JP5039345B2 - Positive resist composition and pattern forming method using the same - Google Patents

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本発明は、超LSIや高容量マイクロチップの製造などの超マイクロリソグラフィプロセスやその他のフォトパブリケーションプロセスに好適に用いられるポジ型レジスト組成物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。さらに詳しくは、特に電子線、X線、EUV光(Extreme Ultraviolet:波長13nm付近)等を使用して高精細化したパターン形成し得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り、電子線、X線、EUV光等を用いる半導体素子の微細加工に好適に用いることができ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。   The present invention relates to a positive resist composition suitably used in an ultramicrolithography process such as the manufacture of VLSI and high-capacity microchips and other photo-publishing processes, and a pattern forming method using the same. More specifically, the present invention relates to a positive resist composition capable of forming a highly refined pattern using an electron beam, X-ray, EUV light (Extreme Ultraviolet: wavelength of around 13 nm), and a pattern forming method using the same. In addition, the present invention relates to a positive resist composition that can be suitably used for microfabrication of a semiconductor device using electron beam, X-ray, EUV light, and the like, and a pattern forming method using the same.

従来、ICやLSIなどの半導体デバイスの製造プロセスにおいては、レジスト組成物を用いたリソグラフィによる微細加工が行われている。近年、集積回路の高集積化に伴い、サブミクロン領域やクオーターミクロン領域の超微細パターン形成が要求されるようになってきている。それに伴い、露光波長もg線からi線に、さらにKrFエキシマレーザー光に、というように短波長化の傾向が見られる。さらには、現在では、エキシマレーザー光以外にも、電子線やX線、あるいはEUV光を用いたリソグラフィーも開発が進んでいる。   Conventionally, in the manufacturing process of semiconductor devices such as IC and LSI, fine processing by lithography using a resist composition has been performed. In recent years, with the high integration of integrated circuits, the formation of ultrafine patterns in the submicron region and the quarter micron region has been required. Along with this, there is a tendency for the exposure wavelength to be shortened from g-line to i-line, and further to KrF excimer laser light. Furthermore, at present, in addition to excimer laser light, lithography using electron beams, X-rays, or EUV light is also being developed.

電子線やEUV光を用いたリソグラフィーは、次世代もしくは次々世代のパターン形成技術として位置付けられ、高感度、高解像性のポジ型レジストが望まれている。特にウェハー処理時間の短縮化のために高感度化は非常に重要な課題であるが、電子線やEUV用のポジ型レジストにおいては、高感度化を追求しようとすると、解像力の低下のみならず、ラインエッジラフネスの悪化が起こり、これらの特性を同時に満足するレジストの開発が強く望まれている。ここで、ラインエッジラフネスとは、レジストのパターンと基板界面のエッジがレジストの特性に起因して、ライン方向と垂直な方向に不規則に変動するために、パターンを真上から見たときにエッジが凹凸に見えることを言う。この凹凸がレジストをマスクとするエッチング工程により転写され、電気特性を劣化させるため、歩留りを低下させる。特に0.25μm以下の超微細領域ではラインエッジラフネスは極めて重要な改良課題となっている。高感度と、高解像性、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネスはトレードオフの関係にあり、これを如何にして同時に満足させるかが非常に重要である。   Lithography using an electron beam or EUV light is positioned as a next-generation or next-generation pattern forming technology, and a positive resist with high sensitivity and high resolution is desired. In particular, high sensitivity is a very important issue for shortening the wafer processing time. However, in positive resists for electron beams and EUV, if high sensitivity is to be pursued, not only the resolution will be lowered. As a result, the line edge roughness deteriorates, and it is strongly desired to develop a resist that satisfies these characteristics simultaneously. Here, the line edge roughness means that when the pattern is viewed from directly above because the resist pattern and the edge of the substrate interface vary irregularly in the direction perpendicular to the line direction due to the characteristics of the resist. Say that the edge looks uneven. The unevenness is transferred by an etching process using a resist as a mask, and the electrical characteristics are deteriorated, so that the yield is lowered. Particularly in the ultrafine region of 0.25 μm or less, the line edge roughness is an extremely important improvement issue. High sensitivity, high resolution, good pattern shape, and good line edge roughness are in a trade-off relationship, and it is very important how to satisfy them simultaneously.

また、X線やEUV光を用いるリソグラフィーにおいても同様に高感度とすること等が重要な課題となっており、これらの解決が必要である。   Similarly, in lithography using X-rays or EUV light, it is important to achieve high sensitivity, and it is necessary to solve these problems.

かかる電子線、X線あるいはEUV光を用いたリソグラフィープロセスに適したレジストとしては高感度化の観点から主に酸触媒反応を利用した化学増幅型レジストが用いられており、ポジ型レジストに対しては主成分として、アルカリ水溶液には不溶又は難溶性で、酸の作用によりアルカリ水溶液には可溶となる性質を有するポリマー(以下、酸分解性樹脂と略すことがある)、及び酸発生剤からなる化学増幅型組成物が有効に使用されている。   As a resist suitable for a lithography process using such an electron beam, X-ray or EUV light, a chemically amplified resist using an acid catalyst reaction is mainly used from the viewpoint of high sensitivity. Is a polymer having a property of being insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution and soluble in an alkaline aqueous solution by the action of an acid (hereinafter sometimes abbreviated as an acid-decomposable resin), and an acid generator. The chemically amplified composition is effectively used.

電子線又はX線用のポジ型レジストに関しては、例えば特許文献1(特開平4−219757号公報)には、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)のフェノール性ヒドロキシ基の20〜70%がアセタール基で置換されたポリマーを含有するレジスト組成物が開示されている。   Regarding a positive resist for electron beam or X-ray, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 4-219757) discloses that 20 to 70% of the phenolic hydroxy group of poly (p-hydroxystyrene) is an acetal group. Resist compositions containing substituted polymers are disclosed.

また、特許文献2(特開2002−55457号)には、酸発生剤を5質量%以上含む
フォトレジスト組成物を用いて短波長(約160nm未満)の放射線あるいは電子線によりパターンを形成する方法が開示されている。
Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-55457) discloses a method of forming a pattern by radiation or electron beam having a short wavelength (less than about 160 nm) using a photoresist composition containing 5% by mass or more of an acid generator. Is disclosed.

また、特許文献3(特開2003−177537号)には、エーテル連結基を有するアセタール構造を有する樹脂を含むポジ型電子線、X線又はEUV用レジスト組成物が開示されている。
また、特許文献4(特開2000−347412号)には、ヒドロキシスチレン誘導体のデンポリマーまたはハイパーブランチポリマーを含有するレジスト材料が開示されている。
Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-177537) discloses a resist composition for positive electron beam, X-ray or EUV containing a resin having an acetal structure having an ether linking group.
Further, Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-347412) discloses a resist material containing a dendripolymer or a hyperbranched polymer of a hydroxystyrene derivative.

しかしながら、上記技術でも、解像力、ラインエッジラフネス、感度およびパターン形状は同時に満足できていないのが現状である。   However, even with the above technology, the present situation is that the resolution, line edge roughness, sensitivity, and pattern shape are not satisfied at the same time.

また、EUVを光源とする場合、光の波長が極紫外領域に属し、高エネルギーを有するため、EUV光に起因するネガ化等の光化学反応が協奏することによるコントラスト低下等の問題があった。   Further, when EUV is used as a light source, the wavelength of light belongs to the extreme ultraviolet region and has high energy, and thus there has been a problem such as a decrease in contrast due to concerted photochemical reactions such as negation due to EUV light.

また、従来の光源と異なり、EUV光のような高エネルギー線を照射した場合、レジスト膜中の化合物がフラグメンテーションにより破壊され、露光中に低分子成分として揮発して露光機内の環境を汚染するというアウトガスの問題が顕著になる。アウトガスの低減に関しては様々な研究が進められて来ており、トップコート層を設けて低分子化合物の揮発を抑制したり(例えば、特許文献5参照)、ポリマーの分解を抑制するラジカルトラップ剤を添加する(例えば、特許文献6参照)、など様々な試みが試されており、酸発生剤に関してもアウトガス低減の工夫が望まれている。   Also, unlike conventional light sources, when high-energy rays such as EUV light are irradiated, the compounds in the resist film are destroyed by fragmentation and volatilized as low-molecular components during exposure, contaminating the environment inside the exposure machine. Outgassing problems become significant. Various researches have been conducted on the reduction of outgas, and a radical trap agent that suppresses the volatilization of low-molecular compounds by providing a topcoat layer (see, for example, Patent Document 5) or a polymer that suppresses decomposition of a polymer. Various attempts such as addition (see, for example, Patent Document 6) have been tried, and an contrivance for reducing the outgas is also desired for the acid generator.

また、従来のレジスト組成物は、PEB温度依存性についても、更なる改良が望まれている。   Moreover, the conventional resist composition is desired to be further improved in terms of PEB temperature dependency.

特開平4−219757号公報JP-A-4-219757 特開2002−55457号公報JP 2002-55457 A 特開2003−177537号公報JP 2003-177537 A 特開2000−347412号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-347412 欧州特許第1480078号明細書European Patent No. 1480078 specification 米国特許第6680157号明細書US Pat. No. 6,680,157

本発明の目的は、高エネルギー線、特にKrFエキシマレーザー、電子線、X線あるいはEUV光を使用する半導体素子の微細加工における性能向上技術の課題を解決することであり、感度、解像度、ラインエッジラフネス、パターン形状、コントラスト、PEB温度依存性、露光時のアウトガスを同時に満足す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を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the problems of performance improvement technology in microfabrication of a semiconductor device using high energy rays, particularly KrF excimer laser, electron beam, X-ray or EUV light, and the sensitivity, resolution, line edge It is an object of the present invention to provide a positive resist composition that simultaneously satisfies roughness, pattern shape, contrast, PEB temperature dependency, and outgas during exposure, and a pattern forming method using the same.

即ち、本発明は、下記構成である。
<1>
(A)少なくとも1つの分岐部を介してポリマー鎖を3つ以上有する、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ポリマー及び(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物として、下記一般式(BI)で表される化合物を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。

Figure 0005039345

一般式(BI)において、
1b、R2b及びR3bは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。ただし、化合物(R1b−H)、(R2b−H)、及び(R3b−H)の沸点は、全て10℃以上(1気圧)である。X-は、非求核性アニオンを表す
<2>
前記一般式(BI)において、R 1b 、R 2b 及びR 3b が、アリール基を表し、化合物(R 1b −H)、(R 2b −H)、及び(R 3b −H)の沸点が、全て200℃以上(1気圧)であることを特徴とする<1>に記載のポジ型レジスト組成物。
<3>
前記一般式(BI)において、R 1b 〜R 3b それぞれに含まれる炭素数が8個以下であ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。
<4>
更に、プロトンアクセプター性官能基を有し、且つ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物を含有することを特徴とする<1>〜<3>のいずれか1項に記載のポジ型レジスト組成物。
<5>
ポリマー(A)が、くし型ポリマーであることを特徴とする<1>のいずれか1項に記載のポジ型レジスト組成物。
<6>
ポリマー(A)を形成するポリマー鎖のうち少なくとも1つが、ビニル型繰り返し単位からなることを特徴とする<1>〜<5>のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
<7>
該ビニル型繰り返し単位として、スチレン誘導体に由来する繰り返し単位または/および(メタ)アクリル酸誘導体に由来する繰り返し単位を有することを特徴とする<6>に記載のポジ型レジスト組成物。
<8>
一般式(BI)において、R1b、R2b及びR3bのそれぞれに含まれる炭素数が8以下であることを特徴とする<1>〜<7>のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
<9>
1>〜<8>のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物から形成されるレジスト膜。
<10>
9>に記載のレジスト膜を露光、現像することを特徴とするパターン形成方法。
本発明は、上記<1>〜<10>に記載の構成を有するものであるが、以下、他の事項も含めて記載している。 That is, the present invention has the following configuration.
<1>
(A) at least one via the branching unit having a polymer chain of three or more, the polymer over及 beauty of increasing the solubility in an alkali developing solution under action of acid (B) an actinic ray or a compound which generates an acid when exposed to radiation as a positive resist composition, characterized by containing a compound represented by the following general formula (BI).
Figure 0005039345

In general formula (BI):
R 1b , R 2b and R 3b each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. However, the boiling point of the compound (R 1b -H), (R 2b -H), and (R 3b -H) are all 1 9 0 ° C. or more (1 atm). X represents a non-nucleophilic anion .
<2>
In the general formula (BI), R 1b , R 2b, and R 3b represent an aryl group , and the boiling points of the compounds (R 1b -H), (R 2b -H), and (R 3b -H) are all The positive resist composition as described in <1>, which is 200 ° C. or higher (1 atm).
<3>
The positive resist composition as described in <1> or <2>, wherein in the general formula (BI), R 1b to R 3b each have 8 or less carbon atoms.
<4>
In addition, it contains a compound that has a proton acceptor functional group and generates a compound that decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to decrease, disappear, or change the proton acceptor property to acidic. it characterized by <1> - positive resist composition according to any one of <3>.
<5>
Polymer (A) is, it characterized in that it is a comb polymer <1> - positive resist composition according to any one of <4>.
<6>
At least one of the polymer chain forming a polymer (A), but you characterized by comprising a vinyl-type repeating unit <1> - positive resist composition according to any one of <5>.
<7>
As the vinyl-type repeating units, repeating units and / or (meth) The positive resist composition according to you characterized by having a repeating unit derived from acrylic acid derivative <6> derived from styrene derivatives.
<8>
In the general formula (BI), R 1b, you wherein the number of carbon atoms contained in each of R 2b and R 3b is 8 or less <1> to positive according to any one of <7> Resist composition.
<9>
A resist film formed from the positive resist composition according to any one of < 1> to <8>.
<10>
< 9> A pattern forming method comprising exposing and developing the resist film according to [9].
Although this invention has the structure as described in said <1>-<10>, it is described below also including other matters.

(1) (A)少なくとも1つの分岐部を介してポリマー鎖を3つ以上有する、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ポリマー及び
(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物として、下記一般式(BI)
で表される化合物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 polymer having three or more polymer chains via at least one branching portion, and a polymer whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid; and (B) an acid is generated by irradiation with actinic rays or radiation. As a compound, the following general formula (BI)
A positive resist composition comprising a compound represented by the formula:

Figure 0005039345
Figure 0005039345

一般式(BI)において、
1b、R2b及びR3bは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。ただし、化合物(R1b−H)、(R2b−H)、及び(R3b−H)の沸点は、全て160℃以上(1気圧)である。
-は、非求核性アニオンを表す。
In general formula (BI):
R 1b , R 2b and R 3b each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. However, the boiling points of the compounds (R 1b —H), (R 2b —H), and (R 3b —H) are all 160 ° C. or higher (1 atm).
X represents a non-nucleophilic anion.

(2) 更に、プロトンアクセプター性官能基を有し、且つ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物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。   (2) Furthermore, a compound having a proton acceptor functional group and decomposed by irradiation with actinic rays or radiation to reduce or disappear the proton acceptor, or generate a compound changed from proton acceptor to acidic The positive resist composition as described in (1), which comprises a compound.

(3) ポリマー(A)が、くし型ポリマーであ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 polymer (A) is a comb polymer.

(4) ポリマー(A)が、星型ポリマーであ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。   (4) The positive resist composition as described in (1) or (2), wherein the polymer (A) is a star polymer.

(5) ポリマー(A)が、ハイパーブランチドポリマーであ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。   (5) The positive resist composition as described in (1) or (2), wherein the polymer (A) is a hyperbranched polymer.

(6) ポリマー(A)を形成するポリマー鎖のうち少なくとも1つが、ビニル型繰り返し単位からなることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   (6) The positive resist composition as described in any one of (1) to (5), wherein at least one of the polymer chains forming the polymer (A) is composed of a vinyl-type repeating unit.

(7) 該ビニル型繰り返し単位として、スチレン誘導体に由来する繰り返し単位または/および(メタ)アクリル酸誘導体に由来する繰り返し単位を有することを特徴とする(6)に記載のポジ型レジスト組成物。   (7) The positive resist composition as described in (6), wherein the vinyl-type repeating unit includes a repeating unit derived from a styrene derivative and / or a repeating unit derived from a (meth) acrylic acid derivative.

(8) (1)〜(7)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物によりレジスト膜を形成し、該レジスト膜を露光、現像することを特徴とするパターン形成方法。   (8) A pattern forming method comprising: forming a resist film from the positive resist composition according to any one of (1) to (7); and exposing and developing the resist film.

更に好ましい態様として、以下の構成を挙げることができる。
(9) 界面活性剤を、ポジ型レジスト組成物中の固形分100質量%当たり0.0001質量%〜2質量%の割合で含有するることを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
(10) ポリマー(A)が、酸の作用により分解し、脂環及び芳香環の少なくともい
ずれかを有する基が脱離し、アルカリ可溶性基を生じる基を有する繰り返し単位を含有することを特徴とする上記(1)〜(7)及び(9)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
(11) 電子線、X線又はEUVにより露光されることを特徴とする上記(1)〜(7)、(9)及び(10)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
(12) 活性光線又は放射線が、波長100〜300nmの紫外線であることを特徴とする(1)〜(7)、(9)及び(10)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
(13) 活性光線又は放射線が、波長200〜300nmの紫外線であることを特徴とする(1)〜(7)、(9)及び(10)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
Further preferred embodiments include the following configurations.
(9) The surfactant according to (1) to (7) above, wherein the surfactant is contained in a ratio of 0.0001% by mass to 2% by mass per 100% by mass of the solid content in the positive resist composition. The positive resist composition according to any one of the above.
(10) The polymer (A) contains a repeating unit having a group that decomposes by the action of an acid and a group having at least one of an alicyclic ring and an aromatic ring is eliminated to form an alkali-soluble group. The positive resist composition according to any one of (1) to (7) and (9) above.
(11) The positive resist composition as described in any one of (1) to (7), (9) and (10) above, which is exposed by electron beam, X-ray or EUV.
(12) The positive resist composition as described in any one of (1) to (7), (9) and (10), wherein the actinic ray or radiation is ultraviolet light having a wavelength of 100 to 300 nm.
(13) The positive resist composition as described in any one of (1) to (7), (9) and (10), wherein the actinic ray or radiation is an ultraviolet ray having a wavelength of 200 to 300 nm.

(14) (C)有機塩基性化合物を含有することを特徴とする(1)〜(7)及び(9)〜(13)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
(15) 前記(B)成分として、(B1)活性光線または放射線の作用により有機スルホン酸を発生する化合物を含有することを特徴とする(1)〜(7)及び(9)〜(14)いずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
(16) 前記(B)成分として、(B2)活性光線または放射線の作用によりアリールスルホン酸を発生する化合物を含有することを特徴とする(1)〜(7)及び(9)〜(14)いずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
(17) さらに、溶剤を含有することを特徴とする(1)〜(7)及び(9)〜(16)いずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
(14) The positive resist composition as described in any one of (1) to (7) and (9) to (13), which contains an organic basic compound (C).
(15) The component (B) contains (B1) a compound capable of generating an organic sulfonic acid by the action of actinic rays or radiation. (1) to (7) and (9) to (14) The positive resist composition according to any one of the above.
(16) (1) to (7) and (9) to (14), wherein the component (B) contains (B2) a compound capable of generating an arylsulfonic acid by the action of actinic rays or radiation. The positive resist composition according to any one of the above.
(17) The positive resist composition as described in any one of (1) to (7) and (9) to (16), which further contains a solvent.

(18) 上記溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有することを特徴とする(17)に記載のポジ型レジスト組成物。
(19) 上記溶剤としてさらにプロピレングリコールモノメチルエーテルを含有することを特徴とする(18)記載のポジ型レジスト組成物。
(20) 更に、下記一般式(A)で表されるアセタール化合物及び/又は一般式(B)で表されるアセタール化合物を含有することを特徴とする(1)〜(7)及び(9)〜(19)いずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
(18) The positive resist composition as described in (17) above, which contains propylene glycol monomethyl ether acetate as the solvent.
(19) The positive resist composition as described in (18), further containing propylene glycol monomethyl ether as the solvent.
(20) Furthermore, the acetal compound represented by the following general formula (A) and / or the acetal compound represented by the general formula (B) is contained (1) to (7) and (9) -The positive resist composition in any one of (19).

Figure 0005039345
Figure 0005039345

一般式(A)及び(B)中、
1’及びR2’は、各々独立に、有機基を表す。
In general formulas (A) and (B),
R 1 ′ and R 2 ′ each independently represents an organic group.

本発明により、活性光線又は放射線の照射、好ましくは電子線、EUV光又はX線の照射によるパターン形成に関して、感度、解像力に優れ、更にはパターン形状、ラインエッジラフネスにも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。
更に、本発明により、EUV光照射下で充分良好なコントラストを有し、露光時のアウ
トガスの問題がなく、PEB温度依存性も良好な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できる。
According to the present invention, a positive resist composition is excellent in sensitivity and resolving power as well as pattern shape and line edge roughness with respect to pattern formation by irradiation with actinic rays or radiation, preferably irradiation with electron beam, EUV light or X-ray. An object and a pattern forming method using the same can be provided.
Furthermore, the present invention provides a positive resist composition that has sufficiently good contrast under EUV light irradiation, has no problem of outgassing during exposure, and has good PEB temperature dependency, and a pattern forming method using the same. it can.

以下、本発明のポジ型レジスト組成物について詳細に説明する。
尚、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 positive resist composition of 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 what does not have a substituent and what has 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)少なくとも1つの分岐部を介してポリマー鎖を3つ以上有し、酸の作用により分解してアルカリ現像液に対する溶解性が増大するポリマー(以下、「酸分解性ポリマー(A)」ともいう)
酸分解性ポリマー(A)は、少なくとも1つの分岐部を介してポリマー鎖を3つ以上有するとともに、酸の作用により分解してアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂(酸分解性樹脂)であり、後述するような酸の作用により分解し、カルボキシ基、水酸基などのアルカリ可溶性基を生じる基(酸分解性基)を有する繰り返し単位を含有する。
[1] (A) A polymer (hereinafter referred to as “acid-decomposable polymer (A) having three or more polymer chains via at least one branch portion”, which is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkaline developer. ) ")
The acid-decomposable polymer (A) is a resin (acid-decomposable resin) that has three or more polymer chains via at least one branch part and decomposes by the action of an acid to increase the solubility in an alkali developer. And a repeating unit having a group (acid-decomposable group) that decomposes by the action of an acid as described later and generates an alkali-soluble group such as a carboxy group or a hydroxyl group.

本発明で使用される酸分解性ポリマー(A)は、少なくとも1つの分岐部を介してポリマー鎖を3つ以上有している、いわゆる分岐ポリマーであり、従来用いられている、1つのポリマー鎖のみで構成されている直鎖状ポリマーとはその構造が異なる。分岐ポリマーに関しては石津浩二編著「分岐ポリマーのナノテクノロジー」(アイピーシー)第1章、第6章、第7章、および野瀬卓平、中浜精一、宮田清蔵編「大学院 高分子化学」(講談社)p.39に記載されている。一般に分岐ポリマーは枝分かれ(分岐)構造に由来した物性を有するため、通常の直鎖状ポリマーとは、溶液、固体物性が大きく異なることが知られている。
各ポリマー鎖の分子量は、好ましくは50以上、より好ましくは100以上、更に好ましくは200以上である。
なお、ポリマー鎖とは、繰り返し単位を複数持つものである。
The acid-decomposable polymer (A) used in the present invention is a so-called branched polymer having three or more polymer chains via at least one branched part, and one conventionally used polymer chain. The structure is different from that of a linear polymer composed only of Regarding branched polymers, edited by Koji Ishizu, “Nanotechnology of Branched Polymers” (IPC) Chapter 1, Chapter 6, Chapter 7 and Takuhei Nose, Seiichi Nakahama, Kiyozo Miyata “Graduate Polymer Chemistry” ( Kodansha) p. 39. In general, since a branched polymer has physical properties derived from a branched (branched) structure, it is known that a solution and a solid physical property are greatly different from a normal linear polymer.
The molecular weight of each polymer chain is preferably 50 or more, more preferably 100 or more, and still more preferably 200 or more.
The polymer chain has a plurality of repeating units.

上記分岐ポリマーとして、例えば、くし型ポリマー(A1)、星型ポリマー(A2)、ハイパーブランチドポリマー(A3)が挙げられる。くし型ポリマーとは幹に多数の枝が等間隔に出ている分岐ポリマーである。くし型ポリマーのうち、側鎖(枝)が主鎖(幹)とは異なる構成または配置を持つものはグラフトポリマーと呼ばれる。星型ポリマーとは原子あるいは原子団を核とし、3つ以上の複数の分岐鎖が放射状に伸びた構造の分岐ポリマーであり、ハイパーブランチドポリマーとは一分子中に二種類の置換基を合計含む3個以上もつ、いわゆるABx型分子の重合により得られる多重分岐ポリマーである。くし型
、グラフト、星型およびハイパーブランチドポリマーに関しては上記「大学院 高分子化学」p.39〜43に記載されている。
Examples of the branched polymer include a comb polymer (A1), a star polymer (A2), and a hyperbranched polymer (A3). The comb polymer is a branched polymer in which a large number of branches appear on the trunk at equal intervals. Among comb polymers, those having a side chain (branch) having a different configuration or arrangement from the main chain (trunk) are called graft polymers. A star-shaped polymer is a branched polymer with a structure in which atoms or atomic groups are the core and a plurality of three or more branched chains extend radially. A hyperbranched polymer is a total of two types of substituents in one molecule. It is a multi-branched polymer obtained by polymerization of so-called AB x type molecules having three or more. For the comb type, graft, star type and hyperbranched polymer, see “Graduate Polymer Chemistry” p. 39-43.

