KR102295267B1 - Resist composition and patterning process - Google Patents

Resist composition and patterning process Download PDF

Info

Publication number
KR102295267B1
KR102295267B1 KR1020190063603A KR20190063603A KR102295267B1 KR 102295267 B1 KR102295267 B1 KR 102295267B1 KR 1020190063603 A KR1020190063603 A KR 1020190063603A KR 20190063603 A KR20190063603 A KR 20190063603A KR 102295267 B1 KR102295267 B1 KR 102295267B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
bond
resist material
acid
atom
Prior art date
Application number
KR1020190063603A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190136988A (en
Inventor
쥰 하타케야마
마사키 오하시
다카유키 후지와라
Original Assignee
신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 filed Critical 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Publication of KR20190136988A publication Critical patent/KR20190136988A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102295267B1 publication Critical patent/KR102295267B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0045Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C311/00Amides of sulfonic acids, i.e. compounds having singly-bound oxygen atoms of sulfo groups replaced by nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C311/50Compounds containing any of the groups, X being a hetero atom, Y being any atom
    • C07C311/51Y being a hydrogen or a carbon atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C381/00Compounds containing carbon and sulfur and having functional groups not covered by groups C07C301/00 - C07C337/00
    • C07C381/12Sulfonium compounds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • G03F7/033Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders the binders being polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. vinyl polymers
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/038Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2004Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the use of a particular light source, e.g. fluorescent lamps or deep UV light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Pyrane Compounds (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)

Abstract

베이스 폴리머, 및 요오드화된 벤젠환을 갖는 N-카르보닐술폰아미드의 오늄염을 포함하는 레지스트 재료가, 포지티브형 레지스트 재료에 있어서도 네거티브형 레지스트 재료에 있어서도, 고감도, 최소 LWR 및 개선된 CDU를 제공한다.A resist material comprising a base polymer and an onium salt of N-carbonylsulfonamide having an iodinated benzene ring provides high sensitivity, minimum LWR and improved CDU for both positive and negative resist materials .

Description

레지스트 재료 및 패턴 형성 방법{RESIST COMPOSITION AND PATTERNING PROCESS}RESIST COMPOSITION AND PATTERNING PROCESS

관련 출원에 대한 상호 참조CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

본 비가출원은 35 U.S.C. §119(a) 하에서 각각 일본에서 2018년 5월 31일 및 2019년 2월 20일 출원된 특허 출원 제2018-104855호 및 제2019-028583호의 우선권을 주장하며, 이들의 전체 내용은 본원에서 참고로 인용한다.This non-application is filed under 35 U.S.C. Priority is claimed to Patent Application Nos. 2018-104855 and 2019-028583, filed in Japan on May 31, 2018 and February 20, 2019, respectively, under §119(a), the entire contents of which are incorporated herein by reference cited as

기술분야technical field

본 발명은 레지스트 재료 및 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a resist material and a method for forming a pattern.

IoT 시장의 확대와 함께 LSI의 고집적화, 고속도화 및 저소비전력화가 더욱 요구되어, 패턴 룰의 미세화가 급속히 진행되고 있다. 특히 로직 디바이스가 미세화를 견인하고 있다. 최첨단 미세화 기술로서, 액침 ArF 리소그래피의 더블 패터닝, 트리플 패터닝, 쿼드로 패터닝에 의한 10 nm 노드 미세전자 디바이스의 양산이 이루어지고 있다. 차세대의 파장 13.5 nm의 EUV 리소그래피에 의한 7 nm 노드 디바이스의 생산에 대한 검토가 진행되고 있다.With the expansion of the IoT market, higher integration, higher speed, and lower power consumption of LSIs are more demanded, and the refinement of pattern rules is rapidly progressing. In particular, logic devices are driving miniaturization. As a state-of-the-art miniaturization technology, mass production of 10 nm node microelectronic devices by double patterning, triple patterning, and quadro patterning of immersion ArF lithography is being made. The next generation of research is being conducted on the production of a 7 nm node device by EUV lithography with a wavelength of 13.5 nm.

EUV 리소그래피에 있어서는, 라인 패턴에서는 치수 20 nm 이하의 라인 폭이 형성 가능하여, 화학 증폭 레지스트 재료를 적용할 수 있다. 그러나, 산 확산에 의한 상 흐려짐(image blur)의 영향이 보다 커지기 때문에, EUV 리소그래피는 ArF 리소그래피보다도 산 확산 제어가 필요하다.In EUV lithography, a line width of 20 nm or less can be formed in a line pattern, and a chemically amplified resist material can be applied. However, since the influence of image blur due to acid diffusion becomes larger, EUV lithography requires acid diffusion control than ArF lithography.

광 또는 EB의 조사에 의해서 산을 발생시킬 수 있는 산발생제를 포함하는 화학 증폭형 레지스트 재료는 산에 의한 탈보호 반응을 일으키는 화학 증폭 포지티브형 레지스트 재료 및 산에 의한 가교 반응을 일으키는 화학 증폭 네거티브형 레지스트 재료를 포함한다. 켄처는 산의 미노광 부분으로의 확산을 제어하여 콘트라스트를 향상시킬 목적에서 이들 레지스트 재료에 종종 첨가된다. 켄처의 첨가는 이 목적에 매우 효과적이었다. 그 때문에, 특허문헌 1∼3에 개시된 바와 같이 많은 아민 켄처가 제안되었다. A chemically amplified resist material containing an acid generator capable of generating an acid upon irradiation with light or EB is a chemically amplified positive resist material that causes a deprotection reaction with an acid and a chemically amplified negative resist material that causes a crosslinking reaction with an acid type resist material. A quencher is often added to these resist materials for the purpose of improving contrast by controlling the diffusion of acid into the unexposed portion. The addition of quencher was very effective for this purpose. Therefore, as disclosed in Patent Documents 1 to 3, many amine quenchers have been proposed.

패턴의 미세화가 진행되어, 광의 회절 한계에 근접함에 따라, 광의 콘트라스트가 저하되게 된다. 광의 콘트라스트 저하에 의해, 포지티브형 레지스트막에 있어서는 홀 패턴이나 트렌치 패턴의 해상성이나 포커스 마진의 저하가 발생한다. 광의 콘트라스트 저하에 의한 레지스트 패턴의 해상성 저하의 영향을 막기 위해서, 레지스트막의 용해 콘트라스트를 향상시키는 시도가 이루어지고 있다.As the pattern miniaturization progresses and approaches the diffraction limit of light, the contrast of light decreases. A decrease in light contrast causes a decrease in the resolution and focus margin of a hole pattern or a trench pattern in a positive resist film. In order to prevent the effect of the decrease in the resolution of the resist pattern due to the decrease in the contrast of light, an attempt has been made to improve the dissolution contrast of the resist film.

산에 의해서 산을 발생시킬 수 있는 산 증식 기구를 이용한 화학 증폭 레지스트 재료가 제안되어 있다. 통상 노광량의 증대에 의해서 산의 농도가 선형적으로 점증한다. 산 증식 기구의 경우는 산의 농도가 노광량의 증대에 대하여 비선형적으로 급격히 증대된다. 산 증식 시스템은, 화학 증폭 레지스트막의 고콘트라스트, 고감도와 같은 장점을 더욱 늘리는 장점이 있지만, 아민의 오염에 의한 환경 내성이 열화되어, 산 확산 거리 증대에 의한 한계 해상성의 저하와 같은 화학 증폭 레지스트막의 결점을 더욱 열화시킨다. 이것을 실용에 쓰이게 하고자 하는 경우, 매우 컨트롤하기가 어려운 기구이다. A chemically amplified resist material using an acid propagation mechanism capable of generating an acid with an acid has been proposed. Usually, the concentration of the acid increases linearly with the increase of the exposure amount. In the case of the acid propagation mechanism, the concentration of the acid rapidly increases nonlinearly with the increase of the exposure dose. The acid propagation system has the advantage of further increasing the advantages such as high contrast and high sensitivity of the chemically amplified resist film. further exacerbate the defect. If you want to put this into practical use, it is a very difficult instrument to control.

콘트라스트를 올리기 위한 또하나의 방법은 노광량의 증대에 따라서 아민의 농도를 저하시키는 방법이다. 이것에는, 광 조사에 의해서 켄처로서의 기능을 잃게 되는 화합물의 적용을 생각할 수 있다. Another method for increasing the contrast is a method of lowering the concentration of the amine according to the increase of the exposure amount. For this, application of a compound that loses its function as a quencher by irradiation with light is conceivable.

ArF 리소그래피 레지스트 재료용의 메트아크릴레이트 폴리머에 이용되고 있는 산불안정기는, α 위치가 불소로 치환된 술폰산을 발생시킬 수 있는 광산발생제("α-불소화 설폰산"으로 지칭됨)를 사용함으로써 탈보호 반응이 진행되지만, α 위치가 불소로 치환되어 있지 않은 술폰산("α-비불소화 설폰산"으로 지칭됨)이나 카르복실산을 발생시킬 수 있는 산발생제에서는 탈보호 반응이 진행되지 않는다. α 불소화 설폰산을 발생시킬 수 있는 술포늄염이나 요오도늄염에, α 비불소화 술폰산을 발생시킬 수 있는 술포늄염이나 요오도늄염을 혼합하면, α 비불소화 술폰산을 발생시킬 수 있는 술포늄염이나 요오도늄염은, α 불소화 술폰산과 이온 교환을 일으킨다. 광 조사에 의해서 발생한 α 불소화 술폰산은, 이온 교환에 의해서 술포늄염이나 요오도늄염으로 되돌아가기 때문에, α 비불소화 술폰산이나 카르복실산의 술포늄염이나 요오도늄염은 켄처로서 기능한다. The acid labile group used in the methacrylate polymer for ArF lithography resist material is removed by using a photoacid generator (referred to as "α-fluorinated sulfonic acid") capable of generating a sulfonic acid substituted with fluorine at the α position. The protection reaction proceeds, but the deprotection reaction does not proceed in a sulfonic acid in which the α-position is not substituted with fluorine (referred to as “α-nonfluorinated sulfonic acid”) or an acid generator capable of generating a carboxylic acid. When a sulfonium salt or iodonium salt capable of generating α-fluorinated sulfonic acid is mixed with a sulfonium salt or iodonium salt capable of generating α non-fluorinated sulfonic acid, a sulfonium salt or iodonium salt capable of generating α non-fluorinated sulfonic acid is mixed. The nium salt causes ion exchange with α-fluorinated sulfonic acid. Since α-fluorinated sulfonic acid generated by light irradiation is returned to a sulfonium salt or iodonium salt by ion exchange, α non-fluorinated sulfonic acid or a sulfonium salt or iodonium salt of a carboxylic acid functions as a quencher.

또한, α 비불소화 술폰산을 발생시킬 수 있는 술포늄염이나 요오도늄염은, 광분해에 의해서 켄처로서의 능력을 잃기 때문에 광분해성 켄처로서도 기능한다. 비특허문헌 1은, 구조식은 밝혀지지 않았지만, 광분해성 켄처의 첨가에 의해서 트렌치 패턴의 마진이 확대되는 것을 개시한다. 그러나, 성능 향상에 주는 영향은 근소하다. 보다 콘트라스트를 향상시키는 켄처의 개발이 요구되고 있다. In addition, sulfonium salts and iodonium salts capable of generating α-nonfluorinated sulfonic acid lose their ability as a quencher due to photolysis, and thus function also as a photodegradable quencher. Non-patent document 1 discloses that the margin of the trench pattern is enlarged by the addition of a photodegradable quencher, although the structural formula is not known. However, the effect on performance improvement is slight. Development of the quencher which improves contrast more is calculated|required.

특허문헌 4에는, 광 조사에 의해서 아미노기를 갖는 카르복실산이 발생하고, 이것이 산에 의해서 락탐이 생성됨으로써 염기성이 저하하는 오늄염형의 켄처가 제안되어 있다. 산에 의해서 염기성이 저하하는 기구에 의해서, 산의 발생량이 적은 미노광 부분은 높은 염기성에 의해서 산의 확산이 제어되고 있고, 산의 발생량이 많은 과노광 부분은 켄처의 염기성이 저하함으로써 산의 확산이 커지고 있다. 이에 따라 노광부와 미노광부의 산량의 차를 넓힐 수 있어, 콘트라스트 향상이 기대된다. 그러나, 이 경우는 콘트라스트가 향상되는 장점이 있지만, 산 확산 제어 효과는 저하한다. Patent Document 4 proposes an onium salt type quencher in which basicity decreases by generating carboxylic acid having an amino group upon irradiation with light and generating lactam with the acid. The acid diffusion is controlled by the high basicity in the unexposed portion with a small amount of acid generated by the mechanism in which the basicity is lowered by the acid, and the acid diffusion is controlled by the high basicity in the overexposed portion with a large amount of acid generated by decreasing the basicity of the quencher. this is getting bigger Thereby, the difference in the amount of acid between the exposed part and the unexposed part can be widened, and contrast improvement is expected. However, in this case, although there is an advantage in that the contrast is improved, the acid diffusion control effect is lowered.

패턴의 미세화와 함께, 라인 패턴의 에지 러프니스(LWR) 또는 홀 패턴의 임계 치수 균일성(CDU)이 문제시되고 있다. LWR에 대한 베이스 폴리머 및 산발생제의 편재 또는 응집의 영향, 및 발생된 산의 확산의 영향이 지적되고 있다. 레지스트막의 박막화에 따라 LWR이 커지는 경향이 있다. 미세화의 진행에 따른 박막화에 의한 LWR의 열화는 심각한 문제가 되고 있다.Along with the miniaturization of the pattern, the edge roughness (LWR) of the line pattern or the critical dimension uniformity (CDU) of the hole pattern are being questioned. The effect of localization or agglomeration of the base polymer and acid generator on the LWR, and the effect of diffusion of the generated acid are pointed out. The LWR tends to increase with thinning of the resist film. The deterioration of the LWR due to thinning with the progress of miniaturization has become a serious problem.

EUV 리소그래피 레지스트 재료에 있어서는, 고감도화, 고해상도화, 저LWR화 및 CDU 향상을 동시에 달성할 필요가 있다. 산확산 거리를 짧게 하면, LWR은 작아지지만 저감도화된다. 예컨대, PEB 온도를 낮춤으로써 LWR은 작아지지만, 저감도화된다. 켄처의 첨가량을 늘려도 LWR이 작아지지만, 저감도화된다. 감도, LWR 및 CDU 사이의 트레이드오프의 관계를 극복할 필요가 있다. EB도 EUV와 마찬가지로 고에너지선이며, 감도와 LWR나 CDU의 트레이드오프 관계가 존재한다.In EUV lithography resist materials, it is necessary to simultaneously achieve high sensitivity, high resolution, low LWR, and CDU improvement. If the acid diffusion distance is shortened, the LWR becomes small, but the sensitivity is reduced. For example, by lowering the PEB temperature, the LWR becomes small, but the sensitivity is reduced. Although the LWR becomes small even if the addition amount of the quencher is increased, the sensitivity is reduced. There is a need to overcome the trade-off relationship between sensitivity, LWR and CDU. EB is a high energy ray like EUV, and there is a trade-off relationship between sensitivity and LWR or CDU.

EUV의 에너지는 ArF 엑시머 레이저와 비교하여 훨씬 높다. EUV 노광의 포톤의 수는, ArF 노광의 그것의 14분의 1이다. 더구나, EUV 리소그래피로 형성하는 패턴의 치수는 ArF 리소그래피의 1/2 미만이다. 이 때문에, EUV 리소그래피는 포톤수 변동의 영향을 받기 쉽다. 극단파장의 방사광 영역에 있어서의 포톤수의 변동은 물리 현상의 샷 노이즈(shot noise)이며, 이 영향을 없앨 수는 없다.The energy of EUV is much higher compared to ArF excimer lasers. The number of photons in EUV exposure is one-fourteenth that of ArF exposure. Moreover, the dimension of a pattern formed by EUV lithography is less than half that of ArF lithography. For this reason, EUV lithography is susceptible to variations in the number of photons. The fluctuation of the number of photons in the emission light region of the extreme wavelength is shot noise of a physical phenomenon, and this influence cannot be eliminated.

확률론(stochastics)이 주목받고 있다. 샷 노이즈의 영향을 없엘 수는 없지만, 어떻게 이 영향을 저감할지가 의논되고 있다. 샷 노이즈의 영향으로 CDU 및 LWR이 커질 뿐만 아니라, 수백만분의 일의 확률로 홀이 폐색되는 현상이 관찰되고 있다. 홀이 폐색되면 전송 불량(electric conduction failure)으로 되어 트랜지스터가 동작하지 않기 때문에, 디바이스 전체의 퍼포먼스에 악영향을 미친다. 샷 노이즈의 영향을 레지스트 측에서 저감하는 방법으로서는, 레지스트의 흡수를 올려 보다 많은 포톤을 흡수하는 방법이나, 폴리머형의 레지스트 재료는 변동을 낳기 때문에 단일 성분 저분자량 레지스트의 개발이 제안되어 있다.Stochastics is attracting attention. Although the effect of shot noise cannot be eliminated, how to reduce this effect is being discussed. A phenomenon in which the CDU and LWR increase due to the influence of shot noise, as well as hole occlusion with a probability of one in a million has been observed. When the hole is blocked, an electric conduction failure occurs and the transistor does not operate, which adversely affects the performance of the entire device. As a method of reducing the effect of shot noise on the resist side, a method of absorbing more photons by increasing the absorption of the resist, but the development of a single-component low molecular weight resist has been proposed because the polymer type resist material causes fluctuations.

레지스트의 흡수를 올리기 위한 산발생제로서, 특허문헌 5, 6에 요오드를 음이온 측에 갖는 오늄염의 산발생제가 첨가된 레지스트 재료가 제안되어 있다. 이에 따라 레지스트 재료의 감도와 LWR 또는 CDU 양쪽을 향상시킬 수 있다. As an acid generator for increasing resist absorption, Patent Documents 5 and 6 propose a resist material to which an acid generator of an onium salt having iodine on the anion side is added. This can improve both the sensitivity of the resist material and the LWR or CDU.

특허문헌 1: JP-A 2001-194776Patent Document 1: JP-A 2001-194776 특허문헌 2: JP-A 2002-226470Patent Document 2: JP-A 2002-226470 특허문헌 3: JP-A 2002-363148Patent Document 3: JP-A 2002-363148 특허문헌 4: JP-A 2015-090382Patent Document 4: JP-A 2015-090382 특허문헌 5: JP-A 2018-005224Patent Document 5: JP-A 2018-005224 특허문헌 6: JP-A 2015-025789Patent Document 6: JP-A 2015-025789

비특허문헌 1: SPIE Vol. 7639 p76390W(2010)Non-Patent Document 1: SPIE Vol. 7639 p76390W (2010) 비특허문헌 2: SPIE Vol. 9776 p97760V-1(2016)Non-Patent Document 2: SPIE Vol. 9776 p97760V-1 (2016)

산을 촉매로 하는 화학 증폭 레지스트에 있어서, 고감도이면서 또한 LWR나 CDU를 저감시킬 수 있는 켄처 또는 산발생제의 개발이나, 샷 노이즈 저감에 기여할 수 있는 레지스트 재료의 개발이 요구되고 있다. In chemically amplified resists using an acid as a catalyst, there is a demand for the development of a quencher or acid generator capable of reducing LWR and CDU with high sensitivity and development of a resist material capable of contributing to shot noise reduction.

본 발명은, 포지티브형 레지스트 재료에 있어서도 네거티브형 레지스트 재료에 있어서도, 고감도이면서 LWR이 작거나 CDU가 개선된 레지스트 재료 및 이것을 이용하는 패턴 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a resist material with high sensitivity and low LWR or improved CDU for both positive and negative resist materials, and a pattern forming method using the same.

본 발명자들은, 요오드화된 벤젠환을 갖는 N-카르보닐술폰아미드의 오늄염을 켄처 또는 산발생제로서 이용함으로써, 고감도이며 LWR이 작거나 CDU가 개선되고, 콘트라스트가 높고 해상성이 우수하며, 프로세스 마진이 넓은 레지스트 재료를 얻을 수 있다는 것을 알아내었다. The present inventors have found that by using an onium salt of N-carbonylsulfonamide having an iodinated benzene ring as a quencher or acid generator, high sensitivity, low LWR or improved CDU, high contrast, excellent resolution, and process It has been found that a resist material with a wide margin can be obtained.

일양태에서, 본 발명은 베이스 폴리머, 및 하기 식 (A)를 갖는 오늄염을 포함하는 레지스트 재료를 제공한다.In one aspect, the present invention provides a resist material comprising a base polymer and an onium salt having the following formula (A).

Figure 112019055540700-pat00001
Figure 112019055540700-pat00001

식 중, R1은 수소, 히드록시, C1-C6 알킬기, C1-C6 알콕시기, C2-C7 아실옥시기, C2-C7 알콕시카르보닐기, C1-C4 알킬술포닐옥시기, 불소, 염소, 브롬, 아미노, 니트로, 시아노, -NR1A-C(=O)-R1B 또는 -NR1A-C(=O)-O-R1B이고, 상기 알킬기, 알콕시기, 아실옥시기, 알콕시카르보닐기 및 알킬술포닐옥시기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐로 치환되어 있어도 좋으며, R1A는 수소 또는 C1-C6 알킬기이고, R1B는 C1-C6 알킬기 또는 C2-C8 알케닐기이고; R2는 C1-C10 알킬기 또는 C6-C10 아릴기이고, 그 수소의 일부 또는 전부가 아미노, 니트로, 시아노, C1-C12 알킬, C1-C12 알콕시, C2-C12 알콕시카르보닐, C2-C12 아실, C2-C12 알킬카르보닐옥시, 히드록시 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 좋으며; X1은 단결합 또는 C1-C20 2가의 연결기이고, 에테르 결합, 카르보닐기, 에스테르 결합, 아미드 결합, 술톤환, 락탐환, 카보네이트 결합, 할로겐, 히드록시기 또는 카르복시기를 포함하고 있어도 좋고; m 및 n은 1≤m≤5, 0≤n≤4 및 1≤m+n≤5를 만족하는 정수이다.wherein R 1 is hydrogen, hydroxy, C 1 -C 6 alkyl group, C 1 -C 6 alkoxy group, C 2 -C 7 acyloxy group, C 2 -C 7 alkoxycarbonyl group, C 1 -C 4 alkylsulfo nyloxy group, fluorine, chlorine, bromine, amino, nitro, cyano group, -NR 1A -C(=O)-R 1B or -NR 1A -C(=O)-OR 1B , wherein the alkyl group, alkoxy group, acyl group Some or all of the hydrogen atoms of the oxy group, the alkoxycarbonyl group and the alkylsulfonyloxy group may be substituted with halogen, R 1A is hydrogen or a C 1 -C 6 alkyl group, R 1B is a C 1 -C 6 alkyl group or C 2 -C 8 is an alkenyl group; R 2 is a C 1 -C 10 alkyl group or a C 6 -C 10 aryl group, and some or all of the hydrogens are amino, nitro, cyano, C 1 -C 12 alkyl, C 1 -C 12 alkoxy, C 2 - may be substituted with C 12 alkoxycarbonyl, C 2 -C 12 acyl, C 2 -C 12 alkylcarbonyloxy, hydroxy or halogen; X 1 is a single bond or a C 1 -C 20 divalent linking group, and may contain an ether bond, a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, a sultone ring, a lactam ring, a carbonate bond, a halogen, a hydroxy group or a carboxy group; m and n are integers satisfying 1≤m≤5, 0≤n≤4, and 1≤m+n≤5.

M+는 하기 식 (Aa)를 갖는 술포늄 양이온, 하기 식 (Ab)를 갖는 요오도늄 양이온 또는 하기 식 (Ac)를 갖는 암모늄 양이온이다. M + is a sulfonium cation having the following formula (Aa), an iodonium cation having the following formula (Ab) or an ammonium cation having the following formula (Ac).

Figure 112019055540700-pat00002
Figure 112019055540700-pat00002

식 중, Ra1∼Ra3은 각각 독립적으로 할로겐, 또는 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C20 1가 탄화수소기이거나, 또는 Ra1, Ra2 및 Ra3의 어느 2개가 상호 결합하여 이들이 결합하는 황 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋고; Ra4 및 Ra5는 각각 독립적으로 할로겐, 또는 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C20 1가 탄화수소기이며; Ra6∼Ra9는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C24 1가 탄화수소기이고, 할로겐, 히드록시, 카르복시, 에테르 결합, 에스테르 결합, 티올, 티오에스테르 결합, 티오노에스테르 결합, 디티오에스테르 결합, 아미노기, 니트로기, 술폰기 또는 페로세닐기를 포함하고 있어도 좋으며, Ra6과 Ra7이 상호 결합하여 이들이 결합하는 질소 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋고, Ra6과 Ra7의 쌍 및 Ra8과 Ra9의 쌍이 상호 결합하여 이들이 결합하는 질소 원자와 함께 스피로환을 형성하여도 좋고, Ra8과 Ra9가 합쳐져 =C(Ra10)(Ra11)을 형성하여도 좋으며, Ra10 및 Ra11은 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C16 1가 탄화수소기이고, Ra10과 Ra11이 상호 결합하여 이들이 결합하는 탄소 및 질소 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋고, 상기 고리 중에 이중 결합, 산소 원자, 황 원자 또는 질소 원자를 포함하고 있어도 좋다.In the formula, R a1 to R a3 are each independently a halogen or a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom, or any two of R a1 , R a2 and R a3 are bonded to each other so that they are may form a ring together with the sulfur atom to which it binds; R a4 and R a5 are each independently a halogen or a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom; R a6 to R a9 are each independently hydrogen or a C 1 -C 24 monovalent hydrocarbon group, halogen, hydroxy, carboxy, ether bond, ester bond, thiol, thioester bond, thionoester bond, dithioester bond , may contain an amino group, nitro group, sulfone group or ferrocenyl group, R a6 and R a7 may be bonded to each other to form a ring together with the nitrogen atom to which they are bonded, and a pair of R a6 and R a7 and R a8 and R a9 may combine with each other to form a spiro ring together with the nitrogen atom to which they are bonded, or R a8 and R a9 may combine to form =C(R a10 )(R a11 ), R a10 and R a11 is each independently hydrogen or a C 1 -C 16 monovalent hydrocarbon group, and R a10 and R a11 may be bonded to each other to form a ring together with the carbon and nitrogen atoms to which they are bonded, in the ring a double bond, oxygen It may contain an atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom.

