JP5155764B2 - Positive photosensitive composition and pattern forming method using the same - Google Patents

Positive photosensitive composition and pattern forming method using the same Download PDF

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Description

本発明は、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さらにその他のフォトファブリケーション工程に使用されるポジ型感光性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250nm以下、好ましくは220nm以下の遠紫外線などの露光光源、および電子線などによる照射源とする場合に好適なポジ型感光性組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関するものである。   The present invention relates to a positive photosensitive composition used in a semiconductor manufacturing process such as an IC, a circuit board such as a liquid crystal or a thermal head, and other photofabrication processes, and a pattern forming method using the same. is there. More specifically, the present invention relates to a positive photosensitive composition suitable for use as an exposure light source such as far ultraviolet rays of 250 nm or less, preferably 220 nm or less, and an irradiation source using an electron beam, and a pattern forming method using the same.

化学増幅系感光性組成物は、遠紫外光等の活性光線又は放射線の照射により露光部に酸を生成させ、この酸を触媒とする反応によって、活性光線又は放射線の照射部と非照射部の現像液に対する溶解性を変化させ、パターンを基板上に形成させるパターン形成材料である。   The chemically amplified photosensitive composition generates an acid in the exposed area by irradiation with actinic rays or radiation such as far ultraviolet light, and a reaction using this acid as a catalyst to react the irradiated and non-irradiated areas of the active ray or radiation. It is a pattern forming material that changes the solubility in a developer and forms a pattern on a substrate.

KrFエキシマレーザーを露光光源とする場合には、主として248nm領域での吸収の小さい、ポリ(ヒドロキシスチレン)を基本骨格とする樹脂を主成分に使用するため、高感度、高解像度で、且つ良好なパターンを形成し、従来のナフトキノンジアジド/ノボラック樹脂系に比べて良好な系となっている。   When a KrF excimer laser is used as an exposure light source, a resin having a basic skeleton of poly (hydroxystyrene) having a small absorption mainly in the 248 nm region is used as a main component. A pattern is formed, which is a better system than the conventional naphthoquinone diazide / novolak resin system.

一方、更なる短波長の光源、例えばArFエキシマレーザー(193nm)を露光光源として使用する場合は、芳香族基を有する化合物が本質的に193nm領域に大きな吸収を示すため、上記化学増幅系でも十分ではなかった。
このため、脂環炭化水素構造を有する樹脂を含有するArFエキシマレーザー用レジストが開発されてきている。ArFエキシマレーザー用レジストにおいては、種々の改良が施されてきており、例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3等では、脂環酸分解性繰り返し単位において、主鎖と酸分解基の間にスペーサー部分を有する繰り返し単位を導入し、種々の特性の改良がなされている。
しかしながら、線幅100nm以下のような微細なパターンを形成する際には、解像性能が優れていても、形成したラインパターンが倒れてしまい、デバイス製造時の欠陥となってしまうパターン倒れの問題や露光量変化に対する性能安定性(露光ラチチュード)においては上記組成物においてもいまだ不十分であった。
On the other hand, when a further short wavelength light source, for example, an ArF excimer laser (193 nm) is used as an exposure light source, the compound having an aromatic group exhibits a large absorption in the 193 nm region. It wasn't.
For this reason, an ArF excimer laser resist containing a resin having an alicyclic hydrocarbon structure has been developed. Various improvements have been made in resists for ArF excimer lasers. For example, in Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, and the like, in the alicyclic acid-decomposable repeating unit, the main chain and the acid-decomposable group are changed. Various properties have been improved by introducing a repeating unit having a spacer portion between them.
However, when forming a fine pattern with a line width of 100 nm or less, even if the resolution performance is excellent, the formed line pattern collapses, resulting in a pattern collapse problem that becomes a defect during device manufacturing. In addition, the above composition still has insufficient performance stability (exposure latitude) against exposure dose changes.

また、近年、さらに微細なパターン形成を達成するための方法として、光学顕微鏡において解像力を高める技術を応用した液浸リソグラフィーが知られている。液浸リソグラフィーでは、投影レンズと試料の間に高屈折率の液体(以下、「液浸液」ともいう)を満たして露光する。   In recent years, immersion lithography using a technique for increasing resolution in an optical microscope is known as a method for achieving finer pattern formation. In immersion lithography, exposure is performed by filling a liquid having a high refractive index (hereinafter also referred to as “immersion liquid”) between a projection lens and a sample.

最近の液浸露光技術進捗が非特許文献1、非特許文献2、特許文献4等で報告されている。ArFエキシマレーザーを光源とする場合は、取り扱い安全性と193nmにおける透過率と屈折率の観点で純水(193nmにおける屈折率1.44)が液浸液として最も有望である。   Recent progress in immersion exposure technology is reported in Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, Patent Document 4, and the like. In the case of using an ArF excimer laser as a light source, pure water (refractive index of 1.44 at 193 nm) is most promising as an immersion liquid from the viewpoint of handling safety, transmittance and refractive index at 193 nm.

一方、サーマルフロープロセスは、通常のリソグラフィー技術によりレジストパターンを形成した後、該レジストパターンに熱処理を行い、パターンサイズを微細化する方法である。パターン形成後の加熱によってレジストパターンを軟化させ、パターンの隙間方向にフローさせることによってパターンが形成されていない部分のサイズ(ホールパターンの孔径やラインアンドスペースパターンのスペース幅など)を小さくすることが可能である。しかしながら従来のArFエキシマレーザーリソグラフィー等に使用されるレジスト組
成物では、ベース樹脂のガラス転移温度が高いために、サーマルフロープロセスにおける加熱温度でのベース樹脂の軟化が不充分であり、サーマルフロープロセスによるレジストパターンの微細化が困難であるという問題がある。特許文献5、特許文献6において樹脂への低Tg酸分解性基の導入によるパターンサイズの制御が試みられている。しかしながらこのような単純な低Tg化では解像度との両立が困難である。
On the other hand, the thermal flow process is a method in which after a resist pattern is formed by a normal lithography technique, the resist pattern is subjected to heat treatment to reduce the pattern size. The resist pattern is softened by heating after pattern formation, and the size of the part where the pattern is not formed (hole diameter of the hole pattern, space width of the line and space pattern, etc.) can be reduced by flowing in the gap direction of the pattern. Is possible. However, in resist compositions used for conventional ArF excimer laser lithography, etc., the glass transition temperature of the base resin is high, so the softening of the base resin at the heating temperature in the thermal flow process is inadequate. There is a problem that it is difficult to miniaturize the resist pattern. Patent Documents 5 and 6 attempt to control the pattern size by introducing a low Tg acid-decomposable group into a resin. However, such a simple low Tg makes it difficult to achieve both resolution and resolution.

近年解像度向上の観点から、特許文献7、特許文献8では、酸分解性基を各種スペーサ基を介してポリマー主鎖から遠隔な位置にもつ樹脂を用いる試みがなされている。しかしスペーサー基の導入のみでは低Tg化は不充分であった。   In recent years, from the viewpoint of improving resolution, Patent Document 7 and Patent Document 8 attempt to use a resin having an acid-decomposable group at a position remote from the polymer main chain via various spacer groups. However, the introduction of the spacer group alone was not enough to reduce the Tg.

特開2005―331918号公報JP 2005-331918 A 特開2004―184637号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-184637 特開2003−330192号公報JP 2003-330192 A SPIE Proc 4688,11(2002)SPIE Proc 4688,11 (2002) J.Vac.Sci.Tecnol.B 17(1999)J.Vac.Sci.Tecnol.B 17 (1999) 特開平10−303114号公報JP-A-10-303114 特開2007−114412号公報JP 2007-114412 A 特開2007−114613号公報JP 2007-146613 A 特表2006−501495号公報JP-T-2006-501495 特開2005−331918号公報JP 2005-331918 A

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、100nm以下の微細パターンの形成においても、パターン倒れ、露光ラチチュード、ラインエッジラフネスが改良され、且つサーマルフロープロセスにおいてレジストパターンの制御性に優れたポジ型感光性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。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and even in the formation of a fine pattern of 100 nm or less, pattern collapse, exposure latitude, and line edge roughness are improved, and resist pattern controllability in a thermal flow process. An object is to provide an excellent positive photosensitive composition and a pattern forming method using the same.

本発明は、次の通りである。
〔1〕
(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物及び
(B)下記一般式(I)で表される繰り返し単位(1)と、前記繰り返し単位(1)とは異なる下記一般式(II)で表される繰り返し単位(2)とを有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂
を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物。

Figure 0005155764

一般式(I)に於いて、
Xa 1 は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ry 1 、Ry 2 及びRxは、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Zaは、アルキレン基を表す。
Figure 0005155764

式中、Lは、炭素数4〜30の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を表し、R 3 は、水素原子、水酸基又は有機基を表し、Xは水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
〔2〕
前記一般式(II)のR が、カルボキシル基又はシクロアルキル基であることを特徴とする〔1〕に記載のポジ型感光性組成物。
〔3〕
(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物及び
(B)下記一般式(I’)で表される繰り返し単位(1)と、−L−R 3 基(式中、Lは、炭素数4〜30の2価の連結基を表し、R 3 は、水素原子、水酸基又は有機基を表す)を有する繰り返し単位(2)とを有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂
を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物。
Figure 0005155764

一般式(I’)に於いて、
Xa 1 は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ry 1 及びRy 2 は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Rx’は、炭素数2以上のアルキル基、またはシクロアルキル基を表す。ただし、Rx’としてのアルキル基は無置換アルキルである。
Za’は、炭素数1〜4の無置換アルキレン基を表す。
〔4〕
(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物及び
(B)下記一般式(I)で表される繰り返し単位(1)と、−L−R 3 基(式中、Lは、炭素数4〜30の2価の連結基を表し、R 3 は、水素原子、水酸基又は有機基を表す)を有する繰り返し単位(2)とを有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂
を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物であって、
(B)成分の樹脂とは異なる下記一般式(A)で表される繰り返し単位を有する樹脂を更に含有するポジ型感光性組成物。
Figure 0005155764

Figure 0005155764

一般式(I)に於いて、
Xa 1 は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ry 1 、Ry 2 及びRxは、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Zaは、アルキレン基を表す。
〔5〕
(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物及び
(B)下記一般式(I)で表される繰り返し単位(1)と、−L−R 3 基(式中、Lは、炭素数4〜30の2価の連結基を表し、R 3 は、水素原子、水酸基又は有機基を表す)を有する繰り返し単位(2)とを有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂
を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物であって、
(B)成分の樹脂が、一般式(I)で表される繰り返し単位(1)を2種類以上有することを特徴とするポジ型感光性組成物。
Figure 0005155764

一般式(I)に於いて、
Xa 1 は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ry 1 、Ry 2 及びRxは、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Zaは、アルキレン基を表す。
〔6〕
(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物及び
(B)下記一般式(I)で表される繰り返し単位(1)と、−L−R 3 基(式中、Lは、炭素数4〜30の2価の連結基を表し、R 3 は、水素原子、水酸基又は有機基を表す)を有する繰り返し単位(2)とを有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂
を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物であって、
(B)成分の樹脂が、更に下記一般式(III−2)で表される酸分解性繰り返し単位を有することを特徴とするポジ型感光性組成物。
Figure 0005155764

一般式(I)に於いて、
Xa 1 は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ry 1 、Ry 2 及びRxは、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Zaは、アルキレン基を表す。
Figure 0005155764

一般式(III−2)に於いて、
Xa 1 は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ryaは、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
1 は、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
Zbは、2価の連結基を表す。
〔7〕
(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物及び
(B)下記一般式(I)で表される繰り返し単位(1)と、−L−R 3 基(式中、Lは、炭素数4〜30の2価の連結基を表し、R 3 は、水素原子、水酸基又は有機基を表す)を有する繰り返し単位(2)と、
繰り返し単位(1)と異なる酸分解性繰り返し単位(3)と、下記一般式(IV)で表される繰り返し単位(4)と、下記一般式(V)で表される繰り返し単位(5)とを有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂を
含有することを特徴とするポジ型感光性組成物であって、
(B)成分の樹脂は、繰り返し単位(1)〜(5)をそれぞれ少なくとも1種類以上有することを特徴とするポジ型感光性組成物。
Figure 0005155764

一般式(I)に於いて、
Xa 1 は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ry 1 、Ry 2 及びRxは、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Zaは、アルキレン基を表す。
Figure 0005155764

一般式(IV)に於いて、
6 は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
7 は、ラクトン構造を有する基を表す。
Abは、単結合、アルキレン基、単環若しくは多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。
Figure 0005155764

一般式(V)に於いて、
8 は、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基又はヒドロキメチル基を表す。
9 は、水酸基若しくはシアノ基で置換された脂環炭化水素構造を有する基を表す。
〔8〕
(B)成分の樹脂が、更に、繰り返し単位(1)と異なる酸分解性繰り返し単位(3)を有することを特徴とする〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。
〔9〕
酸分解性繰り返し単位(3)が、下記一般式(pI)〜(pV)で表される酸の作用により脱離する基を有することを特徴とする〔7〕又は〔8〕に記載のポジ型感光性組成物。
Figure 0005155764

一般式(pI)〜(pV)に於いて、
11 は、アルキル基を表す。
Zは、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
12 〜R 14 は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
15 及びR 16 は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
17 〜R 21 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。また、R 19 、R 21 のいずれかは、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
22 〜R 25 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。また、R 23 とR 24 は、互いに結合して環を形成していてもよい。
〔10〕
酸分解性繰り返し単位(3)が、下記一般式(III−1)で表されることを特徴とする〔9〕に記載のポジ型感光性組成物。
Figure 0005155764

一般式(III−1)に於いて、
Rは、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。複数のRは、各々同じでも異なっていてもよい。
Aは、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、アミド基、スルホンアミド基、ウレタン基又はウレア基よりなる群から選択される単独或いは2つ以上の基の組み合わせを表す。
Rp 1 は、一般式(pI)〜(pV)のいずれかの基を表す。
〔11〕
(B)成分の樹脂が、更に、下記一般式(IV)で表される繰り返し単位(4)を有することを特徴とする〔1〕〜〔6〕及び〔8〕〜〔10〕のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。
Figure 0005155764

一般式(IV)に於いて、
6 は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
7 は、ラクトン構造を有する基を表す。
Abは、単結合、アルキレン基、単環若しくは多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。
〔12〕
(B)成分の樹脂が、更に、下記一般式(V)で表される繰り返し単位(5)を有することを特徴とする〔1〕〜〔6〕及び〔8〕〜〔11〕のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。
Figure 0005155764

一般式(V)に於いて、
8 は、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基又はヒドロキメチル基を表す。
9 は、水酸基若しくはシアノ基で置換された脂環炭化水素構造を有する基を表す。
〔13〕
前記繰り返し単位(1)の含有量が、(B)成分の樹脂における全繰り返し単位に対して5〜40mol%であることを特徴とする〔1〕〜〔12〕のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。
〔14〕
前記繰り返し単位(2)の含有量が、(B)成分の樹脂における全繰り返し単位に対して1〜40mol%であることを特徴とする〔1〕〜〔13〕のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。
〔15〕
更に、以下の(S1)〜(S5)のいずれかの混合溶剤を含有することを特徴とする〔1〕〜〔14〕のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。
(S1)水酸基を有する溶剤と、水酸基を有さない溶剤とを混合した混合溶剤、
(S2)エステル構造を有する溶剤と、ケトン構造を有する溶剤とを混合した混合溶剤、
(S3)エステル構造を有する溶剤と、ラクトン構造を有する溶剤とを混合した混合溶剤、
(S4)エステル構造を有する溶剤と、ラクトン構造を有する溶剤と、水酸基を有する溶剤とを混合した混合溶剤、
(S5)エステル構造を有する溶剤と、カーボネート構造を有する溶剤と、水酸基を有する溶剤を混合した混合溶剤。
〔16〕
(B)成分の樹脂の組成物全体中の配合量が、全固形分中60〜99.0質量%であることを特徴とする〔1〕〜〔15〕のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。
〔17〕
(B)成分の樹脂が、芳香族基を有さないことを特徴とする〔1〕〜〔16〕のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。
〔18〕
〔1〕〜〔17〕に記載のポジ型感光性組成物により形成されるレジスト膜。
〔19〕
〔18〕に記載のレジスト膜を形成し、該膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。
〔20〕
前記露光が、液浸露光であることを特徴とする〔19〕に記載のパターン形成方法。
なお、本発明は上記〔1〕〜〔20〕に記載の構成を有するものであるが、以下その他についても参考のため記載した。 The present invention is as follows.
[1]
(A) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and
(B) a repeating unit (1) represented by the following general formula (I) and a repeating unit (2) represented by the following general formula (II) different from the repeating unit (1), and an acid Resin whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of
A positive photosensitive composition comprising:
Figure 0005155764

In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
Ry 1 , Ry 2 and Rx each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Za represents an alkylene group.
Figure 0005155764