上記分岐ポリマーの分岐鎖の有無を確認する方法としては、GPC(ゲルパーミエーショ
ンクロマトグラフィー)−光散乱測定による方法が挙げられる。すなわち、ポリマーのGPC/MALLS(多角度光散乱)測定を行い、各溶出位置において、散乱光強度の傾きより<R21/2 (半径Rの2乗平均の平方根)を求め、散乱光強度の切片より重量平均分子量Mwを求め、<R21/2 とMwの対数をプロットして最小2乗法によりその傾きαを計算する。あるポリマーXの傾きαxと、該ポリマーXと単量体種が同一で共重合組
成の類似した直鎖ポリマー(例えば、共重合組成の誤差が10%以内、即ち、2種のポリマー各々における最も多く含有する同一の繰り返し単位の含有量(モル%)の差が10モル%以内)の場合の傾きαlを比較すると、(αl /αx )> 1となる場合、ポリマーXに分岐鎖が存在し、(αl /αx )の値が1より大きいほどポリマーXの分子中の分岐の
割合が大きく、(αl /αx )≦ 1の場合、ポリマーXは分岐鎖を有していないと評価
する。本発明の分岐ポリマーを用いた場合に上記プロットで得られる傾きをαbとすると
、(αl /αb )の値は、好ましくは1.02以上、より好ましくは1.03以上、更に好ましくは1.04以上、最も好ましくは1.05以上である。
Examples of the method for confirming the presence or absence of the branched chain of the branched polymer include a method by GPC (gel permeation chromatography) -light scattering measurement. That is, GPC / MALLS (multi-angle light scattering) measurement of the polymer is performed, and at each elution position, <R 2 > 1/2 (square root of the mean square of the radius R) is obtained from the slope of the scattered light intensity, and the scattered light The weight average molecular weight Mw is obtained from the intensity intercept, the logarithm of <R 2 > 1/2 and Mw is plotted, and the slope α is calculated by the least square method. A slope α x of a certain polymer X and a linear polymer having the same monomer composition as that of the polymer X and having a similar copolymer composition (for example, an error in the copolymer composition is within 10%, that is, in each of the two polymers When the slope α l in the case of the difference in content (mol%) of the same repeating unit containing the largest amount (within 10 mol%) is compared, when (α l / α x )> 1, the polymer X is branched When a chain is present and the value of (α l / α x ) is larger than 1, the proportion of branching in the polymer X molecule is larger. When (α l / α x ) ≦ 1, the polymer X has a branched chain. Evaluate not. When the slope obtained from the above plot is α b when the branched polymer of the present invention is used, the value of (α l / α b ) is preferably 1.02 or more, more preferably 1.03 or more, still more preferably Is 1.04 or more, most preferably 1.05 or more.

上記分岐ポリマーを形成する各ポリマー鎖(幹部、枝部に限らず)の重合に関しては従来の技術(ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、またはリビングラジカル重合、リビングカチオン重合、リビングアニオン重合といった連鎖重合や縮合重合)を適用することができるが、連鎖重合が好ましい。すなわち、上記分岐ポリマーを形成する各ポリマー鎖は、ビニル型の繰り返し単位からなることが好ましい。また、重合法としては連鎖重合の中でもラジカル重合およびリビングラジカル重合が特に好ましい。   Regarding polymerization of each polymer chain (not limited to the trunk and branches) forming the branched polymer, conventional techniques (radical polymerization, cationic polymerization, anionic polymerization, or living radical polymerization, living cationic polymerization, living anionic polymerization, chain polymerization) Chain polymerization is preferred. That is, each polymer chain forming the branched polymer is preferably composed of a vinyl-type repeating unit. As the polymerization method, radical polymerization and living radical polymerization are particularly preferable among chain polymerizations.

なお、該ビニル型繰り返し単位としては下記式(I)で示されるスチレン誘導体または下記式(II)で示される(メタ)アクリル酸誘導体が好ましい。   The vinyl-type repeating unit is preferably a styrene derivative represented by the following formula (I) or a (meth) acrylic acid derivative represented by the following formula (II).

Figure 0005039345
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式(I)中、Zは水素原子または(酸分解性または非酸分解性の)有機基を示す。Yは水素原子または(酸分解性または非酸分解性の)有機基を示す。R1は水素原子、ハロゲ
ン原子、アルキル基を示す。a、b、cは整数であり、a≧0、b≧0、c≧0、0≦a+b+c≦5を満たす。
Zの有機基のうち酸分解性基としては、−C(R11)(R12)(R13)、−C(R14)(R15)(OR16)、−〔C(R17)(R18)〕n−CO−OC(R11)(R12)(R13)が
好ましい。R11〜R13は、それぞれ独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基またはアリール基を表す。R14、R15、R17、R18は、それぞれ独立して、水素原子またはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基またはアリール基を表す。R16は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基またはアリール基を表す。尚、R11、R12、R13のうちの2つ、R14、R15、R16のうちの2つまたはR17、R18の2つが結合して環を形成してもよい。
該アルキル基、該シクロアルキル基、該アルケニル基、該アラルキル基は、それぞれのアルキレン鎖中に−O−、−S−、−CO2−、−CO−、―CONH―、−SO2−、−SO−、又はこれらの組み合わせを有していても良い。
Yの有機基のうち酸分解性基としては、−C(R11)(R12)(R13)、−C(R14)(R15)(OR16)が好ましい。
In the formula (I), Z represents a hydrogen atom or an organic group (acid-decomposable or non-acid-decomposable). Y represents a hydrogen atom or an organic group (acid-decomposable or non-acid-decomposable). R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group. a, b and c are integers and satisfy a ≧ 0, b ≧ 0, c ≧ 0, and 0 ≦ a + b + c ≦ 5.
Among the organic groups of Z, as the acid-decomposable group, —C (R 11 ) (R 12 ) (R 13 ), —C (R 14 ) (R 15 ) (OR 16 ), — [C (R 17 ) (R 18)] n -CO-OC (R 11) (R 12) (R 13) are preferred. R 11 to R 13 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group or an aryl group. R 14 , R 15 , R 17 and R 18 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group or an aryl group. R 16 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group or an aryl group. Two of R 11 , R 12 and R 13 , two of R 14 , R 15 and R 16 , or two of R 17 and R 18 may be bonded to form a ring.
The alkyl group, the cycloalkyl group, the alkenyl group, and the aralkyl group each include —O—, —S—, —CO 2 —, —CO—, —CONH—, —SO 2 —, in each alkylene chain. -SO- or a combination thereof may be included.
Of the organic groups of Y, the acid-decomposable group is preferably —C (R 11 ) (R 12 ) (R 13 ) or —C (R 14 ) (R 15 ) (OR 16 ).

Figure 0005039345
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式(II)中、R2は水素原子またはアルキル基を示す。X1は―ORa、―SRbまたは―N(Rc)Rbを示す。Raは水素原子または(酸分解性または非酸分解性の)有機基を
示す。Rbは水素原子または非酸分解性の有機基を示す。Rcは水素原子またはアルキル基を示す。
Raの有機基のうち酸分解性基としては−C(R11)(R12)(R13)、−C(R14)(
15)(OR16)が好ましい。
In formula (II), R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group. X 1 represents —ORa, —SRb or —N (Rc) Rb. Ra represents a hydrogen atom or an organic group (acid-decomposable or non-acid-decomposable). Rb represents a hydrogen atom or a non-acid-decomposable organic group. Rc represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Among the organic groups of Ra, the acid-decomposable group includes -C (R 11 ) (R 12 ) (R 13 ), -C (R 14 ) (
R 15 ) (OR 16 ) is preferred.

Ra またはRbの非酸分解性の有機基とは、酸の作用により分解することのない有機基
であり、例えば、酸の作用により分解することのない、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アミド基、シアノ基等を挙げることができる。アルキル基及びシクロアルキル基は、炭素数1〜10個が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等を挙げることができる。アリール基は、炭素数6〜14のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等を挙げることができる。アラルキル基は、炭素数6〜12個のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、クミル基等を挙げることができる。アルコキシ基及びアルコキシカルボニル基に於けるアルコキシ基は、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基等を挙げることができる。
2及びRcのアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等を好ましく挙げることができる。
The non-acid-decomposable organic group for Ra or Rb is an organic group that is not decomposed by the action of an acid, such as an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, that is not decomposed by the action of an acid, Examples thereof include an aralkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an amide group, and a cyano group. The alkyl group and cycloalkyl group preferably have 1 to 10 carbon atoms. For example, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group, cyclohexane A propyl group, a cyclobutyl group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, etc. can be mentioned. The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthracenyl group. The aralkyl group is preferably an aralkyl group having 6 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a cumyl group. The alkoxy group in the alkoxy group and the alkoxycarbonyl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an n-butoxy group, and an isobutoxy group.
The alkyl group of R 2 and Rc is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group or the like is preferable. Can be mentioned.

上記各基が有してもよい置換基としては、例えば、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基等の活性水素を有するものや、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、チオエーテル基、アシル基(アセチル基、プロパノイル基、ベンゾイル基等)、アシロキシ基(アセトキシ基、プロパノイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基等)、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。   Examples of the substituent that each of the above groups may have include, for example, those having active hydrogen such as amide group, ureido group, urethane group, hydroxyl group, carboxyl group, and halogen atoms (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom). , Iodine atom), alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), thioether group, acyl group (acetyl group, propanoyl group, benzoyl group, etc.), acyloxy group (acetoxy group, propanoyloxy group, Benzoyloxy group etc.), alkoxycarbonyl group (methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group etc.), cyano group, nitro group and the like.

式(I)で表される繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit represented by the formula (I) are shown below, but are not limited thereto.

Figure 0005039345
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Figure 0005039345
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式(II)で表される繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit represented by the formula (II) are shown below, but are not limited thereto.

Figure 0005039345
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次に、各分岐ポリマーの合成法について説明する。
くし型ポリマー(A1)の合成法は、上記くし型ポリマーの定義に合致した構造のポリマーを合成できるものであれば手段を問わない。具体的には、幹となるポリマーに何らかの方法で重合開始点を発生させ、幹となるモノマーをそこから重合させて枝をつける方法、リビングポリマーのような活性を有するポリマーを幹となるポリマーに反応させる方法、末端に重合可能な官能基を持つポリマー(マクロモノマー)を重合させる方法などが挙げられる。上記合成法の中でマクロモノマー法が好ましい。マクロモノマーの合成とそれを用いたポリマー合成に関しては、山下雄也編著「マクロモノマーの化学と工業」(アイピーシー)第2章、3章に記載されている。
Next, a method for synthesizing each branched polymer will be described.
The method for synthesizing the comb polymer (A1) is not limited as long as it can synthesize a polymer having a structure that matches the definition of the comb polymer. Specifically, a polymerization starting point is generated in some way by a polymer that becomes a trunk, a monomer that is a trunk is polymerized therefrom, and branches are formed, and a polymer having an activity such as a living polymer is made into a backbone polymer. The method of making it react, the method of polymerizing the polymer (macromonomer) which has a polymerizable functional group at the terminal, etc. are mentioned. Of the above synthesis methods, the macromonomer method is preferred. The synthesis of macromonomers and the synthesis of polymers using them are described in Chapters 2 and 3 of “Macromonomer Chemistry and Industry” edited by Yuya Yamashita.

星型ポリマーの(A2)の合成法は、先に分岐鎖(枝)となるポリマーを合成した後、核となる原子または原子団(以降コアと呼ぶ)に結合させるarm-first法と、先にコアと
なる多官能開始剤を合成した後、枝となるポリマーを合成するcore-first法の二種に大別できるが、どちらの方法を用いても良い。星型ポリマー(A2)の合成法に関しては石津浩二編著「分岐ポリマーのナノテクノロジー」(アイピーシー)第1章に記載されている。
ハイパーブランチドポリマー(A3)の合成法は、縮合重合を用いる場合、直鎖状ポリマー合成で使われている縮合反応を多官能性分子(ABx型モノマー)に適用する方法、
連鎖重合を用いる場合、二重結合を持つ化合物に開始剤となる反応点を持たせたモノマーのカチオン重合やラジカル重合で合成する方法が挙げられるが、後者が好ましい。ハイパーブランチドポリマー(A3)の合成法に関しては石津浩二編著「分岐ポリマーのナノテクノロジー」(アイピーシー)第6章に記載されている。
なお、通常の直鎖状ポリマーをラジカル重合により合成しようとする際に連鎖移動の影響などで突発的に発生する、一分子中に二つ以上のラジカル活性点を有する生長ラジカルから生成するようなポリマーは、その分岐鎖の構造や分岐鎖が生成する度合いが完全に不規則であり構造が規定できないため、本発明の分岐ポリマーとは全く異なる。そのようなポリマーは本発明の分岐ポリマーには含まない。
The synthesis method of star polymer (A2) includes the arm-first method in which a polymer that becomes a branched chain (branch) is first synthesized and then bonded to a nucleus atom or atomic group (hereinafter referred to as a core), The core-first method of synthesizing a polyfunctional initiator as a core and then synthesizing a polymer as a branch can be roughly divided into two types, and either method may be used. The method for synthesizing the star polymer (A2) is described in Chapter 1 of Koji Ishizu, “Nanotechnology of Branched Polymers” (IPC).
The synthesis method of the hyperbranched polymer (A3) is a method of applying a condensation reaction used in the synthesis of a linear polymer to a polyfunctional molecule (AB x type monomer) when using condensation polymerization.
In the case of using chain polymerization, a method of synthesizing by a cationic polymerization or radical polymerization of a monomer in which a compound having a double bond has a reaction point serving as an initiator can be mentioned, and the latter is preferable. The method for synthesizing the hyperbranched polymer (A3) is described in Chapter 6 of Koji Ishizu, “Nanotechnology of Branched Polymers” (IPC).
In addition, when trying to synthesize a normal linear polymer by radical polymerization, it suddenly occurs due to the influence of chain transfer, etc., and it is generated from a growing radical having two or more radical active sites in one molecule. The polymer is completely different from the branched polymer of the present invention because the structure of the branched chain and the degree of generation of the branched chain are completely irregular and the structure cannot be defined. Such polymers are not included in the branched polymer of the present invention.

また、本発明の酸分解性ポリマー(A)はデンドリマーを含まないものとする。本発明の酸分解性ポリマー(A)は枝分かれ(分岐)単位と線状単位の混合を含むが、デンドリ
マーは世代を問わず枝分かれ繰り返し単位のみを含む。また本発明の酸分解性ポリマー(A)は多分散性であり、少なくとも1.08以上の分子量分散度を示すが、デンドリマーは単分散型(一般に分散度が約1.02未満)の、極めて明確な輪郭を有している。よって、本発明の酸分解性ポリマー(A)とデンドリマーは区別することができる。
The acid-decomposable polymer (A) of the present invention does not contain a dendrimer. The acid-decomposable polymer (A) of the present invention contains a mixture of branched (branched) units and linear units, but dendrimers contain only branched repeating units regardless of generation. The acid-decomposable polymer (A) of the present invention is polydisperse and exhibits a molecular weight dispersity of at least 1.08, but the dendrimer is a monodisperse type (generally having a dispersity of less than about 1.02). It has a clear outline. Therefore, the acid-decomposable polymer (A) of the present invention and the dendrimer can be distinguished.

以下にくし型ポリマー(A1)、星型ポリマー(A2)、ハイパーブランチドポリマー(A3)の具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the comb polymer (A1), star polymer (A2), and hyperbranched polymer (A3) are shown below, but are not limited thereto.

〔くし型ポリマー(A1)〕 [Comb type polymer (A1)]

Figure 0005039345
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Figure 0005039345
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〔星型ポリマー(A2)〕 [Star polymer (A2)]

Figure 0005039345
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〔ハイパーブランチドポリマー(A3)〕 [Hyperbranched polymer (A3)]

Figure 0005039345
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m1は0より大きい数であり、m2、m、n1、n2、nの各々は0以上の数である。   m1 is a number greater than 0, and each of m2, m, n1, n2, and n is a number greater than or equal to 0.

酸分解性ポリマー(A)は、全繰り返し単位中、一般式(I)または一般式(II)で示される繰り返し単位を5モル%以上含有することが好ましく、より好ましくは10モル%以上、さらに好ましくは20モル%以上である。また、必要に応じて併せて他の繰り返し単位を含有してもよい。該他の繰り返し単位に相当するモノマーとしては、例えば、マレイン酸誘導体、無水マレイン酸誘導体、(メタ)アクリロニトリル、ビニルピロリドン、ビニルピリジン、酢酸ビニル等を挙げることができる。   The acid-decomposable polymer (A) preferably contains 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more of the repeating unit represented by the general formula (I) or the general formula (II) in all repeating units. Preferably it is 20 mol% or more. Moreover, you may contain another repeating unit collectively as needed. Examples of the monomer corresponding to the other repeating unit include maleic acid derivatives, maleic anhydride derivatives, (meth) acrylonitrile, vinyl pyrrolidone, vinyl pyridine, and vinyl acetate.

酸分解性ポリマー(A)は、全繰り返し単位中、酸分解性基を有する繰り返し単位を5〜90モル%含有することが好ましく、より好ましくは7〜80モル%、さらに好ましくは10〜70モル%である。酸分解性基を有する繰り返し単位としては、式(I)でZが−C(R14)(R15)(OR16)の構造、または式(II)でXが―ORaでありさらにRaが−C(R11)(R12)(R13)または−C(R14)(R15)(OR16)の構造が好ましい。 The acid-decomposable polymer (A) preferably contains 5 to 90 mol% of repeating units having an acid-decomposable group in all repeating units, more preferably 7 to 80 mol%, still more preferably 10 to 70 mol%. %. As the repeating unit having an acid-decomposable group, a structure in which Z is —C (R 14 ) (R 15 ) (OR 16 ) in the formula (I), or X in the formula (II) is —ORa, and Ra is A structure of —C (R 11 ) (R 12 ) (R 13 ) or —C (R 14 ) (R 15 ) (OR 16 ) is preferred.

また、酸分解性ポリマー(A)は、酸分解性基を有する繰り返し単位として、酸の作用
で脂環及び芳香環の少なくともいずれかを有する基が脱離し、アルカリ可溶性基を生じる基を有する繰り返し単位を有していることが好ましい。
このような繰り返し単位としては、一般式(I)及び(II)で表される繰り返し単位については、一般式(I)におけるY及びZとしての酸分解性の有機基及び一般式(II)におけるRaとしての酸分解性の有機基が、脂環及び芳香環の少なくともいずれかを有する基である場合が挙げられる。
酸分解性ポリマー(A)は、酸の作用により分解し、脂環及び芳香環の少なくともいずれかを有する基が脱離し、アルカリ可溶性基を生じる基を有する繰り返し単位の含有量は、酸分解性ポリマー(A)を構成する全繰り返し単位に対して、通常3〜95モル%、好ましくは5〜80モル%である。
また、一般式(I)におけるY及びZとしての酸分解性の有機基及び一般式(II)におけるRaとしての酸分解性の有機基は、総炭素数が4〜50が好ましく、5〜45がより好ましく、6〜40が特に好ましい。
In addition, the acid-decomposable polymer (A) is a repeating unit having an acid-decomposable group, and a group having an alkali-soluble group by removing a group having at least one of an alicyclic ring and an aromatic ring by the action of an acid. It is preferable to have a unit.
As such a repeating unit, for the repeating units represented by the general formulas (I) and (II), an acid-decomposable organic group as Y and Z in the general formula (I) and the general formula (II) The case where the acid-decomposable organic group as Ra is a group having at least one of an alicyclic ring and an aromatic ring is mentioned.
The acid-decomposable polymer (A) is decomposed by the action of an acid, a group having at least one of an alicyclic ring and an aromatic ring is eliminated, and the content of the repeating unit having a group that generates an alkali-soluble group is acid-decomposable. It is 3-95 mol% normally with respect to all the repeating units which comprise a polymer (A), Preferably it is 5-80 mol%.
Further, the acid-decomposable organic group as Y and Z in the general formula (I) and the acid-decomposable organic group as Ra in the general formula (II) preferably have a total carbon number of 4 to 50, preferably 5 to 45. Is more preferable, and 6 to 40 is particularly preferable.

酸分解性ポリマー(A)中の酸分解性基の導入法としては、フェノール性水酸基やカルボキシル基などのアルカリ可溶性基をあらかじめ酸分解性基で保護したモノマーを共重合して導入する方法と、アルカリ可溶性基を含有するポリマー骨格を構築した後に該アルカリ可溶性基を酸分解基保護して導入する方法があるが、どちらの方法でも良い。後者の方法の例としては、フェノール性水酸基を有するポリマーのそのフェノール性水酸基の一部を、該当するビニルエーテル化合物と酸触媒とを用いてアセタール化反応させることにより得る方法であり、例えば、特開平5−249682、特開平8−123032、特開平10−221854に記載の方法でアセタール基を導入することができる。また、J. Photo Polym. Sci. Tech., 11(3) 431 (1998)に記載された S. Malikのアセタール交換反応を用いて所望のアセタール基を導入することも可能である。   As a method for introducing an acid-decomposable group in the acid-decomposable polymer (A), a method in which a monomer in which an alkali-soluble group such as a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group is previously protected with an acid-decomposable group is copolymerized and introduced, There is a method in which a polymer skeleton containing an alkali-soluble group is constructed, and then the alkali-soluble group is introduced after protecting with an acid-decomposable group. Either method may be used. An example of the latter method is a method in which a part of the phenolic hydroxyl group of a polymer having a phenolic hydroxyl group is obtained by an acetalization reaction using a corresponding vinyl ether compound and an acid catalyst. An acetal group can be introduced by the method described in JP-A-5-249682, JP-A-8-123032 and JP-A-10-221854. It is also possible to introduce a desired acetal group using S. Malik's acetal exchange reaction described in J. Photo Polym. Sci. Tech., 11 (3) 431 (1998).

即ち、フェノール性水酸基を有するポリマーと下記一般式(C)で表されるビニルエーテル化合物および下記一般式(D)で表されるアルコール化合物とを酸触媒下反応させる方法である。ここで、酸触媒としては、p−トルエンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩等を用いることができる。この方法は、例えば下記反応式に示すように、フェノール性水酸基を有する樹脂と、下記一般式(C)で示されるビニルエーテル化合物及び下記一般式(D)で示されるアルコール化合物とを酸触媒存在下反応させることによりR3'およびR4'、もしくはR4'のみを下記一般式(F)に示すようにアセタール基として導入することができる。 That is, it is a method in which a polymer having a phenolic hydroxyl group is reacted with a vinyl ether compound represented by the following general formula (C) and an alcohol compound represented by the following general formula (D) in the presence of an acid catalyst. Here, as an acid catalyst, p-toluenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid pyridinium salt, etc. can be used. In this method, for example, as shown in the following reaction formula, a resin having a phenolic hydroxyl group, a vinyl ether compound represented by the following general formula (C) and an alcohol compound represented by the following general formula (D) are present in the presence of an acid catalyst. By reacting, only R 3 ′ and R 4 ′ or R 4 ′ can be introduced as an acetal group as shown in the following general formula (F).

Figure 0005039345
Figure 0005039345

また、酸分解性ポリマー(A)中の酸分解性基の種類は1種であっても複数であっても良い。   The acid-decomposable polymer (A) may have one or more acid-decomposable groups.

酸分解性ポリマー(A)の重量平均分子量は、好ましくは1000〜200,000であり、1,500〜20,000が特に好ましい。即ち、溶解性、解像力の点から分子量200000以下が好ましい。ここで、重量平均分子量とは、光散乱検出によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により求められた値である。
酸分解性ポリマー(A)の分子量分散度(重量平均分子量/数平均分子量)の下限は上記の通り1.1である。上限に関しては、酸分解性ポリマー(A)の分子量分散度が大きいほど、ラインエッジラフネスが悪くなる傾向が見られるため、一般に3.0以下であり、好ましくは2.5以下、より好ましくは2.0以下、さらに好ましくは1.5以下、最も好ましくは1.3以下である。
The weight average molecular weight of the acid-decomposable polymer (A) is preferably 1000 to 200,000, and particularly preferably 1,500 to 20,000. That is, a molecular weight of 200,000 or less is preferable from the viewpoint of solubility and resolving power. Here, the weight average molecular weight is a value obtained by gel permeation chromatography (GPC) by light scattering detection.
The lower limit of the molecular weight dispersity (weight average molecular weight / number average molecular weight) of the acid-decomposable polymer (A) is 1.1 as described above. Regarding the upper limit, the higher the molecular weight dispersibility of the acid-decomposable polymer (A), the more likely the line edge roughness tends to be worse, so it is generally 3.0 or less, preferably 2.5 or less, more preferably 2 0.0 or less, more preferably 1.5 or less, and most preferably 1.3 or less.

このような分子量分散度の小さいポリマーは、ポリマーの合成条件(重合溶媒の量、重合開始剤の量)やポリマーの精製条件(再沈溶剤の種類・量、再沈操作の回数)を種々変更することによって得ることができる。例えば、重合溶剤や開始剤の量を変えることで分子量を調節することができ、また再沈溶剤を変えたり再沈操作の回数を増やすことで樹脂の分散度を減らすことができる。再沈溶剤としては、2種以上の溶剤を混合して用いるか、または再沈操作を2回以上行うことが好ましく、2種以上の溶剤を混合した再沈溶剤を用いて再沈操を2回以上行うことがより好ましい。あるいは、リビングアニオン、リビングラジカル、またはリビングカチオン重合法を経由することによっても分子量分散度の低いポリマーを合成することができる。   For such polymers with low molecular weight dispersibility, the polymer synthesis conditions (amount of polymerization solvent, amount of polymerization initiator) and polymer purification conditions (type / amount of reprecipitation solvent, number of reprecipitation operations) are variously changed. Can be obtained. For example, the molecular weight can be adjusted by changing the amount of the polymerization solvent or initiator, and the degree of dispersion of the resin can be reduced by changing the reprecipitation solvent or increasing the number of reprecipitation operations. As the reprecipitation solvent, it is preferable to use a mixture of two or more kinds of solvents, or to carry out the reprecipitation operation twice or more, and to perform the reprecipitation operation using a reprecipitation solvent in which two or more kinds of solvents are mixed. More preferably, it is performed more than once. Alternatively, a polymer having a low molecular weight dispersity can also be synthesized via a living anion, living radical, or living cation polymerization method.

