JP5216892B2 - Pattern forming method using positive resist composition - Google Patents

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Description

本発明は、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さらにはその他のフォトアプリケーションのリソグラフィー工程に使用されるポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関するものである。特に波長が300nm以下の遠紫外線光を露光光とする液浸式投影露光装置で露光するために好適なポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関するものである。   The present invention relates to a positive resist composition used in a semiconductor manufacturing process such as an IC, a circuit board such as a liquid crystal or a thermal head, and also in a lithography process for other photo applications, and a pattern forming method using the same. It is. In particular, the present invention relates to a positive resist composition suitable for exposure by an immersion type projection exposure apparatus using far ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or less as exposure light, and a pattern forming method using the same.

半導体素子の微細化に伴い露光光の短波長化と投影レンズの高開口数(高NA)化が進み、現在では193nm波長を有するArFエキシマレーザーを光源とするNA0.84の露光機が開発されている。解像力及び焦点深度は一般によく知れている様に次式で表すことができる。
(解像力)=k・(λ/NA)
(焦点深度)=±k・λ/NA
ここでλは露光光源の波長、NAは投影レンズの開口数、k及びkはプロセスに関係する係数である。
With the miniaturization of semiconductor elements, the exposure light has been shortened and the projection lens has a high numerical aperture (high NA). At present, an exposure machine with an NA of 0.84 using an ArF excimer laser having a 193 nm wavelength as a light source has been developed. ing. The resolution and the depth of focus can be expressed by the following equations as is generally well known.
(Resolving power) = k 1 · (λ / NA)
(Depth of focus) = ± k 2 · λ / NA 2
Here, λ is the wavelength of the exposure light source, NA is the numerical aperture of the projection lens, and k 1 and k 2 are coefficients related to the process.

更なる波長の短波化による高解像力化のために157nmの波長を有するFエキシマレーザーを光源とする露光機が検討されているが、短波長化のために露光装置に使用するレンズ素材とレジストに使用する素材が非常に限定されるため、装置や素材の製造コストや品質安定化が非常に困難であり、要求される期間内に十分な性能と安定性を有する露光装置及びレジストが間に合わない可能性が出てきている。 An exposure machine using an F 2 excimer laser having a wavelength of 157 nm as a light source has been studied for higher resolution by further shortening the wavelength. However, a lens material and a resist used in an exposure apparatus for shortening the wavelength are being studied. Because the materials used in the process are very limited, it is very difficult to stabilize the manufacturing cost and quality of the apparatus and materials, and the exposure apparatus and resist that have sufficient performance and stability within the required period are not in time. The possibility is coming out.

光学顕微鏡において解像力を高める技術として、従来から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)で満たす、所謂、液浸法が知られている。
この「液浸の効果」はλを露光光の空気中での波長とし、nを空気に対する液浸液の屈折率、θを光線の収束半角としNA=sinθとすると、液浸した場合、前述の解像力及び焦点深度は次式で表すことができる。
(解像力)=k・(λ/n)/NA
(焦点深度)=±k・(λ/n)/NA
すなわち、液浸の効果は波長が1/nの露光波長を使用するのと等価である。言い換えれば、同じNAの投影光学系の場合、液浸により、焦点深度をn倍にすることができる。これは、あらゆるパターン形状に対して有効であり、更に、現在検討されている位相シフト法、変形照明法などの超解像技術と組み合わせることが可能である。
As a technique for increasing the resolving power in an optical microscope, a so-called immersion method in which a high refractive index liquid (hereinafter also referred to as “immersion liquid”) is filled between a projection lens and a sample is known.
This “immersion effect” means that when λ 0 is the wavelength of the exposure light in the air, n is the refractive index of the immersion liquid with respect to the air, θ is the convergence angle of the light beam, and NA 0 = sin θ. The above-described resolving power and depth of focus can be expressed by the following equations.
(Resolving power) = k 1 · (λ 0 / n) / NA 0
(Depth of focus) = ± k 2 · (λ 0 / n) / NA 0 2
That is, the immersion effect is equivalent to using an exposure wavelength having a wavelength of 1 / n. In other words, in the case of a projection optical system with the same NA, the depth of focus can be increased n times by immersion. This is effective for all pattern shapes, and can be combined with a super-resolution technique such as a phase shift method and a modified illumination method which are currently being studied.

この効果を半導体素子の微細画像パターンの転写に応用した装置例が、特許文献1(特開昭57−153433号公報)、特許文献2(特開平7−220990号公報)等にて紹介されている。
最近の液浸露光技術進捗が非特許文献1(SPIE Proc 4688,11(2002))、非特許文献2(J. Vac. Sci. Tecnol. B 17(1999))、非特許文献3(SPIE Proc 3999,2(2000))、特許文献3(国際公開WO2004−077158号パンフレット)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と考えられている。Fエキシマレーザーを光源とする場合は、157nmにおける透過率と屈折率のバランスからフッ素を含有する溶液が検討されているが、環境安全性の観点や屈折率の点で十分な物は未だ見出されていない。液浸の効果の度合いとレジストの完成度から液浸露光技術はArF露光機に最も早く搭載されると考えられている。
Examples of apparatuses in which this effect is applied to the transfer of a fine image pattern of a semiconductor element are introduced in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 57-153433), Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-220990), and the like. Yes.
Recent advances in immersion exposure technology include Non-Patent Document 1 (SPIE Proc 4688, 11 (2002)), Non-Patent Document 2 (J. Vac. Sci. Tecnol. B 17 (1999)), Non-Patent Document 3 (SPIE Proc). 3999, 2 (2000)), Patent Document 3 (International Publication WO 2004-077158 Pamphlet) 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 considered to be most promising as an immersion liquid in terms of handling safety, transmittance at 193 nm, and refractive index. When an F 2 excimer laser is used as a light source, a solution containing fluorine has been studied from the balance between transmittance and refractive index at 157 nm. However, sufficient products have not yet been seen in terms of environmental safety and refractive index. It has not been issued. From the degree of immersion effect and the degree of completeness of the resist, the immersion exposure technique is considered to be installed in the ArF exposure machine earliest.

KrFエキシマレーザー(248nm)用レジスト以降、光吸収による感度低下を補うためにレジストの画像形成方法として化学増幅という画像形成方法が用いられている。ポジ型の化学増幅の画像形成方法を例に挙げ説明すると、露光で露光部の酸発生剤が分解し酸を生成させ、露光後のベーク(PEB:Post Exposure Bake)でその発生酸を反応触媒として利用してアルカリ不溶の基をアルカリ可溶基に変化させ、アルカリ現像により露光部を除去する画像形成方法である。
この化学増幅機構を用いたArFエキシマレーザー(波長193nm)用レジストは,現状主流になりつつあるが、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という問題があり改善が求められていた。
Since the resist for KrF excimer laser (248 nm), an image forming method called chemical amplification has been used as an image forming method for a resist in order to compensate for sensitivity reduction due to light absorption. An example of a positive-type chemical amplification image forming method will be described. When exposed, the acid generator in the exposed area decomposes to generate an acid, and the acid generated in the exposure bake (PEB) is a reaction catalyst. Is used to change an alkali-insoluble group to an alkali-soluble group, and an exposed portion is removed by alkali development.
Although the resist for ArF excimer laser (wavelength 193 nm) using this chemical amplification mechanism is becoming mainstream at present, there is a problem that the formed line pattern collapses and becomes a defect at the time of device manufacture. It was sought after.

化学増幅レジストを液浸露光に適用すると、露光時にレジスト層が浸漬液と接触することになるため、レジスト層が変質することや、レジスト層から浸漬液に悪影響を及ぼす成分が滲出することが指摘されている。特許文献4(国際公開WO2004−068242号パンフレット)では、ArF露光用のレジストを露光前後に水に浸すことによりレジスト性能が変化する例が記載されており、液浸露光における問題と指摘している。
また、液浸露光プロセスにおいて、スキャン式の液浸露光機を用いて露光する場合には、レンズの移動に追随して液浸液も移動しないと露光スピードが低下するため、生産性に影響を与えることが懸念される。液浸液が水である場合においては、レジスト膜は疎水的であるほうが水追随性良好であることが望まれるが、一方では、レジスト膜を疎水化するとスカム発生量が増えるなど、レジストの画像性能に対する悪影響もみられ、改善が望まれていた。
It is pointed out that when chemically amplified resist is applied to immersion exposure, the resist layer comes into contact with the immersion liquid at the time of exposure, so that the resist layer is altered and components that adversely affect the immersion liquid are leached from the resist layer. Has been. Patent Document 4 (International Publication WO 2004-068242 Pamphlet) describes an example in which resist performance changes by immersing a resist for ArF exposure in water before and after exposure, and points to a problem in immersion exposure. .
In the immersion exposure process, when exposure is performed using a scanning immersion exposure machine, the exposure speed decreases unless the immersion liquid moves following the movement of the lens. Concerned about giving. In the case where the immersion liquid is water, it is desirable that the resist film be hydrophobic so that water followability is better. On the other hand, if the resist film is hydrophobized, the amount of scum generated increases. There was also an adverse effect on performance, and improvements were desired.

特開昭57−153433号公報JP-A-57-153433 特開平7−220990号公報JP-A-7-220990 国際公開第04/077158号International Publication No. 04/077158 国際公開第04/068242号International Publication No. 04/068242

国際光工学会紀要(Proc.SPIE),2002年,第4688巻,第11頁Bulletin of International Society of Optical Engineering (Proc. SPIE), 2002, 4688, 11 J.Vac.Sci.Tecnol.B 17(1999)J. et al. Vac. Sci. Tecnol. B 17 (1999) 国際光工学会紀要(Proc.SPIE),2000年,第3999巻,第2頁Bulletin of International Society of Optical Engineering (Proc. SPIE), 2000, 3999, 2nd page

本発明の目的は、パターンプロファイルやパターン倒れが改善され、スカムの発生が抑制されたポジ型レジスト組成物を提供することである。また、液浸液の後退接触角が良好で液浸露光にも好適なポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a positive resist composition in which pattern profile and pattern collapse are improved and scum generation is suppressed. Another object of the present invention is to provide a positive resist composition having a good receding contact angle of an immersion liquid and suitable for immersion exposure, and a pattern forming method using the same.

本発明は、下記構成のポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法であり、これにより本発明の上記目的が達成される。
〔1〕
(A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂、
(B)活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物、
(C)下記(x)〜(z)の群から選ばれる基を少なくとも1つ含有する樹脂である含フッ素化合物[ただし、下記ペンタフルオロエチルアクリレート(PFPA)、下記エチルシクロペンチルメタクリレート(ECPMA)及び下記トリメチルプロパントリアクリレート(TMPTA)を重合して製造されたフッ素化ターポリマー粒子は除く。]:
(x)アルカリ可溶性基、
(y)アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基、
(z)酸の作用により分解する基、
および(F)溶剤、を含有するポジ型レジスト組成物であり、樹脂である含フッ素化合物(C)の添加量が前記ポジ型レジスト組成物の全固形分を基準として0.1〜30質量%であるポジ型レジスト組成物によりレジスト膜を形成し、液浸液を介して液浸露光、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。

Figure 0005216892

〔2〕
樹脂である含フッ素化合物(C)が、(x)アルカリ可溶性基を有する含フッ素化合物であることを特徴とする上記〔1〕に記載のパターン形成方法。
〔3〕
樹脂である含フッ素化合物(C)が、(y)アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を有する含フッ素化合物であることを特徴とする上記〔1〕に記載のパターン形成方法。
〔4〕
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)がラクトン構造を有することを特徴とする上記〔3〕に記載のパターン形成方法。
〔5〕
樹脂である含フッ素化合物(C)が、(z)酸の作用により分解する基を有する含フッ素化合物であることを特徴とする上記〔1〕に記載のパターン形成方法。
〔6〕
樹脂である含フッ素化合物(C)が、フッ素原子を有する炭素数1〜4のアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、または、フッ素原子を有するアリール基を含有するアルカリ可溶性化合物であることを特徴とする上記〔1〕に記載のパターン形成方法。
〔7〕
樹脂である含フッ素化合物(C)がアルコール性水酸基を有し、該アルコール性水酸基のアルコール部分がフッ素化アルコールであることを特徴とする上記〔1〕〔6〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
〔8〕
樹脂である含フッ素化合物(C)が下記一般式(F3)で表される構造を有することを特徴とする上記〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
Figure 0005216892

一般式(F3)中、
62〜R63は各々独立してフロロアルキル基を表す。R62とR63は互いに連結して環を形成してもよい。
64は、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。
〔9〕
樹脂である含フッ素化合物(C)が以下の(C−1)〜(C−13)のいずれかであることを特徴とする上記〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
(C−1)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、および、
アルカリ可溶性基(x)を含有する繰り返し単位(X)、を含有する樹脂。
(C−2)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を含有する繰り返し単位(Y)、を含有する樹脂。
(C−3)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、および、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)、を含有する樹脂。
(C−4)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、
アルカリ可溶性基(x)を含有する繰り返し単位(X)、および、
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を含有する繰り返し単位(Y)、を含有する樹脂。
(C−5)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)
アルカリ可溶性基(x)を含有する繰り返し単位(X)、および、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)を含有する樹脂。
(C−6)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)とを含有する繰り返し単位(Y)、および、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)、を含有する樹脂。
(C−7)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、
アルカリ可溶性基(x)を含有する繰り返し単位(X)、
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を含有する繰り返し単位(Y)、および、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)、を含有する樹脂。
(C−8)
アルカリ可溶性基(x)およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aX)を含有する樹脂。
(C−9)
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)
およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(bY)、を含有する樹脂。
(C−10)
アルカリ可溶性基(x)および炭素数1〜4のフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aX)、
ならびに、アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を含有する繰り返し単位(Y)、を含有する樹脂。
(C−11)
アルカリ可溶性基(x)およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aX)、ならびに、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)、を含有する樹脂。
(C−12)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、ならびに、
アルカリ可溶性基(x)およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aX)、を含有する樹脂。
(C−13)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、ならびに、
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)
およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aY)、を含有する樹脂。
〔10〕
樹脂である含フッ素化合物(C)の重量平均分子量が1000〜100000であることを特徴とする上記〔1〕〜〔9〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
〔11〕
樹脂である含フッ素化合物(C)の添加量が前記ポジ型レジスト組成物の全固形分を基準として0.1〜10質量%であることを特徴とする上記〔1〕〜〔10〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
〔12〕
樹脂である含フッ素化合物(C)の添加量が前記ポジ型レジスト組成物の全固形分を基準として0.1〜5質量%であることを特徴とする上記〔1〕〜〔11〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
〔13〕
前記レジスト膜の水の膜に対する後退接触角が65°以上であることを特徴とする上記〔1〕〜〔12〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
〔14〕
前記レジスト膜の水の膜に対する後退接触角が70°以上であることを特徴とする上記〔1〕〜〔13〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
〔15〕
樹脂(A)がラクトン環を有する基を有する樹脂である、上記〔1〕〜〔14〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
〔16〕
前記ラクトン環を有する基が、下記一般式(LC1−4)又は(LC1−5)で表されるラクトン構造を有する基である、上記〔15〕に記載のパターン形成方法。
Figure 0005216892

上記一般式中、
Rbは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、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、シアノ基又は酸分解性基を表す。
n2は、0〜4の整数を表す。n2が2以上の時、複数存在するRbは同一でも異なっていてもよく、また、複数存在するRb同士が結合して環を形成してもよい。
〔17〕
樹脂(A)が、下記一般式(pI)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位を有する、上記〔1〕〜〔16〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
Figure 0005216892

上記一般式(pI)中、
11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
〔18〕
前記一般式(pI)において、炭素原子とともにZが形成するシクロアルキル基が、単環のシクロアルキル基である、上記〔17〕に記載のパターン形成方法。
〔19〕
樹脂(A)が、下記一般式(pII)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位を有する、上記〔1〕〜〔18〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
Figure 0005216892

上記一般式(pII)中、
12〜R14は、各々独立に、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、但し、R12〜R14のうち少なくとも1つはシクロアルキル基を表す。
〔20〕
樹脂(A)が、水酸基またはシアノ基で置換された多環環状炭化水素基を有する繰り返し単位を含有することを特徴とする上記〔1〕〜〔19〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
〔21〕
樹脂(A)が、ラクトン環を有する(メタ)アクリレート繰り返し単位、水酸基及びシアノ基の少なくともいずれかを有する有機基を有する(メタ)アクリレート繰り返し単位、ならびに、酸分解性基を有する(メタ)アクリレート繰り返し単位、の少なくとも3成分を含有する共重合体であることを特徴とする上記〔1〕〜〔20〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
〔22〕
樹脂(A)が、フッ素原子を有さないことを特徴とする上記〔1〕〜〔21〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
〔23〕
活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物(B)が、下記一般式(ZI)で表される化合物である、上記〔1〕〜〔22〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
Figure 0005216892

上記一般式(ZI)において、
201、R202及びR203は、各々独立に有機基を表す。
は、非求核性アニオンを表す。
〔24〕
前記一般式(ZI)において、R201、R202及びR203の全てがアリール基である、上記〔23〕に記載のパターン形成方法。
〔25〕
前記一般式(ZI)において、非求核性アニオンXが下記式で表される、上記〔23〕又は〔24〕に記載のパターン形成方法。
Rc−SO
上記式中、Rcはアルキル基、アリール基、またはこれらの複数が、単結合、−O−、−CO−、−S−、−SO−若しくは−SON(Rd)−で連結された基を表す(Rdは水素原子又はアルキル基を表す。)。
〔26〕
前記一般式(ZI)において、非求核性アニオンXが下記式で表される、上記〔23〕又は〔24〕に記載のパターン形成方法。
RcSO−N−SORc
上記式中、Rc及びRcは、各々独立にアルキル基、アリール基、またはこれらの複数が、単結合、−O−、−CO−、−S−、−SO−若しくは−SON(Rd)−で連結された基を表す(Rdは水素原子又はアルキル基を表す。)。
RcとRcが結合して環を形成していてもよい。
〔27〕
活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物(B)が、活性光線の照射によりフロロアルキル鎖を有する酸、または、フッ素原子を有するベンゼンスルホン酸、を発生する化合物であることを特徴とする上記〔1〕〜〔22〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
〔28〕
活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物(B)が、カチオン部にフッ素置換されていないアルキル残基またはフッ素置換されていないシクロアルキル残基を有するトリフェニルスルホニウム塩化合物であることを特徴とする上記〔1〕〜〔22〕及び〔27〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
〔29〕
(F)溶剤が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有する2種類以上の混合溶剤であることを特徴とする上記〔1〕〜〔28〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
〔30〕
さらにフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤を含有することを特徴とする上記〔1〕〜〔29〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
〔31〕
ポジ型レジスト組成物中の全固形分濃度が、1.0〜6.0質量%であること特徴とする上記〔1〕〜〔30〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
〔32〕
1nm〜200nmの波長の光にて露光を行うことを特徴とする、上記〔1〕〜〔31〕のいずれかに記載のパターン形成方法。
本発明は、上記〔1〕〜〔32〕に係る発明であるが、以下、それ以外の事項についても記載している。 The present invention is a positive resist composition having the following constitution and a pattern forming method using the same, whereby the above object of the present invention is achieved.
[1]
(A) a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid;
(B) a compound that generates an acid upon irradiation with an actinic ray or radiation,
(C) Fluorine-containing compound which is a resin containing at least one group selected from the following groups (x) to (z) [However, the following pentafluoroethyl acrylate (PFPA), the following ethylcyclopentyl methacrylate (ECPMA) and the following Fluorinated terpolymer particles produced by polymerizing trimethylpropane triacrylate (TMPTA) are excluded. ]:
(X) an alkali-soluble group,
(Y) a group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer;
(Z) a group that decomposes by the action of an acid,
And (F) a positive resist composition containing a solvent, and the addition amount of the fluorine-containing compound (C) as a resin is 0.1 to 30% by mass based on the total solid content of the positive resist composition. A pattern forming method comprising the steps of: forming a resist film with a positive resist composition, and performing immersion exposure and development via an immersion liquid.
Figure 0005216892

[2]
The pattern forming method as described in [1] above , wherein the fluorine-containing compound (C) as a resin is (x) a fluorine-containing compound having an alkali-soluble group.
[3]
The above-mentioned [1], wherein the fluorine-containing compound (C) as a resin is (y) a fluorine-containing compound having a group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer. The pattern forming method according to 1.
[4]
The pattern forming method as described in [3] above, wherein the group (y) which is decomposed by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer has a lactone structure.
[5]
The pattern forming method as described in [1] above , wherein the fluorine-containing compound (C), which is a resin, is a fluorine-containing compound having a group that is decomposed by the action of (z) acid.
[6]
The fluorine-containing compound (C) as a resin is an alkali-soluble compound containing an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom. The pattern forming method as described in [1] above, which is characterized by the following.
[7]
The pattern according to any one of the above [1] to [6], wherein the fluorine-containing compound (C) as a resin has an alcoholic hydroxyl group, and the alcohol part of the alcoholic hydroxyl group is a fluorinated alcohol. Forming method.
[8]
The pattern forming method as described in any one of [1] to [7] above , wherein the fluorine-containing compound (C) as a resin has a structure represented by the following general formula (F3).
Figure 0005216892

In general formula (F3),
R 62 to R 63 each independently represents a fluoroalkyl group. R 62 and R 63 may be connected to each other to form a ring.
R 64 represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group.
[9]
The pattern forming method as described in any one of [1] to [8] above , wherein the fluorine-containing compound (C) as a resin is any of the following (C-1) to (C-13): .
(C-1)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, and
Resin containing repeating unit (X) containing alkali-soluble group (x).
(C-2)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group,
A resin containing a repeating unit (Y) containing a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer.
(C-3)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
(C-4)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group,
A repeating unit (X) containing an alkali-soluble group (x), and
A resin containing a repeating unit (Y) containing a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer.
(C-5)
Repeating unit having a fluoroalkyl group (a)
A repeating unit (X) containing an alkali-soluble group (x), and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
(C-6)
Repeating unit having a fluoroalkyl group (a)
A repeating unit (Y) containing a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer, and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
(C-7)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group,
A repeating unit (X) containing an alkali-soluble group (x),
A repeating unit (Y) containing a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer, and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
(C-8)
A resin containing a repeating unit (aX) containing both an alkali-soluble group (x) and a fluoroalkyl group.
(C-9)
Group (y) which decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer
And a repeating unit (bY) containing both a fluoroalkyl group.
(C-10)
A repeating unit (aX) containing both an alkali-soluble group (x) and a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
And a resin containing a repeating unit (Y) containing a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer.
(C-11)
A repeating unit (aX) containing both an alkali-soluble group (x) and a fluoroalkyl group, and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
(C-12)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, and
A resin containing a repeating unit (aX) containing both an alkali-soluble group (x) and a fluoroalkyl group.
(C-13)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, and
Group (y) which decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer
And a repeating unit (aY) containing both a fluoroalkyl group.
[10]
The pattern forming method as described in any one of [1] to [9] above , wherein the fluorine-containing compound (C) as a resin has a weight average molecular weight of 1,000 to 100,000.
[11]
Any of [1] to [10] above, wherein the addition amount of the fluorine-containing compound (C) as a resin is 0.1 to 10% by mass based on the total solid content of the positive resist composition. A pattern forming method according to any one of the above.
[12]
Any of [1] to [11] above, wherein the addition amount of the fluorine-containing compound (C) as a resin is 0.1 to 5% by mass based on the total solid content of the positive resist composition. A pattern forming method according to any one of the above.
[13]
The receding contact angle of the resist film with respect to the water film is 65 ° or more, The pattern forming method as described in any one of [1] to [12] above.
[14]
The receding contact angle of the resist film with respect to the water film is 70 ° or more, The pattern forming method according to any one of the above [1] to [13].
[15]
The pattern forming method according to any one of [1] to [14], wherein the resin (A) is a resin having a group having a lactone ring.
[16]
The pattern formation method as described in [15] above, wherein the group having a lactone ring is a group having a lactone structure represented by the following general formula (LC1-4) or (LC1-5).
Figure 0005216892

In the above general formula,
Rb 2 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group or an acid decomposable group.
n2 represents an integer of 0 to 4. When n2 is 2 or more, a plurality of Rb 2 may be the same or different, and a plurality of Rb 2 may be bonded to form a ring.
[17]
The pattern formation method according to any one of [1] to [16], wherein the resin (A) has a repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the following general formula (pI).
Figure 0005216892

In the general formula (pI),
R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, or a sec-butyl group, and Z is an atom necessary for forming a cycloalkyl group together with a carbon atom. Represents a group.
[18]
In the general formula (pI), the pattern forming method according to the above [17], wherein the cycloalkyl group formed by Z together with the carbon atom is a monocyclic cycloalkyl group.
[19]
The pattern formation method in any one of said [1]-[18] in which resin (A) has a repeating unit which has a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by the following general formula (pII).
Figure 0005216892

In the general formula (pII),
R 12 to R 14 each independently represents a linear or branched alkyl group or a cycloalkyl group, provided that at least one of R 12 to R 14 represents a cycloalkyl group.
[20]
Resin (A) contains the repeating unit which has a polycyclic hydrocarbon group substituted by the hydroxyl group or the cyano group, The pattern formation method in any one of said [1]-[19] characterized by the above-mentioned.
[21]
Resin (A) is a (meth) acrylate repeating unit having a lactone ring, a (meth) acrylate repeating unit having an organic group having at least one of a hydroxyl group and a cyano group, and a (meth) acrylate having an acid-decomposable group The pattern forming method as described in any one of [1] to [20] above, which is a copolymer containing at least three components of a repeating unit.
[22]
Resin (A) does not have a fluorine atom, The pattern formation method in any one of said [1]-[21] characterized by the above-mentioned.
[23]
The pattern formation method in any one of said [1]-[22] whose compound (B) which generate | occur | produces an acid by irradiation of actinic light or a radiation is a compound represented by the following general formula (ZI).
Figure 0005216892

In the general formula (ZI),
R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
X represents a non-nucleophilic anion.
[24]
The pattern formation method according to the above [23], wherein in the general formula (ZI), all of R 201 , R 202 and R 203 are aryl groups.
[25]
The pattern formation method according to [23] or [24], wherein in the general formula (ZI), the non-nucleophilic anion X is represented by the following formula.
Rc 1 -SO 3 -
In the above formula, Rc 1 is an alkyl group, an aryl group, or a plurality of these are a single bond, —O—, —CO 2 —, —S—, —SO 3 — or —SO 2 N (Rd 1 ) —. Represents a linked group (Rd 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group);
[26]
The pattern formation method according to [23] or [24], wherein in the general formula (ZI), the non-nucleophilic anion X is represented by the following formula.
Rc 3 SO 2 -N - -SO 2 Rc 4
In the above formulas, Rc 3 and Rc 4 are each independently an alkyl group, an aryl group, or a plurality of these are a single bond, —O—, —CO 2 —, —S—, —SO 3 — or —SO 2. Represents a group linked by N (Rd 1 ) — (Rd 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group).
Rc 3 and Rc 4 may be bonded to form a ring.
[27]
The compound (B) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation is a compound that generates an acid having a fluoroalkyl chain or a benzenesulfonic acid having a fluorine atom upon irradiation with actinic rays. The pattern forming method according to any one of [1] to [22].
[28]
The compound (B) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation is a triphenylsulfonium salt compound having an alkyl residue not substituted with fluorine or a cycloalkyl residue not substituted with fluorine in the cation moiety. The pattern forming method according to any one of [1] to [22] and [27].
[29]
(F) The pattern forming method as described in any one of [1] to [28] above, wherein the solvent is a mixed solvent of two or more containing propylene glycol monomethyl ether acetate.
[30]
The pattern forming method according to any one of [1] to [29], further comprising a fluorine-based and / or silicon-based surfactant.
[31]
The pattern forming method as described in any one of [1] to [30] above, wherein the total solid concentration in the positive resist composition is 1.0 to 6.0 mass%.
[32]
The pattern forming method according to any one of [1] to [31], wherein the exposure is performed with light having a wavelength of 1 nm to 200 nm.
Although this invention is invention which concerns on said [1]-[32], below, other matters are also described.