바람직하게는 m은 2≤m≤4를 만족하는 정수이다.Preferably, m is an integer satisfying 2≤m≤4.

상기 레지스트 재료는 추가로 술폰산, 이미드산 또는 메티드산을 발생시킬 수 있는 산발생제, 및/또는 유기 용제를 포함할 수 있다.The resist material may further contain an acid generator capable of generating sulfonic acid, imide acid or methic acid, and/or an organic solvent.

하나의 바람직한 구체예에서, 상기 베이스 폴리머는 하기 식 (a1)을 갖는 반복 단위 또는 하기 식 (a2)를 갖는 반복 단위를 포함한다.In one preferred embodiment, the base polymer comprises a repeating unit having the following formula (a1) or a repeating unit having the following formula (a2).

Figure 112019055540700-pat00003
Figure 112019055540700-pat00003

식 중, RA는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고, Y1은 단결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 또는 에스테르 결합 또는 락톤환을 포함하는 C1-C12 연결기이며, Y2는 단결합 또는 에스테르 결합이며, R11 및 R12는 각각 산불안정기이다.wherein R A is each independently hydrogen or methyl, Y 1 is a single bond, a phenylene group, a naphthylene group, or a C 1 -C 12 linking group including an ester bond or a lactone ring, and Y 2 is a single bond or It is an ester bond, and R 11 and R 12 are each an acid labile group.

일구체예에서, 상기 레지스트 재료는 화학 증폭 포지티브형 레지스트 재료이다.In one embodiment, the resist material is a chemically amplified positive resist material.

상기 베이스 폴리머는 산불안정기를 포함하지 않을 수 있다.The base polymer may not include an acid labile group.

하나의 바람직한 구체예에서, 상기 레지스트 재료는 추가로 가교제를 포함할 수 있다. 전형적으로, 상기 레지스트 재료는 화학 증폭 네거티브형 레지스트 재료이다.In one preferred embodiment, the resist material may further comprise a crosslinking agent. Typically, the resist material is a chemically amplified negative resist material.

하나의 바람직한 구체예에서, 상기 베이스 폴리머는, 추가로 하기 식 (f1)∼(f3)을 갖는 반복 단위에서 선택되는 적어도 1종의 반복 단위를 포함한다.In one preferred embodiment, the base polymer further includes at least one repeating unit selected from repeating units having the following formulas (f1) to (f3).

Figure 112019055540700-pat00004
Figure 112019055540700-pat00004

식 중, RA는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고; Z1은 단결합, 페닐렌기, -O-Z11-, -C(=O)-O-Z11- 또는 -C(=O)-NH-Z11-이고, Z11은 C1-C6 알칸디일기, C2-C6 알켄디일기 또는 페닐렌기이고, 카르보닐, 에스테르 결합, 에테르 결합 또는 히드록시기를 포함하고 있어도 좋으며; Z2는 단결합, -Z21-C(=O)-O-, -Z21-O- 또는 -Z21-O-C(=O)-이고, Z21은 C1-C12 알칸디일기이고, 카르보닐기, 에스테르 결합 또는 에테르 결합을 포함하고 있어도 좋으며; Z3은 단결합, 메틸렌, 에틸렌, 페닐렌, 불소화 페닐렌, -C(=O)-O-Z31- 또는 -C(=O)-NH-Z31-이고, Z31은 C1-C6 알칸디일기, 페닐렌기, 불소화 페닐렌기, 트리플루오로메틸기로 치환된 페닐렌기, 또는 C2-C6 알켄디일기이고, 카르보닐기, 에스테르 결합, 에테르 결합 또는 히드록시기를 포함하고 있어도 좋고; A는 수소 또는 트리플루오로메틸이고; R21∼R28은 각각 독립적으로 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C20 1가 탄화수소기이고, R23, R24 및 R25의 어느 2개가 또는 R26, R27 및 R28의 어느 2개가 상호 결합하여 이들이 결합하는 황 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋고; M-는 비친핵성 카운터 이온이다.wherein each R A is independently hydrogen or methyl; Z 1 is a single bond, a phenylene group, -OZ 11 -, -C(=O)-OZ 11 - or -C(=O)-NH-Z 11 -, and Z 11 is a C 1 -C 6 alkanediyl group , C 2 -C 6 alkenediyl group or phenylene group, which may contain a carbonyl, ester bond, ether bond or hydroxyl group; Z 2 is a single bond, -Z 21 -C(=O)-O-, -Z 21 -O-, or -Z 21 -OC(=O)-, Z 21 is a C 1 -C 12 alkanediyl group , may contain a carbonyl group, an ester bond or an ether bond; Z 3 is a single bond, methylene, ethylene, phenylene, fluorinated phenylene, -C(=O)-OZ 31 - or -C(=O)-NH-Z 31 -, and Z 31 is C 1 -C 6 an alkanediyl group, a phenylene group, a fluorinated phenylene group, a phenylene group substituted with a trifluoromethyl group, or a C 2 -C 6 alkenediyl group, which may contain a carbonyl group, an ester bond, an ether bond or a hydroxy group; A is hydrogen or trifluoromethyl; R 21 to R 28 are each independently a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom, and any two of R 23 , R 24 and R 25 or any of R 26 , R 27 and R 28 two may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded; M is a non-nucleophilic counter ion.

상기 레지스트 재료는 추가로 계면활성제를 포함할 수 있다.The resist material may further include a surfactant.

다른 양태에서, 본 발명은 본원에 정의된 레지스트 재료를 기판 상에 도포하는 단계, 가열 처리를 하여 레지스트막을 형성하는 단계, 상기 레지스트막을 고에너지선에 노광하는 단계, 및 노광한 레지스트막을 현상액에 현상하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides the steps of applying a resist material as defined herein on a substrate, subjecting it to heat treatment to form a resist film, exposing the resist film to high energy rays, and developing the exposed resist film in a developer solution. It provides a pattern forming method comprising the step of.

가장 흔하게는, 상기 고에너지선은 파장 193 nm의 ArF 엑시머 레이저, 또는 파장 248 nm의 KrF 엑시머 레이저, EB, 또는 파장 3∼15 nm의 EUV이다.Most often, the high energy ray is an ArF excimer laser with a wavelength of 193 nm, or a KrF excimer laser with a wavelength of 248 nm, EB, or EUV with a wavelength of 3-15 nm.

추가의 양태에서, 본 발명은 하기 식 (B)를 갖는 술포늄염을 제공한다:In a further aspect, the present invention provides a sulfonium salt having the formula (B):

Figure 112019055540700-pat00005
Figure 112019055540700-pat00005

식 중, R1, R2, X1, m, n 및 Ra1∼Ra3은 상기 정의된 바와 같다.wherein R 1 , R 2 , X 1 , m, n and R a1 to R a3 are as defined above.

요오드화된 벤젠환을 갖는 N-카르보닐술폰아미드의 오늄염을 포함하는 레지스트막은, 요오드화된 벤젠환을 갖는 술폰아미드의 EB나 EUV의 흡수가 크기 때문에, 막 내에 많은 이차 전자를 발생시켜, 감도를 향상시키는 것이 가능하다. 상기 오늄염의 음이온은, 아미드 결합의 양측에 치환기가 붙어 있는 입체 장해 때문에 오늄 양이온과의 결합 거리가 길어, 본 발명의 오늄염은 카르복실산오늄염의 켄처와 비교하여 술폰산과의 이온 교환이 일어나기 쉽다. 즉, 켄처로서의 능력이 높고, 이에 따라 높은 콘트라스트를 얻을 수 있다. 또한, 술폰아미드기의 앞에 불소화된 알킬기나 아릴기를 갖는 경우는, 발생한 산의 강도가 높기 때문에 산발생제로서 기능한다. 이 경우는 산 확산이 제어된 산발생제로서 기능한다. The resist film containing the onium salt of N-carbonylsulfonamide having an iodinated benzene ring has large absorption of EB and EUV of the sulfonamide having an iodinated benzene ring, so a large number of secondary electrons are generated in the film to increase the sensitivity. It is possible to improve The anion of the onium salt has a long bonding distance with the onium cation due to steric hindrance in which substituents are attached to both sides of the amide bond. . That is, the ability as a quencher is high, and thus high contrast can be obtained. Moreover, when it has a fluorinated alkyl group or an aryl group before a sulfonamide group, since the intensity|strength of the generated acid is high, it functions as an acid generator. In this case, it functions as an acid generator with controlled acid diffusion.

도 1은 합성예 1-1에서 얻어진 술포늄염 1의 1H-NMR 스펙트럼을 도시하는 도면이다.
도 2는 합성예 1-1에서 얻어진 술포늄염 1의 19F-NMR 스펙트럼을 도시하는 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the <1> H-NMR spectrum of the sulfonium salt 1 obtained in Synthesis Example 1-1.
Fig. 2 is a diagram showing a 19 F-NMR spectrum of sulfonium salt 1 obtained in Synthesis Example 1-1.

본원에서 사용되는 바의 단수형은 문맥이 명백히 다르다고 기재하지 않는 한, 복수에 대한 지칭을 포함한다. 표기법 (Cn-Cm)은 기당 n개 내지 m개의 탄소 원자를 포함하는 기를 의미한다. 본원에서 사용되는 바의 용어 "요오드화" 화합물은 요오드 함유 화합물을 의미한다. 화학식에서, Me는 메틸을 의미하고, Ac는 아세틸을 의미한다.As used herein, the singular includes references to the plural unless the context clearly dictates otherwise. The notation (C n -C m ) denotes groups comprising from n to m carbon atoms per group. The term "iodinated" compound as used herein refers to an iodine containing compound. In the formula, Me means methyl and Ac means acetyl.

약어 및 두문자어는 하기 의미를 갖는다.Abbreviations and acronyms have the following meanings.

EB: 전자선EB: electron beam

EUV: 극자외선EUV: extreme ultraviolet

Mw: 중량 평균 분자량Mw: weight average molecular weight

Mn: 수 평균 분자량Mn: number average molecular weight

Mw/Mn: 분자량 분포 또는 분산도Mw/Mn: molecular weight distribution or dispersion

GPC: 겔 투과 크로마토그래피GPC: Gel Permeation Chromatography

PEB: 노광후 소성PEB: Post-exposure firing

PAG: 광산발생제PAG: photoacid generator

LWR: 라인폭 러프니스LWR: Line Width Roughness

CDU: 임계 치수 균일성CDU: Critical Dimension Uniformity

레지스트resist 재료 ingredient

본 발명의 레지스트 재료는, 베이스 폴리머 및 요오드화된 벤젠환을 갖는 N-카르보닐술폰아미드(이하, 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드로 지칭됨)의 오늄염을 포함하는 것으로 정의된다. 상기 오늄염이 술포늄염 또는 요오도늄염인 경우, 이들은 광 조사에 의해서 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드를 발생하는 산발생제이지만, 강염기성의 술포늄염 또는 요오도늄염의 형태를 갖고 있기 때문에 켄처로서도 기능한다. 상기 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드는, 불소로 치환되어 있는 알킬기나 아릴기와 결합하고 있는 경우는 강산이 발생하기 때문에, 산발생제로서 기능한다. 한편, 불소 원자를 갖고 있지 않은 경우는 산불안정기의 탈보호 반응을 야기할 정도의 산성도는 없기 때문에, 후술하는 것과 같이, 별도로 산불안정기의 탈보호 반응을 야기하기 위해서, 강산인 술폰산, 이미드산 또는 메티드산을 발생시키는 산발생제를 첨가하는 것이 유효하다. 여기서, 술폰산, 이미드산 또는 메티드산을 발생시키는 산발생제는 베이스 폴리머에 첨가되는 첨가형이라도 좋지만, 베이스 폴리머에 결합하고 있는 바운드형이라도 좋다.The resist material of the present invention is defined as comprising a base polymer and an onium salt of N-carbonylsulfonamide having an iodinated benzene ring (hereinafter referred to as a sulfonamide containing a benzene iodinated ring). When the said onium salt is a sulfonium salt or an iodonium salt, these are acid generators which generate|occur|produce a sulfonamide containing a benzene iodide ring by light irradiation, but since they have the form of a strong basic sulfonium salt or an iodonium salt, they also function as a quencher. . The sulfonamide containing a benzene iodide ring functions as an acid generator because a strong acid is generated when bonded to an alkyl group or an aryl group substituted with fluorine. On the other hand, in the absence of a fluorine atom, since there is no acidity to cause a deprotection reaction of the acid labile group, as described later, in order to separately cause a deprotection reaction of the acid labile group, a strong acid such as sulfonic acid, imide acid or It is effective to add an acid generator that generates methic acid. Here, the acid generator for generating sulfonic acid, imide acid or methic acid may be of an additive type added to the base polymer, or may be of a bound type bonded to the base polymer.

상기 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드의 술포늄염 또는 요오도늄염과, 초강산 또는 퍼플루오로알킬술폰산을 발생하는 산발생제를 혼합하여 포함하는 레지스트 재료에 조사를 행하면, 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드와 퍼플루오로알킬술폰산이 발생한다. 산발생제는 전부 분해되고 있는 것은 아니기 때문에, 근방에 분해되지 않은 산발생제가 존재하고 있다. 여기서, 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드의 술포늄염 또는 요오도늄염과 퍼플루오로알킬술폰산이 공존하면, 맨 처음 퍼플루오로알킬술폰산이 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드의 술포늄염 또는 요오도늄염과 이온 교환을 일으켜, 퍼플루오로알킬술폰산의 술포늄염 또는 요오도늄염이 생성되어, 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드가 방출된다. 이것은, 산으로서의 강도가 높은 퍼플루오로알킬술폰산염 쪽이 안정적이기 때문이다. 한편, 퍼플루오로알킬술폰산의 술포늄염 또는 요오도늄염과 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드가 공존하고 있어도, 이온 교환은 일어나지 않는다. 퍼플루오로알킬술폰산뿐만 아니라, 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드보다도 산강도가 높은 아릴술폰산, 알킬술폰산, 이미드산, 메티드산 등에 있어서도 같은 식의 이온 교환이 일어난다. When a resist material containing a mixture of the sulfonium salt or iodonium salt of the sulfonamide containing a benzene iodide ring and an acid generator generating a super acid or perfluoroalkyl sulfonic acid is irradiated, the sulfonamide containing a benzene iodide ring and purple Luoroalkylsulfonic acids occur. Since not all of the acid generator is decomposed, an undecomposed acid generator exists in the vicinity. Here, when a sulfonium salt or iodonium salt of a sulfonamide containing a benzene iodide ring and a perfluoroalkylsulfonic acid coexist, the first perfluoroalkylsulfonic acid undergoes ion exchange with a sulfonium salt or an iodonium salt of a sulfonamide containing a benzene iodide ring. As a result, a sulfonium salt or an iodonium salt of perfluoroalkylsulfonic acid is produced, and a sulfonamide containing a benzene ring of iodide is released. This is because the perfluoroalkylsulfonate salt with high strength as an acid is more stable. On the other hand, even if the sulfonium salt or iodonium salt of perfluoroalkylsulfonic acid and the sulfonamide containing a benzene iodide ring coexist, ion exchange does not occur. The same ion exchange takes place not only with perfluoroalkylsulfonic acids, but also with arylsulfonic acids, alkylsulfonic acids, imide acids, methic acids, etc., which have higher acid strength than sulfonamides containing a benzene iodide ring.

요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드의 술포늄염, 요오도늄염 또는 암모늄염은, 산 확산을 억제할 뿐만 아니라, EUV의 흡수가 높고, 이에 따라 이차 전자가 발생하여, 레지스트를 고감도화시키고, 샷 노이즈를 저감시킬 수 있다. 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드의 술포늄염, 요오도늄염 또는 암모늄염은, 산 확산 제어를 위한 산발생제 또는 켄처뿐만 아니라, 증감제로서의 기능도 갖는 것이다.The sulfonium salt, iodonium salt or ammonium salt of sulfonamide containing a benzene iodide ring not only suppresses acid diffusion, but also has high EUV absorption, thereby generating secondary electrons, which increases the sensitivity of the resist and reduces shot noise. can The sulfonium salt, iodonium salt, or ammonium salt of a sulfonamide containing a benzene iodide ring has a function not only as an acid generator or quencher for acid diffusion control, but also as a sensitizer.

본 발명의 레지스트 재료는, 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드의 술포늄염, 요오도늄염 또는 암모늄염을 포함하는 것을 필수로 하지만, 다른 술포늄염 또는 요오도늄염을 켄처로서 별도 첨가하여도 좋다. 이 때 켄처로서 첨가하는 술포늄염이나 요오도늄염으로서는, 카르복실산, 술폰산, 이미드산, 사카린 등의 술포늄염이나 요오도늄염이 적당하다. 이 때의 카르복실산은, α 위치가 불소화되어 있어도 되어 있지 않아도 좋다.The resist material of the present invention essentially contains a sulfonium salt, iodonium salt or ammonium salt of a sulfonamide containing a benzene iodide ring, but another sulfonium salt or iodonium salt may be separately added as a quencher. At this time, as the sulfonium salt or iodonium salt to be added as a quencher, sulfonium salts and iodonium salts such as carboxylic acid, sulfonic acid, imide acid, and saccharin are suitable. In this case, the carboxylic acid may not be fluorinated at the α-position.

본 발명의 레지스트 재료는, 불소로 치환된 알킬기나 아릴기에 결합하는 플루오로술폰아미드의 술포늄염 또는 요오도늄염으로 이루어지는 산발생제와, 불소 원자를 갖지 않는 알킬기나 아릴기에 결합하는 플루오로술폰아미드의 술포늄염으로 이루어지는 켄처를 조합하여 사용할 수도 있다.The resist material of the present invention comprises an acid generator comprising a sulfonium salt or iodonium salt of a fluorosulfonamide bonded to an alkyl or aryl group substituted with fluorine, and a fluorosulfonamide bonded to an alkyl or aryl group having no fluorine atom. It can also be used in combination with the quencher which consists of a sulfonium salt of

LWR 향상을 위해서는, 상기 기재된 바와 같이 폴리머 및/또는 산발생제의 응집을 억제하는 것이 효과적이다. 폴리머의 응집을 억제하기 위해서는, 소수성과 친수성의 차를 작게 하는 것 또는 이의 유리 전이점(Tg)을 낮추는 것이 효과적인 수단이다. 구체적으로는, 소수성의 산불안정기와 친수성의 밀착성기의 극성차를 작게 하는 것 또는 단환의 락톤과 같은 콤팩트한 밀착성기를 이용하여 Tg를 낮추는 것이 효과적이다. 산발생제의 응집을 억제하는 데는, 트리페닐술포늄의 양이온 부분에 치환기를 도입하는 것이 효과적인 수단이다. 특히, 지환족 보호기와 락톤의 밀착성기로 형성되어 있는 ArF 리소그래피용 메타크릴레이트 폴리머에 대해서는, 방향족기만으로 형성되어 있는 트리페닐술포늄은 이질적인 구조이며, 상용성이 낮다. 트리페닐술포늄에 도입하는 치환기로는, 베이스 폴리머에 이용되고 있는 것과 동일한 지환족기나 락톤을 생각할 수 있다. 술포늄염은 친수성이기 때문에, 락톤을 도입한 경우는, 친수성이 너무 높아져서 폴리머와의 상용성이 저하되고, 술포늄염의 응집이 일어난다. 소수성의 알킬기를 도입하는 쪽이, 술포늄염을 레지스트막 내에 균일 분산할 수 있다. WO 2011/048919에는, α 불소화 술폰이미드산을 발생시킬 수 있는 술포늄염에 알킬기를 도입하여, LWR을 향상시키는 수법이 제안되어 있다.For LWR improvement, it is effective to suppress aggregation of the polymer and/or the acid generator as described above. In order to suppress the aggregation of the polymer, it is an effective means to reduce the difference between hydrophobicity and hydrophilicity or to lower the glass transition point (Tg) thereof. Specifically, it is effective to reduce the polarity difference between the hydrophobic acid labile group and the hydrophilic adhesive group or to lower the Tg by using a compact adhesive group such as a monocyclic lactone. In order to suppress the aggregation of the acid generator, it is an effective means to introduce a substituent into the cationic moiety of triphenylsulfonium. In particular, with respect to the methacrylate polymer for ArF lithography formed with the alicyclic protecting group and the adhesive group of the lactone, the triphenylsulfonium formed with the aromatic group has a heterogeneous structure and low compatibility. As a substituent to be introduced into triphenylsulfonium, the same alicyclic group and lactone as those used for the base polymer can be considered. Since the sulfonium salt is hydrophilic, when a lactone is introduced, the hydrophilicity becomes too high, compatibility with the polymer decreases, and aggregation of the sulfonium salt occurs. By introducing a hydrophobic alkyl group, the sulfonium salt can be uniformly dispersed in the resist film. WO 2011/048919 proposes a method for improving LWR by introducing an alkyl group into a sulfonium salt capable of generating α-fluorinated sulfonimidic acid.

LWR 향상에 관해서 더욱 주목해야 할 점은 켄처의 분산성이다. 산발생제의 레지스트막 내에서의 분산성이 향상되어도, 켄처가 불균일하게 존재하고 있으면 LWR 저하의 원인이 될 수 있다. 술포늄염형 켄처에 있어서도, 트리페닐술포늄의 양이온 부분에 알킬기와 같은 치환기를 도입하는 것은, LWR 향상에 대하여 유효하다. 더욱이, 술포늄염형 켄처에 할로겐 원자를 도입하는 것은, 효율적으로 소수성을 높여 분산성을 향상시킨다. 요오드 등의 벌키한 할로겐 원자의 도입은, 술포늄염의 양이온 부분뿐만 아니라 음이온 부분에 있어서도 유효하다. 본 발명에 따른 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드의 술포늄염은, 음이온 부분에 요오드 원자를 도입함으로써, 레지스트막 중에 있어서의 켄처의 분산성을 높여 LWR를 저감시키는 것이다. A further noteworthy point regarding LWR improvement is the dispersibility of the quencher. Even if the dispersibility of the acid generator in the resist film is improved, if the quencher is non-uniform, it may cause a decrease in LWR. Also in the sulfonium salt type quencher, introducing a substituent such as an alkyl group into the cation moiety of triphenylsulfonium is effective for LWR improvement. Moreover, introducing a halogen atom into the sulfonium salt type quencher effectively increases hydrophobicity and improves dispersibility. Introduction of bulky halogen atoms such as iodine is effective not only in the cation moiety of the sulfonium salt but also in the anion moiety. The sulfonium salt of a sulfonamide containing a benzene iodide ring according to the present invention improves dispersibility of a quencher in a resist film and reduces LWR by introducing an iodine atom into the anion moiety.

상기 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드의 술포늄염, 요오도늄염 또는 암모늄염에 의한 LWR 저감 효과는, 알칼리 현상에 의한 포지티브 패턴 형성이나 네거티브 패턴 형성에 있어서도, 유기 용제 현상에 의한 네거티브 패턴 형성의 어느 쪽에서나 유효하다.The LWR reduction effect by the sulfonium salt, iodonium salt or ammonium salt of the benzene iodide ring-containing sulfonamide is effective in both positive pattern formation and negative pattern formation by alkali development, negative pattern formation by organic solvent development do.

요오드화 iodide 벤젠환benzene ring 함유 술폰아미드의 containing sulfonamides 오늄염onium salt

본 발명의 레지스트 재료는 하기 식 (A)를 갖는 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드의 오늄염을 포함한다. The resist material of the present invention contains an onium salt of a benzene iodide ring-containing sulfonamide having the following formula (A).

Figure 112019055540700-pat00006
Figure 112019055540700-pat00006

식 (A) 중, R1은 수소 원자, 히드록시기, C1-C6 알킬기, C1-C6 알콕시기, C2-C7 아실옥시기, C2-C7 알콕시카르보닐기, C1-C4 알킬술포닐옥시기, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 아미노기, 니트로기, 시아노기, -NR1A-C(=O)-R1B 또는 -NR1A-C(=O)-O-R1B이다. 상기 알킬기, 알콕시기, 아실옥시기, 알콕시카르보닐기 및 알킬술포닐옥시기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋다. R1A는 수소 원자 또는 C1-C6 알킬기이다. R1B는 C1-C6 알킬기 또는 C2-C8 알케닐기이다.In formula (A), R 1 is a hydrogen atom, a hydroxy group, a C 1 -C 6 alkyl group, a C 1 -C 6 alkoxy group, a C 2 -C 7 acyloxy group, a C 2 -C 7 alkoxycarbonyl group, C 1 -C 4 alkylsulfonyloxy group, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, amino group, nitro group, cyano group, -NR 1A -C(=O)-R 1B or -NR 1A -C(=O)-OR 1B . Part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group, alkoxy group, acyloxy group, alkoxycarbonyl group and alkylsulfonyloxy group may be substituted with halogen atoms. R 1A is a hydrogen atom or a C 1 -C 6 alkyl group. R 1B is a C 1 -C 6 alkyl group or a C 2 -C 8 alkenyl group.