(A1)くし型ポリマーの場合、幹となる部分(主鎖)の平均重合度をnmとすると、
mはポリマーの重量平均分子量が上記の範囲に収まる限りどの範囲でもよい。また枝分
かれ繰り返し単位から伸びる各分岐鎖の平均重合度をnbとすると、nbの下限としてはnb≧3が好ましく、より好ましくはnb≧5、さらに好ましくはnb≧10である。nbが小さすぎると通常の線状ポリマーに近くなり本発明の効果が得られない。nbの上限に関し
ては、ポリマーの重量平均分子量が上記の範囲に収まる限りどの範囲でもよいが、nb
15nmが好ましく、より好ましくはnb≦13nm、さらに好ましくはnb≦10nmであ
る。nbがnmに対して大きすぎると溶解性が著しく遅くなり本発明の効果が得られない。
また、ポリマー1分子中の分岐点の数の平均をxとすると、xは0.05nm≦x≦0
.8nmが好ましく、より好ましくは0.1nm≦x≦0.7nm、さらに好ましくは0.
15nm≦x≦0.6nmである。xが小さすぎると通常の線状ポリマーとほとんど変わらなくなり、またxが大きすぎると溶解性が著しく遅くなり、どちらも本発明の効果が得られない。
(A1) when the comb polymer and the average degree of polymerization of the partial (backbone) of the stem and n m,
n m is the weight average molecular weight of the polymer may be any range as long as within the range described above. Further, when the average polymerization degree of the branched chains extending from the branching repeating units and n b, preferably n b ≧ 3 is the lower limit of n b, more preferably n b ≧ 5, more preferably from n b ≧ 10. When nb is too small, it becomes close to a normal linear polymer, and the effect of the present invention cannot be obtained. Regarding the upper limit of n b, but the weight average molecular weight of the polymer may be any range as long as within the range of the, n b
15 nm is preferred, more preferably n b ≦ 13 nm , and even more preferably n b10 nm . If nb is too large with respect to nm , the solubility is remarkably slow, and the effects of the present invention cannot be obtained.
Moreover, when the average number of branch points in one polymer molecule is x, x is 0.05 nm ≦ x ≦ 0.
. 8 nm is preferable, more preferably 0.1 nm ≤ x ≤ 0.7 nm , and still more preferably 0.8 nm .
It is 15 nm <= x <= 0.6 nm . If x is too small, it becomes almost the same as a normal linear polymer, and if x is too large, the solubility is remarkably slow, and neither of the effects of the present invention can be obtained.

(A2)星型ポリマーの場合、コア部分から伸びる分岐鎖(枝)の数の平均をyとすると、定義上yは3以上である。yの上限としてはy≦20が好ましく、より好ましくはy≦17、さらに好ましくはy≦14である。また、各分岐鎖の平均重合度をnhとすると
、nhはポリマーの重量平均分子量が上記の範囲に収まることを前提に5≦nh≦1000が好ましく、より好ましくは10≦nh≦800、さらに好ましくは15≦nh≦600である。また、コア部分の分子量は2000以下が好ましく、より好ましくは1800以下、さらに好ましくは1500以下である。コア部分の分子量の下限に関しては特に限定されないが、上記yの値が4以上になる場合には、コア部に複数存在する分岐鎖との連結部分が離れていて互いに近づけない構造のものが好ましい。具体的には単環もしくは多環の芳香環を1つあるいは複数有する構造が好ましい。
(A2) In the case of a star polymer, y is 3 or more by definition, where y is the average number of branches (branches) extending from the core portion. The upper limit of y is preferably y ≦ 20, more preferably y ≦ 17, and still more preferably y ≦ 14. Further, assuming that the average degree of polymerization of each branched chain is n h , n h is preferably 5 ≦ n h ≦ 1000, more preferably 10 ≦ n h ≦, assuming that the weight average molecular weight of the polymer falls within the above range. 800, more preferably 15 ≦ n h ≦ 600. The molecular weight of the core portion is preferably 2000 or less, more preferably 1800 or less, and still more preferably 1500 or less. The lower limit of the molecular weight of the core portion is not particularly limited. However, when the value of y is 4 or more, a structure in which the connecting portions with a plurality of branched chains existing in the core portion are separated and are not close to each other is preferable. . Specifically, a structure having one or more monocyclic or polycyclic aromatic rings is preferable.

(A3)ハイパーブランチドポリマーの場合、ポリマー1分子中の分岐点を有する繰り返し単位と分岐点を有さない繰り返し単位とのモル比の平均(例えば、先に例示したハイパーブランチドポリマーの構造においては(m1+m2+....):(n1+n2+....)の平均)は、通常1:99〜99:1、好ましくは5:95〜95:5、さらに好ましくは10:90〜90:10である。   (A3) In the case of a hyperbranched polymer, the average molar ratio of a repeating unit having a branching point and a repeating unit having no branching point in one polymer molecule (for example, in the structure of the hyperbranched polymer exemplified above) Is (average of (m1 + m2 + ...) :( n1 + n2 + ...)) is usually 1:99 to 99: 1, preferably 5:95 to 95: 5, more preferably 10:90 to 90:10. It is.

酸分解性ポリマー(A)の組成物中の含有量としては、該組成物の全固形分の質量に対して通常70〜98質量%であり、好ましくは75〜96質量%であり、より好ましくは80〜96質量%である。   As content in the composition of an acid-decomposable polymer (A), it is 70-98 mass% normally with respect to the mass of the total solid of this composition, Preferably it is 75-96 mass%, More preferably Is 80-96 mass%.

〔2〕(B)一般式(BI)で表される化合物
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、下記一般式(BI)で表される化合物を含有する。
[2] (B) Compound Represented by General Formula (BI) The positive resist composition of the present invention is represented by the following general formula (BI) as a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. Contains compounds.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

一般式(BI)に於いて、
1b、R2b及びR3bは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。但し、化合物(R1b−H)、(R2b−H)及び(R3b−H)の沸点は、全て160℃以上(1気圧)である。
-は、非求核性アニオンを表す。
In general formula (BI),
R 1b , R 2b and R 3b each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. However, the boiling points of the compounds (R 1b —H), (R 2b —H) and (R 3b —H) are all 160 ° C. or higher (1 atm).
X represents a non-nucleophilic anion.

一般式(BI)に於ける、R1b〜R3bのアルキル基としては、炭素数1〜15のアルキ
ル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、へキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等を挙げることができる。
1b〜R3bのシクロアルキル基としては、炭素数3〜15のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基等を挙げることができる。
1b〜R3bのアリール基としては、好ましくは炭素数6〜14のアリール基であり、例えば、フェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。
1b〜R3bのとしては、好ましくはアリール基である
In the general formula (BI), the alkyl group represented by R 1b to R 3b 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. Group, t-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group and the like.
As a cycloalkyl group of R < 1b > -R < 3b >, a C3-C15 cycloalkyl group is preferable, for example, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group etc. can be mentioned.
The aryl group for R 1b to R 3b is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group.
R 1b to R 3b are preferably aryl groups.

1b〜R3bのアルキル基、シクロアルキル基及びアリール基は、更に置換基を有しても良く、置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基(ここでは、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む)、アルケニル基(ここでは、シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む)、アルキニル基、アリール基、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル若しくはアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル若しくはアリールスルフィニル基、アルキル若しくはアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、イミド基、シリル基、ウレイド基等が挙げられる。 The alkyl group, cycloalkyl group and aryl group of R 1b to R 3b may further have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom and an alkyl group (here, a cycloalkyl group and a bicycloalkyl group). , Including tricycloalkyl groups), alkenyl groups (including cycloalkenyl groups and bicycloalkenyl groups here), alkynyl groups, aryl groups, cyano groups, hydroxyl groups, nitro groups, carboxyl groups, alkoxy groups, aryloxy groups Silyloxy group, acyloxy group, carbamoyloxy group, alkoxycarbonyloxy group, aryloxycarbonyloxy group, aminocarbonylamino group, alkoxycarbonylamino group, aryloxycarbonylamino group, sulfamoylamino group, alkyl or arylsulfonylamino Group, mercapto group, alkylthio group, arylthio group, sulfamoyl group, sulfo group, alkyl or arylsulfinyl group, alkyl or arylsulfonyl group, acyl group, aryloxycarbonyl group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, imide group, silyl group And ureido groups.

更に、R1b〜R3bの置換基としては、好ましくは、アリール基、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル若しくはアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル若しくはアリールスルフィニル基、アルキル若しくはアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基であり、特に好ましくは、シアノ基、アルコキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基である。 Further, the substituent for R 1b to R 3b is preferably an aryl group, cyano group, hydroxyl group, nitro group, carboxyl group, alkoxy group, aryloxy group, acyloxy group, aminocarbonylamino group, alkoxycarbonylamino group. , Aryloxycarbonylamino group, sulfamoylamino group, alkyl or arylsulfonylamino group, mercapto group, alkylthio group, arylthio group, sulfamoyl group, sulfo group, alkyl or arylsulfinyl group, alkyl or arylsulfonyl group, acyl group, An aryloxycarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, and a carbamoyl group, particularly preferably a cyano group, an alkoxy group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, and a carbamoyl group.

1b〜R3bそれぞれに含まれる炭素数は好ましくは12個以下であり、更に好ましくは8個以下であり、特に好ましくは7個以下である。 The number of carbon atoms contained in each of R 1b to R 3b is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, and particularly preferably 7 or less.

化合物(R1b−H)、(R2b−H)及び(R3b−H)は、それぞれ、R1b〜R3bで表される1価の基に水素原子が結合して形成される化合物であり、一般式(AII)で表される化合物が、EUV光の照射により、分解物として発生する化合物に相当する。
1気圧に於ける、化合物(R1b−H)、(R2b−H)及び(R3b−H)の沸点は、全て160℃以上であり、好ましくは180℃以上であり、更に好ましくは190℃以上であり、特に好ましくは200℃以上である。
Compounds (R 1b —H), (R 2b —H) and (R 3b —H) are compounds formed by bonding a hydrogen atom to a monovalent group represented by R 1b to R 3b , respectively. In other words, the compound represented by the general formula (AII) corresponds to a compound generated as a decomposition product upon irradiation with EUV light.
The boiling points of the compounds (R 1b —H), (R 2b —H) and (R 3b —H) at 1 atm are all 160 ° C. or higher, preferably 180 ° C. or higher, and more preferably 190 ° C. It is more than 200 degreeC, Most preferably, it is 200 degreeC or more.

-は非求核性アニオンであり、非求核性アニオンとは、求核反応を起こす能力が著し
く低いアニオンであり、分子内求核反応による経時分解を抑制することができるアニオンである。非求核性アニオンとしては、例えば、スルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、ビススルホニルイミドアニオン、などが挙げられ、好ましくはスルホン酸アニオンである。スルホン酸アニオンとしては、脂肪族スルホン酸アニオン、芳香族スルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオンなどが挙げられる。
X is a non-nucleophilic anion, and the non-nucleophilic anion is an anion having a remarkably low ability to cause a nucleophilic reaction, and is an anion capable of suppressing degradation over time due to an intramolecular nucleophilic reaction. Examples of the non-nucleophilic anion include a sulfonate anion, a carboxylate anion, and a bissulfonylimide anion, and a sulfonate anion is preferable. Examples of the sulfonate anion include an aliphatic sulfonate anion, an aromatic sulfonate anion, and a camphor sulfonate anion.

好ましいスルホン酸アニオンとして具体的には、トリフロロメタンスルホン酸アニオン、ペンタフロロエタンスルホン酸アニオン、ヘプタフロロプロパンスルホン酸アニオン、パーフロロブタンスルホン酸アニオン、パーフロロヘキサンスルホン酸アニオン、パーフロロオクタンスルホン酸アニオン、ペンタフロロベンゼンスルホン酸アニオン、3,5−ビストリフロロメチルベンゼンスルホ酸アニオン、2,4,6−トリイソプロピルベンゼンスルホン酸アニオン、パーフロロエトキシエタンスルホン酸アニオン、2,3,5,6−テトラフロロ−4−ドデシルオキシベンゼンスルホン酸アニオンなどが挙げられる。   Specific preferred sulfonate anions include trifluoromethane sulfonate anion, pentafluoroethane sulfonate anion, heptafluoropropane sulfonate anion, perfluorobutane sulfonate anion, perfluorohexane sulfonate anion, perfluorooctane sulfonate. Anion, pentafluorobenzenesulfonate anion, 3,5-bistrifluoromethylbenzenesulfonate anion, 2,4,6-triisopropylbenzenesulfonate anion, perfluoroethoxyethanesulfonate anion, 2,3,5,6- Examples include tetrafluoro-4-dodecyloxybenzenesulfonate anion.

以下、一般式(BI)で表される化合物に於ける、カチオン部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 cation part in the compound represented by general formula (BI) is given, this invention is not limited to this.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

上記カチオン部の具体例に於ける、化合物(R1b−H)、化合物(R2b−H)、化合物(R3b−H)について、化合物の沸点(測定値)、沸点の文献値を下記表1に示す。沸点の文献値とは、「化合物の辞典(株式会社朝倉書店、1997年11月20日初版)」を参照した。また、沸点(測定値)は、第4版実験化学講座(編者:社団法人 日本化学会、発行所:丸善株式会社、平成4年2月5日発行)に記載の方法にて分解化合物の沸点を測定した。 Regarding the compound (R 1b —H), the compound (R 2b —H), and the compound (R 3b —H) in the specific examples of the cation moiety, the following table shows the boiling point (measured value) of the compound and the literature value of the boiling point. It is shown in 1. For the literature value of the boiling point, “Dictionary of compounds (Asakura Shoten Co., Ltd., November 20, 1997, first edition)” was referred to. The boiling point (measured value) is determined by the method described in the 4th edition Experimental Chemistry Course (editor: The Chemical Society of Japan, publisher: Maruzen Co., Ltd., issued on February 5, 1992). Was measured.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

以下に、一般式(BI)で表される化合物の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Specific examples of the compound represented by the general formula (BI) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

一般式(BI)で表される化合物(「化合物(BI)」ともいう)は、R1b〜R3bにおける置換基を上記要件を満たすように選択した上で、公知の方法で合成することができる。また、市販のものを使用することもできる。 The compound represented by the general formula (BI) (also referred to as “compound (BI)”) can be synthesized by a known method after selecting substituents in R 1b to R 3b to satisfy the above requirements. it can. Commercially available products can also be used.

化合物(BI)の本発明のポジ型レジスト組成物中の含有量は、組成物の全固形分を基準として、0.001〜40質量%が好ましく、より好ましくは0.01〜20質量%、特に好ましくは0.1〜10質量%である。また、酸発生剤は、1種類を用いてもよいし、2種類以上を用いてもよい。   The content of the compound (BI) in the positive resist composition of the present invention is preferably 0.001 to 40% by mass, more preferably 0.01 to 20% by mass, based on the total solid content of the composition. Especially preferably, it is 0.1-10 mass%. In addition, one type of acid generator may be used, or two or more types may be used.

(併用酸発生剤)
本発明においては、化合物(BI)以外に、活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物(酸発生剤)を更に併用してもよい。
(Combination acid generator)
In the present invention, in addition to the compound (BI), a compound (acid generator) that decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid (acid generator) may be further used.

併用しうる光酸発生剤の使用量は、モル比(化合物(BI)/その他の酸発生剤)で、通常100/0〜20/80、好ましくは100/0〜40/60、更に好ましくは100/0〜50/50である。   The amount of the photoacid generator that can be used in combination is usually 100/0 to 20/80, preferably 100/0 to 40/60, and more preferably in molar ratio (compound (BI) / other acid generator). 100/0 to 50/50.

そのような併用可能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。   As such photoacid generators that can be used in combination, they are used in photocationic photoinitiators, photoinitiators of radical photopolymerization, photodecolorants of dyes, photochromic agents, or microresists. Known compounds that generate acids upon irradiation with actinic rays or radiation and mixtures thereof can be appropriately selected and used.

たとえば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。   Examples thereof include diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, imide sulfonates, oxime sulfonates, diazodisulfones, disulfones, and o-nitrobenzyl sulfonates.

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.

さらに米国特許第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 described in US Pat. No. 3,779,778, European Patent 126,712 and the like can also be used.

併用してもよい活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、下記一般式(ZI)、(ZII)、(ZIII)で表される化合物を挙げることができる。   Among the compounds capable of decomposing upon irradiation with actinic rays or radiation that may be used in combination, preferred compounds include compounds represented by the following general formulas (ZI), (ZII), and (ZIII). it can.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

上記一般式(ZI)において、R201、R202及びR203は、各々独立に有機基を表す。
201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1
〜20である。
また、R201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。
201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
-は、非求核性アニオンを表す。
In the above general formula (ZI), R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
The carbon number of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1 to 30, preferably 1
~ 20.
Two of R 201 to R 203 may be bonded to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group.
The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).
Z represents a non-nucleophilic anion.

-としての非求核性アニオンとしては、例えば、スルホン酸アニオン、カルボン酸ア
ニオン、スルホニルイミドアニオン、ビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチルアニオン等を挙げることができる。
Examples of the non-nucleophilic anion as Z include a sulfonate anion, a carboxylate anion, a sulfonylimide anion, a bis (alkylsulfonyl) imide anion, and a tris (alkylsulfonyl) methyl anion.

非求核性アニオンとは、求核反応を起こす能力が著しく低いアニオンであり、分子内求核反応による経時分解を抑制することができるアニオンである。これによりレジストの経
時安定性が向上する。
A non-nucleophilic anion is an anion that has an extremely low ability to cause a nucleophilic reaction, and is an anion that can suppress degradation over time due to an intramolecular nucleophilic reaction. This improves the temporal stability of the resist.

スルホン酸アニオンとしては、例えば、アルキルスルホン酸アニオン、アリールスルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオンなどが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion include an alkyl sulfonate anion, an aryl sulfonate anion, and a camphor sulfonate anion.

カルボン酸アニオンとしては、例えば、アルキルカルボン酸アニオン、アリールカルボン酸アニオン、アラルキルカルボン酸アニオンなどが挙げられる。   Examples of the carboxylate anion include an alkylcarboxylate anion, an arylcarboxylate anion, and an aralkylcarboxylate anion.

アルキルスルホン酸アニオンにおけるアルキル部位はアルキル基であってもシクロアルキル基であってもよく、好ましくは炭素数1〜30のアルキル基及び炭素数3〜30のシクロアルキル基、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、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。   The alkyl moiety in the alkyl sulfonate anion may be an alkyl group or a cycloalkyl group, and preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, such as a methyl group or an ethyl group. 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, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, adamantyl group, norbornyl group, boronyl group and the like.

アリールスルホン酸アニオンにおけるアリール基としては、好ましくは炭素数6〜14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。   The aryl group in the aryl sulfonate anion is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, such as a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group.

上記アルキルスルホン酸アニオン及びアリールスルホン酸アニオンにおけるアルキル基、シクロアルキル基及びアリール基の置換基としては、例えば、ニトロ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子)、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜5)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜15)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜7)、アシル基(好ましくは炭素数2〜12)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数2〜7)等を挙げることができる。各基が有するアリール基及び環構造については、置換基としてさらにアルキル基(好ましくは炭素数1〜15)を挙げることができる。   Examples of the substituent of the alkyl group, cycloalkyl group and aryl group in the alkyl sulfonate anion and aryl sulfonate anion include, for example, a nitro group, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), carboxyl group, Hydroxyl group, amino group, cyano group, alkoxy group (preferably 1 to 5 carbon atoms), cycloalkyl group (preferably 3 to 15 carbon atoms), aryl group (preferably 6 to 14 carbon atoms), alkoxycarbonyl group (preferably May include 2 to 7 carbon atoms, an acyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms), an alkoxycarbonyloxy group (preferably 2 to 7 carbon atoms), and the like. About the aryl group and ring structure which each group has, an alkyl group (preferably C1-C15) can further be mentioned as a substituent.

アルキルカルボン酸アニオンにおけるアルキル部位としては、アルキルスルホン酸アニオンおけると同様のアルキル基及びシクロアルキル基を挙げることができる。   Examples of the alkyl moiety in the alkylcarboxylate anion include the same alkyl group and cycloalkyl group as in the alkylsulfonate anion.

アリールカルボン酸アニオンにおけるアリール基としては、アリールスルホン酸アニオンおけると同様のアリール基を挙げることができる。   Examples of the aryl group in the arylcarboxylate anion include the same aryl groups as in the arylsulfonate anion.

アラルキルカルボン酸アニオンにおけるアラルキル基としては、好ましくは炭素数6〜12のアラルキル基、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基、ナフチルメチル基等を挙げることができる。   The aralkyl group in the aralkyl carboxylate anion is preferably an aralkyl group having 6 to 12 carbon atoms, such as a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, a naphthylethyl group, and a naphthylmethyl group.

上記アルキルカルボン酸アニオン、アリールカルボン酸アニオン及びアラルキルカルボン酸アニオンにおけるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基の置換基としては、例えば、アリールスルホン酸アニオンにおけると同様のハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基等を挙げることができる。   Examples of the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group substituent in the alkylcarboxylate anion, arylcarboxylate anion and aralkylcarboxylate anion include, for example, the same halogen atom, alkyl group as in the arylsulfonate anion, A cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, etc. can be mentioned.

スルホニルイミドアニオンとしては、例えば、サッカリンアニオンを挙げることができる。   Examples of the sulfonylimide anion include saccharin anion.

ビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチルアニオンにおけるアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、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、ネオペンチル基等を挙げることができる。これらのアルキル基の置換基としてはハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されたアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基等を挙げることができ、フッ素原子で置換されたアルキル基が好ましい。
The alkyl group in the bis (alkylsulfonyl) imide anion and tris (alkylsulfonyl) methyl anion is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, An isobutyl group, a sec-butyl group, a pentyl group, a neopentyl group, and the like can be given. Examples of the substituent of these alkyl groups include a halogen atom, an alkyl group substituted with a halogen atom, an alkoxy group, and an alkylthio group, and an alkyl group substituted with a fluorine atom is preferable.

その他の非求核性アニオンとしては、例えば、弗素化燐、弗素化硼素、弗素化アンチモン等を挙げることができる。   Examples of other non-nucleophilic anions include fluorinated phosphorus, fluorinated boron, and fluorinated antimony.

-の非求核性アニオンとしては、スルホン酸のα位がフッ素原子で置換されたアルカ
ンスルホン酸アニオン、フッ素原子又はフッ素原子を有する基で置換されたアリールスルホン酸アニオン、アルキル基がフッ素原子で置換されたビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、アルキル基がフッ素原子で置換されたトリス(アルキルスルホニル)メチドアニオンが好ましい。非求核性アニオンとして、特に好ましくは炭素数4〜8のパーフロロアルカンスルホン酸アニオン、フッ素原子を有するベンゼンスルホン酸アニオン、最も好ましくはノナフロロブタンスルホン酸アニオン、パーフロロオクタンスルホン酸アニオン、ペンタフロロベンゼンスルホン酸アニオン、3,5−ビス(トリフロロメチル)ベンゼンスルホン酸アニオンである。
Examples of the non-nucleophilic anion of Z include an alkanesulfonic acid anion in which the α-position of the sulfonic acid is substituted with a fluorine atom, an arylsulfonic acid anion substituted with a fluorine atom or a group having a fluorine atom, and an alkyl group having a fluorine atom And a tris (alkylsulfonyl) methide anion in which the alkyl group is substituted with a fluorine atom. The non-nucleophilic anion is particularly preferably a perfluoroalkanesulfonic acid anion having 4 to 8 carbon atoms, a benzenesulfonic acid anion having a fluorine atom, most preferably nonafluorobutanesulfonic acid anion, perfluorooctanesulfonic acid anion, penta Fluorobenzenesulfonate anion, 3,5-bis (trifluoromethyl) benzenesulfonate anion.

201、R202及びR203としての有機基としては、例えば、後述する化合物(Z1−1
)、(Z1−2)及び(Z1−3)における対応する基を挙げることができる。
Examples of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 include, for example, a compound described later (Z1-1
), (Z1-2) and (Z1-3), the corresponding groups.

尚、一般式(ZI)で表される構造を複数有する化合物であってもよい。例えば、一般
式(ZI)で表される化合物のR201〜R203の少なくともひとつが、一般式(ZI)で表されるもうひとつの化合物のR201〜R203の少なくともひとつと結合した構造を有する化合物であってもよい。
In addition, the compound which has two or more structures represented by general formula (ZI) may be sufficient. For example, the general formula at least one of R 201 to R 203 of a compound represented by (ZI) is, at least one bond with structure of R 201 to R 203 of another compound represented by formula (ZI) It may be a compound.

更に好ましい(ZI)成分として、以下に説明する化合物(Z1−1)、(Z1−2)、及び(Z1−3)を挙げることができる。   More preferable examples of the (ZI) component include compounds (Z1-1), (Z1-2), and (Z1-3) described below.

化合物(Z1−1)は、上記一般式(ZI)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニウム化合物、即ち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。 Compound (Z1-1) is at least one of the aryl groups R 201 to R 203 in formula (ZI), arylsulfonium compounds, namely, compounds containing an arylsulfonium as a cation.