<1>(A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂、(B)活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物、(C)下記(x)〜(z)の群から選ばれる基を少なくとも1つ含有する含フッ素化合物、および、
(x)アルカリ可溶性基、
(y)アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基、
(z)酸の作用により分解する基(F)溶剤を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。
<2>
含フッ素化合物(C)が、(C’)フッ素原子を有する炭素数1〜4のアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、または、フッ素原子を有するアリール基を含有するアルカリ可溶性化合物であることを特徴とする上記<1>に記載のポジ型レジスト組成物。
<3>
含フッ素化合物(C)がアルコール性水酸基を有し、該アルコール性水酸基のアルコール部分がフッ素化アルコールであることを特徴とする上記<1>または<2>に記載のポジ型レジスト組成物。
<4>
含フッ素化合物(C)が下記一般式(F3)で表される構造を有することを特徴とする上記<1>〜<3>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<1> (A) a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, (B) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and (C) from the following groups (x) to (z): A fluorine-containing compound containing at least one selected group, and
(X) an alkali-soluble group,
(Y) a group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer;
(Z) A positive resist composition containing a group (F) that decomposes by the action of an acid.
<2>
The fluorine-containing compound (C) is an alkali-soluble compound containing (C ′) an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom. The positive resist composition as described in <1> above, wherein
<3>
The positive resist composition as described in <1> or <2> above, wherein the fluorine-containing compound (C) has an alcoholic hydroxyl group, and the alcohol part of the alcoholic hydroxyl group is a fluorinated alcohol.
<4>
The positive resist composition as described in any one of <1> to <3> above, wherein the fluorine-containing compound (C) has a structure represented by the following general formula (F3).

Figure 0005216892
Figure 0005216892

一般式(F3)中、
62〜R63は各々独立してフロロアルキル基を表す。R62とR63は互いに連結して環を形成してもよい。
64は、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。
<5>
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)がラクトン構造を有することを特徴とする上記<1>〜<4>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<6>
化合物(C)が以下の(C−1)〜(C−13)のいずれかであることを特徴とする上記<1>〜<5>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
(C−1)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、および、
アルカリ可溶性基(x)を含有する繰り返し単位(X)、を含有する樹脂。
(C−2)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を含有する繰り返し単位(Y)、を含有する樹脂。
(C−3)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、および、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)、を含有する樹脂。
(C−4)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、
アルカリ可溶性基(x)を含有する繰り返し単位(X)、および、
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を含有する繰り返し単位(Y)、を含有する樹脂。
(C−5)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)
アルカリ可溶性基(x)を含有する繰り返し単位(X)、および、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)を含有する樹脂。
(C−6)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)とを含有する繰り返し単位(Y)、および、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)、を含有する樹脂。
(C−7)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、
アルカリ可溶性基(x)を含有する繰り返し単位(X)、
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を含有する繰り返し単位(Y)、および
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)、を含有する樹脂。
(C−8)
アルカリ可溶性基(x)およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aX)を含有する樹脂。
(C−9)
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(bY)、を含有する樹脂。
(C−10)
アルカリ可溶性基(x)および炭素数1〜4のフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aX)、
ならびに、アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を含有する繰り返し単位(Y)、を含有する樹脂。
(C−11)
アルカリ可溶性基(x)およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aX)、ならびに、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)、を含有する樹脂。
(C−12)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、ならびに、
アルカリ可溶性基(x)およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aX)、を含有する樹脂。
(C−13)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、ならびに、
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aY)、を含有する樹脂。
<7>
含フッ素化合物(C)の分子量が1000〜100000であることを特徴とする上記<1>〜<6>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<8>
含フッ素化合物(C)の添加量が0.1〜5質量%であることを特徴とする上記<1>〜<7>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<9>
製膜した際の水の膜に対する後退接触角が65°以上であることを特徴とする上記<1>〜<8>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<10>
製膜した際の水の膜に対する後退接触角が70°以上であることを特徴とする上記<1>〜<9>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<11>
樹脂(A)が、水酸基またはシアノ基で置換された多環環状炭化水素基を有する繰り返し単位を含有することを特徴とする上記<1>〜<10>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<12>
樹脂(A)が、ラクトン環を有する(メタ)アクリレート繰り返し単位、水酸基及びシアノ基の少なくともいずれかを有する有機基を有する(メタ)アクリレート繰り返し単位、ならびに、酸分解性基を有する(メタ)アクリレート繰り返し単位、の少なくとも3成分を含有する共重合体であることを特徴とする上記<1>〜<11>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<13>
樹脂(A)が、フッ素原子を有さないことを特徴とする上記<1>〜<12>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<14>
活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物(B)が、活性光線の照射により炭素数2〜4のフロロアルキル鎖を有する酸、または、フッ素原子を有するベンゼンスルホン酸、を発生する化合物であることを特徴とする上記<1>〜<13>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<15>
活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物(B)が、カチオン部にフッ素置換されていないアルキル残基またはフッ素置換されていないシクロアルキル残基を有するトリフェニルスルホニウム塩化合物であることを特徴とする上記<1>〜<14>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<16>
(F)溶剤が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有する2種類以上の混合溶剤であることを特徴とする上記<1>〜<15>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<17>
さらにフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤を含有することを特徴とする上記<1>〜<16>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<18>
ポジ型レジスト組成物中の全固形分濃度が、1.0〜6.0質量%であること特徴とする上記<1>〜<17>のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
<19>
上記<1>〜<18>のいずれかに記載のレジスト組成物によりレジスト膜を形成し、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>
露光が1nm〜200nmの波長の光にて露光されることを特徴とする、上記<19>に記載のパターン形成方法。
<21>
露光が、液浸液を介して行う液浸露光であることを特徴とする、上記<19>または<20>に記載のパターン形成方法。
<22>
下記式で表される構造を有する樹脂(C1)。
In general formula (F3),
R 62 to R 63 each independently represents a fluoroalkyl group. R 62 and R 63 may be connected to each other to form a ring.
R 64 represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group.
<5>
The positive resist according to any one of the above <1> to <4>, wherein the group (y) that is decomposed by the action of an alkali developer and has increased solubility in the alkali developer has a lactone structure Composition.
<6>
The positive resist composition as described in any one of <1> to <5> above, wherein the compound (C) is any one of the following (C-1) to (C-13).
(C-1)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, and
Resin containing repeating unit (X) containing alkali-soluble group (x).
(C-2)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group,
A resin containing a repeating unit (Y) containing a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer.
(C-3)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
(C-4)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group,
A repeating unit (X) containing an alkali-soluble group (x), and
A resin containing a repeating unit (Y) containing a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer.
(C-5)
Repeating unit having a fluoroalkyl group (a)
A repeating unit (X) containing an alkali-soluble group (x), and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
(C-6)
Repeating unit having a fluoroalkyl group (a)
A repeating unit (Y) containing a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer, and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
(C-7)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group,
A repeating unit (X) containing an alkali-soluble group (x),
A repeating unit (Y) containing a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer, and a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes by the action of an acid ), A resin containing.
(C-8)
A resin containing a repeating unit (aX) containing both an alkali-soluble group (x) and a fluoroalkyl group.
(C-9)
Resin containing a repeating unit (bY) containing both a group (y) and a fluoroalkyl group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer.
(C-10)
A repeating unit (aX) containing both an alkali-soluble group (x) and a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
And a resin containing a repeating unit (Y) containing a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer.
(C-11)
A repeating unit (aX) containing both an alkali-soluble group (x) and a fluoroalkyl group, and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
(C-12)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, and
A resin containing a repeating unit (aX) containing both an alkali-soluble group (x) and a fluoroalkyl group.
(C-13)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, and
A resin containing a repeating unit (aY) containing both a group (y) and a fluoroalkyl group that decomposes under the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer.
<7>
The positive resist composition as described in any one of <1> to <6> above, wherein the fluorine-containing compound (C) has a molecular weight of 1,000 to 100,000.
<8>
The positive resist composition as described in any one of <1> to <7> above, wherein the addition amount of the fluorine-containing compound (C) is 0.1 to 5% by mass.
<9>
The positive resist composition as described in any one of the above items <1> to <8>, wherein a receding contact angle with respect to the water film upon film formation is 65 ° or more.
<10>
The positive resist composition as described in any one of <1> to <9> above, wherein a receding contact angle with respect to the water film upon film formation is 70 ° or more.
<11>
The positive resist composition as described in any one of <1> to <10> above, wherein the resin (A) contains a repeating unit having a polycyclic hydrocarbon group substituted with a hydroxyl group or a cyano group. object.
<12>
Resin (A) is a (meth) acrylate repeating unit having a lactone ring, a (meth) acrylate repeating unit having an organic group having at least one of a hydroxyl group and a cyano group, and a (meth) acrylate having an acid-decomposable group The positive resist composition as described in any one of <1> to <11> above, which is a copolymer containing at least three components of repeating units.
<13>
Resin (A) does not have a fluorine atom, The positive resist composition in any one of said <1>-<12> characterized by the above-mentioned.
<14>
Compound (B) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation is a compound that generates an acid having a fluoroalkyl chain having 2 to 4 carbon atoms or a benzenesulfonic acid having a fluorine atom upon irradiation with actinic rays. The positive resist composition as described in any one of <1> to <13>, wherein the positive resist composition is present.
<15>
The compound (B) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation is a triphenylsulfonium salt compound having an alkyl residue not substituted with fluorine or a cycloalkyl residue not substituted with fluorine in the cation moiety. The positive resist composition according to any one of <1> to <14>.
<16>
(F) The positive resist composition as described in any one of <1> to <15> above, wherein the solvent is a mixed solvent of two or more containing propylene glycol monomethyl ether acetate.
<17>
The positive resist composition as described in any one of <1> to <16> above, further comprising a fluorine-based and / or silicon-based surfactant.
<18>
The positive resist composition as described in any one of <1> to <17> above, wherein the total solid concentration in the positive resist composition is 1.0 to 6.0% by mass.
<19>
The pattern formation method characterized by including the process of forming a resist film with the resist composition in any one of said <1>-<18>, exposing and developing.
<20>
The pattern forming method as described in <19> above, wherein the exposure is performed with light having a wavelength of 1 nm to 200 nm.
<21>
The pattern forming method as described in <19> or <20> above, wherein the exposure is immersion exposure performed through an immersion liquid.
<22>
Resin (C1) having a structure represented by the following formula.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

式(CI)〜(CIII)中、
Xは各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、またはアルキル基を表す。
Rfは、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、または、フッ素原子を有するアリール基を有する基である。
Yは、アルキレン基、脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、単結合、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシル基、又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。
Vは、ラクトン環を有する基を表す。
Rcは各々独立に、無置換の炭化水素基を表す。但し、Rcは、ヘテロ原子は含まない。
m、n、pはそれぞれ下記の関係を満たす数を表す。
m+n+p=100、0<m<100、0<n<100、0≦p<100。
<23>
下記式で表される構造を有する樹脂(C2)。
In formulas (CI) to (CIII),
Each X independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group.
Rf is a group having an alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom.
Y represents an alkylene group, a divalent linking group having an alicyclic hydrocarbon structure, a single bond, an ether group, an ester group, a carbonyl group, a carboxyl group, or a divalent group obtained by combining these.
V represents a group having a lactone ring.
Each Rc independently represents an unsubstituted hydrocarbon group. However, Rc does not include a hetero atom.
m, n, and p each represent a number that satisfies the following relationship.
m + n + p = 100, 0 <m <100, 0 <n <100, 0 ≦ p <100.
<23>
Resin (C2) having a structure represented by the following formula.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

式(CI)、(CIV)、(CIII)中、
Xは各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、またはアルキル基を表す。
Rfは、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、または、フッ素原子を有するアリール基を有する基である。
Yは、アルキレン基、脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、単結合、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシル基、又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。
Rpは、酸の作用により分解する基を表す。
Rcは各々独立に、無置換の炭化水素基を表す。但し、Rcは、ヘテロ原子は含まない。
m、n、pはそれぞれ下記の関係を満たす数を表す。
m+n+p=100、0<m<100、0<n<100、0≦p<100。
In formulas (CI), (CIV), (CIII),
Each X independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group.
Rf is a group having an alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom.
Y represents an alkylene group, a divalent linking group having an alicyclic hydrocarbon structure, a single bond, an ether group, an ester group, a carbonyl group, a carboxyl group, or a divalent group obtained by combining these.
Rp 1 represents a group that is decomposed by the action of an acid.
Each Rc independently represents an unsubstituted hydrocarbon group. However, Rc does not include a hetero atom.
m, n, and p each represent a number that satisfies the following relationship.
m + n + p = 100, 0 <m <100, 0 <n <100, 0 ≦ p <100.

本発明により、パターンプロファイル、パターン倒れ、スカム性能が良好で、液浸液の後退接触角も優れた液浸露光にも好適なポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a positive resist composition suitable for immersion exposure having a good pattern profile, pattern collapse, scum performance, and excellent immersion liquid receding contact angle, and a pattern forming method using the same.

後退接触角の概略図である。It is the schematic of receding contact angle. 石英板への水追随性を評価している状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the state which is evaluating the water followability to a quartz plate. 石英板への水追随性を示す概略図である。It is the schematic which shows the water followability to a quartz plate.

以下、本発明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 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)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂
本発明のレジスト組成物に用いられる樹脂は、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂(酸分解性樹脂)であり、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基(以下、「酸分解性基」ともいう)を有する樹脂である(以下、樹脂(A)とも呼ぶ)。樹脂(A)は、好ましくは、単環または多環の脂環炭化水素構造を有する脂環炭化水素系酸分解性樹脂である。
アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボン酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス
(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基を有する基等が挙げられる。
好ましいアルカリ可溶性基としては、カルボン酸基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、スルホン酸基が挙げられる。
酸で分解し得る基(酸分解性基)として好ましい基は、これらのアルカリ可溶性基の水素原子を酸で脱離する基で置換した基である。
酸分解性基としては好ましくは、クミルエステル基、エノールエステル基、アセタールエステル基、第3級のアルキルエステル基等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル基である。
(A) Resin whose solubility in an alkaline developer increases due to the action of an acid The resin used in the resist composition of the present invention decomposes due to the action of an acid and increases in solubility in an alkaline developer (acid-decomposable resin) A resin having a group (hereinafter also referred to as “acid-decomposable group”) that decomposes by the action of an acid to generate an alkali-soluble group in the main chain or side chain of the resin, or in both the main chain and the side chain. (Hereinafter also referred to as resin (A)). The resin (A) is preferably an alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure.
Alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) Imido group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) methylene group A group having
Preferred alkali-soluble groups include carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol), and sulfonic acid groups.
A preferred group as an acid-decomposable group (acid-decomposable group) is a group obtained by substituting the hydrogen atom of these alkali-soluble groups with a group capable of leaving with an acid.
The acid-decomposable group is preferably a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, a tertiary alkyl ester group or the like. More preferably, it is a tertiary alkyl ester group.

樹脂(A)としては、下記一般式(pI)〜一般式(pV)で示される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位及び下記一般式(II−AB)で示される繰り返し単位の群から選択される少なくとも1種を含有する樹脂であることが好ましい。   The resin (A) includes a repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the following general formula (pI) to general formula (pV) and a repeating unit represented by the following general formula (II-AB). A resin containing at least one selected from the group is preferred.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

一般式(pI)〜(pV)中、
11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともに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〜R16は、各々独立に、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、但し、R12〜R14のうち少なくとも1つ、もしくはR15、R16のいずれかはシクロアルキル基を表す。
17〜R21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、但し、R17〜R21のうち少なくとも1つはシクロアルキル基を表す。また、R19、R21のいずれかは炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐の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、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、但し、R22〜R25のうち少なくとも1つ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 general formulas (pI) to (pV),
R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, or a sec-butyl group, and Z is an atom necessary for forming a cycloalkyl group together with a carbon atom. Represents a group.
R 12 to R 16 each independently represent a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, provided that at least one of R 12 to R 14 , or R 15 , Any of R 16 represents a cycloalkyl group.
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group, provided that at least one of R 17 to R 21 is cyclo Represents an alkyl group. Further, any one of R 19 and R 21 represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
R 22 to R 25 each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group, provided that at least one of R 22 to R 25 is cyclo Represents an alkyl group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

式(II−AB)中、
11’及びR12’は、各々独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
Z’は、結合した2つの炭素原子(C−C)を含み、脂環式構造を形成するための原子団を表す。
In the formula (II-AB),
R 11 ′ and R 12 ′ each independently represents a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom or an alkyl group.
Z ′ represents an atomic group for forming an alicyclic structure containing two bonded carbon atoms (C—C).

また、上記一般式(II−AB)は、下記一般式(II−AB1)又は一般式(II−AB2)であることが更に好ましい。   The general formula (II-AB) is more preferably the following general formula (II-AB1) or general formula (II-AB2).

Figure 0005216892
Figure 0005216892

式(II−AB1)(II−AB2)中、
13’〜R16’は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、−COOH、−COOR、酸の作用により分解する基、−C(=O)−X−A’−R17’、アルキル基あるいはシクロアルキル基を表す。
ここで、Rは、アルキル基、シクロアルキル基又はラクトン構造を有する基を表す。
Xは、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO−又は−NHSONH−を表す。
A’は単結合又は2価の連結基を表す。
また、Rl3’〜R16’のうち少なくとも2つが結合して環を形成してもよい。
nは0又は1を表す。
17’は、−COOH、−COOR、−CN、水酸基、アルコキシ基、−CO−NH−R、−CO−NH−SO−R又はラクトン構造を有する基を表す。
は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
In the formula (II-AB1) (II-AB2),
R 13 ′ to R 16 ′ each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, —COOH, —COOR 5 , a group that decomposes by the action of an acid, —C (═O) —XA′—R. 17 'represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Here, R 5 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or a group having a lactone structure.
X represents an oxygen atom, a sulfur atom, -NH -, - NHSO 2 - or an -NHSO 2 NH-.
A ′ represents a single bond or a divalent linking group.
In addition, at least two of R 13 ′ to R 16 ′ may combine to form a ring.
n represents 0 or 1.
R 17 ′ represents —COOH, —COOR 5 , —CN, a hydroxyl group, an alkoxy group, —CO—NH—R 6 , —CO—NH—SO 2 —R 6 or a group having a lactone structure.
R 6 represents an alkyl group or a cycloalkyl group.

一般式(pI)〜(pV)において、R12〜R25におけるアルキル基としては、1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。 In the general formulas (pI) to (pV), the alkyl group in R 12 to R 25 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

11〜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6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。これらのシクロアルキル基は置換基を有していてもよい。 The cycloalkyl group in R 11 to R 25 or the cycloalkyl group formed by Z and the carbon atom may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 6-30, and particularly preferably 7-25. These cycloalkyl groups may have a substituent.

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。   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.

これらのアルキル基、シクロアルキル基は更に置換基を有していてもよく、更なる置換基としては、アルキル基(炭素数1〜4)、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基(炭素数1〜4)、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基(炭素数2〜6)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。   These alkyl groups and cycloalkyl groups may further have a substituent. Examples of further substituents include an alkyl group (1 to 4 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, and an alkoxy group (1 to 4 carbon atoms). ), A carboxyl group, and an alkoxycarbonyl group (having 2 to 6 carbon atoms). 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.

上記樹脂における一般式(pI)〜(pV)で示される構造は、アルカリ可溶性基の保護に使用することができる。   The structures represented by the general formulas (pI) to (pV) in the resin can be used for protecting alkali-soluble groups.

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

Figure 0005216892
Figure 0005216892

一般式(pA)中、
Rは、水素原子、ハロゲン原子又は1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。複数のRは、各々同じでも異なっていてもよい。
Aは、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルホンアミド基、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あるいは2つ以上の基の組み合わせを表す。好ましくは単結合である。
Rp1は、上記式(pI)〜(pV)のいずれかの基を表す。
In general formula (pA),
R represents a hydrogen atom, a halogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A plurality of R may be the same or different.
A represents a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a urea group, or a combination of two or more groups. Represents. A single bond is preferable.
Rp1 represents any group of the above formulas (pI) to (pV).

一般式(pA)で表される繰り返し単位は、最も好ましくは、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、ジアルキル(1−アダマンチル)メチル(メタ)アクリレートによる繰り返し単位である。   The repeating unit represented by the general formula (pA) is most preferably a repeating unit of 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate and dialkyl (1-adamantyl) methyl (meth) acrylate.

以下、一般式(pA)で示される繰り返し単位の具体例を示す。   Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (pA) are shown below.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

Figure 0005216892
Figure 0005216892

上記R11’、R12’におけるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。 Examples of the halogen atom in R 11 ′ and R 12 ′ include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom.

上記R11’、R12’におけるアルキル基としては、炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基が挙げられる。 Examples of the alkyl group in R 11 ′ and R 12 ′ include a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.

上記Z’の脂環式構造を形成するための原子団は、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素の繰り返し単位を樹脂に形成する原子団であり、中でも有橋式の脂環式炭化水素の繰り返し単位を形成する有橋式脂環式構造を形成するための原子団が好ましい。   The atomic group for forming the alicyclic structure of Z ′ is an atomic group that forms a repeating unit of an alicyclic hydrocarbon which may have a substituent in a resin, and among them, a bridged type alicyclic group. An atomic group for forming a bridged alicyclic structure forming a cyclic hydrocarbon repeating unit is preferred.

形成される脂環式炭化水素の骨格としては、一般式(pI)〜(pV)に於けるR11〜R25の脂環式炭化水素基と同様のものが挙げられる。 Examples of the skeleton of the alicyclic hydrocarbon formed include the same alicyclic hydrocarbon groups as R 11 to R 25 in the general formulas (pI) to (pV).

上記脂環式炭化水素の骨格には置換基を有していてもよい。そのような置換基としては、前記一般式(II−AB1)あるいは(II−AB2)中のR13’〜R16’を挙げることができる。 The alicyclic hydrocarbon skeleton may have a substituent. Examples of such a substituent include R 13 ′ to R 16 ′ in the general formula (II-AB1) or (II-AB2).

本発明に係る樹脂(A)においては、酸の作用により分解する基は、前記一般式(pI)〜一般式(pV)で示される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位、一般式(II−AB)で表される繰り返し単位、及び後記共重合成分の繰り返し単位のうち少なくとも1種の繰り返し単位に含有することができる。   In the resin (A) according to the present invention, the group capable of decomposing by the action of an acid is a repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the general formula (pI) to the general formula (pV), It can contain in at least 1 sort (s) of a repeating unit represented by a formula (II-AB), and the repeating unit of a postscript copolymerization component.

上記一般式(II−AB1)あるいは一般式(II−AB2)におけるR13’〜R16’の各種置換基は、上記一般式(II−AB)における脂環式構造を形成するための原子団ないし有橋式脂環式構造を形成するための原子団Zの置換基ともなり得る。 Various substituents of R 13 ′ to R 16 ′ in the general formula (II-AB1) or the general formula (II-AB2) are atomic groups for forming an alicyclic structure in the general formula (II-AB). It can also be a substituent of the atomic group Z for forming a bridged alicyclic structure.

上記一般式(II−AB1)あるいは一般式(II−AB2)で表される繰り返し単位として、下記具体例が挙げられるが、本発明はこれらの具体例に限定されない。   Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (II-AB1) or (II-AB2) include the following specific examples, but the present invention is not limited to these specific examples.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

本発明の樹脂(A)は、ラクトン環を有する基を有することが好ましい。ラクトン環を有する基としては、ラクトン環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、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 (A) of the present invention preferably has a group having a lactone ring. As the group having a lactone ring, any group having a lactone ring can be used, but a group having a 5- to 7-membered ring lactone structure is preferred. A structure in which another ring structure is condensed to form a structure or a spiro structure is preferable. A group having a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-16) is more preferable. 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), and (LC1-14). Edge roughness and development defects are improved.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

ラクトン構造部分は、置換基(Rb)を有していても有していなくてもよい。好ましい置換基(Rb)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る。n2は、0〜4の整数を表す。n2が2以上の時、複数存在するRbは同一でも異なっていてもよく、また、複数存在するRb同士が結合して環を形成してもよい。 The lactone structure portion 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. , Halogen atom, hydroxyl group, cyano group, acid-decomposable group and the like. n2 represents an integer of 0 to 4. When n2 is 2 or more, a plurality of Rb 2 may be the same or different, and a plurality of Rb 2 may be bonded to form a ring.