In the formula, L represents a linear or branched alkylene group having 4 to 30 carbon atoms, R 3 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group, and X represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen. Represents an atom.
[2]
The positive photosensitive composition as described in [1], wherein R 3 in the general formula (II) is a carboxyl group or a cycloalkyl group.
[3]
(A) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and
(B) Repeating unit (1) represented by the following general formula (I ′) and —LR 3 group (wherein L represents a divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms, R 3 Is a resin having a repeating unit (2) having a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group, and whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of an acid.
A positive photosensitive composition comprising:
Figure 0005155764

In general formula (I ′),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
Ry 1 and Ry 2 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Rx ′ represents an alkyl group having 2 or more carbon atoms or a cycloalkyl group. However, the alkyl group as Rx ′ is unsubstituted alkyl.
Za ′ represents an unsubstituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
[4]
(A) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and
(B) Repeating unit (1) represented by the following general formula (I) and -LR 3 group (wherein L represents a divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms, R 3 is And a repeating unit (2) having a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group), and a resin whose dissolution rate in an alkali developer is increased by the action of an acid
A positive photosensitive composition comprising:
A positive photosensitive composition further containing a resin having a repeating unit represented by the following general formula (A) different from the resin of component (B).
Figure 0005155764

Figure 0005155764

In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
Ry 1 , Ry 2 and Rx each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Za represents an alkylene group.
[5]
(A) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and
(B) Repeating unit (1) represented by the following general formula (I) and -LR 3 group (wherein L represents a divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms, R 3 is And a repeating unit (2) having a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group), and a resin whose dissolution rate in an alkali developer is increased by the action of an acid
A positive photosensitive composition comprising:
The positive photosensitive composition, wherein the resin of component (B) has two or more types of repeating units (1) represented by general formula (I).
Figure 0005155764

In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
Ry 1 , Ry 2 and Rx each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Za represents an alkylene group.
[6]
(A) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and
(B) Repeating unit (1) represented by the following general formula (I) and -LR 3 group (wherein L represents a divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms, R 3 is And a repeating unit (2) having a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group), and a resin whose dissolution rate in an alkali developer is increased by the action of an acid
A positive photosensitive composition comprising:
The positive photosensitive composition characterized in that the resin of component (B) further has an acid-decomposable repeating unit represented by the following general formula (III-2).
Figure 0005155764

In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
Ry 1 , Ry 2 and Rx each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Za represents an alkylene group.
Figure 0005155764

In general formula (III-2),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
Rya represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Z 1 represents an atomic group necessary for forming a cycloalkyl group together with a carbon atom.
Zb represents a divalent linking group.
[7]
(A) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and
(B) Repeating unit (1) represented by the following general formula (I) and -LR 3 group (wherein L represents a divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms, R 3 is A repeating unit (2) having a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group),
An acid-decomposable repeating unit (3) different from the repeating unit (1), a repeating unit (4) represented by the following general formula (IV), and a repeating unit (5) represented by the following general formula (V): A resin whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of an acid.
A positive photosensitive composition comprising:
(B) Resin of component has positive type photosensitive composition characterized by having at least 1 or more types of repeating units (1)-(5), respectively.
Figure 0005155764

In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
Ry 1 , Ry 2 and Rx each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Za represents an alkylene group.
Figure 0005155764

In general formula (IV),
R 6 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group.
R 7 represents a group having a lactone structure.
Ab represents a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, an ether group, an ester group, a carbonyl group, or a divalent group obtained by combining these.
Figure 0005155764

In general formula (V),
R 8 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
R 9 represents a group having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group.
[8]
The positive photosensitive composition as described in any one of [1] to [5], wherein the resin as the component (B) further has an acid-decomposable repeating unit (3) different from the repeating unit (1). object.
[9]
The positive electrode according to [7] or [8], wherein the acid-decomposable repeating unit (3) has a group capable of leaving by the action of an acid represented by the following general formulas (pI) to (pV). Type photosensitive composition.
Figure 0005155764

In the general formulas (pI) to (pV),
R 11 represents an alkyl group.
Z represents an atomic group necessary for forming a cycloalkyl group together with a carbon atom.
R 12 to R 14 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
R 15 and R 16 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. Moreover, any of R 19 and R 21 represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.
[10]
The positive photosensitive composition as described in [9], wherein the acid-decomposable repeating unit (3) is represented by the following general formula (III-1).
Figure 0005155764

In general formula (III-1),
R represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group. A plurality of R may be the same or different.
A represents a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a group of two or more groups selected from the group consisting of a urea group and a urea group.
Rp 1 represents any group of the general formulas (pI) to (pV).
[11]
Any of [1] to [6] and [8] to [10], wherein the resin of component (B) further has a repeating unit (4) represented by the following general formula (IV): The positive photosensitive composition described in 1.
Figure 0005155764

In general formula (IV),
R 6 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group.
R 7 represents a group having a lactone structure.
Ab represents a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, an ether group, an ester group, a carbonyl group, or a divalent group obtained by combining these.
[12]
Any of [1] to [6] and [8] to [11], wherein the resin of component (B) further has a repeating unit (5) represented by the following general formula (V): The positive photosensitive composition described in 1.
Figure 0005155764

In general formula (V),
R 8 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
R 9 represents a group having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group.
[13]
The positive type according to any one of [1] to [12], wherein the content of the repeating unit (1) is 5 to 40 mol% with respect to all repeating units in the resin of the component (B). Photosensitive composition.
[14]
The positive type according to any one of [1] to [13], wherein the content of the repeating unit (2) is 1 to 40 mol% with respect to all repeating units in the resin of the component (B). Photosensitive composition.
[15]
Furthermore, the positive photosensitive composition as described in any one of [1] to [14], which contains a mixed solvent of any of the following (S1) to (S5).
(S1) a mixed solvent in which a solvent having a hydroxyl group and a solvent not having a hydroxyl group are mixed;
(S2) a mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure and a solvent having a ketone structure;
(S3) a mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure and a solvent having a lactone structure;
(S4) a mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure, a solvent having a lactone structure, and a solvent having a hydroxyl group;
(S5) A mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure, a solvent having a carbonate structure, and a solvent having a hydroxyl group.
[16]
The positive photosensitive resin as described in any one of [1] to [15], wherein the amount of the component (B) resin in the entire composition is 60 to 99.0% by mass in the total solid content. Sex composition.
[17]
The positive photosensitive composition as described in any one of [1] to [16], wherein the resin as the component (B) does not have an aromatic group.
[18]
A resist film formed from the positive photosensitive composition as described in any one of [1] to [17].
[19]
[18] A pattern forming method comprising the steps of: forming the resist film as described in [18]; and exposing and developing the film.
[20]
[19] The pattern forming method according to [19], wherein the exposure is immersion exposure.
In addition, although this invention has the structure as described in said [1]-[20], the following was also described for reference below.

(1) (A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物及び
(B)下記一般式(I)で表される繰り返し単位(1)と、−L−R3基(式中、Lは、
炭素数4〜30の2価の連結基を表し、R3は、水素原子、水酸基又は有機基を表す)を
有する繰り返し単位(2)とを有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂
を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物。
(1) (A) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and (B) a repeating unit (1) represented by the following general formula (I), and an -LR 3 group (wherein L Is
A divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms, wherein R 3 represents a repeating unit (2) having a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group, and is dissolved in an alkali developer by the action of an acid. A positive photosensitive composition comprising a resin having an increased viscosity.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(I)に於いて、
Xa1は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ry1、Ry2及びRxは、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Zaは、アルキレン基を表す。
In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
Ry 1 , Ry 2 and Rx each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Za represents an alkylene group.

(2) 繰り返し単位(2)が、下記一般式(II)で表されることを特徴とする(1)に記載のポジ型感光性組成物。   (2) The positive photosensitive composition as described in (1), wherein the repeating unit (2) is represented by the following general formula (II).

Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(II)に於いて、
Xは、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Lは、炭素数4〜30の2価の連結基を表す。
3は、水素原子、水酸基又は有機基を表す。
In general formula (II):
X represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
L represents a divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms.
R 3 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group.

(3) (B)成分の樹脂が、一般式(I)で表される繰り返し単位(1)を2種類以上有することを特徴とする(1)又は(2)に記載のポジ型感光性組成物。   (3) The positive photosensitive composition as described in (1) or (2), wherein the resin of component (B) has two or more types of repeating units (1) represented by general formula (I) object.

(4) (B)成分の樹脂が、更に、繰り返し単位(1)と異なる酸分解性繰り返し単位(3)を有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。   (4) The positive type resin according to any one of (1) to (3), wherein the resin as the component (B) further has an acid-decomposable repeating unit (3) different from the repeating unit (1). Photosensitive composition.

(5) 酸分解性繰り返し単位(3)が、下記一般式(pI)〜(pV)で表される酸の作用により脱離する基を有することを特徴とする(4)に記載のポジ型感光性組成物。   (5) The positive type as described in (4), wherein the acid-decomposable repeating unit (3) has a group capable of leaving by the action of an acid represented by the following general formulas (pI) to (pV) Photosensitive composition.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(pI)〜(pV)に於いて、
11は、アルキル基を表す。
Zは、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R14は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
15及びR16は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
17〜R21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。また、R19、R21のいずれかは、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
22〜R25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。また、R23とR24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
In the general formulas (pI) to (pV),
R 11 represents an alkyl group.
Z represents an atomic group necessary for forming a cycloalkyl group together with a carbon atom.
R 12 to R 14 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
R 15 and R 16 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. Moreover, any of R 19 and R 21 represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

(6) 酸分解性繰り返し単位(3)が、下記一般式(III−1)で表されることを特徴とする(5)に記載のポジ型感光性組成物。   (6) The positive photosensitive composition as described in (5), wherein the acid-decomposable repeating unit (3) is represented by the following general formula (III-1).

Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(III−1)に於いて、
Rは、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。複数のRは、各々同じでも異なっていてもよい。
Aは、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、アミド基、スルホンアミド基、ウレタン基又はウレア基よりなる群から選択される単独或いは2つ以上の基の組み合わせを表す。
Rp1は、一般式(pI)〜(pV)のいずれかの基を表す。
In general formula (III-1),
R represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group. A plurality of R may be the same or different.
A represents a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a group of two or more groups selected from the group consisting of a urea group and a urea group.
Rp 1 represents any group of the general formulas (pI) to (pV).

(7) 繰り返し単位(3)が、下記一般式(III−2)で表されることを特徴とする(4)に記載のポジ型感光性組成物。   (7) The positive photosensitive composition as described in (4), wherein the repeating unit (3) is represented by the following general formula (III-2).

Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(III−2)に於いて、
Xa1は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ryaは、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
1は、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
Zbは、2価の連結基を表す。
In general formula (III-2),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
Rya represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Z 1 represents an atomic group necessary for forming a cycloalkyl group together with a carbon atom.
Zb represents a divalent linking group.

(8) (B)成分の樹脂が、更に、下記一般式(IV)で表される繰り返し単位(4)を有することを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。   (8) The positive resin according to any one of (1) to (7), wherein the resin of component (B) further has a repeating unit (4) represented by the following general formula (IV): Photosensitive composition.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(IV)に於いて、
6は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
7は、ラクトン構造を有する基を表す。
Abは、単結合、アルキレン基、単環若しくは多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。
In general formula (IV),
R 6 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group.
R 7 represents a group having a lactone structure.
Ab represents a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, an ether group, an ester group, a carbonyl group, or a divalent group obtained by combining these.

(9) (B)成分の樹脂が、更に、下記一般式(V)で表される繰り返し単位(5)を有することを特徴とする(1)〜(8)のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。   (9) The positive type resin according to any one of (1) to (8), wherein the resin of component (B) further has a repeating unit (5) represented by the following general formula (V): Photosensitive composition.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(V)に於いて、
8は、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基又はヒドロキメチル基を表す。
9は、水酸基若しくはシアノ基で置換された脂環炭化水素構造を有する基を表す。
In general formula (V),
R 8 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
R 9 represents a group having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group.

(10) 繰り返し単位(1)〜(5)をそれぞれ少なくとも1種類以上有することを特徴とする(9)に記載のポジ型感光性組成物。   (10) The positive photosensitive composition as described in (9), which has at least one repeating unit (1) to (5).

(11) (1)〜(10)に記載のポジ型感光性組成物により、膜を形成し、該膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。   (11) A pattern forming method comprising a step of forming a film with the positive photosensitive composition according to any one of (1) to (10), and exposing and developing the film.

本発明により、100nm以下の微細パターンの形成において、パターン倒れ、露光ラチチュード、ラインエッジラフネスが改良され、且つサーマルフロープロセスにおいてレジストパターンの制御性に優れたポジ型感光性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。   According to the present invention, in forming a fine pattern of 100 nm or less, a positive photosensitive composition having improved pattern collapse, exposure latitude, and line edge roughness, and excellent resist pattern controllability in a thermal flow process, and the same are used. A pattern forming method can be provided.

以下、本発明を実施するための最良の形態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 best mode for carrying out 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).

(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
本発明のポジ型感光性組成物は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(以下、「酸発生剤」ともいう)を含有する。
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。
(A) Compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation The positive photosensitive composition of the present invention is a compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation (hereinafter also referred to as “acid generator”). contains.
As an acid generator, photo-initiator of photocation polymerization, photo-initiator of photo-radical polymerization, photo-decoloring agent of dyes, photo-discoloring agent, or irradiation with actinic ray or radiation used for micro-resist etc. Known compounds that generate acids 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等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, o-nitrobenzyl sulfonates, and the like.

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3,914,407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. 3, 914, 407, JP 63-26653, JP 55-164824, JP 62-69263, JP 63-1446038, JP 63-163452, JP 62- The compounds described in Japanese Patent No. 153853 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 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.

酸発生剤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。   Preferred compounds among the acid generators include compounds represented by the following general formulas (ZI), (ZII), and (ZIII).

Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(ZI)において、
201、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。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。
-は、非求核性アニオンを表す。
In 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 1-30, 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、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。   Examples of the sulfonate anion include an aliphatic sulfonate anion, an aromatic sulfonate anion, and a camphor sulfonate anion.

カルボン酸アニオンとしては、例えば、脂肪族カルボン酸アニオン、芳香族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 aliphatic carboxylate anion, an aromatic carboxylate anion, and an aralkylcarboxylate anion.

脂肪族スルホン酸アニオンにおける脂肪族部位は、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 aliphatic moiety in the aliphatic sulfonate anion may be an alkyl group or a cycloalkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms such as methyl. Group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group , Tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, eicosyl group, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, adamantyl group, norbornyl group, boronyl group and the like.

芳香族スルホン酸アニオンにおける芳香族基としては、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 aromatic group in the aromatic 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.

脂肪族スルホン酸アニオン及び芳香族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は、置換基を有していてもよい。脂肪族スルホン酸アニオン及び芳香族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1〜15)、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)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜15)、アルキルスルホニル基(好ましくは炭素数1〜15)、アルキルイミノスルホニル基(好ましくは炭素数2〜15)、アリールオキシスルホニル基(好ましくは炭素数6〜20)、アルキルアリールオキシスルホニル基(好ましくは炭素数7〜20)、シクロアルキルアリールオキシスルホニル基(好ましくは炭素数10〜20)、アルキルオキシアルキルオキシ基(好ましくは炭素数5〜20)、シクロアルキルアルキルオキシアルキルオキシ基(好ましくは炭素数8〜20)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。
The alkyl group, cycloalkyl group and aryl group in the aliphatic sulfonate anion and aromatic sulfonate anion may have a substituent. Examples of the substituent of the alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group in the aliphatic sulfonate anion and aromatic 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 having 1 to 15 carbon atoms), cycloalkyl group (preferably having 3 to 15 carbon atoms), aryl group (preferably having 6 to 14 carbon atoms), alkoxycarbonyl group ( Preferably 2 to 7 carbon atoms, acyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms), alkoxycarbonyloxy group (preferably 2 to 7 carbon atoms), alkylthio group (preferably 1 to 15 carbon atoms), alkylsulfonyl group (Preferably having 1 to 15 carbon atoms), alkyliminosulfonyl group (preferably having 2 to 15 carbon atoms), aryl Ruoxysulfonyl group (preferably having 6 to 20 carbon atoms), alkylaryloxysulfonyl group (preferably having 7 to 20 carbon atoms), cycloalkylaryloxysulfonyl group (preferably having 10 to 20 carbon atoms), alkyloxyalkyloxy group (Preferably having 5 to 20 carbon atoms), a cycloalkylalkyloxyalkyloxy group (preferably having 8 to 20 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.

脂肪族カルボン酸アニオンにおける脂肪族部位としては、脂肪族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 aliphatic moiety in the aliphatic carboxylate anion include the same alkyl group and cycloalkyl group as in the aliphatic sulfonate anion.

芳香族カルボン酸アニオンにおける芳香族基としては、芳香族スルホン酸アニオンに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 aromatic group in the aromatic carboxylate anion include the same aryl group as in the aromatic sulfonate 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.