상기 C1-C6 알킬기는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋으며, 이의 예로서는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, 시클로프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 시클로부틸기, n-펜틸기, 시클로펜틸기, n-헥실기, 시클로헥실기 등을 들 수 있다. C1-C6 알콕시기, C2-C7 아실옥시기, C2-C7 알콕시카르보닐기의 알킬부로서는, 상술한 알킬기의 예와 같은 것을 들 수 있다. 상기 C1-C4 알킬술포닐옥시기의 알킬부로서는, 상술한 알킬기의 예 중 탄소수 1∼4인 것을 들 수 있다. 상기 C2-C8 알케닐기는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋고, 이의 예로서는 비닐기, 1-프로페닐기, 2-프로페닐기 등을 들 수 있다. 상기 아랄킬기로서는 벤질기, 페네틸기 등을 들 수 있다. 이들 중, R1로서는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 히드록시기, 아미노기, C1-C3 알킬기, C1-C3 알콕시기, C2-C4 아실옥시기, -NR1A-C(=O)-R1B 또는 -NR1A-C(=O)-O-R1B 등이 바람직하다.The C 1 -C 6 alkyl group may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a cyclopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a sec-butyl group. , tert-butyl group, cyclobutyl group, n-pentyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, and the like. Examples of the alkyl moiety of the C 1 -C 6 alkoxy group, the C 2 -C 7 acyloxy group, and the C 2 -C 7 alkoxycarbonyl group include those similar to those of the alkyl group described above. Examples of the alkyl group of the C 1 -C 4 alkylsulfonyloxy group include those having 1 to 4 carbon atoms among the examples of the above-described alkyl group. The C 2 -C 8 alkenyl group may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include a vinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group, and the like. A benzyl group, a phenethyl group, etc. are mentioned as said aralkyl group. Among these, R 1 is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a hydroxy group, an amino group, a C 1 -C 3 alkyl group, a C 1 -C 3 alkoxy group, a C 2 -C 4 acyloxy group, -NR 1A -C (= O)-R 1B or -NR 1A -C(=O)-OR 1B and the like are preferred.

식 (A) 중, R2는 C1-C10 알킬기 또는 C6-C10 아릴기이고, 그 수소 원자의 일부 또는 전부가 아미노기, 니트로기, 시아노기, C1-C12 알킬기, C1-C12 알콕시기, C2-C12 알콕시카르보닐기, C2-C12 아실기, C2-C12 알킬카르보닐옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋다. In formula (A), R 2 is a C 1 -C 10 alkyl group or a C 6 -C 10 aryl group, and some or all of the hydrogen atoms are an amino group, a nitro group, a cyano group, a C 1 -C 12 alkyl group, or C 1 It may be substituted with a -C 12 alkoxy group, a C 2 -C 12 alkoxycarbonyl group, a C 2 -C 12 acyl group, a C 2 -C 12 alkylcarbonyloxy group, a hydroxy group or a halogen atom.

상기 C1-C10 알킬기는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋고, 이의 예로서는 상술한 C1-C6 알킬기 외에, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데실기, 아다만틸기 등을 들 수 있다. C6-C10 아릴기로서는 페닐기, 나프틸기 등을 들 수 있다.The C 1 -C 10 alkyl group may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include, in addition to the aforementioned C 1 -C 6 alkyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, an adamantyl group etc. are mentioned. Examples of the C 6 -C 10 aryl group include a phenyl group and a naphthyl group.

식 (A) 중, X1은 단결합 또는 C1-C20 2가의 연결기이고, 에테르 결합, 카르보닐기, 에스테르 결합, 아미드 결합, 술톤환, 락탐환, 카보네이트 결합, 할로겐 원자, 히드록시기 또는 카르복시기를 포함하고 있어도 좋다. 이들 중, X1로서는 단결합이 바람직하다. In formula (A), X 1 is a single bond or a C 1 -C 20 divalent linking group, and includes an ether bond, a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, a sultone ring, a lactam ring, a carbonate bond, a halogen atom, a hydroxy group or a carboxy group. it's fine to do Among these, a single bond is preferable as X 1 .

식 (A) 중, m 및 n은 1≤m≤5, 0≤n≤4 및 1≤m+n≤5를 만족하는 정수이고, 바람직하게는 m은 2∼4를 만족하는 정수이고, n은 0 또는 1이다. In the formula (A), m and n are integers satisfying 1≤m≤5, 0≤n≤4, and 1≤m+n≤5, preferably m is an integer satisfying 2 to 4, n is 0 or 1.

식 (A)를 갖는 오늄염의 음이온으로서는 이하에 나타내는 것을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. Although those shown below are mentioned as an anion of the onium salt which has Formula (A), It is not limited to these.

Figure 112019055540700-pat00007
Figure 112019055540700-pat00007

Figure 112019055540700-pat00008
Figure 112019055540700-pat00008

Figure 112019055540700-pat00009
Figure 112019055540700-pat00009

Figure 112019055540700-pat00010
Figure 112019055540700-pat00010

Figure 112019055540700-pat00011
Figure 112019055540700-pat00011

Figure 112019055540700-pat00012
Figure 112019055540700-pat00012

식 (A) 중, M+은 하기 식 (Aa)를 갖는 술포늄 양이온, 하기 식 (Ab)를 갖는 요오도늄 양이온 또는 하기 식 (Ac)를 갖는 암모늄 양이온이다. In the formula (A), M + is a sulfonium cation having the following formula (Aa), an iodonium cation having the following formula (Ab), or an ammonium cation having the following formula (Ac).

Figure 112019055540700-pat00013
Figure 112019055540700-pat00013

M+가 식 (Aa)를 갖는 술포늄 양이온인 경우, 예컨대 식 (A)를 갖는 오늄염은 하기 식 (B)를 갖는 술포늄염이다. When M + is a sulfonium cation having the formula (Aa), for example, the onium salt having the formula (A) is a sulfonium salt having the following formula (B).

Figure 112019055540700-pat00014
Figure 112019055540700-pat00014

식 중, R1, R2, X1, m, n 및 Ra1∼Ra3은 상기 정의된 바와 같다.wherein R 1 , R 2 , X 1 , m, n and R a1 to R a3 are as defined above.

식 (Aa) 및 (Ab) 중, Ra1∼Ra3은 각각 독립적으로 할로겐 원자, 또는 헤테로원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C20 1가 탄화수소기이다. Ra1, Ra2 및 Ra3의 어느 2개가 상호 결합하여 이들이 결합하는 황 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋다. Ra4 및 Ra5는 각각 독립적으로 할로겐 원자, 또는 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C20 1가 탄화수소기이다. In formulas (Aa) and (Ab), R a1 to R a3 each independently represent a halogen atom or a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom. Any two of R a1 , R a2 and R a3 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded. R a4 and R a5 are each independently a halogen atom or a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom.

상기 1가 탄화수소기로서는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋고, 이의 예로서는 C1-C20 알킬기, C2-C12 알케닐기, C2-C12 알키닐기, C6-C20 아릴기, C7-C12 아랄킬기, C7-C12 아릴옥시알킬기 등을 들 수 있다. 또한, 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 히드록시기, 카르복시기, 할로겐 원자, 옥소기, 시아노기, 아미드결합, 니트로기, 술톤기, 술폰기 또는 술포늄염 함유기로 치환되어 있어도 좋거나, 이들 기의 탄소 원자의 일부가 에테르 결합, 에스테르 결합, 카르보닐기, 카보네이트 결합 또는 술폰산에스테르 결합으로 치환되어 있어도 좋다. The monovalent hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include C 1 -C 20 alkyl group, C 2 -C 12 alkenyl group, C 2 -C 12 alkynyl group, C 6 -C 20 aryl group, C 7 -C 12 aralkyl group, C 7 -C 12 aryloxyalkyl group, and the like. In addition, some or all of the hydrogen atoms of these groups may be substituted with a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom, an oxo group, a cyano group, an amide bond, a nitro group, a sultone group, a sulfone group or a sulfonium salt-containing group, or A part of carbon atoms may be substituted with an ether bond, an ester bond, a carbonyl group, a carbonate bond, or a sulfonic acid ester bond.

식 (Ac) 중, Ra6∼Ra9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 C1-C24 1가 탄화수소기이고, 할로겐 원자, 히드록시기, 카르복시기, 에테르 결합, 에스테르 결합, 티올기, 티오에스테르 결합, 티오노에스테르 결합, 디티오에스테르 결합, 아미노기, 니트로기, 술폰기 또는 페로세닐기를 포함하고 있어도 좋다. Ra6과 Ra7이 상호 결합하여 이들이 결합하는 질소 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋고, Ra6과 Ra7의 쌍 및 Ra8과 Ra9의 쌍이 상호 결합하여 이들이 결합하는 질소 원자와 함께 스피로환을 형성하여도 좋고, Ra8과 Ra9가 합쳐져 =C(Ra10)(Ra11)을 형성하여도 좋으며, Ra10 및 Ra11은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 C1-C16 1가 탄화수소기이고, Ra10과 Ra11이 상호 결합하여 이들이 결합하는 탄소 및 질소 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋고, 상기 고리 중에, 이중 결합, 산소 원자, 황 원자 또는 질소 원자를 포함하고 있어도 좋다. In the formula (Ac), R a6 to R a9 each independently represent a hydrogen atom or a C 1 -C 24 monovalent hydrocarbon group, and a halogen atom, a hydroxyl group, a carboxy group, an ether bond, an ester bond, a thiol group, a thioester bond, or a thi Onoester bond, dithioester bond, amino group, nitro group, sulfone group or ferrocenyl group may be included. R a6 and R a7 may be bonded to each other to form a ring together with the nitrogen atom to which they are bonded, or a pair of R a6 and R a7 and a pair of R a8 and R a9 may be bonded to each other to form a spiro ring together with the nitrogen atom to which they are bonded may be formed, or R a8 and R a9 may be combined to form =C(R a10 )(R a11 ), and R a10 and R a11 are each independently a hydrogen atom or a C 1 -C 16 monovalent hydrocarbon group. and R a10 and R a11 may combine with each other to form a ring together with the carbon and nitrogen atoms to which they are bonded, and the ring may contain a double bond, an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom.

상기 C1-C24 1가 탄화수소기는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋고, 이의 예로서는 C1-C24 알킬기, C2-C24 알케닐기, C2-C24 알키닐기, C6-C20 아릴기, C7-C20 아랄킬기, 이들의 조합 등을 들 수 있다. The C 1 -C 24 monovalent hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include a C 1 -C 24 alkyl group, a C 2 -C 24 alkenyl group, a C 2 -C 24 alkynyl group, and a C 6 -C 20 group. an aryl group, a C 7 -C 20 aralkyl group, and combinations thereof.

식 (Aa)를 갖는 술포늄 양이온으로서는 이하에 나타내는 것을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. Although those shown below are mentioned as a sulfonium cation which has a formula (Aa), It is not limited to these.

Figure 112019055540700-pat00015
Figure 112019055540700-pat00015

Figure 112019055540700-pat00016
Figure 112019055540700-pat00016

Figure 112019055540700-pat00017
Figure 112019055540700-pat00017

Figure 112019055540700-pat00018
Figure 112019055540700-pat00018

Figure 112019055540700-pat00019
Figure 112019055540700-pat00019

Figure 112019055540700-pat00020
Figure 112019055540700-pat00020

Figure 112019055540700-pat00021
Figure 112019055540700-pat00021

Figure 112019055540700-pat00022
Figure 112019055540700-pat00022

Figure 112019055540700-pat00023
Figure 112019055540700-pat00023

Figure 112019055540700-pat00024
Figure 112019055540700-pat00024

Figure 112019055540700-pat00025
Figure 112019055540700-pat00025

Figure 112019055540700-pat00026
Figure 112019055540700-pat00026

식 (Ab)를 갖는 요오도늄 양이온으로서는 이하에 나타내는 것을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. Although those shown below are mentioned as an iodonium cation which has a formula (Ab), It is not limited to these.

Figure 112019055540700-pat00027
Figure 112019055540700-pat00027

식 (Ac)를 갖는 암모늄 양이온으로서는 이하에 나타내는 것을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. Although those shown below are mentioned as an ammonium cation which has a formula (Ac), It is not limited to these.

Figure 112019055540700-pat00028
Figure 112019055540700-pat00028

Figure 112019055540700-pat00029
Figure 112019055540700-pat00029

Figure 112019055540700-pat00030
Figure 112019055540700-pat00030

Figure 112019055540700-pat00031
Figure 112019055540700-pat00031

Figure 112019055540700-pat00032
Figure 112019055540700-pat00032

Figure 112019055540700-pat00033
Figure 112019055540700-pat00033

Figure 112019055540700-pat00034
Figure 112019055540700-pat00034

Figure 112019055540700-pat00035
Figure 112019055540700-pat00035

Figure 112019055540700-pat00036
Figure 112019055540700-pat00036

Figure 112019055540700-pat00037
Figure 112019055540700-pat00037

Figure 112019055540700-pat00038
Figure 112019055540700-pat00038

Figure 112019055540700-pat00039
Figure 112019055540700-pat00039

Figure 112019055540700-pat00040
Figure 112019055540700-pat00040

Figure 112019055540700-pat00041
Figure 112019055540700-pat00041

Figure 112019055540700-pat00042
Figure 112019055540700-pat00042

Figure 112019055540700-pat00043
Figure 112019055540700-pat00043

Figure 112019055540700-pat00044
Figure 112019055540700-pat00044

Figure 112019055540700-pat00045
Figure 112019055540700-pat00045

Figure 112019055540700-pat00046
Figure 112019055540700-pat00046

Figure 112019055540700-pat00047
Figure 112019055540700-pat00047

식 (A)를 갖는 오늄염의 합성 방법으로서는, 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드보다도 약산의 오늄염과 이온 교환을 행하는 방법을 들 수 있다. 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드보다도 약한 산으로서는, 염산, 탄산, 카르복실산, 불소 원자를 포함하지 않는 술폰산 등을 들 수 있다. 대안적으로, 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드의 나트륨염을 오늄클로라이드와 이온 교환하여 오늄염을 합성할 수도 있다. As a synthesis method of the onium salt which has Formula (A), the method of performing ion exchange with the onium salt of weak acid rather than the sulfonamide containing a benzene iodide ring is mentioned. Examples of the acid weaker than the benzene iodide ring-containing sulfonamide include hydrochloric acid, carbonic acid, carboxylic acid, and sulfonic acid containing no fluorine atom. Alternatively, an onium salt may be synthesized by ion-exchanging a sodium salt of a sulfonamide containing a benzene iodide ring with an onium chloride.

본 발명의 레지스트 재료에 있어서, 식 (A)를 갖는 오늄염의 사용량은, 베이스 폴리머 100 중량부에 대하여, 감도와 산 확산 억제 효과의 점에서 0.001∼50 중량부가 바람직하고, 0.01∼20 중량부가 보다 바람직하다. In the resist material of the present invention, the amount of the onium salt having the formula (A) to be used is preferably 0.001 to 50 parts by weight, more preferably 0.01 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base polymer, in terms of sensitivity and acid diffusion inhibitory effect. desirable.

베이스 Base 폴리머polymer

본 발명의 레지스트 재료에 포함되는 베이스 폴리머는, 포지티브형 레지스트 재료의 경우, 산불안정기를 포함하는 반복 단위를 포함하며, 산불안정기를 포함하는 반복 단위로서는, 하기 식 (a1)을 갖는 반복 단위 또는 (a2)를 갖는 반복 단위가 바람직하다. 이들 단위를 간단히 반복 단위 (a1) 및 (a2)로 지칭한다.The base polymer contained in the resist material of the present invention includes, in the case of a positive resist material, a repeating unit containing an acid labile group, and as the repeating unit containing an acid labile group, a repeating unit having the following formula (a1) or ( A repeating unit having a2) is preferred. These units are simply referred to as repeating units (a1) and (a2).

Figure 112019055540700-pat00048
Figure 112019055540700-pat00048

식 중, RA는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이다. Y1은 단결합, 페닐렌기 또는 나프틸렌기, 또는 에스테르 결합 또는 락톤환을 포함하는 C1-C12 연결기이다. Y2는 단결합 또는 에스테르 결합이다. R11 및 R12는 각각 산불안정기이다. 상기 베이스 폴리머가 반복 단위 (a1) 및 (a2)를 모두 포함하는 경우, R11 및 R12는 동일하더라도 다르더라도 좋다. In the formula, each R A is independently a hydrogen atom or a methyl group. Y 1 is a single bond, a phenylene group or a naphthylene group, or a C 1 -C 12 linking group including an ester bond or a lactone ring. Y 2 is a single bond or an ester bond. R 11 and R 12 are each an acid labile group. When the base polymer includes both repeating units (a1) and (a2), R 11 and R 12 may be the same or different.

반복 단위 (a1)을 부여하는 모노머로서는 이하에 나타내는 것을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. RA 및 R11은 상기 정의된 바와 같다. Although those shown below are mentioned as a monomer which provides a repeating unit (a1), It is not limited to these. R A and R 11 are as defined above.

Figure 112019055540700-pat00049
Figure 112019055540700-pat00049

반복 단위 (a2)를 부여하는 모노머로서는 이하에 나타내는 것을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. RA 및 R12는 상기 정의된 바와 같다. Although those shown below are mentioned as a monomer which provides a repeating unit (a2), It is not limited to these. R A and R 12 are as defined above.

Figure 112019055540700-pat00050
Figure 112019055540700-pat00050

반복 단위 (a1) 및 (a2) 중 R11 및 R12로 표시되는 산불안정기는, 다양한 이들 기, 예컨대 JP-A 2013-080033(USP 8,574,817) 및 JP-A 2013-083821(USP 8,846,303)에 기재된 것에서 선택된다. The acid labile groups represented by R 11 and R 12 in the repeating units (a1) and (a2) are various of these groups, such as those described in JP-A 2013-080033 (USP 8,574,817) and JP-A 2013-083821 (USP 8,846,303). is chosen from

전형적으로는 상기 산불안정기로서는 하기 식 (AL-1)∼(AL-3)을 갖는 기를 들 수 있다. Typically, the acid labile group includes groups having the following formulas (AL-1) to (AL-3).

Figure 112019055540700-pat00051
Figure 112019055540700-pat00051

식 (AL-1) 및 (AL-2) 중, RL1 및 RL2는 각각 독립적으로 C1-C40 1가 탄화수소기이고, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자, 불소 원자 등의 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋다. 상기 1가 탄화수소기로서는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋으며, C1-C40 알킬기가 바람직하고, C1-C20 알킬기가 보다 바람직하다. 식 (AL-1) 중, a는 0∼10의 정수이며, 1∼5의 정수가 바람직하다. In formulas (AL-1) and (AL-2), R L1 and R L2 are each independently a C 1 -C 40 monovalent hydrocarbon group, and a hetero atom such as an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, or a fluorine atom; may be included. The monovalent hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic, preferably a C 1 -C 40 alkyl group, more preferably a C 1 -C 20 alkyl group. In formula (AL-1), a is an integer of 0-10, and the integer of 1-5 is preferable.

식 (AL-2) 중, RL3 및 RL4는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 C1-C20 1가 탄화수소기이고, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자, 불소 원자 등의 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋다. 상기 1가 탄화수소기로서는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋으며, C1-C20 알킬기가 바람직하다. RL2, RL3 및 RL4의 어느 2개가 상호 결합하여 이들이 결합하는 탄소 원자 또는 탄소 원자와 산소 원자와 함께 탄소수 3∼20의 고리, 바람직하게는 탄소수 4∼16의 고리, 전형적으로 지환을 형성한다. In the formula (AL-2), R L3 and R L4 are each independently a hydrogen atom or a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group, even if they contain a hetero atom such as an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, or a fluorine atom good. The monovalent hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic, and a C 1 -C 20 alkyl group is preferable. any two of R L2 , R L3 and R L4 combine with each other to form a ring having 3 to 20 carbon atoms, preferably a ring having 4 to 16 carbon atoms, typically an alicyclic ring together with the carbon atom or carbon atom and oxygen atom to which they are attached do.

식 (AL-3) 중, RL5, RL6 및 RL7은 각각 독립적으로 C1-C20 1가 탄화수소기이고, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자, 불소 원자 등의 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋다. 상기 1가 탄화수소기로서는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋으며, C1-C20 알킬기가 바람직하다. RL5, RL6 및 RL7의 어느 2개가 상호 결합하여 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 탄소수 3∼20의 고리, 바람직하게는 탄소수 4∼16의 고리, 전형적으로 지환을 형성한다. In formula (AL-3), R L5 , R L6 and R L7 are each independently a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group, even if they contain a hetero atom such as an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, or a fluorine atom good. The monovalent hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic, and a C 1 -C 20 alkyl group is preferable. Any two of R L5 , R L6 and R L7 are bonded to each other to form, together with the carbon atom to which they are attached, a ring having 3 to 20 carbon atoms, preferably a ring having 4 to 16 carbon atoms, typically an alicyclic ring.

상기 베이스 폴리머는, 밀착성기로서 페놀성 히드록시기를 포함하는 반복 단위 (b)를 더 포함하여도 좋다. 반복 단위 (b)를 부여하는 모노머로서는 이하에 나타내는 것을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 식 중, RA는 상기 정의된 바와 같다. The said base polymer may further contain the repeating unit (b) containing a phenolic hydroxyl group as an adhesive group. Although those shown below are mentioned as a monomer which provides a repeating unit (b), It is not limited to these. wherein R A is as defined above.

Figure 112019055540700-pat00052
Figure 112019055540700-pat00052

상기 베이스 폴리머는, 다른 밀착성기로서, (상기 페놀성 히드록시기 이외의) 히드록시기, 카르보닐기, 락톤환, 에테르 결합, 에스테르 결합, 카르보닐기 및 시아노기에서 선택되는 반복 단위 (c)를 더 포함하여도 좋다. 반복 단위 (c)를 부여하는 적절한 모노머로서는 이하에 나타내는 것을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 식 중, RA는 상기 정의된 바와 같다. The base polymer may further contain, as another adhesive group, a repeating unit (c) selected from a hydroxyl group (other than the phenolic hydroxyl group), a carbonyl group, a lactone ring, an ether bond, an ester bond, a carbonyl group and a cyano group. Suitable monomers for imparting the repeating unit (c) include, but are not limited to, those shown below. wherein R A is as defined above.

Figure 112019055540700-pat00053
Figure 112019055540700-pat00053

Figure 112019055540700-pat00054
Figure 112019055540700-pat00054

Figure 112019055540700-pat00055
Figure 112019055540700-pat00055

Figure 112019055540700-pat00056
Figure 112019055540700-pat00056

Figure 112019055540700-pat00057
Figure 112019055540700-pat00057

Figure 112019055540700-pat00058
Figure 112019055540700-pat00058

Figure 112019055540700-pat00059
Figure 112019055540700-pat00059

Figure 112019055540700-pat00060
Figure 112019055540700-pat00060

다른 바람직한 구체예에서, 상기 베이스 폴리머는, 인덴, 벤조푸란, 벤조티오펜, 아세나프틸렌, 크로몬, 쿠마린, 노르보르나디엔 또는 이들의 유도체의 단위에서 선택되는 반복 단위 (d)를 더 포함하여도 좋다. 적절한 모노머를 하기에 예시한다.In another preferred embodiment, the base polymer further comprises a repeating unit (d) selected from units of indene, benzofuran, benzothiophene, acenaphthylene, chromone, coumarin, norbornadiene or derivatives thereof. may do Suitable monomers are exemplified below.

Figure 112019055540700-pat00061
Figure 112019055540700-pat00061

상기 기재된 반복 단위 외에, 상기 베이스 폴리머는 반복 단위 (e)를 더 포함하여도 좋으며, 이의 예로는 스티렌, 비닐나프탈렌, 비닐안트라센, 비닐피렌, 메틸렌인단, 비닐피리딘 및 비닐카르바졸을 들 수 있다.In addition to the repeating units described above, the base polymer may further include a repeating unit (e), examples of which include styrene, vinylnaphthalene, vinylanthracene, vinylpyrene, methyleneindane, vinylpyridine and vinylcarbazole.

추가의 구체예에서, 상기 베이스 폴리머는, 중합성 불포화 결합을 포함하는 오늄염에 유래하는 반복 단위 (f)를 더 포함하여도 좋다. JP-A 2005-084365에는, 특정 술폰산이 발생하는 중합성 불포화 결합을 포함하는 술포늄염 및 요오도늄염이 제안되어 있다. JP-A 2006-178317에는, 술폰산이 주쇄에 직결한 술포늄염이 제안되어 있다. In a further embodiment, the base polymer may further include a repeating unit (f) derived from an onium salt containing a polymerizable unsaturated bond. JP-A 2005-084365 proposes a sulfonium salt and an iodonium salt containing a polymerizable unsaturated bond in which a specific sulfonic acid is generated. JP-A 2006-178317 proposes a sulfonium salt in which sulfonic acid is directly linked to the main chain.

바람직한 구체예에서, 상기 베이스 폴리머는 하기 식 (f1), (f2) 및 (f3)에서 선택되는 적어도 1종의 반복 단위를 더 포함할 수 있다. 이들 단위를 간단히 반복 단위 (f1), (f2) 및 (f3)으로 지칭하며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용하여도 좋다. In a preferred embodiment, the base polymer may further include at least one repeating unit selected from the following formulas (f1), (f2) and (f3). These units are simply referred to as repeating units (f1), (f2) and (f3), and these may be used alone or in combination of two or more.