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としては、上記一般式(II−AB1)あるいは(II−AB2)中のR13’〜R16’のうち少なくとも1つが一般式(LC1−1)〜(LC1−16)で表される基を有するもの(例えば−COORのRが一般式(LC1−1)〜(LC1−16)で表される基を表す)、又は下記一般式(AI)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。 Examples of the repeating unit having a group having a lactone structure represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16) include R 13 in the above general formula (II-AB1) or (II-AB2). At least one of 'to R 16 ' has a group represented by general formula (LC1-1) to (LC1-16) (for example, R 5 of -COOR 5 is represented by general formula (LC1-1) to (LC1 -16) or a repeating unit represented by the following general formula (AI).

Figure 0005216892
Figure 0005216892

一般式(AI)中、
b0は、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Rb0のアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。
In general formula (AI),
R b0 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Preferable substituents that the alkyl group for R b0 may have include a hydroxyl group and a halogen atom.

b0のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。Rb0は水素原子、メチル基が好ましい。 Examples of the halogen atom for R b0 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. R b0 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

は、アルキレン基、単環または多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、単結合、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシル基、又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。好ましくは単結合、−Ab−CO−で表される連結基である。
Abは直鎖、分岐アルキレン基、単環また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。
Ab is an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, a single bond, an ether group, an ester group, a carbonyl group, a carboxyl group, or a divalent group obtained by combining these. Represents. A single bond and a linking group represented by -Ab 1 -CO 2- are preferred.
Ab 1 is a linear, branched alkylene group, monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexylene group, an adamantylene group, or a norbornylene group.

Vは、一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のうちのいずれかで示される基を表す。   V represents a group represented by any one 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。
ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
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.
Specific examples of the repeating unit having a group having a lactone structure are given below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

Figure 0005216892
Figure 0005216892

Figure 0005216892
Figure 0005216892

Figure 0005216892
Figure 0005216892

本発明の樹脂(A)は、極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位を含有していることが好ましい。これにより基板密着性、現像液親和性が向上する。極性基としては水酸基、シアノ基が好ましい。
より好ましくは、樹脂(A)は、水酸基またはシアノ基で置換された多環環状炭化水素基を有する繰り返し単位を含有する。
極性基で置換された脂環炭化水素構造の好ましい例として一般式(VIIa),(VIIb)で表される構造があげられる。
The resin (A) of the present invention preferably contains a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group. This improves the substrate adhesion and developer compatibility. The polar group is preferably a hydroxyl group or a cyano group.
More preferably, the resin (A) contains a repeating unit having a polycyclic hydrocarbon group substituted with a hydroxyl group or a cyano group.
Preferred examples of the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group include structures represented by general formulas (VIIa) and (VIIb).

Figure 0005216892
Figure 0005216892

一般式(VIIa)中、R2c〜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、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り、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 Formula (VIIa), R 2c to R 4c each independently represent a hydrogen atom, a 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 remaining is a hydrogen atom, more preferably two of R 2c to R 4c are a hydroxyl group and the remaining is a hydrogen atom.

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

一般式(VIIa)または(VIIb)で表される基を有する繰り返し単位としては、上記一般式(II−AB1)又は(II−AB2)中のR13’〜R16’のうち少なくとも1つが上記一般式(VIIa)または(VIIb)で表される基を有するもの(例えば−COORのRが一般式(VIIa)または(VIIb)で表される基を表す)、又は下記一般式(AIIa)〜(AIId)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。 As the repeating unit having a group represented by the general formula (VIIa) or (VIIb), at least one of R 13 ′ to R 16 ′ in the general formula (II-AB1) or (II-AB2) is the above. Those having a group represented by the general formula (VIIa) or (VIIb) (for example, R 5 in —COOR 5 represents a group represented by the general formula (VIIa) or (VIIb)), or the following general formula (AIIa ) To (AIId).

Figure 0005216892
Figure 0005216892

Figure 0005216892
Figure 0005216892

一般式(AIIa)〜(AIId)中、
1cは各々独立して水素原子、メチル基、トリフロロメチル基またはヒドロキメチル基を表す。
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つは水酸基またはシアノ基を表す。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り、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 (AIIa) to (AIId),
R 1c independently represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
R 2c to R 4c each independently represents a hydrogen atom, a 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 remaining is a hydrogen atom, more preferably two of R 2c to R 4c are a hydroxyl group and the remaining is a hydrogen atom.

一般式(AIIa)〜(AIId)で表される構造を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Although the specific example of the repeating unit which has a structure represented by general formula (AIIa)-(AIId) is given to the following, this invention is not limited to these.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

Figure 0005216892
Figure 0005216892

本発明の樹脂(A)は、下記一般式(VIII)で表される繰り返し単位を含有してもよい。   The resin (A) of the present invention may contain a repeating unit represented by the following general formula (VIII).

Figure 0005216892
Figure 0005216892

上記一般式(VIII)に於いて、Zは、−O−又は−N(R41)−を表す。R41は、水素原子、水酸基、アルキル基又は−OSO−R42を表す。R42は、アルキル基、シクロアルキル基又は樟脳残基を表す。R41及びR42のアルキル基は、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)等で置換されていてもよい。 In the general formula (VIII), Z 2 represents —O— or —N (R 41 ) —. R 41 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, or —OSO 2 —R 42 . R 42 represents an alkyl group, a cycloalkyl group or a camphor residue. The alkyl group of R 41 and R 42 may be substituted with a halogen atom (preferably a fluorine atom) or the like.

上記一般式(VIII)で表される繰り返し単位として、以下の具体例が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。   Examples of the repeating unit represented by the general formula (VIII) include the following specific examples, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005216892
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本発明の樹脂(A)は、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を有することが好ましく、カルボキシル基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。これを含有することによりコンタクトホール用途での解像性が増す。カルボキシル基を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に直接カルボキシル基が結合している繰り返し単位、あるいは連結基を介して樹脂の主鎖にカルボキシル基が結合している繰り返し単位のいずれも好ましく、連結基は単環または多環の環状炭化水素構造を有していてもよい。最も好ましくはアクリル酸、メタクリル酸である。   The resin (A) of the present invention preferably has a repeating unit having an alkali-soluble group, and more preferably has a repeating unit having a carboxyl group. By containing this, the resolution in contact hole applications increases. The repeating unit having a carboxyl group includes a repeating unit in which a carboxyl group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid, or a carboxyl group in the main chain of the resin through a linking group. Any of the bonded repeating units is preferable, and the linking group may have a monocyclic or polycyclic hydrocarbon structure. Most preferred are acrylic acid and methacrylic acid.

本発明の樹脂(A)は、更に一般式(F1)で表される基を1〜3個有する繰り返し単位を有していてもよい。これによりラインエッジラフネス性能が向上する。   The resin (A) of the present invention may further have a repeating unit having 1 to 3 groups represented by the general formula (F1). This improves line edge roughness performance.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

一般式(F1)中、R50〜R55は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。但し、R50〜R55の内、少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(フロロアルキル基)を表す。Rxは水素原子または有機基(好ましくは酸分解性保護基、アルキル基、シクロアルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基)を表す。 In formula (F1), R 50 ~R 55 independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. However, at least one of R 50 to R 55 represents a fluorine atom or an alkyl group (fluoroalkyl group) in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. Rx represents a hydrogen atom or an organic group (preferably an acid-decomposable protecting group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an acyl group, or an alkoxycarbonyl group).

50〜R55のアルキル基は、フッ素原子等のハロゲン原子、シアノ基等で置換されていてもよく、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基、例えば、メチル基、トリフルオロメチル基を挙げることができる。R50〜R55は、すべてフッ素原子であることが好ましい。 The alkyl group of R 50 to R 55 may be substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, a cyano group, or the like, and preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, such as a methyl group or a trifluoromethyl group. be able to. R 50 to R 55 are preferably all fluorine atoms.

Rxが表わす有機基としては、酸分解性保護基、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、アシル基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルメチル基、アルコキシメチル基、1−アルコキシエチル基が好ましい。   Examples of the organic group represented by Rx include an acid-decomposable protective group and an optionally substituted alkyl group, cycloalkyl group, acyl group, alkylcarbonyl group, alkoxycarbonyl group, alkoxycarbonylmethyl group, alkoxymethyl group. , 1-alkoxyethyl group is preferable.

一般式(F1)を有する繰り返し単位として好ましくは下記一般式(F2)で表される繰り返し単位である。   The repeating unit having the general formula (F1) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (F2).

Figure 0005216892
Figure 0005216892

式中、Rxは水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Rx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。
Faは単結合、直鎖または分岐のアルキレン基を表し、好ましくは単結合を表す。
Fbは単環または多環の環状炭化水素基を表す。
Fcは単結合、直鎖または分岐のアルキレン基(好ましくは単結合、メチレン基)を表す。
は一般式(F1)で表される基を表す。
は1〜3を表す。
Fbにおける環状炭化水素基としてはシクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基が好ましい。
一般式(F1)の構造を有する繰り返し単位の具体例を示す。
In the formula, Rx represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Preferable substituents that the alkyl group of Rx may have include a hydroxyl group and a halogen atom.
Fa represents a single bond or a linear or branched alkylene group, preferably a single bond.
Fb represents a monocyclic or polycyclic hydrocarbon group.
Fc represents a single bond or a linear or branched alkylene group (preferably a single bond or a methylene group).
F 1 represents a group represented by the general formula (F1).
p 1 is an integer of 1 to 3.
The cyclic hydrocarbon group for Fb is preferably a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, or a norbornyl group.
Specific examples of the repeating unit having the structure of the general formula (F1) are shown.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

本発明の樹脂(A)は、更に脂環炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位を含有してもよい。これにより液浸露光時にレジスト膜から液浸液への低分子成分の溶出が低減できる。このような繰り返し単位として、例えば1−アダマンチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。   The resin (A) of the present invention may further contain a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure and not exhibiting acid decomposability. This can reduce the elution of low molecular components from the resist film to the immersion liquid during immersion exposure. Examples of such a repeating unit include 1-adamantyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth) acrylate.

樹脂(A)は、相溶性の観点から、フッ素原子を有さないことが好ましい。   It is preferable that resin (A) does not have a fluorine atom from a compatible viewpoint.

本発明の樹脂(A)は、上記の繰り返し構造単位以外に、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構造単位を含有することができる。   The resin (A) of the present invention has, in addition to the above repeating structural units, dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and general required characteristics of resist, resolving power, heat resistance, sensitivity. Various repeating structural units can be contained for the purpose of adjusting the above.

このような繰り返し構造単位としては、下記の単量体に相当する繰り返し構造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。   Examples of such repeating structural units include, but are not limited to, repeating structural units corresponding to the following monomers.

これにより、樹脂(A)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。   As a result, the performance required for the resin (A), in particular, (1) solubility in coating solvents, (2) film-forming properties (glass transition point), (3) alkali developability, (4) film slipping (familiarity) Fine adjustments such as (selection of aqueous and alkali-soluble groups), (5) adhesion of unexposed portions to the substrate, and (6) dry etching resistance are possible.

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。   As such a monomer, for example, a compound having one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, etc. Etc.

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

樹脂(A)において、各繰り返し構造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 (A), the molar ratio of each repeating structural unit is the resist dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and the general required performance of the resist, resolving power, heat resistance, sensitivity. It is set appropriately in order to adjust etc.

本発明の樹脂(A)の好ましい態様としては、以下のものが挙げられる。
(1) 上記一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位を含有するもの(側鎖型)。好ましくは(pI)〜(pV)の構造を有する
(メタ)アクリレート繰り返し単位を含有するもの。
(2) 一般式(II−AB)で表される繰り返し単位を含有するもの(主鎖型)但し、(2)においては例えば、更に以下のものが挙げられる。
(3) 一般式(II−AB)で表される繰り返し単位、無水マレイン酸誘導体及び(メタ)アクリレート構造を有するもの(ハイブリッド型)
樹脂(A)中、酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜60モル%が好ましく、より好ましくは20〜50モル%、更に好ましくは25〜40モル%である。
The following are mentioned as a preferable aspect of resin (A) of this invention.
(1) What contains the repeating unit which has a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by said general formula (pI)-(pV) (side chain type). Preferably those containing (meth) acrylate repeating units having a structure of (pI) to (pV).
(2) Containing repeating unit represented by general formula (II-AB) (main chain type) However, in (2), the following are further exemplified.
(3) A repeating unit represented by the general formula (II-AB), a maleic anhydride derivative and a (meth) acrylate structure (hybrid type)
In the resin (A), the content of the repeating unit having an acid-decomposable group is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 20 to 50 mol%, still more preferably 25 to 40 mol% in all repeating structural units. is there.

樹脂(A)中、一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中25〜70モル%が好ましく、より好ましくは35〜65モル%、更に好ましくは40〜60モル%である。   In the resin (A), the content of the repeating unit having a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by the general formulas (pI) to (pV) is preferably 25 to 70 mol% in all the repeating structural units, More preferably, it is 35-65 mol%, More preferably, it is 40-60 mol%.

樹脂(A)中、一般式(II−AB)で表される繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜70モル%が好ましく、より好ましくは15〜65モル%、更に好ましくは25〜60モル%である。   In the resin (A), the content of the repeating unit represented by the general formula (II-AB) is preferably 10 to 70 mol%, more preferably 15 to 65 mol%, still more preferably 25 in all repeating structural units. ~ 60 mol%.

また、上記更なる共重合成分の単量体に基づく繰り返し構造単位の樹脂中の含有量も、所望のレジストの性能に応じて適宜設定することができるが、一般的に、上記一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し構造単位と上記一般式(II−AB)で表される繰り返し単位の合計に対して99モル%以下が好ましく、より好ましくは90モル%以下、さらに好ましくは80モル%以下である。   In addition, the content of the repeating structural unit based on the monomer of the further copolymer component in the resin can also be appropriately set according to the performance of the desired resist. ) To (pV) is preferably 99 mol% or less based on the total of the repeating structural unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon and the repeating unit represented by the general formula (II-AB), More preferably, it is 90 mol% or less, More preferably, it is 80 mol% or less.

本発明の組成物がArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から樹脂は芳香族基を有さないことが好ましい。
樹脂(A)は、ラクトン環を有する(メタ)アクリレート、水酸基及びシアノ基の少なくともいずれかを有する有機基を有する(メタ)アクリレート、及び酸分解性基を有する
(メタ)アクリレートの3成分の共重合体であることであることが好ましい。
本発明に用いる樹脂(A)としてより好ましくは、繰り返し単位のすべてが(メタ)アクリレート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、繰り返し単位のすべてがアクリレート、メタクリレート/アクリレート混合のいずれのものでも用いることができるが、アクリレート繰り返し単位が全繰り返し単位の50mol%以下であることが好ましい。より好ましくは一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位25〜50%、上記ラクトン構造を含有する繰り返し単位25〜50%、上記極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位5〜30%含有する3元共重合ポリマー、または更にカルボキシル基、あるいは一般式(F1)で表される構造を含有する繰り返し単位を5〜20%含む4元共重合ポリマーである。
When the composition of the present invention is for ArF exposure, the resin preferably has no aromatic group from the viewpoint of transparency to ArF light.
Resin (A) is a three-component copolymer of (meth) acrylate having a lactone ring, (meth) acrylate having an organic group having at least one of a hydroxyl group and a cyano group, and (meth) acrylate having an acid-decomposable group. It is preferably a polymer.
More preferably, the resin (A) used in the present invention is one in which all of the repeating units are composed of (meth) acrylate repeating units. In this case, all of the repeating units may be methacrylate, all of the repeating units may be acrylate, or a mixture of methacrylate / acrylate, but the acrylate repeating unit is preferably 50 mol% or less of the entire repeating unit. More preferably 25 to 50% of repeating units having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by general formulas (pI) to (pV), 25 to 50% of repeating units containing the lactone structure, and the polar group 5 to 20% of a terpolymer having 5 to 30% of repeating units having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with, or 5 to 20 of repeating units containing a carboxyl group or a structure represented by formula (F1). % Quaternary copolymer.

本発明で用いられる重合体もしくは共重合体は、重量平均分子量1500〜100000の範囲にあることが好ましく、さらに好ましくは2000〜70000の範囲、特に好ましくは3000〜50000の範囲である。   The polymer or copolymer used in the present invention is preferably in the range of a weight average molecular weight of 1500 to 100,000, more preferably in the range of 2000 to 70000, and particularly preferably in the range of 3000 to 50000.

本発明に用いる樹脂(A)は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種および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種と開始剤の溶液を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やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、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溶剤、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レジスト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50〜100℃である。
The resin (A) used in the present invention can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and the polymerization is performed by heating, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the 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, diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Furthermore, the solvent which melt | dissolves the 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 that used in the resist composition of the present invention. Thereby, generation | occurrence | production of the particle at the time of a preservation | save can be suppressed.
The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. As a polymerization initiator, a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) is used to initiate the polymerization. As the radical initiator, an azo initiator is preferable, and an azo 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, an initiator is added or added in portions, and after completion of the reaction, it is put into a solvent and a desired polymer is recovered by a method such as powder or solid recovery. The concentration of the reaction is 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 50 to 100 ° C.

本発明において、樹脂(A)の感光性組成物中の添加量としては、全固形分に対し50〜99.7質量%、好ましくは70〜99.5質量%である。また、上記本発明における樹脂以外に、必要により他の樹脂を使用することもできる。本発明の組成物において、他の樹脂の好ましい使用範囲は、本発明における樹脂(A)100質量部あたり、70質量部以下、特に好ましくは50質量部以下の割合で混合できる。   In the present invention, the addition amount of the resin (A) in the photosensitive composition is 50 to 99.7% by mass, preferably 70 to 99.5% by mass, based on the total solid content. In addition to the resin in the present invention, other resins can be used as necessary. In the composition of the present invention, the preferred range of use of other resins can be mixed at a ratio of 70 parts by mass or less, particularly preferably 50 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the resin (A) in the present invention.

(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
本発明の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((B)成分あるいは化合物(B)とも呼ぶ)を含有する。
そのような光酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
(B) Compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation The photosensitive composition of the present invention contains a compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation (also referred to as component (B) or compound (B)). To do.
Examples of such photoacid generators include photoinitiators for photocationic polymerization, photoinitiators for photoradical polymerization, photodecolorants for dyes, photochromic agents, actinic rays used in microresists, etc. Known compounds that generate an acid upon irradiation with radiation and mixtures thereof can be appropriately selected and used.

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

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

さらに米国特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光により酸を発生する化合物も使用することができる。   Further, 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.

(B)成分は、活性光線の照射によりフロロアルキル鎖(好ましくは炭素数2〜4)を有する酸、または、フッ素原子を有するベンゼンスルホン酸、を発生する化合物であることが好ましい。
また、(B)成分は、カチオン部にフッ素置換されていないアルキル残基(好ましくは炭素数1〜15)またはフッ素置換されていないシクロアルキル残基(好ましくは炭素数3〜15)を有するトリフェニルスルホニウム塩化合物であることが好ましい。
The component (B) is preferably a compound that generates an acid having a fluoroalkyl chain (preferably having 2 to 4 carbon atoms) or a benzenesulfonic acid having a fluorine atom upon irradiation with actinic rays.
In addition, the component (B) is a trivalent cation having an alkyl residue that is not fluorine-substituted (preferably having 1 to 15 carbon atoms) or a cycloalkyl residue that is not fluorine-substituted (preferably having 3 to 15 carbon atoms). A phenylsulfonium salt compound is preferred.

活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、下記一般式(ZI)、(ZII)、(ZIII)で表される化合物を挙げることができる。   Among the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, compounds represented by the following general formulas (ZI), (ZII), and (ZIII) can be exemplified.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

上記一般式(ZI)において、R201、R202及びR203は、各々独立に有機基を表す。
は、非求核性アニオンを表し、好ましくはスルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、ビス(アルキルスルホニル)アミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチドアニオン、BF 、PF 、SbF などが挙げられ、好ましくは炭素原子を含有する有機アニオンである。
好ましい有機アニオンとしては下式に示す有機アニオンが挙げられる。
In the general formula (ZI), R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
X represents a non-nucleophilic anion, preferably sulfonate anion, carboxylate anion, bis (alkylsulfonyl) amide anion, tris (alkylsulfonyl) methide anion, BF 4 , PF 6 , SbF 6 — and the like. Preferably, it is an organic anion containing a carbon atom.
Preferable organic anions include organic anions represented by the following formula.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

式中、Rc1は有機基を表す。
Rc1における有機基として炭素数1〜30のものが挙げられ好ましくは置換していてもよいアルキル基、アリール基、またはこれらの複数が、単結合、−O−、−CO−、−S−、−SO−、−SON(Rd)−などの連結基で連結された基を挙げることができる。Rdは水素原子、アルキル基を表す。
Rc、Rc、Rcは有機基を表す。Rc、Rc、Rcの有機基として好ましくはRc おける好ましい有機基と同じものを挙げることができ、最も好ましくは炭素数1〜4のパーフロロアルキル基である。
RcとRcが結合して環を形成していてもよい。
RcとRcが結合して形成される基としてはアルキレン基、アリーレン基が挙げられる。好ましくは炭素数2〜4のパーフロロアルキレン基である。
Rc、Rc〜Rcの有機基として最も好ましくは位がフッ素原子またはフロロアルキル基で置換されたアルキル基、フッ素原子またはフロロアルキル基で置換されたフェニル基である。フッ素原子またはフロロアルキル基を有することにより、光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上する。また、RcとRcが結合して環を形成することにより光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上する。
In the formula, Rc 1 represents an organic group.
Is mentioned is preferably an alkyl group which may be substituted having a carbon number of 1 to 3 0 as an organic group in rc 1, an aryl group, or a plurality, a single bond, -O -, - CO 2 - , - S -, - SO 3 -, - SO 2 N (Rd 1) - can be exemplified linked group a linking group such as. Rd 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Rc 3 , Rc 4 and Rc 5 represent an organic group. Rc 3, Rc 4, as preferred organic groups Rc 5 may be mentioned the same as the preferred organic groups which definitive in rc 1, and most preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Rc 3 and Rc 4 may be bonded to form a ring.
Examples of the group formed by combining Rc 3 and Rc 4 include an alkylene group and an arylene group. Preferably, it is a C2-C4 perfluoroalkylene group.
The organic group of Rc 1 and Rc 3 to Rc 5 is most preferably an alkyl group substituted at the 1- position with a fluorine atom or a fluoroalkyl group, or a phenyl group substituted with a fluorine atom or a fluoroalkyl group. By having a fluorine atom or a fluoroalkyl group, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased and the sensitivity is improved. Further, when Rc 3 and Rc 4 are bonded to form a ring, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased, and the sensitivity is improved.

201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。
また、R201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。
201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
201、R202及びR203としての有機基の具体例としては、後述する化合物(Z1−1)、(Z1−2)、(Z1−3)における対応する基を挙げることができる。
The carbon number of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1 to 30, preferably 1 to 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.
Examples of the group formed by combining two of R 201 to R 203 include an alkylene group (eg, butylene group, pentylene group).
Specific examples of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 include corresponding groups in the compounds (Z1-1), (Z1-2) and (Z1-3) 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(Z1−1)、(Z1−2)、及び(Z1−3)を挙げることができる。   More preferable examples of the (ZI) component include compounds (Z1-1), (Z1-2), and (Z1-3) described below.

化合物(Z1−1)は、上記一般式(ZI)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニム化合物、即ち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。
アリールスルホニウム化合物は、R201〜R203の全てがアリール基でもよいし、R201〜R203の一部がアリール基で、残りがアルキル基でもよい。
アリールスルホニウム化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物を挙げることができる。
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、ナフチル基などのアリール基、インドール残基、ピロール残基、などのヘテロアリール基が好ましく、更に好ましくはフェニル基、インドール残基である。アリールスルホニム化合物が2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているアルキル基は、炭素数1〜15の直鎖、分岐又は環状アルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。
201〜R203のアリール基、アルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、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、分岐又は環状アルキル基、炭素数1〜12の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基であり、最も好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基である。置換基は、3つのR201〜R203のうちのいずれか1つに置換していてもよいし、3つ全てに置換していてもよい。また、R201〜R203がアリール基の場合に、置換基はアリール基のp−位に置換していることが好ましい。
Compound (Z1-1) is at least one of the aryl groups R 201 to R 203 in formula (ZI), arylsulfonium compound, i.e., a compound having arylsulfonium as a cation.
In the arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group, or a part of R 201 to R 203 may be an aryl group with the remaining being an alkyl group.
Examples of the arylsulfonium compound include a triarylsulfonium compound, a diarylalkylsulfonium compound, and an aryldialkylsulfonium compound.
The aryl group of the arylsulfonium compound is preferably an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group, or a heteroaryl group such as an indole residue or a pyrrole residue, more preferably a phenyl group or an indole residue. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.
The alkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, sec. -Butyl group, t-butyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group and the like can be mentioned.
The aryl group and alkyl group of R 201 to R 203 are an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, 6 to 14 carbon atoms), an alkoxy group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, and a hydroxyl group And may have a phenylthio group as a substituent. Preferred substituents are linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, linear, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, most preferably alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, It is a C1-C4 alkoxy group. The substituent may be substituted with any one of three R 201 to R 203 , or may be substituted with all three. When R 201 to R 203 are an aryl group, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.