アリールスルホニウム化合物は、R201〜R203の全てがアリール基でもよいし、R201
〜R203の一部がアリール基で、残りがアルキル基又はシクロアルキル基でもよい。
In the arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group, or R 201
Some of to R 203 is an aryl group and the remainder may be an alkyl group or a cycloalkyl group.

アリールスルホニウム化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物を挙げることができる。   Examples of the arylsulfonium compound include a triarylsulfonium compound, a diarylalkylsulfonium compound, and an aryldialkylsulfonium compound.

アリールスルホニウム化合物のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。アリールスルホニウム化合物が2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。   The aryl group of the arylsulfonium compound is preferably a phenyl group or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.

アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているアルキル基又はシクロアルキル基は、炭素数1〜15の直鎖又は分岐アルキル基及び炭素数3〜15のシクロアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。   The alkyl group or cycloalkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms and a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, Examples thereof include an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclohexyl group.

201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜14)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基を置換基として有してもよい。好ましい置換基としては炭素数1〜12の直鎖又は分岐アルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数1〜12の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基であり、最も好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基である。置換基は、3つのR201〜R203のうちのいずれか1つに置換していてもよいし、3つ全てに置換していてもよい。また、R201〜R203がアリール基の場合に、置換基はアリール基のp−位に置換していることが好ましい。 Aryl group, alkyl group of R 201 to R 203, cycloalkyl group, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, 6 to 14 carbon atoms) , An alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, or a phenylthio group may be substituted. Preferred substituents are linear or branched alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, cycloalkyl groups having 3 to 12 carbon atoms, and linear, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, most preferably carbon. These are an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. The substituent may be substituted with any one of the three R 201 to R 203 , or may be substituted with all three. When R 201 to R 203 are an aryl group, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.

次に、化合物(Z1−2)について説明する。
化合物(Z1−2)は、式(ZI)におけるR201〜R203が、各々独立に、芳香環を含有しない有機基を表す場合の化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含有する芳香族環も包含するものである。
Next, the compound (Z1-2) will be described.
Compound (Z1-2) is a compound in the case where R 201 to R 203 in formula (ZI) each independently represents an organic group not containing an aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring containing a hetero atom.

201〜R203としての芳香環を含有しない有機基は、一般的に炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20である。 The organic group having no aromatic ring as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.

201〜R203は、各々独立に、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリル基、ビニル基であり、更に好ましくは直鎖又は分岐の2−オキソアルキル基、2−オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、最も好ましくは直鎖又は分岐2−オキソアルキル基である。 R 201 to R 203 are each independently preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group, more preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group, 2-oxocycloalkyl group, alkoxy group. A carbonylmethyl group, most preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group.

201〜R203のアルキル基及びシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。アルキル基として、より好ましくは2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基を挙げることができる。シクロアルキル基として、より好ましくは、2−オキソシクロアルキル基を挙げることができる。 The alkyl group and cycloalkyl group of R 201 to R 203, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (e.g., methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group), carbon Examples thereof include cycloalkyl groups of several 3 to 10 (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group). More preferred examples of the alkyl group include a 2-oxoalkyl group and an alkoxycarbonylmethyl group. More preferred examples of the cycloalkyl group include a 2-oxocycloalkyl group.

2−オキソアルキル基は、直鎖又は分岐のいずれであってもよく、好ましくは、上記のアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
2−オキソシクロアルキル基は、好ましくは、上記のシクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
The 2-oxoalkyl group may be either linear or branched, and a group having> C = O at the 2-position of the above alkyl group is preferable.
The 2-oxocycloalkyl group is preferably a group having> C═O at the 2-position of the cycloalkyl group.

アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。   The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group).

201〜R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1〜5)、水酸基、シアノ基、ニトロ基によって更に置換されていてもよい。 R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (for example, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.

201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。 Two members out of R 201 to R 203 may combine to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).

化合物(Z1−3)とは、以下の一般式(Z1−3)で表される化合物であり、フェナシルスルフォニウム塩構造を有する化合物である。   The compound (Z1-3) is a compound represented by the following general formula (Z1-3), and is a compound having a phenacylsulfonium salt structure.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子を表す。
6c及びR7cは、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
x及びRyは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリル基又はビニル基を表す。
R 1c to R 5c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group or a halogen atom.
R 6c and R 7c represent a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group.
R x and R y each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group or a vinyl group.

1c〜R5c中のいずれか2つ以上、及びRxとRyは、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、この環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。 Any two or more of R 1c to R 5c , and R x and R y may be bonded to each other to form a ring structure, and this ring structure includes an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, and an amide bond. May be included.

Zc-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於けるX-と同様の非求核性アニオンを挙げることができる。 Zc represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same non-nucleophilic anion as X in the general formula (ZI).

1c〜R5cとしてのアルキル基は、直鎖又は分岐のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜20個のアルキル基、好ましくは炭素数1〜12個の直鎖及び分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、直鎖又は分岐プロピル基、直鎖又は分岐ブチル基、直鎖又は分岐ペンチル基)を挙げることができ、シクロアルキル基としては、例えば炭素数3〜8個の環状アルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基)を挙げることができる。 The alkyl group as R 1c to R 5c may be either linear or branched, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms ( Examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a linear or branched propyl group, a linear or branched butyl group, and a linear or branched pentyl group. The cycloalkyl group is, for example, a cyclic group having 3 to 8 carbon atoms. An alkyl group (for example, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group) can be mentioned.

1c〜R5cとしてのアルコキシ基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜10のアルコキシ基、好ましくは、炭素数1〜5の直鎖及び分岐アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、直鎖又は分岐プロポキシ基、直鎖又は分岐ブトキシ基、直鎖又は分岐ペントキシ基)、炭素数3〜8の環状アルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)を挙げることができる。 The alkoxy group as R 1c to R 5c may be linear, branched or cyclic, for example, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably a linear or branched alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. (For example, methoxy group, ethoxy group, linear or branched propoxy group, linear or branched butoxy group, linear or branched pentoxy group), C3-C8 cyclic alkoxy group (for example, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group) ).

好ましくはR1c〜R5cのうちいずれかが直鎖又は分岐アルキル基、シクロアルキル基又は直鎖、分岐もしくは環状アルコキシ基であり、更に好ましくはR1cからR5cの炭素数の和が2〜15である。これにより、より溶剤溶解性が向上し、保存時にパーティクルの発生が抑制される。 Preferably, any one of R 1c to R 5c is a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, or a linear, branched or cyclic alkoxy group, and more preferably the sum of the carbon number of R 1c to R 5c is 2 to 2. 15. Thereby, solvent solubility improves more and generation | occurrence | production of a particle is suppressed at the time of a preservation | save.

x及びRyとしてのアルキル基及びシクロアルキル基は、R1c〜R5cおけると同様のアルキル基及びシクロアルキル基を挙げることができ、2−オキソアルキル基、2−オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基がより好ましい。 Examples of the alkyl group and cycloalkyl group as R x and R y include the same alkyl group and cycloalkyl group as in R 1c to R 5c, and include a 2-oxoalkyl group, a 2-oxocycloalkyl group, an alkoxy group. A carbonylmethyl group is more preferred.

2−オキソアルキル基及び2−オキソシクロアルキル基は、R1c〜R5cとしてのアルキル基及びシクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。 Examples of the 2-oxoalkyl group and 2-oxocycloalkyl group include a group having> C═O at the 2-position of the alkyl group or cycloalkyl group as R 1c to R 5c .

アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基については、R1c〜R5cおけると同様のアルコキシ基を挙げることができる。 Examples of the alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group include the same alkoxy groups as in R 1c to R 5c .

x及びRyが結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げること
ができる。
Examples of the group formed by combining R x and R y include a butylene group and a pentylene group.

x及びRyは、好ましくは炭素数4個以上のアルキル基又はシクロアルキル基であり、より好ましくは6個以上、更に好ましくは8個以上のアルキル基又はシクロアルキル基である。 R x and R y are preferably an alkyl group or cycloalkyl group having 4 or more carbon atoms, more preferably 6 or more, and still more preferably 8 or more alkyl groups or cycloalkyl groups.

前記一般式(ZII)及び(ZIII)中、R204〜R207は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。 In the general formula (ZII) and (ZIII), R 204 ~R 207 each independently represents an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.

204〜R207のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。 Phenyl group and a naphthyl group are preferred as the aryl group of R 204 to R 207, more preferably a phenyl group.

204〜R207におけるアルキル基及びシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。 The alkyl group and cycloalkyl group in R 204 to R 207 are preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group), carbon Examples thereof include cycloalkyl groups of several 3 to 10 (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group).

204〜R207が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜15)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基等を挙げることができる。 The R 204 to R 207 are substituents which may have, for example, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (e.g., 6 carbon atoms 15), alkoxy groups (for example, having 1 to 15 carbon atoms), halogen atoms, hydroxyl groups, phenylthio groups and the like.

-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於けるZ-の非求核性アニオンと同
様のものを挙げることができる。
Z represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same as the non-nucleophilic anion of Z − in formula (ZI).

併用してもよい活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、更に、下記一般式(ZIV)、(ZV)、(ZVI)で表される化合物を挙げることができる。   Of the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation that may be used in combination, preferred compounds further include compounds represented by the following general formulas (ZIV), (ZV), and (ZVI). be able to.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

一般式(ZIV)〜(ZVI)中、Ar3及びAr4は、各々独立に、アリール基を表す。 In general formulas (ZIV) to (ZVI), Ar 3 and Ar 4 each independently represents an aryl group.

206、R207及びR208は、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。
Aは、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を表す。
R 206 , R 207 and R 208 each represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group.
A represents an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group.

併用してもよい活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の内でより好ましくは、一般式(ZI)〜(ZIII)で表される化合物である。
また、併用してもよい活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物として、スルホン酸基を1つ有するスルホン酸を発生する化合物が好ましく、さらに好ましくは1価のパーフルオロアルカンスルホン酸を発生する化合物、またはフッ素原子またはフッ素原子を含有する基で置換された芳香族スルホン酸を発生する化合物であり、特に好ましくは1価のパーフルオロアルカンスルホン酸のスルホニウム塩である。
Among the compounds that may be used in combination and decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, compounds represented by general formulas (ZI) to (ZIII) are more preferable.
Further, as a compound that decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation that may be used in combination, a compound that generates a sulfonic acid having one sulfonic acid group is preferable, and a monovalent perfluoroalkanesulfone is more preferable. A compound that generates an acid, or a compound that generates an aromatic sulfonic acid substituted with a fluorine atom or a group containing a fluorine atom, particularly preferably a sulfonium salt of monovalent perfluoroalkanesulfonic acid.

併用してもよい活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の中で、特に好ましい例を以下に挙げる。   Of the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation that may be used in combination, particularly preferred examples are listed below.

Figure 0005039345
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アルカリ可溶性樹脂
本発明のレジスト組成物には、樹脂成分として前記酸分解性ポリマー(A)以外に酸分解性基を含有していないアルカリ可溶性樹脂を配合することができ、これにより感度が向上する。
Alkali-soluble resin In addition to the acid-decomposable polymer (A), an alkali-soluble resin that does not contain an acid-decomposable group can be added to the resist composition of the present invention, thereby improving sensitivity. .

酸分解基を含有していないアルカリ可溶性樹脂(以下単に「アルカリ可溶性樹脂」という)は、アルカリ現像液に可溶な樹脂であり、本発明の酸分解性ポリマー(A)中の酸分解性基が形式上全て脱保護された樹脂を初め、ポリヒドロキシスチレン、ノボラック樹脂
及びこれらの誘導体を好ましくあげることができる。またこれら以外にp−ヒドロキシスチレン単位を含有する共重合樹脂もアルカリ可溶性であれば用いることができる。
An alkali-soluble resin that does not contain an acid-decomposable group (hereinafter simply referred to as “alkali-soluble resin”) is a resin that is soluble in an alkali developer, and is an acid-decomposable group in the acid-decomposable polymer (A) of the present invention. In addition to resins that are all deprotected in terms of form, polyhydroxystyrene, novolak resins and derivatives thereof can be preferably exemplified. In addition to these, a copolymer resin containing a p-hydroxystyrene unit can also be used if it is alkali-soluble.

本発明において、上記酸分解性基を含有しないアルカリ可溶性樹脂の組成物中の添加量としては、組成物の固形分の全質量に対して、好ましくは2〜60質量%であり、より好ましくは5〜30質量%である。   In the present invention, the addition amount in the composition of the alkali-soluble resin not containing the acid-decomposable group is preferably 2 to 60% by mass, more preferably, based on the total mass of the solid content of the composition. It is 5-30 mass%.

プロトンアクセプター性官能基を有し、且つ、活性光線又は放射線の照射により
分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物
本発明のポジ型レジスト組成物は、プロトンアクセプター性官能基を有し、且つ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物(以下、「化合物(A)」ともいう)を含有することが好ましい。
A compound that has a proton acceptor functional group and decomposes by irradiation with actinic rays or radiation to generate a compound whose proton acceptor property is lowered, disappears, or is changed from proton acceptor property to acidic. Type resist composition has a proton acceptor functional group and is decomposed by irradiation with actinic rays or radiation to generate a compound in which the proton acceptor property decreases, disappears, or changes from proton acceptor property to acidity It is preferable to contain the compound (henceforth "compound (A)") which carries out.

化合物(A)が、活性光線又は放射線の照射により分解して発生する、プロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物として、下記一般式(A−I)で表される化合物を挙げることができる。   The compound (A) is generated by decomposing upon irradiation with actinic rays or radiation, and the proton acceptor property is lowered, disappears, or is changed from the proton acceptor property to an acid by the following general formula (AI). Mention may be made of the compounds represented.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

一般式(A−I)中、
Aは、2価の連結基を表す。
Qは、スルホ基(-SO3H)、又はカルボキシル基(-CO2H)を表す。
Xは、−SO2−又は−CO−を表す。
nは、0又は1を表す。
Bは、単結合、酸素原子又は−N(Rx)−を表す。
Rxは、水素原子又は1価の有機基を表す。
Rは、プロトンアクセプター性官能基を有する1価の有機基又はアンモニウム基を有する1価の有機基を表す。
In general formula (AI),
A represents a divalent linking group.
Q represents a sulfo group (—SO 3 H) or a carboxyl group (—CO 2 H).
X represents —SO 2 — or —CO—.
n represents 0 or 1.
B represents a single bond, an oxygen atom or -N (Rx)-.
Rx represents a hydrogen atom or a monovalent organic group.
R represents a monovalent organic group having a proton acceptor functional group or a monovalent organic group having an ammonium group.

Aにおける2価の連結基としては、好ましくは炭素数2〜12の2価の連結基であり、例えば、アルキレン基、フェニレン基等が挙げられる。より好ましくは少なくとも1つのフッ素原子を有するアルキレン基であり、好ましい炭素数は2〜6、より好ましくは炭素数2〜4である。アルキレン鎖中に酸素原子、硫黄原子などの連結基を有していてもよい。アルキレン基は、特に水素原子数の30〜100%がフッ素原子で置換されたアルキレン基が好ましく、Q部位と結合した炭素原子がフッ素原子を有することがより好ましい。更にはパーフルオロアルキレン基が好ましく、パーフロロエチレン基、パーフロロプロピレン基、パーフロロブチレン基がより好ましい。   The divalent linking group in A is preferably a divalent linking group having 2 to 12 carbon atoms, and examples thereof include an alkylene group and a phenylene group. More preferably, it is an alkylene group having at least one fluorine atom, and a preferable carbon number is 2 to 6, more preferably 2 to 4. The alkylene chain may have a linking group such as an oxygen atom or a sulfur atom. The alkylene group is particularly preferably an alkylene group in which 30 to 100% of the number of hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, and more preferably, the carbon atom bonded to the Q site has a fluorine atom. Further, a perfluoroalkylene group is preferable, and a perfluoroethylene group, a perfluoropropylene group, and a perfluorobutylene group are more preferable.

Rxにおける1価の有機基としては、好ましくは炭素数4〜30であり、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基などを挙げることができる。
Rxにおけるアルキル基としては、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数1〜
20の直鎖及び分岐アルキル基であり、アルキル鎖中に酸素原子、硫黄原子、窒素原子を有していてもよい。具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−ドデシル基、n−テトラデシル基、n−オクタデシル基などの直鎖アルキル基、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、ネオペンチル基、2−エチルヘキシル基などの分岐アルキル基を挙げることができる。
なお、置換基を有するアルキル基として、特に直鎖又は分岐アルキル基にシクロアルキル基が置換した基(例えば、アダマンチルメチル基、アダマンチルエチル基、シクロヘキシルエチル基、カンファー残基など)を挙げることができる。
Rxにおけるシクロアルキル基としては、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数3〜20のシクロアルキル基であり、環内に酸素原子を有していてもよい。具体的には、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基などを挙げることができる。
Rxにおけるアリール基としては、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数6〜14のアリール基であり、例えばフェニル基、ナフチル基などが挙げられる。
Rxにおけるアラルキル基としては、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数7〜20のアラルキル基が挙げられ、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基が挙げられる。
Rxにおけるアルケニル基としては、置換基を有していてもよく、例えば、Rxとして挙げたアルキル基の任意の位置に2重結合を有する基が挙げられる。
The monovalent organic group in Rx preferably has 4 to 30 carbon atoms, and examples thereof include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and an alkenyl group.
The alkyl group for Rx may have a substituent, and preferably has 1 to 1 carbon atoms.
20 linear and branched alkyl groups, which may have an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom in the alkyl chain. Specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n-dodecyl group, n-tetradecyl group, n-octadecyl group, etc. And a branched alkyl group such as isopropyl group, isopropyl group, isobutyl group, t-butyl group, neopentyl group, 2-ethylhexyl group.
Examples of the alkyl group having a substituent include groups in which a linear or branched alkyl group is substituted with a cycloalkyl group (for example, an adamantylmethyl group, an adamantylethyl group, a cyclohexylethyl group, a camphor residue, etc.). .
The cycloalkyl group in Rx may have a substituent, preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and may have an oxygen atom in the ring. Specific examples include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, an adamantyl group, and the like.
The aryl group in Rx may have a substituent and is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group.
The aralkyl group in Rx may have a substituent, preferably an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, and a naphthylethyl group.
The alkenyl group in Rx may have a substituent, and examples thereof include a group having a double bond at an arbitrary position of the alkyl group mentioned as Rx.

Rに於ける、プロトンアクセプター性官能基とは、プロトンと静電的に相互作用し得る基或いは電子を有する官能基であって、例えば、環状ポリエーテル等のマクロサイクリック構造を有する官能基や、π共役に寄与しない孤立電子対をもった窒素原子を有する官能基を意味する。π共役に寄与しない孤立電子対を有する窒素原子とは、例えば、下記一般式に示す部分構造を有する窒素原子である。   The proton acceptor functional group in R is a group capable of electrostatically interacting with protons or a functional group having electrons, such as a functional group having a macrocyclic structure such as a cyclic polyether. Or a functional group having a nitrogen atom with a lone electron pair that does not contribute to π conjugation. The nitrogen atom having a lone electron pair that does not contribute to π conjugation is, for example, a nitrogen atom having a partial structure represented by the following general formula.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

プロトンアクセプター性官能基の好ましい部分構造として、例えば、クラウンエーテル、アザクラウンエーテル、三級アミン、二級アミン、一級アミン、ピリジン、イミダゾール、ピラジン構造などを挙げることが出来る。
アンモニウム基の好ましい部分構造として、例えば、三級アンモニウム、二級アンモニウム、一級アンモニウム、ピリジニウム、イミダゾリニウム、ピラジニウム構造などを挙げることが出来る。
このような構造を含む基として、好ましい炭素数は4〜30であり、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基などを挙げることができる。
Rにおけるプロトンアクセプター性官能基又はアンモニウム基を含むアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基に於けるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基は、Rxとして挙げたアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基と同様のものである。
Preferable partial structures of the proton acceptor functional group include, for example, crown ether, azacrown ether, tertiary amine, secondary amine, primary amine, pyridine, imidazole, pyrazine structure and the like.
Preferred examples of the partial structure of the ammonium group include tertiary ammonium, secondary ammonium, primary ammonium, pyridinium, imidazolinium, and pyrazinium structures.
The group containing such a structure preferably has 4 to 30 carbon atoms, and examples thereof include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and an alkenyl group.
The alkyl group, the cycloalkyl group, the aryl group, the aralkyl group, the alkyl group in the alkenyl group, the cycloalkyl group, the aryl group, the aralkyl group, and the alkenyl group, which contain a proton acceptor functional group or an ammonium group in R, are represented by Rx. These are the same as the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group and alkenyl group mentioned.

上記各基が有してもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、
シアノ基、カルボキシ基、カルボニル基、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜10)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜10)、アシル基(好ましくは炭素数2〜20)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜10)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜20)、アミノアシル基(好ましくは炭素数2〜20)などが挙げられる。アリール基、シクロアルキル基などにおける環状構造については、置換基としては更にアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)を挙げることができる。アミノアシル基については、置換基として更に1又は2のアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)を挙げることができる。
Examples of the substituent that each of the above groups may have include, for example, a halogen atom, a hydroxyl group, a nitro group,
A cyano group, a carboxy group, a carbonyl group, a cycloalkyl group (preferably 3 to 10 carbon atoms), an aryl group (preferably 6 to 14 carbon atoms), an alkoxy group (preferably 1 to 10 carbon atoms), an acyl group (preferably Include an acyloxy group (preferably 2 to 10 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (preferably 2 to 20 carbon atoms), an aminoacyl group (preferably 2 to 20 carbon atoms), and the like. As for the cyclic structure in the aryl group, cycloalkyl group and the like, examples of the substituent further include an alkyl group (preferably having a carbon number of 1 to 20). As for the aminoacyl group, examples of the substituent further include 1 or 2 alkyl groups (preferably having 1 to 20 carbon atoms).

Bが−N(Rx)−の時、RとRxが結合して環を形成していることが好ましい。環構造を形成することによって、安定性が向上し、これを用いた組成物の保存安定性が向上する。環を形成する炭素数は4〜20が好ましく、単環式でも多環式でもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、窒素原子を含んでいてもよい。
単環式構造としては、窒素原子を含む4員環、5員環、6員環、7員環、8員環等を挙げることができる。多環式構造としては、2又は3以上の単環式構造の組み合わせから成る構造を挙げることができる。単環式構造、多環式構造は、置換基を有していてもよく、例えば、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、カルボニル基、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜10)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜10)、アシル基(好ましくは炭素数2〜15)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜15)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜15)、アミノアシル基(好ましくは炭素数2〜20)などが好ましい。アリール基、シクロアルキル基などにおける環状構造については、置換基としては更にアルキル基(好ましくは炭素数1〜15)を挙げることができる。アミノアシル基については、置換基としてに1又は2のアルキル基(好ましくは炭素数1〜15)を挙げることができる。
When B is -N (Rx)-, R and Rx are preferably bonded to form a ring. By forming the ring structure, the stability is improved, and the storage stability of the composition using the ring structure is improved. The number of carbon atoms forming the ring is preferably 4 to 20, and may be monocyclic or polycyclic, and may contain an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom in the ring.
Examples of the monocyclic structure include a 4-membered ring, a 5-membered ring, a 6-membered ring, a 7-membered ring, and an 8-membered ring containing a nitrogen atom. Examples of the polycyclic structure include a structure composed of a combination of two or three or more monocyclic structures. The monocyclic structure and polycyclic structure may have a substituent, for example, a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, a carbonyl group, a cycloalkyl group (preferably having 3 to 10 carbon atoms), Aryl group (preferably having 6 to 14 carbon atoms), alkoxy group (preferably having 1 to 10 carbon atoms), acyl group (preferably having 2 to 15 carbon atoms), acyloxy group (preferably having 2 to 15 carbon atoms), alkoxycarbonyl A group (preferably having 2 to 15 carbon atoms), an aminoacyl group (preferably having 2 to 20 carbon atoms) and the like are preferable. As for the cyclic structure in the aryl group, cycloalkyl group and the like, examples of the substituent further include an alkyl group (preferably having 1 to 15 carbon atoms). As for the aminoacyl group, examples of the substituent include 1 or 2 alkyl groups (preferably having 1 to 15 carbon atoms).

一般式(A−I)で表される化合物の内、Q部位がスルホン酸である化合物は、一般的なスルホンアミド化反応を用いることで合成できる。例えば、ビススルホニルハライド化合物の一方のスルホニルハライド部を選択的にアミン化合物と反応させて、スルホンアミド結合を形成した後、もう一方のスルホニルハライド部分を加水分解する方法、あるいは環状スルホン酸無水物をアミン化合物と反応させ開環させる方法により得ることができる。   Of the compounds represented by the general formula (AI), a compound in which the Q site is a sulfonic acid can be synthesized by using a general sulfonamidation reaction. For example, a method in which one sulfonyl halide part of a bissulfonyl halide compound is selectively reacted with an amine compound to form a sulfonamide bond and then the other sulfonyl halide part is hydrolyzed, or a cyclic sulfonic acid anhydride is used. It can be obtained by a method of ring-opening by reacting with an amine compound.

以下、一般式(A−I)で表される化合物の具体例を示すが、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 (AI) is shown, this invention is not limited to this.

Figure 0005039345
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Figure 0005039345
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化合物(A)が、活性光線又は放射線の照射により分解して発生する、プロトンアクセ
プター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物として、更に、下記一般式(A−II)で表される化合物を挙げることができる。
The compound represented by the following general formula (A-II), which is generated by the decomposition of the compound (A) by irradiation with actinic rays or radiation and the proton acceptor property is lowered, disappears, or is changed from proton acceptor property to acidity. ) Can be mentioned.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

一般式(A−II)中、
1及びQ2は、各々独立に、1価の有機基を表す。但し、Q1及びQ2のいずれか一方は、プロトンアクセプター性官能基を有する。Q1とQ2は、結合して環を形成し、形成された環がプロトンアクセプター性官能基を有してもよい。
1及びX2は、各々独立に、−CO−又は−SO2−を表す。
In general formula (A-II),
Q 1 and Q 2 each independently represents a monovalent organic group. However, either one of Q 1 and Q 2 has a proton acceptor functional group. Q 1 and Q 2 may combine to form a ring, and the formed ring may have a proton acceptor functional group.
X 1 and X 2 each independently represent —CO— or —SO 2 —.