Figure 112019055540700-pat00062
Figure 112019055540700-pat00062

식 (f1)∼(f3) 중, RA는 상기 정의된 바와 같다. Z1은 단결합, 페닐렌기, -O-Z11-, -C(=O)-O-Z11- 또는 -C(=O)-NH-Z11-이고, Z11은 C1-C6 알칸디일기, C2-C6 알켄디일기 또는 페닐렌기이고, 카르보닐기, 에스테르 결합, 에테르 결합 또는 히드록시기를 포함하고 있어도 좋다. Z2는 단결합, -Z21-C(=O)-O-, -Z21-O- 또는 -Z21-O-C(=O)-이고, Z21은 C1-C12 알칸디일기이고, 카르보닐기, 에스테르 결합 또는 에테르 결합을 포함하고 있어도 좋다. Z3은 단결합, 메틸렌기, 에틸렌기, 페닐렌기, 불소화 페닐렌기, -C(=O)-O-Z31- 또는 -C(=O)-NH-Z31-이고, Z31은 C1-C6 알칸디일기, 페닐렌기, 불소화 페닐렌기, 트리플루오로메틸기로 치환된 페닐렌기, 또는 C2-C6 알켄디일기이고, 카르보닐기, 에스테르 결합, 에테르 결합 또는 히드록시기를 포함하고 있어도 좋다. A는 수소 원자 또는 트리플루오로메틸기이다. In formulas (f1) to (f3), R A is as defined above. Z 1 is a single bond, a phenylene group, -OZ 11 -, -C(=O)-OZ 11 - or -C(=O)-NH-Z 11 -, and Z 11 is a C 1 -C 6 alkanediyl group , C 2 -C 6 alkenediyl group or phenylene group, and may contain a carbonyl group, ester bond, ether bond or hydroxyl group. Z 2 is a single bond, -Z 21 -C(=O)-O-, -Z 21 -O-, or -Z 21 -OC(=O)-, Z 21 is a C 1 -C 12 alkanediyl group , a carbonyl group, an ester bond, or an ether bond may be included. Z 3 is a single bond, a methylene group, an ethylene group, a phenylene group, a fluorinated phenylene group, -C(=O)-OZ 31 - or -C(=O)-NH-Z 31 -, and Z 31 is C 1 - It is a C 6 alkanediyl group, a phenylene group, a fluorinated phenylene group, a phenylene group substituted with a trifluoromethyl group, or a C 2 -C 6 alkenediyl group, and may contain a carbonyl group, an ester bond, an ether bond or a hydroxyl group. A is a hydrogen atom or a trifluoromethyl group.

식 (f1)∼(f3) 중, R21∼R28은 각각 독립적으로 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C20 1가 탄화수소기이다. R23, R24 및 R25의 어느 2개가 또는 R26, R27 및 R28의 어느 2개가 상호 결합하여 이들이 결합하는 황 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋다. In formulas (f1) to (f3), R 21 to R 28 each independently represent a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom. Any two of R 23 , R 24 and R 25 or any two of R 26 , R 27 and R 28 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded.

상기 1가 탄화수소기로서는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋으며, 이의 예로서는 식 (Aa) 중의 Ra1∼Ra3의 설명에서 상술한 것과 같은 것을 들 수 있다. 식 (f2) 및 (f3) 중의 술포늄 양이온으로서는, 식 (Aa)를 갖는 술포늄 양이온으로서 상술한 것과 같은 것을 들 수 있다. The monovalent hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include those described above for R a1 to R a3 in the formula (Aa). Examples of the sulfonium cation in the formulas (f2) and (f3) include those described above as the sulfonium cation having the formula (Aa).

식 (f1) 중, M-은 비친핵성 카운터 이온이다. 이 비친핵성 카운터 이온으로서는, 염화물 이온, 브롬화물 이온 등의 할라이드 이온, 트리플레이트 이온, 1,1,1-트리플루오로에탄술포네이트이온, 노나플루오로부탄술포네이트 이온 등의 플루오로알킬술포네이트 이온, 토실레이트 이온, 벤젠술포네이트 이온, 4-플루오로벤젠술포네이트 이온, 1,2,3,4,5-펜타플루오로벤젠술포네이트 이온 등의 아릴술포네이트 이온; 메실레이트 이온, 부탄술포네이트 이온 등의 알킬술포네이트 이온, 비스(트리플루오로메틸술포닐)이미드 이온, 비스(퍼플루오로에틸술포닐)이미드 이온, 비스(퍼플루오로부틸술포닐)이미드 이온 등의 이미드 이온; 트리스(트리플루오로메틸술포닐)메티드 이온, 트리스(퍼플루오로에틸술포닐)메티드 이온 등의 메티드 이온을 들 수 있다. In formula (f1), M is a non-nucleophilic counter ion. Examples of the non-nucleophilic counter ion include halide ions such as chloride ions and bromide ions, triflate ions, 1,1,1-trifluoroethanesulfonate ions, and fluoroalkylsulfonates such as nonafluorobutanesulfonate ions. arylsulfonate ions such as ions, tosylate ions, benzenesulfonate ions, 4-fluorobenzenesulfonate ions, and 1,2,3,4,5-pentafluorobenzenesulfonate ions; Alkylsulfonate ion such as mesylate ion and butanesulfonate ion, bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ion, bis(perfluoroethylsulfonyl)imide ion, bis(perfluorobutylsulfonyl) imide ions such as imide ions; and methide ions such as tris(trifluoromethylsulfonyl)methide ion and tris(perfluoroethylsulfonyl)methide ion.

상기 비친핵성 카운터 이온으로서는, 또한 하기 식 (K-1)을 갖는 α 위치가 불소 원자로 치환된 술폰산 이온, 하기 식 (K-2)를 갖는 α 및 β 위치가 불소 원자로 치환된 술폰산 이온 등을 들 수 있다. Examples of the non-nucleophilic counter ion include a sulfonate ion having the following formula (K-1) in which the α-position is substituted with a fluorine atom, and a sulfonic acid ion having the following formula (K-2) in which the α and β-positions are substituted with a fluorine atom. can

Figure 112019055540700-pat00063
Figure 112019055540700-pat00063

식 (K-1) 중, R51은 수소 원자, 또는 C1-C20 알킬기, C2-C20 알케닐기, 또는 C6-C20 아릴기이고, 에테르 결합, 에스테르 결합, 카르보닐기, 락톤환 또는 불소 원자를 포함하고 있어도 좋다. 상기 알킬기 및 알케닐기는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋다.In formula (K-1), R 51 is a hydrogen atom, or a C 1 -C 20 alkyl group, a C 2 -C 20 alkenyl group, or a C 6 -C 20 aryl group, and is an ether bond, an ester bond, a carbonyl group, or a lactone ring. Or it may contain a fluorine atom. The alkyl group and the alkenyl group may be linear, branched or cyclic.

식 (K-2) 중, R52는 수소 원자, 또는 C1-C30 알킬기, C2-C30 아실기, C2-C20 알케닐기, C6-C20 아릴기, 또는 C6-C20 아릴옥시기이고, 에테르 결합, 에스테르 결합, 카르보닐기 또는 락톤환을 포함하고 있어도 좋다. 상기 알킬기 및 알케닐기는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋다.In formula (K-2), R 52 is a hydrogen atom, or a C 1 -C 30 alkyl group, C 2 -C 30 acyl group, C 2 -C 20 alkenyl group, C 6 -C 20 aryl group, or C 6 - It is a C 20 aryloxy group and may contain an ether bond, an ester bond, a carbonyl group, or a lactone ring. The alkyl group and the alkenyl group may be linear, branched or cyclic.

반복 단위 (f1)을 부여하는 모노머로서는 이하에 나타내는 것을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. RA 및 M-은 상기 정의된 바와 같다. Although those shown below are mentioned as a monomer which provides a repeating unit (f1), It is not limited to these. R A and M - are as defined above.

Figure 112019055540700-pat00064
Figure 112019055540700-pat00064

반복 단위 (f2)를 부여하는 모노머로서는 이하에 나타내는 것을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. RA는 상기 정의된 바와 같다. Although those shown below are mentioned as a monomer which provides a repeating unit (f2), It is not limited to these. R A is as defined above.

Figure 112019055540700-pat00065
Figure 112019055540700-pat00065

Figure 112019055540700-pat00066
Figure 112019055540700-pat00066

Figure 112019055540700-pat00067
Figure 112019055540700-pat00067

반복 단위 (f3)을 부여하는 모노머로서는 이하에 나타내는 것을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. RA는 상기 정의된 바와 같다. Although those shown below are mentioned as a monomer which provides a repeating unit (f3), It is not limited to these. R A is as defined above.

Figure 112019055540700-pat00068
Figure 112019055540700-pat00068

Figure 112019055540700-pat00069
Figure 112019055540700-pat00069

폴리머 주쇄에 산발생제를 결합시킴으로써 산 확산을 작게 하고, 산 확산의 둔화에 의한 해상성의 저하를 방지하는 데에 효과적이다. 또한, 산발생제가 균일하게 분산하므로, 엣지 러프니스가 개선된다. 반복 단위 (f)를 포함하는 베이스 폴리머를 이용하는 경우, 개별 산 발생제의 배합을 생략할 수 있다. By binding an acid generator to the polymer main chain, it is effective in reducing acid diffusion and preventing a decrease in resolution due to slowing of acid diffusion. In addition, since the acid generator is uniformly dispersed, edge roughness is improved. When the base polymer including the repeating unit (f) is used, the compounding of the individual acid generator can be omitted.

포지티브형 레지스트 재료 구성용의 베이스 폴리머는, 산불안정기를 갖는 반복 단위 (a1) 또는 (a2)를 필수 성분으로서, 그리고 추가로 반복 단위 (b), (c), (d), (e) 및 (f)를 임의 성분으로서 포함한다. 반복 단위 (a1), (a2), (b), (c), (d), (e) 및 (f)의 함유 비율은 0≤a1<1.0, 0≤a2<1.0, 0<a1+a2<1.0, 0≤b≤0.9, 0≤c≤0.9, 0≤d≤0.8, 0≤e≤0.8 및 0≤f≤0.5가 바람직하고, 0≤a1≤0.9, 0≤a2≤0.9, 0.1≤a1+a2≤0.9, 0≤b≤0.8, 0≤c≤0.8, 0≤d≤0.7, 0≤e≤0.7 및 0≤f≤0.4가 보다 바람직하고, 0≤a1≤0.8, 0≤a2≤0.8, 0.1≤a1+a2≤0.8, 0≤b≤0.75, 0≤c≤0.75, 0≤d≤0.6, 0≤e≤0.6 및 0≤f≤0.3이 더욱 바람직하다. 또한, 반복 단위 (f)가 반복 단위 (f1)∼(f3) 중 적어도 1종인 경우, f=f1+f2+f3이고, a1+a2+b+c+d+e+f=1.0이다. The base polymer for constituting a positive resist material contains, as an essential component, a repeating unit (a1) or (a2) having an acid labile group, and further repeating units (b), (c), (d), (e) and (f) is included as an optional component. The content ratio of the repeating units (a1), (a2), (b), (c), (d), (e) and (f) is 0≤a1<1.0, 0≤a2<1.0, 0<a1+a2 <1.0, 0≤b≤0.9, 0≤c≤0.9, 0≤d≤0.8, 0≤e≤0.8 and 0≤f≤0.5 are preferred, 0≤a1≤0.9, 0≤a2≤0.9, 0.1≤ a1+a2≤0.9, 0≤b≤0.8, 0≤c≤0.8, 0≤d≤0.7, 0≤e≤0.7 and 0≤f≤0.4 are more preferable, 0≤a1≤0.8, 0≤a2≤ 0.8, 0.1 ≤ a1+a2 ≤ 0.8, 0 ≤ b ≤ 0.75, 0 ≤ c ≤ 0.75, 0 ≤ d ≤ 0.6, 0 ≤ e ≤ 0.6, and 0 ≤ f ≤ 0.3 are more preferable. Further, when the repeating unit (f) is at least one of the repeating units (f1) to (f3), f=f1+f2+f3, and a1+a2+b+c+d+e+f=1.0.

네거티브형 레지스트 재료 구성용의 베이스 폴리머는 산불안정기가 반드시 필요하지는 않다. 이러한 베이스 폴리머는, 반복 단위 (b)를 포함하고, 필요에 따라서 반복 단위 (c), (d), (e) 및/또는 (f)를 포함한다. 이들 반복 단위의 함유 비율은, 0<b≤1.0, 0≤c≤0.9, 0≤d≤0.8, 0≤e≤0.8 및 0≤f≤0.5가 바람직하고, 0.2≤b≤1.0, 0≤c≤0.8, 0≤d≤0.7, 0≤e≤0.7 및 0≤f≤0.4가 보다 바람직하고, 0.3≤b≤1.0, 0≤c≤0.75, 0≤d≤0.6, 0≤e≤0.6 및 0≤f≤0.3이 더욱 바람직하다. 또한, 반복 단위 (f)가 반복 단위 (f1)∼(f3) 중 적어도 1종인 경우, f=f1+f2+f3이고, b+c+d+e+f=1.0이다. The base polymer for constituting the negative resist material does not necessarily require an acid labile group. Such a base polymer contains a repeating unit (b) and optionally contains repeating units (c), (d), (e) and/or (f). The content ratio of these repeating units is preferably 0<b≤1.0, 0≤c≤0.9, 0≤d≤0.8, 0≤e≤0.8 and 0≤f≤0.5, 0.2≤b≤1.0, 0≤c ≤0.8, 0≤d≤0.7, 0≤e≤0.7 and 0≤f≤0.4 are more preferable, 0.3≤b≤1.0, 0≤c≤0.75, 0≤d≤0.6, 0≤e≤0.6 and 0 ?f?0.3 is more preferable. Further, when the repeating unit (f) is at least one of the repeating units (f1) to (f3), f=f1+f2+f3 and b+c+d+e+f=1.0.

상기 베이스 폴리머는, 임의의 소정 방법에 의해, 예컨대 상술한 반복 단위를 부여하는 모노머에서 선택되는 1종 이상의 모노머를, 유기 용제 중, 라디칼 중합개시제를 첨가하여 가열 중합을 행하는 것에 의해 합성할 수 있다. 중합 시에 사용하는 유기 용제로서는, 톨루엔, 벤젠, 테트라히드로푸란, 디에틸에테르, 디옥산 등을 들 수 있다. 본 발명에서 사용되는 중합개시제로서는, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 디메틸2,2-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 벤조일퍼옥시드, 라우로일퍼옥시드 등을 들 수 있다. 중합을 개시하기 위해 계는 바람직하게는 50∼80℃로 가열한다. 반응 시간은 2∼100시간, 바람직하게는 5∼20시간이다. The base polymer can be synthesized by any predetermined method, for example, by heating polymerization by adding a radical polymerization initiator in an organic solvent to one or more monomers selected from the above-mentioned monomers imparting repeating units. . Toluene, benzene, tetrahydrofuran, diethyl ether, dioxane etc. are mentioned as an organic solvent used at the time of superposition|polymerization. Examples of the polymerization initiator used in the present invention include 2,2'-azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2-azobis ( 2-methylpropionate), benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, and the like. To initiate polymerization, the system is preferably heated to 50-80°C. The reaction time is 2 to 100 hours, preferably 5 to 20 hours.

히드록시기를 갖는 모노머를 공중합하는 경우, 중합 전에 히드록시기를 전형적으로는 에톡시에톡시기 등의 산에 의해서 탈보호하기 쉬운 아세탈기로 치환해 두고서, 중합 후에 약산과 물에 의해서 탈보호를 행하여도 좋다. 대안적으로, 중합 전에 히드록시기를 아세틸기, 포르밀기, 피발로일기 등으로 치환해 두고서, 중합 후에 알칼리 가수분해를 행하여도 좋다. When copolymerizing a monomer having a hydroxyl group, the hydroxyl group may be substituted with an acetal group that is easy to deprotect with an acid such as an ethoxyethoxy group before polymerization, and deprotection may be performed with a weak acid and water after polymerization. Alternatively, the hydroxy group may be substituted with an acetyl group, formyl group, pivaloyl group or the like before polymerization, and alkali hydrolysis may be performed after polymerization.

히드록시스티렌이나 히드록시비닐나프탈렌을 공중합하는 경우는, 대안적인 방법이 가능하다. 구체적으로, 히드록시스티렌이나 히드록시비닐나프탈렌 대신에 아세톡시스티렌이나 아세톡시비닐나프탈렌을 이용하고, 중합 후 상기 알칼리 가수분해에 의해서 아세톡시기를 탈보호하여, 폴리머 생성물을 히드록시스티렌이나 히드록시비닐나프탈렌으로 전환시켜도 좋다. 알칼리 가수분해 시의 염기로서는 암모니아수, 트리에틸아민 등을 사용할 수 있다. 반응 온도는 바람직하게는 -20∼100℃, 보다 바람직하게는 0∼60℃이고, 반응 시간은 바람직하게는 0.2∼100시간, 보다 바람직하게는 0.5∼20시간이다. In the case of copolymerizing hydroxystyrene or hydroxyvinylnaphthalene, an alternative method is possible. Specifically, acetoxystyrene or acetoxyvinylnaphthalene is used instead of hydroxystyrene or hydroxyvinylnaphthalene, and after polymerization, the acetoxy group is deprotected by the alkali hydrolysis to convert the polymer product to hydroxystyrene or hydroxy It may be converted to vinyl naphthalene. As a base in the case of alkaline hydrolysis, aqueous ammonia, triethylamine, etc. can be used. The reaction temperature is preferably -20 to 100°C, more preferably 0 to 60°C, and the reaction time is preferably 0.2 to 100 hours, more preferably 0.5 to 20 hours.

상기 베이스 폴리머는, 용제로서 테트라히드로푸란(THF)을 이용한 GPC에 의한 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)이, 바람직하게는 1,000∼500,000, 보다 바람직하게는 2,000∼30,000이다. Mw가 지나치게 작으면 레지스트 재료가 내열성이 뒤떨어지는 것으로 된다. 폴리머의 Mw가 지나치게 크면 알칼리 용해성이 저하하여, 패턴 형성 후에 풋팅 현상이 일어나기 쉽게 된다. The said base polymer has a polystyrene conversion weight average molecular weight (Mw) by GPC using tetrahydrofuran (THF) as a solvent, Preferably it is 1,000-500,000, More preferably, it is 2,000-30,000. When Mw is too small, a resist material will become inferior in heat resistance. When the Mw of the polymer is too large, the alkali solubility decreases, and the footing phenomenon tends to occur after pattern formation.

상기 베이스 폴리머에 있어서 분자량 분포 또는 분산(Mw/Mn)이 넓은 경우는, 저분자량이나 고분자량의 폴리머 분획이 존재하기 때문에, 패턴 상에 이물이 보이거나, 패턴의 형상이 악화하거나 할 우려가 있다. 패턴 룰이 미세화됨에 따라, 분자량이나 분산의 영향이 커지기 쉽다. 따라서, 미세한 패턴 치수에 적합한 레지스트 재료를 얻기 위해서는 상기 베이스 폴리머의 분산(Mw/Mn)은 1.0∼2.0, 특히 1.0∼1.5로 협분산인 것이 바람직하다. When the molecular weight distribution or dispersion (Mw/Mn) of the base polymer is wide, there is a risk that a foreign material may be seen on the pattern or the shape of the pattern may deteriorate because a polymer fraction having a low molecular weight or a high molecular weight exists. . As the pattern rule is refined, the influence of molecular weight and dispersion tends to increase. Therefore, in order to obtain a resist material suitable for a fine pattern dimension, it is preferable that the dispersion (Mw/Mn) of the base polymer be 1.0 to 2.0, particularly 1.0 to 1.5, and narrow dispersion.

상기 베이스 폴리머는, 조성 비율, Mw, Mw/Mn이 다른 2개 이상의 폴리머를 포함하여도 좋다. 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, 상기 베이스 폴리머는, 상술한 폴리머와는 다른 폴리머를 포함하여도 좋지만, 포함하지 않는 것이 바람직하다. The base polymer may contain two or more polymers having different composition ratios, Mw, and Mw/Mn. In the range which does not impair the effect of this invention, although the said base polymer may contain the polymer different from the above-mentioned polymer, it is preferable not to contain it.

산발생제acid generator

본 발명의 레지스트 재료는, 화학 증폭 포지티브형 레지스트 재료 또는 화학 증폭 네거티브형 레지스트 재료로서 기능시키기 위해서, 추가로 산발생제(첨가형 산발생제)를 포함하여도 좋다. 이에 따라, 보다 고감도의 레지스트 재료로 함과 더불어, 제반 특성이 한층 더 우수한 것으로 되어, 매우 유용한 것으로 된다. 베이스 폴리머가 반복 단위 (f)를 포함하는 경우, 즉 산발생제가 베이스 폴리머 중에 포함되어 있는 경우는, 첨가형 산발생제는 포함하지 않아도 좋다. The resist material of the present invention may further contain an acid generator (additive acid generator) in order to function as a chemically amplified positive resist material or a chemically amplified negative resist material. As a result, a resist material with higher sensitivity is obtained, and various properties are further improved, which is very useful. When the base polymer contains the repeating unit (f), that is, when the acid generator is contained in the base polymer, the addition type acid generator may not be included.

산발생제는 전형적으로 활성 광선 또는 방사선에 감응하여 산을 발생하는 화합물(PAG)이다. PAG로서는, 고에너지선 조사에 의해 산을 발생하는 화합물이라면 어떠한 것이라도 상관없지만, 술폰산, 이미드산 또는 메티드산을 발생하는 것이 바람직하다. 적합한 PAG로서는 술포늄염, 요오도늄염, 술포닐디아조메탄, N-술포닐옥시이미드, 옥심-O-술포네이트형 산발생제 등이 있다. PAG의 예로서는, JP-A 2008-111103의 단락 [0122]∼[0142](USP 7,537,880)에 기재되어 있는 것을 들 수 있다. Acid generators are typically compounds (PAGs) that generate acids in response to actinic light or radiation. The PAG may be any compound as long as it generates an acid upon irradiation with a high energy ray, but one that generates sulfonic acid, imidic acid or methic acid is preferable. Suitable PAGs include sulfonium salts, iodonium salts, sulfonyldiazomethane, N-sulfonyloxyimide, oxime-O-sulfonate type acid generators and the like. Examples of the PAG include those described in paragraphs [0122] to [0142] of JP-A 2008-111103 (USP 7,537,880).

또한, PAG로서 하기 식 (1)을 갖는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable to have following formula (1) as PAG.

Figure 112019055540700-pat00070
Figure 112019055540700-pat00070

식 (1) 중, R101, R102 및 R103은 각각 독립적으로 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C20 1가 탄화수소기이다. R101, R102 및 R103 중 어느 2개가 상호 결합하여 이들이 결합하는 황 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋다. 상기 1가 탄화수소기로서는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋고, 이의 예로서는 식 (Aa) 중의 Ra1∼Ra3의 설명에서 상술한 것과 같은 것을 들 수 있다. In formula (1), R 101 , R 102 and R 103 are each independently a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom. Any two of R 101 , R 102 and R 103 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded. The monovalent hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include those described above for R a1 to R a3 in the formula (Aa).

식 (1)을 갖는 술포늄염의 양이온으로서는 식 (Aa)를 갖는 술포늄 양이온으로서 상술한 것과 같은 것을 들 수 있다. Examples of the cation of the sulfonium salt having the formula (1) include those described above as the sulfonium cation having the formula (Aa).

식 (1) 중, X-은 하기 식 (1A), (1B), (1C) 또는 (1D)를 갖는 음이온이다. In formula (1), X is an anion having the following formula (1A), (1B), (1C) or (1D).

Figure 112019055540700-pat00071
Figure 112019055540700-pat00071

식 (1A) 중, Rfa는 불소 원자, 또는 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C40 1가 탄화수소기이다. 상기 1가 탄화수소기는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋고, 이의 예로서는 후술하는 R105의 설명에서 말한 것과 같은 것을 들 수 있다. In formula (1A), R fa is a C 1 -C 40 monovalent hydrocarbon group which may contain a fluorine atom or a hetero atom. The monovalent hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include the same as those described in the description of R 105 to be described later.

식 (1A)의 음이온 중에서, 하기 식 (1A')를 갖는 것이 바람직하다. Among the anions of formula (1A), those having the following formula (1A') are preferable.

Figure 112019055540700-pat00072
Figure 112019055540700-pat00072

식 (1A') 중, R104는 수소 원자 또는 트리플루오로메틸기이고, 바람직하게는 트리플루오로메틸기이다. R105는 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C38 1가 탄화수소기이다. 상기 헤테로 원자로서는, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 할로겐 원자 등이 바람직하고, 산소 원자가 가장 바람직하다. R105로 표시되는 상기 1가 탄화수소기로서는, 미세 패턴 형성에 있어서 고해상성을 얻는다는 점에서, 특히 탄소수 6∼30인 것이 바람직하다. 상기 1가 탄화수소기는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋다. 이의 예로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 2-에틸헥실기, 노닐기, 운데실기, 트리데실기, 펜타데실기, 헵타데실기, 이코사닐기 등의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기; 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 1-아다만틸기, 2-아다만틸기, 1-아다만틸메틸기, 노르보르닐기, 노르보르닐메틸기, 트리시클로데카닐기, 테트라시클로도데카닐기, 테트라시클로도데카닐메틸기, 디시클로헥실메틸기 등의 1가 포화 환상 지방족 탄화수소기; 알릴기, 3-시클로헥세닐기 등의 1가 불포화 지방족 탄화수소기; 벤질기, 디페닐메틸기 등의 아랄킬기 등을 들 수 있다. 헤테로 원자를 포함하는 1가 탄화수소기로서, 테트라히드로푸릴기, 메톡시메틸기, 에톡시메틸기, 메틸티오메틸기, 아세트아미도메틸기, 트리플루오로에틸기, (2-메톡시에톡시)메틸기, 아세톡시메틸기, 2-카르복시-1-시클로헥실기, 2-옥소프로필기, 4-옥소-1-아다만틸기, 3-옥소시클로헥실기 등을 들 수 있다. 이들 기의 수소 원자의 일부가 산소 원자, 황 원자, 질소 원자, 할로겐 원자 등의 헤테로 원자 함유기로 치환되어 있어도 좋고, 또는 이들 기의 탄소 원자의 일부가 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 등의 헤테로 원자 함유기로 치환되어 있어도 좋으며, 그 결과, 히드록시기, 시아노기, 카르보닐기, 에테르 결합, 에스테르 결합, 술폰산에스테르 결합, 카보네이트 결합, 락톤환, 술톤환, 카르복실산 무수물, 할로알킬기 등을 포함하고 있어도 좋다. In formula (1A'), R 104 is a hydrogen atom or a trifluoromethyl group, preferably a trifluoromethyl group. R 105 is a C 1 -C 38 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom. As said hetero atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a halogen atom, etc. are preferable, and an oxygen atom is the most preferable. The monovalent hydrocarbon group represented by R 105 is particularly preferably having 6 to 30 carbon atoms from the viewpoint of obtaining high resolution in fine pattern formation. The monovalent hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic. Examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a neopentyl group, a hexyl group, a heptyl group, a 2-ethylhexyl group, a no linear or branched alkyl groups such as nyl group, undecyl group, tridecyl group, pentadecyl group, heptadecyl group and icosanyl group; Cyclopentyl group, cyclohexyl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group, 1-adamantylmethyl group, norbornyl group, norbornylmethyl group, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, tetracyclodo monovalent saturated cyclic aliphatic hydrocarbon groups such as decanylmethyl group and dicyclohexylmethyl group; monovalent unsaturated aliphatic hydrocarbon groups such as allyl group and 3-cyclohexenyl group; Aralkyl groups, such as a benzyl group and a diphenylmethyl group, etc. are mentioned. As a monovalent hydrocarbon group containing a hetero atom, tetrahydrofuryl group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, methylthiomethyl group, acetamidomethyl group, trifluoroethyl group, (2-methoxyethoxy)methyl group, acetoxy group A methyl group, 2-carboxy-1-cyclohexyl group, 2-oxopropyl group, 4-oxo-1-adamantyl group, 3-oxocyclohexyl group, etc. are mentioned. A part of the hydrogen atoms of these groups may be substituted with a hetero atom-containing group such as an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, or a halogen atom, or a part of the carbon atoms of these groups may be substituted with a hetero atom-containing group such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom It may be substituted with an atom-containing group, and as a result, it may contain a hydroxyl group, a cyano group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, a sulfonic acid ester bond, a carbonate bond, a lactone ring, a sultone ring, a carboxylic acid anhydride, a haloalkyl group, etc. .