次に、化合物(Z1−2)について説明する。
化合物(Z1−2)は、式(ZI)におけるR201〜R203が、各々独立に、芳香環を含有しない有機基を表す場合の化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含有する芳香族環も包含するものである。
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。
201〜R203は、各々独立に、好ましくはアルキル基、2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、アリル基、ビニル基であり、更に好ましくは直鎖、分岐、環状2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、最も好ましくは直鎖、分岐2−オキソアルキル基である。
Next, the compound (Z1-2) will be described.
Compound (Z1-2) is a compound in the case where R 201 to R 203 in formula (ZI) each independently represents an organic group containing no aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring containing a hetero atom.
The organic group not containing an aromatic ring as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.
R 201 to R 203 are each independently preferably an alkyl group, a 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylmethyl group, an allyl group, or a vinyl group, more preferably a linear, branched, or cyclic 2-oxoalkyl group, An alkoxycarbonylmethyl group, most preferably a linear, branched 2-oxoalkyl group.

201〜R203としてのアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)、炭素数3〜10の環状アルキル基(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。
201〜R203としての2−オキソアルキル基は、直鎖、分岐、環状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。
201〜R203としてのアルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基)を挙げることができる。
201〜R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1〜5)、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。
201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
The alkyl group as R 201 to R 203 may be linear, branched, or cyclic, preferably a linear or branched alkyl group (e.g., methyl group having 1 to 10 carbon atoms, an ethyl group, a propyl Group, butyl group, pentyl group) and cyclic alkyl groups having 3 to 10 carbon atoms (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group).
The 2-oxoalkyl group as R 201 to R 203 may be linear, branched or cyclic, and preferably includes a group having> C═O at the 2-position of the above alkyl group. it can.
The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group as R 201 to R 203 is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentoxy group).
R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (eg, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.
Two members out of R 201 to R 203 may combine to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. Examples of the group formed by combining two of R 201 to R 203 include an alkylene group (eg, butylene group, pentylene group).

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

Figure 0005216892
Figure 0005216892

1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、又はハロゲン原子を表す。
6c及びR7cは、水素原子又はアルキル基を表す。
Rx及びRyは、各々独立に、アルキル基、2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、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、及びRとR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。
R 1c to R 5c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
R 6c and R 7c represent a hydrogen atom or an alkyl group.
Rx and Ry each independently represents an alkyl group, a 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylmethyl group, an allyl group, or a vinyl group.
Any two or more of R 1c to R 5c , and R x and R y may be bonded to each other to form a ring structure, and this ring structure includes an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, and an amide bond. May be included.

1c〜R5cとしてのアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜20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)、炭素数3〜8個の環状アルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基)を挙げることができる。
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。
好ましくはR1c〜R5cのうちいずれかが直鎖、分岐、環状アルキル基、又は直鎖、分岐、環状アルコキシ基であり、更に好ましくはR1cからR5cの炭素数の和が2〜15である。これにより、より溶剤溶解性が向上し、保存時にパーティクルの発生が抑制される。
The alkyl group as R 1c to R 5c may be linear, branched or cyclic, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably a linear or branched alkyl having 1 to 12 carbon atoms. Group (for example, methyl group, ethyl group, linear or branched propyl group, linear or branched butyl group, linear or branched pentyl group), C3-C8 cyclic alkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group) ).
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) ).
Preferably either a straight chain of R 1c to R 5c, branched, cyclic alkyl group, or a linear, branched or cyclic alkoxy group, more preferably the sum of the carbon atoms of R 5c from R 1c 2 to 15 It is. Thereby, solvent solubility improves more and generation | occurrence | production of a particle is suppressed at the time of a preservation | save.

及びRとしてのアルキル基は、R1c〜R5cとしてのアルキル基と同様のものを挙げることができる。
2−オキソアルキル基は、R1c〜R5cとしてのアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
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としてのアルコキシ基と同様のものを挙げることができる。
及びRが結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げることができる。
Examples of the alkyl group as R x and R y include the same alkyl groups as R 1c to R 5c .
Examples of the 2-oxoalkyl group include a group having> C═O at the 2-position of the alkyl group as R 1c to R 5c .
The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group may be the same as the alkoxy group as R 1c to R 5c.
Examples of the group formed by combining R x and R y include a butylene group and a pentylene group.

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

一般式(ZII)、(ZIII)中、R204〜R207は、各々独立に、置換基を有しててもよいアリール基又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
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。
204〜R207としてのアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)、炭素数3〜10の環状アルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。
204〜R207が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、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。
は、非求核性アニオンを表し、一般式(I)に於けるX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。
In formula (ZII), (ZIII), R 204 ~R 207 each independently represents an alkyl group which may have an optionally substituted aryl group or a substituent.
The aryl group for R 204 to R 207 is preferably a phenyl group or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group.
The alkyl group as R 204 to R 207 may be linear, branched or cyclic, and is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group). Group, butyl group, pentyl group) and cyclic alkyl groups having 3 to 10 carbon atoms (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group).
Examples of the substituent that R 204 to R 207 may have include an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, 6 to 15 carbon atoms), and an alkoxy group (for example, 1 to 15 carbon atoms). ), Halogen atoms, hydroxyl groups, phenylthio groups, and the like.
X represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same as the non-nucleophilic anion of X − in formula (I).

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

Figure 0005216892
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一般式(ZIV)〜(ZVI)中、Ar及びArは、各々独立に、アリール基を表す。
206は、アルキル基又は換若しくは未置換のアリール基を表す。
207及びR208は各々独立にアルキル基又はアリール基、電子吸引性基を表す。R207として好ましくはアリール基である。
208として好ましくは電子吸引性基であり、より好ましくはシアノ基、フロロアルキル基である。
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 general formulas (ZIV) to (ZVI), Ar 3 and Ar 4 each independently represents an aryl group.
R 206 represents an alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group.
R 207 and R 208 each independently represents an alkyl group, an aryl group, or an electron-withdrawing group. R 207 is preferably an aryl group.
R 208 is preferably an electron-withdrawing group, more preferably a cyano group or a fluoroalkyl group.
A represents an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group.

活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の内でより好ましくは、一般式(ZI)〜(ZIII)で表される化合物である。   Of the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, compounds represented by general formulas (ZI) to (ZIII) are more preferable.

活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の中で、特に好ましいものの例を以下に挙げる。   Among the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, examples of particularly preferable compounds are listed below.

Figure 0005216892
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酸発生剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。2種以上を組み合わせて使用する際には、水素原子を除く全原子数が2以上異なる2種の有機酸を発生する化合物を組み合わせることが好ましい。
酸発生剤の組成物中の含量は、レジスト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. When two or more types are used in combination, it is preferable to combine two types of compounds that generate two types of organic acids that differ in the total number of atoms excluding hydrogen atoms by two or more.
The content of the acid generator in the composition is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, and still more preferably 1 to 7% by mass, based on the total solid content of the resist composition. %.

(C)含フッ素化合物
本発明のポジ型レジスト組成物は、下記(x)〜(z)の群から選ばれる基を少なくとも1つ含有する含フッ素化合物を含有する。
(x)アルカリ可溶性基、
(y)アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基、
(z)酸の作用により分解する基
(C) Fluorine-containing compound The positive resist composition of the present invention contains a fluorine-containing compound containing at least one group selected from the following groups (x) to (z).
(X) an alkali-soluble group,
(Y) a group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer;
(Z) a group decomposable by the action of an acid

(x)アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボン酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基を有する基等が挙げられる。
好ましいアルカリ可溶性基としては、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基が挙げられる。
(X) Alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (alkylsulfonyl) ( Alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) And a group having a methylene group.
Preferred alkali-soluble groups include fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol) and bis (alkylcarbonyl) methylene groups.

含フッ素化合物(C)が樹脂の場合、アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に直接アルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、あるいは連結基を介して樹脂の主鎖にアルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、さらにはアルカリ可溶性基を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入、のいずれも好ましい。
アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、1〜50mol%が好ましく、より好ましくは3〜35mol%、更に好ましくは5〜20mol%である。
When the fluorine-containing compound (C) is a resin, the repeating unit having an alkali-soluble group (x) is a repeating unit in which an alkali-soluble group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid. A repeating unit in which an alkali-soluble group is bonded to the main chain of the resin via a unit or a linking group, and further, a polymerization initiator or a chain transfer agent having an alkali-soluble group is introduced at the end of the polymer chain at the time of polymerization, Any of these is preferable.
The content of the repeating unit having an alkali-soluble group (x) is preferably from 1 to 50 mol%, more preferably from 3 to 35 mol%, still more preferably from 5 to 20 mol%, based on all repeating units in the polymer.

アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位の具体例を以下に示す。   Specific examples of the repeating unit having an alkali-soluble group (x) are shown below.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

Figure 0005216892
Figure 0005216892

(y)アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基としては、例えば、ラクトン構造を有する基、酸無水物、酸イミド基などが挙げられ、好ましくはラクトン基である。
含フッ素化合物(C)が樹脂の場合、アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する繰り返し単位としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルによる繰り返し単位のように、連結基を介して樹脂の主鎖にアルカリ現像液中での溶解度が増大する基が結合している繰り返し単位、あるいはアルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入、のいずれも好ましい。
アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する繰り返し単位の含有量は、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3〜30mol%、更に好ましくは5〜15mol%である。
(Y) Examples of the group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer include a group having a lactone structure, an acid anhydride, an acid imide group, and the like, and preferably a lactone group It is.
When the fluorine-containing compound (C) is a resin, the repeating unit having a group (y) that is decomposed by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer may be a repeat of an acrylate ester or a methacrylate ester. As a unit, a repeating unit in which a group that increases the solubility in an alkali developer is bonded to the main chain of the resin via a linking group, or a group (y) that increases the solubility in an alkali developer. It is preferable to use a polymerization initiator or a chain transfer agent having a polymerization initiator at the end of the polymer chain during polymerization.
The content of the repeating unit having a group (y) whose solubility in an alkali developer is increased is preferably 1 to 40 mol%, more preferably 3 to 30 mol%, still more preferably based on all repeating units in the polymer. 5 to 15 mol%.

アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する繰り返し単位の具体例としては、樹脂(A)で挙げたラクトン構造、及び一般式(VIII)で表される構造と同様のものを挙げることができる。   Specific examples of the repeating unit having a group (y) that increases the solubility in an alkali developer include those similar to the lactone structure exemplified in the resin (A) and the structure represented by the general formula (VIII). Can be mentioned.

(z)酸の作用により分解する基としては、樹脂(A)で挙げた酸分解性基と同様のものを挙げることができる。含フッ素化合物(C)が樹脂である場合、(z)酸の作用により分解する基を含有する繰り返し単位は、樹脂(A)で挙げた酸分解性基を含有する繰り返し単位と同様のものがあげられる。含フッ素化合物(C)が樹脂の場合、酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、1〜80mol%が好ましく、より好ましくは10〜80mol%、更に好ましくは20〜60mol%である。   (Z) Examples of the group capable of decomposing by the action of an acid include the same acid-decomposable groups as mentioned for the resin (A). When the fluorine-containing compound (C) is a resin, (z) the repeating unit containing a group that decomposes by the action of an acid is the same as the repeating unit containing an acid-decomposable group listed in the resin (A). can give. When the fluorine-containing compound (C) is a resin, the content of the repeating unit having a group (z) that decomposes by the action of an acid is preferably 1 to 80 mol%, more preferably 10%, based on all repeating units in the polymer. It is -80 mol%, More preferably, it is 20-60 mol%.

含フッ素化合物(c)において、フッ素原子は、上記(x)〜(z)の各基に含まれていても、その他の部位に含まれていてもよい。含フッ素化合物(c)が樹脂である場合、フッ素原子は樹脂の主鎖に含まれていても側鎖に含まれていてもよく、好ましくは側鎖に含まれる。また、上記(x)〜(z)の各基を含む繰り返し単位に含まれていても、その他の繰り返し単位に含まれていてもよい。   In the fluorine-containing compound (c), the fluorine atom may be contained in each of the groups (x) to (z) or may be contained in other sites. When the fluorine-containing compound (c) is a resin, the fluorine atom may be contained in the main chain of the resin or in the side chain, and is preferably contained in the side chain. Moreover, even if it is contained in the repeating unit containing each group of said (x)-(z), it may be contained in the other repeating unit.

含フッ素化合物(C)は、フッ素原子を有するアルキル基(フロロアルキル基)(好ましくは炭素数1〜4)、フッ素原子を有するシクロアルキル基、または、フッ素原子を有するアリール基を含有する化合物であることが好ましい。   The fluorine-containing compound (C) is a compound containing an alkyl group having a fluorine atom (fluoroalkyl group) (preferably having 1 to 4 carbon atoms), a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom. Preferably there is.

フッ素原子を有するアルキル基は、少なくとも1つのフッ素原子が置換した直鎖又は分岐アルキル基であり、さらに他の置換基を有していてもよい。
少なくとも1つのフッ素原子を有するシクロアルキル基は、少なくとも1つのフッ素原子が置換した単環または多環のシクロアルキル基であり、さらに他の置換基を有していてもよい。
少なくとも1つのフッ素原子を有するアリール基としては、フェニル基、ナフチル基などのアリール基に少なくとも1つのフッ素原子が置換したものがあげられ、さらに他の置換基を有していてもよい。
The alkyl group having a fluorine atom is a linear or branched alkyl group substituted with at least one fluorine atom, and may further have another substituent.
The cycloalkyl group having at least one fluorine atom is a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group substituted with at least one fluorine atom, and may further have another substituent.
Examples of the aryl group having at least one fluorine atom include those in which at least one fluorine atom is substituted on an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group, and may further have other substituents.

フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、および、フッ素原子を有するアリール基は、好ましくは下記一般式(F1)〜(F3)で表される構造を有する。   The alkyl group having a fluorine atom, the cycloalkyl group having a fluorine atom, and the aryl group having a fluorine atom preferably have a structure represented by the following general formulas (F1) to (F3).

Figure 0005216892
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一般式(F1)〜(F3)中、
50〜R64は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。
但し、R50〜R55、R57〜R61およびR62〜R64の内、少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(即ちフロロアルキル基、好ましくは炭素数1〜4)を表す。
50〜R55およびR57〜R61は、全てがフッ素原子であることが好ましい。
62〜R63は、炭素数1〜4のフロロアルキル基であることが好ましく、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基であることがさらに好ましい。
62とR63は互いに連結して環を形成してもよい。
In general formulas (F1) to (F3),
R 50 to R 64 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group.
However, at least one of R 50 to R 55 , R 57 to R 61 and R 62 to R 64 is a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom (that is, a fluoroalkyl group, Preferably it represents C1-C4.
R 50 to R 55 and R 57 to R 61 are preferably all fluorine atoms.
R 62 to R 63 are preferably a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
R 62 and R 63 may be connected to each other to form a ring.

一般式(F1)で表される構造としては、例えば、−CFOH、−C(CFOH、−C(COH、−C(CF)(CH)OH、−CH(CF)OH等が挙げられ、−C(CFOHであることが好ましい。
一般式(F2)で表される構造としては、p−フルオロベンゼン、ペンタフルオロベンゼン、3,5−ジ(トリフルオロメチル)ベンゼン等が挙げられる。
一般式(F3)で表される構造としては、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロプロピル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロブチル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、ノナフルオロブチル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロヘキシル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロ(トリメチル)ヘキシル基、2,2,3,3−テトラフルオロシクロブチル基、パーフルオロシクロヘキシル基などが挙げられ、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基であることが好ましく、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基であることが更に好ましい。
Examples of the structure represented by the general formula (F1) include —CF 2 OH, —C (CF 3 ) 2 OH, —C (C 2 F 5 ) 2 OH, —C (CF 3 ) (CH 3 ). OH, —CH (CF 3 ) OH and the like can be mentioned, and —C (CF 3 ) 2 OH is preferable.
Examples of the structure represented by the general formula (F2) include p-fluorobenzene, pentafluorobenzene, 3,5-di (trifluoromethyl) benzene, and the like.
The structure represented by the general formula (F3) includes trifluoroethyl group, pentafluoropropyl group, pentafluoroethyl group, heptafluorobutyl group, hexafluoroisopropyl group, heptafluoroisopropyl group, hexafluoro (2-methyl). Isopropyl group, nonafluorobutyl group, octafluoroisobutyl group, nonafluorohexyl group, nonafluoro-t-butyl group, perfluoroisopentyl group, perfluorooctyl group, perfluoro (trimethyl) hexyl group, 2,2,3 3-tetrafluorocyclobutyl group, perfluorocyclohexyl group, and the like. Hexafluoroisopropyl group, heptafluoroisopropyl group, hexafluoro (2-methyl) isopropyl group, octafluoroisobutyl group, nonafluoro- - butyl group is preferably a perfluoro isopentyl group, hexafluoroisopropyl group, more preferably a heptafluoroisopropyl group.

化合物(C)は、下記(C−1)〜(C−13)のいずれかの樹脂であることが好ましい。より好ましくは、(C−1)〜(C−4)、(C−8)〜(C−13)のいずれかの樹脂である。   The compound (C) is preferably any of the following resins (C-1) to (C-13). More preferably, the resin is any one of (C-1) to (C-4) and (C-8) to (C-13).

(C−1)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、および、
アルカリ可溶性基(x)を含有する繰り返し単位(X)、を含有する樹脂。
より好ましくは繰り返し単位(a)および繰り返し単位(X)のみからなる共重合樹脂である。
(C-1)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, and
Resin containing repeating unit (X) containing alkali-soluble group (x).
More preferably, it is a copolymer resin consisting only of the repeating unit (a) and the repeating unit (X).

(C−2)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を含有する繰り返し単位(Y)、を含有する樹脂。
より好ましくは繰り返し単位(a)および繰り返し単位(Y)のみからなる共重合樹脂である。
(C-2)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group,
A resin containing a repeating unit (Y) containing a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer.
More preferably, it is a copolymer resin consisting only of the repeating unit (a) and the repeating unit (Y).

(C−3)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、および、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)、を含有する樹脂。
より好ましくは繰り返し単位(a)および繰り返し単位(Z)のみからなる共重合樹脂である。
(C-3)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
More preferably, it is a copolymer resin consisting only of the repeating unit (a) and the repeating unit (Z).

(C−4)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、
アルカリ可溶性基(x)を含有する繰り返し単位(X)、および、
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を含有する繰り返し単位(Y)、を含有する樹脂。
より好ましくは繰り返し単位(a)、繰り返し単位(X)、および繰り返し単位(Y)のみからなる共重合樹脂である。
(C-4)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group,
A repeating unit (X) containing an alkali-soluble group (x), and
A resin containing a repeating unit (Y) containing a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer.
More preferably, it is a copolymer resin consisting only of the repeating unit (a), the repeating unit (X), and the repeating unit (Y).

(C−5)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)
アルカリ可溶性基(x)を含有する繰り返し単位(X)、および、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)を含有する樹脂。
より好ましくは繰り返し単位(a)、繰り返し単位(X)、および繰り返し単位(Z)のみからなる共重合樹脂である。
(C-5)
Repeating unit having a fluoroalkyl group (a)
A repeating unit (X) containing an alkali-soluble group (x), and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
More preferably, it is a copolymer resin consisting only of the repeating unit (a), the repeating unit (X), and the repeating unit (Z).

(C−6)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)とを含有する繰り返し単位(Y)、および、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)、を含有する樹脂。
より好ましくは繰り返し単位(a)、繰り返し単位(Y)、および繰り返し単位(Z)のみからなる共重合樹脂である。
(C-6)
Repeating unit having a fluoroalkyl group (a)
A repeating unit (Y) containing a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer, and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
More preferably, it is a copolymer resin consisting only of the repeating unit (a), the repeating unit (Y), and the repeating unit (Z).

(C−7)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、
アルカリ可溶性基(x)を含有する繰り返し単位(X)、
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を含有する繰り返し単位(Y)、および、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)、を含有する樹脂。
より好ましくは繰り返し単位(a)、繰り返し単位(X)、繰り返し単位(Y)、および繰り返し単位(Z)のみからなる共重合樹脂である。
(C-7)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group,
A repeating unit (X) containing an alkali-soluble group (x),
A repeating unit (Y) containing a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer, and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
More preferably, it is a copolymer resin consisting only of the repeating unit (a), the repeating unit (X), the repeating unit (Y), and the repeating unit (Z).

(C−8)
アルカリ可溶性基(x)およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aX)を含有する樹脂。
より好ましくは繰り返し単位(aX)のみからなる樹脂(ホモポリマー)である。
(C-8)
A resin containing a repeating unit (aX) containing both an alkali-soluble group (x) and a fluoroalkyl group.
More preferably, it is a resin (homopolymer) consisting only of repeating units (aX).

(C−9)
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(bY)、を含有する樹脂。
より好ましくは繰り返し単位(bY)のみからなる樹脂(ホモポリマー)である。
(C-9)
Resin containing a repeating unit (bY) containing both a group (y) and a fluoroalkyl group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer.
More preferably, it is a resin (homopolymer) consisting only of repeating units (bY).

(C−10)
アルカリ可溶性基(x)および炭素数1〜4のフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aX)、
ならびに、アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を含有する繰り返し単位(Y)、を含有する樹脂。
より好ましくは繰り返し単位(aX)、および繰り返し単位(Y)のみからなる共重合樹脂である。
(C-10)
A repeating unit (aX) containing both an alkali-soluble group (x) and a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
And a resin containing a repeating unit (Y) containing a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer.
More preferably, it is a copolymer resin consisting only of the repeating unit (aX) and the repeating unit (Y).

(C−11)
アルカリ可溶性基(x)およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aX)、ならびに、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)、を含有する樹脂。
より好ましくは繰り返し単位(aX)、および繰り返し単位(Z)のみからなる共重合樹脂である。
(C-11)
A repeating unit (aX) containing both an alkali-soluble group (x) and a fluoroalkyl group, and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
More preferably, it is a copolymer resin consisting only of the repeating unit (aX) and the repeating unit (Z).

(C−12)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、ならびに、
アルカリ可溶性基(x)およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aX)、を含有する樹脂。
より好ましくは繰り返し単位(a)、および繰り返し単位(aX)のみからなる共重合樹脂である。
(C-12)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, and
A resin containing a repeating unit (aX) containing both an alkali-soluble group (x) and a fluoroalkyl group.
More preferably, it is a copolymer resin consisting only of the repeating unit (a) and the repeating unit (aX).

(C−13)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、ならびに、
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aY)、を含有する樹脂。
より好ましくは繰り返し単位(a)、および繰り返し単位(aY)のみからなる共重合樹脂である。
(C-13)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, and
A resin containing a repeating unit (aY) containing both a group (y) and a fluoroalkyl group that decomposes under the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer.
More preferably, it is a copolymer resin consisting only of the repeating unit (a) and the repeating unit (aY).

ここで、フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)は、アルカリ可溶性基を含まないことが好ましい。   Here, it is preferable that the repeating unit (a) having a fluoroalkyl group does not contain an alkali-soluble group.

樹脂(C−1)、(C−2)および(C−4)において、繰り返し単位(a)の導入量はモル%で40〜99%であることが好ましく、60〜80%であることがより好ましい。
樹脂(C−10)において、繰り返し単位(aX)の導入量はモル%で40〜99%であることが好ましく、60〜90%であることがより好ましい。
In the resins (C-1), (C-2) and (C-4), the introduction amount of the repeating unit (a) is preferably 40 to 99% in terms of mol%, and preferably 60 to 80%. More preferred.
In the resin (C-10), the introduction amount of the repeating unit (aX) is preferably 40 to 99% in mol%, and more preferably 60 to 90%.

フッ素原子を有する繰り返し単位の具体例としては後述する(C1)〜(C8)で表される繰り返し単位が挙げられる。(aX)の具体例としては後述する繰り返し単位(C1)および(C2)が挙げられる。特に、繰り返し単位(a)の具体例としては、例えば、後述する(C4)〜(C7)で表される繰り返し単位が挙げられ、具体的には、以下のものが挙げられる。   Specific examples of the repeating unit having a fluorine atom include repeating units represented by (C1) to (C8) described later. Specific examples of (aX) include repeating units (C1) and (C2) described later. In particular, specific examples of the repeating unit (a) include, for example, repeating units represented by (C4) to (C7) described later, and specifically include the following.

Figure 0005216892
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Figure 0005216892
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Figure 0005216892
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繰り返し単位(aX)としては例えば後述する繰り返し単位(C1)および(C2)が挙げられ、具体的には以下のものが挙げられる。   Examples of the repeating unit (aX) include the repeating units (C1) and (C2) described later, and specifically include the following.

Figure 0005216892
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繰り返し単位(aY)としては例えば後述する繰り返し単位(C3)が挙げられる。   Examples of the repeating unit (aY) include a repeating unit (C3) described later.

本発明のフッ素化合物(C)は、後述する(C1)〜(C8)で表される繰り返し単位以外に、成膜性、塗布性、相溶性、後退接触角を制御する目的で様々な繰り返し構造単位を含有することができる。
このような繰り返し単位として、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、スチレン類、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個以上有する化合物等を挙げることができる。好ましくは、炭素数6〜20の分岐状アルキル基または炭素数6〜20のシクロアルキル基を有する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、またはメタクリルアミド類、あるいは、炭素数1〜10のアルキル基を有してもよいスチレンである。
その他にも上記種々の繰り返し構造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 repeating units represented by (C1) to (C8) described later, the fluorine compound (C) of the present invention has various repeating structures for the purpose of controlling film forming property, coating property, compatibility, and receding contact angle. Units can be included.
As such a repeating unit, for example, one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, styrenes, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, etc. The compound which has the above etc. can be mentioned. Preferably, acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, or methacrylamides having a branched alkyl group having 6 to 20 carbon atoms or a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms, or 1 to 10 carbon atoms. Styrene which may have an alkyl group of
In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound that can be copolymerized with monomers corresponding to the above various repeating structural units may be copolymerized.

含フッ素化合物(C)としては、具体的には、下記一般式(C1)〜(C8)のいずれかで示される繰り返し単位を含有する樹脂があげられる。   Specific examples of the fluorine-containing compound (C) include resins containing a repeating unit represented by any one of the following general formulas (C1) to (C8).