一般式(A−II)に於ける、Q1、Q2としての1価の有機基は、好ましくは炭素数1〜40であり、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基などを挙げることができる。
1、Q2におけるアルキル基としては、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数1〜30の直鎖及び分岐アルキル基であり、アルキル鎖中に酸素原子、硫黄原子、窒素原子を有していてもよい。具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−ドデシル基、n−テトラデシル基、n−オクタデシル基などの直鎖アルキル基、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、ネオペンチル基、2−エチルヘキシル基などの分岐アルキル基を挙げることができる。
1、Q2におけるシクロアルキル基としては、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数3〜20のシクロアルキル基であり、環内に酸素原子、窒素原子を有していてもよい。具体的には、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基などを挙げることができる。
1、Q2におけるアリール基としては、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数6〜14のアリール基であり、例えばフェニル基、ナフチル基などが挙げられる。
1、Q2におけるアラルキル基としては、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数7〜20のアラルキル基が挙げられ、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基が挙げられる。
1、Q2におけるアルケニル基としては、置換基を有していてもよく、上記アルキル基の任意の位置に2重結合を有する基が挙げられる。
上記各基が有してもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシ基、カルボニル基、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜10)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜10)、アシル基(好ましくは炭素数2〜20)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜10)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜20)、アミノアシル基(好ましくは炭素数2〜10)などが挙げられる。アリール基、シクロアルキル基などにおける環状構造については、置換基としては更にアルキル基(好ましくは炭素数1〜10)を挙げることができる。アミノアシル基については、置換基として更にアルキル基(好ましくは炭素数1〜10)を挙げることができる。置換基を有するアルキル基として、例えば、パーフロロメチル基、パーフロロエチル基、パーフロロプロピル基、パーフロロブチル基などのパーフルオロアルキル基を挙げることができる。
In the general formula (A-II), the monovalent organic groups as Q 1 and Q 2 preferably have 1 to 40 carbon atoms, such as an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, An alkenyl group etc. can be mentioned.
The alkyl group in Q 1 and Q 2 may have a substituent, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, and an oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom in the alkyl chain You may have. Specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n-dodecyl group, n-tetradecyl group, n-octadecyl group, etc. And a branched alkyl group such as isopropyl group, isopropyl group, isobutyl group, t-butyl group, neopentyl group, 2-ethylhexyl group.
The cycloalkyl group in Q 1 and Q 2 may have a substituent, preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and may have an oxygen atom or a nitrogen atom in the ring. Good. Specific examples include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, an adamantyl group, and the like.
The aryl group in Q 1 and Q 2 may have a substituent, and preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, such as a phenyl group and a naphthyl group.
The aralkyl group in Q 1 and Q 2 may have a substituent, and preferably an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, such as a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, or a naphthylethyl group. Is mentioned.
The alkenyl group for Q 1 and Q 2 may have a substituent, and examples thereof include a group having a double bond at an arbitrary position of the alkyl group.
Examples of the substituent that each group may have include, for example, a halogen atom, a hydroxyl group, a nitro group, a cyano group, a carboxy group, a carbonyl group, a cycloalkyl group (preferably having 3 to 10 carbon atoms), and an aryl group (preferably Has 6 to 14 carbon atoms, an alkoxy group (preferably 1 to 10 carbon atoms), an acyl group (preferably 2 to 20 carbon atoms), an acyloxy group (preferably 2 to 10 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (preferably C2-C20), an aminoacyl group (preferably C2-C10) etc. are mentioned. As for the cyclic structure in the aryl group, cycloalkyl group and the like, examples of the substituent further include an alkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms). As for the aminoacyl group, examples of the substituent further include an alkyl group (preferably having a carbon number of 1 to 10). Examples of the alkyl group having a substituent include perfluoroalkyl groups such as a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, and a perfluorobutyl group.

1、Q2の1価の有機基は、いずれか一方がプロトンアクセプター性官能基を有する。
プロトンアクセプター性官能基とは、プロトンと静電的に相互作用し得る基或いは孤立電子対を有する官能基であって、例えば、環状ポリエーテル等のマクロサイクリック構造を有する官能基や、π共役の寄与が少ない孤立電子対をもった窒素原子を有する官能基を挙げることができる。π共役の寄与が少ない孤立電子対を有する窒素原子とは、例えば、下記一般式に示す部分構造を有する窒素原子を挙げることができる。
One of the monovalent organic groups of Q 1 and Q 2 has a proton acceptor functional group.
The proton acceptor functional group is a group that can electrostatically interact with a proton or a functional group having a lone pair of electrons, such as a functional group having a macrocyclic structure such as a cyclic polyether, or π A functional group having a nitrogen atom having a lone electron pair with little conjugation contribution can be given. Examples of the nitrogen atom having a lone electron pair with little contribution of π conjugation include a nitrogen atom having a partial structure represented by the following general formula.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

プロトンアクセプター性官能基の好ましい部分構造として、例えば、クラウンエーテル、アザクラウンエーテル、三級アミン、二級アミン、一級アミン、ピリジン、イミダゾール、ピラジン、アニリン構造などを挙げることができる。このような構造を含む基として、好ましい炭素数は4〜30であり、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基などを挙げることができる。アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基は上で挙げたものと同様のものである。   Preferable partial structures of the proton acceptor functional group include, for example, crown ether, azacrown ether, tertiary amine, secondary amine, primary amine, pyridine, imidazole, pyrazine, aniline structure and the like. The group containing such a structure preferably has 4 to 30 carbon atoms, and examples thereof include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and an alkenyl group. The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group and alkenyl group are the same as those mentioned above.

上記各基が有してもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシ基、カルボニル基、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜10)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜10)、アシル基(好ましくは炭素数2〜20)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜10)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜20)、アミノアシル基(好ましくは炭素数2〜20)などが挙げられる。アリール基、シクロアルキル基などにおける環状構造については、置換基としては更にアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)を挙げることができる。アミノアシル基については、置換基として更にアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)を挙げることができる。   Examples of the substituent that each group may have include, for example, a halogen atom, a hydroxyl group, a nitro group, a cyano group, a carboxy group, a carbonyl group, a cycloalkyl group (preferably having 3 to 10 carbon atoms), and an aryl group (preferably Has 6 to 14 carbon atoms, an alkoxy group (preferably 1 to 10 carbon atoms), an acyl group (preferably 2 to 20 carbon atoms), an acyloxy group (preferably 2 to 10 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (preferably C2-C20), an aminoacyl group (preferably C2-C20) etc. are mentioned. As for the cyclic structure in the aryl group, cycloalkyl group and the like, examples of the substituent further include an alkyl group (preferably having a carbon number of 1 to 20). As for the aminoacyl group, examples of the substituent further include an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms).

プロトンアクセプター性官能基は、酸によって切断される結合を有する有機基によって置換されていてもよい。酸によって切断される結合を有する有機基としては、例えば、アミド基、エステル基(好ましくは、第3級アルキルオキシカルボニル基)、アセタール基(好ましくは、1−アルキルオキシ−アルキルオキシ基)、カルバモイル基、カーボネート基などが挙げられる。   The proton acceptor functional group may be substituted with an organic group having a bond that is cleaved by an acid. Examples of the organic group having a bond that can be cleaved by an acid include an amide group, an ester group (preferably a tertiary alkyloxycarbonyl group), an acetal group (preferably a 1-alkyloxy-alkyloxy group), and a carbamoyl group. Group, carbonate group and the like.

1とQ2とが、結合して環を形成し、形成された環がプロトンアクセプター性官能基を有する構造としては、例えば、Q1とQ2の有機基が更にアルキレン基、オキシ基、イミノ基等で結合された構造を挙げることができる。 Examples of the structure in which Q 1 and Q 2 are bonded to form a ring and the formed ring has a proton acceptor functional group include, for example, an organic group of Q 1 and Q 2 is further an alkylene group, an oxy group And a structure bonded with an imino group or the like.

一般式(A−II)に於いて、X1及びX2の少なくとも片方が、−SO2−であることが好ましい。 In general formula (A-II), it is preferable that at least one of X 1 and X 2 is —SO 2 —.

一般式(A−II)で表される化合物は、下記一般式(A−III)で表される化合物であることが好ましい。   The compound represented by the general formula (A-II) is preferably a compound represented by the following general formula (A-III).

Figure 0005039345
Figure 0005039345

一般式(A−III)中、
1及びQ3は、各々独立に、1価の有機基を表す。但し、Q1及びQ3のいずれか一方は、プロトンアクセプター性官能基を有する。Q1とQ3は、結合して環を形成し、形成された環がプロトンアクセプター性官能基を有していてもよい。
1、X2及びX3は、各々独立に、−CO−又は−SO2−を表す。
Aは、2価の連結基を表す。
Bは、単結合、酸素原子又は−N(Qx)−を表す。
Qxは、水素原子又は1価の有機基を表す。
Bが、−N(Qx)−の時、Q3とQxが結合して環を形成してもよい。
nは、0又は1を表す。
In general formula (A-III),
Q 1 and Q 3 each independently represents a monovalent organic group. However, one of Q 1 and Q 3 has a proton acceptor functional group. Q 1 and Q 3 may combine to form a ring, and the formed ring may have a proton acceptor functional group.
X 1 , X 2 and X 3 each independently represent —CO— or —SO 2 —.
A represents a divalent linking group.
B represents a single bond, an oxygen atom, or —N (Qx) —.
Qx represents a hydrogen atom or a monovalent organic group.
When B is —N (Qx) —, Q 3 and Qx may combine to form a ring.
n represents 0 or 1.

1は、一般式(A−II)に於けるQ1と同義である。
3の有機基としては、一般式(A−II)に於けるQ1、Q2の有機基と同様のものを挙げることができる。
Q 1 has the same meaning as Q 1 in formula (A-II).
Examples of the organic group of Q 3 include the same organic groups as Q 1 and Q 2 in formula (A-II).

Aにおける2価の連結基としては、好ましくは炭素数1〜8のフッ素原子を有する2価の連結基であり、例えば炭素数1〜8のフッ素原子を有するアルキレン基、フッ素原子を有するフェニレン基等が挙げられる。より好ましくはフッ素原子を有するアルキレン基であり、好ましい炭素数は2〜6、より好ましくは炭素数2〜4である。アルキレン鎖中に酸素原子、硫黄原子などの連結基を有していてもよい。アルキレン基は、水素原子数の30〜100%がフッ素原子で置換されたアルキレン基が好ましく、更にはパーフルオロアルキレン基が好ましく、パーフロロエチレン基、パーフロロプロピレン基、パーフロロブチレン基が特に好ましい。   The divalent linking group in A is preferably a divalent linking group having 1 to 8 carbon atoms, for example, an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, a phenylene group having a fluorine atom. Etc. An alkylene group having a fluorine atom is more preferable, and a preferable carbon number is 2 to 6, more preferably 2 to 4. The alkylene chain may have a linking group such as an oxygen atom or a sulfur atom. The alkylene group is preferably an alkylene group in which 30 to 100% of the number of hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, more preferably a perfluoroalkylene group, and particularly preferably a perfluoroethylene group, a perfluoropropylene group, or a perfluorobutylene group. .

Qxにおける1価の有機基としては、好ましくは炭素数4〜30の有機基であり、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基などを挙げることができる。アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基は上記と同様のものを挙げることができる。   The monovalent organic group in Qx is preferably an organic group having 4 to 30 carbon atoms, and examples thereof include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and an alkenyl group. Examples of the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group, and alkenyl group are the same as those described above.

一般式(A−III)に於いて、X1、X2、X3は、−SO2−であることが好ましい。 In the general formula (A-III), X 1 , X 2 and X 3 are preferably —SO 2 —.

以下、一般式(A−II)で表される化合物の具体例を示すが、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 (A-II) is shown, this invention is not limited to this.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

Figure 0005039345
Figure 0005039345

Figure 0005039345
Figure 0005039345

化合物(A)としては、一般式(A−I)、(A−II)又は(A−III)で表される化合物のスルホニウム塩化合物、一般式(A−I)、(A−II)又は(A−III)で表される化合物のヨードニウム塩化合物が好ましく、更に好ましくは下記一般式(A1)又は(A2)で表される化合物である。   As the compound (A), a sulfonium salt compound of the compound represented by the general formula (AI), (A-II) or (A-III), the general formula (AI), (A-II) or The iodonium salt compound of the compound represented by (A-III) is preferable, and the compound represented by the following general formula (A1) or (A2) is more preferable.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

一般式(A1)において、
201、R202及びR203は、各々独立に、有機基を表す。
-は、一般式(A−I)で示される化合物の−SO3H部位若しくは-COOH部位の水素原子がとれたスルホン酸アニオン若しくはカルボン酸アニオン、又は一般式(A−II)若しくは(A−III)で表される化合物のアニオンを表す。
In general formula (A1),
R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
X represents a sulfonate anion or carboxylate anion from which a hydrogen atom of the —SO 3 H site or —COOH site of the compound represented by the general formula (AI) is removed, or a general formula (A-II) or (A -III) represents an anion of the compound represented by

201、R202及びR203における有機基の炭素数としては、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。
また、R201〜R203の内の2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
201、R202及びR203における有機基の具体例としては、後述する化合物(A1a)、(A1b)、及び(A1c)における対応する基を挙げることができる。
尚、一般式(A1)で表される構造を複数有する化合物であってもよい。例えば、一般式(A1)で表される化合物のR201〜R203の少なくともひとつが、一般式(A1)で表
されるもうひとつの化合物のR201〜R203の少なくともひとつと結合した構造を有する化合物であってもよい。
The carbon number of the organic group in R 201 , R 202 and R 203 is generally 1-30, preferably 1-20.
It is also possible to form the two members ring structure of the R 201 to R 203, an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).
Specific examples of the organic group for R 201 , R 202 and R 203 include corresponding groups in the compounds (A1a), (A1b) and (A1c) described later.
In addition, the compound which has two or more structures represented by general formula (A1) may be sufficient. For example, the general formula at least one of R 201 to R 203 of a compound represented by (A1) is at least one bond with structure of R 201 to R 203 of another compound represented by formula (A1) It may be a compound.

更に好ましい(A1)成分として、以下に説明する化合物(A1a)、(A1b)、及び(A1c)を挙げることができる。   More preferred components (A1) include compounds (A1a), (A1b), and (A1c) described below.

化合物(A1a)は、上記一般式(A1)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニム化合物、即ち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。
アリールスルホニウム化合物は、R201〜R203の全てがアリール基でもよいし、R201〜R203の内の一部がアリール基で、残りがアルキル基、シクロアルキル基でもよい。
アリールスルホニウム化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、ジアリールシクロアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物、アリールジシクロアルキルスルホニウム化合物、アリールアルキルシクロアルキルスルホニウム化合物等を挙げることができる。
アリールスルホニウム化合物のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。アリールスルホニム化合物が2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているアルキル基は、炭素数1〜15の直鎖又は分岐状アルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているシクロアルキル基は、炭素数3〜15のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。
201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜14)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基を置換基として有してもよい。好ましい置換基としては炭素数1〜12の直鎖又は分岐状アルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数1〜12の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基であり、最も好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基である。置換基は、3つのR201〜R203の内のいずれか1つに置換していてもよいし、3つ全てに置換していてもよい。また、R201〜R203がアリール基の場合に、置換基はアリール基のp−位に置換していることが好ましい。
Compound (A1a) is at least one of the aryl groups R 201 to R 203 in formula (A1), arylsulfonium compound, i.e., a compound having arylsulfonium as a cation.
In the arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group, or a part of R 201 to R 203 may be an aryl group, and the rest may be an alkyl group or a cycloalkyl group.
Examples of the arylsulfonium compound include triarylsulfonium compounds, diarylalkylsulfonium compounds, diarylcycloalkylsulfonium compounds, aryldialkylsulfonium compounds, aryldicycloalkylsulfonium compounds, arylalkylcycloalkylsulfonium compounds, and the like.
The aryl group of the arylsulfonium compound is preferably a phenyl group or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.
The alkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, sec- Examples thereof include a butyl group and a t-butyl group.
The cycloalkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclohexyl group.
Aryl group, alkyl group of R 201 to R 203, cycloalkyl group, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, 6 to 14 carbon atoms) , An alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, or a phenylthio group may be substituted. Preferred substituents are linear or branched alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, cycloalkyl groups having 3 to 12 carbon atoms, and linear, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, most preferably They are a C1-C4 alkyl group and a C1-C4 alkoxy group. The substituent may be substituted on any one of three R 201 to R 203, or may be substituted on all three. When R 201 to R 203 are an aryl group, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.

次に、化合物(A1b)について説明する。
化合物(A1b)は、一般式(A1)におけるR201〜R203が、各々独立に、芳香環を有さない有機基を表す化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を有する芳香族環も包含するものである。
201〜R203における芳香環を有さない有機基としては、一般的に炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20の有機基である。
201〜R203は、各々独立に、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリル基、ビニル基であり、更に好ましくは直鎖又は分岐の2−オキソアルキル基、2−オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、特に好ましくは直鎖又は分岐の2−オキソアルキル基である。
201〜R203におけるアルキル基としては、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜20の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。R201〜R203としてのアルキル基は、直鎖又は分岐の2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基がより好ましい。
201〜R203におけるシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数3〜10のシク
ロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。R201〜R203としてのシクロアルキル基は、2−オキソシクロアルキル基がより好ましい。
201〜R203における直鎖又は分岐の2−オキソアルキル基としては、鎖中に二重結合を有していてもよく、好ましくは、上記のアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
201〜R203における2−オキソシクロアルキル基としては、鎖中に二重結合を有していてもよく、好ましくは、上記のシクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
201〜R203のアルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基)を挙げることができる。
201〜R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1〜5)、アルコキシカルボニル基(例えば炭素数炭素数1〜5)、水酸基、シアノ基、ニトロ基によって更に置換されていてもよい。
Next, the compound (A1b) will be described.
The compound (A1b) is a compound in which R 201 to R 203 in the general formula (A1) each independently represents an organic group having no aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring having a hetero atom.
The organic group not having an aromatic ring in R 201 to R 203, generally from 1 to 30 carbon atoms, preferably an organic group having 1 to 20 carbon atoms.
R 201 to R 203 are each independently preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group or a vinyl group, more preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group, 2-oxocycloalkyl group, An alkoxycarbonylmethyl group, particularly preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group.
The alkyl group in R 201 to R 203 may be linear or branched, and is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group). Group, butyl group, pentyl group). The alkyl group as R 201 to R 203 is a straight-chain or branched 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylmethyl group are preferred.
Preferred examples of the cycloalkyl group for R 201 to R 203 include cycloalkyl groups having 3 to 10 carbon atoms (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group). The cycloalkyl group as R 201 to R 203 is a 2-oxocycloalkyl group is more preferable.
The linear or branched 2-oxoalkyl group in R 201 to R 203 may have a double bond in the chain, and preferably has> C═O at the 2-position of the alkyl group. The group can be mentioned.
The 2-oxocycloalkyl group in R 201 to R 203 may have a double bond in the chain, and preferably includes a group having> C═O at the 2-position of the cycloalkyl group. be able to.
The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group of R 201 to R 203, preferably may be mentioned alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms (a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentoxy group).
R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (eg, having 1 to 5 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (eg, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group. .

化合物(A1c)とは、以下の一般式(A1c)で表される化合物であり、アリールアシルスルフォニウム塩構造を有する化合物である。   The compound (A1c) is a compound represented by the following general formula (A1c), and is a compound having an arylacylsulfonium salt structure.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

一般式(A1c)に於いて、
213は、置換基を有していてもよいアリール基を表し、好ましくはフェニル基、ナフチル基である。R213における好ましい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、ニトロ基、水酸基、アルコキシカルボニル基、カルボキシ基が挙げられる。
214及びR215は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
201及びY202は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はビニル基を表す。
-は、一般式(A−I)で示される化合物の−SO3H部位若しくは-COOH部位の水素原子がとれたスルホン酸アニオン若しくはカルボン酸アニオン、又は一般式(A−II)若しくは(A−III)で表される化合物のアニオンを表す。
213とR214は、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、R214とR215は、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、Y201とY202は、それぞれ結合して環構造を形成しても良い。これらの環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。R213及びR214、R214及びR215、Y201及びY202が結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げることができる。
In general formula (A1c):
R213 represents an aryl group which may have a substituent, and is preferably a phenyl group or a naphthyl group. Preferred substituents in R 213, an alkyl group, an alkoxy group, an acyl group, a nitro group, a hydroxyl group, an alkoxycarbonyl group and a carboxy group.
R 214 and R 215 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group.
Y 201 and Y 202 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a vinyl group.
X represents a sulfonate anion or carboxylate anion from which a hydrogen atom of the —SO 3 H site or —COOH site of the compound represented by the general formula (AI) is removed, or a general formula (A-II) or (A -III) represents an anion of the compound represented by
R 213 and R 214 may be bonded to form a ring structure, R 214 and R 215 may be bonded to form a ring structure, and Y 201 and Y 202 are bonded to each other. To form a ring structure. These ring structures may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, or an amide bond. Examples of the group R 213 and R 214, R 214 and R 215, Y 201 and Y 202 are formed by combined include a butylene group and a pentylene group.

214、R215、Y201及びY202におけるアルキル基としては、炭素数1〜20の直鎖若しくは分岐状アルキル基が好ましい。Y201及びY202におけるアルキル基としては、アルキル基の2位に>C=Oを有する2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルアルキル基(好ましくは炭素数2〜20のアルコキシ基)、カルボキシアルキル基がより好ましい。
214、R215、Y201及びY202におけるシクロアルキル基としては、炭素数3〜20のシクロアルキル基が好ましい。
As the alkyl group for R 214 , R 215 , Y 201, and Y 202 , a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferable. Examples of the alkyl group for Y 201 and Y 202 include a 2-oxoalkyl group having> C═O at the 2-position of the alkyl group, an alkoxycarbonylalkyl group (preferably an alkoxy group having 2 to 20 carbon atoms), and a carboxyalkyl group. More preferred.
The cycloalkyl group for R 214 , R 215 , Y 201 and Y 202 is preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms.

201及びY202は、好ましくは、炭素数4個以上のアルキル基であり、より好ましくは、4〜6、更に好ましくは、4〜12のアルキル基である。
また、R214又はR215の少なくとも1つは、アルキル基であることが好ましく、更に好ましくは、R214及びR215の両方がアルキル基である。
Y 201 and Y 202 are preferably an alkyl group having 4 or more carbon atoms, more preferably an alkyl group having 4 to 6, and further preferably 4 to 12.
In addition, at least one of R 214 or R 215 is preferably an alkyl group, and more preferably both R 214 and R 215 are alkyl groups.

前記一般式(A2)中、
204及びR205は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
-は、一般式(A−I)で示される化合物の−SO3H部位若しくは-COOH部位の水素原子がとれたスルホン酸アニオン若しくはカルボン酸アニオン、又は一般式(A−II)若しくは(A−III)で表される化合物のアニオンを表す。
In the general formula (A2),
R204 and R205 each independently represents an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.
X represents a sulfonate anion or carboxylate anion from which a hydrogen atom of the —SO 3 H site or —COOH site of the compound represented by the general formula (AI) is removed, or a general formula (A-II) or (A -III) represents an anion of the compound represented by

204及びR205のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。
204及びR205におけるアルキル基としては、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。
204及びR205におけるシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。
204及びR205は、置換基を有していてもよい。R204及びR205が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜15)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基等を挙げることができる。
The aryl group of R 204 and R 205, a phenyl group, a naphthyl group, more preferably a phenyl group.
The alkyl group in R 204 and R 205 may be either linear or branched, and is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group). Group, butyl group, pentyl group).
Preferred examples of the cycloalkyl group for R 204 and R 205 include cycloalkyl groups having 3 to 10 carbon atoms (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group).
R204 and R205 may have a substituent. Examples of the substituent that R204 and R205 may have include, for example, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), and an aryl group (for example, 6 to 15 carbon atoms). , Alkoxy groups (for example, having 1 to 15 carbon atoms), halogen atoms, hydroxyl groups, phenylthio groups, and the like.

活性光線又は放射線の照射により一般式(A−I)、(A−II)又は(A−III)で表される化合物を発生する化合物としては、好ましくは、一般式(A1)で表される化合物であり、更に好ましくは化合物(A1a)〜(A1c)である。   The compound that generates the compound represented by the general formula (AI), (A-II), or (A-III) upon irradiation with actinic rays or radiation is preferably represented by the general formula (A1). A compound, more preferably compounds (A1a) to (A1c).

