JP5331308B2 - Resist composition and pattern forming method using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve problems in techniques for improving performance in microprocessing of semiconductor elements using actinic rays or radiation, particularly, electron beams, X-rays, KrF excimer laser beams or ArF excimer laser beams, to provide a resist composition for forming a preferable profile while reducing line end shortening and development defects, and to provide a method for forming a pattern using the composition. <P>SOLUTION: The resist composition contains a nitrogen-containing compound having a group selected from fluorine-substituted alkyl groups, aryl groups and aralkyl groups and having a polar group. The method for forming a pattern using the resist composition is also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、超LSIや高容量マイクロチップの製造などの超マイクロリソグラフィプロセスやその他のフォトパブリケーションプロセスに好適に用いられるレジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関するものである。さらに詳しくは、特に電子線、X線、エキシマレーザー等を使用して高精細化したパターン形成しうる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 resist composition suitably used in an ultramicrolithography process such as the manufacture of VLSI and high-capacity microchips and other photo-publishing processes, and a pattern forming method using the resist composition. More specifically, the present invention relates to a resist composition capable of forming a highly refined pattern using an electron beam, X-ray, excimer laser, or the like, and a pattern forming method using the resist composition.

これまで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、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物からなる化学増幅型レジストにおいては、その解像力向上の観点から有機アミン化合物の添加が行われてきている。たとえば、特許文献1(特開2000−181065号公報)には酸を発生する化合物と沸点250℃以下のアミン化合物の組合せが、特許文献2(特表平7−508840号公報)には、アミド化合物の併用がそれぞれ開示されている。さらに、特許文献3(特開平3−200968号公報)にはマレイミド化合物、特許文献4(特開平7−92680号公報)にはスルホンアミド化合物が開示されている。
また、含窒素化合物は、特許文献5(特開平11−44950号公報)において基板依存性改善剤として、特許文献6(特開平7−225481号公報)において酸失活剤として検討されている。
これらの改良の試みにおいても、いずれも、良好なパターンプロファイルとともに、ラインパターンの末端部のショートニング、現像欠陥の問題を充分解決するものではなかった。
Conventionally, in chemically amplified resists consisting of resins that increase the solubility in an alkaline developer due to the action of acid, or compounds that generate acid upon irradiation with actinic rays or radiation, organic amine compounds are added from the viewpoint of improving resolution. It has been broken. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-181065) discloses a combination of an acid generating compound and an amine compound having a boiling point of 250 ° C. or lower, and Patent Document 2 (Japanese Patent Publication No. 7-508840) discloses an amide. Each combination of compounds is disclosed. Further, a maleimide compound is disclosed in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 3-200968), and a sulfonamide compound is disclosed in Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-92680).
Further, nitrogen-containing compounds have been studied as a substrate dependency improving agent in Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-44950) and as an acid deactivator in Patent Document 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-225481).
None of these improvement attempts have sufficiently solved the problems of shortening of the end portion of the line pattern and development defects as well as a good pattern profile.

特開2000−181065号公報JP 2000-181065 A 特表平7−508840号公報Japanese National Patent Publication No. 7-508840 特開平3−200968号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-200968 特開平7−92680号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-92680 特開平11−44950号公報JP 11-44950 A 特開平7−225481号公報JP-A-7-225481

本発明の目的は、活性光線又は放射線、特に電子線、X線、KrFエキシマレーザー光、ArFエキシマレーザー光を使用する半導体素子の微細加工における性能向上技術の課題を解決することであり、ラインエンドショートニング、現像欠陥が低減され、良好なプロファイルを形成できるレジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the problem of performance improvement technology in microfabrication of semiconductor devices using actinic rays or radiation, particularly electron beams, X-rays, KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, It is an object of the present invention to provide a resist composition capable of forming a good profile with shortening and development defects reduced, and a pattern forming method using the same.

本発明は、下記構成によって達成される。
<1> フッ素原子で置換された、アルキル基、アリール基及びアラルキル基から選択された基、及び、極性基としてアミド結合、ウレタン結合、ウレイド結合の少なくとも一つを有する、1級、2級又は3級のアミン化合物(但し、下記式(IV)で表される化合物、下記式(VIII)で表される化合物、下記一般式(1)で表される繰り返し単位と下記一般式(2)で表される繰り返し単位とを含有する塩基性界面活性剤、並びに、オニウム塩化合物及びモルホリン構造を有する化合物を除く)を含有することを特徴とする化学増幅型レジスト組成物。

Figure 0005331308

Figure 0005331308

一般式(1)及び(2)において、R 及びR は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。R は、連結基を表す。Rfは、フルオロアルキル基又はフルオロアルキルカルボニル基を表す。X は、第一級、第二級又は第三級の脂肪族アミン類に対応する基を表す。l及びmは、1〜50の整数を表す。
<2> 該アミン化合物が、前記極性基を2個以上有する、上記<1>に記載の化学増幅型レジスト組成物。
<3> 該アミン化合物が、フッ素原子で置換されたアルキル基を有することを特徴とする上記<1>又は<2>に記載の化学増幅型レジスト組成物。
<4> 該アミン化合物が、フッ素原子で置換されたアリール基またはフッ素原子で置換されたアラルキル基を有することを特徴とする上記<1>又は<2>に記載の化学増幅型レジスト組成物。
<5> 該アミン化合物の分子量が270〜1000であることを特徴とする上記<1>〜<4>のいずれか一項に記載の化学増幅型レジスト組成物。
<6> 該アミン化合物の分子量が350〜800であることを特徴とする上記<5>に記載の化学増幅型レジスト組成物。
> 該アミン化合物が3級アミンであることを特徴とする上記<1>〜<>のいずれか一項に記載の化学増幅型レジスト組成物。
<8> 該アミン化合物の使用量が、レジスト組成物の全固形分を基準として、0.01〜5質量%であることを特徴とする上記<1>〜<7>のいずれか一項に記載の化学増幅型レジスト組成物。
> 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、及び活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物を含有し、ポジ型レジスト組成物であることを特徴とする上記<1>〜<>のいずれか一項に記載の化学増幅型レジスト組成物。
10> 該酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂が、一般式(A1)で表される繰り返し単位及び一般式(A2)で表される繰り返し単位の少なくともいずれかを有する樹脂であり、ポジ型レジスト組成物であることを特徴とする上記<>に記載の化学増幅型レジスト組成物。
Figure 0005331308

一般式(A1)中、
は、−C(R01)(R02)(R03)、−C(R04)(R05)−O−R06、又は−CH(R06)(R07)で表される酸の作用により脱離する基を表し、複数ある場合は同じでも異なっていてもよい。
01〜R03は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。これらの基は、互いに結合して環を形成してもよい。R04及びR05は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。R06は、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。R07はアリール基を表す。
は置換基を表し、複数存在する場合は同じでも異なっていてもよい。
nは、0〜3の整数を示す。mは、0〜3の整数を示す。但し、m+n≦5である。
一般式(A2)中、
は、−C(R01)(R02)(R03)で表される酸の作用により脱離する基を表す。
01〜R03は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。これらの基は、互いに結合して環を形成してもよい。
Xは、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキルオキシカルボニル基を表す。
11> 上記<1>〜<10>のいずれか一項に記載の化学増幅型レジスト組成物により形成されたレジスト膜。
12> 上記<11>に記載のレジスト膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。
本発明は、上記<1>〜<12>に記載の構成を有するが、以下、他の事項も含めて記載している。 The present invention is achieved by the following configurations.
Substituted with <1> fluorine, an alkyl group, an aryl group and a group selected from aralkyl and,, A phagemid bound to a polar group, a urethane bond, at least one ureido bond, a primary, secondary A tertiary or tertiary amine compound (however, a compound represented by the following formula (IV), a compound represented by the following formula (VIII), a repeating unit represented by the following general formula (1) and the following general formula (2 And a basic surfactant containing a repeating unit represented by formula (1)), and an onium salt compound and a compound having a morpholine structure)).
Figure 0005331308

Figure 0005331308

In the general formulas (1) and (2), R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group. R 3 represents a linking group. Rf represents a fluoroalkyl group or a fluoroalkylcarbonyl group. X 1 represents a group corresponding to a primary, secondary or tertiary aliphatic amine. l and m represent an integer of 1 to 50.
<2> The chemically amplified resist composition according to <1>, wherein the amine compound has two or more polar groups.
<3> The chemically amplified resist composition as described in <1> or <2> above, wherein the amine compound has an alkyl group substituted with a fluorine atom.
<4> The chemically amplified resist composition as described in <1> or <2> above, wherein the amine compound has an aryl group substituted with a fluorine atom or an aralkyl group substituted with a fluorine atom.
<5> The chemically amplified resist composition according to any one of <1> to <4>, wherein the amine compound has a molecular weight of 270 to 1,000.
<6> The chemically amplified resist composition as described in <5> above, wherein the amine compound has a molecular weight of 350 to 800.
< 7 > The chemically amplified resist composition according to any one of <1> to < 6 >, wherein the amine compound is a tertiary amine.
<8> The use amount of the amine compound is 0.01 to 5% by mass based on the total solid content of the resist composition, according to any one of the above <1> to <7>, The chemically amplified resist composition as described.
< 9 > A positive resist composition comprising <1> a resin having increased solubility in an alkali developer by the action of an acid and a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. The chemically amplified resist composition according to any one of to < 8 >.
< 10 > The resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of the acid is a resin having at least one of the repeating unit represented by the general formula (A1) and the repeating unit represented by the general formula (A2). A chemically amplified resist composition as described in < 9 > above, which is a positive resist composition.
Figure 0005331308

In general formula (A1),
A 1 is, -C (R 01) (R 02) (R 03), - is represented by C (R 04) (R 05 ) -O-R 06, or -CH (R 06) (R 07 ) It represents a group capable of leaving by the action of an acid, and when there are a plurality of groups, they may be the same or different.
R 01 to R 03 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. These groups may be bonded to each other to form a ring. R 04 and R 05 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. R 06 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. R 07 represents an aryl group.
S 1 represents a substituent, and when a plurality of S 1 are present, they may be the same or different.
n shows the integer of 0-3. m shows the integer of 0-3. However, m + n ≦ 5.
In general formula (A2),
A 2 represents a group capable of leaving by the action of an acid represented by —C (R 01 ) (R 02 ) (R 03 ).
R 01 to R 03 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. These groups may be bonded to each other to form a ring.
X represents a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkyloxycarbonyl group.
< 11 > A resist film formed from the chemically amplified resist composition according to any one of <1> to < 10 >.
< 12 > A pattern forming method comprising a step of exposing and developing the resist film according to < 11 > above.
Although this invention has the structure as described in said <1>-< 12 >, it is described below also including other matters.