식 (1A')를 갖는 음이온을 포함하는 술포늄염의 합성에 관해서는, JP-A 2007-145797, JP-A 2008-106045, JP-A 2009-007327, JP-A 2009-258695 등을 참조할 수 있다. 또한, JP-A 2010-215608, JP-A 2012-041320, JP-A 2012-106986, JP-A 2012-153644 등에 기재된 술포늄염도 유용하다. For the synthesis of a sulfonium salt comprising an anion having the formula (1A'), reference may be made to JP-A 2007-145797, JP-A 2008-106045, JP-A 2009-007327, JP-A 2009-258695 and the like. can Also useful are sulfonium salts described in JP-A 2010-215608, JP-A 2012-041320, JP-A 2012-106986, JP-A 2012-153644 and the like.

식 (1A)를 갖는 음이온으로서는 이하에 나타내는 것을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. Although those shown below are mentioned as an anion which has Formula (1A), It is not limited to these.

Figure 112019055540700-pat00073
Figure 112019055540700-pat00073

Figure 112019055540700-pat00074
Figure 112019055540700-pat00074

식 (1B) 중, Rfb1 및 Rfb2는 각각 독립적으로 불소 원자, 또는 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C40 1가 탄화수소기이다. 상기 1가 탄화수소기는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋고, 이의 예로서는 상기 R105의 설명에서 예로 든 것과 같은 것을 들 수 있다. Rfb1 및 Rfb2로서 바람직하게는 불소 원자 또는 C1-C4 직쇄상 불소화 알킬기이다. 또한, Rfb1과 Rfb2는 상호 결합하여 이들이 결합하는 기: -CF2-SO2-N--SO2-CF2-와 함께 고리를 형성하여도 좋다. 이 경우, Rfb1과 Rfb2가 상호 결합하여 얻어지는 기는, 불소화 에틸렌기 또는 불소화 프로필렌기인 것이 바람직하다. In formula (1B), R fb1 and R fb2 are each independently a fluorine atom or a C 1 -C 40 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom. The monovalent hydrocarbon group may be linear, branched, or cyclic, and examples thereof include those exemplified in the description of R 105 above. R fb1 and R fb2 are preferably a fluorine atom or a C 1 -C 4 linear fluorinated alkyl group. Further, R fb1 and R fb2 may be mutually bonded to form a ring together with the group to which they are bonded: -CF 2 -SO 2 -N - -SO 2 -CF 2 -. In this case, it is preferable that the group obtained by mutual bonding of R fb1 and R fb2 is a fluorinated ethylene group or a fluorinated propylene group.

식 (1C) 중, Rfc1, Rfc2 및 Rfc3은 각각 독립적으로 불소 원자, 또는 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C40 1가 탄화수소기이다. 상기 1가 탄화수소기는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋고, 이의 예로서는 상기 R105의 설명에서 예로 든 것과 같은 것을 들 수 있다. Rfc1, Rfc2 및 Rfc3으로서 바람직하게는 불소 원자 또는 C1-C4 직쇄상 불소화 알킬기이다. 또한, Rfc1과 Rfc2는 상호 결합하여 이들이 결합하는 기: -CF2-SO2-C--SO2-CF2-와 함께 고리를 형성하여도 좋다. 이 경우, Rfc1과 Rfc2가 상호 결합하여 얻어지는 기는, 불소화 에틸렌기 또는 불소화 프로필렌기인 것이 바람직하다.In formula (1C), R fc1 , R fc2 and R fc3 are each independently a fluorine atom or a C 1 -C 40 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom. The monovalent hydrocarbon group may be linear, branched, or cyclic, and examples thereof include those exemplified in the description of R 105 above. R fc1 , R fc2 and R fc3 are preferably a fluorine atom or a C 1 -C 4 linear fluorinated alkyl group. Further, R fc1 and R fc2 may be mutually bonded to form a ring together with the group to which they are bonded: -CF 2 -SO 2 -C - -SO 2 -CF 2 -. In this case, it is preferable that the group obtained by mutual bonding of R fc1 and R fc2 is a fluorinated ethylene group or a fluorinated propylene group.

식 (1D) 중, Rfd는 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C40 1가 탄화수소기이다. 상기 1가 탄화수소기는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋고, 이의 예로서는 상기 R105의 설명에서 예로 든 것과 같은 것을 들 수 있다. In formula (1D), R fd is a C 1 -C 40 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom. The monovalent hydrocarbon group may be linear, branched, or cyclic, and examples thereof include those exemplified in the description of R 105 above.

식 (1D)를 갖는 음이온을 포함하는 술포늄염의 합성에 관해서는, JP-A 2010-215608 및 JP-A 2014-133723을 참조할 수 있다. Regarding the synthesis of a sulfonium salt comprising an anion having the formula (1D), reference may be made to JP-A 2010-215608 and JP-A 2014-133723.

식 (1D)를 갖는 음이온으로서는 이하에 나타내는 것을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. Although those shown below are mentioned as an anion which has Formula (1D), It is not limited to these.

Figure 112019055540700-pat00075
Figure 112019055540700-pat00075

또한, 식 (1D)를 갖는 음이온을 포함하는 화합물은, 술포기의 α 위치에 불소는 갖고 있지 않지만, β 위치에 2개의 트리플루오로메틸기를 갖고 있다. 이에 기인하여, 레지스트 폴리머 중의 산불안정기를 절단하기에는 충분한 산성도를 갖고 있다. 그 때문에, 상기 화합물은 유용한 PAG이다.Further, the compound containing an anion having the formula (1D) does not have a fluorine at the α-position of the sulfo group, but has two trifluoromethyl groups at the β-position. Due to this, it has sufficient acidity to cleave acid labile groups in the resist polymer. As such, the compound is a useful PAG.

다른 바람직한 PAG로서 하기 식 (2)를 갖는 화합물을 들 수 있다.As another preferable PAG, the compound which has a following formula (2) is mentioned.

Figure 112019055540700-pat00076
Figure 112019055540700-pat00076

식 (2) 중, R201 및 R202는 각각 독립적으로 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C30 1가 탄화수소기이다. R203은 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C30 2가 탄화수소기이다. R201, R202 및 R203 중 어느 2개가 상호 결합하여 이들이 결합하는 황 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋다. LA는 단결합, 에테르 결합, 또는 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C20 2가 탄화수소기이다. XA, XB, XC 및 XD는 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자 또는 트리플루오로메틸기이고, 단, XA, XB, XC 및 XD 중 적어도 하나는 불소 원자 또는 트리플루오로메틸기이고, k는 0∼3의 정수이다. In formula (2), R 201 and R 202 are each independently a C 1 -C 30 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom. R 203 is a C 1 -C 30 divalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom. Any two of R 201 , R 202 and R 203 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded. L A is a single bond, an ether bond, or a C 1 -C 20 divalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom. X A , X B , X C and X D are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom or a trifluoromethyl group, provided that at least one of X A , X B , X C and X D is a fluorine atom or trifluoro It is a methyl group, and k is an integer of 0-3.

상기 1가 탄화수소기는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋다. 이의 예로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데실기, 2-에틸헥실기 등의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기; 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로펜틸메틸기, 시클로펜틸에틸기, 시클로펜틸부틸기, 시클로헥실메틸기, 시클로헥실에틸기, 시클로헥실부틸기, 노르보르닐기, 옥사노르보르닐기, 트리시클로[5.2.1.02,6]데카닐기, 아다만틸기 등의 1가 포화 환상 탄화수소기; 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기 등의 아릴기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 이들 기의 수소 원자의 일부가 산소 원자, 황 원자, 질소 원자, 할로겐 원자 등의 헤테로 원자 함유기로 치환되어 있어도 좋고, 이들 기의 탄소 원자의 일부가 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 등의 헤테로 원자 함유기로 치환되어 있어도 좋으며, 그 결과, 히드록시기, 시아노기, 카르보닐기, 에테르 결합, 에스테르 결합, 술폰산에스테르 결합, 카보네이트 결합, 락톤환, 술톤환, 카르복실산 무수물, 할로알킬기 등을 포함하고 있어도 좋다.The monovalent hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic. Examples thereof include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, tert-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n- linear or branched alkyl groups such as nonyl group, n-decyl group, and 2-ethylhexyl group; Cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclopentylmethyl group, cyclopentylethyl group, cyclopentylbutyl group, cyclohexylmethyl group, cyclohexylethyl group, cyclohexylbutyl group, norbornyl group, oxanorbornyl group, tricyclo[5.2.1.0 2 ,6 ] a monovalent saturated cyclic hydrocarbon group such as a decanyl group and an adamantyl group; Although aryl groups, such as a phenyl group, a naphthyl group, and anthracenyl group, etc. are mentioned, it is not limited to these. A part of the hydrogen atoms of these groups may be substituted with a hetero atom-containing group such as an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, or a halogen atom, and a part of the carbon atoms of these groups is a hetero atom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom It may be substituted with a containing group, and as a result, it may contain a hydroxyl group, a cyano group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, a sulfonic acid ester bond, a carbonate bond, a lactone ring, a sultone ring, a carboxylic acid anhydride, a haloalkyl group, and the like.

상기 2가 탄화수소기는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋다. 이의 예로서는 메틸렌기, 에틸렌기, 프로판-1,3-디일기, 부탄-1,4-디일기, 펜탄-1,5-디일기, 헥산-1,6-디일기, 헵탄-1,7-디일기, 옥탄-1,8-디일기, 노난-1,9-디일기, 데칸-1,10-디일기, 운데칸-1,11-디일기, 도데칸-1,12-디일기, 트리데칸-1,13-디일기, 테트라데칸-1,14-디일기, 펜타데칸-1,15-디일기, 헥사데칸-1,16-디일기, 헵타데칸-1,17-디일기 등의 직쇄상 또는 분기상의 알칸디일기; 시클로펜탄디일기, 시클로헥산디일기, 노르보르난디일기, 아다만탄디일기 등의 2가 포화 환상 탄화수소기; 페닐렌기, 나프틸렌기 등의 불포화 환상 2가 탄화수소기 등을 들 수 있다. 이들 기의 수소 원자의 일부가 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, tert-부틸기 등의 알킬기로 치환되어 있어도 좋고, 이들 기의 수소 원자의 일부가 산소 원자, 황 원자, 질소 원자, 할로겐 원자 등의 헤테로 원자 함유기로 치환되어 있어도 좋고, 또는 이들 기의 탄소 원자의 일부가 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 등의 헤테로 원자 함유기로 치환되어 있어도 좋으며, 그 결과, 히드록시기, 시아노기, 카르보닐기, 에테르 결합, 에스테르 결합, 술폰산에스테르 결합, 카보네이트 결합, 락톤환, 술톤환, 카르복실산 무수물, 할로알킬기 등을 포함하고 있어도 좋다. 상기 헤테로 원자로서는 산소 원자가 바람직하다. The divalent hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic. Examples thereof include methylene group, ethylene group, propane-1,3-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1,6-diyl group, heptane-1,7- Diyl group, octane-1,8-diyl group, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group, undecane-1,11-diyl group, dodecane-1,12-diyl group, Tridecane-1,13-diyl group, tetradecane-1,14-diyl group, pentadecane-1,15-diyl group, hexadecane-1,16-diyl group, heptadecane-1,17-diyl group, etc. a linear or branched alkanediyl group; divalent saturated cyclic hydrocarbon groups such as cyclopentanediyl group, cyclohexanediyl group, norbornanediyl group and adamantanediyl group; Unsaturated cyclic divalent hydrocarbon groups, such as a phenylene group and a naphthylene group, etc. are mentioned. A part of the hydrogen atoms in these groups may be substituted with an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group, and a part of the hydrogen atoms in these groups is an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, It may be substituted with a hetero atom-containing group such as a halogen atom, or some of the carbon atoms of these groups may be substituted with a hetero atom-containing group such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. As a result, a hydroxy group, a cyano group, or a carbonyl group , may contain an ether bond, an ester bond, a sulfonic acid ester bond, a carbonate bond, a lactone ring, a sultone ring, a carboxylic acid anhydride, a haloalkyl group, or the like. As said hetero atom, an oxygen atom is preferable.

식 (2)를 갖는 PAG로서는 하기 식 (2')를 갖는 것이 바람직하다. As PAG which has Formula (2), it is preferable to have following Formula (2').

Figure 112019055540700-pat00077
Figure 112019055540700-pat00077

식 (2') 중, LA는 상기 정의된 바와 같다. R은 수소 원자 또는 트리플루오로메틸기이고, 바람직하게는 트리플루오로메틸기이다. R301, R302 및 R303은 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C20 1가 탄화수소기이다. 상기 1가 탄화수소기는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋고, 이의 예로서는 상기 R105의 설명에서 예로 든 것과 같은 것을 들 수 있다. 첨자 x 및 y는 각각 독립적으로 0∼5의 정수이고, z는 0∼4의 정수이다. In formula (2'), L A is as defined above. R is a hydrogen atom or a trifluoromethyl group, preferably a trifluoromethyl group. R 301 , R 302 and R 303 are each independently a hydrogen atom or a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom. The monovalent hydrocarbon group may be linear, branched, or cyclic, and examples thereof include those exemplified in the description of R 105 above. The subscripts x and y are each independently an integer from 0 to 5, and z is an integer from 0 to 4.

식 (2)를 갖는 PAG로서는 이하에 나타내는 것을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 한편, R은 상기 정의된 바와 같다. Although those shown below are mentioned as PAG which has Formula (2), It is not limited to these. Meanwhile, R is as defined above.

Figure 112019055540700-pat00078
Figure 112019055540700-pat00078

Figure 112019055540700-pat00079
Figure 112019055540700-pat00079

상기 PAG 중, 식 (1A') 또는 (1D)를 갖는 음이온을 포함하는 것은, 산 확산이 작으면서 또한 레지스트 용제에의 용해성도 우수하여 특히 바람직하다. 또한, 식 (2')를 갖는 음이온을 포함하는 것은, 산 확산이 매우 작아 특히 바람직하다. Among the above-mentioned PAGs, those containing an anion having the formula (1A') or (1D) are particularly preferable because of their low acid diffusion and excellent solubility in resist solvents. In addition, those containing an anion having the formula (2') are particularly preferable because acid diffusion is very small.

또한, 상기 PAG로서, 요오드 원자를 포함하는 음이온을 갖는 술포늄염 또는 요오도늄염을 이용할 수도 있다. 이러한 염으로서는, 하기 식 (3-1) 또는 (3-2)를 갖는, 요오드화벤조일옥시기 함유 불소화술폰산의 술포늄염 및 요오도늄염을 들 수 있다. Moreover, as said PAG, the sulfonium salt or iodonium salt which has an anion containing an iodine atom can also be used. Examples of such salts include sulfonium salts and iodonium salts of benzoyloxy iodide group-containing fluorinated sulfonic acid having the following formula (3-1) or (3-2).

Figure 112019055540700-pat00080
Figure 112019055540700-pat00080

식 (3-1) 및 (3-2) 중, R401은 수소 원자, 히드록시기, 카르복시기, 니트로기, 시아노기, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 아미노기, 또는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 히드록시기, 아미노기 또는 알콕시기를 포함하고 있어도 좋은, C1-C20 알킬기, C1-C20 알콕시기, C2-C20 알콕시카르보닐기, C2-C20 아실옥시기 또는 C1-C4 알킬술포닐옥시기, 또는 -NR407-C(=O)-R408 또는 -NR407-C(=O)-O-R408이고, R407은 수소 원자, 또는 할로겐 원자, 히드록시기, 알콕시기, 아실기 또는 아실옥시기를 포함하고 있어도 좋은 C1-C6 알킬기이고, R408은 C1-C16 알킬기, C2-C16 알케닐기, 또는 C6-C12 아릴기이고, 할로겐 원자, 히드록시기, 알콕시기, 아실기 또는 아실옥시기를 포함하고 있어도 좋다.In formulas (3-1) and (3-2), R 401 is a hydrogen atom, a hydroxyl group, a carboxy group, a nitro group, a cyano group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an amino group, or a fluorine atom, a chlorine atom, or a bromine atom , C 1 -C 20 alkyl group, C 1 -C 20 alkoxy group, C 2 -C 20 alkoxycarbonyl group, C 2 -C 20 acyloxy group or C 1 -C 4 alkyl which may contain hydroxy group, amino group or alkoxy group a sulfonyloxy group, or -NR 407 -C(=O)-R 408 or -NR 407 -C(=O)-OR 408 , and R 407 is a hydrogen atom, or a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group, an acyl group, or a C 1 -C 6 alkyl group which may contain an acyloxy group, R 408 is a C 1 -C 16 alkyl group, a C 2 -C 16 alkenyl group, or a C 6 -C 12 aryl group, and a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group , an acyl group or an acyloxy group may be included.

X11은, r=1일 때는 단결합 또는 C1-C20 2가의 연결기이거나, r=2 또는 3일 때는 C1-C20 3가 또는 4가의 연결기이며, 이 연결기는 산소 원자, 황 원자 또는 질소 원자를 포함하고 있어도 좋다. Rf11∼Rf14는 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자 또는 트리플루오로메틸기이다. Rf11∼Rf14 중 적어도 하나는 불소 원자 또는 트리플루오로메틸기이거나, 또는 Rf11과 Rf12가 합쳐져 카르보닐기를 형성하여도 좋다. X 11 is, or r = 1 one bond or a divalent connecting group when C 1 -C 20 2, r = 2 or 3, when a C 1 -C 20 3 or a tetravalent linking group, the linking group is an oxygen atom, a sulfur atom, Or a nitrogen atom may be included. Rf 11 to Rf 14 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or a trifluoromethyl group. At least one of Rf 11 to Rf 14 may be a fluorine atom or a trifluoromethyl group, or Rf 11 and Rf 12 may be combined to form a carbonyl group.

R402, R403, R404, R405 및 R406은 각각 독립적으로 헤테로원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C20 1가 탄화수소기이다. R402, R403 및 R404의 어느 2개가 상호 결합하여 이들이 결합하는 황 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋다. 상기 1가 탄화수소기로서는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋고, 이의 예로서는 식 (Aa) 중의 Ra1∼Ra3의 설명에서 상술한 것과 같은 것을 들 수 있다. R 402 , R 403 , R 404 , R 405 and R 406 are each independently a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group which may contain a heteroatom. Any two of R 402 , R 403 and R 404 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded. The monovalent hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include those described above for R a1 to R a3 in the formula (Aa).

식 (3-1) 및 (3-2) 중, r은 1∼3의 정수이고, s는 1∼5의 정수이며, t는 0∼3의 정수이다. In formulas (3-1) and (3-2), r is an integer of 1-3, s is an integer of 1-5, and t is an integer of 0-3.

상기 알킬기, 알콕시기, 알콕시카르보닐기, 아실옥시기, 알킬술포닐옥시기, 알케닐기 및 아실기는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋다. The alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, acyloxy group, alkylsulfonyloxy group, alkenyl group and acyl group may be linear, branched or cyclic.

요오드 원자를 포함하는 음이온을 갖는 술포늄염 또는 요오도늄염으로서, 하기 식 (3-3) 또는 (3-4)를 갖는, 요오드화 벤젠환 함유 불소화술폰산의 술포늄염 또는 요오도늄염도 들 수 있다. Examples of the sulfonium salt or iodonium salt having an anion containing an iodine atom include a sulfonium salt or an iodonium salt of a benzene iodide ring-containing fluorinated sulfonic acid having the following formula (3-3) or (3-4).

Figure 112019055540700-pat00081
Figure 112019055540700-pat00081

식 (3-3) 및 (3-4) 중, R411은 히드록시기, C1-C20 알킬기 또는 알콕시기, C2-C20 아실기 또는 아실옥시기, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 아미노기, 또는 알콕시카르보닐 치환 아미노기이다. In formulas (3-3) and (3-4), R 411 is a hydroxyl group, a C 1 -C 20 alkyl group or an alkoxy group, a C 2 -C 20 acyl group or an acyloxy group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an amino group, or an alkoxycarbonyl-substituted amino group.

R412는 각각 독립적으로 단결합, 또는 C1-C4 알킬렌기이다. R413은, u=1일 때는 단결합 또는 C1-C20 2가의 연결기이고, u=2 또는 3일 때는 C1-C20 3가 또는 4가의 연결기이다. 이 연결기는 산소 원자, 황 원자 또는 질소 원자를 포함하고 있어도 좋다. R 412 is each independently a single bond or a C 1 -C 4 alkylene group. R 413 is, u = 1 and it indicates a single bond or C 1 -C 20 2-valent linking group, when the u = 2 or 3 C 1 -C 20 is a trivalent or tetravalent linking group. This coupling group may contain an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom.

Rf21∼Rf24는 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자 또는 트리플루오로메틸기이고, Rf21∼Rf24 중 적어도 하나는 불소 원자 또는 트리플루오로메틸기이다. Rf21과 Rf22가 합쳐져 카르보닐기를 형성하여도 좋다. Rf 21 to Rf 24 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom or a trifluoromethyl group, and at least one of Rf 21 to Rf 24 is a fluorine atom or a trifluoromethyl group. Rf 21 and Rf 22 may combine to form a carbonyl group.

R414, R415, R416, R417 및 R418은 각각 독립적으로 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C20 1가 탄화수소기이다. R414, R415 및 R416의 어느 2개가 상호 결합하여 이들이 결합하는 황 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋다. 상기 1가 탄화수소기로서는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋고, 이의 예로서는 식 (Aa) 중의 Ra1∼Ra3의 설명에서 상술한 것과 같은 것을 들 수 있다. R 414 , R 415 , R 416 , R 417 and R 418 are each independently a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom. Any two of R 414 , R 415 and R 416 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded. The monovalent hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include those described above for R a1 to R a3 in the formula (Aa).

첨자 u는 1∼3의 정수이고, v는 1∼5의 정수이며, w는 0∼3의 정수이다. The subscript u is an integer from 1 to 3, v is an integer from 1 to 5, and w is an integer from 0 to 3.

상기 알킬기, 알콕시기, 아실기, 아실옥시기 및 알케닐기는 직쇄상, 분기상 또는 환상이라도 좋다. The alkyl group, alkoxy group, acyl group, acyloxy group and alkenyl group may be linear, branched or cyclic.

식 (3-1) 및 (3-3)을 갖는 술포늄염의 양이온으로서는, 식 (Aa)를 갖는 술포늄 양이온으로서 상술한 것과 같은 것을 들 수 있다. 식 (3-2) 또는 (3-4)를 갖는 요오도늄염의 양이온으로서는, 식 (Ab)를 갖는 요오도늄 양이온으로서 상술한 것과 같은 것을 들 수 있다. Examples of the cation of the sulfonium salt having the formulas (3-1) and (3-3) include those described above as the sulfonium cation having the formula (Aa). Examples of the cation of the iodonium salt having the formula (3-2) or (3-4) include those described above as the iodonium cation having the formula (Ab).

식 (3-1)∼(3-4)를 갖는 오늄염의 음이온 부분으로서는 이하에 나타내는 것을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. Although those shown below are mentioned as an anion part of the onium salt which has Formula (3-1) - (3-4), It is not limited to these.