化合物(A)は、活性光線又は放射線の照射により分解し、例えば、一般式(A−1)又は(A−2)で表される化合物を発生する。
一般式(A−1)で表される化合物は、プロトンアクセプター性官能基とともにスルホ基又はカルボキシル基を有することにより、化合物(A)に比べてプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物である。
一般式(A−2)で表される化合物は、プロトンアクセプター性官能基とともに有機スルホニルイミノ基若しくは有機カルボニルイミノ基を有することにより、化合物(A)に比べてプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物である。
本発明に於いて、アクセプター性が低下するとは、プロトンアクセプター官能基を有する化合物とプロトンからプロトン付加体である非共有結合錯体が生成する時、その化学平衡に於ける平衡定数が減少することを意味する。
プロトンアクセプター性は、pH測定を行うことによって確認することができる。
Compound (A) decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to generate, for example, a compound represented by general formula (A-1) or (A-2).
The compound represented by the general formula (A-1) has a sulfo group or a carboxyl group together with a proton acceptor functional group, so that the proton acceptor property decreases or disappears compared to the compound (A), or the proton acceptor. It is a compound that has changed from scepter to acidic.
The compound represented by the general formula (A-2) has an organic sulfonylimino group or an organic carbonylimino group together with a proton acceptor functional group, so that the proton acceptor property decreases and disappears compared to the compound (A). Or a compound that is changed from proton acceptor property to acidity.
In the present invention, the acceptor property is lowered when the non-covalent complex which is a proton adduct is formed from a compound having a proton acceptor functional group and a proton, and the equilibrium constant in the chemical equilibrium is reduced. Means.
Proton acceptor property can be confirmed by measuring pH.

以下、活性光線又は放射線の照射により一般式(A−I)で表される化合物を発生する化合物(A)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 the compound (A) which generate | occur | produces the compound represented by general formula (AI) by irradiation of actinic light or a radiation is given, this invention is not limited to this.

Figure 0005039345
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これらの化合物の合成は、一般式(A−I)で表される化合物又はそのリチウム、ナトリウム、カリウム塩と、ヨードニウム又はスルホニウムの水酸化物、臭化物、塩化物等から、特表平11−501909号公報又は特開2003−246786号公報に記載されている塩交換法を用いて容易に合成できる。   These compounds are synthesized from a compound represented by the general formula (AI) or a lithium, sodium or potassium salt thereof and a hydroxide, bromide or chloride of iodonium or sulfonium, etc. Or a salt exchange method described in JP-A No. 2003-246786.

以下、活性光線又は放射線の照射により一般式(A−II)で表される化合物を発生す
る化合物(A)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 the compound (A) which generate | occur | produces the compound represented by general formula (A-II) by irradiation of actinic light or a radiation is given, this invention is not limited to this.

Figure 0005039345
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Figure 0005039345
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これらの化合物は、一般的なスルホン酸エステル化反応あるいはスルホンアミド化反応を用いることで容易に合成できる。例えば、ビススルホニルハライド化合物の一方のスルホニルハライド部を選択的に一般式(A−II)で表される部分構造を含むアミン、アルコールなどと反応させて、スルホンアミド結合、スルホン酸エステル結合を形成した後、もう一方のスルホニルハライド部分を加水分解する方法、あるいは環状スルホン酸無水物を一般式(A−II)で表される部分構造を含むアミン、アルコールにより開環させる方法により得ることができる。一般式(A−II)で表される部分構造を含むアミン、アルコールは、アミン、アルコールを塩基性下にて(R'O2C)2OやR'O2CCl等の無水物、酸クロリド化合物と反応させることにより合成できる。 These compounds can be easily synthesized by using a general sulfonic acid esterification reaction or sulfonamidation reaction. For example, one sulfonyl halide part of a bissulfonyl halide compound is selectively reacted with an amine or alcohol containing a partial structure represented by the general formula (A-II) to form a sulfonamide bond or a sulfonate bond Then, the other sulfonyl halide moiety can be hydrolyzed, or the cyclic sulfonic acid anhydride can be opened with an amine or alcohol containing a partial structure represented by the general formula (A-II). . An amine or alcohol containing a partial structure represented by the general formula (A-II) is an amine, an alcohol such as (R′O 2 C) 2 O or an anhydride such as R′O 2 CCl, acid It can be synthesized by reacting with a chloride compound.

本発明のポジ型レジスト組成物中の化合物(A)の含量は、組成物の固形分を基準として、0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは0.1〜10質量%である。   The content of the compound (A) in the positive resist composition of the present invention is preferably from 0.1 to 20 mass%, more preferably from 0.1 to 10 mass%, based on the solid content of the composition.

塩基性化合物
本発明のポジ型レジスト組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、塩基性化合物を含有することが好ましい。
好ましい構造として、下記式(A)〜(E)で示される構造を挙げることができる。
Basic Compound The positive resist composition of the present invention preferably contains a basic compound in order to reduce the change in performance over time from exposure to heating.
Preferable structures include structures represented by the following formulas (A) to (E).

Figure 0005039345
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式(A)〜(E)中、R250、R251及びR252は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜
20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基であり、ここでR250とR251は互いに結合して環を形成してもよい。置換基を有するアルキル基、シクロアルキル基としては、炭素数1〜20のアミノアルキル基、炭素数3〜20のアミノシクロアルキル基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基、炭素数3〜20のヒドロキシシクロアルキル基が好ましい。
また、これらはアルキル鎖中に酸素原子、硫黄原子、窒素原子を含んでも良い。
253、R254、R255及びR256は、各々独立に、炭素数1〜20のアルキル基又はシクロアルキル基を示す。
In formulas (A) to (E), R 250 , R 251 and R 252 each independently represent a hydrogen atom, a carbon number of 1 to
20 alkyl groups, cycloalkyl groups having 3 to 20 carbon atoms, or aryl groups having 6 to 20 carbon atoms, wherein R 250 and R 251 may be bonded to each other to form a ring. Examples of the alkyl group and cycloalkyl group having a substituent include an aminoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aminocycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a 3 to 20 carbon atom. A hydroxycycloalkyl group is preferred.
These may contain an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom in the alkyl chain.
R 253 , R 254 , R 255 and R 256 each independently represent an alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

好ましい化合物として、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルホリン、ピペリジンを挙げることができ、更に好ましい化合物として、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体等を挙げることができる。これらの化合物は置換基を有していてもよい。   Preferred compounds include guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine, piperidine, and more preferred compounds include imidazole structure, diazabicyclo structure, onium hydroxide structure, onium carboxylate structure, Examples thereof include a compound having a trialkylamine structure, an aniline structure or a pyridine structure, an alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond, and an aniline derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond. These compounds may have a substituent.

イミダゾール構造を有する化合物としてはイミダゾール、2、4、5−トリフェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール等があげられる。ジアザビシクロ構造を有する化合物としては1、4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1、5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノナー5−エン、1、8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカー7−エンなどがあげられる。オニウムヒドロキシド構造を有する化合物としてはトリアリールスルホニウムヒドロキシド、フェナシルスルホニウムヒドロキシド、2−オキソアルキル基を有するスルホニウムヒドロキシド、具体的にはトリフェニルスルホニウムヒドロキシド、トリス(t−ブチルフェニル)スルホニウムヒドロキシド、ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェニウムヒドロキシド、2−オキソプロピルチオフェニウムヒドロキシドなどがあげられる。オニウムカルボキシレート構造を有する化合物としてはオニウムヒドロキシド構造を有する化合物のアニオン部がカルボキシレートになったものであり、例えばアセテート、アダマンタンー1−カルボキシレート、パーフロロアルキルカルボキシレート等があげられる。トリアルキルアミン構造を有する化合物としては、トリ(n−ブチル)アミン、トリ(n−オクチル)アミン等を挙げることができる。アニリン化合物としては、2,6−ジイソプロピルアニリン、N,N−ジメチルアニリン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエー
テル結合を有するアニリン誘導体としては、N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アニリン等を挙げることができる。
Examples of the compound having an imidazole structure include imidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, benzimidazole, and the like. The compound having a diazabicyclo structure is 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] noner-5-ene, 1,8-diazabicyclo [5,4,0]. Undecar 7-ene. Examples of the compound having an onium hydroxide structure include triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, sulfonium hydroxide having a 2-oxoalkyl group, specifically triphenylsulfonium hydroxide, tris (t-butylphenyl) sulfonium. Examples thereof include hydroxide, bis (t-butylphenyl) iodonium hydroxide, phenacylthiophenium hydroxide, and 2-oxopropylthiophenium hydroxide. The compound having an onium carboxylate structure is a compound having an onium hydroxide structure in which the anion moiety is converted to a carboxylate, and examples thereof include acetate, adamantane-1-carboxylate, and perfluoroalkylcarboxylate. Examples of the compound having a trialkylamine structure include tri (n-butyl) amine and tri (n-octyl) amine. Examples of aniline compounds include 2,6-diisopropylaniline and N, N-dimethylaniline. Examples of the alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and tris (methoxyethoxyethyl) amine. Examples of aniline derivatives having a hydroxyl group and / or an ether bond include N, N-bis (hydroxyethyl) aniline.

これらの塩基性化合物は、単独であるいは2種以上で用いられる。塩基性化合物の使用量は、ポジ型レジスト組成物の固形分を基準として、通常0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。十分な添加効果を得る上で0.001質量%以上が好ましく、感度や非露光部の現像性の点で10質量%以下が好ましい。   These basic compounds are used alone or in combination of two or more. The usage-amount of a basic compound is 0.001-10 mass% normally on the basis of solid content of a positive resist composition, Preferably it is 0.01-5 mass%. In order to obtain a sufficient addition effect, 0.001% by mass or more is preferable, and 10% by mass or less is preferable in terms of sensitivity and developability of the non-exposed area.

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界面活性剤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。
Fluorine-based and / or silicon-based surfactant The positive resist composition of the present invention further comprises a fluorine-based and / or silicon-based surfactant (fluorine-based surfactant and silicon-based surfactant, fluorine atom and silicon atom It is preferable to contain either one or two or more surfactants containing both.
When the positive resist composition of the present invention contains the above-described surfactant, a resist pattern with good adhesion and low development defects can be obtained with good sensitivity and resolution when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less. It becomes possible.

これらの界面活性剤として、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。
As these surfactants, for example, JP-A-62-36663, JP-A-61-226746, JP-A-61-226745, JP-A-62-170950, JP-A-63-34540 No. 7, 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, EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, 431 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173, F176, F189, 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)も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)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。さらに、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。
In addition to the known surfactants described above, the surfactant is derived from a fluoroaliphatic compound produced by a telomerization method (also called telomer method) or an oligomerization method (also called 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 link) or poly (block link of oxyethylene and oxypropylene) 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).

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。さらに、C613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、C613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、C817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、C817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。
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) and (poly (oxyalkylene)) acrylate having C 8 F 17 groups (or Copolymer of acrylate (or methacrylate), (poly (oxyethylene)) acrylate (or methacrylate), and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate) having a C 8 F 17 group Coalesce, etc. Can.

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。   The amount of the surfactant used is preferably 0.0001 to 2% by mass, more preferably 0.001 to 1% by mass, based on the total amount of the positive resist composition (excluding the solvent).

アセタール化合物
本発明のポジ型レジスト組成物は、更に、下記一般式(A)で表されるアセタール化合物及び/又は一般式(B)で表されるアセタール化合物を含有することが好ましい。
Acetal Compound The positive resist composition of the present invention preferably further contains an acetal compound represented by the following general formula (A) and / or an acetal compound represented by the general formula (B).

Figure 0005039345
Figure 0005039345

一般式(A)及び(B)中、
1’及びR2’は、各々独立に、有機基を表す。
In general formulas (A) and (B),
R 1 ′ and R 2 ′ each independently represents an organic group.

一般式(A)及び(B)に於ける、R1’及びR2’は、炭素数1〜30個の有機基であることが好ましく、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基であり、さらに好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基である。 In the general formulas (A) and (B), R 1 ′ and R 2 ′ are preferably organic groups having 1 to 30 carbon atoms, more preferably alkyl groups, cycloalkyl groups, and alkenyl groups. , An aralkyl group and an aryl group, more preferably an alkyl group, a cycloalkyl group and an aryl group.

アセタール化合物は酸の作用によりアセタールが分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する化合物である。   The acetal compound is a compound in which the acetal is decomposed by the action of an acid and the solubility in an alkaline developer is increased.

以下、アセタール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 an acetal compound is given, this invention is not limited to this.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

アセタール化合物は、アセタール構造を有するポリマー(樹脂)であってもよい。アセタール構造を有するポリマーは、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方にアセタール構造を有してよい。このうち、アセタール構造を側鎖に有するポリマーがより好ましい。   The acetal compound may be a polymer (resin) having an acetal structure. The polymer having an acetal structure may have an acetal structure in the main chain or side chain of the resin, or in both the main chain and the side chain. Among these, a polymer having an acetal structure in the side chain is more preferable.

以下、アセタール構造を有するポリマー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 the polymer which has an acetal structure is given, this invention is not limited to this.

Figure 0005039345
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アセタール化合物の本発明のポジ型レジスト組成物中の添加量は、組成物の全固形分の全質量に対して、0.001〜60質量%が好ましく、より好ましくは0.01〜40質量%、特に好ましくは0.1〜20質量%である。また、アセタール化合物は、1種類を用いてもよいし、2種類以上を用いてもよい。   The addition amount of the acetal compound in the positive resist composition of the present invention is preferably 0.001 to 60% by mass, more preferably 0.01 to 40% by mass with respect to the total mass of the total solid content of the composition. Especially preferably, it is 0.1-20 mass%. Moreover, 1 type may be used for an acetal compound, and 2 or more types may be used for it.

溶剤
本発明のポジ型レジスト組成物は、上記各成分及び後述する成分を溶解する溶剤に溶かして支持体上に塗布する。ここで使用する溶剤としては、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等が好ましい。これらの有機溶剤は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
Solvent The positive resist composition of the present invention is dissolved in a solvent that dissolves the above-described components and the components described later, and is applied onto a support. Solvents used here include ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate , Propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N, N-dimethyl Formamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran and the like are preferable. These organic solvents can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

上記の中でも、好ましい有機溶剤としては2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメ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アセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフランを挙げることができる。   Among these, preferable organic solvents include 2-heptanone, γ-butyrolactone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl. Examples include ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, N-methylpyrrolidone, and tetrahydrofuran.

上記の中でも、溶剤とし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を含有することがより好ましい。また、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに加えさらにプロピレングリコールモノメチルエーテルを含有することがラインエッジラフネス、真空中PEDによる性能変化低減の点で好ましい。   Among the above, it is more preferable to contain propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent. In addition to propylene glycol monomethyl ether acetate, it is preferable to further contain propylene glycol monomethyl ether in view of line edge roughness and performance change reduction by PED in vacuum.

パターン形成方法
本発明に係わる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た後、乾燥又はプリベークを行いレジスト膜を形成し、所定のマスクを通して、露光し、好ましくはポストベークを行い、現像することにより良好なレジストパターンを得ることができる。なお、基板上に予め反射防止膜を設けてもよい。
ここで露光光としては、例えば、250nm以下の波長の遠紫外線、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)、F2エキ
シマレーザー(157nm)、EUV(13nm)、X線、電子ビーム等が挙げられ、特に好ましくは、KrFエキシマレーザー、電子線、X線又はEUVが挙げられる。
Pattern Forming Method After applying the positive resist composition according to the present invention on a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) used for manufacturing a precision integrated circuit device by an appropriate coating method such as a spinner or a coater. A good resist pattern can be obtained by drying or pre-baking to form a resist film, exposing through a predetermined mask, preferably post-baking, and developing. An antireflection film may be provided on the substrate in advance.
Here, as the exposure light, for example, far ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less, specifically, KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (157 nm), EUV (13 nm), X And KrF excimer laser, electron beam, X-ray and EUV are particularly preferable.

本発明のポジ型レジスト組成物によるパターン形成において、現像に使用する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。   In the pattern formation by the positive resist composition of the present invention, as an alkaline developer used for development, inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, 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 Alkaline aqueous solutions such as quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide, and cyclic amines such as pyrrole and pihelidine can be used.

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%である。
アルカリ現像液のpHは、通常10.0〜15.0である。
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.
The pH of the alkali developer is usually from 10.0 to 15.0.

以下、本発明を実施例により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。尚、実施例1〜3、5、14、16〜23、25、34〜40、42〜47、49及び50は参考例と読み替えるものとする。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example. In addition, Examples 1-3, 5, 14, 16-23, 25, 34-40, 42-47, 49, and 50 shall be read as a reference example.

〔(A)成分のポリマーに関する合成例〕
(合成例1)マクロモノマー1の合成
[Synthesis example regarding polymer of component (A)]
Synthesis Example 1 Synthesis of Macromonomer 1

Figure 0005039345
Figure 0005039345

反応容器中でp−(1−エトキシエチル)スチレン(東ソー製)76.9g(0.4mol)、t−ブチルアクリレート76.9g(0.6mol)をテトラヒドロフラン250mlに溶解し、攪拌しながら系中に窒素ガスを流した。そこに3−メルカプト酢酸18.42g(0.2mol)、重合開始剤V−65(和光純薬工業製)を12.42g(0.05mol)添加し、反応溶液を60℃に加熱した。10時間過熱攪拌した後反応溶液を室温まで放冷し、蒸留水3L中に滴下しポリマーを沈殿させた。ろ過した固体をアセトン150mlに溶解し、再度蒸留水3L中に滴下、ろ過した固体を減圧乾燥して中間体を135.3g得た。
反応容器中に上記で得られた中間体100g、トリエチルアミン9.41g、グリシジルアクリレート8.94g、ヒドロキノン0.1g、メチルエチルケトン200mlを加え、60℃に加熱して2時間攪拌した。反応溶液を室温まで放冷し、蒸留水3L中に滴下
した。ろ過した固体をアセトン150mlに溶解し、再度蒸留水3L中に滴下、ろ過した固体を減圧乾燥してマクロモノマー1を120.3g得た。GPC/MALLS(多角度光散乱)による重量平均分子量は4300であった。1H−NMR解析から、p−(1−エトキシエチル)スチレン/t−ブチルアクリレートの比が43/57、二重結合存在比が0.215mmol/gであった。よって、上述したnb(分岐鎖となる部分の平均重
合度)は27.6である。
In a reaction vessel, 76.9 g (0.4 mol) of p- (1-ethoxyethyl) styrene (manufactured by Tosoh Corporation) and 76.9 g (0.6 mol) of t-butyl acrylate were dissolved in 250 ml of tetrahydrofuran, and the system was stirred. Nitrogen gas was allowed to flow through. Thereto were added 18.42 g (0.2 mol) of 3-mercaptoacetic acid and 12.42 g (0.05 mol) of a polymerization initiator V-65 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries), and the reaction solution was heated to 60 ° C. After stirring with heating for 10 hours, the reaction solution was allowed to cool to room temperature and dropped into 3 L of distilled water to precipitate the polymer. The filtered solid was dissolved in 150 ml of acetone, dropped again into 3 L of distilled water, and the filtered solid was dried under reduced pressure to obtain 135.3 g of an intermediate.
100 g of the intermediate obtained above, 9.41 g of triethylamine, 8.94 g of glycidyl acrylate, 0.1 g of hydroquinone and 200 ml of methyl ethyl ketone were added to the reaction vessel, heated to 60 ° C. and stirred for 2 hours. The reaction solution was allowed to cool to room temperature and dropped into 3 L of distilled water. The filtered solid was dissolved in 150 ml of acetone, dropped again into 3 L of distilled water, and the filtered solid was dried under reduced pressure to obtain 120.3 g of macromonomer 1. The weight average molecular weight by GPC / MALLS (multi-angle light scattering) was 4300. From the 1H-NMR analysis, it was found that the ratio of p- (1-ethoxyethyl) styrene / t-butyl acrylate was 43/57, and the double bond abundance ratio was 0.215 mmol / g. Therefore, the above-described n b (average polymerization degree of the portion to be a branched chain) is 27.6.

(合成例2)ポリマーPA1の合成 (Synthesis Example 2) Synthesis of polymer PA1

Figure 0005039345
Figure 0005039345

反応容器中でp−(1−エトキシエチル)スチレン(東ソー製)2.98g(0.01
6mol)、t−ブチルアクリレート2.63g(0.021mol)、マクロモノマー1を65.12g(平均二重結合モル数0.014mol)をテトラヒドロフラン150mlに溶解し、攪拌しながら系中に窒素ガスを流した。そこに重合開始剤V−65(和光純薬工業製)を0.89g(0.0036mol)添加し、反応溶液を60℃に加熱した。10時間過熱攪拌した後反応溶液を室温まで放冷し、蒸留水3L中に滴下しポリマーを沈殿させた。ろ過した固体をアセトン150mlに溶解し、再度蒸留水3L中に滴下、ろ過して固体を得た。この固体を反応容器に添加し、メタノール200ml、蒸留水20ml、p−トルエンスルホン酸1.0gを加え60℃に加熱して3時間攪拌した。その後反応溶液を蒸留水3Lに滴下し、ろ過した固体をアセトン150mlに溶解し、再度蒸留水3L中に滴下、ろ過した固体を減圧乾燥してポリマー38.4gを得た。その後、このポリマーをPGMEAに溶解させ、30質量%の溶液を得た。このポリマーをPA1とする。GPC/MALLSによる重量平均分子量は32000であった。また1H−NMR解析から、p−ヒドロキシスチレン/t−ブチルアクリレート/マクロモノマー1の比が31/41/28、全体のp−ヒドロキシスチレン/t−ブチルアクリレートの比が41/59であった。よって、上述したnm(幹となる部分(主鎖)の平均重合度)は、38.0、x(ポリマー1分子中の分岐点の数の平均)は10.6である。
2.98 g of p- (1-ethoxyethyl) styrene (manufactured by Tosoh) in a reaction vessel (0.01
6 mol), 2.63 g (0.021 mol) of t-butyl acrylate and 65.12 g of macromonomer 1 (average double bond mole number 0.014 mol) were dissolved in 150 ml of tetrahydrofuran, and nitrogen gas was introduced into the system while stirring. Washed away. 0.89 g (0.0036 mol) of polymerization initiator V-65 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added thereto, and the reaction solution was heated to 60 ° C. After stirring with heating for 10 hours, the reaction solution was allowed to cool to room temperature and dropped into 3 L of distilled water to precipitate the polymer. The filtered solid was dissolved in 150 ml of acetone, dropped again into 3 L of distilled water and filtered to obtain a solid. This solid was added to a reaction vessel, 200 ml of methanol, 20 ml of distilled water and 1.0 g of p-toluenesulfonic acid were added, heated to 60 ° C. and stirred for 3 hours. Thereafter, the reaction solution was dropped into 3 L of distilled water, the filtered solid was dissolved in 150 ml of acetone, and the filtered solid was dropped again into 3 L of distilled water and dried under reduced pressure to obtain 38.4 g of a polymer. Thereafter, this polymer was dissolved in PGMEA to obtain a 30% by mass solution. This polymer is designated as PA1. The weight average molecular weight by GPC / MALLS was 32000. From 1H-NMR analysis, the ratio of p-hydroxystyrene / t-butyl acrylate / macromonomer 1 was 31/41/28, and the overall ratio of p-hydroxystyrene / t-butyl acrylate was 41/59. Therefore, the above-mentioned n m (average degree of polymerization of the main portion (main chain)) is 38.0, and x (average number of branch points in one polymer molecule) is 10.6.

(合成例3)多官能開始剤1の合成 Synthesis Example 3 Synthesis of Multifunctional Initiator 1

Figure 0005039345
Figure 0005039345

反応容器中に2,2−6,6−テトラメチル−1−(2−ヒドロキシ−1−フェニルエトキシ)−ピペリジン73.10g(0.2mol)、テトラヒドロフランmlを加え、攪拌しながら系中に窒素ガスを流し、溶液を−40℃に冷却した。そこに水素化ナトリウム4.8g(0.2mol)を添加し、さらに20分攪拌した。その後1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン20.24g(0.045mol)を添加し、反応溶液を徐々に室温まで昇温した。その後飽和塩化アンモニウム水溶液を加えて反応を停止・中和し、酢酸エチル300mlと蒸留水100mlで抽出操作を行った。酢酸エチル層に硫酸マグネシウムを加えて脱水し、溶媒を留去した後シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製を行い多官能開始剤1を185.3g得た。
なお、上記の2,2−6,6−テトラメチル−1−(2−ヒドロキシ−1−フェニルエ
トキシ)−ピペリジンは、原料をスチレンからp−(1−エトキシエチル)スチレンに変更する以外は Journal of American Chemical Society 1994, Vol. 116, p.11185と同様
の方法で合成できる。
In a reaction vessel, 73.10 g (0.2 mol) of 2,2-6,6-tetramethyl-1- (2-hydroxy-1-phenylethoxy) -piperidine and ml of tetrahydrofuran were added, and nitrogen was added to the system while stirring. Gas was flowed and the solution was cooled to -40 ° C. Thereto was added 4.8 g (0.2 mol) of sodium hydride, and the mixture was further stirred for 20 minutes. Thereafter, 20.24 g (0.045 mol) of 1,2,4,5-tetrakis (bromomethyl) benzene was added, and the reaction solution was gradually warmed to room temperature. Thereafter, a saturated aqueous ammonium chloride solution was added to stop and neutralize the reaction, and extraction was performed with 300 ml of ethyl acetate and 100 ml of distilled water. Magnesium sulfate was added to the ethyl acetate layer for dehydration, the solvent was distilled off, and the residue was purified by silica gel column chromatography to obtain 185.3 g of polyfunctional initiator 1.
The 2,2-6,6-tetramethyl-1- (2-hydroxy-1-phenylethoxy) -piperidine described above is journaled except that the raw material is changed from styrene to p- (1-ethoxyethyl) styrene. of American Chemical Society 1994, Vol. 116, p.11185.