Figure 0005216892
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Figure 0005216892
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Figure 0005216892
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一般式(C1)〜(C8)中、
Rfは、フロロアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を有する基を表す。
Pは直鎖、分岐アルキレン基、単環または多環のシクロアルキレン基を表し、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。
Xは各々独立に水素原子、ハロゲン原子またはアルキル基を表す。アルキル基は直鎖でも分岐でもよく、ハロゲン原子等の置換基を有していてもよい。
Qは各々独立に単結合、アルキレン基、単環または多環の脂環炭化水素構造を有する2価の基、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。但し、式(C1)においてnが2または3のときは、これら2価の基にさらに−C
(Rf)−OHで表される基が1つまたは2つ置換されている基を表す。Qとしては好ましくは単結合、−Q−CO−で表される連結基である。Qは直鎖、分岐アルキレン基あるいは単環また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。
nは各々独立に1〜3の自然数を表す。
11は、酸素原子または−N(R13)−で表される基を示す。R13は、水素原子、直鎖状または分岐状のアルキル基(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20以下)を表す。
11は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、またはアルキル基を示す。アルキル基は直鎖でも分岐でもよく、ハロゲン原子等の置換基を有していてもよい。
12およびR21〜R23は、各々独立に少なくとも1つ以上のフッ素原子を有する有機基を示す。
は、脂環基を表す。
20は、有機基を表す。
〜Rは、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基、または炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のフッ素化アルキル基を表す。ただし、R〜Rの少なくとも1つはフッ素原子を表す。RとRもしくはRとRは環を形成していてもよい。
In general formulas (C1) to (C8),
Rf represents a group having a fluoroalkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms).
P represents a straight chain, branched alkylene group, monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexylene group, an adamantylene group or a norbornylene group.
Each X independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group. The alkyl group may be linear or branched, and may have a substituent such as a halogen atom.
Each Q independently represents a single bond, an alkylene group, a divalent 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. However, in the formula (C1), when n is 2 or 3, these divalent groups are further —C
(Rf) represents a group in which one or two groups represented by 2- OH are substituted. The Q preferably represents a single bond, -Q 1 -CO 2 - is a linking group represented by. Q 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.
n represents a natural number of 1 to 3 each independently.
X 11 represents an oxygen atom or a group represented by —N (R 13 ) —. R 13 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), or a cycloalkyl group (preferably having 20 or less carbon atoms).
R 11 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group. The alkyl group may be linear or branched, and may have a substituent such as a halogen atom.
R 12 and R 21 to R 23 each independently represents an organic group having at least one fluorine atom.
P 2 represents an alicyclic group.
R 20 represents an organic group.
R 4 to R 7 represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. However, at least one of R 4 to R 7 represents a fluorine atom. R 4 and R 5 or R 6 and R 7 may form a ring.

以下に含フッ素化合物が高分子量(樹脂)である場合のフッ素原子を有する繰り返し単位の好ましい具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。   Although the preferable specific example of the repeating unit which has a fluorine atom when a fluorine-containing compound is high molecular weight (resin) is given to the following, it is not limited to these.

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以下に含フッ素化合物が高分子量(樹脂)である場合の具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples in the case where the fluorine-containing compound has a high molecular weight (resin) are given below, but the invention is not limited thereto.

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含フッ素化合物(C)がアルカリ可溶性化合物である場合、アルカリ可溶性基(酸基)の量は、アルカリ可溶性化合物(C)の酸価として、0.1〜10ミリ当量/gが好ましく、0.1〜3ミリ当量/gがより好ましい。0.1〜2ミリ当量/gが更に好ましい。酸価は、化合物を中和するのに要する水酸化カリウムの量(mg)の測定によるものである。   When the fluorine-containing compound (C) is an alkali-soluble compound, the amount of the alkali-soluble group (acid group) is preferably 0.1 to 10 meq / g as the acid value of the alkali-soluble compound (C). 1 to 3 meq / g is more preferable. 0.1 to 2 meq / g is more preferable. The acid value is a measurement of the amount (mg) of potassium hydroxide required to neutralize the compound.

含フッ素化合物(C)は、フッ素原子を5〜80質量%含むことが好ましく、10〜80質量%含むことがより好ましい。さらに好ましくは、20〜60質量%である。   The fluorine-containing compound (C) preferably contains 5 to 80% by mass of fluorine atoms, more preferably 10 to 80% by mass. More preferably, it is 20-60 mass%.

含フッ素化合物(C)は、低分子化合物でも高分子化合物(例えば樹脂)でもよいが、レジストから液浸液へ低分子量成分が溶出してレンズを汚染することを考慮すると、高分子化合物であることが好ましい。分子量は好ましくは1000〜100,000で、より好ましくは1000〜50,000、さらに好ましくは1500〜15,000である。   The fluorine-containing compound (C) may be a low-molecular compound or a high-molecular compound (for example, a resin), but is a high-molecular compound considering that a low-molecular weight component is eluted from the resist into the immersion liquid to contaminate the lens. It is preferable. The molecular weight is preferably 1000 to 100,000, more preferably 1000 to 50,000, and still more preferably 1500 to 15,000.

含フッ素化合物(C)が樹脂の場合には、残存モノマー量が0〜10質量%であることが好ましく、0〜5質量%がさらに好ましく、0〜1%がより好ましい。また、解像度、レジスト形状、レジストパターンの側壁、ラフネスなどの点から、分子量分布(Mw/Mn、分散度ともいう)は1〜5が好ましく、更に好ましくは1〜3、より好ましくは1〜1.5の範囲のものが使用される。   When the fluorine-containing compound (C) is a resin, the residual monomer amount is preferably 0 to 10% by mass, more preferably 0 to 5% by mass, and more preferably 0 to 1%. The molecular weight distribution (Mw / Mn, also referred to as dispersity) is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, more preferably 1 to 1, from the viewpoints of resolution, resist shape, resist pattern sidewall, roughness, and the like. A range of .5 is used.

ポジ型レジスト組成物中の含フッ素化合物(C)の添加量は、レジスト組成物の全固形分を基準として、0.1〜30質量%が好ましく、より好ましくは0.1〜10質量%、さらに好ましくは0.1〜5質量%である。   The addition amount of the fluorine-containing compound (C) in the positive resist composition is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, based on the total solid content of the resist composition. More preferably, it is 0.1-5 mass%.

含フッ素化合物(C)は単独でも、複数を混合しても良い。   The fluorine-containing compound (C) may be used alone or in combination.

含フッ素化合物(C)は、各種市販品を利用したり、常法により合成できる。例えば、樹脂である場合、前述の酸分解性樹脂(A)の合成におけるようなラジカル重合等と一般的な精製などで得ることができる。   As the fluorine-containing compound (C), various commercially available products can be used or synthesized by a conventional method. For example, in the case of a resin, it can be obtained by radical polymerization as in the synthesis of the aforementioned acid-decomposable resin (A) and general purification.

含フッ素化合物(C)は、酸解離性基含有樹脂(A)同様、金属等の不純物が少ないのは当然のことながら、高分子量体である場合には、残留単量体やオリゴマー成分が既定値以下、例えばHPLCで0.1質量%等であることが好ましく、それによりレジストとしての感度、解像度、プロセス安定性、パターン形状等をさらに改善することができるだけでなく、液中異物や感度等の経時変化のないレジストが得られる。   As with the acid-dissociable group-containing resin (A), the fluorine-containing compound (C) is naturally low in impurities such as metals, but in the case of a high molecular weight substance, the residual monomer and oligomer components are predetermined. It is preferably less than the value, for example, 0.1% by mass by HPLC, thereby not only can further improve the sensitivity, resolution, process stability, pattern shape, etc. as a resist, but also foreign matter in the liquid, sensitivity, etc. A resist having no change with time can be obtained.

含フッ素化合物(C)は、下記の樹脂(C1)または(C2)であることも好ましい。   The fluorine-containing compound (C) is also preferably the following resin (C1) or (C2).

樹脂(C1)は、下記式で表される構造を有する。   The resin (C1) has a structure represented by the following formula.

Figure 0005216892
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式(CI)〜(CIII)中、
Xは各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、またはアルキル基を表す。アルキル基は、直鎖でも分岐でもよく、ハロゲン原子等の置換基を有していてもよい。
Rfは、フッ素原子を有するアルキル基は、少なくとも1つのフッ素原子が置換した直鎖又は分岐アルキル基を有する基を表す。好ましくは、上述した一般式(F2)または(F3)で表される基である。
Yは、アルキレン基、脂環炭化水素構造(単環または多環)を有する2価の連結基、単結合、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシル基、又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。好ましくは単結合である。
Vは、ラクトン環を有する基を表す。好ましくは上記樹脂(A)における一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のうちのいずれかで示される基を表す。
Rcは各々独立に、無置換の炭化水素基を表す。但し、Rcは、酸素原子やハロゲンなどのヘテロ原子は含まない。Rcは具体的には、分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、分岐状のアルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基を表す。好ましくは炭素数4〜20であり、より好ましくは炭素数7〜15であり、直鎖、分岐、環状のいずれでもよく、好ましくは分岐、環状である。
m、n、pはそれぞれ下記の関係を満たす数を表す。
m+n+p=100、0<m<100、0<n<100、0≦p<100。好ましくは、m:20〜80、n:20〜60、p:0〜50、更に好ましくは、m:20〜80、n:20〜40、p:10〜50である。
In formulas (CI) to (CIII),
Each X independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group. The alkyl group may be linear or branched, and may have a substituent such as a halogen atom.
Rf represents an alkyl group having a fluorine atom represents a group having a linear or branched alkyl group substituted with at least one fluorine atom. Preferably, it is group represented by the general formula (F2) or (F3) described above.
Y represents an alkylene group, a divalent linking group having an alicyclic hydrocarbon structure (monocyclic or polycyclic), a single bond, an ether group, an ester group, a carbonyl group, a carboxyl group, or a divalent group obtained by combining these. Represents. A single bond is preferable.
V represents a group having a lactone ring. Preferably, it represents a group represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16) in the resin (A).
Each Rc independently represents an unsubstituted hydrocarbon group. However, Rc does not include heteroatoms such as oxygen atoms and halogens. Specifically, Rc represents a branched alkyl group, a cycloalkyl group, a branched alkenyl group, a cycloalkenyl group, or an aryl group. Preferably, it has 4 to 20 carbon atoms, more preferably 7 to 15 carbon atoms, and may be linear, branched or cyclic, preferably branched or cyclic.
m, n, and p each represent a number that satisfies the following relationship.
m + n + p = 100, 0 <m <100, 0 <n <100, 0 ≦ p <100. Preferably, they are m: 20-80, n: 20-60, p: 0-50, More preferably, m: 20-80, n: 20-40, p: 10-50.

樹脂(C2)は、下記式で表される構造を有する。   The resin (C2) has a structure represented by the following formula.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

式(CI)、(CIV)、(CIII)中、
X、Rf、Y、Rcは上記(CI)〜(CIII)におけるものと同様である。
Rpは、酸の作用により分解する基を表す。
m、n、pはそれぞれ下記の関係を満たす数を表す。
m+n+p=100、0<m<100、0<n<100、0≦p<100。
好ましくは、m:10〜90、n:10〜90、p:0〜50、更に好ましくは、m:20〜80、n:20〜80、p:10〜50である。
In formulas (CI), (CIV), (CIII),
X, Rf, Y, and Rc are the same as those in the above (CI) to (CIII).
Rp 1 represents a group that is decomposed by the action of an acid.
m, n, and p each represent a number that satisfies the following relationship.
m + n + p = 100, 0 <m <100, 0 <n <100, 0 ≦ p <100.
Preferably, m is 10 to 90, n is 10 to 90, p is 0 to 50, and more preferably m is 20 to 80, n is 20 to 80, and p is 10 to 50.

一般式(CI)で表される繰り返し単位の好ましい具体例を以下にあげるが、これに限定されるものではない。   Preferable specific examples of the repeating unit represented by the general formula (CI) are shown below, but are not limited thereto.

Figure 0005216892
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一般式(CII)で表される繰り返し単位としては、具体的には、上記樹脂(A)におけるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位と同様のものがあげられる。   Specific examples of the repeating unit represented by formula (CII) include the same repeating units as those having a group having a lactone structure in the resin (A).

一般式(CIII)で表される繰り返し単位の好ましい具体例を以下にあげるが、これに限定されるものではない。   Preferred specific examples of the repeating unit represented by the general formula (CIII) are shown below, but are not limited thereto.

Figure 0005216892
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一般式(CIV)において、酸の作用により分解する基としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−CH(OR39)等を挙げることができる。
36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
36〜R39のアルキル基は、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、へキシル基、オクチル基等を挙げることができる。
36〜R39のシクロアルキル基は、単環型でも、多環型でもよい。単環型としては、炭素数3〜8のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。多環型としては、炭素数6〜20のシクロアルキル基が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボロニル基、カンファニル基、ジシクロペンチル基、α−ピネル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデシル基、アンドロスタニル基等を挙げることができる。
In the general formula (CIV), examples of the group that is decomposed by the action of an acid include —C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ), —CH 2 (OR 39 ), and the like.
R 36 to R 39 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.
The alkyl group of R 36 to R 39 is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a hexyl group, and an octyl group. Can be mentioned.
The cycloalkyl group of R 36 to R 39 may be monocyclic or polycyclic. The monocyclic type is preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group. As the polycyclic type, a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms is preferable. Group, androstanyl group and the like.

36〜R39のアリール基は、炭素数6〜10のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基等を挙げることができる。
36〜R39のアラルキル基は、炭素数7〜12のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等を挙げることができる。
36〜R39のアルケニル基は、炭素数2〜8のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、シクロへキセニル基等を挙げることができる。
The aryl group of R 36 to R 39 is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthryl group.
The aralkyl group of R 36 to R 39 is preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group.
The alkenyl group of R 36 to R 39 is preferably an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, and a cyclohexenyl group.

一般式(CIV)で表される繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、これに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (CIV) are shown below, but are not limited thereto.

Figure 0005216892
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樹脂(C1)および(C2)は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種および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種と開始剤の溶液を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やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、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溶剤、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レジスト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。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加する。
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50〜100℃である。
Resins (C1) and (C2) can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and the polymerization is performed by heating, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the 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, diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Furthermore, the solvent which melt | dissolves the 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 that used in the resist composition of the present invention. Thereby, generation | occurrence | production of the particle at the time of a preservation | save can be suppressed.
The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. As a polymerization initiator, a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) is used to initiate the polymerization. As the radical initiator, an azo initiator is preferable, and an azo 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. Add initiator or add in portions as desired.
The reaction temperature is usually 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 50 to 100 ° C.

反応終了後、室温まで放冷し、精製する。精製は、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液々抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、樹脂溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈澱法やろ別した樹脂スラリーを貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等の通常の方法を適用できる。たとえば、上記樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒(貧溶媒)を、該反応溶液の10倍以下の体積量、好ましくは10〜5倍の体積量で、接触させることにより樹脂を固体として析出させる。   After completion of the reaction, the mixture is allowed to cool to room temperature and purified. Purification can be accomplished by a liquid-liquid extraction method that removes residual monomers and oligomer components by combining water and an appropriate solvent, and a purification method in a solution state such as ultrafiltration that extracts and removes only those having a specific molecular weight or less. , Reprecipitation method that removes residual monomer by coagulating resin in poor solvent by dripping resin solution into poor solvent and purification in solid state such as washing filtered resin slurry with poor solvent A normal method such as a method can be applied. For example, the resin is precipitated as a solid by contacting a solvent (poor solvent) in which the resin is hardly soluble or insoluble in a volume amount of 10 times or less, preferably 10 to 5 times that of the reaction solution.

ポリマー溶液からの沈殿又は再沈殿操作の際に用いる溶媒(沈殿又は再沈殿溶媒)としては、該ポリマーの貧溶媒であればよく、ポリマーの種類に応じて、例えば、炭化水素(ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素)、ハロゲン化炭化水素(塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化脂肪族炭化水素;クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素など)、ニトロ化合物(ニトロメタン、ニトロエタンなど)、ニトリル(アセトニトリル、ベンゾニトリルなど)、エーテル(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシエタンなどの鎖状エーテル;テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトンなど)、エステル(酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、カーボネート(ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなど)、アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなど)、カルボン酸(酢酸など)、水、これらの溶媒を含む混合溶媒等の中から適宜選択して使用できる。これらの中でも、沈殿又は再沈殿溶媒として、少なくともアルコール(特に、メタノールなど)または水を含む溶媒が好ましい。このような少なくとも炭化水素を含む溶媒において、アルコール(特に、メタノールなど)と他の溶媒(例えば、酢酸エチルなどのエステル、テトラヒドロフランなどのエーテル類等)との比率は、例えば前者/後者(体積比;25℃)=10/90〜99/1、好ましくは前者/後者(体積比;25℃)=30/70〜98/2、さらに好ましくは前者/後者(体積比;25℃)=50/50〜97/3程度である。   The solvent (precipitation or reprecipitation solvent) used in the precipitation or reprecipitation operation from the polymer solution may be a poor solvent for the polymer. For example, hydrocarbon (pentane, hexane, Aliphatic hydrocarbons such as heptane and octane; Cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene), halogenated hydrocarbons (methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, etc.) Halogenated aliphatic hydrocarbons; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene and dichlorobenzene), nitro compounds (nitromethane, nitroethane, etc.), nitriles (acetonitrile, benzonitrile, etc.), ethers (diethyl ether, diisopropyl ether, dimethoxyethane) Chain A Cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane), ketones (acetone, methyl ethyl ketone, diisobutyl ketone, etc.), esters (ethyl acetate, butyl acetate, etc.), carbonates (dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), alcohols ( (Methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol, etc.), carboxylic acid (acetic acid, etc.), water, a mixed solvent containing these solvents, and the like. Among these, as a precipitation or reprecipitation solvent, a solvent containing at least an alcohol (particularly methanol or the like) or water is preferable. In such a solvent containing at least hydrocarbon, the ratio of alcohol (particularly methanol) and other solvent (for example, ester such as ethyl acetate, ethers such as tetrahydrofuran) is, for example, the former / the latter (volume ratio). 25 ° C.) = 10/90 to 99/1, preferably the former / the latter (volume ratio; 25 ° C.) = 30/70 to 98/2, more preferably the former / the latter (volume ratio; 25 ° C.) = 50 / It is about 50 to 97/3.

沈殿又は再沈殿溶媒の使用量は、効率や収率等を考慮して適宜選択できるが、一般には、ポリマー溶液100質量部に対して、100〜10000質量部、好ましくは200〜2000質量部、さらに好ましくは300〜1000質量部である。   The amount of the precipitation or reprecipitation solvent used can be appropriately selected in consideration of efficiency, yield, and the like. More preferably, it is 300-1000 mass parts.

ポリマー溶液を沈殿又は再沈殿溶媒(貧溶媒)中に供給する際のノズルの口径は、好ましくは4mmφ以下(例えば0.2〜4mmφ)である。また、ポリマー溶液の貧溶媒中への供給速度(滴下速度)は、線速度として、例えば0.1〜10m/秒、好ましくは0.3〜5m/秒程度である。   The nozzle diameter at the time of supplying the polymer solution to the precipitation or reprecipitation solvent (poor solvent) is preferably 4 mmφ or less (for example, 0.2 to 4 mmφ). Moreover, the supply speed (dropping speed) of the polymer solution into the poor solvent is, for example, about 0.1 to 10 m / second, preferably about 0.3 to 5 m / second, as the linear speed.

沈殿又は再沈殿操作は攪拌下で行うのが好ましい。攪拌に用いる攪拌翼として、例えば、デスクタービン、ファンタービン(パドルを含む)、湾曲羽根タービン、矢羽根タービン、ファウドラー型、ブルマージン型、角度付き羽根ファンタービン、プロペラ、多段型、アンカー型(又は馬蹄型)、ゲート型、二重リボン、スクリューなどを使用できる。攪拌は、ポリマー溶液の供給終了後も、さらに10分以上、特に20分以上行うのが好ましい。攪拌時間が少ない場合には、ポリマー粒子中のモノマー含有量を充分低減できない場合が生じる。また、攪拌翼の代わりにラインミキサーを用いてポリマー溶液と貧溶媒とを混合攪拌することもできる。   The precipitation or reprecipitation operation is preferably performed with stirring. As a stirring blade used for stirring, for example, a desk turbine, a fan turbine (including a paddle), a curved blade turbine, an arrow blade turbine, a fiddler type, a bull margin type, an angled blade fan turbine, a propeller, a multistage type, an anchor type (or Horseshoe type), gate type, double ribbon, screw, etc. can be used. Stirring is preferably further performed for 10 minutes or more, particularly 20 minutes or more after the supply of the polymer solution. When the stirring time is short, the monomer content in the polymer particles may not be sufficiently reduced. Further, the polymer solution and the poor solvent can be mixed and stirred using a line mixer instead of the stirring blade.

沈殿又は再沈殿する際の温度としては、効率や操作性を考慮して適宜選択できるが、通常0〜50℃程度、好ましくは室温付近(例えば20〜35℃程度)である。沈殿又は再沈殿操作は、攪拌槽などの慣用の混合容器を用い、バッチ式、連続式等の公知の方法により行うことができる。   The temperature for precipitation or reprecipitation can be appropriately selected in consideration of efficiency and operability, but is usually about 0 to 50 ° C., preferably around room temperature (for example, about 20 to 35 ° C.). The precipitation or reprecipitation operation can be performed by a known method such as a batch method or a continuous method using a conventional mixing vessel such as a stirring tank.

沈殿又は再沈殿した粒子状ポリマーは、通常、濾過、遠心分離等の慣用の固液分離に付し、乾燥して使用に供される。濾過は、耐溶剤性の濾材を用い、好ましくは加圧下で行われる。乾燥は、常圧又は減圧下(好ましくは減圧下)、30〜100℃程度、好ましくは30〜50℃程度の温度で行われる。   The precipitated or re-precipitated particulate polymer is usually subjected to conventional solid-liquid separation such as filtration and centrifugation, and dried before use. Filtration is performed using a solvent-resistant filter medium, preferably under pressure. Drying is performed at a temperature of about 30 to 100 ° C., preferably about 30 to 50 ° C. under normal pressure or reduced pressure (preferably under reduced pressure).

尚、一度、樹脂を析出させて、分離した後に、再び溶媒に溶解させ、該樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒と接触させてもよい。
即ち、上記ラジカル重合反応終了後、該ポリマーが難溶あるいは不溶の溶媒を接触させ、樹脂を析出させ(工程a)、樹脂を溶液から分離し(工程b)、改めて溶媒に溶解させ樹脂溶液Aを調製(工程c)、その後、該樹脂溶液Aに、該樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒を、樹脂溶液Aの10倍未満の体積量(好ましくは5倍以下の体積量)で、接触させることにより樹脂固体を析出させ(工程d)、析出した樹脂を分離する(工程e)ことを含む方法でもよい。
樹脂溶液Aの調製に際し使用する溶媒は、重合反応に際しモノマーを溶解させる溶媒と同様の溶媒を使用することができ、重合反応に際し使用した溶媒と同一であっても異なっていてもよい。
The resin may be once deposited and separated, and then dissolved again in a solvent, and the resin may be brought into contact with a hardly soluble or insoluble solvent.
That is, after completion of the radical polymerization reaction, a solvent in which the polymer is hardly soluble or insoluble is brought into contact, the resin is precipitated (step a), the resin is separated from the solution (step b), and dissolved again in the solvent. (Step c), and then contact the resin solution A with a solvent in which the resin is hardly soluble or insoluble in a volume amount less than 10 times that of the resin solution A (preferably 5 times or less volume). This may be a method including precipitating a resin solid (step d) and separating the precipitated resin (step e).
The solvent used in the preparation of the resin solution A can be the same solvent as the solvent that dissolves the monomer in the polymerization reaction, and may be the same as or different from the solvent used in the polymerization reaction.

(D)酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物(以下、「溶解阻止化合物」ともいう)
本発明のポジ型レジスト組成物は、酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物(以下、「溶解阻止剤」ともいう)を含有してもよい。
溶解阻止剤としては、220nm以下の透過性を低下させないため、Proceeding of SPIE, 2724,355 (1996)に記載されている酸分解性基を含むコール酸誘導体の様な、酸分解性基を有する脂環族又は脂肪族化合物が好ましい。酸分解性基、脂環式構造としては、前記(A)成分の樹脂のところで説明したものと同様のものが挙げられる。
本発明における溶解阻止剤の分子量は、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。
(D) A dissolution inhibiting compound having a molecular weight of 3000 or less (hereinafter, also referred to as “dissolution inhibiting compound”) that is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkaline developer.
The positive resist composition of the present invention contains a dissolution inhibiting compound having a molecular weight of 3000 or less (hereinafter also referred to as “dissolution inhibitor”), which decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkaline developer. Also good.
As a dissolution inhibitor, it has an acid-decomposable group such as a cholic acid derivative containing an acid-decomposable group described in Proceeding of SPIE, 2724, 355 (1996) in order not to lower the permeability of 220 nm or less. Alicyclic or aliphatic compounds are preferred. Examples of the acid-decomposable group and alicyclic structure are the same as those described for the resin as the component (A).
The molecular weight of the dissolution inhibitor in the present invention is 3000 or less, preferably 300 to 3000, and more preferably 500 to 2500.

溶解阻止剤の添加量は、ポジ型レジスト組成物の全固形分に対し、好ましくは1〜30質量%であり、より好ましくは2〜20質量%である。   The addition amount of the dissolution inhibitor is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 2 to 20% by mass, based on the total solid content of the positive resist composition.

以下に溶解阻止剤の具体例を示すが、これらに限定されない。   Although the specific example of a dissolution inhibitor is shown below, it is not limited to these.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

(E)塩基性化合物
本発明のポジ型レジスト組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、(E)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。
(E) Basic compound The positive resist composition of the present invention preferably contains (E) a basic compound in order to reduce a 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 0005216892
Figure 0005216892

一般式(A)〜(E)中、
200、R201及びR202は、同一でも異なってもよく、水素原子、炭素数1〜20個のアルキル基、炭素数3〜20個のシクロアルキル基又は炭素数6〜20個のアリール基を表し、ここで、R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。
In general formulas (A) to (E),
R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different and are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. Here, R 201 and R 202 may combine with each other to form a ring.

上記アルキル基は無置換であっても置換基を有するものであってもよく、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。
203 、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。
これら一般式(A)〜(E)中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。
The alkyl group may be unsubstituted or may have a substituent. Examples of the alkyl group having a substituent include an aminoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, Or a C1-C20 cyanoalkyl group is preferable.
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.
The alkyl groups in these general formulas (A) to (E) are more preferably unsubstituted.

塩基性化合物としては、例えば、置換または無置換の第一級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類、アミド誘導体、イミド誘導体、シアノ基を有する含窒素化合物等が挙げられる。これらのなかで、脂肪族アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類が好ましい。有していてもよい好ましい置換基は、アミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ基、シアノ基、エステル基、ラクトン基である。
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。
Examples of basic compounds include substituted or unsubstituted primary, secondary, and tertiary aliphatic amines, aromatic amines, heterocyclic amines, amide derivatives, imide derivatives, and cyano groups. Examples thereof include nitrogen-containing compounds. Of these, aliphatic amines, aromatic amines, and heterocyclic amines are preferable. Preferred substituents that may be present are an amino group, an alkyl group, an alkoxy group, an acyl group, an acyloxy group, an aryl group, an aryloxy group, a nitro group, a cyano group, an ester group, and a lactone group.
These basic compounds are used alone or in combination of two or more.

塩基性化合物の使用量は、ポジ型レジスト組成物の固形分を基準として、通常、0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。   The usage-amount of a basic compound is 0.001-10 mass% normally on the basis of solid content of a positive resist composition, Preferably it is 0.01-5 mass%.

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)界面活性剤
本発明のポジ型レジスト組成物は、更に(E)界面活性剤を含有することが好ましく、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、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より好ましい。
(E) Surfactant The positive resist composition of the present invention preferably further contains (E) a surfactant, and is a fluorine-based and / or silicon-based surfactant (fluorine-based surfactant, silicon-based interface). It is more preferable to contain any one or two or more of an activator and a surfactant having both a fluorine atom and a silicon atom.

本発明のポジ型レジスト組成物が上記(E)界面活性剤を含有することにより、250nm以下、特に220nm以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ないレジストパターンを与えることが可能となる。
フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤としては、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。
使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431、4430(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、F113、F110、F177、F120、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)、GF−300、GF−150(東亜合成化学(株)製)、サーフロンS−393(セイミケミカル(株)製)、エフトップEF121、EF122A、EF122B、RF122C、EF125M、EF135M、EF351、352、EF801、EF802、EF601((株)ジェムコ製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520(OMNOVA社製)、FTX−204D、208G、218G、230G、204D、208D、212D、218、222D((株)ネオス製)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。
When the positive resist composition of the present invention contains the surfactant (E), a resist having good sensitivity and resolution and less adhesion and development defects when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less. A pattern can be given.
Examples of the fluorine-based and / or silicon-based surfactant include, for example, JP-A No. 62-36663, JP-A No. 61-226746, JP-A No. 61-226745, JP-A No. 62-170950, JP 63-34540 A, JP 7-230165 A, JP 8-62834 A, JP 9-54432 A, JP 9-5988 A, JP 2002-277862 A, US Patent Nos. 5,405,720, 5,360,692, 5,529,881, 5,296,330, 5,436,098, 5,576,143, 5,294,511, 5,824,451 Surfactant can be mentioned, The following commercially available surfactant can also be used as it is.
Examples of commercially available surfactants that can be used include F-top EF301, EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, 431, 4430 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173, F176, F189 , F113, F110, F177, F120, R08 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (Manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.), GF-300, GF-150 (manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd.), Surflon S-393 (manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.), F-top EF121, EF122A, EF122B, RF122C, EF125M , EF135M, EF351, 352, EF801, EF8 2, EF601 (manufactured by Gemco), PF636, PF656, PF6320, PF6520 (manufactured by OMNOVA), FTX-204D, 208G, 218G, 230G, 204D, 208D, 212D, 218, 222D (manufactured by Neos) Fluorine-based surfactants or silicon-based surfactants such as Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.

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

例えば、市販の界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(大日本インキ化学工業(株)製)を挙げることができる。さらに、C13基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体などを挙げることができる。 Examples of commercially available surfactants include Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, and F-472 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.). Further, a copolymer of an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), an acrylate (or methacrylate) having a C 3 F 7 group and (poly (oxy And a copolymer of (ethylene)) acrylate (or methacrylate) and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate).

また、本発明では、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤を使用することもできる。具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤等を挙げることができる。   In the present invention, other surfactants other than fluorine-based and / or silicon-based surfactants can also be used. Specifically, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene nonylphenol ether, etc. Sorbitans such as polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate Fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopal Te - DOO, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, may be mentioned polyoxyethylene sorbitan tristearate nonionic surfactants of polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as such.

これらの界面活性剤は単独で使用してもよいし、また、いくつかの組み合わせで使用してもよい。   These surfactants may be used alone or in several combinations.

(E)界面活性剤の使用量は、ポジ型レジスト組成物全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.01〜10質量%、より好ましくは0.1〜5質量%である。   (E) The usage-amount of surfactant becomes like this. Preferably it is 0.01-10 mass% with respect to positive resist composition whole quantity (except a solvent), More preferably, it is 0.1-5 mass%.

(F)溶剤
前記各成分を溶解させてポジ型レジスト組成物を調製する際に使用することができる溶剤としては、例えば、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキルエステル、アルコキシプロピオン酸アルキル、炭素数4〜10の環状ラクトン、炭素数4〜10の、環を含有しても良いモノケトン化合物、アルキレンカーボネート、酢酸アルコキシアルキル、ピルビン酸アルキル等の有機溶剤を挙げることができる。
(F) Solvent Examples of the solvent that can be used in preparing the positive resist composition by dissolving the above components include, for example, alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate ester, Examples thereof include organic solvents such as alkyl alkoxypropionates, cyclic lactones having 4 to 10 carbon atoms, monoketone compounds having 4 to 10 carbon atoms, which may contain a ring, alkylene carbonate, alkoxyalkyl acetate, and alkyl pyruvate. .

アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートとしては、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、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテートが好ましく挙げられる。
アルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、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を好ましく挙げられる。
Examples of the alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, propylene glycol monoethyl Preferred examples include ether propionate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate.
Preferred examples of the alkylene glycol monoalkyl ether include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether.

乳酸アルキルエステルとしては、例えば、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチルを好ましく挙げられる。
アルコキシプロピオン酸アルキルとしては、例えば、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチルを好ましく挙げられる。
Preferred examples of the alkyl lactate include methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate and butyl lactate.
Preferable examples of the alkyl alkoxypropionate include ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, and ethyl 3-methoxypropionate.

炭素数4〜10の環状ラクトンとしては、例えば、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−オクタノイックラクトン、α−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンが好ましく挙げられる。   Examples of the cyclic lactone having 4 to 10 carbon atoms include β-propiolactone, β-butyrolactone, γ-butyrolactone, α-methyl-γ-butyrolactone, β-methyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ- Caprolactone, γ-octanoic lactone, and α-hydroxy-γ-butyrolactone are preferred.

炭素数4〜10の、環を含有しても良いモノケトン化合物としては、例えば、2−ブタノン、3−メチルブタノン、ピナコロン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−メチル−3−ペンタノン、4,4−ジメチル−2−ペンタノン、2,4−ジメチル−3−ペンタノン、2,2,4,4−テトラメチル−3−ペンタノン、2−ヘキサノン、3−ヘキサノン、5−メチル−3−ヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、2−メチル−3−ヘプタノン、5−メチル−3−ヘプタノン、2,6−ジメチル−4−ヘプタノン、2−オクタノン、3−オクタノン、2−ノナノン、3−ノナノン、5−ノナノン、2−デカノン、3−デカノン、、4−デカノン、5−ヘキセン−2−オン、3−ペンテン−2−オン、シクロペンタノン、2−メチルシクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、2,2−ジメチルシクロペンタノン、2,4,4−トリメチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロヘキサノン、4−メチルシクロヘキサノン、4−エチルシクロヘキサノン、2,2−ジメチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、2,2,6−トリメチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、2−メチルシクロヘプタノン、3−メチルシクロヘプタノンが好ましく挙げられる。   Examples of the monoketone compound having 4 to 10 carbon atoms which may contain a ring include 2-butanone, 3-methylbutanone, pinacolone, 2-pentanone, 3-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, 4- Methyl-2-pentanone, 2-methyl-3-pentanone, 4,4-dimethyl-2-pentanone, 2,4-dimethyl-3-pentanone, 2,2,4,4-tetramethyl-3-pentanone, 2 -Hexanone, 3-hexanone, 5-methyl-3-hexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, 2-methyl-3-heptanone, 5-methyl-3-heptanone, 2,6-dimethyl-4 -Heptanone, 2-octanone, 3-octanone, 2-nonanone, 3-nonanone, 5-nonanone, 2-decanone, 3-decanone, 4-decanone, 5- Xen-2-one, 3-penten-2-one, cyclopentanone, 2-methylcyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, 2,2-dimethylcyclopentanone, 2,4,4-trimethylcyclopenta Non, cyclohexanone, 3-methylcyclohexanone, 4-methylcyclohexanone, 4-ethylcyclohexanone, 2,2-dimethylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, 2,2,6-trimethylcyclohexanone, cycloheptanone, 2-methylcyclo Preferred are heptanone and 3-methylcycloheptanone.

アルキレンカーボネートとしては、例えば、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネートが好ましく挙げられる。
酢酸アルコキシアルキルとしては、例えば、酢酸−2−メトキシエチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、酢酸−3−メトキシ−3−メチルブチル、酢酸−1−メトキシ−2−プロピルが好ましく挙げられる。
ピルビン酸アルキルとしては、例えば、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が好ましく挙げられる。
好ましく使用できる溶剤としては、常温常圧下で、沸点130℃以上の溶剤が挙げられる。具体的には、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、乳酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、プロピレンカーボネートが挙げられる。
本発明に於いては、上記溶剤を単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
Preferred examples of the alkylene carbonate include propylene carbonate, vinylene carbonate, ethylene carbonate, and butylene carbonate.
Examples of the alkoxyalkyl acetate include 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, 3-methoxy-3-methylbutyl acetate, and 1-methoxy acetate. 2-propyl is preferred.
Preferred examples of the alkyl pyruvate include methyl pyruvate, ethyl pyruvate, and propyl pyruvate.
As a solvent which can be preferably used, a solvent having a boiling point of 130 ° C. or higher under normal temperature and normal pressure can be mentioned. Specifically, cyclopentanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, ethyl lactate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl pyruvate, 2-ethoxyethyl acetate, acetic acid -2- (2-ethoxyethoxy) ethyl and propylene carbonate are mentioned.
In the present invention, the above solvents may be used alone or in combination of two or more.

本発明においては、有機溶剤として構造中に水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤を使用してもよい。
水酸基を含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。
水酸基を含有しない溶剤としては、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、酢酸ブチルが特に好ましく、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−ヘプタノンが最も好ましい。
水酸基を含有する溶剤と水酸基を含有しない溶剤との混合比(質量)は、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。水酸基を含有しない溶剤を50重量%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。
In this invention, you may use the mixed solvent which mixed the solvent which contains a hydroxyl group in a structure, and the solvent which does not contain a hydroxyl group as an organic solvent.
Examples of the solvent containing 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. Particularly preferred are propylene glycol monomethyl ether and ethyl lactate.
Examples of the solvent not containing a hydroxyl group include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide and the like. Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, and butyl acetate are particularly preferred, and propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate. 2-heptanone is most preferred.
The mixing ratio (mass) of the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 60/40. . A mixed solvent containing 50% by weight or more of a solvent not containing a hydroxyl group is particularly preferred from the viewpoint of coating uniformity.

(G)アルカリ可溶性樹脂
本発明のポジ型レジスト組成物は、更に、酸分解性基を含有していない、(G)水に不溶でアルカリ現像液に可溶な樹脂を含有することができ、これにより感度が向上する。
本発明においては、分子量1000〜20000程度のノボラック樹脂類、分子量3000〜50000程度のポリヒドロキシスチレン誘導体をこのようなアルカリ可溶性樹脂として用いることができるが、これらは250nm以下の光に対して吸収が大きいため、一部水素添加して用いるか、又は全樹脂量の30重量%以下の量で使用することが好ましい。
また、カルボキシル基をアルカリ可溶性基として含有する樹脂も用いることができる。カルボキシル基を含有する樹脂中にはドライエッチング耐性向上のために単環、又は多環の脂環炭化水素基を有していることが好ましい。具体的には酸分解性を示さない脂環式炭化水素構造を有するメタクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸の共重合体あるいは末端にカルボキシル基を有する脂環炭化水素基の(メタ)アクリル酸エステルの樹脂などを挙げることができる。
(G) Alkali-soluble resin The positive resist composition of the present invention may further contain an acid-decomposable group, (G) a resin that is insoluble in water and soluble in an alkaline developer, This improves the sensitivity.
In the present invention, novolak resins having a molecular weight of about 1000 to 20000 and polyhydroxystyrene derivatives having a molecular weight of about 3000 to 50000 can be used as such an alkali-soluble resin. However, they absorb light of 250 nm or less. Since it is large, it is preferable to use it by partially hydrogenating or using it in an amount of 30% by weight or less of the total resin amount.
A resin containing a carboxyl group as an alkali-soluble group can also be used. The resin containing a carboxyl group preferably has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon group for improving dry etching resistance. Specifically, a methacrylic acid ester and (meth) acrylic acid copolymer having an alicyclic hydrocarbon structure that does not exhibit acid decomposability, or a (meth) acrylic acid ester having an alicyclic hydrocarbon group having a carboxyl group at the terminal And the like.

(H)カルボン酸オニウム塩
本発明におけるポジ型レジスト組成物は、(H)カルボン酸オニウム塩を含有しても良い。カルボン酸オニウム塩としては、カルボン酸スルホニウム塩、カルボン酸ヨードニウム塩、カルボン酸アンモニウム塩などを挙げることができる。特に、(H)カルボン酸オニウム塩としては、ヨードニウム塩、スルホニウム塩が好ましい。更に、本発明の(H)カルボン酸オニウム塩のカルボキシレート残基が芳香族基、炭素−炭素2重結合を含有しないことが好ましい。特に好ましいアニオン部としては、炭素数1〜30の直鎖、分岐、単環または多環環状アルキルカルボン酸アニオンが好ましい。さらに好ましくはこれらのアルキル基の一部または全てがフッ素置換されたカルボン酸のアニオンが好ましい。アルキル鎖中に酸素原子を含んでいても良い。これにより220nm以下の光に対する透明性が確保され、感度、解像力が向上し、疎密依存性、露光マージンが改良される。
(H) Carboxylic acid onium salt The positive resist composition in the present invention may contain (H) a carboxylic acid onium salt. Examples of the carboxylic acid onium salt include a carboxylic acid sulfonium salt, a carboxylic acid iodonium salt, and a carboxylic acid ammonium salt. In particular, the (H) carboxylic acid onium salt is preferably an iodonium salt or a sulfonium salt. Furthermore, it is preferable that the carboxylate residue of the (H) carboxylic acid onium salt of the present invention does not contain an aromatic group or a carbon-carbon double bond. As a particularly preferable anion moiety, a linear, branched, monocyclic or polycyclic alkylcarboxylic acid anion having 1 to 30 carbon atoms is preferable. More preferably, an anion of a carboxylic acid in which some or all of these alkyl groups are fluorine-substituted is preferable. The alkyl chain may contain an oxygen atom. This ensures transparency with respect to light of 220 nm or less, improves sensitivity and resolution, and improves density dependency and exposure margin.

フッ素置換されたカルボン酸のアニオンとしては、フロロ酢酸、ジフロロ酢酸、トリフロロ酢酸、ペンタフロロプロピオン酸、ヘプタフロロ酪酸、ノナフロロペンタン酸、パーフロロドデカン酸、パーフロロトリデカン酸、パーフロロシクロヘキサンカルボン酸、2,2−ビストリフロロメチルプロピオン酸のアニオン等が挙げられる。   Fluorine-substituted carboxylic acid anions include fluoroacetic acid, difluoroacetic acid, trifluoroacetic acid, pentafluoropropionic acid, heptafluorobutyric acid, nonafluoropentanoic acid, perfluorododecanoic acid, perfluorotridecanoic acid, perfluorocyclohexanecarboxylic acid, 2 , 2-bistrifluoromethylpropionic acid anion and the like.

これらの(H)カルボン酸オニウム塩は、スルホニウムヒドロキシド、ヨードニウムヒドロキシド、アンモニウムヒドロキシドとカルボン酸を適当な溶剤中酸化銀と反応させることによって合成できる。   These (H) carboxylic acid onium salts can be synthesized by reacting sulfonium hydroxide, iodonium hydroxide, ammonium hydroxide and carboxylic acid with silver oxide in a suitable solvent.

(H)カルボン酸オニウム塩の組成物中の含量は、組成物の全固形分に対し、0.1〜20質量%が適当であり、好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。   The content of (H) carboxylic acid onium salt in the composition is suitably from 0.1 to 20% by weight, preferably from 0.5 to 10% by weight, more preferably 1%, based on the total solid content of the composition. -7% by mass.

その他の添加剤
本発明のポジ型レジスト組成物には、必要に応じてさらに染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、及び現像液に対する溶解性を促進させる化合物(例えば、分子量1000以下のフェノール化合物、カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物)等を含有させることができる。
Other Additives In the positive resist composition of the present invention, if necessary, a dye, a plasticizer, a photosensitizer, a light absorber, and a compound that promotes solubility in a developer (for example, a molecular weight of 1000 or less) A phenol compound, an alicyclic compound having a carboxyl group, or an aliphatic compound).

このような分子量1000以下のフェノール化合物は、例えば、特開平4−122938号、特開平2−28531号、米国特許第4,916,210、欧州特許第219294等に記載の方法を参考にして、当業者において容易に合成することができる。
カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物の具体例としてはコール酸、デオキシコール酸、リトコール酸などのステロイド構造を有するカルボン酸誘導体、アダマンタンカルボン酸誘導体、アダマンタンジカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
Such phenolic compounds having a molecular weight of 1000 or less can be obtained by referring to, for example, the methods described in JP-A-4-1222938, JP-A-2-28531, US Pat. No. 4,916,210, European Patent 219294, etc. It can be easily synthesized by those skilled in the art.
Specific examples of alicyclic or aliphatic compounds having a carboxyl group include carboxylic acid derivatives having a steroid structure such as cholic acid, deoxycholic acid, lithocholic acid, adamantane carboxylic acid derivatives, adamantane dicarboxylic acid, cyclohexane carboxylic acid, cyclohexane Examples thereof include, but are not limited to, dicarboxylic acids.

〔レジスト組成物の物性〕
本発明のポジ型レジスト組成物は、解像力向上の観点から、膜厚30〜250nmで使用されることが好ましく、より好ましくは、膜厚30〜200nmで使用されることが好ましい。ポジ型レジスト組成物中の固形分濃度を適切な範囲に設定して適度な粘度をもたせ、塗布性、製膜性を向上させることにより、このような膜厚とすることができる。
ポジ型レジスト組成物中の全固形分濃度は、一般的には1〜10質量%、より好ましくは1〜8質量%、さらに好ましくは1.0〜7.0質量%である。
[Physical properties of resist composition]
The positive resist composition of the present invention is preferably used at a film thickness of 30 to 250 nm, more preferably at a film thickness of 30 to 200 nm, from the viewpoint of improving resolution. Such a film thickness can be obtained by setting the solid content concentration in the positive resist composition to an appropriate range to give an appropriate viscosity and improving the coating property and film forming property.
The total solid concentration in the positive resist composition is generally 1 to 10% by mass, more preferably 1 to 8% by mass, and still more preferably 1.0 to 7.0% by mass.

〔パターン形成方法〕
本発明のポジ型レジスト組成物は、上記の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、次のように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 resist composition of the present invention is used by dissolving the above components in a predetermined organic solvent, preferably the mixed solvent, filtering the solution, and then applying the solution on a predetermined support as follows. 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 still more preferably 0.03 microns or less.

例えば、ポジ型レジスト組成物を精密集積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆)上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法により塗布、乾燥し、感光性膜を形成する。
当該感光性膜に、所定のマスクを通して活性光線又は放射線を照射し、好ましくはベーク(加熱)を行い、現像、リンスする。これにより良好なパターンを得ることができる。
For example, a positive resist composition is coated on a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) used in the manufacture of precision integrated circuit elements by a suitable coating method such as a spinner or a coater, and dried to form a photosensitive film. Form.
The photosensitive film is irradiated with actinic rays or radiation through a predetermined mask, preferably baked (heated), developed and rinsed. Thereby, a good pattern can be obtained.

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)、Fエキシマレーザー(157nm)、X線、電子ビーム等であり、更に好ましくは1nm〜200nmの波長の光、特にArFエキシマレーザー、F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., more preferably light having a wavelength of 1 nm to 200 nm, particularly ArF Excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (13 nm), and electron beam are preferable.

現像工程では、アルカリ現像液を次のように用いる。レジスト組成物のアルカリ現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用することができる。
さらに、上記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。
リンス液としては、純水を使用し、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
また、現像処理または、リンス処理の後に、パターン上に付着している現像液またはリンス液を超臨界流体により除去する処理を行うことができる。
In the development step, an alkaline developer is used as follows. As an alkaline developer of the resist composition, inorganic hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, Secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide and the like Alkaline aqueous solutions such as quaternary ammonium salts, cyclic amines such as pyrrole and pihelidine can be used.
Furthermore, alcohols and surfactants can be added in appropriate amounts to the alkaline 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.
As the rinsing liquid, pure water can be used, and an appropriate amount of a surfactant can be added.
Further, after the development process or the rinsing process, a process of removing the developer or the rinsing liquid adhering to the pattern with a supercritical fluid can be performed.

活性光線又は放射線の照射時にレジスト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 resist 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. Further, an overcoat layer may be further provided on the photosensitive film so that the immersion medium and the photosensitive film do not come into direct contact with 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.

液浸露光する際に使用する液浸液について、以下に説明する。
液浸液は、露光光に対して透明であり、かつレジスト上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるよう、屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましいが、特に露光光源がArFエキシマレーザー(波長;193nm)である場合には、上述の観点に加えて、入手の容易さ、取り扱いのし易さといった点から水を用いるのが好ましい。
また、さらに屈折率が向上できるという点で屈折率1.5以上の媒体を用いることもできる。この媒体は、水溶液でもよく有機溶剤でもよい。
The immersion liquid used for the immersion exposure will be described below.
The immersion liquid is preferably a liquid that is transparent to the exposure light and has a refractive index temperature coefficient as small as possible so as to minimize distortion of the optical image projected onto the resist. In the case of an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), it is preferable to use water from the viewpoints of availability and ease of handling in addition to the above-described viewpoints.
Further, a medium having a refractive index of 1.5 or more can be used in that the refractive index can be further improved. This medium may be an aqueous solution or an organic solvent.

液浸液として水を用いる場合、水の表面張力を減少させるとともに、界面活性力を増大させるために、ウェハ上のレジスト層を溶解させず、且つレンズ素子の下面の光学コートに対する影響が無視できる添加剤(液体)を僅かな割合で添加しても良い。その添加剤としては水とほぼ等しい屈折率を有する脂肪族系のアルコールが好ましく、具体的にはメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。水とほぼ等しい屈折率を有するアルコールを添加することにより、水中のアルコール成分が蒸発して含有濃度が変化しても、液体全体としての屈折率変化を極めて小さくできるといった利点が得られる。一方で、193nm光に対して不透明な物質や屈折率が水と大きく異なる不純物が混入した場合、レジスト上に投影される光学像の歪みを招くため、使用する水としては、蒸留水が好ましい。更にイオン交換フィルター等を通して濾過を行った純水を用いてもよい。   When water is used as the immersion liquid, the surface tension of the water is decreased and the surface activity is increased, so that the resist layer on the wafer is not dissolved and the influence on the optical coating on the lower surface of the lens element can be ignored. An additive (liquid) may be added in a small proportion. The additive is preferably an aliphatic alcohol having a refractive index substantially equal to that of water, and specifically includes methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and the like. By adding an alcohol having a refractive index substantially equal to that of water, even if the alcohol component in water evaporates and the content concentration changes, an advantage that the change in the refractive index of the entire liquid can be made extremely small can be obtained. On the other hand, when an opaque substance or impurities whose refractive index is significantly different from that of water are mixed with respect to 193 nm light, the optical image projected on the resist is distorted. Therefore, distilled water is preferable as the water to be used. Further, pure water filtered through an ion exchange filter or the like may be used.

水の電気抵抗は、18.3MΩcm以上であることが望ましく、TOC(有機物濃度)は20ppb以下であることが望ましく、脱気処理をしていることが望ましい。
また、液浸液の屈折率を高めることにより、リソグラフィー性能を高めることが可能である。このような観点から、屈折率を高めるような添加剤を水に加えたり、水の代わりに重水(DO)を用いてもよい。
The electric resistance of water is preferably 18.3 MΩcm or more, the TOC (organic substance concentration) is preferably 20 ppb or less, and deaeration treatment is preferably performed.
Moreover, it is possible to improve lithography performance by increasing the refractive index of the immersion liquid. From such a viewpoint, an additive that increases the refractive index may be added to water, or heavy water (D 2 O) may be used instead of water.

本発明のポジ型レジスト組成物によるレジスト膜と液浸液との間には、レジスト膜を直接、液浸液に接触させないために、液浸液難溶性膜(以下、「トップコート」ともいう)を設けてもよい。トップコートに必要な機能としては、レジスト上層部への塗布適正、放射線、特に193nmに対する透明性、液浸液難溶性である。トップコートは、レジストと混合せず、さらにレジスト上層に均一に塗布できることが好ましい。
トップコートは、193nm透明性という観点からは、芳香族を含有しないポリマーが好ましく、具体的には、炭化水素ポリマー、アクリル酸エステルポリマー、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリビニルエーテル、シリコン含有ポリマー、フッ素含有ポリマーなどが挙げられる。トップコートから液浸液へ不純物が溶出すると光学レンズを汚染するという観点からは、トップコートに含まれるポリマーの残留モノマー成分は少ない方が好ましい。
Since the resist film is not directly brought into contact with the immersion liquid between the resist film of the positive resist composition of the present invention and the immersion liquid, it is also referred to as an “immersion liquid hardly soluble film” (hereinafter referred to as “top coat”). ) May be provided. The necessary functions for the top coat are suitability for application to the upper layer of the resist, radiation, especially transparency to 193 nm, and poor immersion liquid solubility. It is preferable that the top coat is not mixed with the resist and can be uniformly applied to the resist upper layer.
From the viewpoint of 193 nm transparency, the topcoat is preferably a polymer that does not contain an aromatic, and specifically, a hydrocarbon polymer, an acrylate polymer, a polymethacrylic acid, a polyacrylic acid, a polyvinyl ether, a silicon-containing polymer, And fluorine-containing polymers. From the viewpoint of contaminating the optical lens when impurities are eluted from the top coat into the immersion liquid, it is preferable that the residual monomer component of the polymer contained in the top coat is small.

トップコートを剥離する際は、現像液を使用してもよいし、別途剥離剤を使用してもよい。剥離剤としては、レジストへの浸透が小さい溶剤が好ましい。剥離工程がレジストの現像処理工程と同時にできるという点では、アルカリ現像液により剥離できることが好ましい。アルカリ現像液で剥離するという観点からは、トップコートは酸性が好ましいが、レジストとの非インターミクス性の観点から、中性であってもアルカリ性であってもよい。
トップコートと液浸液との間には屈折率の差がない方が、解像力が向上する。ArFエキシマレーザー(波長:193nm)において、液浸液として水を用いる場合には、ArF液浸露光用トップコートは、液浸液の屈折率に近いことが好ましい。屈折率を液浸液に近くするという観点からは、トップコート中にフッ素原子を有することが好ましい。また、透明性・屈折率の観点から薄膜の方が好ましい。
When peeling the top coat, a developer may be used, or a separate release agent may be used. As the release agent, a solvent having a small penetration into the resist is preferable. It is preferable that the peeling process can be performed with an alkali developer in that the peeling process can be performed simultaneously with the resist development process. From the viewpoint of peeling with an alkaline developer, the topcoat is preferably acidic, but may be neutral or alkaline from the viewpoint of non-intermixability with the resist.
The resolution is improved when there is no difference in refractive index between the top coat and the immersion liquid. In the case of using water as the immersion liquid in an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), the top coat for ArF immersion exposure is preferably close to the refractive index of the immersion liquid. From the viewpoint of making the refractive index close to the immersion liquid, it is preferable to have fluorine atoms in the topcoat. A thin film is more preferable from the viewpoint of transparency and refractive index.

トップコートがレジストと混合せず、さらに液浸液とも混合しないことが好ましい。この観点から、液浸液が水の場合には、トップコート溶剤はレジスト溶媒難溶かつ非水溶性の媒体であることが好ましい。さらに、液浸液が有機溶剤である場合には、トップコートは水溶性であっても非水溶性であってもよい。   It is preferred that the top coat is not mixed with the resist and further not mixed with the immersion liquid. From this viewpoint, when the immersion liquid is water, the topcoat solvent is preferably a resist solvent hardly soluble and water-insoluble medium. Furthermore, when the immersion liquid is an organic solvent, the topcoat may be water-soluble or water-insoluble.

本発明のレジスト組成物は、レジスト膜とした際に水のレジスト膜に対する後退接触角が65°以上であることが好ましい。ここで、後退接触角は常温常圧下におけるものである。後退接触角は、レジスト膜を傾けて液滴が落下し始めるときの後退の接触角である。一般に後退接触角は転落角とほぼ相関し、後退接触角が高く、転落角が小さい膜ほど水はじきがよいことを示す。   When the resist composition of the present invention is used as a resist film, the receding contact angle of water with respect to the resist film is preferably 65 ° or more. Here, the receding contact angle is at normal temperature and pressure. The receding contact angle is the receding contact angle when the droplet starts to drop when the resist film is tilted. In general, the receding contact angle is substantially correlated with the falling angle, and a film having a higher receding contact angle and a smaller falling angle indicates better water repelling.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明の内容がこれにより限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, the content of this invention is not limited by this.

以下、実施例5は、参考例5と読み替えるものとする。
実施例1〜44及び比較例1、2
Hereinafter, Example 5 shall be read as Reference Example 5.
Examples 1 to 44 and Comparative Examples 1 and 2

合成例(樹脂(1)の合成)
窒素気流下シクロヘキサノン8.6gを3つ口フラスコに入れ、これを80℃に加熱した。これに2−アダマンチルイソプロピルメタクリレート9.8g、ジヒドロキシアダマンチルメタクリレート4.4g、ノルボルナンラクトンメタクリレート8.9g、重合開始剤V−601(和光純薬製)をモノマーに対し8mol%をシクロヘキサノン79g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。反応液を放冷後ヘキサン800m/酢酸エチル200ml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(1)が19g得られた。得られた樹脂の重量平均分子量は、標準ポリスチレン換算で9800、分散度(Mw/Mn)は1.9であった。
樹脂(2)〜(30)は樹脂(1)と同様の方法で合成した。
樹脂(31)は、特開2005−156726の実施例1と同様の方法で合成した。
Synthesis example (synthesis of resin (1))
Under a nitrogen stream, 8.6 g of cyclohexanone was placed in a three-necked flask and heated to 80 ° C. To this, 9.8 g of 2-adamantyl isopropyl methacrylate, 4.4 g of dihydroxyadamantyl methacrylate, 8.9 g of norbornane lactone methacrylate, and 8 mol% of a polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) were dissolved in 79 g of cyclohexanone. The solution was added dropwise over 6 hours. 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 over 20 minutes to a mixture of 800 m of hexane / 200 ml of ethyl acetate, and the precipitated powder was collected by filtration and dried to obtain 19 g of Resin (1). The weight average molecular weight of the obtained resin was 9800 in terms of standard polystyrene, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.9.
Resins (2) to (30) were synthesized in the same manner as resin (1).
Resin (31) was synthesized by the same method as in Example 1 of JP-A-2005-156726.

実施例で用いた酸分解性樹脂(A)の構造と組成、分子量等を以下に示す。組成は樹脂構造式番号および組成比(構造式における左から順)を示す。   The structure and composition of the acid-decomposable resin (A) used in the examples, the molecular weight, and the like are shown below. The composition indicates the resin structural formula number and the composition ratio (in order from the left in the structural formula).

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合成例(1)樹脂(C−1)・(C−2)の合成
2−トリフルオロメチルメタクリル酸(3,5−ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−ヒドロキシプロパン−2−イル)シクロヘキシル)を0.06モル、(5−ノルボルネン−2−メチル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン−2−オールを0.04モル調製した。この混合物を窒素雰囲気下、80℃にて攪拌しているところに、和光純薬工業(株)製重合開始剤V−59を1.5mol%加え、そのまま3時間攪拌した。その後、3時間ごとに重合開始剤V−59を1.5mol%加えながら12時間攪拌した。反応終了後、反応液(C−1)をTHF20mLに溶解させ、室温まで冷却した。ヘキサン800mLに晶析、析出した白色粉体を濾取し、目的物である樹脂(C−1)を回収した。
HNMRから求めたポリマー組成比は60/40(構造式左から順)であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は8800、分散度は1.5であった。
Synthesis Example (1) Synthesis of Resins (C-1) and (C-2) 2-Trifluoromethylmethacrylic acid (3,5-bis (1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2- 0.06 mol of hydroxypropan-2-yl) cyclohexyl) and 0.04 mol of (5-norbornene-2-methyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-ol did. When this mixture was stirred at 80 ° C. in a nitrogen atmosphere, 1.5 mol% of a polymerization initiator V-59 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added, and the mixture was stirred as it was for 3 hours. Then, it stirred for 12 hours, adding 1.5 mol% of polymerization initiator V-59 every 3 hours. After completion of the reaction, the reaction solution (C-1) was dissolved in 20 mL of THF and cooled to room temperature. The white powder crystallized and precipitated in 800 mL of hexane was collected by filtration to recover the target resin (C-1).
The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 60/40 (in order from the left of the structural formula). Moreover, the weight average molecular weight of standard polystyrene conversion calculated | required by GPC measurement was 8800, and dispersion degree was 1.5.

モノマーを変更し、仕込み組成を70/30(構造式左から順)にした以外は同様にして、樹脂(C−2)を合成した。樹脂(C−2)のHNMRから求めたポリマー組成比は68/32であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は11000、分散度は1.7であった。 Resin (C-2) was synthesized in the same manner except that the monomer was changed and the charge composition was changed to 70/30 (in order from the left of the structural formula). The polymer composition ratio determined from 1 HNMR of the resin (C-2) was 68/32. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 11000, and dispersion degree was 1.7.

合成例(2)樹脂(C−3)の合成
ジ−μ−クロロビス[(η−アリル)パラジウム(II)]0.262gとヘキサフルオロアンチモン酸銀0.488gをクロロベンゼン44mLに溶解し、室温で攪拌する。20分後、反応混合物をろ過し、ろ液を5−ノルボルネン−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン−2−オール20g、水0.2mL、クロロベンゼン170mLからなる混合液に加える。それをさらに室温で20時間攪拌した後、メタノール1200mLに加え、析出した樹脂をろ別する。次に樹脂をクロロベンゼン150mLに溶解し、そこにメタノール30mLと水素化ホウ素ナトリウム3.2gを加え、室温で3時間攪拌し、さらに室温で24時間放置する。析出したPd(0)の粒子をろ別し、ろ液をメタノール800mLに注ぐ。析出した樹脂をろ別することにより、目的とする樹脂(C−3)を得た。
GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は8000、分散度は1.4であった。
Synthesis Example (2) Synthesis of Resin (C-3) 0.262 g of di-μ-chlorobis [(η-allyl) palladium (II)] and 0.488 g of silver hexafluoroantimonate were dissolved in 44 mL of chlorobenzene, and at room temperature. Stir. After 20 minutes, the reaction mixture was filtered, and the filtrate was mixed with 20 g of 5-norbornene-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-ol, 0.2 mL of water and 170 mL of chlorobenzene. Add. It is further stirred at room temperature for 20 hours, then added to 1200 mL of methanol, and the precipitated resin is filtered off. Next, the resin is dissolved in 150 mL of chlorobenzene, 30 mL of methanol and 3.2 g of sodium borohydride are added thereto, stirred at room temperature for 3 hours, and further allowed to stand at room temperature for 24 hours. The precipitated particles of Pd (0) are filtered off, and the filtrate is poured into 800 mL of methanol. The precipitated resin was filtered off to obtain the target resin (C-3).
The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 8,000, and the degree of dispersion was 1.4.

合成例(3)樹脂(C−4)〜(C−6)の合成
1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−(4−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−ヒドロキシプロパン−2−イル)シクロヘキシル)プロパン−2−イルメタクリレート20gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解し70mLに溶解した。この溶液に和光純薬工業(株)製重合開始剤V−601を3mol%加え、これを窒素雰囲気下、6時間かけて80℃に加熱したプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液10mLに滴下した。滴下終了後、反応液を2時間攪拌し、反応液(C−4)を得た。反応終了後、反応液(C−4)を室温まで冷却し、4.5倍量のヘキサンに晶析、析出した白色粉体を濾取し、目的物である樹脂(C−4)を回収した。
GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は8500、分散度は1.4であった。
Synthesis Example (3) Synthesis of Resins (C-4) to (C-6) 1,1,1,3,3,3-Hexafluoro-2- (4- (1,1,1,3,3, 20 g of 3-hexafluoro-2-hydroxypropan-2-yl) cyclohexyl) propan-2-yl methacrylate was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate and dissolved in 70 mL. To this solution, 3 mol% of a polymerization initiator V-601 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added, and this was added dropwise to 10 mL of a propylene glycol monomethyl ether acetate solution heated to 80 ° C. over 6 hours in a nitrogen atmosphere. The reaction liquid was stirred for 2 hours after completion | finish of dripping, and the reaction liquid (C-4) was obtained. After completion of the reaction, the reaction solution (C-4) was cooled to room temperature, crystallized in 4.5 times the amount of hexane, and the precipitated white powder was collected by filtration to recover the target resin (C-4). did.
The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 8500, and the degree of dispersion was 1.4.

合成例(3)と同様の方法を用いて、仕込み組成80/20(構造式左から順)にて、樹脂(C−5)を合成した。晶析には溶媒としてメタノールを使用した。HNMRから求めたポリマー組成比は80/20であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は13000、分散度は2.1であった。 Using the same method as in Synthesis Example (3), Resin (C-5) was synthesized with a charge composition of 80/20 (in order from the left of the structural formula). Methanol was used as a solvent for crystallization. The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 80/20. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 13000, and dispersion degree was 2.1.

合成例(3)と同様の方法を用いて、仕込み組成70/30(構造式左から順)にて、樹脂(C−6)を合成した。晶析には溶媒としてメタノールを使用した。HNMRから求めたポリマー組成比は70/30であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は18000、分散度は2.3であった。 Using the same method as in Synthesis Example (3), Resin (C-6) was synthesized with a charge composition of 70/30 (in order from the left of the structural formula). Methanol was used as a solvent for crystallization. The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 70/30. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 18000, and dispersion degree was 2.3.

合成例(1)と同様の方法を用いて、仕込み組成50/50(構造式左から順)にて、樹脂(C−7)を合成した。晶析には溶媒としてメタノールを使用した。HNMRから求めたポリマー組成比は50/50であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は5200、分散度は1.9であった。 Using the same method as in Synthesis Example (1), Resin (C-7) was synthesized with a charge composition of 50/50 (in order from the left of the structural formula). Methanol was used as a solvent for crystallization. The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 50/50. Moreover, the weight average molecular weight of standard polystyrene conversion calculated | required by GPC measurement was 5200, and dispersion degree was 1.9.

合成例(3)と同様の方法を用いて、仕込み組成50/50(構造式左から順)にて、樹脂(C−8)を合成した。晶析には溶媒としてメタノールを使用した。HNMRから求めたポリマー組成比は50/50であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は10200、分散度は2.2であった。 Using the same method as in Synthesis Example (3), Resin (C-8) was synthesized with a charge composition of 50/50 (in order from the left of the structural formula). Methanol was used as a solvent for crystallization. The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 50/50. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 10200, and dispersion degree was 2.2.

合成例(3)と同様の方法を用いて、仕込み組成60/40(構造式左から順)にて、樹脂(C−9)を合成した。晶析には溶媒としてヘキサンを使用した。HNMRから求めたポリマー組成比は60/40であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は7200、分散度は2.2であった。 Using the same method as in Synthesis Example (3), Resin (C-9) was synthesized with a charge composition of 60/40 (in order from the left of the structural formula). Hexane was used as a solvent for crystallization. The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 60/40. Moreover, the weight average molecular weight of standard polystyrene conversion calculated | required by GPC measurement was 7200, and dispersion degree was 2.2.

合成例(1)と同様の方法を用いて、仕込み組成30/30/40(構造式左から順)にて、樹脂(C−10)を合成した。晶析には溶媒としてメタノールを使用した。HNMRから求めたポリマー組成比は32/32/36であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は5600、分散度は2.0であった。 Using the same method as in Synthesis Example (1), Resin (C-10) was synthesized with a charge composition of 30/30/40 (in order from the left of the structural formula). Methanol was used as a solvent for crystallization. The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 32/32/36. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 5600, and dispersion degree was 2.0.

合成例(4) 樹脂(C−11)の合成
メタクリル酸(3,5−ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−ヒドロキシプロパン−2−イル)シクロヘキシル)50gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解し200mLに溶解した。この混合物を窒素雰囲気下、80℃にて攪拌しているところに、和光純薬工業(株)製重合開始剤V−601を5mol%加え、そのまま5時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷却し、5倍量のヘキサンに晶析、析出した白色粉体を濾取し、目的物である樹脂(C−11)を回収した。
GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は9300、分散度は1.4であった。
Synthesis Example (4) Synthesis of Resin (C-11) 50 g of methacrylic acid (3,5-bis (1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-hydroxypropan-2-yl) cyclohexyl) Dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate and dissolved in 200 mL. When this mixture was stirred at 80 ° C. in a nitrogen atmosphere, 5 mol% of a polymerization initiator V-601 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added and stirred as it was for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to room temperature, crystallized in 5-fold amount of hexane, and the precipitated white powder was collected by filtration to recover the target resin (C-11).
The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 9300, and the degree of dispersion was 1.4.

樹脂(C−12)は、仕込み組成比を50/50にし、重合開始剤を5モル%に変更した以外は、合成例(3)と同様の方法を用いて合成した。HNMRから求めたポリマー組成比は50/50であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は8800、分散度は1.8であった。 Resin (C-12) was synthesized using the same method as in Synthesis Example (3) except that the charging composition ratio was changed to 50/50 and the polymerization initiator was changed to 5 mol%. The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 50/50. Moreover, the weight average molecular weight of standard polystyrene conversion calculated | required by GPC measurement was 8800, and dispersion degree was 1.8.

樹脂(C−13)は、仕込み組成比を40/30/30にした以外は、樹脂(C−12)の合成法と同様の方法を用いて合成した。HNMRから求めたポリマー組成比は39/30/31であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は6500、分散度は1.8であった。 Resin (C-13) was synthesized using the same method as the synthesis method of Resin (C-12) except that the charging composition ratio was 40/30/30. The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 39/30/31. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 6500, and dispersion degree was 1.8.

樹脂(C−14)は、仕込み組成比を80/20にした以外は、樹脂(C−12)の合成法と同様の方法を用いて合成した。HNMRから求めたポリマー組成比は78/22であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は8700、分散度は1.8であった。 Resin (C-14) was synthesized using the same method as the synthesis method of Resin (C-12) except that the charging composition ratio was 80/20. The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 78/22. Moreover, the weight average molecular weight of standard polystyrene conversion calculated | required by GPC measurement was 8700, and dispersion degree was 1.8.

樹脂(C−15)は、仕込み組成比を80/20にした以外は、樹脂(C−12)の合成法と同様の方法を用いて合成した。HNMRから求めたポリマー組成比は80/20であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は8800、分散度は1.8であった。 Resin (C-15) was synthesized using the same method as the synthesis method of Resin (C-12) except that the charging composition ratio was 80/20. The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 80/20. Moreover, the weight average molecular weight of standard polystyrene conversion calculated | required by GPC measurement was 8800, and dispersion degree was 1.8.

樹脂(C−16)は、仕込み組成比を40/60にした以外は、樹脂(C−12)の合成法と同様の方法を用いて合成した。晶析には溶媒としてメタノールを使用した。HNMRから求めたポリマー組成比は40/60であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は11000、分散度は1.9であった。 Resin (C-16) was synthesized using the same method as the synthesis method of Resin (C-12) except that the charging composition ratio was 40/60. Methanol was used as a solvent for crystallization. The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 40/60. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 11000, and dispersion degree was 1.9.

樹脂(C−17)は、仕込み組成比を30/70にした以外は、樹脂(C−16)の合成法と同様の方法を用いて合成した。HNMRから求めたポリマー組成比は28/72であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は10500、分散度は1.9であった。 Resin (C-17) was synthesized using the same method as the synthesis method of Resin (C-16) except that the charging composition ratio was 30/70. The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 28/72. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 10500, and dispersion degree was 1.9.

樹脂(C−18)は、樹脂(C−13)の合成法と同様の方法を用いて合成した。HNMRから求めたポリマー組成比は42/20/38であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は7500、分散度は2.2であった。 Resin (C-18) was synthesized using a method similar to the synthesis method of Resin (C-13). The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 42/20/38. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 7500, and dispersion degree was 2.2.

樹脂(C−19)は、仕込み組成比を40/30/30にした以外は、樹脂(C−16)の合成法と同様の方法を用いて合成した。HNMRから求めたポリマー組成比は40/33/27であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は7500、分散度は2.2であった。 Resin (C-19) was synthesized using the same method as the synthesis method of Resin (C-16) except that the charging composition ratio was 40/30/30. The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 40/33/27. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 7500, and dispersion degree was 2.2.

樹脂(C−20)は、樹脂(C−19)の合成法と同様の方法を用いて合成した。HNMRから求めたポリマー組成比は40/30/30であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は8200、分散度は2.2であった。 Resin (C-20) was synthesized using a method similar to the synthesis method of Resin (C-19). The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 40/30/30. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 8200, and dispersion degree was 2.2.

樹脂(C−21)は、仕込み組成比を70/30にした以外は、樹脂(C−12)の合成法と同様の方法を用いて合成した。HNMRから求めたポリマー組成比は65/35であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は5600、分散度は2.0であった。 Resin (C-21) was synthesized using the same method as the synthesis method of Resin (C-12) except that the charging composition ratio was 70/30. The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 65/35. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 5600, and dispersion degree was 2.0.

樹脂(C−22)は、仕込み組成比を50/50にした以外は、合成例(3)と同様の方法を用いて合成した。HNMRから求めたポリマー組成比は50/50であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は6200、分散度は2.0であった。 Resin (C-22) was synthesized using the same method as in Synthesis Example (3) except that the charging composition ratio was 50/50. The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 50/50. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 6200, and dispersion degree was 2.0.

樹脂(C−23)は、仕込み組成比を30/50/20にした以外は、樹脂(C−12)の合成法と同様の方法を用いて合成した。HNMRから求めたポリマー組成比は29/50/21であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は8800、分散度は2.0であった。 Resin (C-23) was synthesized using the same method as the synthesis method of Resin (C-12) except that the charging composition ratio was 30/50/20. The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 29/50/21. Moreover, the weight average molecular weight of standard polystyrene conversion calculated | required by GPC measurement was 8800, and dispersion degree was 2.0.

樹脂(C−24)は、仕込み組成比を20/40/20/20にした以外は、合成例(3)と同様の方法を用いて合成した。HNMRから求めたポリマー組成比は19/42/20/19であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は12000、分散度は2.2であった。 Resin (C-24) was synthesized using the same method as in Synthesis Example (3) except that the charging composition ratio was 20/40/20/20. The polymer composition ratio determined from 1 HNMR was 19/42/20/19. Moreover, the standard polystyrene conversion weight average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 12000, and dispersion degree was 2.2.

樹脂(C−1)〜(C−24)の構造を以下に示す。   The structures of the resins (C-1) to (C-24) are shown below.

Figure 0005216892
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<レジスト調製>
下記表2に示す成分を溶剤に溶解させ、それぞれについて固形分濃度7質量%の溶液を調製し、これを0.1μmの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整した。調製したポジ型レジスト組成物を下記の方法で評価し、結果を下記表に示した。尚、表における各成分について、複数使用した場合の比は質量比である。
<Resist preparation>
The components shown in Table 2 below were dissolved in a solvent, and a solution having a solid content of 7% by mass was prepared for each, and this was filtered through a 0.1 μm polyethylene filter to prepare a positive resist solution. The prepared positive resist composition was evaluated by the following method, and the results are shown in the following table. In addition, about each component in a table | surface, ratio when using two or more is a mass ratio.

〔画像性能試験〕
(露光条件(1))
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、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、130℃で、60秒間ベークを行い、250nm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、σo/σi=0.85/0.55)を用いてパターン露光した。その後120℃で、90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。
[Image performance test]
(Exposure condition (1))
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 a 78 nm antireflection film. The positive resist composition prepared thereon was applied and baked at 130 ° C. for 60 seconds to form a 250 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (PAS5500 / 1100, NA0.75, σo / σi = 0.85 / 0.55, manufactured by ASML). Thereafter, the film was heated at 120 ° C. for 90 seconds, developed with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38 mass%) for 30 seconds, rinsed with pure water, and spin-dried to obtain a resist pattern.

(露光条件(2))
本条件は、純水を用いた液浸露光法によりレジストパターンを形成するものである。
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、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、130℃で、60秒間ベークを行い、250nm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。液浸液としては超純水を使用した。その後120℃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。
(Exposure condition (2))
This condition is to form a resist pattern by an immersion exposure method using pure water.
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 a 78 nm antireflection film. The positive resist composition prepared thereon was applied and baked at 130 ° C. for 60 seconds to form a 250 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser immersion scanner (NA 0.75). Ultra pure water was used as the immersion liquid. Thereafter, heating was performed at 120 ° 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.

〔プロファイル〕
得られたパターンのプロファイルを、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−4800)にて観察して、評価した。
[Profile]
The profile of the obtained pattern was observed and evaluated with a scanning electron microscope (S-4800, manufactured by Hitachi, Ltd.).

〔パターン倒れ評価法〕
130nmのラインアンドスペース1:1のマスクパターンを再現する露光量を最適露光量とし、ラインアンドスペース1:1の密集パターン及びラインアンドスペース1:10の孤立パターンについて、最適露光量で露光した際にもっとも微細なマスクサイズにおいてパターンが倒れずに解像する線幅を限界パターン倒れ線幅とした。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。
[Pattern collapse evaluation method]
When an exposure amount that reproduces a 130 nm line and space 1: 1 mask pattern is an optimum exposure amount, and a dense pattern of line and space 1: 1 and an isolated pattern of line and space 1:10 are exposed at the optimum exposure amount The line width that resolves the pattern without falling down at the finest mask size was defined as the limit pattern falling line width. A smaller value indicates that a finer pattern is resolved without falling, and pattern falling is less likely to occur.

〔水追随性評価〕
8inchシリコンウエハー上に調製したレジスト組成物を塗布し、115℃、60秒ベークを行い150nmのレジスト膜を形成した。次に、得られたレジスト塗布済ウェハーの中心部に蒸留水15mlをピペットで垂らした。その蒸留水パドル上へ凧糸付きの10cm角石英板を乗せてウェハーと石英板のすき間全面を蒸留水で満たす状態にした。図2はこの時のレジスト塗布済みウェハー、蒸留水、石英基板の横から見た配置を模式的に示したものである。
次に図2に示すように、ウェハーを固定した状態で石英板に付いた凧糸を速度1cm/秒で回転するモーターの回転部に巻きつけ、0.5秒間モーターのスイッチを入れて石英板を移動させた。石英板移動後、石英板の下に残った蒸留水の量を後述のような基準で判断し、水追従性の指標とした。
[Water followability evaluation]
The prepared resist composition was applied onto an 8-inch silicon wafer and baked at 115 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. Next, 15 ml of distilled water was dropped with a pipette at the center of the obtained resist-coated wafer. A 10 cm square quartz plate with a string was placed on the distilled water paddle so that the entire gap between the wafer and the quartz plate was filled with distilled water. FIG. 2 schematically shows the arrangement of the resist-coated wafer, distilled water, and quartz substrate at this time as viewed from the side.
Next, as shown in FIG. 2, with the wafer fixed, the silk thread attached to the quartz plate is wound around the rotating part of the motor that rotates at a speed of 1 cm / sec. Moved. After the movement of the quartz plate, the amount of distilled water remaining under the quartz plate was judged according to the criteria described below and used as an index for water followability.

図3(a)〜(d)は石英板移動後、石英板を上から観察した様々なパターンを模式的に示したものであり、斜線部は石英板の下に残った蒸留水の領域を、空白部は石英板の移動に水が追従できず空気が入ってしまった領域である。(a)に示すように、石英板移動後も基板全面に水が残っているものを○、(b)に示すように空気の入る面積が全基板面積に対して1割程度に留まるものを△、(c)に示すように空気の入る面積が全基板面積に対して2割以上のものを×とした。   FIGS. 3A to 3D schematically show various patterns obtained by observing the quartz plate from above after the quartz plate is moved, and the hatched portion indicates the region of distilled water remaining under the quartz plate. The blank part is an area where water cannot follow the movement of the quartz plate and air has entered. As shown in (a), water remains on the entire surface of the substrate even after the quartz plate is moved, and as shown in (b), the area where air enters is about 10% of the total substrate area. As shown by (triangle | delta) and (c), the area which air enters into 20% or more with respect to the whole board | substrate area was set as x.

〔スカムの発生〕
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、78nmの反射防止膜を形成した。その上に固形分濃度5.5%に調製したポジ型レジスト溶液を塗布し、115℃で、60秒間ベークを行い、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(ASLM社製 PAS5500/1100、NA0.75、σo/σi=0.85/0.55)を用いてパターン露光した。その後120℃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、パターンを形成させた。
線幅0.15ミクロンのレジストパターンにおける現像残さ(スカム)の残り具合で評価し、残さが観察されなかったものを○、かなり観察されたものを×、その中間を△として評価した。
[Generation of scum]
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 a 78 nm antireflection film. A positive resist solution prepared to a solid content concentration of 5.5% was applied thereon and baked at 115 ° C. for 60 seconds to form a 160 nm resist film. The obtained wafer was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser scanner (PAS5500 / 1100, NA0.75, σo / σi = 0.85 / 0.55, manufactured by ASLM). Thereafter, heating was performed at 120 ° C. for 60 seconds, followed by development with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38% by mass) for 30 seconds, rinsing with pure water, and then spin drying to form a pattern.
Evaluation was made based on the degree of development residue (scum) remaining in a resist pattern having a line width of 0.15 microns.

〔後退接触角の測定〕
シリコンウエハー上に調製したポジ型レジスト組成物を塗布し、115℃で、60秒間ベークを行い、200nmのレジスト膜を形成した。動的接触角計(協和界面科学社製)の拡張縮小法により、水滴の後退接触角を測定した。初期液滴サイズ7μLを6μL/秒の速度にて8秒間吸引し、吸引中の動的接触角が安定した値を後退接触角とした。
[Measurement of receding contact angle]
The prepared positive resist composition was applied on a silicon wafer and baked at 115 ° C. for 60 seconds to form a 200 nm resist film. The receding contact angle of water droplets was measured by the expansion / contraction method of a dynamic contact angle meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). An initial droplet size of 7 μL was sucked at a speed of 6 μL / second for 8 seconds, and a value with a stable dynamic contact angle during suction was defined as a receding contact angle.

Figure 0005216892
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表2における記号は次の通りである。
酸発生剤は先に例示したものに対応する。
The symbols in Table 2 are as follows.
The acid generator corresponds to that exemplified above.

N−1:N,N−ジブチルアニリン
N−2:N,N−ジヘキシルアニリン
N−3:2,6−ジイソプロピルアニリン
N−4:トリ−n−オクチルアミン
N−5:N,N−ジヒドロキシエチルアニリン
N−6:2,4,5−トリフェニルイミダゾール
N−7:トリス(メトキシエトキシエチル)アミン
N−8:2−フェニルベンゾイミダゾール
N-1: N, N-dibutylaniline N-2: N, N-dihexylaniline N-3: 2,6-diisopropylaniline N-4: tri-n-octylamine N-5: N, N-dihydroxyethyl Aniline N-6: 2,4,5-triphenylimidazole N-7: Tris (methoxyethoxyethyl) amine N-8: 2-phenylbenzimidazole

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)
W−5:PF656(OMNOVA社製、フッ素系)
W−6:PF6320(OMNOVA社製、フッ素系)
W-1: Megafuck F176 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)
(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)
W-4: Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.)
W-5: PF656 (manufactured by OMNOVA, fluorine-based)
W-6: PF6320 (manufactured by OMNOVA, fluorine-based)

SL−1: シクロヘキサノン
SL−2: プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
SL−3: 乳酸エチル
SL−4: プロピレングリコールモノメチルエーテル
SL−5: γ−ブチロラクトン
SL−6: プロピレンカーボネート
SL-1: Cyclohexanone SL-2: Propylene glycol monomethyl ether acetate SL-3: Ethyl lactate SL-4: Propylene glycol monomethyl ether SL-5: γ-butyrolactone SL-6: Propylene carbonate

実施例45〜51および比較例3、4
(1)下層レジスト層の形成
6インチシリコンウエハにFHi−028DDレジスト(富士フィルムオーリン社製i線用レジスト)を東京エレクトロン社製スピンコーターMark8を用い塗布し、90℃、90秒間ベークし、膜厚0.55μmの均一膜を得た。
これを更に200℃、3分間加熱し、膜厚0.40μmの下層レジスト層を形成させた。
Examples 45-51 and Comparative Examples 3, 4
(1) Formation of lower resist layer FHi-028DD resist (resist for i-line manufactured by Fuji Film Orin) was applied to a 6-inch silicon wafer using a spin coater Mark8 manufactured by Tokyo Electron, and baked at 90 ° C. for 90 seconds to form a film. A uniform film having a thickness of 0.55 μm was obtained.
This was further heated at 200 ° C. for 3 minutes to form a lower resist layer having a thickness of 0.40 μm.

(2)上層レジスト層の形成
下記表3に示す成分を溶剤に溶解させ、固形分濃度11質量%の溶液を調製し、口径0.1μmのメンブレンフィルターで精密ろ過して上層レジスト組成物を調製した。下層レジスト層の上に上層レジスト組成物を下層と同様に塗布し、130℃、90秒間加熱して、膜厚0.20μmの上層レジスト層を形成させた。
(2) Formation of the upper resist layer The components shown in Table 3 below are dissolved in a solvent to prepare a solution having a solid content of 11% by mass, and the solution is precisely filtered through a membrane filter having a diameter of 0.1 μm to prepare an upper resist composition. did. An upper resist composition was applied on the lower resist layer in the same manner as the lower layer, and heated at 130 ° C. for 90 seconds to form an upper resist layer having a thickness of 0.20 μm.

表3に於ける樹脂(SI−1)〜(SI−5)は、下記のとおりである。   Resins (SI-1) to (SI-5) in Table 3 are as follows.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

Figure 0005216892
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(3)レジスト評価
こうして得られたウエハに、ISI社製ArFエキシマステッパー9300に解像力マスクを装填して露光量を変化させながら露光した。
次いで、120℃、90秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド現像液(2.38質量%)で60秒間現像し、蒸留水でリンスし、乾燥して上層パターンを得た。
(3) Resist evaluation The wafer obtained in this manner was exposed to an ArF excimer stepper 9300 manufactured by ISI with a resolution mask and the exposure amount varied.
Subsequently, after heating at 120 ° C. for 90 seconds, the film was developed with a tetramethylammonium hydroxide developer (2.38 mass%) for 60 seconds, rinsed with distilled water, and dried to obtain an upper layer pattern.

得られたパターンについて、実施例1と同様に評価した。評価結果を表3に示す。   The obtained pattern was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 3.

Figure 0005216892
Figure 0005216892

Figure 0005216892
Figure 0005216892

これらの結果より、本発明のレジスト組成物は通常露光、液浸露光そして多層式レジストのいずれにおいてもプロファイル、パターン倒れ性、スカム、後退接触角ならびに水追随性の諸性能が優れていることがわかる。   From these results, it can be seen that the resist composition of the present invention has excellent performance in profile, pattern collapse, scum, receding contact angle and water followability in any of normal exposure, immersion exposure and multilayer resist. Recognize.

12 レジスト塗布ウエハー
13 凧糸
14 石英板
15 蒸留水
16 モーター
17 石英板の下に蒸留水が残った領域
18 石英板の下に空気が入った領域
12 resist-coated wafer 13 string 14 quartz plate 15 distilled water 16 motor 17 area where distilled water remains under the quartz plate 18 area where air enters under the quartz plate

Claims (32)

(A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂、
(B)活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物、
(C)下記(x)〜(z)の群から選ばれる基を少なくとも1つ含有する樹脂である含フッ素化合物[ただし、下記ペンタフルオロエチルアクリレート(PFPA)、下記エチルシクロペンチルメタクリレート(ECPMA)及び下記トリメチルプロパントリアクリレート(TMPTA)を重合して製造されたフッ素化ターポリマー粒子は除く。]:
(x)アルカリ可溶性基、
(y)アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基、
(z)酸の作用により分解する基、
および(F)溶剤、を含有するポジ型レジスト組成物であり、樹脂である含フッ素化合物(C)の添加量が前記ポジ型レジスト組成物の全固形分を基準として0.1〜30質量%であるポジ型レジスト組成物によりレジスト膜を形成し、液浸液を介して液浸露光、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。
Figure 0005216892
(A) a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid;
(B) a compound that generates an acid upon irradiation with an actinic ray or radiation,
(C) Fluorine-containing compound which is a resin containing at least one group selected from the following groups (x) to (z) [However, the following pentafluoroethyl acrylate (PFPA), the following ethylcyclopentyl methacrylate (ECPMA) and the following Fluorinated terpolymer particles produced by polymerizing trimethylpropane triacrylate (TMPTA) are excluded. ]:
(X) an alkali-soluble group,
(Y) a group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer;
(Z) a group that decomposes by the action of an acid,
And (F) a positive resist composition containing a solvent, and the addition amount of the fluorine-containing compound (C) as a resin is 0.1 to 30% by mass based on the total solid content of the positive resist composition. A pattern forming method comprising the steps of: forming a resist film with a positive resist composition, and performing immersion exposure and development via an immersion liquid.
Figure 0005216892
樹脂である含フッ素化合物(C)が、(x)アルカリ可溶性基を有する含フッ素化合物であることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方法。 The pattern forming method according to claim 1, wherein the fluorine-containing compound (C) which is a resin is (x) a fluorine-containing compound having an alkali-soluble group. 樹脂である含フッ素化合物(C)が、(y)アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を有する含フッ素化合物であることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方法。 2. The fluorine-containing compound (C), which is a resin, is a fluorine-containing compound having a group that is decomposed by the action of (y) an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer. The pattern formation method as described. アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)がラクトン構造を有することを特徴とする請求項3に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 3, wherein the group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer has a lactone structure. 樹脂である含フッ素化合物(C)が、(z)酸の作用により分解する基を有する含フッ素化合物であることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方法。 2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the fluorine-containing compound (C) which is a resin is a fluorine-containing compound having a group that is decomposed by the action of (z) acid. 樹脂である含フッ素化合物(C)が、フッ素原子を有する炭素数1〜4のアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、または、フッ素原子を有するアリール基を含有するアルカリ可溶性化合物であることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方法。 The fluorine-containing compound (C) as a resin is an alkali-soluble compound containing an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom. The pattern forming method according to claim 1, wherein: 樹脂である含フッ素化合物(C)がアルコール性水酸基を有し、該アルコール性水酸基のアルコール部分がフッ素化アルコールであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のパターン形成方法。 The pattern forming method according to any one of claims 1 to 6 , wherein the fluorine-containing compound (C) as a resin has an alcoholic hydroxyl group, and the alcohol part of the alcoholic hydroxyl group is a fluorinated alcohol. 樹脂である含フッ素化合物(C)が下記一般式(F3)で表される構造を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のパターン形成方法。
Figure 0005216892
一般式(F3)中、
62〜R63は各々独立してフロロアルキル基を表す。R62とR63は互いに連結して環を形成してもよい。
64は、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。
The pattern forming method according to claim 1, wherein the fluorine-containing compound (C) as a resin has a structure represented by the following general formula (F3).
Figure 0005216892
In general formula (F3),
R 62 to R 63 each independently represents a fluoroalkyl group. R 62 and R 63 may be connected to each other to form a ring.
R 64 represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group.
樹脂である含フッ素化合物(C)が以下の(C−1)〜(C−13)のいずれかであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のパターン形成方法。
(C−1)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、および、
アルカリ可溶性基(x)を含有する繰り返し単位(X)、を含有する樹脂。
(C−2)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)
を含有する繰り返し単位(Y)、を含有する樹脂。
(C−3)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、および、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)、を含有する樹脂。
(C−4)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、
アルカリ可溶性基(x)を含有する繰り返し単位(X)、および、
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)
を含有する繰り返し単位(Y)、を含有する樹脂。
(C−5)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)
アルカリ可溶性基(x)を含有する繰り返し単位(X)、および、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)を含有する樹脂。
(C−6)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)
とを含有する繰り返し単位(Y)、および、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)、を含有する樹脂。
(C−7)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、
アルカリ可溶性基(x)を含有する繰り返し単位(X)、
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)
を含有する繰り返し単位(Y)、および、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)、を含有する樹脂。
(C−8)
アルカリ可溶性基(x)およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aX)を含有する樹脂。
(C−9)
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)
およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(bY)、を含有する樹脂。
(C−10)
アルカリ可溶性基(x)および炭素数1〜4のフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aX)、
ならびに、アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を含有する繰り返し単位(Y)、を含有する樹脂。
(C−11)
アルカリ可溶性基(x)およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aX)、ならびに、
酸の作用により分解する基(z)を含有する繰り返し単位(Z)、を含有する樹脂。
(C−12)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、ならびに、
アルカリ可溶性基(x)およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aX)、を含有する樹脂。
(C−13)
フロロアルキル基を有する繰り返し単位(a)、ならびに、
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)
およびフロロアルキル基をともに含有する繰り返し単位(aY)、を含有する樹脂。
The pattern forming method according to claim 1, wherein the fluorine-containing compound (C) as a resin is any one of the following (C-1) to (C-13).
(C-1)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, and
Resin containing repeating unit (X) containing alkali-soluble group (x).
(C-2)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group,
Group (y) which decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer
A resin containing a repeating unit (Y) containing
(C-3)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
(C-4)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group,
A repeating unit (X) containing an alkali-soluble group (x), and
Group (y) which decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer
A resin containing a repeating unit (Y) containing
(C-5)
Repeating unit having a fluoroalkyl group (a)
A repeating unit (X) containing an alkali-soluble group (x), and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
(C-6)
Repeating unit having a fluoroalkyl group (a)
Group (y) which decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer
A repeating unit (Y) containing: and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
(C-7)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group,
A repeating unit (X) containing an alkali-soluble group (x),
Group (y) which decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer
Containing repeating units (Y), and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
(C-8)
A resin containing a repeating unit (aX) containing both an alkali-soluble group (x) and a fluoroalkyl group.
(C-9)
Group (y) which decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer
And a repeating unit (bY) containing both a fluoroalkyl group.
(C-10)
A repeating unit (aX) containing both an alkali-soluble group (x) and a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
And a resin containing a repeating unit (Y) containing a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer.
(C-11)
A repeating unit (aX) containing both an alkali-soluble group (x) and a fluoroalkyl group, and
A resin containing a repeating unit (Z) containing a group (z) that decomposes under the action of an acid.
(C-12)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, and
A resin containing a repeating unit (aX) containing both an alkali-soluble group (x) and a fluoroalkyl group.
(C-13)
A repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, and
Group (y) which decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer
And a repeating unit (aY) containing both a fluoroalkyl group.
樹脂である含フッ素化合物(C)の重量平均分子量が1000〜100000であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のパターン形成方法。 The pattern forming method according to claim 1, wherein the fluorine-containing compound (C) that is a resin has a weight average molecular weight of 1,000 to 100,000. 樹脂である含フッ素化合物(C)の添加量が前記ポジ型レジスト組成物の全固形分を基準として0.1〜10質量%であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のパターン形成方法。 The addition amount of the fluorine-containing compound (C) as a resin is 0.1 to 10% by mass based on the total solid content of the positive resist composition. Pattern forming method. 樹脂である含フッ素化合物(C)の添加量が前記ポジ型レジスト組成物の全固形分を基準として0.1〜5質量%であることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のパターン形成方法。 The addition amount of the fluorine-containing compound (C) as a resin is 0.1 to 5% by mass based on the total solid content of the positive resist composition. Pattern forming method. 前記レジスト膜の水の膜に対する後退接触角が65°以上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パターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein a receding contact angle of the resist film with respect to the water film is 65 ° or more. 前記レジスト膜の水の膜に対する後退接触角が70°以上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パターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein a receding contact angle of the resist film with respect to the water film is 70 ° or more. 樹脂(A)がラクトン環を有する基を有する樹脂である、請求項1〜14のいずれかに記載のパターン形成方法。   The pattern formation method in any one of Claims 1-14 whose resin (A) is resin which has group which has a lactone ring. 前記ラクトン環を有する基が、下記一般式(LC1−4)又は(LC1−5)で表されるラクトン構造を有する基である、請求項15に記載のパターン形成方法。
Figure 0005216892

上記一般式中、
Rbは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、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、シアノ基又は酸分解性基を表す。
n2は、0〜4の整数を表す。n2が2以上の時、複数存在するRbは同一でも異なっていてもよく、また、複数存在するRb同士が結合して環を形成してもよい。
The pattern formation method according to claim 15, wherein the group having a lactone ring is a group having a lactone structure represented by the following general formula (LC1-4) or (LC1-5).
Figure 0005216892

In the above general formula,
Rb 2 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group or an acid decomposable group.
n2 represents an integer of 0 to 4. When n2 is 2 or more, a plurality of Rb 2 may be the same or different, and a plurality of Rb 2 may be bonded to form a ring.
樹脂(A)が、下記一般式(pI)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位を有する、請求項1〜16のいずれかに記載のパターン形成方法。
Figure 0005216892

上記一般式(pI)中、
11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
The pattern formation method in any one of Claims 1-16 in which resin (A) has a repeating unit which has the partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by the following general formula (pI).
Figure 0005216892

In the general formula (pI),
R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, or a sec-butyl group, and Z is an atom necessary for forming a cycloalkyl group together with a carbon atom. Represents a group.
前記一般式(pI)において、炭素原子とともにZが形成するシクロアルキル基が、単環のシクロアルキル基である、請求項17に記載のパターン形成方法。   In the said general formula (pI), the cycloalkyl group which Z forms with a carbon atom is a monocyclic cycloalkyl group, The pattern formation method of Claim 17. 樹脂(A)が、下記一般式(pII)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位を有する、請求項1〜18のいずれかに記載のパターン形成方法。
Figure 0005216892

上記一般式(pII)中、
12〜R14は、各々独立に、直鎖もしくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、但し、R12〜R14のうち少なくとも1つはシクロアルキル基を表す。
The pattern formation method in any one of Claims 1-18 in which resin (A) has a repeating unit which has a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by the following general formula (pII).
Figure 0005216892

In the general formula (pII),
R 12 to R 14 each independently represents a linear or branched alkyl group or a cycloalkyl group, provided that at least one of R 12 to R 14 represents a cycloalkyl group.
樹脂(A)が、水酸基またはシアノ基で置換された多環環状炭化水素基を有する繰り返し単位を含有することを特徴とする請求項1〜19のいずれかに記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the resin (A) contains a repeating unit having a polycyclic hydrocarbon group substituted with a hydroxyl group or a cyano group. 樹脂(A)が、ラクトン環を有する(メタ)アクリレート繰り返し単位、水酸基及びシアノ基の少なくともいずれかを有する有機基を有する(メタ)アクリレート繰り返し単位、ならびに、酸分解性基を有する(メタ)アクリレート繰り返し単位、の少なくとも3成分を含有する共重合体であることを特徴とする請求項1〜20のいずれかに記載のパターン形成方法。   Resin (A) is a (meth) acrylate repeating unit having a lactone ring, a (meth) acrylate repeating unit having an organic group having at least one of a hydroxyl group and a cyano group, and a (meth) acrylate having an acid-decomposable group The pattern forming method according to claim 1, which is a copolymer containing at least three components of a repeating unit. 樹脂(A)が、フッ素原子を有さないことを特徴とする請求項1〜21のいずれかに記載のパターン形成方法。   Resin (A) does not have a fluorine atom, The pattern formation method in any one of Claims 1-21 characterized by the above-mentioned. 活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物(B)が、下記一般式(ZI)で表される化合物である、請求項1〜22のいずれかに記載のパターン形成方法。
Figure 0005216892

上記一般式(ZI)において、
201、R202及びR203は、各々独立に有機基を表す。
は、非求核性アニオンを表す。
The pattern formation method in any one of Claims 1-22 whose compound (B) which generate | occur | produces an acid by irradiation of actinic light or a radiation is a compound represented by the following general formula (ZI).
Figure 0005216892

In the general formula (ZI),
R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
X represents a non-nucleophilic anion.
前記一般式(ZI)において、R201、R202及びR203の全てがアリール基である、請求項23に記載のパターン形成方法。 The pattern formation method according to claim 23, wherein in the general formula (ZI), all of R 201 , R 202 and R 203 are aryl groups. 前記一般式(ZI)において、非求核性アニオンXが下記式で表される、請求項23又は24に記載のパターン形成方法。
Rc−SO
上記式中、Rcはアルキル基、アリール基、またはこれらの複数が、単結合、−O−、−CO−、−S−、−SO−若しくは−SON(Rd)−で連結された基を表す(Rdは水素原子又はアルキル基を表す。)。
The In formula (ZI), non-nucleophilic anion wherein X - is represented by the following formula, a pattern forming method according to claim 23 or 24.
Rc 1 -SO 3 -
In the above formula, Rc 1 is an alkyl group, an aryl group, or a plurality of these are a single bond, —O—, —CO 2 —, —S—, —SO 3 — or —SO 2 N (Rd 1 ) —. Represents a linked group (Rd 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group);
前記一般式(ZI)において、非求核性アニオンXが下記式で表される、請求項23又は24に記載のパターン形成方法。
RcSO−N−SORc
上記式中、Rc及びRcは、各々独立にアルキル基、アリール基、またはこれらの複数が、単結合、−O−、−CO−、−S−、−SO−若しくは−SON(Rd)−で連結された基を表す(Rdは水素原子又はアルキル基を表す。)。
RcとRcが結合して環を形成していてもよい。
The In formula (ZI), non-nucleophilic anion wherein X - is represented by the following formula, a pattern forming method according to claim 23 or 24.
Rc 3 SO 2 -N - -SO 2 Rc 4
In the above formulas, Rc 3 and Rc 4 are each independently an alkyl group, an aryl group, or a plurality of these are a single bond, —O—, —CO 2 —, —S—, —SO 3 — or —SO 2. Represents a group linked by N (Rd 1 ) — (Rd 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group).
Rc 3 and Rc 4 may be bonded to form a ring.
活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物(B)が、活性光線の照射によりフロロアルキル鎖を有する酸、または、フッ素原子を有するベンゼンスルホン酸、を発生する化合物であることを特徴とする請求項1〜22のいずれかに記載のパターン形成方法。   The compound (B) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation is a compound that generates an acid having a fluoroalkyl chain or a benzenesulfonic acid having a fluorine atom upon irradiation with actinic rays. The pattern formation method in any one of Claims 1-22. 活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物(B)が、カチオン部にフッ素置換されていないアルキル残基またはフッ素置換されていないシクロアルキル残基を有するトリフェニルスルホニウム塩化合物であることを特徴とする請求項1〜22及び27のいずれかに記載のパターン形成方法。   The compound (B) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation is a triphenylsulfonium salt compound having an alkyl residue not substituted with fluorine or a cycloalkyl residue not substituted with fluorine in the cation moiety. The pattern forming method according to any one of claims 1 to 22 and 27. (F)溶剤が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有する2種類以上の混合溶剤であることを特徴とする請求項1〜28いずれかに記載のパターン形成方法。   (F) The pattern forming method according to any one of claims 1 to 28, wherein the solvent is a mixed solvent of two or more types containing propylene glycol monomethyl ether acetate. さらにフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤を含有することを特徴とする請求項1〜29のいずれかに記載のパターン形成方法。   30. The pattern forming method according to any one of claims 1 to 29, further comprising a fluorine-based and / or silicon-based surfactant. ポジ型レジスト組成物中の全固形分濃度が、1.0〜6.0質量%であること特徴とする請求項1〜30のいずれかに記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to any one of claims 1 to 30, wherein the total solid concentration in the positive resist composition is 1.0 to 6.0 mass%. 1nm〜200nmの波長の光にて露光を行うことを特徴とする、請求項1〜31のいずれかに記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein exposure is performed with light having a wavelength of 1 nm to 200 nm.
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