(1)フッ素原子で置換された、アルキル基、アリール基及びアラルキル基から選択された基、及び、極性基を有する含窒素化合物を含有することを特徴とするレジスト組成物。(2)極性基として、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレイド結合の少なくとも一つを有することを特徴とする含窒素化合物を含有する上記(1)に記載のレジスト組成物。
(3)該含窒素化合物が、フッ素原子で置換されたアルキル基を有することを特徴とする
上記(1)または(2)に記載のレジスト組成物。
(4)該含窒素化合物が、フッ素原子で置換されたアリール基またはフッ素原子で置換されたアラルキル基を有することを特徴とする上記(1)または(2)に記載のレジスト組成物。
(5)該含窒素化合物の分子量が270〜1000であることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載のレジスト組成物。
(6)該含窒素化合物が3級アミンであることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載のレジスト組成物。
(7)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、及び活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物を含有する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)該酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂が、一般式(A1)で表される繰り返し単位及び一般式(A2)で表される繰り返し単位の少なくともいずれかを有する樹脂であることを特徴とする上記(7)に記載のポジ型レジスト組成物。
(1) A resist composition comprising a nitrogen-containing compound having a polar group and a group selected from an alkyl group, an aryl group and an aralkyl group substituted with a fluorine atom. (2) The resist composition as described in (1) above, which contains a nitrogen-containing compound having at least one of an ester bond, an amide bond, a urethane bond, and a ureido bond as a polar group.
(3) The resist composition as described in (1) or (2) above, wherein the nitrogen-containing compound has an alkyl group substituted with a fluorine atom.
(4) The resist composition as described in (1) or (2) above, wherein the nitrogen-containing compound has an aryl group substituted with a fluorine atom or an aralkyl group substituted with a fluorine atom.
(5) The resist composition as described in any one of (1) to (4) above, wherein the nitrogen-containing compound has a molecular weight of 270 to 1,000.
(6) The resist composition as described in any one of (1) to (5) above, wherein the nitrogen-containing compound is a tertiary amine.
(7) The resin according to any one of (1) to (6) above, which contains a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, and a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. The positive resist composition as described.
(8) The resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of the acid is a resin having at least one of the repeating unit represented by the general formula (A1) and the repeating unit represented by the general formula (A2). The positive resist composition as described in (7) above, wherein

Figure 0005331308
Figure 0005331308

一般式(A1)中、
1は、−C(R01)(R02)(R03)、−C(R04)(R05)−O−R06、又は−CH(R06)(R07)で表される酸の作用により脱離する基を表し、複数ある場合は同じでも異なっていてもよい。
01〜R03は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。これらの基は、互いに結合して環を形成してもよい。R04及びR05は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。R06は、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。R07はアリール基を表す。
1は置換基を表し、複数存在する場合は同じでも異なっていてもよい。
nは、0〜3の整数を示す。mは、0〜3の整数を示す。但し、m+n≦5である。
一般式(A2)中、
2は、−C(R01)(R02)(R03)で表される酸の作用により脱離する基を表す。
01〜R03は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。これらの基は、互いに結合して環を形成してもよい。
Xは、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキルオキシカルボニル基を表す。
In general formula (A1),
A 1 is represented by —C (R 01 ) (R 02 ) (R 03 ), —C (R 04 ) (R 05 ) —O—R 06 , or —CH (R 06 ) (R 07 ). It represents a group capable of leaving by the action of an acid, and when there are a plurality of groups, they may be the same or different.
R 01 to R 03 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. These groups may be bonded to each other to form a ring. R 04 and R 05 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. R 06 represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. R 07 represents an aryl group.
S 1 represents a substituent, and when a plurality of S 1 are present, they may be the same or different.
n shows the integer of 0-3. m shows the integer of 0-3. However, m + n ≦ 5.
In general formula (A2),
A 2 represents a group capable of leaving by the action of an acid represented by —C (R 01 ) (R 02 ) (R 03 ).
R 01 to R 03 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. These groups may be bonded to each other to form a ring.
X represents a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkyloxycarbonyl group.

(9)上記(1)〜(8)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、該レジスト膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。 (9) A pattern forming method comprising a step of forming a resist film from the resist composition according to any one of (1) to (8), and exposing and developing the resist film.

本発明により、ラインエンドショートニング、現像欠陥が低減され、良好なプロファイルを形成できるレジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a resist composition capable of forming a good profile with reduced line end shortening and development defects and a pattern forming method using the same.

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

〔1〕(C)含窒素化合物
本発明のレジスト組成物が含有する(C)含窒素化合物は、フッ素原子で置換されたアルキル基、アリール基またはアラルキル基を少なくとも一つ、及び、極性基を少なくとも一つ有するアミン化合物(以下、「(C)成分」ともいう)である。
(C)成分としては、1級、2級、3級のアミン化合物を使用することができるが、なかでもアミン性窒素原子が全てアルキル基等で置換された3級アミン化合物が好ましい。
フッ素原子で置換されたアルキル基、アリール基またはアラルキル基とは、アルキル基(好ましくは炭素数3〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜12)における少なくとも一つの任意の水素原子がフッ素原子で置換されて構成される基である。
フッ素原子は、末端に存在することが好ましく、フッ素原子数は3〜40が好ましく、5〜18がより好ましい。
フッ素原子で置換されたアルキル基、アリール基またはアラルキル基は、フッ素原子以外の置換基を有していてもよい。
[1] (C) Nitrogen-containing compound The (C) nitrogen-containing compound contained in the resist composition of the present invention comprises at least one alkyl group, aryl group or aralkyl group substituted with a fluorine atom, and a polar group. An amine compound having at least one (hereinafter also referred to as “component (C)”).
As the component (C), primary, secondary and tertiary amine compounds can be used, and among them, tertiary amine compounds in which all of the aminic nitrogen atoms are substituted with alkyl groups or the like are preferable.
An alkyl group, aryl group or aralkyl group substituted with a fluorine atom is an alkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group (preferably having 6 carbon atoms). -12) is a group formed by substituting at least one arbitrary hydrogen atom with a fluorine atom.
The fluorine atom is preferably present at the terminal, and the number of fluorine atoms is preferably 3 to 40, and more preferably 5 to 18.
The alkyl group, aryl group or aralkyl group substituted with a fluorine atom may have a substituent other than the fluorine atom.

(C)成分が有する極性基とは、(C)成分の化合物の極性を発現する要因になっている置換基で、炭素原子と異なった電気陰性度を有する原子を含む基である。例えば水酸基、シアノ基、ニトロ基の他、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレイド結合、スルホン酸エステル、スルホンアミド基を有する基が挙げられるが、なかでもエステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレイド結合が好ましい。特に水素結合性が大きい、アミド結合、ウレタン結合、ウレイド結合を有する基が、露光後加熱(PEB)工程における(C)成分のレジスト膜中拡散、揮発が抑制されるため、レジストパターンプロファイル、線幅寸法のPEB温度依存性低減化に有効である。
極性基の数は1分子中に2つ以上を有することが好ましく、3〜6個有することがより好ましい。
極性基は、(C)成分中に存在すれば、どのような形態で存在してもよい。末端に存在しても、窒素原子に直接結合していてもよい。
極性基は、フッ素原子で置換されたアルキル基、アリール基またはアラルキル基が有していてもよい。すなわち、極性基が2価以上の基であれば、フッ素原子で置換されたアルキル基、アリール基またはアラルキル基中の鎖中に存在し、1価の基であれば、水素原子を置換した基として存在することができる。
The polar group which (C) component has is a group containing an atom having an electronegativity different from that of a carbon atom, which is a substituent that causes the polarity of the compound of component (C). For example, in addition to hydroxyl group, cyano group, nitro group, ether bond, ester bond, amide bond, urethane bond, ureido bond, sulfonic acid ester, group having sulfonamide group can be mentioned, among them ester bond, amide bond, urethane Bonding and ureido bonding are preferred. In particular, a group having an amide bond, a urethane bond, or a ureido bond, which has a large hydrogen bondability, suppresses diffusion and volatilization of the component (C) in the resist film in the post-exposure heating (PEB) process. This is effective for reducing the PEB temperature dependency of the width dimension.
The number of polar groups is preferably 2 or more, more preferably 3 to 6 in one molecule.
The polar group may be present in any form as long as it is present in the component (C). It may exist at the terminal or may be directly bonded to the nitrogen atom.
The polar group may have an alkyl group, aryl group or aralkyl group substituted with a fluorine atom. That is, if the polar group is a divalent or higher valent group, it is present in the chain in the alkyl group, aryl group or aralkyl group substituted with a fluorine atom. Can exist as

(C)成分において、極性基である、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレイド結合は、アミン性窒素原子に結合しているフッ素原子で置換されたアルキル基、アリール基またはアラルキル基の中に含有することが好ましい。
エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレイド結合を含有する基は、これらの結合中以外にもヘテロ原子を有していても良く、また、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、スルホン酸エステル基、アシロキシ基、アリールオキシ基等の置換基を有してもよい。
In the component (C), the polar group, ester bond, amide bond, urethane bond, ureido bond, is an alkyl group, aryl group or aralkyl group substituted with a fluorine atom bonded to an aminic nitrogen atom. It is preferable to contain.
The group containing an ester bond, an amide bond, a urethane bond, or a ureido bond may have a hetero atom in addition to these bonds, and also an alkoxy group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a carboxyl group , May have a substituent such as a carboxylic acid ester group, a sulfonic acid ester group, an acyloxy group, or an aryloxy group.

本発明の(C)成分は分子量が270〜1000であることが好ましい。より好ましくは350〜800、さらに好ましくは400〜600である。
露光後加熱(PEB)工程における(C)成分のレジスト膜中拡散、揮発が抑制され、レジストパターンプロファイル、線幅寸法のPEB温度依存性低減化の点では、(C)成分の分子量は大きいほうが好ましく、スカム、現像欠陥の低減の点では、分子量が小さいことが好ましい。
The component (C) of the present invention preferably has a molecular weight of 270 to 1,000. More preferably, it is 350-800, More preferably, it is 400-600.
In the post-exposure heating (PEB) step, diffusion and volatilization of the component (C) in the resist film are suppressed, and in terms of reducing the PEB temperature dependency of the resist pattern profile and line width dimension, the molecular weight of the component (C) is larger. Preferably, the molecular weight is small from the viewpoint of reducing scum and development defects.

以下に、(C)成分の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Although the specific example of (C) component is shown below, this invention is not limited to this.

Figure 0005331308
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本発明の化合物(C)は、市販のものを用いても、公知の方法で合成したものを用いてもよい。本発明の化合物(C)は、例えば、水酸基を有するアミン化合物とフッ素原子で置換されたアルキルイソシアナート化合物もしくはフッ素原子で置換されたカルボン酸との反応、あるいは、クロロ、ブロモ基を有する含フッ素アミンとカルボン酸、アルコール等との反応により得ることができる。
含窒素化合物(C)の使用量は、レジスト組成物の全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。
As the compound (C) of the present invention, a commercially available product or a compound synthesized by a known method may be used. The compound (C) of the present invention is, for example, a reaction between an amine compound having a hydroxyl group and an alkyl isocyanate compound substituted with a fluorine atom or a carboxylic acid substituted with a fluorine atom, or a fluorine-containing compound having a chloro or bromo group. It can be obtained by reaction of an amine with a carboxylic acid, alcohol or the like.
The usage-amount of a nitrogen-containing compound (C) is 0.001-10 mass% normally on the basis of the total solid of a resist composition, Preferably it is 0.01-5 mass%.