脂肪族カルボン酸アニオン、芳香族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は、置換基を有していてもよい。脂肪族カルボン酸アニオン、芳香族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、芳香族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。   The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group in the aliphatic carboxylate anion, aromatic carboxylate anion and aralkylcarboxylate anion may have a substituent. Examples of the substituent of the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group in the aliphatic carboxylate anion, aromatic carboxylate anion and aralkylcarboxylate anion include, for example, the same halogen atom and alkyl as in the aromatic sulfonate anion Group, cycloalkyl group, alkoxy group, alkylthio group and the like.

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、アルキルオキシスルホニル基、アリールオキシスルホニル基、シクロアルキルアリールオキシスルホニル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 substituents for these alkyl groups include halogen atoms, alkyl groups substituted with halogen atoms, alkoxy groups, alkylthio groups, alkyloxysulfonyl groups, aryloxysulfonyl groups, cycloalkylaryloxysulfonyl groups, and the like. Alkyl groups substituted with fluorine atoms are preferred.

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脂肪族
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芳香族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、より好ましくは炭素数4〜8のパーフロロ脂肪族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、更により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 aliphatic sulfonate anion in which the α-position of the sulfonic acid is substituted with a fluorine atom, an aromatic sulfonate anion substituted with a fluorine atom or a group having a fluorine atom, and an alkyl group. A bis (alkylsulfonyl) imide anion substituted with a fluorine atom and a tris (alkylsulfonyl) methide anion wherein an alkyl group is substituted with a fluorine atom are preferred. The non-nucleophilic anion is more preferably a perfluoroaliphatic sulfonic acid anion having 4 to 8 carbon atoms, a benzenesulfonic acid anion having a fluorine atom, still more preferably a nonafluorobutanesulfonic acid anion, a perfluorooctanesulfonic acid anion, It is a pentafluorobenzenesulfonic acid anion and 3,5-bis (trifluoromethyl) benzenesulfonic acid 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(ZI−1)、(ZI−2)、(ZI−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 the corresponding groups in the compounds (ZI-1), (ZI-2) and (ZI-3) described later.

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(ZI−1)、(ZI−2)、及び(ZI−3)を挙げることができる。   More preferable (ZI) components include compounds (ZI-1), (ZI-2), and (ZI-3) described below.

化合物(ZI−1)は、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 (ZI-1) is at least one of R 201 to R 203 in formula (ZI) is an aryl group, an aryl sulfonium compounds, i.e., 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 a part of R 201 to R 203 may be an aryl group with the remaining being 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、ジアリールシクロアルキルスルホニウム化合物、アリールジシクロ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 triarylsulfonium compounds, diarylalkylsulfonium compounds, aryldialkylsulfonium compounds, diarylcycloalkylsulfonium compounds, and aryldicycloalkylsulfonium compounds.

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。アリール基は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等を有する複素環構造を有するアリール基であってもよい。複素環構造を有するアリール基としては、例えば、ピロール残基(ピロールから水素原子が1個失われることによって形成される基)、フラン残基(フランから水素原子が1個失われることによって形成される基)、チオフェン残基(チオフェンから水素原子が1個失われることによって形成される基)、インドール残基(インドールから水素原子が1個失われることによって形成される基)、ベンゾフラン残基(ベンゾフランから水素原子が1個失われることによって形成される基)、ベンゾチオフェン残基(ベンゾチオフェンから水素原子が1個失われることによって形成される基)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. The aryl group may be an aryl group having a heterocyclic structure having an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom or the like. Examples of the aryl group having a heterocyclic structure include a pyrrole residue (a group formed by losing one hydrogen atom from pyrrole) and a furan residue (a group formed by losing one hydrogen atom from furan). Groups), thiophene residues (groups formed by the loss of one hydrogen atom from thiophene), indole residues (groups formed by the loss of one hydrogen atom from indole), benzofuran residues ( A group formed by losing one hydrogen atom from benzofuran), a benzothiophene residue (a group formed by losing one hydrogen atom from benzothiophene), and the like. 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、より好ましくは炭素数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, more 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(ZI−2)について説明する。
化合物(ZI−2)は、一般式(ZI)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、ヘテロ原子を含有する芳香族環も包含するものである。
Next, the compound (ZI-2) will be described.
The compound (ZI-2) is a compound in which R 201 to R 203 in the general formula (ZI) each independently represents an organic group having no 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、特に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, particularly 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。   The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentoxy 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.

化合物(ZI−3)とは、以下の一般式(ZI−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 (ZI-3) is a compound represented by the following general formula (ZI-3), and is a compound having a phenacylsulfonium salt structure.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(ZI−3)に於いて、
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、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。
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。
1c〜R5c中のいずれか2つ以上、R6cとR7c、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。R1c〜R5c中のいずれか2つ以上、R6cとR7c、及びRxと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。
Zc-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於けるZ-と同様の非求核性アニオンを挙げることができる。
In general formula (ZI-3),
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 each independently represents 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.
Any two or more of R 1c to R 5c , R 6c and R 7c , 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 and a sulfur atom. , An ester bond and an amide bond may be included. Examples of the group formed by combining any two or more of R 1c to R 5c , R 6c and R 7c , and R x and R y include a butylene group and a pentylene group.
Zc represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same non-nucleophilic anion as Z − in formula (ZI).

1c〜R7c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個のシクロアルキル基(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 7c 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. Examples of the cycloalkyl group include cyclohexane 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の内の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〜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 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 2-15. 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〜R7c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 7c , such as 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〜R7c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 7c .

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に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)に於いて、
204〜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 formulas (ZII) and (ZIII),
R 204 to 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。R204〜R207のアリール基は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等を有する複素環構造を有するアリール基であってもよい。複素環構造を有するアリール基としては、例えば、ピロール残基(ピロールから水素原子が1個失われることによって形成される基)、フラン残基(フランから水素原子が1個失われることによって形成される基)、チオフェン残基(チオフェンから水素原子が1個失われることによって形成される基)、インドール残基(インドールから水素原子が1個失われることによって形成される基)、ベンゾフラン残基(ベンゾフランから水素原子が1個失われることによって形成される基)、ベンゾチオフェン残基(ベンゾチオフェンから水素原子が1個失われることによって形成される基)等を挙げることができる。 Phenyl group and a naphthyl group are preferred as the aryl group of R 204 to R 207, more preferably a phenyl group. Aryl group R 204 to R 207 represents an oxygen atom, a nitrogen atom, may be an aryl group having a heterocyclic structure having a sulfur atom and the like. Examples of the aryl group having a heterocyclic structure include a pyrrole residue (a group formed by losing one hydrogen atom from pyrrole) and a furan residue (a group formed by losing one hydrogen atom from furan). Groups), thiophene residues (groups formed by the loss of one hydrogen atom from thiophene), indole residues (groups formed by the loss of one hydrogen atom from indole), benzofuran residues ( A group formed by losing one hydrogen atom from benzofuran), a benzothiophene residue (a group formed by losing one hydrogen atom from benzothiophene), and the like.

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, 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).

204〜R207のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。R204〜R207のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基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。 Aryl group, alkyl group of R 204 to R 207, cycloalkyl groups may have a substituent. Aryl group, alkyl group of R 204 to R 207, the cycloalkyl group substituent which may be possessed by, 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 (for example, having 6 to 15 carbon atoms), an alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, and a phenylthio group.

-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).

酸発生剤として、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。   Examples of the acid generator further include compounds represented by the following general formulas (ZIV), (ZV), and (ZVI).

Figure 0005155764
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一般式(ZIV)〜(ZVI)に於いて、
Ar3及びAr4は、各々独立に、アリール基を表す。
208、R209及びR210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。
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。
In the general formulas (ZIV) to (ZVI),
Ar 3 and Ar 4 each independently represents an aryl group.
R 208 , R 209 and R 210 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group.
A represents an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group.

酸発生剤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、酸発生剤として、スルホン酸基又はイミド基を1つ有する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1価の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、または1価の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イミド酸を発生する化合物であり、更により好ましくは、フッ化置換アルカンスルホン酸、フッ素置換ベンゼンスルホン酸、フッ素置換イミド酸又はフッ素置換メチド酸のスルホニウム塩である。使用可能な酸発生剤は、発生した酸のpKaがpKa=−1以下のフッ化置換アルカンスルホン酸、フッ化置換ベンゼンスルホン酸、フッ化置換イミド酸であることが特に好ましく、感度が向上する。
Among the acid generators, compounds represented by the general formulas (ZI) to (ZIII) are more preferable.
Further, the acid generator is preferably a compound that generates an acid having one sulfonic acid group or imide group, more preferably a compound that generates monovalent perfluoroalkanesulfonic acid, or a monovalent fluorine atom or fluorine atom. A compound that generates an aromatic sulfonic acid substituted with a group containing fluorinated acid, or a compound that generates a monovalent fluorine atom or imide acid substituted with a group containing a fluorine atom, and even more preferably, It is a sulfonium salt of a substituted alkanesulfonic acid, a fluorine-substituted benzenesulfonic acid, a fluorine-substituted imide acid or a fluorine-substituted methide acid. The acid generator that can be used is particularly preferably a fluorinated substituted alkane sulfonic acid, a fluorinated substituted benzene sulfonic acid or a fluorinated substituted imido acid whose pKa of the generated acid is pKa = -1 or less, and the sensitivity is improved. .

酸発生剤の中で、特に好ましい例を以下に挙げるが、本発明は、これに限定されるものではない。   Among acid generators, particularly preferred examples are listed below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005155764
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酸発生剤は、1種類単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
酸発生剤のポジ型感光性組成物中の含量は、ポジ型感光性組成物の全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0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。
An acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
The content of the acid generator in the positive photosensitive composition is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, based on the total solid content of the positive photosensitive composition. More preferably, it is 1-7 mass%.

(B)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂
本発明のポジ型感光性組成物に用いられる、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂は、下記一般式(I)で表される繰り返し単位(1)と、−L−R3基(式中、Lは、炭素数4〜30の2価の連結基を表し、R3は、水素原子、水酸基又は有機基を表す)を有する繰り返し単位(2)とを有する。
(B) Resin whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of an acid The resin used in the positive photosensitive composition of the present invention whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of an acid is represented by the following general formula ( I) and a repeating unit (1) represented by -LR 3 group (wherein L represents a divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms, and R 3 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group. And a repeating unit (2) having a group).

Figure 0005155764
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一般式(I)に於いて、
Xa1は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ry1、Ry2及びRxは、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Zaは、アルキレン基を表す。
In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
Ry 1 , Ry 2 and Rx each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Za represents an alkylene group.

一般式(I)に於いて、Xa1のアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、水酸基、ハロゲン原子で置換されていてもよい。
Xa1は、好ましくは、水素原子、メチル基である。
Ry1、Ry2及びRxのアルキル基は、好ましくは炭素数1〜8、より好ましくは炭素数1〜4の直鎖若しく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、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。
Ry1、Ry2及びRxのシクロアルキル基は、炭素数3〜8の単環のシクロアルキル基、炭素数7〜14の多環のシクロアルキル基が好ましい。好ましい単環のシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロプロピル基等が挙げられる。好ましい多環のシクロアルキル基としては、例えば、アダマンチル基、ノルボルナン基、テトラシクロドデカニル基、トリシクロデカニル基、ジアマンチル基等が挙げられる。
Ry1及びRy2は、好ましくは、メチル基、エチル基である。
Rxは、炭素数2以上のアルキル基、またはシクロアルキル基であることが好ましい。炭素数2以上のアルキル基、またはシクロアルキル基であることで、メチル基に比べ酸分解性が向上し、感度、露光後の後過熱温度依存性が向上する。
Ry1、Ry2及びRxのアルキル基、シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。
Zaのアルキレン基は、好ましくは炭素数1〜8のアルキレン基である。Zaのアルキレン基は、メチレン基の一部が酸素原子、硫黄原子、エステル基、ケトン基などのヘテロ原子を有する連結基で置き換えられていてもよい。Zaは、好ましくは炭素数1〜4のアルキレン基であり、特に好ましくは、−CH2−、−CH2CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH32−である。Zaのアルキレン基は、酸脱離性を有していないことが好ましい。
In the general formula (I), the alkyl group represented by Xa 1 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and may be substituted with a hydroxyl group or a halogen atom.
Xa 1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
The alkyl group of Ry 1 , Ry 2 and Rx is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, Examples include isopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl group and the like.
Ry 1, Ry 2 and cycloalkyl groups Rx is a monocyclic cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group of polycyclic 7-14 carbon atoms preferred. Preferable monocyclic cycloalkyl groups include, for example, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclopropyl group and the like. Preferred examples of the polycyclic cycloalkyl group include an adamantyl group, a norbornane group, a tetracyclododecanyl group, a tricyclodecanyl group, a diamantyl group, and the like.
Ry 1 and Ry 2 are preferably a methyl group or an ethyl group.
Rx is preferably an alkyl group having 2 or more carbon atoms or a cycloalkyl group. By being an alkyl group having 2 or more carbon atoms or a cycloalkyl group, acid decomposability is improved as compared with a methyl group, and sensitivity and post-heating temperature dependency after exposure are improved.
The alkyl group and cycloalkyl group of Ry 1 , Ry 2 and Rx may have a substituent.
The alkylene group for Za is preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms. In the alkylene group of Za, a part of the methylene group may be replaced with a linking group having a hetero atom such as an oxygen atom, a sulfur atom, an ester group, or a ketone group. Za is preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and particularly preferably —CH 2 —, —CH 2 CH 2 —, —CH (CH 3 ) —, —C (CH 3 ) 2 —. . The alkylene group for Za preferably has no acid leaving property.

一般式(I)で表される繰り返し単位(1)は、(B)成分の樹脂中に2種類以上含まれていても良い。   Two or more kinds of the repeating unit (1) represented by the general formula (I) may be contained in the resin of the component (B).

一般式(I)で表される繰り返し単位(1)を形成するための重合性化合物は、既知の方法で容易に合成できる。例えば、特開2005−331918号公報に記載の方法と同様の手法を用い、下式に示すように、アルコールとカルボン酸ハロゲニド化合物を塩基性
条件下反応させた後、これとカルボン酸化合物を塩基性条件下反応させることにより合成できる。
The polymerizable compound for forming the repeating unit (1) represented by the general formula (I) can be easily synthesized by a known method. For example, using a method similar to the method described in JP-A-2005-331918, as shown in the following formula, after reacting an alcohol and a carboxylic acid halide compound under basic conditions, the carboxylic acid compound is converted into a base. It can be synthesized by reacting under sexual conditions.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(I)で表される繰り返し単位(1)の好ましい具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Preferred specific examples of the repeating unit (1) represented by the general formula (I) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

Figure 0005155764
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Figure 0005155764
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繰り返し単位(1)は、酸の作用により分解してカルボキシル基を生じ、アルカリ現像液に対する溶解速度が増大する。   The repeating unit (1) is decomposed by the action of an acid to generate a carboxyl group, and the dissolution rate in an alkaline developer is increased.

繰り返し単位(1)の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、1〜60mol%が好ましく、より好ましくは1〜50mol%、更に好ましくは5〜40mol%である。   The content of the repeating unit (1) is preferably 1 to 60 mol%, more preferably 1 to 50 mol%, still more preferably 5 to 40 mol%, based on all repeating units in the polymer.

(B)成分の樹脂は、−L−R3基(式中、Lは、炭素数4〜30の2価の連結基を表し、R3は、水素原子、水酸基又は有機基を表す)を有する繰り返し単位(2)を有する。 The resin of component (B) is a -LR 3 group (wherein L represents a divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms, and R 3 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group). Having repeating unit (2).

Lの炭素数4〜30の2価の連結基は、炭素数4〜30の直鎖若しくは分岐状アルキレン基が好ましく、炭素数4〜20の直鎖若しくは分岐状アルキレン基がより好ましい。
アルキレン基は、アルキレン鎖中に酸素原子、硫黄原子又はエステル基を有する構造、即ち、酸素原子、硫黄原子、又はエステル基を介してアルキレン基が結合した構造であってもよい。
Lの炭素数4〜30の2価の連結基としては、例えば、(−CH2−)n(式中、nは、4〜30の整数を表す)、(−CH2−CH(Ra)−O−)m−La−(式中、mは1〜15の整数を表し、Raは水素原子又はアルキル基(好ましくはメチル基)を表し、Laは単結合又はアルキレン基(好ましくは炭素数2〜28)を表す)等を挙げることができ
る。
尚、炭素数4〜30の2価の連結基における炭素数4〜30には、エステル結合の炭素原子は含めないものとする。
3の有機基は、例えば、カルボキシル基、シクロアルキル基等を挙げることができる
が、特にカルボキシル基が好ましい。
The divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms of L is preferably a linear or branched alkylene group having 4 to 30 carbon atoms, and more preferably a linear or branched alkylene group having 4 to 20 carbon atoms.
The alkylene group may have a structure having an oxygen atom, a sulfur atom or an ester group in the alkylene chain, that is, a structure in which an alkylene group is bonded via an oxygen atom, a sulfur atom or an ester group.
Examples of the divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms of L include (—CH 2 —) n (wherein n represents an integer of 4 to 30), (—CH 2 —CH (Ra) -O-) m -La- (wherein m represents an integer of 1 to 15, Ra represents a hydrogen atom or an alkyl group (preferably a methyl group), and La represents a single bond or an alkylene group (preferably a carbon number). 2 to 28)).
In addition, the carbon atom of the ester bond is not included in the carbon number of 4 to 30 in the divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms.
Examples of the organic group for R 3 include a carboxyl group and a cycloalkyl group, and a carboxyl group is particularly preferable.

繰り返し単位(2)は、下記一般式(II)で表されることが好ましい。   The repeating unit (2) is preferably represented by the following general formula (II).

Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(II)に於いて、
Xは、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Lは、炭素数4〜30の2価の連結基を表す。
3は、水素原子、水酸基又は有機基を表す。
In general formula (II):
X represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
L represents a divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms.
R 3 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group.

Xのアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、水酸基、ハロゲン原子で置換されていてもよい。
Lの炭素数4〜30の2価の連結基は、炭素数4〜30の直鎖若しくは分岐状アルキレン基が好ましく、炭素数4〜20の直鎖若しくは分岐状アルキレン基がより好ましい。
アルキレン基は、アルキレン鎖中に酸素原子、硫黄原子又はエステル基を有する構造、即ち、酸素原子、硫黄原子、又はエステル基を介してアルキレン基が結合した構造であってもよい。
Lの炭素数4〜30の2価の連結基としては、例えば、(−CH2−)n(式中、nは、4〜30の整数を表す)、(−CH2−CH(Ra)−O−)m−La−(式中、mは1〜15の整数を表し、Raは水素原子又はアルキル基(好ましくはメチル基)を表し、Laは単結合又はアルキレン基(好ましくは炭素数2〜28)を表す)等を挙げることができる。
尚、炭素数4〜30の2価の連結基における炭素数4〜30には、エステル結合の炭素原子は含めないものとする。
3の有機基は、例えば、カルボキシル基、シクロアルキル基等を挙げることができる
が、特にカルボキシル基が好ましい。
The alkyl group of X is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and may be substituted with a hydroxyl group or a halogen atom.
The divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms of L is preferably a linear or branched alkylene group having 4 to 30 carbon atoms, and more preferably a linear or branched alkylene group having 4 to 20 carbon atoms.
The alkylene group may have a structure having an oxygen atom, a sulfur atom or an ester group in the alkylene chain, that is, a structure in which an alkylene group is bonded via an oxygen atom, a sulfur atom or an ester group.
Examples of the divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms of L include (—CH 2 —) n (wherein n represents an integer of 4 to 30), (—CH 2 —CH (Ra) -O-) m -La- (wherein m represents an integer of 1 to 15, Ra represents a hydrogen atom or an alkyl group (preferably a methyl group), and La represents a single bond or an alkylene group (preferably a carbon number). 2 to 28)).
In addition, the carbon atom of the ester bond is not included in the carbon number of 4 to 30 in the divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms.
Examples of the organic group for R 3 include a carboxyl group and a cycloalkyl group, and a carboxyl group is particularly preferable.

以下に一般式(II)で表される繰り返し単位(2)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 repeating unit (2) represented by the general formula (II) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

繰り返し単位(2)の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、1〜40mol%が好ましく、より好ましくは1〜30mol%、更に好ましくは5〜20mol%である。   The content of the repeating unit (2) is preferably from 1 to 40 mol%, more preferably from 1 to 30 mol%, still more preferably from 5 to 20 mol%, based on all repeating units in the polymer.

(B)成分の樹脂は、繰り返し単位(1)とは異なる酸分解性繰り返し単位(3)を有することが好ましい。
酸分解性繰り返し単位(3)としては、特に制限なく使用することができるが、下記一般式(pI)〜(pV)で表される酸の作用により脱離する基を有する繰り返し単位が好ましい。
The resin of component (B) preferably has an acid-decomposable repeating unit (3) different from the repeating unit (1).
The acid-decomposable repeating unit (3) can be used without particular limitation, but is preferably a repeating unit having a group capable of leaving by the action of an acid represented by the following general formulas (pI) to (pV).

Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(pI)〜(pV)に於いて、
11は、アルキル基を表す。
Zは、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R14は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
15及びR16は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
17〜R21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。また、R19、R21のいずれかは、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
22〜R25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。また、R23とR24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
In the general formulas (pI) to (pV),
R 11 represents an alkyl group.
Z represents an atomic group necessary for forming a cycloalkyl group together with a carbon atom.
R 12 to R 14 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
R 15 and R 16 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. Moreover, any of R 19 and R 21 represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

一般式(pII)に於いて、R12〜R14のうち少なくとも1つは、シクロアルキル基であることが好ましい。
一般式(pIII)に於いて、R15及びR16の少なくともいずれかは、シクロアルキル基であることが好ましい。
一般式(pIV)に於いて、R17〜R21のうち少なくとも1つは、シクロアルキル基であることが好ましい。
一般式(pV)に於いて、R22〜R25のうち少なくとも1つは、シクロアルキル基であることが好ましい。
In the general formula (pII), at least one of R 12 to R 14 is preferably a cycloalkyl group.
In general formula (pIII), at least one of R 15 and R 16 is preferably a cycloalkyl group.
In general formula (pIV), at least one of R 17 to R 21 is preferably a cycloalkyl group.
In the general formula (pV), at least one of R 22 to R 25 is preferably a cycloalkyl group.

一般式(pI)〜(pV)、R11〜R25における、アルキル基は、1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基等を挙げることができる。
12〜R25における、シクロアルキル基或いはZと炭素原子が形成するシクロアルキル基は、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は5〜30個が好ましく、特に炭素数6〜25個が好ましい。
好ましいシクロアルキル基としては、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、アダマンチル基、ノルボルニル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、テトラシクロドデカニル基、トリシクロデカニル基を挙げることができる。
これらのアルキル基、シクロアルキル基は、更なる置換基を有していてもよい。アルキル基、シクロアルキル基の更なる置換基としては、アルキル基(好ましくは炭素数1〜4)、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4)、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜6)等が挙げられる。上記のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基等が、更に有していてもよい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることができる。
In the general formulas (pI) to (pV) and R 11 to R 25 , the alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, n- Examples include propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group and the like.
The cycloalkyl group or the cycloalkyl group formed by Z and the carbon atom in R 12 to R 25 may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 5 to 30, and particularly preferably 6 to 25.
Preferred cycloalkyl groups include adamantyl group, noradamantyl group, decalin residue, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, A cyclodecanyl group and a cyclododecanyl group can be mentioned. More preferable examples include an adamantyl group, norbornyl group, cyclohexyl group, cyclopentyl group, tetracyclododecanyl group, and tricyclodecanyl group.
These alkyl groups and cycloalkyl groups may have a further substituent. As further substituents for alkyl groups and cycloalkyl groups, alkyl groups (preferably having 1 to 4 carbon atoms), halogen atoms, hydroxyl groups, alkoxy groups (preferably having 1 to 4 carbon atoms), carboxyl groups, alkoxycarbonyl groups ( Preferably C2-C6) etc. are mentioned. Examples of the substituent that the alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group and the like may further have include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group.

一般式(pI)〜(pV)で表される基は、アルカリ可溶性基の保護に使用することにより、酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を生じる基(酸分解性基)を形成することができる。アルカリ可溶性基としては、この技術分野において公知の種々の基が挙げられる。
具体的には、カルボン酸基、スルホン酸基、フェノール基、チオール基の水素原子が一般式(pI)〜(pV)で表される基で置換された基などが挙げられ、好ましくはカルボン酸基、スルホン酸基の水素原子が一般式(pI)〜(pV)で表される基で置換された基である。
The groups represented by the general formulas (pI) to (pV) are used for the protection of alkali-soluble groups to form groups (acid-decomposable groups) that decompose by the action of an acid to generate alkali-soluble groups. Can do. Examples of the alkali-soluble group include various groups known in this technical field.
Specific examples include groups in which hydrogen atoms of carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, phenol groups, and thiol groups are substituted with groups represented by general formulas (pI) to (pV), preferably carboxylic acids. Group, a hydrogen atom of a sulfonic acid group is a group substituted by groups represented by general formulas (pI) to (pV).

一般式(pI)〜(pV)で表される基で保護されたアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位としては、下記一般式(III−1)で表される繰り返し単位が好ましい。   As the repeating unit having an alkali-soluble group protected by groups represented by general formulas (pI) to (pV), a repeating unit represented by the following general formula (III-1) is preferable.

Figure 0005155764
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一般式(III−1)に於いて、
Rは、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。複数のRは、各々同じでも異なっていてもよい。
Aは、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、アミド基、スルホンアミド基、ウレタン基又はウレア基よりなる群から選択される単独或いは2つ以上の基の組み合わせを表す。
Rp1は、一般式(pI)〜(pV)のいずれかの基を表す。
In general formula (III-1),
R represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group. A plurality of R may be the same or different.
A represents a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a group of two or more groups selected from the group consisting of a urea group and a urea group.
Rp 1 represents any group of the general formulas (pI) to (pV).

一般式(III−1)で表される繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit represented by formula (III-1) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

酸分解性繰り返し単位(3)として、更に、下記一般式(III−2)で表される繰り返し単位を挙げることができる。   Examples of the acid-decomposable repeating unit (3) further include a repeating unit represented by the following general formula (III-2).

Figure 0005155764
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一般式(III−2)に於いて、
Xa1は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ryaは、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
1は、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
Zbは、2価の連結基を表す。
In general formula (III-2),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
Rya represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Z 1 represents an atomic group necessary for forming a cycloalkyl group together with a carbon atom.
Zb represents a divalent linking group.

一般式(III−2)に於ける、Xa1は、前記一般式(I)に於ける、Xa1と同様のものである。
Ryaのアルキル基、シクロアルキル基としては、一般式(I)に於ける、Ry1、R
2及びRxのアルキル基、シクロアルキル基と同様のものを挙げることができる。
1は、前記一般式(pI)に於ける、Zと同様のものである。
Zbの2価の連結基としては、直鎖若しくは分岐アルキレン基(好ましくは炭素数1〜5)、シクロアルキレン基(好ましくは炭素数7〜15)及びこれらの組み合わせを挙げることができる。
In formula (III-2), Xa 1, said in the general formula (I), similar to the Xa 1.
Examples of the alkyl group and cycloalkyl group of Rya include Ry 1 and R in the general formula (I).
Examples are the same as the alkyl group and cycloalkyl group of y 2 and Rx.
Z 1 is the same as Z in the general formula (pI).
Examples of the divalent linking group for Zb include linear or branched alkylene groups (preferably having 1 to 5 carbon atoms), cycloalkylene groups (preferably having 7 to 15 carbon atoms), and combinations thereof.

一般式(III−2)で表される繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit represented by formula (III-2) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

Figure 0005155764
Figure 0005155764

酸分解性繰り返し単位(3)の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、0〜60mol%が好ましく、より好ましくは1〜50mol%、更に好ましくは5〜40mol%である。   The content of the acid-decomposable repeating unit (3) is preferably from 0 to 60 mol%, more preferably from 1 to 50 mol%, still more preferably from 5 to 40 mol%, based on all repeating units in the polymer.

(B)成分の樹脂は、ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。
ラクトン構造を有する基としては、ラクトン構造を有していればいずれの基でも用いる
ことができるが、好ましくは5〜7員環ラクトン構造を有する基であり、5〜7員環ラクトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。下記一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。また、ラクトン構造を有する基が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては、(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)、(LC1−14)であり、特定のラクトン構造を用いることでラインエッジラフネス、現像欠陥が良好になる。
The resin of component (B) preferably has a repeating unit having a group having a lactone structure.
As the group having a lactone structure, any group having a lactone structure can be used, but a group having a 5- to 7-membered ring lactone structure is preferable. A structure in which another ring structure is condensed to form a structure or a spiro structure is preferable. It is more preferable to have a repeating unit having a group having a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-16). Further, a group having a lactone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred lactone structures are (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), (LC1-14), and a specific lactone structure is used. As a result, line edge roughness and development defects are improved.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

ラクトン構造部分は、置換基(Rb2)を有していても有していなくてもよい。好ましい置換基(Rb2)としては、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数4〜7のシクロアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、酸分解性基などが挙げられ、より好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、シアノ基、酸分解性基である。n2は、0〜4の整数を表す。n2が2以上の時、複数存在する置換基(Rb2)は同一でも異なっていてもよく、また、複数存在する置換基(Rb2)同士が結合して環を形成してもよい。 The lactone structure moiety may or may not have a substituent (Rb 2 ). Preferred substituents (Rb 2 ) include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a carboxyl group. , A halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, an acid-decomposable group, and the like, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group, and an acid-decomposable group. n2 represents an integer of 0 to 4. When n2 is 2 or more, a plurality of substituents (Rb 2 ) may be the same or different, and a plurality of substituents (Rb 2 ) may be bonded to form a ring.

ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位は、下記一般式(IV)で表される繰り返し単位(4)が好ましい。   The repeating unit (4) represented by the following general formula (IV) is preferable as the repeating unit having a group having a lactone structure.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(IV)に於いて、
6は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
7は、ラクトン構造を有する基を表す。
Abは、単結合、アルキレン基、単環若しくは多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。
In general formula (IV),
R 6 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group.
R 7 represents a group having a lactone structure.
Ab represents a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, an ether group, an ester group, a carbonyl group, or a divalent group obtained by combining these.

一般式(IV)に於ける、R6のアルキル基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、置換基を有していてもよい。R6のアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。
6のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げるこ
とができる。
6は、水素原子、メチル基が好ましい。
Abは、好ましくは、単結合又は−Ab1−CO2−で表される連結基である。Ab1は、直鎖若しくは分岐アルキレン基又は単環若しくは多環のシクロアルキレン基であり、好ましくは、メチレン基、エチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基、ノルボルニレン基である。
7は、好ましくは、一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のうちのいずれかで表される構造を有する基である。
In general formula (IV), the alkyl group represented by R 6 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and may have a substituent. Preferable substituents that the alkyl group of R 6 may have include a hydroxyl group and a halogen atom.
Examples of the halogen atom for R 6 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
R 6 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
Ab is preferably a single bond or a linking group represented by —Ab 1 —CO 2 —. Ab 1 is a linear or branched alkylene group or a monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexylene group, an adamantylene group or a norbornylene group.
R 7 is preferably a group having a structure represented by any of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16).

ラクトン構造を有する繰り返し単位は、通常光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、1種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体を混合して用いてもよい。1種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度(ee)が90以上のものが好ましく、より好ましくは95以上である。   The repeating unit having a lactone structure usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used. One optical isomer may be used alone, or a plurality of optical isomers may be mixed and used. When one kind of optical isomer is mainly used, the optical purity (ee) thereof is preferably 90 or more, more preferably 95 or more.

以下、繰り返し単位(4)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 repeating unit (4) is shown, this invention is not limited to this.

Figure 0005155764
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Figure 0005155764
Figure 0005155764

Figure 0005155764
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特に好ましい繰り返し単位(4)としては、下記の繰り返し単位が挙げられる。最適なラクトン構造を選択することにより、パターンプロファイル、粗密依存性が良好となる。   Particularly preferred repeating units (4) include the following repeating units. By selecting the optimum lactone structure, the pattern profile and the density dependence become good.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

繰り返し単位(4)の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、0〜60mol%が好ましく、より好ましくは1〜50mol%、更に好ましくは5〜40mol%である。   The content of the repeating unit (4) is preferably from 0 to 60 mol%, more preferably from 1 to 50 mol%, still more preferably from 5 to 40 mol%, based on all repeating units in the polymer.

(B)成分の樹脂は、下記一般式(V)で表される繰り返し単位(5)を有することが好ましい。   The resin of component (B) preferably has a repeating unit (5) represented by the following general formula (V).

Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(V)に於いて、
8は、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基又はヒドロキメチル基を表す。
9は、水酸基若しくはシアノ基で置換された脂環炭化水素構造を有する基を表す。
In general formula (V),
R 8 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
R 9 represents a group having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group.

一般式(V)、R9に於ける、脂環炭化水素構造を有する基としては、アダマンチル基、ジアマンチル基、ノルボルナン基が好ましい。
好ましい水酸基若しくはシアノ基で置換された脂環炭化水素構造を有する基としては、下記一般式(VIIa)〜(VIId)で表される基が好ましい。
The group having an alicyclic hydrocarbon structure in the general formula (V) or R 9 is preferably an adamantyl group, a diamantyl group, or a norbornane group.
The group having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a preferred hydroxyl group or cyano group is preferably a group represented by the following general formulas (VIIa) to (VIId).

Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(VIIa)〜(VIIc)に於いて、
2c〜R4cは、各々独立に、水素原子水酸基又はシアノ基を表す。ただし、R2c〜R4cのうち少なくとも1つは、水酸基又はシアノ基を表す。好ましくは、R2c〜R4cのうち1つまたは2つが水酸基で、残りが水素原子である。一般式(VIIa)に於いて、更に好ましくは、R2c〜R4cのうち2つが水酸基で、残りが水素原子である。
In general formulas (VIIa) to (VIIc),
R 2c to R 4c each independently represents a hydrogen atom hydroxyl group or a cyano group. However, at least one of R 2c to R 4c represents a hydroxyl group or a cyano group. Preferably, one or two of R 2c to R 4c are a hydroxyl group and the rest are hydrogen atoms. In general formula (VIIa), more preferably, two of R 2c to R 4c are hydroxyl groups and the remaining are hydrogen atoms.

繰り返し単位(5)の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、0〜40mol%が好ましく、より好ましくは1〜30mol%、更に好ましくは5〜25mol%である。   The content of the repeating unit (5) is preferably from 0 to 40 mol%, more preferably from 1 to 30 mol%, still more preferably from 5 to 25 mol%, based on all repeating units in the polymer.

繰り返し単位(5)の具体例を以下に挙げるが、本発明は、これに限定されない。   Specific examples of the repeating unit (5) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

(B)成分の樹脂は、繰り返し単位(1)及び(2)とともに、繰り返し単位(3)〜(5)をそれぞれ1種類以上有することが、好ましい。   The resin as the component (B) preferably has one or more repeating units (3) to (5) together with the repeating units (1) and (2).

(B)成分の樹脂は、上記の繰り返し単位以外に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにレジストの一般的な必要な特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し単位を有することができる。
このような繰り返し単位としては、下記の単量体に相当する繰り返し単位を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
これにより、(B)成分の樹脂に要求される性能、特に、
(1)塗布溶剤に対する溶解性、
(2)製膜性(ガラス転移点)、
(3)アルカリ現像性、
(4)膜べり(親疎水性、アルカリ可溶性基選択)、
(5)未露光部の基板への密着性、
(6)ドライエッチング耐性、
等の微調整が可能となる。
このような単量体として、例えば、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等を挙げることができる。
その他にも、上記種々の繰り返し単位に相当する単量体と共重合可能である付加重合性の不飽和化合物であれば、共重合されていてもよい。
In addition to the above repeating units, the resin of component (B) has dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and general required characteristics of resist, such as resolution, heat resistance, and sensitivity. It can have various repeating units for adjusting purposes.
Examples of such a repeating unit include, but are not limited to, repeating units corresponding to the following monomers.
Thereby, the performance required for the resin of the component (B), in particular,
(1) Solubility in coating solvent,
(2) Film formability (glass transition point),
(3) Alkali developability,
(4) Membrane slip (hydrophobic, alkali-soluble group selection),
(5) Adhesion of unexposed part to substrate,
(6) Dry etching resistance,
Etc. can be finely adjusted.
As such a monomer, for example, it has one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic esters, methacrylic esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters and the like. A compound etc. can be mentioned.
In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound that can be copolymerized with monomers corresponding to the above various repeating units may be copolymerized.

(B)成分の樹脂において、各繰り返し単位の含有モル比は、レジストのドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにはレジストの一般的な必要性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。   In the resin of the component (B), the content molar ratio of each repeating unit is the resist dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and general resist performance required for resolving power and heat resistance. In order to adjust the sensitivity and the like, it is set as appropriate.

本発明のポジ型感光性組成物が、ArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から(B)成分の樹脂は、芳香族基を有さないことが好ましい。   When the positive photosensitive composition of the present invention is for ArF exposure, it is preferable that the resin of the component (B) does not have an aromatic group from the viewpoint of transparency to ArF light.

(B)成分の樹脂として、好ましくは、繰り返し単位のすべてが、(メタ)アクリレート系繰り返し単位で構成されたものである。この場合、繰り返し単位のすべてが、メタクリレート系繰り返し単位、繰り返し単位のすべてが、アクリレート系繰り返し単位、繰り返し単位のすべてが、メタクリレート系繰り返し単位/アクリレート系繰り返し単位混合のいずれのものでも用いることができる。   As the resin of component (B), preferably, all of the repeating units are composed of (meth) acrylate-based repeating units. In this case, all of the repeating units may be methacrylate-based repeating units, all of the repeating units may be acrylate-based repeating units, and all of the repeating units may be any mixture of methacrylate-based repeating units / acrylate-based repeating units. .

(B)成分の樹脂は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例
えば、一般的合成方法としては、モノマー及び重合開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー及び重合開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。反応溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類、さらには後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明のポジ型感光性組成物を溶解する溶媒が挙げられる。より好ましくは、本発明のポジ型感光性組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。
重合反応は、窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては、市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としては、アゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2‘−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などが挙げられる。所望により重合開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は、5〜50質量%であり、好ましくは10〜30質量%である。反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは60〜100℃である。
The resin of component (B) can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer and a polymerization initiator are dissolved in a solvent, and a batch polymerization method in which polymerization is performed by heating, a solution of the monomer and the polymerization initiator is dropped into a heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable. Examples of the reaction solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, esters such as ethyl acetate, and amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide. Furthermore, the solvent which melt | dissolves the positive photosensitive composition of this invention like the below-mentioned propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone is mentioned. More preferably, the polymerization is performed using the same solvent as the solvent used in the positive photosensitive composition of the present invention. Thereby, the generation of particles during storage can be suppressed.
The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. As the polymerization initiator, the polymerization is started using a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.). As the radical initiator, an azo-based initiator is preferable, and an azo-based initiator having an ester group, a cyano group, or a carboxyl group is preferable. Preferred examples of the initiator include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) and the like. If desired, a polymerization initiator is added or added in portions, and after completion of the reaction, it is put into a solvent and a desired polymer is recovered by a method such as powder or solid recovery. The concentration of the reaction is 5 to 50% by mass, preferably 10 to 30% by mass. The reaction temperature is usually 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 60-100 ° C.

(B)成分の樹脂の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは1,000〜200,000であり、更に好ましくは3,000〜20,000、特に好ましくは5,000〜15,000である。重量平均分子量を、1,000〜200,000とすることにより、耐熱性やドライエッチング耐性の劣化を防ぐことができ、且つ現像性が劣化したり、粘度が高くなって製膜性が劣化することを防ぐことができる。
分子量分布は、通常1〜5であり、好ましくは1〜3、更に好ましくは1〜2の範囲のものが使用される。分子量分布の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、且つレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。
The weight average molecular weight of the resin as the component (B) is preferably 1,000 to 200,000, more preferably 3,000 to 20,000, and particularly preferably 5,000 to as a polystyrene converted value by the GPC method. 15,000. By setting the weight average molecular weight to 1,000 to 200,000, deterioration of heat resistance and dry etching resistance can be prevented, developability is deteriorated, and viscosity is increased, resulting in deterioration of film forming property. Can be prevented.
The molecular weight distribution is usually 1 to 5, preferably 1 to 3, and more preferably 1 to 2. The smaller the molecular weight distribution, the better the resolution and the resist shape, and the smoother the side wall of the resist pattern, the better the roughness.

本発明のポジ型感光性組成物において、(B)成分の樹脂の組成物全体中の配合量は、全固形分中50〜99.99質量%が好ましく、より好ましくは60〜99.0質量%である。
また、本発明において、(B)成分の樹脂は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
In the positive photosensitive composition of the present invention, the blending amount of the resin as the component (B) in the entire composition is preferably 50 to 99.99% by mass, more preferably 60 to 99.0% by mass in the total solid content. %.
In the present invention, the resin of component (B) may be used alone or in combination.

(C)アルカリ可溶性基、親水基、酸分解性基から選ばれるすくなくとも1つを有する、分子量3000以下の溶解制御化合物
本発明のポジ型感光性組成物には、アルカリ可溶性基、親水基、酸分解性基から選ばれるすくなくとも1つを有する、分子量3000以下の溶解制御化合物(以下、「溶解制御化合物」ともいう)を加えてもよい。
溶解制御化合物としては、カルボキシル基、スルホニルイミド基、α位がフロロアルキル基で置換された水酸基などのようなアルカリ可溶性基を有する化合物、水酸基やラクトン基、シアノ基、アミド基、ピロリドン基、スルホンアミド基などの親水性基を有する化合物及び酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基または親水性基を放出する基を有する化合物が好ましい。酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基または親水性基を放出する基としては、カルボキシル基あるいは水酸基を酸の作用により脱離する基で保護した基が好ましい。溶解制御化合物としては、220nm以下の透過性を低下させないため、芳香
環を含有しない化合物を用いるか、芳香環を有する化合物を組成物の固形分に対し20wt%以下の添加量で用いることが好ましい。
好ましい溶解制御化合物としては、アダマンタン(ジ)カルボン酸、ノルボルナンカルボン酸、コール酸などの脂環炭化水素構造を有するカルボン酸化合物、またはそのカルボン酸を酸分解性基で保護した化合物、糖類などのポリオール、またはその水酸基を酸分解性基で保護した化合物が好ましい。
溶解制御化合物の分子量は、3000以下であり、好ましくは300〜3000、更に好ましくは500〜2500である。
溶解制御化合物の添加量は、ポジ型感光性組成物の固形分に対し、好ましくは3〜40質量%であり、より好ましくは5〜20質量%である。
(C) A dissolution control compound having a molecular weight of 3000 or less, having at least one selected from an alkali-soluble group, a hydrophilic group, and an acid-decomposable group. The positive photosensitive composition of the present invention includes an alkali-soluble group, a hydrophilic group, and an acid. A dissolution controlling compound having a molecular weight of 3000 or less (hereinafter also referred to as “solubility controlling compound”) having at least one selected from degradable groups may be added.
Examples of the dissolution control compound include a carboxyl group, a sulfonylimide group, a compound having an alkali-soluble group such as a hydroxyl group substituted at the α-position with a fluoroalkyl group, a hydroxyl group, a lactone group, a cyano group, an amide group, a pyrrolidone group, a sulfone group. A compound having a hydrophilic group such as an amide group and a compound having a group capable of decomposing by the action of an acid and releasing an alkali-soluble group or a hydrophilic group are preferred. The group capable of decomposing by the action of an acid and releasing an alkali-soluble group or a hydrophilic group is preferably a group in which a carboxyl group or a hydroxyl group is protected with a group capable of leaving by the action of an acid. As the dissolution control compound, it is preferable to use a compound that does not contain an aromatic ring or to use a compound having an aromatic ring in an addition amount of 20 wt% or less with respect to the solid content of the composition in order not to lower the permeability of 220 nm or less. .
Preferred dissolution control compounds include carboxylic acid compounds having an alicyclic hydrocarbon structure such as adamantane (di) carboxylic acid, norbornane carboxylic acid, cholic acid, or the like, compounds in which the carboxylic acid is protected with an acid-decomposable group, saccharides, and the like. A polyol or a compound obtained by protecting the hydroxyl group with an acid-decomposable group is preferred.
The molecular weight of the dissolution controlling compound is 3000 or less, preferably 300 to 3000, and more preferably 500 to 2500.
The addition amount of the dissolution control compound is preferably 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, based on the solid content of the positive photosensitive composition.

以下に、溶解制御化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。   Although the specific example of a solubility control compound is shown below, this invention is not limited to these.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

塩基性化合物
本発明のポジ型感光性組成物は、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。
塩基性化合物としては、好ましくは、下記式(A)〜(E)で示される構造を有する化合物を挙げることができる。
Basic Compound The positive photosensitive composition of the present invention preferably contains a basic compound in order to reduce the change in performance over time from exposure to heating.
Preferred examples of the basic compound include compounds having structures represented by the following formulas (A) to (E).

Figure 0005155764
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一般式(A)及び(E)中、
200 、R201及びR202 は、同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(炭素数6〜20)を表し、ここで、R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。R203、R204、R205及びR206 は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜20個のアルキル基を表す。
上記アルキル基について、置換基を有する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1〜20のヒドロキシアルキル基、または炭素数1〜20のシアノアルキル基が好ましい。
これら一般式(A)及び(E)中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。
In general formulas (A) and (E),
R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different, and are a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group (having a carbon number). 6-20), wherein R 201 and R 202 may combine with each other to form a ring. R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
About the said alkyl group, as an alkyl group which has a substituent, a C1-C20 aminoalkyl group, a C1-C20 hydroxyalkyl group, or a C1-C20 cyanoalkyl group is preferable.
The alkyl groups in the general formulas (A) and (E) are more preferably unsubstituted.

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フォリン、ピペリジン等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。   Preferred compounds include guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine, piperidine and the like, and more preferred compounds include imidazole structure, diazabicyclo structure, onium hydroxide structure, onium carboxylate Examples thereof include a compound having a structure, 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.

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、2−フェニルベンゾイミダゾール等が挙げられる。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−5−エン、1、8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカー7−エン等が挙げられる。オニウムヒドロキシド構造を有する化合物としてはテトラブチルアンモニウムヒドロキシド、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等が挙げられる。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挙げられる。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、N,N−ジブチルアニリン、N,N−ジヘキシ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、N−フェニルジエタノールアミン、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 2-phenylbenzimidazole. Examples of the compound having a diazabicyclo structure include 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] non-5-ene, and 1,8-diazabicyclo [5,4,0. ] Undecar 7-ene etc. are mentioned. Examples of the compound having an onium hydroxide structure include tetrabutylammonium hydroxide, triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, sulfonium hydroxide having a 2-oxoalkyl group, specifically, triphenylsulfonium hydroxide, tris ( and t-butylphenyl) sulfonium hydroxide, bis (t-butylphenyl) iodonium hydroxide, phenacylthiophenium hydroxide, 2-oxopropylthiophenium hydroxide, and the like. As the compound having an onium carboxylate structure, an anion portion of the compound having an onium hydroxide structure 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 the aniline compound include 2,6-diisopropylaniline, N, N-dimethylaniline, N, N-dibutylaniline, N, N-dihexylaniline and the like. Examples of the alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-phenyldiethanolamine, and tris (methoxyethoxyethyl) amine. Examples of aniline derivatives having a hydroxyl group and / or an ether bond include N, N-bis (hydroxyethyl) aniline.

好ましい塩基性化合物として、更に、フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物、スルホン酸エステル基を有するアミン化合物及びスルホン酸エステル基を有するアンモニウム塩化合物を挙げることができる。
アミン化合物は、1級、2級、3級のアミン化合物を使用することができ、少なくとも1つのアルキル基が窒素原子に結合しているアミン化合物が好ましい。アミン化合物は、3級アミン化合物であることがより好ましい。アミン化合物は、少なくとも1つのアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)が窒素原子に結合していれば、アルキル基の他に、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜12)が窒素原子に結合していてもよい。アミン化合物は、アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン基が形成されていることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CH2CH2O−)もしくはオキシプロピレン基(−CH(CH3)CH2O−もしくは−CH2CH2CH2O−)が好ましく、さらに好ましくはオキシエチレン基である。
Preferred examples of the basic compound further include an amine compound having a phenoxy group, an ammonium salt compound having a phenoxy group, an amine compound having a sulfonic acid ester group, and an ammonium salt compound having a sulfonic acid ester group.
As the amine compound, a primary, secondary or tertiary amine compound can be used, and an amine compound in which at least one alkyl group is bonded to a nitrogen atom is preferable. The amine compound is more preferably a tertiary amine compound. As long as at least one alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) is bonded to a nitrogen atom, the amine compound has an cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms). Preferably C6-C12) may be bonded to a nitrogen atom. The amine compound preferably has an oxygen atom in the alkyl chain and an oxyalkylene group is formed. The number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6. Among the oxyalkylene groups, an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—) is preferable, and more preferably oxy Ethylene group.

