S−4:2−ヘプタノン
S−5:プロピレングリコールモノメチルエーテル
S−6:エトキシプロピオン酸エチル
S−7:γ−ブチロラクトン
S−8:エチレンカーボネート
S−9:プロピレンカーボネート
S−10:シクロヘキサノン
を表す。
As a solvent,
S-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate S-2: Ethyl lactate S-3: Butyl acetate S-4: 2-Heptanone S-5: Propylene glycol monomethyl ether S-6: Ethyl ethoxypropionate S-7: γ- Butyrolactone S-8: ethylene carbonate S-9: propylene carbonate S-10: represents cyclohexanone.

<感度・解像力評価>
スピンコーターにてヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコンウエハ上にブリューワーサイエンス社製ARC29aを780オングストローム均一に塗布し、100℃で90秒間ホットプレート上で乾燥した後、205℃で60秒間加熱乾燥を行い、反射防止膜を形成させた。その後、調製直後の各ポジ型レジスト組成物をスピンコーターで塗布し120℃で90秒加熱し、0.30μmのレジスト膜を形成させた。
このレジスト膜に対し、マスクを通してArFエキシマレーザーステッパー(ISI社製 NA=0.6)で露光し、露光後直ぐに120℃で90秒間ホットプレート上で加熱した。更に2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で23℃で60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、乾燥し、レジストラインパターンを得た。
0.15μmのラインアンドスペース(1/1)パターンを再現する露光量(mJ/cm)によって感度を表した。
また、この露光量で露光したときに解像されるレジストパターンの最小寸法(μm)を解像力とした。
<Evaluation of sensitivity and resolution>
ARC29a manufactured by Brewer Science Co., Ltd. was uniformly applied to a silicon wafer subjected to hexamethyldisilazane treatment with a spin coater, dried at 100 ° C. for 90 seconds on a hot plate, and then heated at 205 ° C. for 60 seconds. And an antireflection film was formed. Then, each positive resist composition immediately after preparation was applied with a spin coater and heated at 120 ° C. for 90 seconds to form a 0.30 μm resist film.
The resist film was exposed with an ArF excimer laser stepper (NA = 0.6 manufactured by ISI) through a mask, and immediately after the exposure, it was heated on a hot plate at 120 ° C. for 90 seconds. Furthermore, it developed with 23.degree. C. for 60 seconds with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, rinsed with pure water for 30 seconds, and then dried to obtain a resist line pattern.
Sensitivity was expressed by an exposure amount (mJ / cm 2 ) for reproducing a 0.15 μm line and space (1/1) pattern.
Further, the minimum dimension (μm) of the resist pattern that is resolved when the exposure is performed with this exposure amount is defined as the resolution.

<プロファイル評価>
マスクに於ける0.15μmのラインパターンを再現する最小露光量により得られた0.15μmのラインパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡により観察した。矩形状のものを○、ラウンドトップ形状のものを×、ややラウンドトップ形状のものを△で示した。
<Profile evaluation>
The cross-sectional shape of the 0.15 μm line pattern obtained with the minimum exposure to reproduce the 0.15 μm line pattern on the mask was observed with a scanning electron microscope. A rectangular shape is indicated by ○, a round top shape is indicated by ×, and a slightly round top shape is indicated by Δ.

<パーティクル初期値評価>
各ポジ型レジスト組成物について、調製直後の液中のパーティクル数を、リオン社製パーティクルカウンターにてカウントした。
<Evaluation of initial particle value>
For each positive resist composition, the number of particles in the solution immediately after preparation was counted with a particle counter manufactured by Rion.

<曲率再現性評価>
得られたパターン(パターンサイズ=0.20μm)の90度に屈曲した部分の曲率半径を走査型電子顕微鏡を用いてウエハ上面から観察して求めた。
<Evaluation of curvature reproducibility>
The curvature radius of the bent portion of the obtained pattern (pattern size = 0.20 μm) at 90 degrees was obtained by observing from the upper surface of the wafer using a scanning electron microscope.

評価結果を表2に示す。   The evaluation results are shown in Table 2.

表2から、本発明のポジ型レジスト組成物は、高感度、高解像力で、矩形なプロファイルを有し、パーティクル初期値が小さく、曲率再現性に優れていることが明らかである。   From Table 2, it is clear that the positive resist composition of the present invention has a high sensitivity, high resolution, rectangular profile, small initial particle value, and excellent curvature reproducibility.

Claims (4)

(A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂、
(B−1)活性光線又は放射線の照射によりフッ素原子を有する脂肪族又は芳香族スルホン酸を発生する、カチオン部にフッ素原子を有するトリアリールスルホニウム塩、
(B−2)活性光線又は放射線の照射によりフッ素原子を有する脂肪族又は芳香族スルホン酸を発生する、カチオン部にフッ素原子を有しないスルホニウム塩、
(C)含窒素塩基性化合物及び
(D)有機溶剤を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。
(A) a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid;
(B-1) a triarylsulfonium salt having a fluorine atom in the cation moiety, which generates an aliphatic or aromatic sulfonic acid having a fluorine atom by irradiation with an actinic ray or radiation,
(B-2) a sulfonium salt that does not have a fluorine atom in the cation moiety, which generates an aliphatic or aromatic sulfonic acid having a fluorine atom by irradiation with actinic rays or radiation,
A positive resist composition comprising (C) a nitrogen-containing basic compound and (D) an organic solvent.
(D)成分の有機溶剤として、下記A群の溶剤から選ばれる少なくとも1種類と
、B群の溶剤から選ばれる少なくとも1種類及び/又はC群の溶剤から選ばれる少なくとも1種類とを含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。
A群の溶剤:プロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート
B群の溶剤:プロピレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキル及びアルコキシプロピオン酸アルキル
C群の溶剤:γ−ブチロラクトン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート及びシクロヘキサノン
As the organic solvent of component (D), it contains at least one selected from the following group A solvents, at least one selected from the group B solvents and / or at least one selected from the group C solvents. The positive resist composition according to claim 1, wherein:
Group A solvent: propylene glycol monoalkyl ether carboxylate Group B solvent: propylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate and alkyl alkoxypropionate Group C solvent: γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate and cyclohexanone
(A)成分の樹脂が、単環又は多環の脂環炭化水素構造を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。   The positive resist composition according to claim 1 or 2, wherein the resin (A) has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure. 請求項1〜3のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物によりレジスト膜を形成し、該レジスト膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。   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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