〔2〕(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
本発明のポジ型レジスト組成物が含有する活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(以下、「酸発生剤」又は「(A)成分」ともいう) 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。
[2] (A) Compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation A compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation contained in the positive resist composition of the present invention (hereinafter referred to as "acid generator" or The photosensitive composition of the present invention contains a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. 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。   Furthermore, compounds capable of generating an acid by light described in US Pat. No. 3,779,778, European Patent 126,712 and the like can also be used.

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 0005331308
Figure 0005331308

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、BF4−、PF6−、SbF6−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AN1〜AN4に示す有機アニオンが挙げられる。
In the above 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, BF4-, PF6-, SbF6-, etc. An organic anion containing a carbon atom is preferred.
Preferable organic anions include organic anions represented by the following formulas AN1 to AN4.

Figure 0005331308
Figure 0005331308

Rc1は有機基を表す。
Rd1は、水素原子またはアルキル基を表す。
Rc1における有機基として炭素数1〜30のものが上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(Rd1)−などの連結基で連結された基を挙げることができる。
Rd1は水素原子、アルキル基を表し、結合しているアルキル基、アリール基と環構造を形成してもよい。
Rc1の有機基としてより好ましくは1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。Rc1において炭素原子を5個以上有する時、少なくとも1つの炭素原子は水素原子で置換されていることが好ましく、水素原子の数がフッ素原子より多いことがより好ましい。炭素数5以上のパーフロロアルキル基を有さないことにより生態への毒性が軽減する。
Rc1 represents an organic group.
Rd1 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
As the organic group for Rc1, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, preferably an alkyl group which may be substituted, an aryl group, or a plurality of these are a single bond, —O—, —CO 2 —, —S—. , —SO 3 —, —SO 2 N (Rd1) — and the like can be exemplified.
Rd1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and may form a ring structure with the bonded alkyl group or aryl group.
The organic group of Rc1 is more 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. When Rc1 has 5 or more carbon atoms, at least one carbon atom is preferably substituted with a hydrogen atom, and more preferably, the number of hydrogen atoms is larger than that of fluorine atoms. By not having a perfluoroalkyl group having 5 or more carbon atoms, ecotoxicity is reduced.

Rc1の最も好ましい様態としては、Rc7−Ax−Rc6−で表される基である。
Rc6は炭素数4以下、より好ましくは2〜4、更に好ましくは2〜3のパーフロロアルキレン基、1〜4個のフッ素原子及び/または1〜3個のフロロアルキル基で置換されたフェニレン基を表す。
Axは連結基(好ましくは単結合、−O−、−CO−、−S−、−SO−、−SON(Rd1)−)を表す。Rd1は水素原子、アルキル基を表し、Rc7と結合して環構造を形成してもよい。
Rc7は、水素原子、フッ素原子、置換していてもよい直鎖、分岐、単環または多環環状アルキル基、置換していてもよいアリール基を表す。置換していてもよいアルキル基、アリール基は置換基としてフッ素原子を含有しないことが好ましい。
Rc3、Rc4、Rc5は有機基を表す。
Rc3、Rc4、Rc5の有機基として好ましくはRc1における好ましい有機基と同じものを挙げることができる。
Rc3とRc4が結合して環を形成していてもよい。
Rc3とRc4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。Rc3とRc4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、感度が向上し、好ましい。
The most preferred embodiment of Rc1 is a group represented by Rc7-Ax-Rc6-.
Rc6 is a phenylene group substituted with a perfluoroalkylene group having 4 or less carbon atoms, more preferably 2 to 4 carbon atoms, still more preferably 2 to 3 carbon atoms, 1 to 4 fluorine atoms and / or 1 to 3 fluoroalkyl groups. Represents.
Ax represents a linking group (preferably a single bond, —O—, —CO 2 —, —S—, —SO 3 —, —SO 2 N (Rd1) —). Rd1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and may combine with Rc7 to form a ring structure.
Rc7 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an optionally substituted linear, branched, monocyclic or polycyclic alkyl group, or an optionally substituted aryl group. It is preferable that the alkyl group and aryl group which may be substituted do not contain a fluorine atom as a substituent.
Rc3, Rc4 and Rc5 represent an organic group.
Preferred examples of the organic group for Rc3, Rc4, and Rc5 include the same organic groups as those for Rc1.
Rc3 and Rc4 may be bonded to form a ring.
Examples of the group formed by combining Rc3 and Rc4 include an alkylene group and an arylene group. Preferably, it is a C2-C4 perfluoroalkylene group. By combining Rc3 and Rc4 to form a ring, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased, and the sensitivity is improved, which is preferable.

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(ZI−1)、(ZI−2)、(ZI−3)における対応する基を挙げることができる。
The carbon number of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1-30, preferably 1-20.
Two of R 201 to R 203 may be bonded to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group.
The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).
Specific examples of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 include corresponding groups in the compounds (ZI-1), (ZI-2) and (ZI-3) described later.

尚、一般式(Z1)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 (Z1) 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(Z1)成分として、以下に説明する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、及び(ZI−3)を挙げることができる。   Further preferred examples of the component (Z1) include compounds (ZI-1), (ZI-2), and (ZI-3) described below.

化合物(ZI−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−から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。
The compound (ZI-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.
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.
Aryl group R 201 to R 203, an alkyl group, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), an aryl group (e.g., carbon number 6 to 14), an alkoxy group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, You may have a hydroxyl group and 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 the three R 201 to R 203 , or may be substituted with all three. When R 201 to R 203 are an aryl group, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.

次に、化合物(ZI−2)について説明する。
化合物(ZI−2)は、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 (ZI-2) will be described.
Compound (ZI-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 having no 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のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。
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, preferred examples include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group).
R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (for example, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.
Two members out of R 201 to R 203 may combine to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).

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

Figure 0005331308
Figure 0005331308

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RxとRyは、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、この環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。
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 group 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.

x及びRy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。
x及びRyが結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げることができる。
Examples of the 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 .
Examples of the alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group include the same alkoxy groups 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.

x、Ry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.
Phenyl group and a naphthyl group are preferred as the aryl group of R 204 to R 207, 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).
The R 204 to R 207 are substituents which may have, for example, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), an aryl group (e.g. having 6 to 15 carbon atoms), 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 0005331308
Figure 0005331308

一般式(ZIV)〜(ZVI)中、Ar3及びAr4は、各々独立に、置換若しくは未置換のアリール基を表す。
206は、置換若しくは未置換のアルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基を表す。
207及びR208置換若しくは未置換のアルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基、電子吸引性基を表す。R207として好ましくは置換若しくは未置換のアリール基である。
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、置換若しくは未置換のアルキレン基、置換若しくは未置換のアルケニレン基又は置換若しくは未置換のアリーレン基を表す。
In general formulas (ZIV) to (ZVI), Ar 3 and Ar 4 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group.
R 206 represents a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group.
R207 and R208 each represents a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or an electron-withdrawing group. R 207 is preferably a substituted or unsubstituted aryl group.
R 208 is preferably an electron-withdrawing group, more preferably a cyano group or a fluoroalkyl group.
A represents a substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted alkenylene group, or a substituted or unsubstituted 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り、更に好ましくは(ZI)で表される化合物であり、最も好ましくは(ZI−1)〜(ZI−3)で表される化合物である。
更に、活性光線又は放射線の照射により、下記一般式AC1〜AC3で表される酸を発生する化合物が好ましい。
Of the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, more preferred are compounds represented by general formulas (ZI) to (ZIII), and even more preferred are compounds represented by (ZI). Most preferred are compounds represented by (ZI-1) to (ZI-3).
Furthermore, the compound which generate | occur | produces the acid represented by the following general formula AC1-AC3 by irradiation of actinic light or a radiation is preferable.

Figure 0005331308
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すなわち、最も好ましい(A)成分の様態としては一般式(ZI)の構造においてX−がAN1、
AN3、AN4から選ばれるアニオンである化合物である。
That is, as the most preferable embodiment of the component (A), X- is AN1 in the structure of the general formula (ZI),
It is a compound which is an anion selected from AN3 and AN4.

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 0005331308
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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. %.

〔3〕(B)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化合物
本発明のポジ型レジスト組成物において用いられる酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する化合物(以下、「(B)成分」ともいう)としては、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、酸で分解し得る基を有する樹脂が好ましい。この内、酸で分解し得る基を側鎖に有する樹脂がより好ましい。
酸で分解し得る基として好ましい基は、−COOA0、−O−B0基であり、更にこれら
を含む基としては、−R0−COOA0、又は−Ar−O−B0で示される基が挙げられる。
ここでA0は、−C(R01)(R02)(R03)、−Si(R01)(R02)(R03)もしくは−C(R04)(R05)−O−R06基を示す。
0 は、A0 又は−CO−O−A0基を示す。
Arは、アリーレン基(好ましくは炭素数6〜12)であり、特にフェニレン基が好ましい。
0は、単結合、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜6)であり、好ましくは、単結合、炭素数1〜4のアルキレン基であり、特に好ましくは、単結合又は炭素数1又は2のアルキレン基である。
[3] (B) Compound whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid A compound whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid used in the positive resist composition of the present invention (hereinafter referred to as “(B) As the “component”), a resin having a group capable of decomposing with an acid in the main chain or side chain of the resin or in both the main chain and the side chain is preferable. Among these, a resin having a group capable of decomposing with an acid in the side chain is more preferable.
Preferred groups as the group capable of decomposing with an acid are —COOA 0 and —O—B 0 groups, and further groups containing these are represented by —R 0 —COOA 0 or —A r —O—B 0 . Group.
Here, A 0 is -C (R 01 ) (R 02 ) (R 03 ), -Si (R 01 ) (R 02 ) (R 03 ) or -C (R 04 ) (R 05 ) -O-R 06 groups are shown.
B 0 represents an A 0 or —CO—O—A 0 group.
Ar is an arylene group (preferably having 6 to 12 carbon atoms), and a phenylene group is particularly preferable.
R 0 is a single bond or an alkylene group (preferably having 1 to 6 carbon atoms), preferably a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and particularly preferably a single bond or 1 or 2 carbon atoms. An alkylene group.