アンモニウム塩化合物は、1級、2級、3級、4級のアンモニウム塩化合物を使用することができ、少なくとも1つのアルキル基が窒素原子に結合しているアンモニウム塩化合物が好ましい。アンモニウム塩化合物は、少なくとも1つのアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)が窒素原子に結合していれば、アルキル基の他に、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜12)が窒素原子に結合していてもよい。アンモニウム塩化合物は、アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン基が形成されていることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CH2CH2O−)もしくはオキシプロピレン基(−CH(CH3)CH2O−もしくは−CH2CH2CH2O−)が好ましく、さらに好ましくはオキシエチレン基である。
アンモニウム塩化合物のアニオンとしては、ハロゲン原子、スルホネート、ボレート、フォスフェート等が挙げられるが、中でもハロゲン原子、スルホネートが好ましい。ハロゲン原子としてはクロライド、ブロマイド、アイオダイドが特に好ましく、スルホネートとしては、炭素数1〜20の有機スルホネートが特に好ましい。有機スルホネートとしては、炭素数1〜20のアルキルスルホネート、アリールスルホネートが挙げられる。アルキルスルホネートのアルキル基は置換基を有していてもよく、置換基としては例えばフッ素、塩素、臭素、アルコキシ基、アシル基、アリール基等が挙げられる。アルキルスルホネートとして、具体的にはメタンスルホネート、エタンスルホネート、ブタンスルホネート、ヘキサンスルホネート、オクタンスルホネート、ベンジルスルホネート、トリフルオロメタンスルホネート、ペンタフルオロエタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート等が挙げられる。アリールスルホネートのアリール基としてはベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環が挙げられる。ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環は置換基を有していてもよく、置換基としては炭素数1〜6の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基が好ましい。直鎖若しくは分岐アルキル基、シクロアルキル基として、具体的にはメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル等が挙げられる。他の置換基としては炭素数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ、ニトロ、アシル基、アシロキシ基等が挙げられる。
As the ammonium salt compound, a primary, secondary, tertiary, or quaternary ammonium salt compound can be used, and an ammonium salt compound in which at least one alkyl group is bonded to a nitrogen atom is preferable. As long as at least one alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) is bonded to a nitrogen atom, the ammonium salt compound has a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group in addition to the alkyl group. (Preferably having 6 to 12 carbon atoms) may be bonded to a nitrogen atom. The ammonium salt compound preferably has an oxygen atom in the alkyl chain and an oxyalkylene group is formed. The number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6. Among the oxyalkylene groups, an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—) is preferable, and more preferably oxy Ethylene group.
Examples of the anion of the ammonium salt compound include halogen atoms, sulfonates, borates, and phosphates. Among them, halogen atoms and sulfonates are preferable. As the halogen atom, chloride, bromide, and iodide are particularly preferable. As the sulfonate, an organic sulfonate having 1 to 20 carbon atoms is particularly preferable. Examples of the organic sulfonate include alkyl sulfonates having 1 to 20 carbon atoms and aryl sulfonates. The alkyl group of the alkyl sulfonate may have a substituent, and examples of the substituent include fluorine, chlorine, bromine, alkoxy groups, acyl groups, and aryl groups. Specific examples of the alkyl sulfonate include methane sulfonate, ethane sulfonate, butane sulfonate, hexane sulfonate, octane sulfonate, benzyl sulfonate, trifluoromethane sulfonate, pentafluoroethane sulfonate, and nonafluorobutane sulfonate. Examples of the aryl group of the aryl sulfonate include a benzene ring, a naphthalene ring, and an anthracene ring. The benzene ring, naphthalene ring and anthracene ring may have a substituent, and the substituent is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms. Specific examples of the linear or branched alkyl group and cycloalkyl group include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl, n-hexyl, cyclohexyl and the like. Examples of the other substituent include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, cyano, nitro, an acyl group, and an acyloxy group.

フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物とは、アミン化合物又はアンモニウム塩化合物のアルキル基の窒素原子と反対側の末端にフェノキシ基を有するものである。フェノキシ基は、置換基を有していてもよい。フェノキシ基の置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、スルホン酸エステル基、アリール基、アラルキル基、アシロキシ基、アリールオキシ基等が挙げられる。置換基の置換位は、2
〜6位のいずれであってもよい。置換基の数は、1〜5の範囲で何れであってもよい。
フェノキシ基と窒素原子との間に、少なくとも1つのオキシアルキレン基を有することが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CH2CH2O−)もしくはオキシプロピレン基(−CH(CH3)CH2O−もしくは−CH2CH2CH2O−)が好ましく、さらに好ましくはオキシエチレン基である。
The amine compound having a phenoxy group and the ammonium salt compound having a phenoxy group are those having a phenoxy group at the terminal opposite to the nitrogen atom of the alkyl group of the amine compound or ammonium salt compound. The phenoxy group may have a substituent. Examples of the substituent of the phenoxy group include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a carboxyl group, a carboxylic acid ester group, a sulfonic acid ester group, an aryl group, an aralkyl group, an acyloxy group, and an aryloxy group. Etc. The substitution position of the substituent is 2
It may be any of the 6th position. The number of substituents may be any in the range of 1 to 5.
It is preferable to have at least one oxyalkylene group between the phenoxy group and the nitrogen atom. The number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6. Among the oxyalkylene groups, an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—) is preferable, and more preferably oxy Ethylene group.

スルホン酸エステル基を有するアミン化合物、スルホン酸エステル基を有するアンモニウム塩化合物に於ける、スルホン酸エステル基としては、アルキルスルホン酸エステル、シクロアルキル基スルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステルのいずれであっても良く、アルキルスルホン酸エステルの場合にアルキル基は炭素数1〜20、シクロアルキルスルホン酸エステルの場合にシクロアルキル基は炭素数3〜20、アリールスルホン酸エステルの場合にアリール基は炭素数6〜12が好ましい。アルキルスルホン酸エステル、シクロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステルは置換基を有していてもよく、置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、スルホン酸エステル基が好ましい。
スルホン酸エステル基と窒素原子との間に、少なくとも1つのオキシアルキレン基を有することが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CH2CH2O−)もしくはオキシプロピレン基(−CH(CH3)CH2O−もしくは−CH2CH2CH2O−)が好ましく、さらに好ましくはオキシエチレン基である。
In the amine compound having a sulfonic acid ester group and the ammonium salt compound having a sulfonic acid ester group, the sulfonic acid ester group may be any of alkyl sulfonic acid ester, cycloalkyl group sulfonic acid ester, and aryl sulfonic acid ester. In the case of an alkyl sulfonate ester, the alkyl group has 1 to 20 carbon atoms, in the case of a cycloalkyl sulfonate ester, the cycloalkyl group has 3 to 20 carbon atoms, and in the case of an aryl sulfonate ester, the aryl group has 6 carbon atoms. ~ 12 are preferred. Alkyl sulfonic acid ester, cycloalkyl sulfonic acid ester, and aryl sulfonic acid ester may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a carboxyl group, a carboxylic acid ester group, and a sulfonic acid. An ester group is preferred.
It is preferable to have at least one oxyalkylene group between the sulfonate group and the nitrogen atom. The number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6. Among the oxyalkylene groups, an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—) is preferable, and more preferably oxy Ethylene group.

これらの塩基性化合物は、単独であるいは2種以上一緒に用いられる。   These basic compounds are used alone or in combination of two or more.

塩基性化合物の使用量は、ポジ型感光性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。   The usage-amount of a basic compound is 0.001-10 mass% normally on the basis of solid content of a positive photosensitive composition, Preferably it is 0.01-5 mass%.

酸発生剤と塩基性化合物の組成物中の使用割合は、酸発生剤/塩基性化合物(モル比)=2.5〜300であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が2.5以上が好ましく、露光後加熱処理までの経時でのレジストパターンの太りによる解像度の低下抑制の点から300以下が好ましい。酸発生剤/塩基性化合物(モル比)は、より好ましくは5.0〜200、更に好ましくは7.0〜150である。   The use ratio of the acid generator and the basic compound in the composition is preferably acid generator / basic compound (molar ratio) = 2.5 to 300. In other words, the molar ratio is preferably 2.5 or more from the viewpoint of sensitivity and resolution, and is preferably 300 or less from the viewpoint of suppressing the reduction in resolution due to the thickening of the resist pattern over time until post-exposure heat treatment. The acid generator / basic compound (molar ratio) is more preferably 5.0 to 200, still more preferably 7.0 to 150.

(E)フッ素及び/又はシリコン系界面活性剤
本発明のポジ型感光性組成物は、更に、フッ素及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤及びフッ素原子と珪素原子の両方を有する界面活性剤)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。
(E) Fluorine and / or silicon-based surfactant The positive photosensitive composition of the present invention further comprises fluorine and / or silicon-based surfactant (fluorine-based surfactant, silicon-based surfactant and fluorine atom). It is preferable to contain any one or two or more surfactants having both silicon atoms.

本発明のポジ型感光性組成物が、フッ素及び/又はシリコン系界面活性剤とを含有することにより、250nm以下、特に220nm以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ないレジストパターンを与えることが可能となる。   When the positive photosensitive composition of the present invention contains fluorine and / or a silicon-based surfactant, the adhesiveness and the resolution can be improved with good sensitivity and resolution when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less. A resist pattern with few development defects can be provided.

フッ素及び/又はシリコン系界面活性剤として、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。
Examples of the fluorine and / or silicon surfactant include, for example, JP-A-62-36663, JP-A-61-226746, JP-A-61-226745, JP-A-62-170950, Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-34540, Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-230165, Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-62834, Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-54432, Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-5988, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-277862, US Patent 5,405,720, 5,360,692, 5,529,881, 5,296,330, 5,436,098, 5,576,143, 5,294,511, 5,824,451 Activators can be mentioned, and the following commercially available surfactants can be used as they are.

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。
Examples of commercially available surfactants that can be used include EFTOP EF301, EF303, (
Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, 431 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), MegaFuck F176, F189, R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), Surflon S-382, SC101, 102, Fluorosurfactants or silicon surfactants such as 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (Troy Chemical Co., Ltd.) can be used. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon 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。   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.

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ても、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。   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. It 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, the 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. Alternatively, 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)との共重合体等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 Mention coalescence Kill.

フッ素及び/又はシリコン系界面活性剤の使用量は、ポジ型感光性組成物の全量(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 fluorine and / or silicon-based 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 photosensitive composition (excluding the solvent). %.

有機溶剤
本発明のポジ型感光性組成物は、各成分を所定の有機溶剤に溶解して用いる。
使用し得る有機溶剤としては、例えば、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を挙げることができる。
Organic Solvent The positive photosensitive composition of the present invention is used by dissolving each component in a predetermined organic solvent.
Examples of the organic solvent that can be used 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 -Dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran, etc.

本発明において、有機溶剤としては、単独で用いても混合して用いても良いが、異なる官能基を有する2種以上の溶剤を含有する混合溶剤を用いることが好ましい。これにより、素材の溶解性が高まり、経時におけるパーティクルの発生が抑制できるだけでなく、塗布時の欠陥の発生を抑制することができ、良好なパターンプロファイルが得られる。溶剤が有する好ましい官能基としては、エステル基、ラクトン基、水酸基、ケトン基、カーボネート基等が挙げられる。異なる官能基を有する混合溶剤としては、以下の(S1)〜(S5)の混合溶剤が好ましい。
(S1)水酸基を有する溶剤と、水酸基を有さない溶剤とを混合した混合溶剤、
(S2)エステル構造を有する溶剤と、ケトン構造を有する溶剤とを混合した混合溶剤、
(S3)エステル構造を有する溶剤と、ラクトン構造を有する溶剤とを混合した混合溶剤、
(S4)エステル構造を有する溶剤と、ラクトン構造を有する溶剤と、水酸基を有する溶剤とを混合した混合溶剤、
(S5)エステル構造を有する溶剤と、カーボネート構造を有する溶剤と、水酸基を有する溶剤を混合した混合溶剤。
In the present invention, the organic solvent may be used alone or in combination, but it is preferable to use a mixed solvent containing two or more solvents having different functional groups. As a result, the solubility of the material is increased, and not only the generation of particles over time can be suppressed, but also the generation of defects during application can be suppressed, and a good pattern profile can be obtained. Preferable functional groups possessed by the solvent include ester groups, lactone groups, hydroxyl groups, ketone groups, carbonate groups and the like. As the mixed solvent having different functional groups, the following mixed solvents (S1) to (S5) are preferable.
(S1) a mixed solvent in which a solvent having a hydroxyl group and a solvent not having a hydroxyl group are mixed;
(S2) a mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure and a solvent having a ketone structure;
(S3) a mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure and a solvent having a lactone structure;
(S4) a mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure, a solvent having a lactone structure, and a solvent having a hydroxyl group;
(S5) A mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure, a solvent having a carbonate structure, and a solvent having a hydroxyl group.

水酸基を有する溶剤としては、例えば、エチレングリコール、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、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、乳酸エチル等を挙げることができ、これらの内でプロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチルが特に好ましい。
水酸基を有さない溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げることができ、これらの内で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、シクロヘキサノンがより好ましい。
ケトン構造を有する溶剤としては、例えば、シクロヘキサノン、2−ヘプタノンなどが挙げられ、好ましくはシクロヘキサノンである。
エステル構造を有する溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、酢酸ブチルなどが挙げられ、好ましくはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートである。
ラクトン構造を有する溶剤としては、例えば、γ−ブチロラクトンが挙げられる。
カーボネート構造を有する溶剤としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等が挙げられ、好ましくはプロピレンカーボネートである。
Examples of the solvent having a hydroxyl group include ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethyl lactate, and the like. Propylene glycol monomethyl ether and ethyl lactate are particularly preferred.
Examples of the solvent having no hydroxyl group include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide. Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, and butyl acetate are preferable, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate 2-heptanone and cyclohexanone are more preferred.
Examples of the solvent having a ketone structure include cyclohexanone and 2-heptanone, and cyclohexanone is preferable.
Examples of the solvent having an ester structure include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, and butyl acetate, and propylene glycol monomethyl ether acetate is preferable.
Examples of the solvent having a lactone structure include γ-butyrolactone.
Examples of the solvent having a carbonate structure include propylene carbonate and ethylene carbonate, and propylene carbonate is preferable.

水酸基を有する溶剤と、水酸基を有さない溶剤との混合比(質量)は、通常、1/99〜99/1、好ましくは、10/90〜90/10、更に好ましくは、20/80〜60/40である。水酸基を有さない溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が、塗布均一性の点で特に好ましい。
エステル構造を有する溶剤と、ケトン構造を有する溶剤との混合比(質量)は、通常、1/99〜99/1、好ましくは、10/90〜90/10、更に好ましくは、40/60〜80/20である。エステル構造を有する溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が、塗布均一性の点で特に好ましい。
エステル構造を有する溶剤と、ラクトン構造を有する溶剤との混合比(質量)は、通常、70/30〜99/1、好ましくは80/20〜99/1、更に好ましくは90/10〜99/1である。エステル構造を有する溶剤を70質量%以上含有する混合溶剤が、経時安定性の点で特に好ましい。
エステル構造を有する溶剤と、ラクトン構造を有する溶剤と、水酸基を有する溶剤を混合する際は、エステル構造を有する溶剤を30〜80質量%、ラクトン構造を有する溶剤を1〜20質量%、水酸基を有する溶剤を10〜60質量%含有することが好ましい。
エステル構造を有する溶剤と、カーボネート構造を有する溶剤と、水酸基を有する溶剤を混合する際は、エステル構造を有する溶剤を30〜80質量%、カーボネート構造を有する溶剤を1〜20質量%、水酸基を有する溶剤を10〜60質量%含有することが好ましい。
The mixing ratio (mass) of the solvent having a hydroxyl group and the solvent having no hydroxyl group is usually 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, and more preferably 20/80 to 60/40. A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent having no hydroxyl group is particularly preferable from the viewpoint of coating uniformity.
The mixing ratio (mass) of the solvent having an ester structure and the solvent having a ketone structure is usually 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, more preferably 40/60 to 80/20. A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent having an ester structure is particularly preferable from the viewpoint of coating uniformity.
The mixing ratio (mass) of the solvent having an ester structure and the solvent having a lactone structure is usually 70/30 to 99/1, preferably 80/20 to 99/1, and more preferably 90/10 to 99 /. 1. A mixed solvent containing 70% by mass or more of a solvent having an ester structure is particularly preferable in terms of stability over time.
When mixing a solvent having an ester structure, a solvent having a lactone structure, and a solvent having a hydroxyl group, the solvent having an ester structure is 30 to 80% by mass, the solvent having a lactone structure is 1 to 20% by mass, and the hydroxyl group is It is preferable to contain 10-60 mass% of the solvent which has.
When mixing the solvent having an ester structure, the solvent having a carbonate structure, and the solvent having a hydroxyl group, the solvent having an ester structure is 30 to 80% by mass, the solvent having a carbonate structure is 1 to 20% by mass, and the hydroxyl group is It is preferable to contain 10-60 mass% of the solvent which has.

(パターン形成方法)
本発明のポジ型感光性組成物は、各成分を所定の有機溶剤、好ましくは前記混合溶剤に溶解し、フィルター濾過した後、所定の支持体上に塗布して用いる。フィルター濾過に用いるフィルターは、好ましくは0.1ミクロン以下、より好ましくは0.05ミクロン以下、更により好ましくは0.03ミクロン以下のポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のものが好ましい。
(Pattern formation method)
The positive photosensitive composition of the present invention is used by dissolving each component in a predetermined organic solvent, preferably the mixed solvent, filtering the solution, and then applying the solution on a predetermined support. The filter used for filter filtration is preferably made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon of 0.1 microns or less, more preferably 0.05 microns or less, and even more preferably 0.03 microns or less.

ポジ型感光性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任意の厚み(通常50〜500nm)で塗布する。塗布後、スピンまたはベークにより乾燥し、レジスト膜を形成する。ベーク温度は、適宜設定できるが、通常60〜150℃であり、このましくは90〜130℃である。   Arbitrary thickness (usually 50 to 500 nm) by an appropriate coating method such as a spinner or a coater on a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) used for manufacturing a precision integrated circuit device with a positive photosensitive composition. Apply with. After application, the resist film is formed by drying by spinning or baking. The baking temperature can be set as appropriate, but is usually 60 to 150 ° C, and preferably 90 to 130 ° C.

ついでパターン形成のためマスクなどを通し、露光する。
露光量は、適宜設定できるが、通常1〜100mJ/cm2である。露光後、好ましく
はスピンまたは/かつベークを行い、現像、リンスを行い、パターンを得る。
Next, exposure is performed through a mask or the like for pattern formation.
Although an exposure amount can be set suitably, it is 1-100 mJ / cm < 2 > normally. After exposure, preferably, spinning or / and baking is performed, development and rinsing are performed to obtain a pattern.

活性光線又は放射線の照射時に感光性膜とレンズの間に空気よりも屈折率の高い液体(液浸媒体)を満たして露光(液浸露光)を行ってもよい。これにより解像性を高めることができる。用いる液浸媒体としては、空気よりも屈折率の高い液体であればいずれのものでも用いることができるが、好ましくは純水である。また、液浸露光を行なう際に液浸媒体と感光性膜が直接触れ合わないようにするために、感光性膜の上にさらにオーバーコート層を設けても良い。これにより感光性膜から液浸媒体への組成物の溶出が抑えられ、現像欠陥が低減する。   Exposure (immersion exposure) may be performed by filling a liquid (immersion medium) having a higher refractive index than air between the photosensitive film and the lens during irradiation with actinic rays or radiation. Thereby, resolution can be improved. As the immersion medium to be used, any liquid can be used as long as it has a higher refractive index than air, but pure water is preferred. In addition, an overcoat layer may be further provided on the photosensitive film in order to prevent the immersion medium and the photosensitive film from directly contacting each other during the immersion exposure. Thereby, the elution of the composition from the photosensitive film to the immersion medium is suppressed, and development defects are reduced.

活性光線又は放射線としては、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、X線、電子線等を挙げることができるが、好ましくは250nm以下、より好ましくは220nm以下の波長の遠紫外光、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)、X線、電子ビーム等であり、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、EUV(13nm)、電子ビームが好ましい。 Examples of the actinic ray or radiation include infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-ray, electron beam, etc., but preferably far ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less, more preferably 220 nm or less. Specifically, KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (157 nm), X-ray, electron beam, etc. ArF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (13 nm) An electron beam is preferred.

感光性膜を形成する前に、基板上に予め反射防止膜を塗設してもよい。
反射防止膜としては、例えば、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カー
ボン、アモルファスシリコン等の無機膜型と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型のいずれも用いることができる。また、有機反射防止膜として、ブリューワーサイエンス社製のDUV30シリーズや、DUV−40シリーズ、シプレー社製のAR−2、AR−3、AR−5等の市販の有機反射防止膜を使用することもできる。
Before forming the photosensitive film, an antireflection film may be coated on the substrate in advance.
As the antireflection film, for example, any of an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, and amorphous silicon, and an organic film type made of a light absorber and a polymer material can be used. In addition, as the organic antireflection film, commercially available organic antireflection films such as DUV30 series, DUV-40 series manufactured by Brewer Science, AR-2, AR-3, AR-5 manufactured by Shipley, etc. may be used. it can.

現像工程では、アルカリ現像液を用いる。アルカリ現像液としては、例えば、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。
さらに、アルカリ現像液にアルコール類、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。
In the development step, an alkaline developer is used. Examples of the alkaline developer include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, diethylamine, Secondary amines such as di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, fourth amines such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide Alkaline aqueous solutions such as cyclic amines such as quaternary ammonium salts, pyrrole, and pihelidine can be used.
Furthermore, an appropriate amount of alcohols and surfactants may be added to the alkali developer.
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.

本発明のレジストパターン形成方法においては、レジストパターンを形成した後、さらに、サーマルフロー処理を行うことができる。
サーマルフロー処理は、例えば以下の様にして行うことができる。
すなわち、現像処理後のレジストパターンを少なくとも1回、好ましくは2〜3回加熱して軟化させ、レジストをフローさせることにより、レジストパターンのパターンサイズ(例えばホールパターンの孔径やラインアンドスペースのスペース幅)を現像直後のサイズより縮小(狭小)させる。
好適な加熱温度は、ポジ型感光性組成物の組成に依存し、レジストパターンの軟化点以上であれば特に制限はないが、好ましくは80〜180℃、より好ましくは110〜170℃の範囲内であり、さらに好ましくは130〜170℃である。加熱温度をこの範囲内とすることにより、パターンサイズの制御が容易である、既存の装置に用いやすい等の利点がある。
また、好適な加熱時間は、スループットに支障がなく、所望のパターンサイズが得られる範囲内であればよく、特に制限はないが、通常の半導体素子の製造ライン工程から判断すれば、1回の加熱につき、好ましくは10〜300秒、より好ましくは30〜180秒程度とすることが好ましい。
In the resist pattern forming method of the present invention, a thermal flow treatment can be further performed after the resist pattern is formed.
The thermal flow treatment can be performed as follows, for example.
That is, the resist pattern after the development treatment is softened by heating at least once, preferably 2-3 times, and the resist is allowed to flow, whereby the resist pattern pattern size (for example, the hole pattern hole diameter and the line and space width) ) Is reduced (narrower) than the size immediately after development.
A suitable heating temperature depends on the composition of the positive photosensitive composition and is not particularly limited as long as it is not lower than the softening point of the resist pattern, but is preferably in the range of 80 to 180 ° C, more preferably in the range of 110 to 170 ° C. More preferably, it is 130-170 degreeC. By setting the heating temperature within this range, there are advantages such as easy control of the pattern size and ease of use in existing apparatuses.
Further, a suitable heating time is not particularly limited as long as it is within a range in which a desired pattern size can be obtained without hindering throughput, but one time can be determined from a normal semiconductor element manufacturing line process. The heating is preferably performed for 10 to 300 seconds, more preferably about 30 to 180 seconds.

本発明のポジ型感光性組成物は、多層レジストプロセス(特に3層レジストプロセス)の上層レジスト層に適用してもよい。多層レジスト法は、以下のプロセスを含むものである。
(a) 被加工基板上に有機材料からなる下層レジスト層を形成する。
(b) 下層レジスト層上に中間層及び上層レジスト層を順次積層する。
(c) 該上層レジスト層に所定のパターンを形成後、中間層、下層及び基板を順次エ
ッチングする。
中間層としては、一般にオルガノポリシロキサン(シリコーン樹脂)あるいはSiO2塗布液(SOG)が用いられる。下層レジストとしては、適当な有機高分子膜が用いられるが、
各種公知のフォトレジストを使用してもよい。たとえば、フジフイルムアーチ社製FHシリーズ、FHiシリーズ或いは住友化学社製PFIシリーズの各シリーズを例示することができる。
下層レジスト層の膜厚は、0.1〜4.0μmであることが好ましく、より好ましくは0.2〜2.0μmであり、特に好ましくは0.25〜1.5μmである。0.1μm以上とすることは、反射防止や耐ドライエッチング性の観点で好ましく、4.0μm以下と
することはアスペクト比や、形成した微細パターンのパターン倒れの観点で好ましい。
The positive photosensitive composition of the present invention may be applied to an upper resist layer of a multilayer resist process (particularly a three-layer resist process). The multilayer resist method includes the following processes.
(A) A lower resist layer made of an organic material is formed on a substrate to be processed.
(B) An intermediate layer and an upper resist layer are sequentially laminated on the lower resist layer.
(C) After forming a predetermined pattern in the upper resist layer, the intermediate layer, the lower layer and the substrate are sequentially etched.
As the intermediate layer, organopolysiloxane (silicone resin) or SiO 2 coating solution (SOG) is generally used. As the lower layer resist, an appropriate organic polymer film is used,
Various known photoresists may be used. For example, each series of the Fuji Film Arch FH series, FHi series, or Sumitomo Chemical PFI series can be illustrated.
The film thickness of the lower resist layer is preferably 0.1 to 4.0 μm, more preferably 0.2 to 2.0 μm, and particularly preferably 0.25 to 1.5 μm. A thickness of 0.1 μm or more is preferable from the viewpoint of antireflection and dry etching resistance, and a thickness of 4.0 μm or less is preferable from the viewpoint of aspect ratio and pattern collapse of the formed fine pattern.

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to this.

合成例1
窒素気流下シクロヘキサノン43gを3つ口フラスコに入れ、これを80℃に加熱した。これにγブチロラクトンメタクリレート6.8g、3−ヒドロキシアダマンチル−1−メタクリレート2.36g、下記モノマー(A)12.8g、メトキシエトキシエチルメタクリレート1.88g、重合開始剤V−601(和光純薬製)をモノマーに対し4.5mol%をシクロヘキサノン82gに溶解させた溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80℃で2時間反応させた。反応液を放冷後メタノール900m/水100mlの混合液に20分かけて滴下し、析出した粉体をろ取、乾燥すると、樹脂(P−1)が20g得られた。得られた樹脂(P−1)の重量平均分子量は、標準ポリスチレン換算で11000、分散度(Mw/Mn)は、1.65であった。
Synthesis example 1
Under a nitrogen stream, 43 g of cyclohexanone was placed in a three-necked flask and heated to 80 ° C. Γ-butyrolactone methacrylate 6.8 g, 3-hydroxyadamantyl-1-methacrylate 2.36 g, the following monomer (A) 12.8 g, methoxyethoxyethyl methacrylate 1.88 g, polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Was added dropwise over 6 hours to a solution prepared by dissolving 4.5 mol% of the monomer in 82 g of cyclohexanone. After completion of dropping, the reaction was further carried out at 80 ° C. for 2 hours. The reaction solution was allowed to cool and then added dropwise to a mixed solution of 900 m of methanol / 100 ml of water over 20 minutes. The precipitated powder was collected by filtration and dried to obtain 20 g of Resin (P-1). The weight average molecular weight of the obtained resin (P-1) was 11000 in terms of standard polystyrene, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.65.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

他の樹脂(P−2)〜(P−16)についても同様の手法を用いて合成した。重量平均分子量は、重合開始剤の量を変更することで調整した。   Other resins (P-2) to (P-16) were synthesized using the same method. The weight average molecular weight was adjusted by changing the amount of the polymerization initiator.

以下、樹脂(P−1)〜(P−16)の構造を示す。   Hereinafter, the structures of the resins (P-1) to (P-16) are shown.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

Figure 0005155764
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Figure 0005155764
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Figure 0005155764
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実施例1〜14及び比較例1〜2
<レジスト調製>
下記表1に示す成分を溶剤に溶解させ固形分濃度5質量%の溶液を調製し、これを0.03μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターでろ過してポジ型レジスト溶液を調製した。調製したポジ型レジスト溶液を下記の方法で評価し、結果も表1に示した。
<レジスト評価>
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、膜厚78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物を塗布し、110℃で、60秒間ベークを行い、膜厚160nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザースキャナー(ASML社製 PAS5500/1100、NA0.75、Annular(σo/σi=0.89/0.65))を用いてパターン露光した。その後110℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間現像し、純水でリンスした後、スピン乾燥してレジストパターンを得た。
パターン倒れ評価法:
85nmラインアンドスペースのマスクパターンを再現する露光量を最適露光量とし、最適露光量からさらに露光量を増大させて形成されるラインパターンの線幅を細らせた際に、パターンが倒れずに解像する線幅をもって定義した。値が小さいほど、より微細なパターンが倒れずに解像することを表し、パターン倒れが発生しにくいことを示す。
露光ラチチュード評価法:
85nmラインアンドスペースのマスクパターンを再現する露光量を最適露光量とし、露光量を変化させた際にパターンサイズが85nm±10%を許容する露光量幅を求め、この値を最適露光量で割って百分率表示した。値が大きいほど露光量変化による性能変化が小さく、露光ラチチュードが良好である。
ラインエッジラフネス評価法:
ラインエッジエッジラフネスの測定は、測長走査型電子顕微鏡(SEM)を使用して120nmの孤立パターンを観察し、ラインパターンの長手方向のエッジが5μmの範囲についてエッジのあるべき基準線からの距離を測長SEM((株)日立製作所S−9260)により50ポイント測定し、標準偏差を求め、3σを算出した。値が小さいほど良好な性能であることを示す。
サーマルフロー適性評価法:
85nmラインアンドスペースのパターンを形成した後、150℃、160℃、170℃でそれぞれ90秒間ベークし、線幅の収縮を測長SEM((株)日立製作所S−9260)により測定した。測定した3温度のうちで元の線幅よりも10%以上収縮したもっとも低い温度が150℃の場合◎、160℃の場合○、170℃の場合△、170℃でも元の線幅よりも10%以上の収縮が見られなかった場合を×とした。
Examples 1-14 and Comparative Examples 1-2
<Resist preparation>
The components shown in Table 1 below were dissolved in a solvent to prepare a solution having a solid content concentration of 5% by mass, and this was filtered through a polyethylene filter having a pore size of 0.03 μm to prepare a positive resist solution. The prepared positive resist solution was evaluated by the following method, and the results are also shown in Table 1.
<Resist evaluation>
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form an antireflection film having a thickness of 78 nm. The prepared positive resist composition was applied thereon and baked at 110 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 160 nm. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (PAS5500 / 1100, NA0.75, Annular (σo / σi = 0.89 / 0.65) manufactured by ASML). Thereafter, heating was performed at 110 ° C. for 60 seconds, followed by development with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38 mass%) for 30 seconds, rinsing with pure water, and spin drying to obtain a resist pattern.
Pattern collapse evaluation method:
When the exposure amount that reproduces the 85nm line and space mask pattern is set as the optimal exposure amount and the line width of the line pattern formed by further increasing the exposure amount from the optimal exposure amount is reduced, the pattern does not collapse. It was defined by the line width to be resolved. A smaller value indicates that a finer pattern is resolved without falling, and pattern falling is less likely to occur.
Exposure latitude evaluation method:
The exposure amount that reproduces the 85 nm line and space mask pattern is the optimum exposure amount, and when the exposure amount is changed, an exposure amount width that allows a pattern size of 85 nm ± 10% is obtained, and this value is divided by the optimum exposure amount. Percentages. The larger the value, the smaller the change in performance due to the change in exposure amount, and the better the exposure latitude.
Line edge roughness evaluation method:
The line edge edge roughness is measured by using a length-measuring scanning electron microscope (SEM) to observe an isolated pattern of 120 nm, and the distance from the reference line where the edge of the line pattern should be in the range of 5 μm in the longitudinal direction. Was measured with a length measurement SEM (Hitachi, Ltd. S-9260) to obtain a standard deviation, and 3σ was calculated. A smaller value indicates better performance.
Thermal flow suitability evaluation method:
After forming an 85 nm line and space pattern, each was baked at 150 ° C., 160 ° C., and 170 ° C. for 90 seconds, and the shrinkage of the line width was measured with a length measurement SEM (Hitachi, Ltd. S-9260). Among the three measured temperatures, the lowest temperature contracted 10% or more than the original line width is 150 ° C. ◎, 160 ° C. ○, 170 ° C. Δ, 170 ° C. is 10% more than the original line width. The case where shrinkage of more than% was not observed was evaluated as x.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

以下、表中の略号を示す。   Hereinafter, abbreviations in the table are shown.

〔酸発生剤〕   [Acid generator]

Figure 0005155764
Figure 0005155764

〔塩基性化合物〕
TPSA:トリフェニルスルホニウムアセテート
DIA:2,6−ジイソプロピルアニリン
TEA:トリエタノールアミン
DBA:N,N−ジブチルアニリン
PBI:2−フェニルベンズイミダゾール
TMEA:トリス(メトキシエトキシエチル)アミン
PEA:N−フェニルジエタノールアミン
PBMA:2−[2−{2‐(2,2‐ジメトキシ‐フェノキシエトキシ)エチル}‐ビス
‐(2−メトキシエチル)]−アミン
〔界面活性剤〕
W−1:メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素系)
W−2:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素及びシリコン系)
W−3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)(シリコン系)W‐4:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)
〔溶剤〕
S1:プロピレングリコールメチルエーテルアセテート
S4:γ−ブチロラクトン
S5:プロピレングリコールメチルエーテル
S6:乳酸エチル
[Basic compounds]
TPSA: Triphenylsulfonium acetate
DIA: 2,6-diisopropylaniline TEA: triethanolamine DBA: N, N-dibutylaniline PBI: 2-phenylbenzimidazole TMEA: tris (methoxyethoxyethyl) amine PEA: N-phenyldiethanolamine PBMA: 2- [2- {2- (2,2-dimethoxy-phenoxyethoxy) ethyl} -bis- (2-methoxyethyl)]-amine [surfactant]
W-1: MegaFuck F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (Fluorine)
W-2: Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (fluorine and silicon)
W-3: Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (silicon-based) W-4: Troysol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.)
〔solvent〕
S1: Propylene glycol methyl ether acetate
S4: γ-butyrolactone
S5: Propylene glycol methyl ether
S6: Ethyl lactate

表1から、本発明のポジ型感光性組成物は、パターン倒れ、露光ラチチュード、ラインエッジラフネス、サーマルフロー評価に、優れていることが判る。   From Table 1, it can be seen that the positive photosensitive composition of the present invention is excellent in pattern collapse, exposure latitude, line edge roughness, and thermal flow evaluation.