2,2−6,6−テトラメチル−1−(2−ヒドロキシ−1−フェニルエトキシ)−ピペリジンの構造は以下の通りである。   The structure of 2,2-6,6-tetramethyl-1- (2-hydroxy-1-phenylethoxy) -piperidine is as follows:

Figure 0005039345
Figure 0005039345

(合成例4)ポリマーPA2の合成 (Synthesis Example 4) Synthesis of polymer PA2

Figure 0005039345
Figure 0005039345

反応容器中に多官能開始剤1を3.18g(0.002mol)、p−(1−エトキシエチル)スチレン(東ソー製)38.45g(0.2mol)を添加し、攪拌しながら系中に窒素ガスを流し、反応溶液を130℃に加熱した。10時間加熱攪拌した後反応溶液を室温まで放冷し、さらに酢酸エチル100ml、メタノール20ml、蒸留水5ml、p−トルエンスルホン酸0.5gを加え反応溶液を60℃に加熱し2時間攪拌した。その後反応溶液を蒸留水2L中に滴下しポリマーを沈殿させた。ろ過した固体をアセトン100mlに溶解し、再度蒸留水2L中に滴下、ろ過した後減圧乾燥して粉体を23.7g得た。この粉体65.1gをPGMEA300gに溶解し、この溶液を60℃、20mmHgまで減圧して約60gの溶剤を系中に残存している水と共に留去した。20℃まで冷却し、2−シクロヘキサンエタノール16.03g、t−ブトキシビニルエーテル12.52g、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩0.5gを添加し、室温にて4時間撹拌した。その後、トリエチルアミン0.4gを添加して中和し、酢酸エチル100g、水10
0gにより洗浄操作を3回行った。その後、溶媒量を調整して30質量%のポリマー溶液を得た。このポリマーをPA2とする。GPC/MALLS(多角度光散乱)測定による重量平均分子量は18000、1Hおよび13C−NMR解析から、フェノール性OHのアセタール保護率が14.5%であった。よって、上述のy(コア部分から伸びる分岐鎖(枝)の数の平均)は4、nh(各分岐鎖の平均重合度)は、31.3、コア部分の分子量は194である。
3.18 g (0.002 mol) of polyfunctional initiator 1 and 38.45 g (0.2 mol) of p- (1-ethoxyethyl) styrene (manufactured by Tosoh) were added to the reaction vessel, and the system was stirred. Nitrogen gas was flowed and the reaction solution was heated to 130 ° C. After 10 hours of heating and stirring, the reaction solution was allowed to cool to room temperature. Further, 100 ml of ethyl acetate, 20 ml of methanol, 5 ml of distilled water and 0.5 g of p-toluenesulfonic acid were added, and the reaction solution was heated to 60 ° C. and stirred for 2 hours. Thereafter, the reaction solution was dropped into 2 L of distilled water to precipitate the polymer. The filtered solid was dissolved in 100 ml of acetone, dropped again into 2 L of distilled water, filtered, and dried under reduced pressure to obtain 23.7 g of a powder. 65.1 g of this powder was dissolved in 300 g of PGMEA, this solution was depressurized to 60 mm and 20 mmHg, and about 60 g of the solvent was distilled off together with water remaining in the system. After cooling to 20 ° C., 16.03 g of 2-cyclohexaneethanol, 12.52 g of t-butoxyvinyl ether and 0.5 g of p-toluenesulfonic acid pyridinium salt were added, and the mixture was stirred at room temperature for 4 hours. Thereafter, 0.4 g of triethylamine was added for neutralization, 100 g of ethyl acetate, 10
The washing operation was performed 3 times with 0 g. Thereafter, the amount of the solvent was adjusted to obtain a 30% by mass polymer solution. This polymer is designated as PA2. The weight average molecular weight measured by GPC / MALLS (multi-angle light scattering) was 18000, 1H and 13C-NMR analysis showed that the acetal protection rate of phenolic OH was 14.5%. Therefore, y (average of the number of branched chains (branches) extending from the core portion) is 4, n h (average degree of polymerization of each branched chain) is 31.3, and the molecular weight of the core portion is 194.

(合成例5)中間体1の合成 Synthesis Example 5 Synthesis of Intermediate 1

Figure 0005039345
Figure 0005039345

反応容器中で5−ブロモ−2−ヒドロキシベンジルアルコール203.0g(1.0mol)を四塩化炭素500mlに溶解し、さらにトリフェニルホスフィン314.75g(1.2mol)を加えて時間加熱還流を行った。反応溶液を室温まで放冷した後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、蒸留水を用いて洗浄・分液操作を行った。有機層に硫酸マグネシウムを加えて脱水した後溶媒を留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製を行い中間体1を197.6g得た。   In a reaction vessel, 203.0 g (1.0 mol) of 5-bromo-2-hydroxybenzyl alcohol was dissolved in 500 ml of carbon tetrachloride, and 314.75 g (1.2 mol) of triphenylphosphine was added, followed by heating under reflux for a period of time. It was. The reaction solution was allowed to cool to room temperature, and then washed and separated using a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution and distilled water. Magnesium sulfate was added to the organic layer for dehydration, the solvent was distilled off, and purification was performed by silica gel column chromatography to obtain 197.6 g of Intermediate 1.

(合成例6)中間体2の合成 Synthesis Example 6 Synthesis of Intermediate 2

Figure 0005039345
Figure 0005039345

反応容器中に合成例5で得られた中間体1を177.18g(0.8mol)、ピリジン200mlを加え、さらに無水酢酸163.34g(1.6mol)を1時間かけて滴下した。滴下後さらに2時間攪拌した後、さらに酢酸エチル500mlを加え、0.1N−HCl水溶液で2回洗浄を行い、有機層をさらに飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と蒸留水で洗浄・分液を行った。有機層に硫酸マグネシウムを加えて脱水した後溶媒を留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製を行い中間体2を202.38g得た。   177.18 g (0.8 mol) of Intermediate 1 obtained in Synthesis Example 5 and 200 ml of pyridine were added to the reaction vessel, and 163.34 g (1.6 mol) of acetic anhydride was added dropwise over 1 hour. After the dropwise addition, the mixture was further stirred for 2 hours, further added with 500 ml of ethyl acetate, washed twice with a 0.1N HCl aqueous solution, and the organic layer was further washed with a saturated aqueous sodium bicarbonate solution and distilled water and separated. Magnesium sulfate was added to the organic layer for dehydration, the solvent was distilled off, and purification was performed by silica gel column chromatography to obtain 202.38 g of Intermediate 2.

(合成例7)モノマー1の合成 Synthesis Example 7 Synthesis of Monomer 1

Figure 0005039345
Figure 0005039345

反応容器中で、合成例6で得られた中間体2を131.76g(0.5mol)を脱水テトラヒドロフラン250mlに溶解させ、系中を窒素置換した。中間体2に対しそれぞれ5モル%、10モル%のニッケル(II)クロリド、トリフェニルホスフィンを加えて撹拌し、さらにビニルマグネシウムブロミド(1.0Mテトラヒドロフラン溶液)を500ml加え、60℃に加熱して4時間撹拌した。室温まで戻した後、酢酸エチル-水で洗浄、
抽出を行った。有機層を無水硫酸ナトリウムgを用いて脱水し、溶媒を留去した後、生成物をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、モノマー1を84.26g得た。
In a reaction vessel, 131.76 g (0.5 mol) of Intermediate 2 obtained in Synthesis Example 6 was dissolved in 250 ml of dehydrated tetrahydrofuran, and the system was purged with nitrogen. 5 mol% and 10 mol% of nickel (II) chloride and triphenylphosphine were added to the intermediate 2 and stirred, and 500 ml of vinylmagnesium bromide (1.0 M tetrahydrofuran solution) was added and heated to 60 ° C. Stir for 4 hours. After returning to room temperature, washing with ethyl acetate-water,
Extraction was performed. The organic layer was dehydrated with anhydrous sodium sulfate g and the solvent was distilled off. Then, the product was purified by silica gel chromatography to obtain 84.26 g of monomer 1.

(合成例8)ポリマーPA3の合成 (Synthesis Example 8) Synthesis of polymer PA3

Figure 0005039345
Figure 0005039345

反応容器中で合成例7で得られたモノマー1を42.13g(0.2mol)をクロロベンゼン100mlに溶解し、攪拌しながら系中に窒素ガスを流した。そこに、モノマー1に対してそれぞれ0.2当量、0.1当量の2,2’−ビピリジル、CuClを加え、115℃に加熱して4時間攪拌した。反応溶液を室温まで放冷した後、テトラヒドロフラン100mlを加えさらに2時間攪拌した。その後反応溶液をアルミナを通してろ過し、ろ液をメタノール3L中に滴下しポリマーを沈殿させた。ろ過した固体をアセトン100
mlに溶解し、再度メタノール3L中に滴下、ろ過した後減圧乾燥して粉体を27.81g得た。この粉体を反応容器に加え、さらにメタノール100ml、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド0.91g(0.01mol)を加えて3時間加熱還流を行った。その後1N−HCl水溶液を加え中和し、蒸留水2L中に滴下しポリマーを沈殿させた。ろ過した固体をアセトン50mlに溶解し、再度蒸留水2L中に滴下、ろ過した後減圧乾燥
して粉体を19.37g得た。この粉体をPGMEA100gに溶解し、この溶液を60℃、20mmHgまで減圧して約20gの溶剤を系中に残存している水と共に留去した。
20℃まで冷却し、2−フェノキシエチルビニルエーテル3.77g、p−トルエンス
ルホン酸1.0gを添加し、室温にて1時間撹拌した。その後、トリエチルアミン1.16gを添加して中和し、酢酸エチル40g、水40gにより洗浄操作を3回行った。その後、溶媒量を調整して30質量%のポリマー溶液を得た。このポリマーをPA3とする。GPC/MALLS(多角度光散乱)測定による重量平均分子量は26000であった。また、1Hおよび13C−NMR解析から、ポリマー1分子中の分岐点を有する繰り返し単位と分岐点を有さない繰り返し単位とのモル比の平均は76:24であった。また、フェノール性OHのアセタール保護率が21.5%であった。
In a reaction vessel, 42.13 g (0.2 mol) of monomer 1 obtained in Synthesis Example 7 was dissolved in 100 ml of chlorobenzene, and nitrogen gas was allowed to flow through the system while stirring. Thereto, 0.2 equivalent and 0.1 equivalent of 2,2′-bipyridyl and CuCl were added to monomer 1, respectively, heated to 115 ° C. and stirred for 4 hours. The reaction solution was allowed to cool to room temperature, 100 ml of tetrahydrofuran was added, and the mixture was further stirred for 2 hours. Thereafter, the reaction solution was filtered through alumina, and the filtrate was dropped into 3 L of methanol to precipitate a polymer. The filtered solid was acetone 100
It was dissolved in ml, dropped again into 3 L of methanol, filtered, and dried under reduced pressure to obtain 27.81 g of powder. This powder was added to the reaction vessel, and further 100 ml of methanol and 0.91 g (0.01 mol) of tetramethylammonium hydroxide were added, followed by heating under reflux for 3 hours. Thereafter, 1N-HCl aqueous solution was added for neutralization, and the resulting solution was dropped into 2 L of distilled water to precipitate the polymer. The filtered solid was dissolved in 50 ml of acetone, dropped again in 2 L of distilled water, filtered, and dried under reduced pressure to obtain 19.37 g of powder. This powder was dissolved in 100 g of PGMEA, this solution was decompressed to 60 mm and 20 mmHg, and about 20 g of the solvent was distilled off with water remaining in the system.
The mixture was cooled to 20 ° C., 3.77 g of 2-phenoxyethyl vinyl ether and 1.0 g of p-toluenesulfonic acid were added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Thereafter, 1.16 g of triethylamine was added for neutralization, and the washing operation was performed 3 times with 40 g of ethyl acetate and 40 g of water. Thereafter, the amount of the solvent was adjusted to obtain a 30% by mass polymer solution. This polymer is designated as PA3. The weight average molecular weight measured by GPC / MALLS (multi-angle light scattering) was 26000. From 1H and 13C-NMR analysis, the average molar ratio of the repeating unit having a branch point and the repeating unit having no branch point in one molecule of the polymer was 76:24. Moreover, the acetal protection rate of phenolic OH was 21.5%.

(合成例9)ポリマーPA4の合成
下記構造のポリマーPA4を、合成例4におけるビニルエーテルを変更する以外は同様の方法で合成した。重量平均分子量は15000、フェノール性水酸基の保護率は37.6%であった。y=4、nh=25.5、コア部の分子量は194であった。
(Synthesis Example 9) Synthesis of Polymer PA4 Polymer PA4 having the following structure was synthesized in the same manner except that vinyl ether in Synthesis Example 4 was changed. The weight average molecular weight was 15000, and the protection ratio of phenolic hydroxyl group was 37.6%. y = 4, n h = 25.5, and the molecular weight of the core part was 194.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

(合成例10)直鎖状ポリマーT−1〜T−4及びKの合成
既存の方法を用いて、本発明のポリマーPA1〜PA4とモノマー組成・重量平均分子量が同等である、下記に示す直鎖状ポリマーT−1〜T−4を合成し、30質量%のPGMEA溶液を得た。
T−4:重量平均分子量15000、フェノール性水酸基の保護率:37.5%
(Synthesis Example 10) Synthesis of linear polymers T-1 to T-4 and K Using the existing method, the polymers PA1 to PA4 of the present invention have the same monomer composition and weight average molecular weight, The chain polymers T-1 to T-4 were synthesized to obtain a 30% by mass PGMEA solution.
T-4: Weight average molecular weight 15000, protection ratio of phenolic hydroxyl group: 37.5%

Figure 0005039345
Figure 0005039345

Figure 0005039345
Figure 0005039345

(分岐度の確認)
ポリマーPA1〜PA4およびT−1〜T−4のGPC/MALLS(多角度光散乱)測定による重量平均分子量(Mw)と、αl /αx の値を表1に示す。ここでαx 、αl
は以下の定義で求められる。
αx:本発明のポリマーPA1〜PA4のGPC/MALLSから求められる<R21/2 (半径Rの2乗平均の平方根)とMwの対数とのプロットから最小2乗法で求めた傾き
αl:PA1〜PA4それぞれに対応する直鎖状ポリマーT−1〜T−4について、上
記αxと同様の要領で求めた傾き
(Confirmation of branching degree)
Table 1 shows the weight average molecular weight (Mw) of the polymers PA1 to PA4 and T-1 to T-4 as measured by GPC / MALLS (multi-angle light scattering) and the value of α 1 / α x . Where α x , α l
Is obtained by the following definition.
α x : slope determined by least square method from plot of <R 2 > 1/2 (square root of root mean square of radius R) and logarithm of Mw determined from GPC / MALLS of polymers PA1 to PA4 of the present invention α l : Inclination obtained in the same manner as α x above for linear polymers T-1 to T-4 corresponding to PA1 to PA4, respectively.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

表2の結果から、本発明のポリマーPA1〜PA4はいずれも(αl /αx )> 1となり、ポリマーに分岐鎖が存在していることがわかる。 From the results in Table 2, it can be seen that the polymers PA1 to PA4 of the present invention all have (α 1 / α x )> 1, and a branched chain exists in the polymer.

〔(B)成分の化合物の合成例〕
合成例1
4,4'-チオジフェノール10gをトリフルオロ酢酸40ml中で攪拌し、氷冷下、30%過酸化水素水5.4mlとトリフルオロ酢酸10.8mlを混合した溶液をゆっくり添加した。その後、氷冷下30分攪拌後、室温で1時間攪拌を行った。さらに、反応液を水にあけ、析出した結晶をろ取した。得られた結晶をアセトニトリルで再結晶し、スルホキシド体4.6gを得た。
スルホキシド体3gをトルエン20ml中で攪拌し、氷冷下、トリフルオロ酢酸無水物3.7mlとノナフルオロブタンスルホン酸2.2mlを添加した。反応液を徐々に室温まで昇温し、1時間攪拌した。反応液にジイソプロピルエーテルを添加し結晶を析出させ、酢酸エチルとジイソプロピルエーテルの混合溶媒で再結晶することにより、トリ(4-ヒドロキシフェニル)スルホニウム ノナフルオロブタンスルホン酸塩 (B1)を3.9g得た。
他の化合物も同様に合成することができる。
[Synthesis Example of Compound of Component (B)]
Synthesis example 1
10 g of 4,4′-thiodiphenol was stirred in 40 ml of trifluoroacetic acid, and a solution prepared by mixing 5.4 ml of 30% hydrogen peroxide and 10.8 ml of trifluoroacetic acid was slowly added under ice cooling. Thereafter, the mixture was stirred for 30 minutes under ice cooling, and then stirred at room temperature for 1 hour. Further, the reaction solution was poured into water, and the precipitated crystals were collected by filtration. The obtained crystals were recrystallized from acetonitrile to obtain 4.6 g of a sulfoxide form.
3 g of the sulfoxide compound was stirred in 20 ml of toluene, and 3.7 ml of trifluoroacetic anhydride and 2.2 ml of nonafluorobutanesulfonic acid were added under ice cooling. The reaction was gradually warmed to room temperature and stirred for 1 hour. Diisopropyl ether was added to the reaction solution to precipitate crystals, and recrystallized with a mixed solvent of ethyl acetate and diisopropyl ether to obtain 3.9 g of tri (4-hydroxyphenyl) sulfonium nonafluorobutanesulfonate (B1). .
Other compounds can be synthesized similarly.

〔化合物(A)の合成例〕
合成例1(化合物(A−1)の合成)
300mL滴下ロート及び窒素導入管を装着した500mL三口フラスコに、1,1,2,2,3,3-Hexafluoro-propane-1,3-disulfonyl difluoride 15.0 g (47.4 mmol) を入れ、窒素下THF 150mLに溶解させ氷冷攪拌し、滴下ロートより4-piperidinopiperidine 7.98 g(47.4 mmol)とtriethylamine 9.60 g(47.4 mmol)のTHF溶液 100mLを1時間かけ滴下した。滴下後氷冷下1時間攪拌し、更にアイスバスを除去し室温にて4時間攪拌した。反応溶液にAcOEt 200mLと水100mLを加え、析出した固体をろ過し、アセトンで洗浄して下記構造の白色固体13.1gを得た。この固体11.1gをMeOH 300 mLと1M−水酸化ナトリウム水溶液50mLの混合溶媒中室温で1時間攪拌し、これにトリフェニルスルホニウムブロミド 8.2 g (24 mmol)を加え室温で3時間攪拌した。クロロホルム 200 mLを加え、有機層を水で数回洗浄し、有機層を濃縮、真空乾燥して目的固体 14.2gを得た。
1H-NMR (300 MHz, CDCl3) δ 1.43 (m, 2H), 1.58 (m, 6H), 1.70 (m, 2H), 2.41 (t, 1H), 2.48 (m, 4H), 3.05 (t, 2H), 4.01 (d, 2H), 7.72 (m, 15H)
19F-NMR (300 MHz, CDCl3) δ-114.4(t, 2F), -118.0(m, 2F), -122.9(m, 2F)
[Synthesis Example of Compound (A)]
Synthesis Example 1 (Synthesis of Compound (A-1))
Place 1,1,2,2,3,3-Hexafluoro-propane-1,3-disulfonyl difluoride 15.0 g (47.4 mmol) in a 500 mL three-necked flask equipped with a 300 mL dropping funnel and a nitrogen inlet tube, and add 150 mL of THF under nitrogen. The mixture was dissolved in ice and stirred with ice cooling, and 100 mL of a THF solution of 7.98 g (47.4 mmol) of 4-piperidinopiperidine and 9.60 g (47.4 mmol) of triethylamine was added dropwise from a dropping funnel over 1 hour. After dropping, the mixture was stirred for 1 hour under ice-cooling, and the ice bath was further removed, followed by stirring at room temperature for 4 hours. 200 ml of AcOEt and 100 ml of water were added to the reaction solution, and the precipitated solid was filtered and washed with acetone to obtain 13.1 g of a white solid having the following structure. 11.1 g of this solid was stirred in a mixed solvent of 300 mL of MeOH and 50 mL of 1M aqueous sodium hydroxide solution at room temperature for 1 hour. To this was added 8.2 g (24 mmol) of triphenylsulfonium bromide, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. Chloroform 200 mL was added, the organic layer was washed several times with water, the organic layer was concentrated and vacuum dried to obtain 14.2 g of the target solid.
1 H-NMR (300 MHz, CDCl3) δ 1.43 (m, 2H), 1.58 (m, 6H), 1.70 (m, 2H), 2.41 (t, 1H), 2.48 (m, 4H), 3.05 (t, 2H), 4.01 (d, 2H), 7.72 (m, 15H)
19 F-NMR (300 MHz, CDCl3) δ-114.4 (t, 2F), -118.0 (m, 2F), -122.9 (m, 2F)

合成例2(化合物(A−33)の合成)
300mL滴下ロート及び窒素導入管を装着した500mL三口フラスコに、1,1,2,2,3,3-Hexafluoro-propane-1,3-disulfonyl difluoride 15.0 g (47.4 mmol) を入れ、窒素下THF 150mLに溶解させ氷冷攪拌し、滴下ロートより4-methylpiperazine 4.75 g(47.4 mmol)とtriethylamine 4.80 g(47.4 mmol)のTHF溶液 100mLを1時間かけ滴下した。滴下後氷冷下1時間攪拌し、更にアイスバスを除去し室温にて4時間攪拌した。反応溶液に1M−水酸化ナトリウム水溶液50mLを加え室温で4時間攪拌し、その後これにトリフェニルスルホニウムブロミド 14.6 g (43 mmol)を加え室温で3時間攪拌した。クロロホルム 300 mLを加え、有機層を水で数回洗浄し、有機層を濃縮、真空乾燥して目的固体 14.9gを得た。
Synthesis Example 2 (Synthesis of Compound (A-33))
Place 1,1,2,2,3,3-Hexafluoro-propane-1,3-disulfonyl difluoride 15.0 g (47.4 mmol) in a 500 mL three-necked flask equipped with a 300 mL dropping funnel and a nitrogen inlet tube, and add 150 mL of THF under nitrogen. Then, the mixture was stirred in an ice bath, and 100 mL of a THF solution of 4.75 g (47.4 mmol) of 4-methylpiperazine and 4.80 g (47.4 mmol) of triethylamine was added dropwise from a dropping funnel over 1 hour. After dropping, the mixture was stirred for 1 hour under ice-cooling, and the ice bath was further removed, followed by stirring at room temperature for 4 hours. To the reaction solution was added 50 mL of 1M aqueous sodium hydroxide solution, and the mixture was stirred at room temperature for 4 hours. Thereafter, 14.6 g (43 mmol) of triphenylsulfonium bromide was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. 300 mL of chloroform was added, the organic layer was washed several times with water, and the organic layer was concentrated and vacuum dried to obtain 14.9 g of the target solid.