01〜R03は、各々独立に、アルキル基(好ましくは炭素数1〜8)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数4〜10)、アリール基(好ましくは炭素数6〜15)であり、これらの基は互いに共同して環(有橋式環を含む)を形成してもよい。
01〜R03として、好ましくは、各々独立に、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜8のシクロアルキル基、炭素数6〜12のアリール基であり、特に好ましくは、各々独立に、炭素数1〜4のアルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基である。
04及びR05は、各々独立に、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜8)、好ましくは水素原子、炭素数1〜6のアルキル基であり、特に好ましくは、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である。
06は、エーテル基又はチオエーテル基を含んでいてもよいアルキル基(好ましくは炭素数1〜15)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数4〜10)、アリール基(好ましくは炭素数6〜15)、又はこれらの基を組み合わせた基である。R06として、好ましくは、エーテル基又はチオエーテル基を含んでいてもよい炭素数1〜12のアルキル基、炭素数5〜8のシクロアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、又はこれらの基を組み合わせた基であり、特に好ましくは、エーテル基又はチオエーテル基を含んでいてもよい炭素数1〜8のアルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ナフチル基又はこれらの基を組み合わせた基である。
さらに、R06は、R04又はR05と共同して環を形成するのも好ましい。
R 01 to R 03 are each independently an alkyl group (preferably having 1 to 8 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 4 to 10 carbon atoms), an aryl group (preferably having 6 to 15 carbon atoms), These groups may combine with each other to form a ring (including a bridged ring).
R 01 to R 03 are preferably each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 8 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, particularly preferably each independently. And an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cyclohexyl group, and a phenyl group.
R 04 and R 05 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group (preferably having 1 to 8 carbon atoms), preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably a hydrogen atom or a carbon atom. It is a C 1-4 alkyl group.
R 06 is an alkyl group (preferably having 1 to 15 carbon atoms) which may contain an ether group or thioether group, a cycloalkyl group (preferably having 4 to 10 carbon atoms), an aryl group (preferably having 6 to 15 carbon atoms). ) Or a combination of these groups. R 06 is preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or these groups, which may contain an ether group or a thioether group. In particular, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may contain an ether group or a thioether group, a cyclohexyl group, a phenyl group, a naphthyl group, or a group obtained by combining these groups.
Further, R 06 preferably forms a ring together with R 04 or R 05 .

酸分解性基としては好ましくは、シリルエーテル基、クミルエステル基、アセタール基、テトラヒドロピラニルエーテル基、エノールエーテル基、エノールエステル基、第3級のアルキルエーテル基、第3級のアルキルエステル基、第3級のアルキルカーボネート基等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル基、第3級アルキルカーボネート基、クミルエステル基、アセタール基、テトラヒドロピラニルエーテル基である。   The acid-decomposable group is preferably a silyl ether group, cumyl ester group, acetal group, tetrahydropyranyl ether group, enol ether group, enol ester group, tertiary alkyl ether group, tertiary alkyl ester group, Tertiary alkyl carbonate groups and the like. More preferred are a tertiary alkyl ester group, a tertiary alkyl carbonate group, a cumyl ester group, an acetal group, and a tetrahydropyranyl ether group.

次に、これら酸で分解し得る基が側鎖として結合する場合の母体樹脂としては、側鎖に−OHもしくは−COOH、好ましくは−R0−COOHもしくは−Ar−OH基を有するアルカリ可溶性樹脂である。例えば、後述するアルカリ可溶性樹脂を挙げることができる。 Next, as a base resin in the case where these acid-decomposable groups are bonded as side chains, alkali-soluble resins having —OH or —COOH, preferably —R 0 —COOH or —A r —OH groups in the side chains. Resin. For example, the alkali-soluble resin mentioned later can be mentioned.

これらアルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解速度は、0.261Nテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)で測定(23℃)して170Å/秒以上のものが好ましい。特に好ましくは330Å/秒以上のものである。
このような観点から、特に好ましいアルカリ可溶性樹脂は、o−,m−,p−ポリ(ヒドロキシスチレン)及びこれらの共重合体、水素化ポリ(ヒドロキシスチレン)、ハロゲンもしくはアルキル置換ポリ(ヒドロキシスチレン)、ポリ(ヒドロキシスチレン)の一部、O−アルキル化もしくはO−アシル化物、スチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共重合体及び水素化ノボラック樹脂である。
The alkali dissolution rate of these alkali-soluble resins is preferably at least 170 kg / sec as measured with 0.261 N tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (23 ° C.). Particularly preferred is 330 liters / second or more.
From this point of view, particularly preferred alkali-soluble resins are o-, m-, p-poly (hydroxystyrene) and copolymers thereof, hydrogenated poly (hydroxystyrene), halogen or alkyl-substituted poly (hydroxystyrene). , Part of poly (hydroxystyrene), O-alkylated or O-acylated product, styrene-hydroxystyrene copolymer, α-methylstyrene-hydroxystyrene copolymer, and hydrogenated novolac resin.

本発明に用いられる(B)成分は、欧州特許254853号、特開平2−25850号
、同3−223860号、同4−251259号等に開示されているように、アルカリ可溶性樹脂に酸で分解し得る基の前駆体を反応させる、もしくは、酸で分解し得る基の結合したアルカリ可溶性樹脂モノマーを種々のモノマーと共重合して得ることができる。
Component (B) used in the present invention is decomposed with an acid into an alkali-soluble resin, as disclosed in European Patent No. 254853, JP-A-2-25850, JP-A-3-223860, JP-A-4-251259 and the like. It is possible to obtain an alkali-soluble resin monomer having a group capable of being decomposed or reacting with an acid-decomposable group by copolymerization with various monomers.

(B)成分は、下記一般式(A1)又は(A2)で表される繰り返し単位を有する樹脂であることが好ましい。   The component (B) is preferably a resin having a repeating unit represented by the following general formula (A1) or (A2).

Figure 0005331308
Figure 0005331308

一般式(A1)に於いて、
1は、−C(R01)(R02)(R03)、−C(R04)(R05)−O−R06、又は−CH(R06)(R07)で表される酸の作用により脱離する基を表し、複数ある場合は同じでも異なっていてもよい。
式中、R01〜R03は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。これらの基は、互いに結合して環(有橋式環を含む)を形成してもよい。R04及びR05は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。R06は、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。R07はアリール基を表す。
1は置換基を表し、複数ある場合は、同一でも異なっていてもよい。
nは、0〜3の整数を示す。mは、0〜3の整数を示す。但し、m+n≦5である。
一般式(A2)に於いて、
2は、−C(R01)(R02)(R03)で表される酸の作用により脱離する基を表す。
式中、R01〜R03は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。これらの基は、互いに結合して環(有橋式環を含む)を形成してもよい。
Xは、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキルオキシカルボニル基を表す。
In general formula (A1),
A 1 is represented by —C (R 01 ) (R 02 ) (R 03 ), —C (R 04 ) (R 05 ) —O—R 06 , or —CH (R 06 ) (R 07 ). It represents a group capable of leaving by the action of an acid, and when there are a plurality of groups, they may be the same or different.
In the formula, R 01 to R 03 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. These groups may be bonded to each other to form a ring (including a bridged ring). R 04 and R 05 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. R 06 represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. R 07 represents an aryl group.
S 1 represents a substituent, and when there are a plurality of them, they may be the same or different.
n shows the integer of 0-3. m shows the integer of 0-3. However, m + n ≦ 5.
In general formula (A2),
A 2 represents a group capable of leaving by the action of an acid represented by —C (R 01 ) (R 02 ) (R 03 ).
In the formula, R 01 to R 03 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. These groups may be bonded to each other to form a ring (including a bridged ring).
X represents a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkyloxycarbonyl group.

一般式(A1)に於ける、R01〜R06のアルキル基は、炭素数1〜8のアルキル基が好ましい。
01〜R06のシクロアルキル基は、炭素数4〜10のシクロアルキル基が好ましい。
01〜R06のアリール基は、炭素数6〜15のアリール基が好ましい。
Xのアルキル基は、置換基を有していてもよい。置換基を有するアルキル基としては、例えば、CF3基、アルキルオキシカルボニルメチル基、アルキルカルボニルオキシメチル基、ヒドロキシメチル基、アルコキシメチル基等を挙げることができる。
1の置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ、アシル基、アシロキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキル基等が挙げられる。
In general formula (A1), the alkyl group represented by R 01 to R 06 is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
The cycloalkyl group of R 01 to R 06 is preferably a cycloalkyl group having 4 to 10 carbon atoms.
The aryl group of R 01 to R 06 is preferably an aryl group having 6 to 15 carbon atoms.
The alkyl group of X may have a substituent. Examples of the alkyl group having a substituent include a CF 3 group, an alkyloxycarbonylmethyl group, an alkylcarbonyloxymethyl group, a hydroxymethyl group, and an alkoxymethyl group.
Examples of the substituent for S 1 include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a cyano, an acyl group, an acyloxy group, an aryl group, an aryloxy group, and an aralkyl group.

以下、一般式(A1)で示される繰り返し単位に相当するモノマーの具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Hereinafter, although the specific example of the monomer corresponding to the repeating unit shown by general formula (A1) is shown, this invention is not limited to this.

Figure 0005331308
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Figure 0005331308
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一般式(A2)において、R1のアルキル基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。R1のアルキル基は、フッ素原子等で置換されていてもよい。置換されたアルキル基としては、ペルフルオロ基(Cm2m+1基を表し、mは1〜4の整数)を挙げることができる。
1として好ましくは、水素原子、メチル基、又はCm2m+1基(mは好ましくは1)であり、特に好ましくは水素原子又はメチル基である。
In general formula (A2), the alkyl group represented by R 1 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group. The alkyl group of R 1 may be substituted with a fluorine atom or the like. The substituted alkyl group, (represents the C m F 2m + 1 group, m is an integer from 1 to 4) perfluoro group can be exemplified.
R 1 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or a C m F 2m + 1 group (m is preferably 1), and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.

一般式(A2)において、Xとしての酸の作用により脱離する基とは、露光により発生した酸の作用により脱離し、一般式(1)の構造においてエステル基に由来するカルボン酸を発生させる基である。
2としての−C(R01)(R02)(R03)で表される基におけるR01〜R03は、一般
式(A1)におけるA2としての基におけるR01〜R03と同様であり、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、これらの基は互いに結合して環(有橋式環を含む)を形成してもよい。
Xとしての酸の作用により脱離する基は、脂環基を有していることが好ましく、脂環基は、有橋脂環基であってもよい。
In the general formula (A2), the group capable of leaving by the action of an acid as X is eliminated by the action of an acid generated by exposure to generate a carboxylic acid derived from an ester group in the structure of the general formula (1). It is a group.
R 01 to R 03 in the group represented by -C as A 2 (R 01) (R 02) (R 03) , as well as the R 01 to R 03 in the group of A 2 in the general formula (A1) Each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and these groups may be bonded to each other to form a ring (including a bridged ring).
The group leaving by the action of an acid as X preferably has an alicyclic group, and the alicyclic group may be a bridged alicyclic group.

Xとしての酸の作用により脱離する基は、好ましくは、下記一般式(pI)〜一般式(pVI)で示される基である。   The group capable of leaving by the action of an acid as X is preferably a group represented by the following general formula (pI) to general formula (pVI).

Figure 0005331308
Figure 0005331308

式中、R11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基又はsec−ブチル基を表す。
Zは、炭素原子とともに脂環式炭化水素基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R16は、各々独立に、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。
17〜R21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。但し、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脂環式炭化水素基を表す。
22〜R25は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。R23とR24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
In the formula, R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, or a sec-butyl group.
Z represents an atomic group necessary for forming an alicyclic hydrocarbon group together with a carbon atom.
R 12 to R 16 each independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon 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 an alicyclic hydrocarbon group. However, either R 19 or R 21 represents a linear or branched alkyl group or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

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

12〜R25における脂環式炭化水素基あるいはZと炭素原子が形成する脂環式炭化水素基としては、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい。 The alicyclic hydrocarbon group in R 12 to R 25 or the alicyclic hydrocarbon group formed by Z and a carbon atom may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 6-30, and particularly preferably 7-25. These alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent.

以下に、脂環式炭化水素基のうち、脂環式部分の構造例を示す。   Below, the structural example of an alicyclic part is shown among alicyclic hydrocarbon groups.

Figure 0005331308
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本発明においては、上記脂環式部分の好ましいものとしては、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、アダマンチル基、デカリン残基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基である。   In the present invention, preferred examples of the alicyclic moiety include adamantyl group, noradamantyl group, decalin residue, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol group, cyclohexyl group, cycloheptyl. Group, cyclooctyl group, cyclodecanyl group and cyclododecanyl group. More preferred are an adamantyl group, a decalin residue, a norbornyl group, a cedrol group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclodecanyl group, and a cyclododecanyl group.

これらの脂環式炭化水素基の置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基が挙げられる。アルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基である。上記アルコキシ基としてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。アルキル基、アルコキシ基は、更なる置換基を有していてもよい。アルキル基、アルコキシ基の更なる置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることができる。
以下、一般式(A2)で示される繰り返し単位に相当するモノマーの具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。
Examples of the substituent for these alicyclic hydrocarbon groups include an alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, and an alkoxycarbonyl group. The alkyl group is preferably a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group or a butyl group, more preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group or an isopropyl group. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. The alkyl group and the alkoxy group may have a further substituent. Examples of further substituents on the alkyl group and alkoxy group include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group.
Hereinafter, although the specific example of the monomer corresponding to the repeating unit shown by general formula (A2) is shown, this invention is not limited to this.

Figure 0005331308
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Figure 0005331308
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本発明に使用される(B)成分の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。   Although the specific example of (B) component used for this invention is shown below, it is not limited to these.

Figure 0005331308
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Figure 0005331308
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上記具体例において、tBuはt−ブチル基を表す。   In the above specific example, tBu represents a t-butyl group.

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上記フェノール性水酸基が保護された樹脂において、酸で分解し得る基の含有率は、樹脂中の酸で分解し得る基の数(B)と酸で分解し得る基で保護されていないアルカリ可溶性基の数(S)をもって、B/(B+S)で表される。含有率は好ましくは0.01〜0.7、より好ましくは0.05〜0.50、更に好ましくは0.05〜0.40である。B/(B+S)<0.7とすることにより、PEB後の膜収縮、基板への密着不良やスカム発生等をふせぐことができる。B/(B+S)>0.01とすることにより、パターン
側壁に顕著に定在波が残ることを防ぐことができる。
In the resin in which the phenolic hydroxyl group is protected, the content of the group that can be decomposed by an acid is the number of groups (B) that can be decomposed by an acid in the resin and the alkali-soluble group that is not protected by the group that can be decomposed by an acid. The number of groups (S) is represented by B / (B + S). The content is preferably 0.01 to 0.7, more preferably 0.05 to 0.50, and still more preferably 0.05 to 0.40. By setting B / (B + S) <0.7, film shrinkage after PEB, poor adhesion to the substrate, generation of scum, and the like can be prevented. By setting B / (B + S)> 0.01, it is possible to prevent a standing wave from remaining significantly on the pattern side wall.

(B)成分の重量平均分子量(Mw)は、2,000〜200,000の範囲であることが好ましい。より好ましくは、5,000〜100,000の範囲であり、更に好ましくは8,000〜50,000の範囲である。
また、分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは1.0〜4.0、より好ましくは1.0〜2.0、特に好ましくは1.0〜1.6である。
ここで、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値をもって定義される。
The weight average molecular weight (Mw) of the component (B) is preferably in the range of 2,000 to 200,000. More preferably, it is the range of 5,000-100,000, More preferably, it is the range of 8,000-50,000.
Moreover, molecular weight distribution (Mw / Mn) becomes like this. Preferably it is 1.0-4.0, More preferably, it is 1.0-2.0, Most preferably, it is 1.0-1.6.
Here, the weight average molecular weight is defined by a polystyrene conversion value of gel permeation chromatography.

(B)成分の樹脂は、ラジカル重合法など公知の重合法にて合成することができる。
(B)成分は、2種類以上組み合わせて使用してもよい。
The resin of component (B) can be synthesized by a known polymerization method such as a radical polymerization method.
(B) You may use a component in combination of 2 or more types.

(B)成分の添加量は、ポジ型レジスト組成物の固形分に対し、一般的には80〜98質量%であり、好ましくは85〜96質量%である。   The amount of component (B) added is generally 80 to 98% by mass, preferably 85 to 96% by mass, based on the solid content of the positive resist composition.

〔4〕(D)アルカリ可溶性化合物
アルカリ可溶性化合物は、アルカリ可溶性樹脂であることが好ましい。
アルカリ可溶性樹脂は、アルカリ溶解速度が0.261Nテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)で測定(23℃)して20Å/秒以上が好ましい。特に好ましくは200Å/秒以上である。
なお、本発明のレジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂の代わりに、(D)アルカリ可溶性化合物及び架橋剤を用いることで、ネガ型レジストにも使用することが出来る。
[4] (D) Alkali-soluble compound The alkali-soluble compound is preferably an alkali-soluble resin.
The alkali-soluble resin preferably has an alkali dissolution rate of 20 liters / second or more as measured with 0.261N tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (23 ° C.). Particularly preferably, it is 200 Å / second or more.
In addition, the resist composition of the present invention can be used for a negative resist by using (D) an alkali-soluble compound and a crosslinking agent instead of a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid. I can do it.

アルカリ可溶性樹脂としては、例えばノボラック樹脂、水素化ノボラック樹脂、アセトン−ピロガロール樹脂、o−ポリヒドロキシスチレン、m−ポリヒドロキシスチレン、p−ポリヒドロキシスチレン、水素化ポリヒドロキシスチレン、ハロゲンもしくはアルキル置換ポリヒドロキシスチレン、ヒドロキシスチレン−N−置換マレイミド共重合体、o/p−及びm/p−ヒドロキシスチレン共重合体、ポリヒドロキシスチレンの水酸基に対する一部O−アルキル化物(例えば、5〜30モル%のO−メチル化物、O−(1−メトキシ)エチル化物、O−(1−エトキシ)エチル化物、O−2−テトラヒドロピラニル化物、O−(t−ブトキシカルボニル)メチル化物等)もしくはO−アシル化物(例えば、5〜30モル%のo−アセチル化物、O−(t−ブトキシ)カルボニル化物等)、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、カルボキシル基含有メタクリル系樹脂及びその誘導体、ポリビニルアルコール誘導体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 alkali-soluble resins include novolak resins, hydrogenated novolak resins, acetone-pyrogallol resins, o-polyhydroxystyrene, m-polyhydroxystyrene, p-polyhydroxystyrene, hydrogenated polyhydroxystyrene, halogen or alkyl-substituted polyhydroxy. Styrene, hydroxystyrene-N-substituted maleimide copolymer, o / p- and m / p-hydroxystyrene copolymer, partially O-alkylated product of hydroxyl group of polyhydroxystyrene (for example, 5-30 mol% O -Methylated product, O- (1-methoxy) ethylated product, O- (1-ethoxy) ethylated product, O-2-tetrahydropyranylated product, O- (t-butoxycarbonyl) methylated product, etc.) or O-acylated product (E.g. 5-30 mol% o-acetylation , O- (t-butoxy) carbonylated compounds, etc.), styrene-maleic anhydride copolymer, styrene-hydroxystyrene copolymer, α-methylstyrene-hydroxystyrene copolymer, carboxyl group-containing methacrylic resin and derivatives thereof Polyvinyl alcohol derivatives can be mentioned, but are not limited thereto.

特に好ましいアルカリ可溶性樹脂はノボラック樹脂及びo−ポリヒドロキシスチレン、m−ポリヒドロキシスチレン、p−ポリヒドロキシスチレン及びこれらの共重合体、アルキル置換ポリヒドロキシスチレン、ポリヒドロキシスチレンの一部O−アルキル化、もしくはO−アシル化物、スチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共重合体である。   Particularly preferred alkali-soluble resins are novolak resins and o-polyhydroxystyrene, m-polyhydroxystyrene, p-polyhydroxystyrene and copolymers thereof, alkyl-substituted polyhydroxystyrenes, partially O-alkylated polyhydroxystyrenes, Alternatively, O-acylated product, styrene-hydroxystyrene copolymer, and α-methylstyrene-hydroxystyrene copolymer.

該ノボラック樹脂は所定のモノマーを主成分として、酸性触媒の存在下、アルデヒド類と付加縮合させることにより得られる。   The novolak resin is obtained by subjecting a predetermined monomer as a main component to addition condensation with an aldehyde in the presence of an acidic catalyst.

アルカリ溶解性樹脂の重量平均分子量は、2000以上、好ましくは5000〜200000、より好ましくは5000〜100000である。   The weight average molecular weight of the alkali-soluble resin is 2000 or more, preferably 5,000 to 200,000, more preferably 5,000 to 100,000.

ここで、重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値をもって定義される。   Here, the weight average molecular weight is defined as a polystyrene equivalent value of gel permeation chromatography.

アルカリ可溶性樹脂は2種類以上組み合わせて使用してもよい。   Two or more alkali-soluble resins may be used in combination.

アルカリ可溶性化合物の使用量は、レジスト組成物の全組成物の固形分に対し、40〜97質量%、好ましくは60〜90質量%である。   The usage-amount of an alkali-soluble compound is 40-97 mass% with respect to solid content of the whole composition of a resist composition, Preferably it is 60-90 mass%.

〔5〕その他の成分
本発明のレジスト組成物には必要に応じて、さらにラジカル発生剤、含窒素塩基性化合物、染料、界面活性剤などを含有させることができる。
[5] Other components The resist composition of the present invention may further contain a radical generator, a nitrogen-containing basic compound, a dye, a surfactant and the like, if necessary.

<含窒素塩基性化合物>
本発明のレジスト組成物は、含窒素化合物(C)以外に、更に、含窒素塩基性化合物を含有することができる。
本発明で用いる含窒素塩基性化合物は、フェノールよりも塩基性の強い含窒素塩基性化合物が好ましい。
好ましい化学的環境として、下記式(A)〜(E)の構造を挙げることができる。
<Nitrogen-containing basic compound>
The resist composition of the present invention can further contain a nitrogen-containing basic compound in addition to the nitrogen-containing compound (C).
The nitrogen-containing basic compound used in the present invention is preferably a nitrogen-containing basic compound having a stronger basicity than phenol.
As a preferable chemical environment, structures of the following formulas (A) to (E) can be exemplified.

Figure 0005331308
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ここで、R250 、R251 及びR252 は、同一でも異なってもよく、水素原子、炭素数1〜20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す。アルキル基、シクロアルキル基、アリール基は、アミノ基、ヒドロキシル基等で置換されていてもよい。R251とR252は、互いに結合して環を形成してもよい。
253 、R254 、R255 及びR256 は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜6個のアルキル基を表す。
更に好ましい化合物は、一分子中に異なる化学的環境の窒素原子を2個以上有する含窒素塩基性化合物であり、特に好ましくは、置換もしくは未置換のアミノ基と窒素原子を含む環構造の両方を含む化合物もしくはアルキルアミノ基を有する化合物である。
Here, R 250 , R 251 and R 252 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 6 to 20 carbon atoms. Represents an aryl group. The alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group may be substituted with an amino group, a hydroxyl group, or the like. R 251 and R 252 may combine with each other to form a ring.
R 253 , R 254 , R 255 and R 256 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Further preferred compounds are nitrogen-containing basic compounds having two or more nitrogen atoms of different chemical environments in one molecule, and particularly preferably both a substituted or unsubstituted amino group and a ring structure containing a nitrogen atom. Or a compound having an alkylamino group.

好ましい具体例としては、置換もしくは未置換のグアニジン、置換もしくは未置換のアミノピリジン、置換もしくは未置換のアミノアルキルピリジン、置換もしくは未置換のアミノピロリジン、置換もしくは未置換のインダゾール、イミダゾール、置換もしくは未置換のピラゾール、置換もしくは未置換のピラジン、置換もしくは未置換のピリミジン、置換もしくは未置換のプリン、置換もしくは未置換のイミダゾリン、置換もしくは未置換のピラゾリン、置換もしくは未置換のピペラジン、置換もしくは未置換のアミノモルフォリン、置換もしくは未置換のアミノアルキルモルフォリン等が挙げられる。好ましい置換基は、アミノ基、アミノアルキル基、アルキルアミノ基、アミノアリール基、アリールアミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ基、水酸基、シアノ基である。   Preferred examples include substituted or unsubstituted guanidine, substituted or unsubstituted aminopyridine, substituted or unsubstituted aminoalkylpyridine, substituted or unsubstituted aminopyrrolidine, substituted or unsubstituted indazole, imidazole, substituted or unsubstituted Substituted pyrazole, substituted or unsubstituted pyrazine, substituted or unsubstituted pyrimidine, substituted or unsubstituted purine, substituted or unsubstituted imidazoline, substituted or unsubstituted pyrazoline, substituted or unsubstituted piperazine, substituted or unsubstituted Aminomorpholine, substituted or unsubstituted aminoalkylmorpholine, and the like. Preferred substituents are amino group, aminoalkyl group, alkylamino group, aminoaryl group, arylamino group, alkyl group, alkoxy group, acyl group, acyloxy group, aryl group, aryloxy group, nitro group, hydroxyl group, cyano group It is.

特に好ましい化合物として、グアニジン、1,1−ジメチルグアニジン、1,1,3,3,−テトラメチルグアニジン、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、N−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4,5−ジフェニルイミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾール、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−アミノピリジン、2−ジメチルアミノピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、2−ジエチルアミノピリジン、2−(アミノメチル)ピリジン、2−アミノ−3−メチルピリジン、2−アミノ−4−メチルピリジン、2−アミノ−5−メチルピリジン、2−アミノ−6−メチルピリジン、3−アミノエチルピリジン、4−アミノエチルピリジン、   Particularly preferred compounds include guanidine, 1,1-dimethylguanidine, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, imidazole, 2-methylimidazole, 4-methylimidazole, N-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 4 , 5-diphenylimidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, 4-aminopyridine, 2-dimethylaminopyridine, 4-dimethylaminopyridine, 2-diethylaminopyridine, 2- (Aminomethyl) pyridine, 2-amino-3-methylpyridine, 2-amino-4-methylpyridine, 2-amino-5-methylpyridine, 2-amino-6-methylpyridine, 3-aminoethylpyridine, 4- Aminoethylpyridine,

3−アミノピロリジン、ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペリジン、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ピペリジノピペリジン、2−イミノピペリジン、1−(2−アミノエチル)ピロリジン、ピラゾール、3−アミノ−5−メチルピラゾール、5−アミノ−3−メチル−1−p−トリルピラゾール、ピラジン、2−(アミノメチル)−5−メチルピラジン、ピリミジン、2,4−ジアミノピリミジン、4,6−ジヒドロキシピリミジン、2−ピラゾリン、3−ピラゾリン、N−アミノモルフォリン、N−(2−アミノエチル)モルフォリンなどが挙げられるがこれに限定されるものではない。   3-aminopyrrolidine, piperazine, N- (2-aminoethyl) piperazine, N- (2-aminoethyl) piperidine, 4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-piperidinopiperidine, 2-iminopiperidine, 1- (2-aminoethyl) pyrrolidine, pyrazole, 3-amino-5-methylpyrazole, 5-amino-3-methyl-1-p-tolylpyrazole, pyrazine, 2- (aminomethyl)- Examples include 5-methylpyrazine, pyrimidine, 2,4-diaminopyrimidine, 4,6-dihydroxypyrimidine, 2-pyrazoline, 3-pyrazoline, N-aminomorpholine, N- (2-aminoethyl) morpholine. It is not limited to this.

含窒素塩基性化合物の使用量は本発明のエステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレイド結合から選ばれた結合を少なくとも2つ以上有するアミン化合物と合わせて、レジスト組成物の固形分を基準として、通常0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。十分な添加効果を得る上で0.001質量%以上が好ましく、感度や非露光部の現像性の点で10質量%以下が好ましい。   The nitrogen-containing basic compound is used in combination with an amine compound having at least two bonds selected from the ester bond, amide bond, urethane bond and ureido bond of the present invention, based on the solid content of the resist composition. Usually, it is 0.001-10 mass%, Preferably it is 0.01-5 mass%. In order to obtain a sufficient addition effect, 0.001% by mass or more is preferable, and 10% by mass or less is preferable in terms of sensitivity and developability of the non-exposed area.

<染料>
好適な染料としては油性染料及び塩基性染料がある。具体的にはオイルイエロー#101、オイルイエロー#103、オイルピンク#312、オイルグリーンBG、オイルブルーBOS,オイルブルー#603、オイルブラックBY、オイルブラックBS、オイルブラックT−505(以上オリエント化学工業株式会社製)、クリスタルバイオレット(CI42555)、メチルバイオレット(CI42535)、ローダミンB(CI45170B)、マラカイトグリーン(CI42000)、メチレンブルー(CI52015)等を挙げることができる。
<Dye>
Suitable dyes include oily dyes and basic dyes. Specifically, Oil Yellow # 101, Oil Yellow # 103, Oil Pink # 312, Oil Green BG, Oil Blue BOS, Oil Blue # 603, Oil Black BY, Oil Black BS, Oil Black T-505 (oriental chemical industry) Co., Ltd.), crystal violet (CI42555), methyl violet (CI42535), rhodamine B (CI45170B), malachite green (CI42000), methylene blue (CI522015) and the like.

<溶剤類>
本発明の組成物は、上記各成分を溶解する溶媒に溶かして支持体上に塗布する。ここで使用する溶媒としては、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート
、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等が好ましく、これらの溶媒を単独あるいは混合して使用する。
<Solvents>
The composition of the present invention is dissolved in a solvent that dissolves each of the above components and coated on a support. Solvents used here include ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate , Propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N, N-dimethyl Formamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran and the like are preferable. Or mixed to use.

<界面活性剤類>
本発明のレジスト組成物は、界面活性剤を含有することが好ましい。
使用し得る界面活性剤としては、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、
<Surfactants>
The resist composition of the present invention preferably contains a surfactant.
Specific examples of the surfactant that can be used include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, and polyoxyethylene octylphenol. Ether, polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as polyoxyethylene nonylphenol ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate Sorbitan fatty acid esters such as sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polio Shi ethylene sorbitan mono palmitate - door,

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、エフトップEF301,EF303,EF352(新秋田化成(株)製)、メガファックF171,F173(大日本インキ化学工業(株)製)、フロラ−ドFC430,FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710,サーフロンS−382,SC101,SC102,SC103,SC104,SC105,SC106(旭硝子(株)製)等のフッ素系界面活性剤、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)やアクリル酸系もしくはメタクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75,No.95(共栄社油脂化学工業(株)製)等を挙げることができる。   Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, F-top EF301, EF303, EF352 (Shin-Akita Kasei) (Made by Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), Florad FC430, FC431 (Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC101, SC102 , SC103, SC104, SC105, SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Troysol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Acrylic acid or methacrylic acid-based (co) polymer Polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd.).

界面活性剤の配合量は、本発明の組成物中の固形分100質量部当たり、通常、2質量部以下、好ましくは1質量部以下である。
これらの界面活性剤は単独で添加してもよいし、また、いくつかの組み合わせで添加することもできる。
The compounding quantity of surfactant is 2 mass parts or less normally with respect to 100 mass parts of solid content in the composition of this invention, Preferably it is 1 mass part or less.
These surfactants may be added alone or in some combination.

精密集積回路素子の製造などにおいてレジスト膜上へのパターン形成工程は、基板(例:シリコン/二酸化シリコン皮覆、ガラス基板、ITO基板等の透明基板等)上に、本発明のレジスト組成物を塗布し、次に活性光線又は放射線を照射し、加熱、現像、リンス、乾燥することにより良好なレジストパターンを形成することができる。ここで活性光線又は放射線としては、好ましくは電子線、X線、150〜250nmの波長の光(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)など)等を挙げることができるが、特に好ましくは、電子線、KrFエキシマレーザーである。 In the manufacture of precision integrated circuit elements, etc., the pattern formation process on the resist film is carried out by applying the resist composition of the present invention on a substrate (eg, a transparent substrate such as a silicon / silicon dioxide cover, a glass substrate, an ITO substrate). A good resist pattern can be formed by applying, then irradiating with actinic rays or radiation, heating, developing, rinsing and drying. Here, the actinic ray or radiation is preferably an electron beam, X-ray, light having a wavelength of 150 to 250 nm (KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (157 nm), etc.). Particularly preferable are an electron beam and a KrF excimer laser.

本発明においては、必要により、市販の無機あるいは有機反射防止膜を使用することができる。更にレジスト上層に反射防止膜を塗布して用いることもできる。   In the present invention, a commercially available inorganic or organic antireflection film can be used if necessary. Further, an antireflection film can be applied to the upper layer of the resist.

レジストの下層として用いられる反射防止膜としては、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、アモルファスシリコン等の無機膜型と、吸光剤とポリマー
材料からなる有機膜型のいずれも用いることができる。前者は膜形成に真空蒸着装置、CVD装置、スパッタリング装置等の設備を必要とする。有機反射防止膜としては、例えば特公平7−69611号記載のジフェニルアミン誘導体とホルムアルデヒド変性メラミン樹脂との縮合体、アルカリ可溶性樹脂、吸光剤からなるものや、米国特許5294680号記載の無水マレイン酸共重合体とジアミン型吸光剤の反応物、特開平6−118631号記載の樹脂バインダーとメチロールメラミン系熱架橋剤を含有するもの、特開平6−118656号記載のカルボン酸基とエポキシ基と吸光基を同一分子内に有するアクリル樹脂型反射防止膜、特開平8−87115号記載のメチロールメラミンとベンゾフェノン系吸光剤からなるもの、特開平8−179509号記載のポリビニルアルコール樹脂に低分子吸光剤を添加したもの等が挙げられる。
As the antireflection film used as the lower layer of the resist, either an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, amorphous silicon, or an organic film type made of a light absorber and a polymer material may be used. it can. The former requires equipment such as a vacuum deposition apparatus, a CVD apparatus, and a sputtering apparatus for film formation. Examples of the organic antireflection film include a condensate of a diphenylamine derivative and a formaldehyde-modified melamine resin described in JP-B-7-69611, an alkali-soluble resin, a light absorber, and maleic anhydride copolymer described in US Pat. No. 5,294,680. A reaction product of a coalescence and a diamine type light absorbing agent, a resin binder described in JP-A-6-186863 and a methylolmelamine thermal crosslinking agent, a carboxylic acid group, an epoxy group and a light-absorbing group described in JP-A-6-118656. An acrylic resin-type antireflection film in the same molecule, a composition comprising methylol melamine and a benzophenone-based light absorber described in JP-A-8-87115, and a low-molecular light absorber added to a polyvinyl alcohol resin described in JP-A-8-179509 And the like.

また、有機反射防止膜として、ブリューワーサイエンス社製のDUV30シリーズや、DUV−40シリーズ、シプレー社製のAR−2、AR−3、AR−5等の市販の有機反射防止膜を使用することもできる。   In addition, as the organic antireflection film, commercially available organic antireflection films such as DUV30 series, DUV-40 series manufactured by Brewer Science, AR-2, AR-3, AR-5 manufactured by Shipley, etc. may be used. it can.

本発明のポジ型レジスト組成物の現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノーアミン等のアルコ−ルアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン類、等のアルカリ類の水溶液を使用することができる。更に、上記アルカリ類の水溶液にイソプロピルアルコール等のアルコール類、ノニオン系等の界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
これらの現像液の中で好ましくは第四アンモニウム塩、更に好ましくは、テトラメチルアンモニウムヒドロオキシド、コリンである。
Examples of the developer for the positive resist composition of the present invention include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine and the like. Primary amines, secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethyl Aqueous solutions of alkalis such as quaternary ammonium salts such as ammonium hydroxide and choline, cyclic amines such as pyrrole and piperidine, and the like can be used. Furthermore, an appropriate amount of an alcohol such as isopropyl alcohol or a nonionic surfactant may be added to the alkaline aqueous solution.
Among these developers, quaternary ammonium salts are preferable, and tetramethylammonium hydroxide and choline are more preferable.

以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these.

〔合成例1:含窒素化合物(C1−1)の合成〕
ビス(ヒドロキシエチル)メチルアミン 12.0gをジメチルアセトアミド100mlに溶解した後、室温下にてn−ブチルイソシアネート 23.0gを添加し還流下加熱攪拌させた。GCにてビス(ヒドロキシエチル)メチルアミンの消費を確認した後、反応液を蒸留水400ml中に攪拌下添加した。酢酸エチルにて抽出、エバポレーターで酢酸エチルを留去した後、減圧蒸留にて目的物(5g)を得た。
[Synthesis Example 1: Synthesis of nitrogen-containing compound (C1-1)]
After dissolving 12.0 g of bis (hydroxyethyl) methylamine in 100 ml of dimethylacetamide, 23.0 g of n-butyl isocyanate was added at room temperature, and the mixture was heated and stirred under reflux. After confirming the consumption of bis (hydroxyethyl) methylamine by GC, the reaction solution was added to 400 ml of distilled water with stirring. After extraction with ethyl acetate and evaporation of ethyl acetate with an evaporator, the desired product (5 g) was obtained by distillation under reduced pressure.

〔合成例2:樹脂例(R−7)の合成〕
p−アセトキシスチレン32.4g(0.2モル)、アクリル酸t−ブチル7.01g(0.07モル)、スチレン(0.04モル)を酢酸ブチル120mlに溶解し、窒素気流及び攪拌下、80℃にてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.033gを2.5時間置きに3回添加し、最後に更に5時間攪拌を続けることにより、重合反応を行った。反応液をヘキサン1200mlに投入し、白色の樹脂を析出させた。得られた樹脂を乾燥後、メタノール200mlに溶解した。
これに水酸化ナトリウム7.7g(0.19モル)/水50mlの水溶液を添加し、1時間加熱還流することにより加水分解させた。その後、水200mlを加えて希釈し、塩酸にて中和し白色の樹脂を析出させた。この樹脂を濾別し、水洗・乾燥させた。更にテトラヒドロフラン200mlに溶解し、5Lの超純水中に激しく攪拌しながら滴下、再沈を
行った。この再沈操作を3回繰り返した。得られた樹脂を真空乾燥器中で120℃、12時間乾燥し、ポリ(スチレン/p−ヒドロキシスチレン/アクリル酸t−ブチル)共重合体を得た。
[Synthesis Example 2: Synthesis of Resin Example (R-7)]
32.4 g (0.2 mol) of p-acetoxystyrene, 7.01 g (0.07 mol) of tert-butyl acrylate, and styrene (0.04 mol) were dissolved in 120 ml of butyl acetate. At 80 ° C., 0.033 g of azobisisobutyronitrile (AIBN) was added three times every 2.5 hours, and finally the stirring was continued for another 5 hours to carry out the polymerization reaction. The reaction solution was added to 1200 ml of hexane to precipitate a white resin. The obtained resin was dried and then dissolved in 200 ml of methanol.
To this was added an aqueous solution of sodium hydroxide (7.7 g, 0.19 mol) / water (50 ml) and the mixture was hydrolyzed by heating under reflux for 1 hour. Thereafter, 200 ml of water was added for dilution, and neutralized with hydrochloric acid to precipitate a white resin. The resin was filtered off, washed with water and dried. Furthermore, it melt | dissolved in tetrahydrofuran 200 ml, and it dripped and reprecipitated, stirring vigorously in 5 L ultrapure water. This reprecipitation operation was repeated three times. The obtained resin was dried in a vacuum dryer at 120 ° C. for 12 hours to obtain a poly (styrene / p-hydroxystyrene / t-butyl acrylate) copolymer.

以下に実施例で用いた各樹脂における繰り返し単位のモル比率(構造式における左から順)、重量平均分子量、分散度を示す。   The molar ratio of repeating units (in order from the left in the structural formula), weight average molecular weight, and degree of dispersion in each resin used in the examples are shown below.

Figure 0005331308
Figure 0005331308

〔実施例1〕
(1)レジスト組成物の調製及び塗設
(A成分):酸発生剤(z2) 0.05g
(B成分):樹脂(R−1) 0.94g
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8.5gに溶解させ、C成分として、(C1−1)0.01gを添加し、さらに界面活性剤としてメガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製、以下W−1と略す)0.001gを添加、溶解させ、得られた溶液を0.1μm口径のメンブレンフィルターで精密ろ過して、レジスト組成物を得た。
6インチシリコンウェハー上に、東京エレクトロン製スピンコーターMark8を用いて、日産化学社製反射防止膜DUV−44を200℃、60秒ベークし、平均膜厚60nmの膜を得た。その後、この膜上に、上記のレジスト組成物を同様に塗布し、110℃、90秒ベークの後、0.45μmの均一膜を得た。
[Example 1]
(1) Preparation and coating of resist composition (component A): acid generator (z2) 0.05 g
(Component B): Resin (R-1) 0.94 g
Is dissolved in 8.5 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 0.01 g of (C1-1) is added as a C component, and Megafac F176 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., hereinafter referred to as W) is added as a surfactant. 0.001 g) was added and dissolved, and the resulting solution was microfiltered with a 0.1 μm aperture membrane filter to obtain a resist composition.
On a 6-inch silicon wafer, an antireflection film DUV-44 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. was baked at 200 ° C. for 60 seconds using a spin coater Mark 8 manufactured by Tokyo Electron to obtain a film having an average film thickness of 60 nm. Thereafter, the above resist composition was similarly applied onto this film, and after baking at 110 ° C. for 90 seconds, a 0.45 μm uniform film was obtained.

(2)レジストパターンの作成とその評価
上記のようにして形成したレジスト膜を、KrFエキシマステッパー(キャノン(株)製FPA3000EX−5、波長248nm)を用いて、パターン露光した後に、110℃、90秒ベークし、2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて60秒間浸漬した後、30秒間、水でリンスして乾燥した。
得られたパターンを下記の方法で評価した。
(2−1)レジストパターン形状
得られたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡を用いて観察した。
(2−2)ラインエンドショートニング
ラインパターン(線幅110nm(1:1))のエンド部分におけるラウンド形状化した部分の長さを、エンド部分のあるべき基準線からの距離を測長SEM((株)日立製作所製S−8840)により5点測定し平均値を算出した。値が小さいほど良好な性質であることを示す。
(2−3)現像欠陥
KrF露光によりライン/スペース(1:1)をパターン形成した8インチウエファの全面をKLAテンコール社製現像欠陥検査装置により欠陥数を測定した。
結果を表2に示した。
(2) Creation of resist pattern and its evaluation The resist film formed as described above was subjected to pattern exposure using a KrF excimer stepper (FPA3000EX-5 manufactured by Canon Inc., wavelength 248 nm), and then 110 ° C., 90 ° C. After baking for 2 seconds and immersing in an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution for 60 seconds, the substrate was rinsed with water for 30 seconds and dried.
The obtained pattern was evaluated by the following method.
(2-1) Resist pattern shape The cross-sectional shape of the obtained pattern was observed using a scanning electron microscope.
(2-2) Line end shortening The length of the round-shaped portion in the end portion of the line pattern (line width 110 nm (1: 1)), the distance from the reference line where the end portion should be, the length measurement SEM (( 5 points were measured by Hitachi, Ltd. S-8840), and the average value was calculated. Smaller values indicate better properties.
(2-3) Development Defects The number of defects was measured on the entire surface of an 8-inch wafer on which lines / spaces (1: 1) were formed by KrF exposure using a development defect inspection apparatus manufactured by KLA Tencor.
The results are shown in Table 2.

〔実施例2〜17及び比較例1〕 但し、実施例12、13及び17は参考例である。
表2に示した化合物を用いる以外は、実施例1におけるのと全く同様にして、レジスト組成物を調製、塗設、露光、パターン形成し、評価を行った。
評価結果を表2に示した。
Examples 2 to 17 and Comparative Example 1 However, Examples 12, 13 and 17 are reference examples.
A resist composition was prepared, coated, exposed, patterned, and evaluated in exactly the same manner as in Example 1 except that the compounds shown in Table 2 were used.
The evaluation results are shown in Table 2.

表2で用いたその他の化合物を以下に示した。
W−2: ポリシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)
Other compounds used in Table 2 are shown below.
W-2: Polysiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)

Figure 0005331308
Figure 0005331308

表2から、本発明のポジ型レジスト組成物は、KrFエキシマレーザー光による露光にて、ラインエンドショートニング、パターンプロファイル、現像欠陥数に優れていることが明らかである。   From Table 2, it is clear that the positive resist composition of the present invention is excellent in line end shortening, pattern profile, and development defect number when exposed to KrF excimer laser light.

〔合成例3:樹脂(R−21)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(和光純薬工業(株)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(R−21)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8500、分散度(Mw/Mn)は1.85であった。
[Synthesis Example 3: Synthesis of Resin (R-21)]
Under a nitrogen stream, 8.6 g of cyclohexanone was placed in a three-necked flask and heated to 80 ° C. To this was added 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, Ltd.), 79 g of cyclohexanone. The solution dissolved in 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 to a mixture of hexane 800 m / ethyl acetate 200 ml over 20 minutes, and the precipitated powder was collected by filtration and dried, yielding 19 g of Resin (R-21). The weight average molecular weight of the obtained resin was 8500 in terms of standard polystyrene, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.85.

実施例で用いた各樹脂における繰り返し単位のモル比率(構造式における左から順)、重量平均分子量、分散度を示す。   The molar ratio of repeating units in each resin used in the examples (in order from the left in the structural formula), the weight average molecular weight, and the degree of dispersion are shown.

Figure 0005331308
Figure 0005331308

〔実施例18〕
(3)レジスト組成物の調製と塗設
(A成分):酸発生剤(z2) 0.05g
(B成分):樹脂(R−21) 0.94g
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14.5gに溶解させ、C成分として、(C1−1)0.01gを添加し、さらに界面活性剤としてメガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製、以下W−1と略す)0.001gを添加、溶解させ、得られた溶液を0.1μm口径のメンブレンフィルターで精密ろ過して、レジスト組成物を得た。
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。
Example 18
(3) Preparation and coating of resist composition (component A): acid generator (z2) 0.05 g
(Component B): Resin (R-21) 0.94 g
Is dissolved in 14.5 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 0.01 g of (C1-1) is added as a C component, and Megafac F176 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., hereinafter W) is added as a surfactant. 0.001 g) was added and dissolved, and the resulting solution was microfiltered with a 0.1 μm aperture membrane filter to obtain a resist composition.
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 prepared resist composition was applied thereon, and baked at 130 ° C. for 60 seconds to form a 250 nm resist film.

(4)レジストパターンの作成とその評価
上記のようにして形成したレジスト膜を、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130℃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。
(4) Preparation of resist pattern and its evaluation The resist film formed as described above was subjected to an ArF excimer laser scanner (ASML, PAS5500 / 1100, NA0.75, σo / σi = 0.85 / 0.55). Pattern exposure. Thereafter, heating was performed at 130 ° 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.

(4−1)レジストパターン形状
得られたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡を用いて観察した。
(4−2)ラインエンドショートニング
1:1ライン/スペースパターン(線幅90nm)におけるの長手方向のエッジ5μm
の範囲について、エッジがあるべき基準線からの距離を測長SEM((株)日立製作所製S−8840)により30点測定し、標準偏差を求め、3σを算出した。値が小さいほど良好な性質であることを示す。
(4−3)現像欠陥
ArF露光によりライン/スペース(1:1)をパターン形成した8インチウエファの全面をKLAテンコール社製現像欠陥検査装置により欠陥数を測定した。
評価結果を表4に示した。
(4-1) Resist pattern shape The cross-sectional shape of the obtained pattern was observed using a scanning electron microscope.
(4-2) Line end shortening 1: 1 edge / space pattern (line width 90 nm), longitudinal edge 5 μm
In this range, the distance from the reference line where the edge should be measured was measured at 30 points with a length measurement SEM (S-8840 manufactured by Hitachi, Ltd.), the standard deviation was obtained, and 3σ was calculated. Smaller values indicate better properties.
(4-3) Development Defects The number of defects was measured on the entire surface of an 8-inch wafer on which lines / spaces (1: 1) were formed by ArF exposure using a development defect inspection apparatus manufactured by KLA Tencor.
The evaluation results are shown in Table 4.

〔実施例19〜34及び比較例2〕 但し、実施例28、29、30及び31は参考例である。
表4に示した化合物を用いる以外は、実施例18におけるのと全く同様にして、レジス
ト組成物を調製、塗設、露光、パターン形成し、評価を行った。
評価結果を表4に示した。
[Examples 19 to 34 and Comparative Example 2] However, Examples 28, 29 , 30 and 31 are reference examples.
A resist composition was prepared, coated, exposed, patterned, and evaluated in exactly the same manner as in Example 18 except that the compounds shown in Table 4 were used.
The evaluation results are shown in Table 4.

表4で用いたその他の化合物を以下に示した。
W-2:ポリシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)
Other compounds used in Table 4 are shown below.
W-2: Polysiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)

Figure 0005331308
Figure 0005331308

表4から、本発明のポジ型レジスト組成物は、ArFエキシマレーザー光による露光にて、ラインエンドショートニング、現像欠陥の発生が抑制されるとともに、パターンプロファイルも良好であることがわかる。   From Table 4, it can be seen that the positive resist composition of the present invention suppresses the occurrence of line end shortening and development defects upon exposure with ArF excimer laser light, and also has a good pattern profile.

Claims (12)

フッ素原子で置換された、アルキル基、アリール基及びアラルキル基から選択された基、及び、極性基としてアミド結合、ウレタン結合、ウレイド結合の少なくとも一つを有する、1級、2級又は3級のアミン化合物(但し、下記式(IV)で表される化合物、下記式(VIII)で表される化合物、下記一般式(1)で表される繰り返し単位と下記一般式(2)で表される繰り返し単位とを含有する塩基性界面活性剤、並びに、オニウム塩化合物及びモルホリン構造を有する化合物を除く)を含有することを特徴とする化学増幅型レジスト組成物。
Figure 0005331308

Figure 0005331308

一般式(1)及び(2)において、R 及びR は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。R は、連結基を表す。Rfは、フルオロアルキル基又はフルオロアルキルカルボニル基を表す。X は、第一級、第二級又は第三級の脂肪族アミン類に対応する基を表す。l及びmは、1〜50の整数を表す。
It is substituted with a fluorine atom, an alkyl group, a group selected from aryl and aralkyl groups, and has A phagemid bound to a polar group, a urethane bond, at least one ureido bond, primary, secondary or 3 Grade amine compound (however, a compound represented by the following formula (IV), a compound represented by the following formula (VIII), a repeating unit represented by the following general formula (1) and the following general formula (2) And a basic surfactant containing a repeating unit, and an onium salt compound and a compound having a morpholine structure).
Figure 0005331308

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In the general formulas (1) and (2), R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group. R 3 represents a linking group. Rf represents a fluoroalkyl group or a fluoroalkylcarbonyl group. X 1 represents a group corresponding to a primary, secondary or tertiary aliphatic amine. l and m represent an integer of 1 to 50.
該アミン化合物が、前記極性基を2個以上有する、請求項1に記載の化学増幅型レジスト組成物。The chemically amplified resist composition according to claim 1, wherein the amine compound has two or more of the polar groups. アミン化合物が、フッ素原子で置換されたアルキル基を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の化学増幅型レジスト組成物。 The chemically amplified resist composition according to claim 1, wherein the amine compound has an alkyl group substituted with a fluorine atom. アミン化合物が、フッ素原子で置換されたアリール基またはフッ素原子で置換されたアラルキル基を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の化学増幅型レジスト組成物。 3. The chemically amplified resist composition according to claim 1, wherein the amine compound has an aryl group substituted with a fluorine atom or an aralkyl group substituted with a fluorine atom. アミン化合物の分子量が270〜1000であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の化学増幅型レジスト組成物。 5. The chemically amplified resist composition according to claim 1, wherein the amine compound has a molecular weight of 270 to 1,000. 該アミン化合物の分子量が350〜800であることを特徴とする請求項5に記載の化学増幅型レジスト組成物。  6. The chemically amplified resist composition according to claim 5, wherein the amine compound has a molecular weight of 350 to 800. アミン化合物が3級アミンであることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の化学増幅型レジスト組成物。 The chemically amplified resist composition according to any one of claims 1 to 6 , wherein the amine compound is a tertiary amine. 該アミン化合物の使用量が、レジスト組成物の全固形分を基準として、0.01〜5質量%であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の化学増幅型レジスト組成物。The chemically amplified resist according to any one of claims 1 to 7, wherein the amount of the amine compound used is 0.01 to 5% by mass based on the total solid content of the resist composition. Composition. 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、及び活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物を含有し、ポジ型レジスト組成物であることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の化学増幅型レジスト組成物。 Containing alkali resin solubility in a developing solution is increased, and a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation by the action of an acid, either Claim 1-8, characterized in that a positive resist composition The chemically amplified resist composition according to claim 1. 該酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂が、一般式(A1)で表される繰り返し単位及び一般式(A2)で表される繰り返し単位の少なくともいずれかを有する樹脂であり、ポジ型レジスト組成物であることを特徴とする請求項に記載の化学増幅型レジスト組成物。
Figure 0005331308

一般式(A1)中、
は、−C(R01)(R02)(R03)、−C(R04)(R05)−O−R06、又は−CH(R06)(R07)で表される酸の作用により脱離する基を表し、複数ある場合は同じでも異なっていてもよい。
01〜R03は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。これらの基は、互いに結合して環を形成してもよい。R04及びR05は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。R06は、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。R07はアリール基を表す。
は置換基を表し、複数存在する場合は同じでも異なっていてもよい。
nは、0〜3の整数を示す。mは、0〜3の整数を示す。但し、m+n≦5である。
一般式(A2)中、
は、−C(R01)(R02)(R03)で表される酸の作用により脱離する基を
表す。
01〜R03は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。これらの基は、互いに結合して環を形成してもよい。
Xは、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキルオキシカルボニル基を表す。
The resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of the acid is a resin having at least one of the repeating unit represented by the general formula (A1) and the repeating unit represented by the general formula (A2). The chemically amplified resist composition according to claim 9 , which is a type resist composition.
Figure 0005331308

In general formula (A1),
A 1 is, -C (R 01) (R 02) (R 03), - is represented by C (R 04) (R 05 ) -O-R 06, or -CH (R 06) (R 07 ) It represents a group capable of leaving by the action of an acid.
R 01 to R 03 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. These groups may be bonded to each other to form a ring. R 04 and R 05 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. R 06 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. R 07 represents an aryl group.
S 1 represents a substituent, and when a plurality of S 1 are present, they may be the same or different.
n shows the integer of 0-3. m shows the integer of 0-3. However, m + n ≦ 5.
In general formula (A2),
A 2 represents a group capable of leaving by the action of an acid represented by —C (R 01 ) (R 02 ) (R 03 ).
R 01 to R 03 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. These groups may be bonded to each other to form a ring.
X represents a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkyloxycarbonyl group.
請求項1〜10のいずれか一項に記載の化学増幅型レジスト組成物により形成されたレジスト膜。 The resist film formed with the chemically amplified resist composition as described in any one of Claims 1-10 . 請求項11に記載のレジスト膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。 The pattern formation method characterized by including the process of exposing and developing the resist film of Claim 11 .
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