実施例15
<レジスト調製>
実施例1の成分に更に下記ポリマー(A)を0.05gを添加し、固形分濃度5質量%の溶液を調製し、これを0.1μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターで濾過してポジ型レジスト溶液を調製した。調製したポジ型レジスト溶液を下記の方法で評価した。
Example 15
<Resist preparation>
0.05 g of the following polymer (A) is further added to the components of Example 1 to prepare a solution having a solid content concentration of 5% by mass, and this is filtered through a polyethylene filter having a pore size of 0.1 μm to form a positive resist solution. Was prepared. The prepared positive resist solution was evaluated by the following method.

Figure 0005155764
Figure 0005155764

<解像性評価>
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃、60秒ベークを行い膜厚78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト溶液を塗布し、110℃、60秒ベークを行い、膜厚160nmのレジスト膜を形成した。
こうして得られたウエハーをArFエキシマレーザー液浸スキャナー(NA0.75)を用いパターン露光した。液浸液としては不純物5ppb以下の超純水を使用した。露光直後に115℃、90秒加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38%)で60秒間現像し、純水でリンスした後、スピン乾燥して得たレジストパターンについて走査型電子顕微鏡(日立製S−9260)を用い、観察したところ65nmのラインアンドスペースパターンが解像した。
本発明のポジ型感光性組成物は、液浸液を介した露光方法においても良好な画像形成能を有していた。
<Resolution evaluation>
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form an antireflection film having a thickness of 78 nm. A positive resist solution prepared thereon was applied and baked at 110 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 160 nm.
The wafer thus obtained was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser immersion scanner (NA 0.75). As the immersion liquid, ultrapure water having impurities of 5 ppb or less was used. Immediately after the exposure, the resist pattern obtained by heating at 115 ° C. for 90 seconds, developing with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38%) for 60 seconds, rinsing with pure water, and spin drying is then applied to a scanning electron microscope. When observed using Hitachi S-9260, a 65 nm line and space pattern was resolved.
The positive photosensitive composition of the present invention had a good image forming ability even in an exposure method using an immersion liquid.

Claims (20)

(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物及び
(B)下記一般式(I)で表される繰り返し単位(1)と、前記繰り返し単位(1)とは異なる下記一般式(II)で表される繰り返し単位(2)とを有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂
を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物。
Figure 0005155764

一般式(I)に於いて、
Xa1は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ry1、Ry2及びRxは、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Zaは、アルキレン基を表す。
Figure 0005155764

式中、Lは、炭素数4〜30の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を表し、R 3 は、水素原子、水酸基又は有機基を表し、Xは水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
(A) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and (B) a repeating unit (1) represented by the following general formula (I) and the following general formula (II) different from the repeating unit (1) A positive photosensitive composition comprising a resin having a repeating unit (2) represented by formula (I) and having a dissolution rate increased in an alkaline developer by the action of an acid.
Figure 0005155764

In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
Ry 1 , Ry 2 and Rx each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Za represents an alkylene group.
Figure 0005155764

In the formula, L represents a linear or branched alkylene group having 4 to 30 carbon atoms, R 3 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group, and X represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen. Represents an atom.
前記一般式(II)のR  R in the general formula (II) 3 が、カルボキシル基又はシクロアルキル基であることを特徴とする請求項1に記載のポジ型感光性組成物。Is a carboxyl group or a cycloalkyl group, The positive photosensitive composition according to claim 1, wherein (A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物及び  (A) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and
(B)下記一般式(I’)で表される繰り返し単位(1)と、−L−R(B) a repeating unit (1) represented by the following general formula (I ′), and —LR 3Three 基(式中、Lは、炭素数4〜30の2価の連結基を表し、RGroup (wherein L represents a divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms, R 3Three は、水素原子、水酸基又は有機基を表す)を有する繰り返し単位(2)とを有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂Is a resin having a repeating unit (2) having a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group, and whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of an acid.
を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物。A positive photosensitive composition comprising:
Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(I’)に於いて、  In the general formula (I ′),
Xa  Xa 11 は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。Represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom.
Ry  Ry 11 及びRyAnd Ry 22 は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。Each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Rx’は、炭素数2以上のアルキル基、またはシクロアルキル基を表す。ただし、Rx’としてのアルキル基は無置換アルキルである。  Rx ′ represents an alkyl group having 2 or more carbon atoms or a cycloalkyl group. However, the alkyl group as Rx ′ is unsubstituted alkyl.
Za’は、炭素数1〜4の無置換アルキレン基を表す。  Za 'represents an unsubstituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物及び  (A) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and
(B)下記一般式(I)で表される繰り返し単位(1)と、−L−R(B) a repeating unit (1) represented by the following general formula (I), and -LR 3Three 基(式中、Lは、炭素数4〜30の2価の連結基を表し、RGroup (wherein L represents a divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms, R 3Three は、水素原子、水酸基又は有機基を表す)を有する繰り返し単位(2)とを有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂Is a resin having a repeating unit (2) having a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group, and whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of an acid.
を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物であって、A positive photosensitive composition comprising:
(B)成分の樹脂とは異なる下記一般式(A)で表される繰り返し単位を有する樹脂を更に含有するポジ型感光性組成物。A positive photosensitive composition further containing a resin having a repeating unit represented by the following general formula (A) different from the resin of component (B).
Figure 0005155764
Figure 0005155764

Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(I)に於いて、  In general formula (I),
Xa  Xa 11 は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。Represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom.
Ry  Ry 11 、Ry, Ry 22 及びRxは、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。And Rx each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Zaは、アルキレン基を表す。  Za represents an alkylene group.
(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物及び  (A) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and
(B)下記一般式(I)で表される繰り返し単位(1)と、−L−R(B) a repeating unit (1) represented by the following general formula (I), and -LR 3Three 基(式中、Lは、炭素数4〜30の2価の連結基を表し、RGroup (wherein L represents a divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms, R 3Three は、水素原子、水酸基又は有機基を表す)を有する繰り返し単位(2)とを有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂Is a resin having a repeating unit (2) having a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group, and whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of an acid.
を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物であって、A positive photosensitive composition comprising:
(B)成分の樹脂が、一般式(I)で表される繰り返し単位(1)を2種類以上有することを特徴とするポジ型感光性組成物。The positive photosensitive composition, wherein the resin of component (B) has two or more types of repeating units (1) represented by general formula (I).
Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(I)に於いて、  In general formula (I),
Xa  Xa 11 は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。Represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom.
Ry  Ry 11 、Ry, Ry 22 及びRxは、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。And Rx each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Zaは、アルキレン基を表す。  Za represents an alkylene group.
(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物及び  (A) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and
(B)下記一般式(I)で表される繰り返し単位(1)と、−L−R(B) a repeating unit (1) represented by the following general formula (I), and -LR 3Three 基(式中、Lは、炭素数4〜30の2価の連結基を表し、RGroup (wherein L represents a divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms, R 3Three は、水素原子、水酸基又は有機基を表す)を有する繰り返し単位(2)とを有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂Is a resin having a repeating unit (2) having a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group, and whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of an acid.
を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物であって、A positive photosensitive composition comprising:
(B)成分の樹脂が、更に下記一般式(III−2)で表される酸分解性繰り返し単位を有することを特徴とするポジ型感光性組成物。The positive photosensitive composition characterized in that the resin of component (B) further has an acid-decomposable repeating unit represented by the following general formula (III-2).
Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(I)に於いて、  In general formula (I),
Xa  Xa 11 は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。Represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom.
Ry  Ry 11 、Ry, Ry 22 及びRxは、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。And Rx each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Zaは、アルキレン基を表す。  Za represents an alkylene group.
Figure 0005155764
Figure 0005155764

一般式(III−2)に於いて、  In general formula (III-2),
Xa  Xa 11 は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。Represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom.
Ryaは、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。  Rya represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
  Z 11 は、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。Represents an atomic group necessary for forming a cycloalkyl group together with a carbon atom.
Zbは、2価の連結基を表す。  Zb represents a divalent linking group.
(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物及び
(B)下記一般式(I)で表される繰り返し単位(1)と、−L−R 3 基(式中、Lは、炭素数4〜30の2価の連結基を表し、R 3 は、水素原子、水酸基又は有機基を表す)を有する繰り返し単位(2)と、
繰り返し単位(1)と異なる酸分解性繰り返し単位(3)と、下記一般式(IV)で表される繰り返し単位(4)と、下記一般式(V)で表される繰り返し単位(5)とを有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂を
含有することを特徴とするポジ型感光性組成物であって、
(B)成分の樹脂は、繰り返し単位(1)〜(5)をそれぞれ少なくとも1種類以上有することを特徴とするポジ型感光性組成物
Figure 0005155764

一般式(I)に於いて、
Xa 1 は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Ry 1 、Ry 2 及びRxは、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Zaは、アルキレン基を表す。
Figure 0005155764

一般式(IV)に於いて、
6 は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
7 は、ラクトン構造を有する基を表す。
Abは、単結合、アルキレン基、単環若しくは多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。
Figure 0005155764

一般式(V)に於いて、
8 は、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基又はヒドロキメチル基を表す。
9 は、水酸基若しくはシアノ基で置換された脂環炭化水素構造を有する基を表す。
(A) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and
(B) Repeating unit (1) represented by the following general formula (I) and -LR 3 group (wherein L represents a divalent linking group having 4 to 30 carbon atoms, R 3 is A repeating unit (2) having a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group),
An acid-decomposable repeating unit (3) different from the repeating unit (1), a repeating unit (4) represented by the following general formula (IV), and a repeating unit (5) represented by the following general formula (V): A resin whose dissolution rate in an alkaline developer is increased by the action of an acid.
A positive photosensitive composition comprising:
(B) Resin of component has positive type photosensitive composition characterized by having at least 1 or more types of repeating units (1)-(5), respectively .
Figure 0005155764

In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
Ry 1 , Ry 2 and Rx each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Za represents an alkylene group.
Figure 0005155764

In general formula (IV),
R 6 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group.
R 7 represents a group having a lactone structure.
Ab represents a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, an ether group, an ester group, a carbonyl group, or a divalent group obtained by combining these.
Figure 0005155764

In general formula (V),
R 8 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
R 9 represents a group having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group.
(B)成分の樹脂が、更に、繰り返し単位(1)と異なる酸分解性繰り返し単位(3)を有することを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。 The resin as the component (B), further, the positive photosensitive composition according to any one of claims 1 to 5, characterized by having a repeating unit (1) different acid-decomposable repeating unit (3). 酸分解性繰り返し単位(3)が、下記一般式(pI)〜(pV)で表される酸の作用により脱離する基を有することを特徴とする請求項7又は8に記載のポジ型感光性組成物。
Figure 0005155764

一般式(pI)〜(pV)に於いて、
11は、アルキル基を表す。
Zは、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R14は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
15及びR16は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
17〜R21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。また、R19、R21のいずれかは、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
22〜R25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。また、R23とR24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
The positive photosensitive layer according to claim 7 or 8 , wherein the acid-decomposable repeating unit (3) has a group capable of leaving by the action of an acid represented by the following general formulas (pI) to (pV). Sex composition.
Figure 0005155764

In the general formulas (pI) to (pV),
R 11 represents an alkyl group.
Z represents an atomic group necessary for forming a cycloalkyl group together with a carbon atom.
R 12 to R 14 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
R 15 and R 16 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. Moreover, any of R 19 and R 21 represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.
酸分解性繰り返し単位(3)が、下記一般式(III−1)で表されることを特徴とする請求項に記載のポジ型感光性組成物。
Figure 0005155764

一般式(III−1)に於いて、
Rは、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。複数のRは、各々同じでも異なっていてもよい。
Aは、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、アミド基、スルホンアミド基、ウレタン基又はウレア基よりなる群から選択される単独或いは2つ以上の基の組み合わせを表す。
Rp1は、一般式(pI)〜(pV)のいずれかの基を表す。
The positive photosensitive composition according to claim 9 , wherein the acid-decomposable repeating unit (3) is represented by the following general formula (III-1).
Figure 0005155764

In general formula (III-1),
R represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group. A plurality of R may be the same or different.
A represents a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a group of two or more groups selected from the group consisting of a urea group and a urea group.
Rp 1 represents any group of the general formulas (pI) to (pV).
(B)成分の樹脂が、更に、下記一般式(IV)で表される繰り返し単位(4)を有することを特徴とする請求項1〜6及び8〜10のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。
Figure 0005155764

一般式(IV)に於いて、
6は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
7は、ラクトン構造を有する基を表す。
Abは、単結合、アルキレン基、単環若しくは多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。
The positive photosensitive resin according to any one of claims 1 to 6, and 8 to 10 , wherein the resin of component (B) further has a repeating unit (4) represented by the following general formula (IV): Sex composition.
Figure 0005155764

In general formula (IV),
R 6 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group.
R 7 represents a group having a lactone structure.
Ab represents a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, an ether group, an ester group, a carbonyl group, or a divalent group obtained by combining these.
(B)成分の樹脂が、更に、下記一般式(V)で表される繰り返し単位(5)を有することを特徴とする請求項1〜6及び8〜11のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。
Figure 0005155764

一般式(V)に於いて、
8は、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基又はヒドロキメチル基を表す。
9は、水酸基若しくはシアノ基で置換された脂環炭化水素構造を有する基を表す。
The positive photosensitive resin according to any one of claims 1 to 6 and 8 to 11 , wherein the resin of component (B) further has a repeating unit (5) represented by the following general formula (V). Sex composition.
Figure 0005155764

In general formula (V),
R 8 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
R 9 represents a group having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group.
前記繰り返し単位(1)の含有量が、(B)成分の樹脂における全繰り返し単位に対して5〜40mol%であることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。  The positive photosensitive property according to claim 1, wherein the content of the repeating unit (1) is 5 to 40 mol% with respect to all repeating units in the resin of the component (B). Composition. 前記繰り返し単位(2)の含有量が、(B)成分の樹脂における全繰り返し単位に対して1〜40mol%であることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。  The positive photosensitive property according to claim 1, wherein the content of the repeating unit (2) is 1 to 40 mol% with respect to all repeating units in the resin of the component (B). Composition. 更に、以下の(S1)〜(S5)のいずれかの混合溶剤を含有することを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。  The positive photosensitive composition according to claim 1, further comprising a mixed solvent of any of the following (S1) to (S5).
(S1)水酸基を有する溶剤と、水酸基を有さない溶剤とを混合した混合溶剤、(S1) a mixed solvent in which a solvent having a hydroxyl group and a solvent not having a hydroxyl group are mixed;
(S2)エステル構造を有する溶剤と、ケトン構造を有する溶剤とを混合した混合溶剤、  (S2) a mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure and a solvent having a ketone structure;
(S3)エステル構造を有する溶剤と、ラクトン構造を有する溶剤とを混合した混合溶剤、  (S3) a mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure and a solvent having a lactone structure;
(S4)エステル構造を有する溶剤と、ラクトン構造を有する溶剤と、水酸基を有する溶剤とを混合した混合溶剤、  (S4) a mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure, a solvent having a lactone structure, and a solvent having a hydroxyl group;
(S5)エステル構造を有する溶剤と、カーボネート構造を有する溶剤と、水酸基を有する溶剤を混合した混合溶剤。  (S5) A mixed solvent obtained by mixing a solvent having an ester structure, a solvent having a carbonate structure, and a solvent having a hydroxyl group.
(B)成分の樹脂の組成物全体中の配合量が、全固形分中60〜99.0質量%であることを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。  The positive photosensitive composition according to any one of claims 1 to 15, wherein the blending amount of the component (B) resin in the entire composition is 60 to 99.0 mass% in the total solid content. object. (B)成分の樹脂が、芳香族基を有さないことを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。  The positive photosensitive composition according to claim 1, wherein the resin of component (B) does not have an aromatic group. 請求項1〜17に記載のポジ型感光性組成物により形成されるレジスト膜。A resist film formed from the positive photosensitive composition according to claim 1. 請求項18に記載のレジスト膜を形成し、該膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。 A pattern forming method comprising: forming the resist film according to claim 18 ; and exposing and developing the film. 前記露光が、液浸露光であることを特徴とする請求項19に記載のパターン形成方法。The pattern forming method according to claim 19, wherein the exposure is immersion exposure.
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