Figure 112019055540700-pat00082
Figure 112019055540700-pat00082

Figure 112019055540700-pat00083
Figure 112019055540700-pat00083

Figure 112019055540700-pat00084
Figure 112019055540700-pat00084

Figure 112019055540700-pat00085
Figure 112019055540700-pat00085

Figure 112019055540700-pat00086
Figure 112019055540700-pat00086

Figure 112019055540700-pat00087
Figure 112019055540700-pat00087

Figure 112019055540700-pat00088
Figure 112019055540700-pat00088

Figure 112019055540700-pat00089
Figure 112019055540700-pat00089

Figure 112019055540700-pat00090
Figure 112019055540700-pat00090

Figure 112019055540700-pat00091
Figure 112019055540700-pat00091

Figure 112019055540700-pat00092
Figure 112019055540700-pat00092

Figure 112019055540700-pat00093
Figure 112019055540700-pat00093

Figure 112019055540700-pat00094
Figure 112019055540700-pat00094

Figure 112019055540700-pat00095
Figure 112019055540700-pat00095

Figure 112019055540700-pat00096
Figure 112019055540700-pat00096

Figure 112019055540700-pat00097
Figure 112019055540700-pat00097

Figure 112019055540700-pat00098
Figure 112019055540700-pat00098

Figure 112019055540700-pat00099
Figure 112019055540700-pat00099

Figure 112019055540700-pat00100
Figure 112019055540700-pat00100

Figure 112019055540700-pat00101
Figure 112019055540700-pat00101

Figure 112019055540700-pat00102
Figure 112019055540700-pat00102

Figure 112019055540700-pat00103
Figure 112019055540700-pat00103

Figure 112019055540700-pat00104
Figure 112019055540700-pat00104

Figure 112019055540700-pat00105
Figure 112019055540700-pat00105

Figure 112019055540700-pat00106
Figure 112019055540700-pat00106

또한, 상기 PAG로서, 브롬 원자를 포함하는 음이온을 갖는 술포늄염 또는 요오도늄염을 이용할 수도 있다. 브롬 원자를 포함하는 음이온으로서는, 식 (3-1)∼(3-4)에 있어서, 요오드 원자를 브롬 원자로 치환한 것을 들 수 있다. 이의 예로서도 상술한 요오드 원자를 포함하는 음이온에 있어서 요오드 원자를 브롬 원자로 치환한 것을 들 수 있다. Further, as the PAG, a sulfonium salt or an iodonium salt having an anion containing a bromine atom may be used. Examples of the anion containing a bromine atom include those in which an iodine atom is substituted with a bromine atom in the formulas (3-1) to (3-4). Examples of this include those in which an iodine atom is substituted with a bromine atom in the above-described anion containing an iodine atom.

사용되는 경우, 상기 첨가형 산발생제의 함유량은, 베이스 폴리머 100 중량부에 대하여 0.1∼50 중량부가 바람직하고, 1∼40 중량부가 보다 바람직하다. When used, the content of the additive type acid generator is preferably 0.1 to 50 parts by weight, more preferably 1 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base polymer.

그 밖의 성분other ingredients

상술한 오늄염, 베이스 폴리머 및 산발생제에 더하여, 유기 용제, 계면활성제, 용해 저지제, 가교제 등의 그 밖의 성분을 목적에 따라서 적절하게 조합하고 배합하여 화학 증폭 포지티브형 레지스트 재료 또는 네거티브형 레지스트 재료를 구성할 수 있다. 노광부에서는 상기 베이스 폴리머가 촉매 반응에 의해 현상액에 대한 용해 속도가 가속되기 때문에, 매우 고감도의 포지티브형 레지스트 재료 또는 네거티브형 레지스트 재료로 할 수 있다. 또한, 레지스트막의 용해 콘트라스트 및 해상성이 높고, 노광 여유도가 있고, 프로세스 적응성이 우수하고, 노광후의 패턴 형상이 양호하면서, 산 확산을 억제할 수 있어 조밀 치수차가 작다. 이 이점에서 상기 재료는 실용성이 높아, VLSI 제조용 패턴 형성 재료로서 매우 유효한 것으로 할 수 있다. In addition to the above-described onium salt, base polymer, and acid generator, other components such as organic solvents, surfactants, dissolution inhibitors and crosslinking agents are appropriately combined and blended according to the purpose to form a chemically amplified positive resist material or negative resist material. materials can be constructed. In the exposed portion, since the dissolution rate of the base polymer in the developer is accelerated by the catalytic reaction, a very highly sensitive positive resist material or negative resist material can be obtained. In addition, the resist film has high dissolution contrast and resolution, has an exposure margin, is excellent in process adaptability, has a good pattern shape after exposure, can suppress acid diffusion, and has a small difference in density. From this point of view, the material is highly practical and can be made very effective as a pattern forming material for VLSI production.

상기 유기 용제로서는, JP-A 2008-111103의 단락 [0144]∼[0145](USP 7,537,880)에 기재된 것이 사용된다. 상기 용제로서는, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 메틸-2-n-펜틸케톤 등의 케톤류; 3-메톡시부탄올, 3-메틸-3-메톡시부탄올, 1-메톡시-2-프로판올, 1-에톡시-2-프로판올, 디아세톤 알코올 등의 알코올류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME), 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르 등의 에테르류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 락트산에틸, 피루브산에틸, 아세트산부틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 아세트산t-부틸, 프로피온산t-부틸, 프로필렌글리콜모노t-부틸에테르아세테이트 등의 에스테르류; γ-부티로락톤 등의 락톤류를 들 수 있으며, 이들 용제는 단독으로 또는 혼합하여 사용하여도 좋다. As the organic solvent, those described in paragraphs [0144] to [0145] of JP-A 2008-111103 (USP 7,537,880) are used. Examples of the solvent include ketones such as cyclohexanone, cyclopentanone, and methyl-2-n-pentyl ketone; alcohols such as 3-methoxybutanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol and diacetone alcohol; ethers such as propylene glycol monomethyl ether (PGME), ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol dimethyl ether; Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl lactate, ethyl pyruvate, butyl acetate, 3-methoxymethyl propionate, 3-ethoxypropionate ethyl, t-butyl acetate, t-butyl propionate, esters such as propylene glycol monot-butyl ether acetate; Lactones, such as (gamma)-butyrolactone, are mentioned, These solvents may be used individually or in mixture.

상기 유기 용제의 함유량은 베이스 폴리머 100 중량부에 대하여 100∼10,000 중량부가 바람직하고, 200∼8,000 중량부가 보다 바람직하다. The content of the organic solvent is preferably 100 to 10,000 parts by weight, more preferably 200 to 8,000 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base polymer.

상기 계면활성제로서는 JP-A 2008-111103의 단락 [0165]∼[0166]에 기재된 것을 들 수 있다. 계면활성제를 첨가함으로써, 레지스트 재료의 도포성을 향상 또는 제어할 수 있다. 계면활성제는 단독으로 또는 혼합하여 사용하여도 좋고, 상기 계면활성제의 함유량은 베이스 폴리머 100 중량부에 대하여 0.0001∼10 중량부가 바람직하다. Examples of the surfactant include those described in paragraphs [0165] to [0166] of JP-A 2008-111103. By adding a surfactant, it is possible to improve or control the applicability of the resist material. The surfactant may be used alone or in combination, and the content of the surfactant is preferably 0.0001 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the base polymer.

포지티브형 레지스트 재료의 경우는, 용해 저지제를 배합함으로써, 노광부와 미노광부의 용해 속도의 차를 한층 더 크게 할 수 있으며, 해상도를 한층 더 향상시킬 수 있다. 네거티브형 레지스트 재료의 경우는, 가교제를 첨가함으로써, 노광부에서의 레지스트막의 용해 속도를 저하시켜 네거티브 패턴을 형성할 수 있다. In the case of a positive resist material, by mix|blending a dissolution inhibitor, the difference in the dissolution rate of an exposed part and an unexposed part can be enlarged further, and the resolution can be improved further. In the case of a negative resist material, by adding a crosslinking agent, the rate of dissolution of the resist film in the exposed portion can be reduced to form a negative pattern.

상기 용해 저지제로서는, 분자 내에 페놀성 히드록시기를 2개 이상 갖는 화합물의 그 페놀성 히드록시기의 수소 원자를 산불안정기에 의해서 전체적으로 평균 0∼100 몰%의 비율로 치환한 화합물, 또는 분자 내에 1개 이상의 카르복시기를 갖는 화합물의 상기 카르복시기의 수소 원자를 산불안정기에 의해서 전체적으로 평균 50∼100 몰%의 비율로 치환한 화합물을 사용할 수 있으며, 두 화합물은 분자량이 100∼1,000, 바람직하게는 150∼800이다. 전형적으로는, 비스페놀 A, 트리스페놀, 페놀프탈레인, 크레졸노볼락, 나프탈렌카르복실산, 아다만탄카르복실산, 콜산류의 히드록시기 또는 카르복시기의 수소 원자를 산불안정기로 치환한 유도체 등을 들 수 있고, USP 7,771,914(JP-A 2008-122932의 단락 [0155]∼[0178])에 기재되어 있다. Examples of the dissolution inhibitor include a compound in which hydrogen atoms in the phenolic hydroxyl groups of a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in a molecule are substituted with an acid labile group in an average ratio of 0 to 100 mol%, or at least one in a molecule A compound in which the hydrogen atom of the carboxyl group of the compound having a carboxyl group is substituted with an acid labile group in an average ratio of 50 to 100 mol% may be used, and the two compounds have a molecular weight of 100 to 1,000, preferably 150 to 800. Typically, bisphenol A, trisphenol, phenolphthalein, cresol novolac, naphthalene carboxylic acid, adamantane carboxylic acid, and cholic acids include derivatives in which a hydroxyl group or a carboxyl group is substituted with an acid labile group. USP 7,771,914 (paragraphs [0155] to [0178] of JP-A 2008-122932).

포지티브형 레지스트 재료인 경우, 상기 용해 저지제의 함유량은, 베이스 폴리머 100 중량부에 대하여 0∼50 중량부가 바람직하고, 5∼40 중량부가 보다 바람직하다. 용해 저지제는 단독으로 또는 혼합하여 사용하여도 좋다. In the case of a positive resist material, the content of the dissolution inhibitor is preferably 0 to 50 parts by weight, more preferably 5 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base polymer. The dissolution inhibitor may be used alone or in combination.

상기 가교제로서는, 메틸올기, 알콕시메틸기 및 아실옥시메틸기에서 선택되는 적어도 하나의 기로 치환된, 에폭시 화합물, 멜라민 화합물, 구아나민 화합물, 글리콜우릴 화합물 및 우레아 화합물, 이소시아네이트 화합물, 아지드 화합물, 알케닐에테르기 등의 이중 결합을 갖는 화합물 등을 적절하게 사용할 수 있다. 이들 재료는 첨가제로서 이용하여도 좋거나, 또는 폴리머 측쇄에 팬던트기로서 도입하여도 좋다. 히드록시기를 포함하는 화합물도 가교제로서 이용할 수 있다. 가교제는 단독으로 또는 혼합하여 사용하여도 좋다. Examples of the crosslinking agent include an epoxy compound, a melamine compound, a guanamine compound, a glycoluril compound and a urea compound, an isocyanate compound, an azide compound, and an alkenyl ether substituted with at least one group selected from a methylol group, an alkoxymethyl group and an acyloxymethyl group. A compound having a double bond, such as a group, etc. can be used suitably. These materials may be used as additives, or may be introduced as pendant groups in the polymer side chain. A compound containing a hydroxyl group can also be used as a crosslinking agent. A crosslinking agent may be used individually or in mixture.

상기 가교제 중 에폭시 화합물로서는, 트리스(2,3-에폭시프로필)이소시아누레이트, 트리메틸올메탄트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 트리에틸올에탄트리글리시딜에테르 등이 적절하다. 상기 멜라민 화합물로서는, 헥사메틸올멜라민, 헥사메톡시메틸멜라민, 헥사메틸올멜라민의 1∼6개의 메틸올기가 메톡시메틸화한 화합물 및 그 혼합물, 헥사메톡시에틸멜라민, 헥사아실옥시메틸멜라민, 헥사메틸올멜라민의 메틸올기의 1∼6개가 아실옥시메틸화한 화합물 및 그 혼합물 등을 들 수 있다. 구아나민 화합물로서는, 테트라메틸올구아나민, 테트라메톡시메틸구아나민, 테트라메틸올구아나민의 1∼4개의 메틸올기가 메톡시메틸화한 화합물 및 그 혼합물, 테트라메톡시에틸구아나민, 테트라아실옥시구아나민, 테트라메틸올구아나민의 1∼4개의 메틸올기가 아실옥시메틸화한 화합물 및 그 혼합물 등을 들 수 있다. 글리콜우릴 화합물로서는, 테트라메틸올글리콜우릴, 테트라메톡시글리콜우릴, 테트라메톡시메틸글리콜우릴, 테트라메틸올글리콜우릴의 메틸올기의 1∼4개가 메톡시메틸화한 화합물 및 그 혼합물, 테트라메틸올글리콜우릴의 메틸올기의 1∼4개가 아실옥시메틸화한 화합물 및 그 혼합물 등을 들 수 있다. 우레아 화합물로서는 테트라메틸올우레아, 테트라메톡시메틸우레아, 테트라메틸올우레아의 1∼4개의 메틸올기가 메톡시메틸화한 화합물 및 그 혼합물, 테트라메톡시에틸우레아 등을 들 수 있다. As the epoxy compound among the crosslinking agents, tris(2,3-epoxypropyl)isocyanurate, trimethylolmethane triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, triethylolethane triglycidyl ether, and the like are suitable. Examples of the melamine compound include hexamethylolmelamine, hexamethoxymethylmelamine, a compound obtained by methoxymethylation of 1 to 6 methylol groups of hexamethylolmelamine, and a mixture thereof, hexamethoxyethylmelamine, hexaacyloxymethylmelamine, and hexamethylolmelamine. A compound in which 1 to 6 of the methylol groups of methylolmelamine are acyloxymethylated, and a mixture thereof, etc. are mentioned. Examples of the guanamine compound include tetramethylolguanamine, tetramethoxymethylguanamine, a compound obtained by methoxymethylation of 1 to 4 methylol groups of tetramethylolguanamine, and a mixture thereof, tetramethoxyethylguanamine, tetraacyloxy guanamine, a compound obtained by acyloxymethylation of 1 to 4 methylol groups of tetramethylol guanamine, a mixture thereof, and the like. Examples of the glycoluril compound include tetramethylol glycoluril, tetramethoxy glycoluril, tetramethoxymethyl glycoluril, a compound in which 1 to 4 of the methylol groups of tetramethylol glycoluril are methoxymethylated, and a mixture thereof, tetramethylol glycol and compounds in which 1 to 4 of the methylol groups of uril are acyloxymethylated, and mixtures thereof. Examples of the urea compound include tetramethylolurea, tetramethoxymethylurea, a compound obtained by methoxymethylation of 1 to 4 methylol groups of tetramethylolurea, a mixture thereof, and tetramethoxyethylurea.

이소시아네이트 화합물로서는, 톨릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 시클로헥산디이소시아네이트 등이 적절하다. 아지드 화합물로서는, 1,1'-비페닐-4,4'-비스아지드, 4,4'-메틸리덴비스아지드, 4,4'-옥시비스아지드 등이 적절하다. 알케닐에테르기를 포함하는 화합물로서는, 에틸렌글리콜디비닐에테르, 트리에틸렌글리콜디비닐에테르, 1,2-프로판디올디비닐에테르, 1,4-부탄디올디비닐에테르, 테트라메틸렌글리콜디비닐에테르, 네오펜틸글리콜디비닐에테르, 트리메틸올프로판트리비닐에테르, 헥산디올디비닐에테르, 1,4-시클로헥산디올디비닐에테르, 펜타에리스리톨트리비닐에테르, 펜타에리스리톨테트라비닐에테르, 소르비톨테트라비닐에테르, 소르비톨펜타비닐에테르, 트리메틸올프로판트리비닐에테르 등을 들 수 있다. As an isocyanate compound, tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, etc. are suitable. As the azide compound, 1,1'-biphenyl-4,4'-bisazide, 4,4'-methylidenebisazide, 4,4'-oxybisazide and the like are suitable. Examples of the compound containing an alkenyl ether group include ethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, 1,2-propanediol divinyl ether, 1,4-butanediol divinyl ether, tetramethylene glycol divinyl ether, and neopentyl. Glycol divinyl ether, trimethylol propane trivinyl ether, hexanediol divinyl ether, 1,4-cyclohexanediol divinyl ether, pentaerythritol trivinyl ether, pentaerythritol tetravinyl ether, sorbitol tetravinyl ether, sorbitol pentavinyl ether and trimethylol propane trivinyl ether.

네거티브형 레지스트 재료인 경우, 가교제의 함유량은 베이스 폴리머 100 중량부에 대하여 0.1∼50 중량부가 바람직하고, 1∼40 중량부가 보다 바람직하다. In the case of a negative resist material, the content of the crosslinking agent is preferably 0.1 to 50 parts by weight, more preferably 1 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base polymer.

본 발명의 레지스트 재료에는, 요오드화된 벤젠환 포함 술폰아미드의 술포늄염 이외의 켄처를 배합하여도 좋다. 그 밖의 켄처는 전형적으로는 종래 형태의 염기성 화합물에서 선택된다. 종래 형태의 염기성 화합물로서는, 제1급, 제2급, 제3급의 지방족 아민류, 혼성 아민류, 방향족 아민류, 복소환 아민류, 카르복시기를 갖는 함질소 화합물, 술포닐기를 갖는 함질소 화합물, 히드록시기를 갖는 함질소 화합물, 히드록시페닐기를 갖는 함질소 화합물, 알코올성 함질소 화합물, 아미드류, 이미드류, 카바메이트류 등을 들 수 있다. JP-A 2008-111103의 단락 [0146]∼[0164]에 기재된 제1급, 제2급, 제3급의 아민 화합물, 특히는 히드록시기, 에테르 결합, 에스테르 결합, 락톤환, 시아노기, 술폰산 에스테르기를 갖는 아민 화합물 및 JP 3790649에 기재된 카바메이트기를 갖는 화합물 등도 포함된다. 이러한 염기성 화합물을 첨가함으로써, 레지스트막 중에서의 산의 확산 속도를 더욱 억제하거나 패턴 형상을 보정하거나 할 수 있다. The resist material of the present invention may contain a quencher other than the sulfonium salt of the iodinated benzene ring-containing sulfonamide. Other quenchers are typically selected from basic compounds of conventional type. As a basic compound of a conventional form, primary, secondary, and tertiary aliphatic amines, mixed amines, aromatic amines, heterocyclic amines, nitrogen-containing compounds having a carboxyl group, nitrogen-containing compounds having a sulfonyl group, and hydroxyl groups A nitrogen-containing compound, the nitrogen-containing compound which has a hydroxyphenyl group, alcoholic nitrogen-containing compound, amides, imides, carbamates, etc. are mentioned. The primary, secondary, and tertiary amine compounds described in paragraphs [0146] to [0164] of JP-A 2008-111103, in particular, a hydroxyl group, an ether bond, an ester bond, a lactone ring, a cyano group, and a sulfonic acid ester Also included are an amine compound having a group and a compound having a carbamate group described in JP 3790649. By adding such a basic compound, the diffusion rate of the acid in the resist film can be further suppressed or the pattern shape can be corrected.

그 밖의 켄처로서, USP 8,795,942(JP-A 2008-158339)에 기재되어 있는 α 위치가 불소화되어 있지 않은 술폰산 및 카르복실산의, 술포늄염, 요오도늄염, 암모늄염 등의 오늄염을 사용할 수 있다. α 불소화 술폰산, 이미드산 및 메티드산은, 카르복실산에스테르의 산불안정기를 탈보호시키기 위해서 필요하지만, α 비불소화 오늄염과의 염 교환에 의해서 α 비불소화 술폰산 및 카르복실산이 방출된다. α 비불소화 술폰산 및 카르복실산은 탈보호 반응을 일으키지 않기 때문에 켄처로서 기능한다. As other quenchers, onium salts such as sulfonium salts, iodonium salts and ammonium salts of sulfonic acids and carboxylic acids in which the α-position described in USP 8,795,942 (JP-A 2008-158339) are not fluorinated can be used. Although α-fluorinated sulfonic acid, imide acid and methic acid are required to deprotect the acid labile group of the carboxylic acid ester, salt exchange with the α non-fluorinated onium salt releases α-nonfluorinated sulfonic acid and carboxylic acid. The α non-fluorinated sulfonic acid and carboxylic acid function as a quencher because they do not undergo a deprotection reaction.

그 밖의 켄처로서는 또한 USP 7,598,016(JP-A 2008-239918)에 기재된 폴리머형의 켄처도 유용하다. 이 폴리머형 켄처는, 코트 후의 레지스트 표면에 배향함으로써 패턴 후의 레지스트의 구형성을 높인다. 폴리머형 켄처는, 액침 노광용의 보호막을 적용했을 때의 레지스트 패턴의 막 두께 감소나 패턴 톱의 라운딩을 방지하는 효과도 있다. As other quenchers, polymeric quenchers described in USP 7,598,016 (JP-A 2008-239918) are also useful. This polymer type quencher improves the sphericity of the resist after patterning by aligning it to the resist surface after coating. The polymer type quencher also has an effect of preventing a reduction in the film thickness of the resist pattern and rounding of the pattern top when a protective film for immersion exposure is applied.

그 밖의 켄처의 함유량은 베이스 폴리머 100 중량부에 대하여 0∼5 중량부가 바람직하고, 0∼4 중량부가 보다 바람직하다.0-5 weight part is preferable with respect to 100 weight part of base polymers, and, as for content of another quencher, 0-4 weight part is more preferable.

본 발명의 레지스트 재료에는, 스핀 코트 후의 레지스트막 표면의 발수성을 향상시키기 위한 폴리머 첨가제(또는 발수성 향상제)를 배합하여도 좋다. 상기 발수성 향상제는 톱코트를 이용하지 않는 액침 리소그래피에 이용할 수 있다. 상기 발수성 향상제로서는, 플루오로알킬기를 갖는 고분자 화합물, 특정 구조의 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로판올 잔기를 갖는 고분자 화합물 등이 적절하고, JP-A 2007-297590, JP-A 2008-111103 등에 예시되어 있다. 레지스트 재료에 첨가되는 상기 발수성 향상제는 유기 용제 현상액에 용해될 필요가 있다. 상술한 특정 구조의 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로판올 잔기를 갖는 발수성 향상제는 현상액에의 용해성이 양호하다. 반복 단위로서 공중합된 아미노기나 아민염을 갖는 고분자 화합물이 발수성 첨가제로서 작용할 수 있고, PEB 중의 산의 증발을 막아 현상 후의 홀 패턴의 개구 불량을 방지하는 효과가 높다. 발수성 향상제는 단독으로 또는 혼합하여 사용하여도 좋다. 발수성 향상제의 적절량은 베이스 폴리머 100 중량부에 대하여 0∼20 중량부이고, 0.5∼10 중량부가 보다 바람직하다. The resist material of the present invention may be blended with a polymer additive (or water repellency improving agent) for improving the water repellency of the surface of the resist film after spin coating. The water repellency improving agent may be used for immersion lithography without using a topcoat. As the water repellency improving agent, a polymer compound having a fluoroalkyl group, a polymer compound having a 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol residue having a specific structure, etc. are suitable, and JP-A 2007- 297590, JP-A 2008-111103 and the like. The water repellency improving agent added to the resist material needs to be dissolved in an organic solvent developer. The water repellency improver having a 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol residue having the above-described specific structure has good solubility in a developer. A polymer compound having an amino group or an amine salt copolymerized as a repeating unit can act as a water repellent additive, and it is highly effective in preventing the evaporation of acid in the PEB to prevent defective opening of the hole pattern after development. The water repellency improving agent may be used alone or in combination. An appropriate amount of the water repellency improving agent is 0 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base polymer.

본 발명의 레지스트 재료에는 아세틸렌알코올류를 배합할 수도 있다. 상기 아세틸렌알코올류로서는 JP-A 2008-122932의 단락 [0179]∼[0182]에 기재된 것이 적절하다. 아세틸렌알코올류의 적절한 배합량은 베이스 폴리머 100 중량부에 대하여 0∼5 중량부이다. Acetylene alcohol can also be mix|blended with the resist material of this invention. As the acetylene alcohols, those described in paragraphs [0179] to [0182] of JP-A 2008-122932 are suitable. A suitable blending amount of acetylene alcohol is 0 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the base polymer.

패턴 형성 방법How to form a pattern

본 발명의 레지스트 재료를 다양한 집적 회로 제조에 이용한다. 상기 레지스트 재료를 사용하는 패턴 형성은 공지된 리소그래피 기술에 의해 수행할 수 있다. 상기 기술은 일반적으로 코팅, 전소성, 노광 및 현상을 포함한다. 필요할 경우, 추가의 단계를 추가할 수 있다.The resist material of the present invention is used in the manufacture of a variety of integrated circuits. Pattern formation using the resist material can be performed by a known lithography technique. These techniques generally include coating, pre-firing, exposure and development. Additional steps may be added if necessary.

예컨대, 레지스트 재료를, 집적 회로 제조용의 기판(예컨대 Si, SiO2, SiN, SiON, TiN, WSi, BPSG, SOG, 유기 반사방지막 등) 또는 마스크 회로 제조용의 기판(예컨대 Cr, CrO, CrON, MoSi2, SiO2 등) 상에 스핀 코트, 롤 코트, 플로우 코트, 딥 코트, 스프레이 코트, 닥터 코트 등의 적당한 도포 기술에 의해 우선 도포한다. 이 코팅을 핫플레이트 상에서, 60∼150℃, 10초∼30분간, 바람직하게는 80∼120℃, 30초∼20분간 전소성한다. 생성된 레지스트막은 일반적으로 두께가 0.01∼2.0 ㎛이다.For example, the resist material may be used as a substrate for manufacturing an integrated circuit (eg, Si, SiO 2 , SiN, SiON, TiN, WSi, BPSG, SOG, organic antireflection film, etc.) or a substrate for manufacturing a mask circuit (eg, Cr, CrO, CrON, MoSi). 2 , SiO 2 etc.), it is first applied by an appropriate coating technique such as spin coating, roll coating, flow coating, dip coating, spray coating, and doctor coating. This coating is pre-fired on a hot plate at 60 to 150° C. for 10 seconds to 30 minutes, preferably at 80 to 120° C. for 30 seconds to 20 minutes. The resulting resist film is generally 0.01 to 2.0 mu m thick.