1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 2.31 (s, 3H), 2.45 (bs, 4H), 3.56 (bs, 4H), 7.72 (m, 15H)
19F-NMR (400 MHz, CDCl3) δ-110.8(t, 2F), -114.0(m, 2F), -119.0(t, 2F)
1 H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 2.31 (s, 3H), 2.45 (bs, 4H), 3.56 (bs, 4H), 7.72 (m, 15H)
19 F-NMR (400 MHz, CDCl3) δ-110.8 (t, 2F), -114.0 (m, 2F), -119.0 (t, 2F)

合成例3(化合物(A−39)の合成)
トリフェニルスルホニウムブロミド 16.1 g (46.9 mmol)と酸化銀 12.4g (53.5 mmol)
をメタノール150 mLに加え室温で2時間攪拌した。銀塩をろ過によって除去し、濾液にN
、N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−2−アミノエタンスルホン酸 10.0 g (46.9 mmol)を加え、更に1時間攪拌した。溶媒を除去、乾燥して目的の白色固体 22.5 gを得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 2.615 (m, 4H), 3.005 (s, 4H), 3.583 (bs, 4H), 4.932(bs, 2H), 7.277-7.835 (m, 15H)
Synthesis Example 3 (Synthesis of Compound (A-39))
Triphenylsulfonium bromide 16.1 g (46.9 mmol) and silver oxide 12.4 g (53.5 mmol)
Was added to 150 mL of methanol and stirred at room temperature for 2 hours. The silver salt is removed by filtration and the filtrate is N
N-bis (2-hydroxyethyl) -2-aminoethanesulfonic acid 10.0 g (46.9 mmol) was added, and the mixture was further stirred for 1 hour. The solvent was removed and dried to obtain 22.5 g of the desired white solid.
1 H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 2.615 (m, 4H), 3.005 (s, 4H), 3.583 (bs, 4H), 4.932 (bs, 2H), 7.277-7.835 (m, 15H)

合成例4(化合物(A−40)の合成)
トリフェニルスルホニウムブロミド 16.1 g (46.9 mmol)と酸化銀 12.4g (53.5 mmol)
をメタノール150 mLに加え室温で2時間攪拌した。銀塩をろ過によって除去し、濾液に2
−ヒドロキシ−3−モルフォリノプロパンスルホン酸10.57 g (46.9 mmol)を加え、更に1時間攪拌した。溶媒を除去、乾燥して目的の無色オイル 20.0 gを得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 2.354 (m, 1H), 2.543 (m, 5H), 2.842 (m, 1H), 3.084 (m, 1H), 3.694 (t, 4H), 4.35 (m, 1H), 5.02 (bs, 1H), 7.684-7.823 (m, 15H)
Synthesis Example 4 (Synthesis of Compound (A-40))
Triphenylsulfonium bromide 16.1 g (46.9 mmol) and silver oxide 12.4 g (53.5 mmol)
Was added to 150 mL of methanol and stirred at room temperature for 2 hours. The silver salt is removed by filtration and 2% is added to the filtrate.
10.57 g (46.9 mmol) of -hydroxy-3-morpholinopropanesulfonic acid was added, and the mixture was further stirred for 1 hour. The solvent was removed and dried to obtain 20.0 g of the desired colorless oil.
1 H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 2.354 (m, 1H), 2.543 (m, 5H), 2.842 (m, 1H), 3.084 (m, 1H), 3.694 (t, 4H), 4.35 (m, 1H), 5.02 (bs, 1H), 7.684-7.823 (m, 15H)

合成例5(化合物(A−42)の合成)
トリフェニルスルホニウムブロミド 16.1 g (46.9 mmol)と酸化銀 12.4g (53.5 mmol)
をメタノール150 mLに加え室温で2時間攪拌した。銀塩をろ過によって除去し、濾液にN
−シクロヘキシル−3−アミノプロパンスルホン酸10.38 g (46.9 mmol)を加え、更に1時間攪拌した。溶媒を除去、乾燥して目的の無色オイル 24.8 gを得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 0.98-1.28 (m, 6H), 1.61 (d, 1H), 1.69 (d, 2H), 1.85(d, 2H), 2.42 (m, 1H), 2.73 (t, 2H), 2.88 (m, 2H), 7.72 (m, 9H), 7.85(m, 6H)
Synthesis Example 5 (Synthesis of Compound (A-42))
Triphenylsulfonium bromide 16.1 g (46.9 mmol) and silver oxide 12.4 g (53.5 mmol)
Was added to 150 mL of methanol and stirred at room temperature for 2 hours. The silver salt is removed by filtration and the filtrate is N
-Cyclohexyl-3-aminopropanesulfonic acid 10.38 g (46.9 mmol) was added, and the mixture was further stirred for 1 hour. The solvent was removed and dried to obtain 24.8 g of the desired colorless oil.
1 H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 0.98-1.28 (m, 6H), 1.61 (d, 1H), 1.69 (d, 2H), 1.85 (d, 2H), 2.42 (m, 1H), 2.73 ( t, 2H), 2.88 (m, 2H), 7.72 (m, 9H), 7.85 (m, 6H)

合成例6(化合物(A−59)の合成)
100mL滴下ロート及び窒素導入管を装着した1000mL三口フラスコに、スルファニルアミ
ド34.4 g (200 mmol) を入れ、10%-NaOH 200mLに溶解させ氷冷攪拌し、滴下ロートより1-オクタンスルホニルクロリド 55.3 g(200 mmol)を1時間かけ滴下した。滴下後氷冷下1時間攪拌し、更にアイスバスを除去し室温にて3時間攪拌した。反応溶液に濃塩酸を滴下して中性とし、析出した白色固体を濾過した。この固体を水/メタノールから再結晶してプレート状結晶45.1gの下記化合物を得た。
Synthesis Example 6 (Synthesis of Compound (A-59))
Add 34.4 g (200 mmol) of sulfanilamide to a 1000 mL three-necked flask equipped with a 100 mL dropping funnel and a nitrogen inlet tube, dissolve in 200 mL of 10% -NaOH, stir with ice cooling, and add 55.3 g of 1-octanesulfonyl chloride from the dropping funnel. 200 mmol) was added dropwise over 1 hour. After dropping, the mixture was stirred for 1 hour under ice cooling, and the ice bath was further removed, followed by stirring at room temperature for 3 hours. Concentrated hydrochloric acid was added dropwise to the reaction solution to neutralize it, and the precipitated white solid was filtered. This solid was recrystallized from water / methanol to obtain 45.1 g of the following compound as plate-like crystals.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

トリフェニルスルホニウムブロミド 16.1 g (46.9 mmol)と酸化銀 12.4g (53.5 mmol)
をメタノール150 mLに加え室温で2時間攪拌した。銀塩をろ過によって除去し、濾液に上
記化合物16.34 g (46.9 mmol)を加え、更に1時間攪拌した。溶媒を除去後、クロロホルム200 mLを加え有機層を水で洗浄した。溶媒を除去し乾燥して白色固体状の化合物(A−59) 20.9 gを得た。
1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ 0.93 (t, 3H), 1.34-1.46 (m, 10H), 1.81 (quin, 2H),3.24 (t, 2H), 6.78(d, 2H), 7.66-7.78 (m, 17H)
Triphenylsulfonium bromide 16.1 g (46.9 mmol) and silver oxide 12.4 g (53.5 mmol)
Was added to 150 mL of methanol and stirred at room temperature for 2 hours. The silver salt was removed by filtration, 16.34 g (46.9 mmol) of the above compound was added to the filtrate, and the mixture was further stirred for 1 hour. After removing the solvent, 200 mL of chloroform was added and the organic layer was washed with water. The solvent was removed and dried to obtain 20.9 g of white solid compound (A-59).
1 H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ 0.93 (t, 3H), 1.34-1.46 (m, 10H), 1.81 (quin, 2H), 3.24 (t, 2H), 6.78 (d, 2H), 7.66- 7.78 (m, 17H)

合成例7(化合物(A−64)の合成)
トリフェニルスルホニウムブロミド 8.01 g (23.34 mmol)と酸化銀 5.68g (24.51 mmol)をメタノール100 mLに加え室温で2時間攪拌した。銀塩をろ過によって除去し、濾液にスルファアセトアミド5.0 g(23.34 mmol)を加え、更に1時間攪拌した。溶媒を除去、乾燥して白色固体状の化合物(A−64) 10.0 gを得た。
1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ 1.84 (s, 3H), 6.63 (d, 2H), 7.63(d, 2H), 7.78-7.87(m, 15H)
Synthesis Example 7 (Synthesis of Compound (A-64))
8.01 g (23.34 mmol) of triphenylsulfonium bromide and 5.68 g (24.51 mmol) of silver oxide were added to 100 mL of methanol and stirred at room temperature for 2 hours. The silver salt was removed by filtration, and 5.0 g (23.34 mmol) of sulfaacetamide was added to the filtrate, followed by further stirring for 1 hour. The solvent was removed and dried to obtain 10.0 g of white solid compound (A-64).
1 H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ 1.84 (s, 3H), 6.63 (d, 2H), 7.63 (d, 2H), 7.78-7.87 (m, 15H)

合成例8(化合物(A−66)の合成)
窒素気流下1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロプロパン-1,3-ジスルホニルジフロリド5.0g(15.8 mmol)とTHF50mLの混合物を氷冷し、これに1-メチルピペラジン 1.66 g (16.6 mmol) とトリエチルアミン10mL 、THF50mLの混合溶液を60分かけて滴下した。氷冷下1時間攪拌し、さらに室温で1時間攪拌した。有機層を水、飽和塩化アンモニウム水溶液、水で順次洗浄し、有機層を硫酸ナトリウムによって乾燥した。溶媒を濃縮し、残渣にトリフルオロメタンスルホンアミド2.36g(15.8mmol)及びトリエチルアミン10mLを加え、耐圧ガラスチューブに移して封管中100℃で20時間攪拌した。クロロホルム 100 mLを加え、有機層を水で洗浄し、有機層を硫酸ナトリウムによって乾燥し褐色のオイルを得た。これにメタノール25mL、1.5N−HCl 60mLを加え中性とし、析出した白色固体を濾過し下記化合物5.65gを得た。
Synthesis Example 8 (Synthesis of Compound (A-66))
Under a nitrogen stream, a mixture of 5.0 g (15.8 mmol) of 1,1,2,2,3,3-hexafluoropropane-1,3-disulfonyldifluoride and 50 mL of THF was ice-cooled, and 1-methylpiperazine 1.66 was added thereto. A mixed solution of g (16.6 mmol), 10 mL of triethylamine and 50 mL of THF was added dropwise over 60 minutes. The mixture was stirred for 1 hour under ice cooling, and further stirred at room temperature for 1 hour. The organic layer was washed successively with water, a saturated aqueous ammonium chloride solution and water, and the organic layer was dried over sodium sulfate. The solvent was concentrated, 2.36 g (15.8 mmol) of trifluoromethanesulfonamide and 10 mL of triethylamine were added to the residue, transferred to a pressure-resistant glass tube, and stirred at 100 ° C. for 20 hours in a sealed tube. 100 mL of chloroform was added, the organic layer was washed with water, and the organic layer was dried over sodium sulfate to obtain a brown oil. Methanol 25mL and 1.5N-HCl 60mL were made neutral to this, and the depositing white solid was filtered, and the following compound 5.65g was obtained.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

上記化合物4.0gをメタノール100mLと1M-NaOH 40mLの混合溶媒に溶解し、トリフェニ
ルスルホニウムブロミド2.61g(7.61mmol)加え室温で3時間攪拌した。クロロホルム 20
0 mLを加え、有機層を水で洗浄、溶媒を除去しカラムクロマトグラフィー(SiO2, クロロホルム/メタノール = 10/1)により精製して白色固体の目的化合物(A−66) (4.56g)を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 2.32 (s, 3H), 2.50 (m, 4H), 3.55 (m, 4H), 7.65-7.80(m, 15H)
19F-NMR (400 MHz, CDCl3) δ -118.5(m, 2F), -112.3(m, 2F), -111.1(m, 2F), -78.6(m 3F)
4.0 g of the above compound was dissolved in a mixed solvent of 100 mL of methanol and 40 mL of 1M NaOH, and 2.61 g (7.61 mmol) of triphenylsulfonium bromide was added and stirred at room temperature for 3 hours. Chloroform 20
0 mL was added, the organic layer was washed with water, the solvent was removed, and the residue was purified by column chromatography (SiO2, chloroform / methanol = 10/1) to obtain the target compound (A-66) (4.56 g) as a white solid. It was.
1 H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 2.32 (s, 3H), 2.50 (m, 4H), 3.55 (m, 4H), 7.65-7.80 (m, 15H)
19 F-NMR (400 MHz, CDCl3) δ -118.5 (m, 2F), -112.3 (m, 2F), -111.1 (m, 2F), -78.6 (m 3F)

実施例1〜36及び比較例1〜7
ポジ型レジストの調製、パターン形成および評価
下記表3〜4に示す、樹脂、酸発生剤、プロトンアクセプター含有化合物、界面活性剤及び塩基性化合物をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させ、固形分濃度5.0質量%の溶液を調製した後、得られた溶液を0.1μm口径のメンブレンフィルターで精密ろ過して、レジスト溶液を得た。
Examples 1-36 and Comparative Examples 1-7
Preparation, pattern formation and evaluation of positive resist Resins, acid generators, proton acceptor-containing compounds, surfactants and basic compounds shown in Tables 3 to 4 below are dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate, and the solid content concentration After preparing a 5.0 mass% solution, the obtained solution was microfiltered with a membrane filter having a 0.1 μm aperture to obtain a resist solution.

得られたレジスト溶液を6インチシリコンウェハー上に東京エレクトロン製スピンコーターMark8を用いて塗布し、110℃、90秒ベークして膜厚0.25μmの均一膜を得た。
このレジスト膜に、EUV露光装置を用いてEUV露光を行った。照射後に110℃、90秒ベークし、2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて60秒間浸漬した後、30秒間水でリンスし、乾燥させ、パターンを形成させた。
The obtained resist solution was applied onto a 6-inch silicon wafer using a spin coater Mark8 manufactured by Tokyo Electron, and baked at 110 ° C. for 90 seconds to obtain a uniform film having a thickness of 0.25 μm.
This resist film was subjected to EUV exposure using an EUV exposure apparatus. After irradiation, it was baked at 110 ° C. for 90 seconds, immersed in an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution for 60 seconds, rinsed with water for 30 seconds, and dried to form a pattern.

〔感度〕
得られたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製 S−4300)
を用いて観察した。0.15μmライン(ライン:スペース=1:1)を解像する時の最小照射エネルギーを感度とした。
〔解像力〕
上記の感度を示す照射量における限界解像力(ラインとスペースが分離解像)を解像力とした。
〔パターン形状〕
上記の感度を示す照射量における0.15μmラインパターンの断面形状を走査型電子
顕微鏡((株)日立製作所製S−4300)を用いて観察し、A(矩形)、B、C(ややテーパー)、D、E(テーパー)の5段階評価を行った。
〔ラインエッジラフネス(LER)〕
上記の感度を示す照射量における0.15μmラインパターンの長さ方向50μmにお
ける任意の30点について線幅を測定し、そのバラツキを3σで評価した。
上記評価結果を表3〜4に示す。
〔sensitivity〕
Scanning electron microscope (S-4300, manufactured by Hitachi, Ltd.) was used for the cross-sectional shape of the obtained pattern.
Was observed. Sensitivity was defined as the minimum irradiation energy when resolving a 0.15 μm line (line: space = 1: 1).
[Resolution]
The resolving power was defined as the limiting resolving power (line and space were separated and resolving) at the irradiation dose showing the above sensitivity.
[Pattern shape]
The cross-sectional shape of the 0.15 μm line pattern at the irradiation dose showing the above sensitivity was observed using a scanning electron microscope (S-4300, manufactured by Hitachi, Ltd.), and A (rectangular), B, C (slightly tapered) , D and E (taper) were evaluated in five stages.
[Line edge roughness (LER)]
The line width was measured at any 30 points in the length direction of 50 μm of the 0.15 μm line pattern at the irradiation dose showing the above sensitivity, and the variation was evaluated by 3σ.
The said evaluation result is shown to Tables 3-4.

パターン作製および評価
上記のように調製したレジスト溶液をスピンコータを利用して、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコンウエハー上に均一に塗布し、120℃90秒間加熱乾燥を行い、膜厚0.15μmのポジ型レジスト膜を形成した。得られたレジスト膜にEUV光(波長13nm)を用いて、露光量を0〜10.0mJの範囲で0.5mJづつ変えながら面露光を行い、さらに110℃、90秒ベークした。その後2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて、各露光量での溶解速度を測定し、感度曲線を得た。この感度曲線において、レジストの溶解速度が飽和するときの露光量を感度とし、また感度曲線の直線部の勾配から溶解コントラスト(γ値)を算出した。γ値が大きいほど溶解コントラストに優れている。
Pattern preparation and evaluation Using the spin coater, the resist solution prepared as described above is uniformly applied on a silicon wafer subjected to hexamethyldisilazane treatment, and is heated and dried at 120 ° C. for 90 seconds to obtain a film thickness of 0.15 μm. A positive resist film was formed. The obtained resist film was subjected to surface exposure using EUV light (wavelength 13 nm) while changing the exposure amount in steps of 0.5 mJ within a range of 0 to 10.0 mJ, and further baked at 110 ° C. for 90 seconds. Then, using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, the dissolution rate at each exposure amount was measured to obtain a sensitivity curve. In this sensitivity curve, the exposure amount when the dissolution rate of the resist is saturated was taken as sensitivity, and the dissolution contrast (γ value) was calculated from the gradient of the linear portion of the sensitivity curve. The larger the γ value, the better the dissolution contrast.

〔露光後の膜厚変動率評価〕
EUV光による面露光を行って決定した感度での照射量(mJ/cm2)の2.0倍の
照射量を照射し、露光後(後加熱前)の膜厚を測定し、以下の式から、未露光時の膜厚からの変動率を求めた。
膜厚変動率=(未露光時の膜厚−露光後の膜厚)/未露光時の膜厚
[Evaluation of film thickness fluctuation rate after exposure]
Irradiate a dose of 2.0 times the dose (mJ / cm 2 ) with the sensitivity determined by performing surface exposure with EUV light, measure the film thickness after exposure (before post-heating), and use the following formula: From this, the rate of change from the unexposed film thickness was determined.
Film thickness fluctuation rate = (film thickness at unexposed-film thickness after exposure) / film thickness at unexposed

〔PEB温度依存性〕
露光後、107℃と113℃の温度にて90秒間ホットプレート上で加熱(PEB)した時の、下記式のように感度の差をPEB温度依存性として評価した。この数字が小さいほど優れている。
(PEB温度依存性)=(113℃での感度)−(107℃での感度)
[PEB temperature dependence]
After exposure, the difference in sensitivity was evaluated as PEB temperature dependence as shown in the following equation when heated (PEB) on a hot plate at temperatures of 107 ° C. and 113 ° C. for 90 seconds. The smaller this number, the better.
(PEB temperature dependence) = (sensitivity at 113 ° C)-(sensitivity at 107 ° C)

上記評価結果を表3〜4に示す。   The said evaluation result is shown to Tables 3-4.

表3〜4中の略号を以下に示す。
〔塩基性化合物〕
C−1:トリn−オクチルアミン
C−2:1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン
C−3:2,4,6−トリフェニルイミダゾール
〔界面活性剤〕
W−1:フッ素系界面活性剤、メガファックF−176(大日本インキ化学工業製)
W−2:フッ素/シリコン系界面活性剤、メガファックR08(大日本インキ化学工業製)
W−3:シリコン系界面活性剤、ポリシロキサンポリマーKP341(信越化学工業製)

〔比較酸発生剤〕
B'1:トリフェニルスルホニウム ペンタフルオロベンゼンスルホネート
Abbreviations in Tables 3 to 4 are shown below.
[Basic compounds]
C-1: Tri n-octylamine C-2: 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene C-3: 2,4,6-triphenylimidazole [Surfactant]
W-1: Fluorosurfactant, MegaFuck F-176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.)
W-2: Fluorine / silicone surfactant, MegaFac R08 (Dainippon Ink and Chemicals)
W-3: Silicone surfactant, polysiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)

[Comparative acid generator]
B'1: Triphenylsulfonium pentafluorobenzenesulfonate

Figure 0005039345
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使用した(B)酸発生剤については、構造を一般式(BI)に当てはめた場合にRa〜
Rcに対応するアルカン及びアレーン、即ちRa−H、Rb−HおよびRc−Hの1気圧における沸点をあわせて示す。尚、ここでは便宜上、沸点の低いものからRa−H、Rb−H、Rc−Hとした。
Regarding the (B) acid generator used, when the structure is applied to the general formula (BI), Ra ~
The boiling points at 1 atm of alkanes and arenes corresponding to Rc, that is, Ra-H, Rb-H and Rc-H are also shown. Here, for convenience, Ra-H, Rb-H, and Rc-H are selected from those having a low boiling point.

表3〜4に於ける、プロトンアクセプター基含有化合物の使用量に於いて、0.0393gは、塩基性化合物を併用しなかった場合の使用量であり、0.0196gは、塩基性化合物を併用した場合の使用量である。   In Tables 3-4, in the usage amount of the proton acceptor group-containing compound, 0.0393 g is the usage amount when no basic compound was used in combination, and 0.0196 g represents the basic compound. The amount used when used in combination.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

Figure 0005039345
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表3〜4から、本発明のポジ型レジスト組成物は、EUV光の照射による特性評価において、感度、解像度、LER、パターン形状が優れていることがわかる。また、溶解コントラスト及び露光後の膜厚変動率、PEB温度依存性の点においても優れていることがわかる。膜厚変動率が小さいことはアウトガスが少ないことを意味する。さらに、プロトンアクセプター基含有化合物を含むことにより、高感度、高解像度、低LERとなる。   From Tables 3 to 4, it can be seen that the positive resist composition of the present invention is excellent in sensitivity, resolution, LER, and pattern shape in property evaluation by irradiation with EUV light. Moreover, it turns out that it is excellent also in the point of melt | dissolution contrast, the film thickness fluctuation rate after exposure, and PEB temperature dependency. A small film thickness variation rate means that there is little outgas. Further, by including a proton acceptor group-containing compound, high sensitivity, high resolution, and low LER are obtained.

実施例37〜43及び比較例8、9
実施例1、2、18、21、32、35、36及び比較例4、6のレジスト溶液を6インチシリコンウェハー上に東京エレクトロン製スピンコーターMark8を用いて塗布し、110℃で、90秒間ベークして膜厚0.30μmのレジスト膜を得た。
このレジスト膜に、電子線描画装置((株)日立製作所製 HL750、加速電圧50KeV)を用いて電子線照射を行った。照射後に、110℃で、90秒間ベークし、2.3
8質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液に60秒間浸漬した後、30秒間、水でリンスして乾燥した。
得られたパターンを実施例1と同様の方法で感度、解像度、LER、パターン形状を評価した。
結果を下記表5に示す。
Examples 37 to 43 and Comparative Examples 8 and 9
The resist solutions of Examples 1, 2, 18, 21, 32, 35, and 36 and Comparative Examples 4 and 6 were applied onto a 6-inch silicon wafer using a spin coater Mark8 manufactured by Tokyo Electron, and baked at 110 ° C. for 90 seconds. As a result, a resist film having a thickness of 0.30 μm was obtained.
The resist film was irradiated with an electron beam using an electron beam drawing apparatus (HL750, acceleration voltage 50 KeV manufactured by Hitachi, Ltd.). After irradiation, bake at 110 ° C for 90 seconds, 2.3
After immersing in an 8% by mass tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution for 60 seconds, it was rinsed with water for 30 seconds and dried.
The obtained pattern was evaluated for sensitivity, resolution, LER, and pattern shape in the same manner as in Example 1.
The results are shown in Table 5 below.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

表5から、本発明のポジ型レジスト組成物は、電子線の照射によるパターン形成に関して、高感度で高解像力であり、パターン形状、ラインエッジラフネスも優れていることがわかる。   From Table 5, it can be seen that the positive resist composition of the present invention has high sensitivity and high resolving power with respect to pattern formation by electron beam irradiation, and is excellent in pattern shape and line edge roughness.

実施例44〜50及び比較例10、11
実施例1、2、18、21、32、35、36及び比較例4、6のレジスト溶液を6インチシリコンウェハー上に東京エレクトロン製スピンコーターMark8を用いて塗布し、110℃で、90秒間ベークして膜厚0.40μmのレジスト膜を得た。得られたレジスト膜に、KrFエキシマレーザーステッパー(キャノン(株)製FPA3000EX−5、波長248nm)を用いて、パターン露光した。露光後の処理は、実施例1と同様に行った。
得られたパターンを実施例1と同様の方法で感度、解像度、LER、パターン形状を評価した。
結果を下記表6に示す。
Examples 44 to 50 and Comparative Examples 10 and 11
The resist solutions of Examples 1, 2, 18, 21, 32, 35, and 36 and Comparative Examples 4 and 6 were applied onto a 6-inch silicon wafer using a spin coater Mark8 manufactured by Tokyo Electron, and baked at 110 ° C. for 90 seconds. Thus, a resist film having a thickness of 0.40 μm was obtained. The obtained resist film was subjected to pattern exposure using a KrF excimer laser stepper (FPA3000EX-5 manufactured by Canon Inc., wavelength 248 nm). The post-exposure processing was performed in the same manner as in Example 1.
The obtained pattern was evaluated for sensitivity, resolution, LER, and pattern shape in the same manner as in Example 1.
The results are shown in Table 6 below.

Figure 0005039345
Figure 0005039345

表6から、本発明のポジ型レジスト組成物は、KrFエキシマレーザー露光によるパターン形成に関して、比較例に比べて、高感度、高解像力であり、パターン形状、ラインエッジラフネスも優れていることがわかる。   From Table 6, it can be seen that the positive resist composition of the present invention is higher in sensitivity and resolution than the comparative example in terms of pattern formation by KrF excimer laser exposure, and is excellent in pattern shape and line edge roughness. .

Claims (10)

(A)少なくとも1つの分岐部を介してポリマー鎖を3つ以上有する、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ポリマー及び(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物として、下記一般式(BI)で表される化合物を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。
Figure 0005039345

一般式(BI)において、
1b、R2b及びR3bは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。ただし、化合物(R1b−H)、(R2b−H)、及び(R3b−H)の沸点は、全て10℃以上(1気圧)である。X-は、非求核性アニオンを表す
(A) at least one via the branching unit having a polymer chain of three or more, the polymer over及 beauty of increasing the solubility in an alkali developing solution under action of acid (B) an actinic ray or a compound which generates an acid when exposed to radiation as a positive resist composition, characterized by containing a compound represented by the following general formula (BI).
Figure 0005039345

In general formula (BI):
R 1b , R 2b and R 3b each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. However, the boiling point of the compound (R 1b -H), (R 2b -H), and (R 3b -H) are all 1 9 0 ° C. or more (1 atm). X represents a non-nucleophilic anion .
前記一般式(BI)において、R  In the general formula (BI), R 1b1b 、R, R 2b2b 及びRAnd R 3b3b が、アリール基を表し、化合物(RRepresents an aryl group and the compound (R 1b1b −H)、(R-H), (R 2b2b −H)、及び(R-H), and (R 3b3b −H)の沸点が、全て200℃以上(1気圧)であ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。The positive resist composition according to claim 1, wherein the boiling points of -H) are all 200 ° C or higher (1 atm). 前記一般式(BI)において、RIn the general formula (BI), R 1b1b 〜R~ R 3b3b それぞれに含まれる炭素数が8個以下であ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。3. The positive resist composition according to claim 1, wherein each of them contains 8 or less carbon atoms. 4. 更に、プロトンアクセプター性官能基を有し、且つ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポジ型レジスト組成物。 In addition, it contains a compound that has a proton acceptor functional group and generates a compound that decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to decrease, disappear, or change the proton acceptor property to acidic. The positive resist composition according to claim 1 , wherein the positive resist composition is a positive resist composition. ポリマー(A)が、くし型ポリマーであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のポジ型レジスト組成物。 The positive resist composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the polymer (A) is a comb-type polymer. ポリマー(A)を形成するポリマー鎖のうち少なくとも1つが、ビニル型繰り返し単位からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the polymer chains forming the polymer (A) is composed of a vinyl-type repeating unit. 該ビニル型繰り返し単位として、スチレン誘導体に由来する繰り返し単位または/および(メタ)アクリル酸誘導体に由来する繰り返し単位を有することを特徴とする請求項6に記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 6, wherein the vinyl-type repeating unit has a repeating unit derived from a styrene derivative and / or a repeating unit derived from a (meth) acrylic acid derivative. 一般式(BI)において、R1b、R2b及びR3bのそれぞれに含まれる炭素数が8以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。 8. The positive resist composition according to claim 1, wherein each of R 1b , R 2b, and R 3b has 8 or less carbon atoms in the general formula (BI). . 請求項1〜8のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物から形成されるレジスト膜。   A resist film formed from the positive resist composition according to claim 1. 請求項9に記載のレジスト膜を露光、現像することを特徴とするパターン形成方法。   A pattern forming method comprising exposing and developing the resist film according to claim 9.
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