이어서, 자외선, 원자외선, EB, EUV, X선, 연X선, 엑시머 레이저광, 감마선, 싱크로트론 방사선 등의 고에너지선으로, 목적으로 하는 패턴을 소정의 마스크를 통하여 또는 직접 노광을 행한다. 노광량은, 1∼200 mJ/㎠ 정도, 더욱 바람직하게는 10∼100 mJ/㎠ 정도, 또는 0.1∼100 μC/㎠ 정도, 더욱 바람직하게는 0.5∼50 μC/㎠ 정도가 되도록 노광하는 것이 바람직하다. 이어서, 핫플레이트 상에서, 60∼150℃, 10초∼30분간, 바람직하게는 80∼120℃, 30초∼20분간 레지스트막을 추가로 소성(PEB)한다. Next, the target pattern is exposed directly or through a predetermined mask with high energy rays such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, EB, EUV, X-rays, soft X-rays, excimer laser light, gamma rays, and synchrotron radiation. The exposure dose is preferably about 1 to 200 mJ/cm 2 , more preferably about 10 to 100 mJ/cm 2 , or about 0.1 to 100 μC/cm 2 , more preferably about 0.5 to 50 μC/cm 2 . Next, on a hot plate, the resist film is further baked (PEB) at 60 to 150° C. for 10 seconds to 30 minutes, preferably at 80 to 120° C. for 30 seconds to 20 minutes.

PEB는 행하여도 행하지 않더라도 좋다. 특히 상기 반복 단위 (f2) 또는 (f3)을 포함하는 음이온 바운드 PAG 폴리머의 경우는, 노광에 의해 술폰산이 발생하여 알칼리 용해성이 향상된다. 그래서 PEB를 행하지 않더라도 레지스트막의 노광부가 알칼리에 용해된다. PEB를 행하지 않으면 산 확산에 의한 상의 흐려짐이 없어져, PEB를 행한 경우보다도 미세한 패턴 형성을 기대할 수 있다. PEB may or may not be performed. In particular, in the case of the anion-bound PAG polymer containing the repeating unit (f2) or (f3), sulfonic acid is generated upon exposure to improve alkali solubility. Therefore, even if PEB is not performed, the exposed portion of the resist film is dissolved in alkali. If PEB is not performed, image blur due to acid diffusion is eliminated, and finer pattern formation than in the case of PEB can be expected.

PEB를 행하지 않는 경우는, 산에 의한 탈보호 반응이 일어나지 않기 때문에, 본 발명의 레지스트 재료는 비화학 증폭 레지스트 재료로서 기능한다. 이 경우는, 용해 콘트라스트가 낮음으로써, 현상 후에 패턴의 막 감소나 스페이스 부분의 잔막이 생긴다. 비화학 증폭 레지스트 재료에서는 어떻게 용해 콘트라스트를 향상시킬지가 키 포인트가 된다. When PEB is not performed, the deprotection reaction by acid does not occur, so the resist material of the present invention functions as a non-chemically amplified resist material. In this case, since the dissolution contrast is low, a film decrease in the pattern or a residual film in the space portion occurs after development. In a non-chemically amplified resist material, how to improve the dissolution contrast is a key point.

상기 반복 단위 (f2) 또는 (f3)을 포함하는 음이온 바운드 PAG 폴리머의 경우, 노광에 의해 α-플루오로술폰산이 발생하여 알칼리 현상액에의 용해성이 향상된다. α 위치가 불소화되어 있지 않은 술포산의 오늄염을 첨가함으로써, 이것과의 염 교환에 의해서 α-플루오로술폰산의 발생이 억제된다. 더욱 노광량을 올리면, α 위치가 불소화되어 있지 않은 술폰산 또는 카르복실산의 오늄염이 분해됨으로써 알칼리 용해성이 향상된다. 즉, 노광량이 적은 영역에서는 용해 저지성이 향상되고, 노광량이 많은 영역에서는 용해 촉진성이 향상됨으로써 콘트라스트가 향상된다. 이온 교환 반응의 속도는 빠르고, 실온에서 진행하기 때문에 PEB를 행할 필요가 없다. 식 (A)를 갖는 오늄염도 α-플루오로술폰산보다도 약산의 염이기 때문에, 같은 식의 이온 교환이 일어난다. 이로써, PEB를 행하지 않는 경우라도 콘트라스트가 향상된다. In the case of the anion-bound PAG polymer containing the repeating unit (f2) or (f3), ?-fluorosulfonic acid is generated upon exposure to improve solubility in an alkaline developer. By adding the onium salt of sulfonic acid in which the α-position is not fluorinated, the generation of α-fluorosulfonic acid is suppressed by salt exchange therewith. When the exposure dose is further increased, the alkali solubility is improved by decomposing the onium salt of the sulfonic acid or carboxylic acid in which the α-position is not fluorinated. That is, in the area|region with a small exposure amount, the dissolution inhibiting property improves, and the dissolution promoting property improves in the area|region with a large exposure amount, and contrast improves. Since the rate of the ion exchange reaction is fast and proceeds at room temperature, there is no need to perform PEB. Since the onium salt having the formula (A) is also a salt weaker than α-fluorosulfonic acid, ion exchange of the same formula occurs. Thereby, even when PEB is not performed, the contrast is improved.

그 다음, 레지스트막을 3초∼3분간, 바람직하게는 5초∼2분간, 침지법, 퍼들법, 스프레이법 등의 종래의 방법에 의해 염기 수용액 형태의 현상액으로 현상한다. 전형적인 현상액은 0.1∼10 중량%, 바람직하게는 2∼5 중량%의 테트라메틸암모늄히드록시드(TMAH), 테트라에틸암모늄히드록시드(TEAH), 테트라프로필암모늄히드록시드(TPAH), 테트라부틸암모늄히드록시드(TBAH) 등의 수용액이다. 레지스트막을 현상액에 용해시키면, 광을 조사한 부분은 현상액에 용해되고, 노광되지 않은 부분은 용해하지 않는다. 이런 식으로, 기판 상에 목적의 포지티브형 패턴이 형성된다. 네거티브형 레지스트의 경우는 포지티브형 레지스트의 경우와는 반대로, 즉 레지스트막의 광을 조사한 부분은 현상액에 불용화되고, 노광되지 않은 부분은 용해된다. 본 발명의 레지스트 재료는, 고에너지선 중에서도 KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저, EB, EUV, X선, 연X선, 감마선, 싱크로트론 방사선에 의한 미세 패터닝에 최적임을 이해해야 한다. Then, the resist film is developed with a developer in the form of an aqueous base solution for 3 seconds to 3 minutes, preferably 5 seconds to 2 minutes, by a conventional method such as an immersion method, a puddle method, or a spray method. A typical developer is 0.1 to 10% by weight, preferably 2 to 5% by weight of tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetraethylammonium hydroxide (TEAH), tetrapropylammonium hydroxide (TPAH), tetrabutyl It is an aqueous solution, such as ammonium hydroxide (TBAH). When the resist film is dissolved in the developer, the portion irradiated with light is dissolved in the developer, and the unexposed portion does not dissolve. In this way, an objective positive pattern is formed on the substrate. In the case of a negative resist, in contrast to the case of a positive resist, that is, the portion of the resist film irradiated with light is insolubilized in the developer, and the unexposed portion is dissolved. It should be understood that the resist material of the present invention is optimal for fine patterning by KrF excimer laser, ArF excimer laser, EB, EUV, X-ray, soft X-ray, gamma-ray, and synchrotron radiation among high-energy rays.

대안적인 구체예에서, 산불안정기를 갖는 베이스 폴리머를 포함하는 포지티브형 레지스트 재료를 이용하여, 유기 용제 현상에 의해서 네거티브 패턴을 형성할 수도 있다. 이 때에 이용하는 현상액은 바람직하게는 2-옥타논, 2-노나논, 2-헵타논, 3-헵타논, 4-헵타논, 2-헥사논, 3-헥사논, 디이소부틸케톤, 메틸시클로헥사논, 아세토페논, 메틸아세토페논, 아세트산프로필, 아세트산부틸, 아세트산이소부틸, 아세트산펜틸, 아세트산부테닐, 아세트산이소펜틸, 포름산프로필, 포름산부틸, 포름산이소부틸, 포름산펜틸, 포름산이소펜틸, 발레르산메틸, 펜텐산메틸, 크로톤산메틸, 크로톤산에틸, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 락트산메틸, 락트산에틸, 락트산프로필, 락트산부틸, 락트산이소부틸, 락트산펜틸, 락트산이소펜틸, 2-히드록시이소부티르산메틸, 2-히드록시이소부티르산에틸, 벤조산메틸, 벤조산에틸, 아세트산페닐, 아세트산벤질, 페닐아세트산메틸, 포름산벤질, 포름산페닐에틸, 3-페닐프로피온산메틸, 프로피온산벤질, 페닐아세트산에틸, 아세트산2-페닐에틸 및 그 혼합물 등에서 선택된다. In an alternative embodiment, using a positive resist material including a base polymer having an acid labile group, a negative pattern may be formed by organic solvent development. The developing solution used at this time is preferably 2-octanone, 2-nonanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, 2-hexanone, 3-hexanone, diisobutyl ketone, methylcyclo Hexanone, acetophenone, methylacetophenone, propyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, pentyl acetate, butenyl acetate, isopentyl acetate, propyl formate, butyl formate, isobutyl formate, pentyl formate, isopentyl formate, valeric acid Methyl, methyl penthenate, methyl crotonate, ethyl crotonate, methyl propionate, ethyl propionate, 3-ethoxypropionate ethyl, methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate, butyl lactate, isobutyl lactate, pentyl lactate, isopentyl lactate, Methyl 2-hydroxyisobutyrate, ethyl 2-hydroxyisobutyrate, methyl benzoate, ethyl benzoate, phenyl acetate, benzyl acetate, methyl phenyl acetate, benzyl formate, phenyl ethyl formate, 3-phenylpropionate methyl, benzyl propionate, phenylacetic acid ethyl, 2-phenylethyl acetate, and mixtures thereof.

현상의 종료 시에는 레지스트막을 린스한다. 린스액으로서는, 현상액과 혼화성이고 레지스트막을 용해시키지 않는 용제가 바람직하다. 이러한 용제로서는, 탄소수 3∼10의 알코올, 탄소수 8∼12의 에테르 화합물, 탄소수 6∼12의 알칸, 알켄, 알킨, 방향족계의 용제 등이 적절하다. 구체적으로, 탄소수 3∼10의 알코올로서는, n-프로필알코올, 이소프로필알코올, 1-부틸알코올, 2-부틸알코올, 이소부틸알코올, t-부틸알코올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 3-펜탄올, t-펜틸알코올, 네오펜틸알코올, 2-메틸-1-부탄올, 3-메틸-1-부탄올, 3-메틸-3-펜탄올, 시클로펜탄올, 1-헥산올, 2-헥산올, 3-헥산올, 2,3-디메틸-2-부탄올, 3,3-디메틸-1-부탄올, 3,3-디메틸-2-부탄올, 2-에틸-1-부탄올, 2-메틸-1-펜탄올, 2-메틸-2-펜탄올, 2-메틸-3-펜탄올, 3-메틸-1-펜탄올, 3-메틸-2-펜탄올, 3-메틸-3-펜탄올, 4-메틸-1-펜탄올, 4-메틸-2-펜탄올, 4-메틸-3-펜탄올, 시클로헥산올, 1-옥탄올 등이 적절하다. 탄소수 8∼12의 에테르 화합물로서는, 디-n-부틸에테르, 디이소부틸에테르, 디-s-부틸에테르, 디-n-펜틸에테르, 디이소펜틸에테르, 디-s-펜틸에테르, 디-t-펜틸에테르, 디-n-헥실에테르 등이 적절하다. 탄소수 6∼12의 알칸으로서는 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸, 운데칸, 도데칸, 메틸시클로펜탄, 디메틸시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 디메틸시클로헥산, 시클로헵탄, 시클로옥탄, 시클로노난 등이 적절하다. 탄소수 6∼12의 알켄으로서는 헥센, 헵텐, 옥텐, 시클로헥센, 메틸시클로헥센, 디메틸시클로헥센, 시클로헵텐, 시클로옥텐 등이 적절하다. 탄소수 6∼12의 알킨으로서는 헥신, 헵틴, 옥틴 등이 적절하다. 방향족계의 용제로서는 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 이소프로필벤젠, t-부틸벤젠, 메시틸렌 등이 적절하다. 이들 용제는 단독으로 또는 혼합하여 사용하여도 좋다.At the end of development, the resist film is rinsed. As the rinsing solution, a solvent that is miscible with the developer and does not dissolve the resist film is preferable. Suitable solvents include alcohols having 3 to 10 carbon atoms, ether compounds having 8 to 12 carbon atoms, alkanes, alkenes, alkynes, and aromatic solvents having 6 to 12 carbon atoms. Specifically, as the alcohol having 3 to 10 carbon atoms, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, 1-butyl alcohol, 2-butyl alcohol, isobutyl alcohol, t-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3 -Pentanol, t-pentyl alcohol, neopentyl alcohol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol, 3-methyl-3-pentanol, cyclopentanol, 1-hexanol, 2-hexane ol, 3-hexanol, 2,3-dimethyl-2-butanol, 3,3-dimethyl-1-butanol, 3,3-dimethyl-2-butanol, 2-ethyl-1-butanol, 2-methyl-1 -Pentanol, 2-methyl-2-pentanol, 2-methyl-3-pentanol, 3-methyl-1-pentanol, 3-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 4 -Methyl-1-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 4-methyl-3-pentanol, cyclohexanol, 1-octanol and the like are suitable. Examples of the ether compound having 8 to 12 carbon atoms include di-n-butyl ether, diisobutyl ether, di-s-butyl ether, di-n-pentyl ether, diisopentyl ether, di-s-pentyl ether, and di-t. -pentyl ether, di-n-hexyl ether, etc. are suitable. Examples of the alkane having 6 to 12 carbon atoms include hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, methylcyclopentane, dimethylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, dimethylcyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, and cyclononane. etc. are appropriate. As the alkene having 6 to 12 carbon atoms, hexene, heptene, octene, cyclohexene, methylcyclohexene, dimethylcyclohexene, cycloheptene, cyclooctene and the like are suitable. As the alkyne having 6 to 12 carbon atoms, hexine, heptine, octyne and the like are suitable. As an aromatic solvent, toluene, xylene, ethylbenzene, isopropylbenzene, t-butylbenzene, mesitylene, etc. are suitable. These solvents may be used individually or in mixture.

린스를 행함으로써 레지스트 패턴의 붕괴나 결함의 발생 위험을 저감시킬 수 있다. 그러나, 린스는 반드시 필수는 아니다. 린스를 행하지 않음으로써 용제의 사용량을 절감할 수 있다. By rinsing, it is possible to reduce the risk of collapse of the resist pattern or occurrence of defects. However, rinsing is not necessarily required. By not rinsing, the amount of solvent used can be reduced.

현상 후의 홀 패턴이나 트렌치 패턴을, 서멀플로우, RELACS® 또는 DSA 기술로 수축할 수도 있다. 홀 패턴 상에 수축제를 도포하여, 소성 중의 레지스트층으로부터의 산 촉매의 확산에 의해서 레지스트의 표면에서 수축제의 가교가 일어날 수 있어서, 수축제가 홀 패턴의 측벽에 부착될 수 있다. 소성 온도는 바람직하게는 70∼180℃, 보다 바람직하게는 80∼170℃이고, 시간은 바람직하게는 10∼300초이다. 필요 이상의 수축제를 제거하여 홀 패턴을 축소시킨다. The hole pattern or trench pattern after development can also be shrunk by thermalflow, RELACS® or DSA technology. By applying a shrink agent on the hole pattern, crosslinking of the shrink agent can occur on the surface of the resist by diffusion of an acid catalyst from the resist layer during firing, so that the shrink agent can adhere to the sidewall of the hole pattern. The firing temperature is preferably 70 to 180°C, more preferably 80 to 170°C, and the time is preferably 10 to 300 seconds. Reduces the hole pattern by removing unnecessary constrictors.

실시예Example

이하, 본 발명의 실시예를 나타내어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 한정되지 않는다. 약어 "pbw"는 중량부이다.Hereinafter, although an Example of this invention is shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to the following Example. The abbreviation “pbw” is parts by weight.

합성예Synthesis example 1-1 1-1

트리페닐술포늄 N-[(트리플루오로메틸)술포닐]-2,3,5-트리요오도벤즈아미드(술포늄염 1)의 합성Synthesis of triphenylsulfonium N-[(trifluoromethyl)sulfonyl]-2,3,5-triiodobenzamide (sulfonium salt 1)

Figure 112019055540700-pat00107
Figure 112019055540700-pat00107

2,3,5-트리요오도벤조산 100 g, 디메틸포름아미드 0.73 g 및 클로로포름700 g의 혼합액을 60℃로 가열한 후, 염화티오닐 47.6 g을 적하하였다. 용액을 60℃에서 21시간 교반한 후, 감압 농축하여 클로로포름과 미반응의 염화티오닐을 제거하였다. 농축액에 헥산 500 g을 가하고, 1시간 교반하여, 고체를 석출시켰다. 얻어진 고체를 여과하고, 헥산으로 1회 세정함으로써, 2,3,5-트리요오도벤조일클로라이드 97 g을 고체로서 얻었다.After heating a mixture of 100 g of 2,3,5-triiodobenzoic acid, 0.73 g of dimethylformamide, and 700 g of chloroform at 60°C, 47.6 g of thionyl chloride was added dropwise. The solution was stirred at 60° C. for 21 hours, and then concentrated under reduced pressure to remove chloroform and unreacted thionyl chloride. To the concentrate, 500 g of hexane was added, followed by stirring for 1 hour to precipitate a solid. 97 g of 2,3,5-triiodobenzoyl chloride was obtained as a solid by filtering the obtained solid and washing|cleaning once with hexane.

트리플루오로메탄술포닐아미드 2.24 g, 탄산칼륨 3.73 g 및 아세토니트릴 40 g의 혼합액에 대하여, 상기 2,3,5-트리요오도벤조일클로라이드 일부(10.1 g)를 가하고, 실온에서 15시간 교반하였다. 그 다음, 탈이온수 120 g을 반응 용액에 적하하여 반응을 켄치(quench)한 후, 트리페닐술포늄메틸술페이트 6.74 g 및 염화메틸렌 80 g을 가하여 교반하였다. 불용분을 여과에 의해 제거한 후, 유기층을 분취하였다. 얻어진 유기층을 탈이온수 40 g, 2.5 질량% 염산 40 g, 탈이온수 40 g, 탄산수소나트륨 수용액 60 g 및 탈이온수 40 g의 순으로 세정하였다. 세정한 유기층을 감압 농축하였다. 얻어진 농축액에 tert-부틸메틸에테르 60 g을 가하여 교반하였다. 상청액을 제거한 후, 잔사를 감압 농축하여, 목적물인 트리페닐술포늄 N-[(트리플루오로메틸)술포닐]-2,3,5-트리요오도벤즈아미드(술포늄염 1로 지칭됨) 10.5 g을 유상물로서 얻었다(수율 78%). To a mixture of 2.24 g of trifluoromethanesulfonylamide, 3.73 g of potassium carbonate, and 40 g of acetonitrile, a portion of the 2,3,5-triiodobenzoyl chloride (10.1 g) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 15 hours. . Then, 120 g of deionized water was added dropwise to the reaction solution to quench the reaction, and then 6.74 g of triphenylsulfonium methyl sulfate and 80 g of methylene chloride were added and stirred. After removing the insoluble content by filtration, the organic layer was fractionated. The obtained organic layer was washed in this order with 40 g of deionized water, 40 g of 2.5 mass% hydrochloric acid, 40 g of deionized water, 60 g of an aqueous sodium hydrogen carbonate solution and 40 g of deionized water. The washed organic layer was concentrated under reduced pressure. To the obtained concentrate, 60 g of tert-butylmethyl ether was added and stirred. After removing the supernatant, the residue was concentrated under reduced pressure, and the target product, triphenylsulfonium N-[(trifluoromethyl)sulfonyl]-2,3,5-triiodobenzamide (referred to as sulfonium salt 1) 10.5 g was obtained as an oil (yield 78%).

술포늄염 1을 분광법에 의해 분석하였다. IR 스펙트럼 데이터를 이하에 나타낸다. NMR 스펙트럼, DMSO-d6 1H-NMR 및 19F-NMR을 각각 도 1 및 도 2에 도시한다. 1H-NMR 분석에 있어서 미량의 잔용제(tert-부틸메틸에테르 및 물)가 관찰되고 있다. Sulfonium salt 1 was analyzed by spectroscopy. IR spectrum data is shown below. NMR spectra, 1 H-NMR and 19 F-NMR in DMSO-d 6 are shown in FIGS. 1 and 2 , respectively. In 1 H-NMR analysis, trace amounts of residual solvents (tert-butylmethyl ether and water) were observed.

IR (D-ATR): ν = 3520, 3061, 2972, 1628, 1518, 1476, 1447, 1387, 1363, 1304, 1238, 1196, 1117, 1078, 1021, 998, 925, 865, 821, 748, 711, 684, 614, 581, 502 cm-1 IR (D-ATR): ν = 3520, 3061, 2972, 1628, 1518, 1476, 1447, 1387, 1363, 1304, 1238, 1196, 1117, 1078, 1021, 998, 925, 865, 821, 748, 711 , 684, 614, 581, 502 cm -1

합성예Synthesis example 1-2∼1-24 1-2~1-24

술포늄염 2∼15, 요오도늄염 1∼3 및 암모늄염 1∼6의 합성Synthesis of sulfonium salts 2 to 15, iodonium salts 1 to 3 and ammonium salts 1 to 6

본 발명의 레지스트 재료에 이용한, 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드의 술포늄염 1∼15, 요오도늄염 1∼3 및 암모늄염 1∼6의 구조를 통합하여 이하에 나타낸다. The structures of sulfonium salts 1 to 15, iodonium salts 1 to 3 and ammonium salts 1 to 6 of sulfonamides containing a benzene iodide ring used in the resist material of the present invention are collectively shown below.

술포늄염 2∼15 및 요오도늄염 1∼3은, 합성예 1-1과 마찬가지로, 각각 하기 음이온을 부여하는 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드와, 하기 양이온을 부여하는 술포늄메탄술포네이트의 이온 교환에 의해서 합성하였다. 암모늄염 1 및 2는, 하기 음이온을 부여하는 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드와 4급 암모늄히드록시드의 중화 반응에 의해서 합성하였고, 암모늄염 3∼6은, 하기 음이온을 부여하는 요오드화 벤젠환 함유 술폰아미드와 제3급 아민 화합물의 중화 반응에 의해서 합성하였다. Sulfonium salts 2 to 15 and iodonium salts 1 to 3 were similar to Synthesis Example 1-1, respectively, for ion exchange of benzene iodide ring-containing sulfonamide giving the following anion and sulfonium methanesulfonate giving the following cation. synthesized by Ammonium salts 1 and 2 were synthesized by a neutralization reaction of quaternary ammonium hydroxide with benzene iodide ring-containing sulfonamide giving the following anion, and ammonium salts 3 to 6 were sulfonamide containing benzene iodide ring giving the following anion and It synthesize|combined by the neutralization reaction of a tertiary amine compound.

Figure 112019055540700-pat00108
Figure 112019055540700-pat00108

Figure 112019055540700-pat00109
Figure 112019055540700-pat00109

합성예Synthesis example 2-1∼2-5 2-1~2-5

베이스 폴리머(폴리머 1∼5)의 합성Synthesis of base polymers (Polymers 1 to 5)

적절한 모노머를 조합하여 테트라히드로푸란(THF) 용제 하에서 공중합 반응을 행하고, 결정화를 위해 메탄올에 반응 용액을 붓고, 헥산으로 세정을 반복한 후, 단리, 건조하여, 베이스 폴리머를 제조하였다. 베이스 폴리머 1∼6으로 지칭되는, 얻어진 베이스 폴리머의 조성은 1H-NMR 분광법에 의해, Mw 및 Mw/Mn은 용제로서 THF을 이용한 GPC에 의한 폴리스티렌 환산에 의해 분석하였다. By combining appropriate monomers, copolymerization reaction was carried out in a tetrahydrofuran (THF) solvent, and the reaction solution was poured into methanol for crystallization, washed with hexane, and then isolated and dried to prepare a base polymer. The compositions of the obtained base polymers, referred to as base polymers 1 to 6 , were analyzed by 1 H-NMR spectroscopy, and Mw and Mw/Mn were analyzed in terms of polystyrene by GPC using THF as a solvent.

Figure 112019055540700-pat00110
Figure 112019055540700-pat00110

Figure 112019055540700-pat00111
Figure 112019055540700-pat00111

실시예Example 1∼30 및 1-30 and 비교예comparative example 1∼7 1-7

표 1 내지 3에 나타내는 조성으로 폴리머 및 선택된 성분을 용제에 용해시키고, 0.2 ㎛ 공극 사이즈의 필터로 여과하여, 레지스트 재료를 조제하였다. 용제는 계면활성제 FC-4430(3M)을 100 ppm 함유하였다. 표 1 내지 3 중 성분은 다음과 같다. A polymer and selected components having the compositions shown in Tables 1 to 3 were dissolved in a solvent and filtered through a filter having a pore size of 0.2 µm to prepare a resist material. The solvent contained 100 ppm of surfactant FC-4430 (3M). Components in Tables 1 to 3 are as follows.

유기 용제: Organic solvents:

PGMEA(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트) PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate)

GBL(γ-부티로락톤) GBL (γ-butyrolactone)

CyH(시클로헥사논) CyH (cyclohexanone)

PGME(프로필렌글리콜모노메틸에테르)PGME (propylene glycol monomethyl ether)

DAA(디아세톤 알코올)DAA (diacetone alcohol)

산발생제: 하기 구조식의 PAG 1 내지 PAG 7Acid generator: PAG 1 to PAG 7 of the following structural formula

Figure 112019055540700-pat00112
Figure 112019055540700-pat00112

하기 구조식의 비교 켄처 1∼6Comparative quenchers 1 to 6 of the following structural formulas

Figure 112019055540700-pat00113
Figure 112019055540700-pat00113

EBEB 리소그래피lithography 시험 exam

실리콘 기판에, 두께 60 nm의 반사방지막(DUV-62, Nissan Chemical Corp.)을 코트하였다. 표 1 내지 3에 나타내는 각 레지스트 재료를 상기 기판 상에 스핀 코트하고, 핫플레이트 상에서 105℃에서 60초간 전소성하여 두께 50 nm의 레지스트막을 제작하였다. 레지스트막에, EB 묘화 장치 ELS-F125(Elionix Co. Ltd., 가속 전압 125 kV)를 이용하여 전자빔을 노광한 후, 핫플레이트 상에서 표 1 내지 3에 기재한 온도에서 60초간 소성(PEB)을 행하고, 2.38 중량% TMAH 수용액으로 30초간 현상을 행하여 패턴을 형성하였다. 실시예 1∼13, 15∼30과 비교예 1∼6에서는, 포지티브형 레지스트 패턴, 즉, 치수 24 nm의 홀 패턴을 형성하였다. 실시예 14와 비교예 7에서는, 네거티브형 레지스트 패턴, 즉, 치수 24 nm의 도트 패턴을 형성하였다.On the silicon substrate, an antireflection film (DUV-62, Nissan Chemical Corp.) having a thickness of 60 nm was coated. Each of the resist materials shown in Tables 1 to 3 was spin-coated on the substrate, and pre-baked on a hot plate at 105 DEG C for 60 seconds to prepare a resist film having a thickness of 50 nm. The resist film was exposed to an electron beam using an EB drawing apparatus ELS-F125 (Elionix Co. Ltd., acceleration voltage 125 kV), and then baked (PEB) on a hot plate at the temperature shown in Tables 1 to 3 for 60 seconds. and development was performed for 30 seconds with a 2.38 wt% TMAH aqueous solution to form a pattern. In Examples 1 to 13 and 15 to 30 and Comparative Examples 1 to 6, a positive resist pattern, that is, a hole pattern having a dimension of 24 nm was formed. In Example 14 and Comparative Example 7, a negative resist pattern, that is, a dot pattern having a dimension of 24 nm was formed.

CD-SEM(CG-5000, Hitachi High-Technologies Corp.) 하에서 레지스트 패턴을 관찰하였다. 홀 또는 도트 패턴이 24 nm의 치수로 형성될 때의 노광량을 감도로서 보고하였다. 이 때의 홀 또는 도트의 직경을 50점 측정하여, 그 치수 변동(3σ)을 산출하여, CDU로서 보고하였다.The resist pattern was observed under CD-SEM (CG-5000, Hitachi High-Technologies Corp.). The exposure amount when a hole or dot pattern was formed with a dimension of 24 nm was reported as the sensitivity. At this time, the diameter of the hole or dot was measured at 50 points, and the dimensional variation (3σ) was calculated and reported as CDU.

레지스트 조성을 EB 리소그래피의 감도 및 CDU와 함께 표 1 내지 3에 나타낸다.The resist composition is shown in Tables 1-3 together with the sensitivity and CDU of EB lithography.

Figure 112019055540700-pat00114
Figure 112019055540700-pat00114

Figure 112019055540700-pat00115
Figure 112019055540700-pat00115

Figure 112019055540700-pat00116
Figure 112019055540700-pat00116

표 1 내지 3에서, 식 (A)의 오늄염을 포함하는 본 발명의 레지스트 재료는, 고감도이며 또한 CDU가 향상되었음을 알 수 있었다.From Tables 1 to 3, it was found that the resist material of the present invention containing the onium salt of the formula (A) had high sensitivity and improved CDU.

일본 특허 출원 제2018-104855호 및 제2019-028583호를 본원에서 참고로 인용한다.Japanese Patent Application Nos. 2018-104855 and 2019-028583 are incorporated herein by reference.

일부 바람직한 구체예를 설명했지만, 상기 교시의 관점에서 다수의 변형 및 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위로부터 벗어나지 않는 한, 구체적으로 기재된 것과 다르게 실시될 수 있음이 이해되어야 한다.While some preferred embodiments have been described, many modifications and variations can be made in light of the above teachings. Accordingly, it is to be understood that the present invention may be practiced otherwise than as specifically described without departing from the scope of the appended claims.

Claims (15)

베이스 폴리머, 및 하기 식 (A)를 갖는 오늄염을 포함하는 레지스트 재료:
Figure 112021009775274-pat00124

식 중, R1은 수소, 히드록시, C1-C6 알킬기, C1-C6 알콕시기, C2-C7 아실옥시기, C2-C7 알콕시카르보닐기, C1-C4 알킬술포닐옥시기, 불소, 염소, 브롬, 아미노, 니트로, 시아노, -NR1A-C(=O)-R1B 또는 -NR1A-C(=O)-O-R1B이고, 상기 알킬기, 알콕시기, 아실옥시기, 알콕시카르보닐기 및 알킬술포닐옥시기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋으며, R1A는 수소 또는 C1-C6 알킬기이고, R1B는 C1-C6 알킬기 또는 C2-C8 알케닐기이고,
R2는 C1-C10 알킬기 또는 C6-C10 아릴기이고, 그 수소 원자의 일부 또는 전부가 아미노, 니트로, 시아노, C1-C12 알킬, C1-C12 알콕시, C2-C12 알콕시카르보닐, C2-C12 아실, C2-C12 알킬카르보닐옥시, 히드록시 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 좋으며,
X1은 단결합 또는 C1-C20 2가의 연결기이고, 에테르 결합, 카르보닐기, 에스테르 결합, 아미드 결합, 술톤환, 락탐환, 카보네이트 결합, 할로겐, 히드록시기 또는 카르복시기를 포함하고 있어도 좋으며,
m 및 n은 2≤m≤4, 0≤n≤3 및 2≤m+n≤5를 만족하는 정수이고,
M+는 하기 식 (Aa)를 갖는 술포늄 양이온, 하기 식 (Ab)를 갖는 요오도늄 양이온 또는 하기 식 (Ac)를 갖는 암모늄 양이온이고:
Figure 112021009775274-pat00125

식 중, Ra1∼Ra3은 각각 독립적으로 할로겐, 또는 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C20 1가 탄화수소기이거나, 또는 Ra1, Ra2 및 Ra3의 어느 2개가 상호 결합하여 이들이 결합하는 황 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋고,
Ra4 및 Ra5는 각각 독립적으로 할로겐, 또는 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C20 1가 탄화수소기이고,
Ra6∼Ra9는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C24 1가 탄화수소기이고, 할로겐, 히드록시, 카르복시, 에테르 결합, 에스테르 결합, 티올, 티오에스테르 결합, 티오노에스테르 결합, 디티오에스테르 결합, 아미노기, 니트로기, 술폰기 또는 페로세닐기를 포함하고 있어도 좋으며, Ra6과 Ra7이 상호 결합하여 이들이 결합하는 질소 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋고, Ra6과 Ra7의 쌍 및 Ra8과 Ra9의 쌍이 상호 결합하여 이들이 결합하는 질소 원자와 함께 스피로환을 형성하여도 좋고, Ra8과 Ra9가 합쳐져 =C(Ra10)(Ra11)을 형성하여도 좋으며, Ra10 및 Ra11은 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C16 1가 탄화수소기이고, Ra10과 Ra11이 상호 결합하여 이들이 결합하는 탄소 및 질소 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋고, 이 고리 중에 이중 결합, 산소, 황 또는 질소 원자를 포함하고 있어도 좋다.
A resist material comprising a base polymer and an onium salt having the following formula (A):
Figure 112021009775274-pat00124

wherein R 1 is hydrogen, hydroxy, C 1 -C 6 alkyl group, C 1 -C 6 alkoxy group, C 2 -C 7 acyloxy group, C 2 -C 7 alkoxycarbonyl group, C 1 -C 4 alkylsulfo nyloxy group, fluorine, chlorine, bromine, amino, nitro, cyano group, -NR 1A -C(=O)-R 1B or -NR 1A -C(=O)-OR 1B , wherein the alkyl group, alkoxy group, acyl group Some or all of the hydrogen atoms of the oxy group, the alkoxycarbonyl group and the alkylsulfonyloxy group may be substituted with halogen atoms, R 1A is hydrogen or a C 1 -C 6 alkyl group, R 1B is a C 1 -C 6 alkyl group or C 2 -C 8 is an alkenyl group,
R 2 is a C 1 -C 10 alkyl group or a C 6 -C 10 aryl group, some or all of the hydrogen atoms are amino, nitro, cyano, C 1 -C 12 alkyl, C 1 -C 12 alkoxy, C 2 -C 12 alkoxycarbonyl, C 2 -C 12 acyl, C 2 -C 12 alkylcarbonyloxy, hydroxy or halogen may be substituted;
X 1 is a single bond or a C 1 -C 20 divalent linking group, and may contain an ether bond, a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, a sultone ring, a lactam ring, a carbonate bond, a halogen, a hydroxyl group or a carboxy group;
m and n are integers satisfying 2≤m≤4, 0≤n≤3, and 2≤m+n≤5,
M + is a sulfonium cation having the formula (Aa), an iodonium cation having the formula (Ab) or an ammonium cation having the formula (Ac):
Figure 112021009775274-pat00125

In the formula, R a1 to R a3 are each independently a halogen or a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom, or any two of R a1 , R a2 and R a3 are mutually bonded to each other. It may form a ring with the sulfur atom to which it bonds,
R a4 and R a5 are each independently a halogen or a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom,
R a6 to R a9 are each independently hydrogen or a C 1 -C 24 monovalent hydrocarbon group, halogen, hydroxy, carboxy, ether bond, ester bond, thiol, thioester bond, thionoester bond, dithioester bond , may contain an amino group, nitro group, sulfone group or ferrocenyl group, R a6 and R a7 may be bonded to each other to form a ring together with the nitrogen atom to which they are bonded, and a pair of R a6 and R a7 and R a8 and R a9 may combine with each other to form a spiro ring together with the nitrogen atom to which they are bonded, or R a8 and R a9 may combine to form =C(R a10 )(R a11 ), R a10 and R a11 is each independently hydrogen or a C 1 -C 16 monovalent hydrocarbon group, and R a10 and R a11 may be bonded to each other to form a ring together with the carbon and nitrogen atoms to which they are bonded, in which a double bond, oxygen , a sulfur or nitrogen atom may be included.
삭제delete 제1항에 있어서, 술폰산, 이미드산 또는 메티드산을 발생시킬 수 있는 산발생제를 더 포함하는 레지스트 재료. The resist material according to claim 1, further comprising an acid generator capable of generating sulfonic acid, imide acid or methic acid. 제1항에 있어서, 유기 용제를 더 포함하는 레지스트 재료. The resist material according to claim 1, further comprising an organic solvent. 제1항에 있어서, 상기 베이스 폴리머가, 하기 식 (a1)을 갖는 반복 단위, 또는 하기 식 (a2)를 갖는 반복 단위를 포함하는 레지스트 재료:
Figure 112021009775274-pat00126

식 중, RA는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고, Y1은 단결합, 페닐렌기 또는 나프틸렌기, 또는 에스테르 결합 또는 락톤환을 포함하는 C1-C12 연결기이며, Y2는 단결합 또는 에스테르 결합이며, R11 및 R12는 각각 산불안정기이다.
The resist material according to claim 1, wherein the base polymer comprises a repeating unit having the following formula (a1) or a repeating unit having the following formula (a2):
Figure 112021009775274-pat00126

wherein R A is each independently hydrogen or methyl, Y 1 is a single bond, a phenylene group or a naphthylene group, or a C 1 -C 12 linking group including an ester bond or a lactone ring, and Y 2 is a single bond or It is an ester bond, and R 11 and R 12 are each an acid labile group.
제5항에 있어서, 화학 증폭 포지티브형 레지스트 재료인 레지스트 재료. The resist material according to claim 5, which is a chemically amplified positive resist material. 제1항에 있어서, 상기 베이스 폴리머가 산불안정기를 포함하지 않는 레지스트 재료. The resist material of claim 1, wherein the base polymer does not contain acid labile groups. 제7항에 있어서, 가교제를 더 포함하는 레지스트 재료. 8. The resist material of claim 7, further comprising a crosslinking agent. 제7항에 있어서, 화학 증폭 네거티브형 레지스트 재료인 레지스트 재료. The resist material according to claim 7, which is a chemically amplified negative resist material. 제1항에 있어서, 상기 베이스 폴리머가, 하기 식 (f1)∼(f3)을 갖는 반복 단위에서 선택되는 적어도 1종의 반복 단위를 더 포함하는 레지스트 재료:
Figure 112021009775274-pat00127

식 중, RA는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고,
Z1은 단결합, 페닐렌기, -O-Z11-, -C(=O)-O-Z11- 또는 -C(=O)-NH-Z11-이고, Z11은 C1-C6 알칸디일기, C2-C6 알켄디일기 또는 페닐렌기이고, 카르보닐, 에스테르 결합, 에테르 결합 또는 히드록시기를 포함하고 있어도 좋으며,
Z2는 단결합, -Z21-C(=O)-O-, -Z21-O- 또는 -Z21-O-C(=O)-이고, Z21은 C1-C12 알칸디일기이고, 카르보닐기, 에스테르 결합 또는 에테르 결합을 포함하고 있어도 좋으며,
Z3은 단결합, 메틸렌, 에틸렌, 페닐렌, 불소화 페닐렌, -C(=O)-O-Z31- 또는 -C(=O)-NH-Z31-이고, Z31은 C1-C6 알칸디일기, 페닐렌기, 불소화 페닐렌기, 트리플루오로메틸로 치환된 페닐렌기, 또는 C2-C6 알켄디일기이고, 카르보닐기, 에스테르 결합, 에테르 결합 또는 히드록시기를 포함하고 있어도 좋으며,
A는 수소 또는 트리플루오로메틸이고,
R21∼R28은 각각 독립적으로 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C20 1가 탄화수소기이고, R23, R24 및 R25의 어느 2개가 또는 R26, R27 및 R28의 어느 2개가 상호 결합하여 이들이 결합하는 황 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋고,
M-는 비친핵성 카운터 이온이다.
The resist material according to claim 1, wherein the base polymer further comprises at least one repeating unit selected from repeating units having the following formulas (f1) to (f3):
Figure 112021009775274-pat00127

wherein R A is each independently hydrogen or methyl;
Z 1 is a single bond, a phenylene group, -OZ 11 -, -C(=O)-OZ 11 - or -C(=O)-NH-Z 11 -, and Z 11 is a C 1 -C 6 alkanediyl group , C 2 -C 6 an alkenediyl group or a phenylene group, and may contain a carbonyl, ester bond, ether bond or hydroxyl group,
Z 2 is a single bond, -Z 21 -C(=O)-O-, -Z 21 -O-, or -Z 21 -OC(=O)-, Z 21 is a C 1 -C 12 alkanediyl group , may contain a carbonyl group, an ester bond or an ether bond,
Z 3 is a single bond, methylene, ethylene, phenylene, fluorinated phenylene, -C(=O)-OZ 31 - or -C(=O)-NH-Z 31 -, and Z 31 is C 1 -C 6 an alkanediyl group, a phenylene group, a fluorinated phenylene group, a phenylene group substituted with trifluoromethyl, or a C 2 -C 6 alkenediyl group, which may contain a carbonyl group, an ester bond, an ether bond or a hydroxyl group;
A is hydrogen or trifluoromethyl,
R 21 to R 28 are each independently a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom, and any two of R 23 , R 24 and R 25 or any of R 26 , R 27 and R 28 Two may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded,
M is a non-nucleophilic counter ion.
제1항에 있어서, 계면활성제를 더 포함하는 레지스트 재료. The resist material of claim 1 , further comprising a surfactant. 제1항의 레지스트 재료를 기판 상에 도포하는 단계, 가열 처리를 하여 레지스트막을 형성하는 단계, 상기 레지스트막을 고에너지선에 노광하는 단계, 및 노광한 레지스트막을 현상액에 현상하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법. A pattern forming method comprising the steps of applying the resist material of claim 1 on a substrate, heat-treating to form a resist film, exposing the resist film to high energy rays, and developing the exposed resist film in a developer solution. . 제12항에 있어서, 상기 고에너지선이, 파장 193 nm의 ArF 엑시머 레이저, 또는 파장 248 nm의 KrF 엑시머 레이저인 패턴 형성 방법. The pattern forming method according to claim 12, wherein the high energy ray is an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm or a KrF excimer laser having a wavelength of 248 nm. 제12항에 있어서, 상기 고에너지선이, EB, 또는 파장 3∼15 nm의 EUV인 패턴 형성 방법. The pattern forming method according to claim 12, wherein the high energy ray is EB or EUV having a wavelength of 3 to 15 nm. 하기 식 (B)를 갖는 술포늄염:
Figure 112021009775274-pat00128

식 중, R1은 수소, 히드록시, C1-C6 알킬기, C1-C6 알콕시기, C2-C7 아실옥시기, C2-C7 알콕시카르보닐기, C1-C4 알킬술포닐옥시기, 불소, 염소, 브롬, 아미노, 니트로, 시아노, -NR1A-C(=O)-R1B 또는 -NR1A-C(=O)-O-R1B이고, 상기 알킬기, 알콕시기, 아실옥시기, 알콕시카르보닐기 및 알킬술포닐옥시기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐으로 치환되어 있어도 좋으며, R1A는 수소 또는 C1-C6 알킬기이고, R1B는 C1-C6 알킬기 또는 C2-C8 알케닐기이며,
R2는 C1-C10 알킬기 또는 C6-C10 아릴기이고, 그 수소 원자의 일부 또는 전부가 아미노, 니트로, 시아노, C1-C12 알킬, C1-C12 알콕시, C2-C12 알콕시카르보닐, C2-C12 아실, C2-C12 알킬카르보닐옥시, 히드록시 또는 할로겐으로 치환되어 있어도 좋고,
X1은 단결합 또는 C1-C20 2가의 연결기이고, 에테르 결합, 카르보닐기, 에스테르 결합, 아미드 결합, 술톤환, 락탐환, 카보네이트 결합, 할로겐, 히드록시기 또는 카르복시기를 포함하고 있어도 좋으며,
m 및 n은 2≤m≤4, 0≤n≤3 및 2≤m+n≤5를 만족하는 정수이고,
Ra1∼Ra3은 각각 독립적으로 할로겐, 또는 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 C1-C20 1가 탄화수소기이거나, 또는 Ra1, Ra2 및 Ra3의 어느 2개가 상호 결합하여 이들이 결합하는 황 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋다.
A sulfonium salt having the formula (B):
Figure 112021009775274-pat00128

wherein R 1 is hydrogen, hydroxy, C 1 -C 6 alkyl group, C 1 -C 6 alkoxy group, C 2 -C 7 acyloxy group, C 2 -C 7 alkoxycarbonyl group, C 1 -C 4 alkylsulfo nyloxy group, fluorine, chlorine, bromine, amino, nitro, cyano group, -NR 1A -C(=O)-R 1B or -NR 1A -C(=O)-OR 1B , wherein the alkyl group, alkoxy group, acyl group Some or all of the hydrogen atoms of the oxy group, the alkoxycarbonyl group and the alkylsulfonyloxy group may be substituted with halogen, R 1A is hydrogen or a C 1 -C 6 alkyl group, R 1B is a C 1 -C 6 alkyl group or C 2 -C 8 is an alkenyl group,
R 2 is a C 1 -C 10 alkyl group or a C 6 -C 10 aryl group, some or all of the hydrogen atoms are amino, nitro, cyano, C 1 -C 12 alkyl, C 1 -C 12 alkoxy, C 2 -C 12 alkoxycarbonyl, C 2 -C 12 acyl, C 2 -C 12 alkylcarbonyloxy, hydroxy or halogen may be substituted;
X 1 is a single bond or a C 1 -C 20 divalent linking group, and may contain an ether bond, a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, a sultone ring, a lactam ring, a carbonate bond, a halogen, a hydroxy group or a carboxy group;
m and n are integers satisfying 2≤m≤4, 0≤n≤3, and 2≤m+n≤5,
R a1 to R a3 are each independently halogen or a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group which may contain a hetero atom, or sulfur to which any two of R a1 , R a2 and R a3 are bonded to each other You may form a ring with an atom.
KR1020190063603A 2018-05-31 2019-05-30 Resist composition and patterning process KR102295267B1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2018-104855 2018-05-31
JP2018104855 2018-05-31
JP2019028583A JP6984626B2 (en) 2018-05-31 2019-02-20 Resist material and pattern forming method
JPJP-P-2019-028583 2019-02-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190136988A KR20190136988A (en) 2019-12-10
KR102295267B1 true KR102295267B1 (en) 2021-08-27

Family

ID=68846740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190063603A KR102295267B1 (en) 2018-05-31 2019-05-30 Resist composition and patterning process

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6984626B2 (en)
KR (1) KR102295267B1 (en)
TW (1) TWI712580B (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7351256B2 (en) * 2019-06-17 2023-09-27 信越化学工業株式会社 Positive resist material and pattern forming method
JP7494716B2 (en) 2020-01-22 2024-06-04 信越化学工業株式会社 Resist material and pattern forming method
JP7388346B2 (en) * 2020-02-14 2023-11-29 信越化学工業株式会社 Resist material and pattern forming method
JP2021152646A (en) * 2020-03-18 2021-09-30 信越化学工業株式会社 Resist material and pattern forming process
JP2021152647A (en) * 2020-03-18 2021-09-30 信越化学工業株式会社 Resist material and pattern forming process
JP7494707B2 (en) 2020-04-01 2024-06-04 信越化学工業株式会社 Resist material and pattern forming method
JP7363694B2 (en) * 2020-07-17 2023-10-18 信越化学工業株式会社 Resist material and pattern forming method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009274963A (en) 2008-05-12 2009-11-26 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Resist composition, method for forming resist pattern, new compound and quencher consisting of the same compound
WO2012125009A2 (en) 2011-03-17 2012-09-20 Lee Yun Hyeong Chemically amplified positive photosensitive composition for an organic insulation film, and method for forming an organic insulation film using same

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3751518B2 (en) 1999-10-29 2006-03-01 信越化学工業株式会社 Chemically amplified resist composition
JP4320520B2 (en) 2000-11-29 2009-08-26 信越化学工業株式会社 Resist material and pattern forming method
JP4044741B2 (en) 2001-05-31 2008-02-06 信越化学工業株式会社 Resist material and pattern forming method
JP5001192B2 (en) * 2008-02-18 2012-08-15 東京応化工業株式会社 Resist composition, resist pattern forming method, novel compound and acid generator
JP5047030B2 (en) * 2008-03-26 2012-10-10 富士フイルム株式会社 Resist composition and pattern forming method using the same
JP5380232B2 (en) * 2009-10-02 2014-01-08 東京応化工業株式会社 Resist composition, resist pattern forming method, novel compound and acid generator
JP5622448B2 (en) * 2010-06-15 2014-11-12 東京応化工業株式会社 Resist composition, resist pattern formation method, polymer compound, compound
JP5728916B2 (en) * 2010-12-08 2015-06-03 セントラル硝子株式会社 Method for producing sulfonamidoonium salt
JP6004489B2 (en) 2013-07-29 2016-10-12 リズム時計工業株式会社 Illuminated clock device
WO2015025859A1 (en) * 2013-08-20 2015-02-26 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition, method for forming resist pattern, radiation-sensitive acid generating agent, acid diffusion control agent and compound
JP6028716B2 (en) 2013-11-05 2016-11-16 信越化学工業株式会社 Resist material and pattern forming method
JP6782540B2 (en) * 2015-12-01 2020-11-11 東京応化工業株式会社 Resist composition, resist pattern forming method and compound
US10295904B2 (en) * 2016-06-07 2019-05-21 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Resist composition and patterning process
KR101960596B1 (en) * 2016-06-28 2019-07-15 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Resist composition and patterning process
JP7147160B2 (en) * 2017-12-11 2022-10-05 株式会社竹中工務店 Mountain anchoring support device and mountain anchoring support model learning device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009274963A (en) 2008-05-12 2009-11-26 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Resist composition, method for forming resist pattern, new compound and quencher consisting of the same compound
WO2012125009A2 (en) 2011-03-17 2012-09-20 Lee Yun Hyeong Chemically amplified positive photosensitive composition for an organic insulation film, and method for forming an organic insulation film using same

Also Published As

Publication number Publication date
TW202003428A (en) 2020-01-16
JP2019211751A (en) 2019-12-12
KR20190136988A (en) 2019-12-10
JP6984626B2 (en) 2021-12-22
TWI712580B (en) 2020-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102148073B1 (en) Resist composition and patterning process
KR102078912B1 (en) Resist composition and patterning process
KR101950090B1 (en) Resist composition and patterning process
KR102389746B1 (en) Resist composition and patterning process
KR101986425B1 (en) Resist composition and patterning process
KR102111861B1 (en) Resist composition and patterning process
JP7283374B2 (en) Chemically amplified resist material and pattern forming method
KR102128149B1 (en) Resist composition and patterning process
KR102295267B1 (en) Resist composition and patterning process
KR102300551B1 (en) Chemically amplified resist composition and patterning process
KR101933802B1 (en) Resist composition and pattern forming process
KR20180034266A (en) Resist composition and patterning process
KR101933801B1 (en) Resist composition and patterning process
KR20170032855A (en) Resist composition and patterning process
JP7283372B2 (en) Chemically amplified resist material and pattern forming method
KR102382929B1 (en) Resist composition and patterning process
KR102105247B1 (en) Resist composition and patterning process
KR102104177B1 (en) Resist composition and patterning process
KR102175864B1 (en) Resist composition and patterning process
KR20220000366A (en) Chemically amplified resist composition and patterning process
KR20210020812A (en) Resist composition and patterning process
KR102525832B1 (en) Resist composition and patterning process
JP7276180B2 (en) Resist material and pattern forming method
KR102652709B1 (en) Resist composition and patterning process
KR20220017365A (en) Resist composition and patterning process

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant