KR20080021511A - Method for producing polymer compound, polymer compound produced by the method, positive type photosensitive composition containing the polymer compound, and pattern forming method using the positive type photosensitive composition - Google Patents

Method for producing polymer compound, polymer compound produced by the method, positive type photosensitive composition containing the polymer compound, and pattern forming method using the positive type photosensitive composition Download PDF

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Abstract

A method for preparing a polymer compound is provided to produce the polymer compound having higher sensitivity than the conventional polymer compound, and improved pattern collapse. A method for preparing a polymer compound includes a step of polymerizing a polymerizable compound having ethylenic double bonds using a polymerization initiator and a chain transfer agent represented by the following formula (1). A molar ratio(I/S) of the polymerization initiator(I) to the chain transfer agent(S) represented by the formula (1) added is 1.0 or less. In the formula (1), L represents a single bond or m+1-functional hydrocarbon group, each of R1 and R2 represents a bifunctional linker selected from the group consisting of an alkylene group, a cycloalkylene group, an oxyalkylene group, an arylene group, a bifunctional thiazoline ring, a bifunctional oxazoline ring, and a bifunctional imidazoline ring, or a bifunctional linker in which at least two thereof are linked with each other, each of R3 and R4 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, n represents 0 or 1, plural (n)s are identical to or different from one another, k represents 0 or 1, m represents an integer of 1-10, and R3 and R4 form a ring structure together with neighboring R1 or L.

Description

고분자 화합물의 제조방법, 이 제조방법에 의해 제조된 고분자 화합물, 이 고분자 화합물을 함유하는 포지티브 감광성 조성물, 및 이 포지티브 감광성 조성물을 사용한 패턴형성방법{METHOD FOR PRODUCING POLYMER COMPOUND, POLYMER COMPOUND PRODUCED BY THE METHOD, POSITIVE TYPE PHOTOSENSITIVE COMPOSITION CONTAINING THE POLYMER COMPOUND, AND PATTERN FORMING METHOD USING THE POSITIVE TYPE PHOTOSENSITIVE COMPOSITION}Manufacturing method of a high molecular compound, the high molecular compound manufactured by this manufacturing method, the positive photosensitive composition containing this high molecular compound, and the pattern formation method using this positive photosensitive composition TECHNICAL FOR PRODUCING POLYMER COMPOUND, POLYMER COMPOUND PRODUCED BY THE METHOD, POSITIVE TYPE PHOTOSENSITIVE COMPOSITION CONTAINING THE POLYMER COMPOUND, AND PATTERN FORMING METHOD USING THE POSITIVE TYPE PHOTOSENSITIVE COMPOSITION}

본 발명은 IC 등의 반도체 제조공정, 액정, 써멀헤드 등의 회로기판의 제조, 또한 그 밖의 포토패브리케이션 공정에 사용되는 고분자 화합물의 제조방법, 이 제조방법에 의해 제조된 고분자 화합물, 이 고분자 화합물을 함유하는 포지티브 감광성 조성물, 및 이 포지티브 감광성 조성물을 사용한 패턴형성방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 250nm 이하, 바람직하게는 220nm 이하의 원자외선 등의 노광광원, 및 전자선 등에 의한 조사원으로 할 경우에 바람직한, 고분자 화합물의 제조방법, 이 제조방법에 의해 제조된 고분자 화합물, 이 고분자 화합물을 함유하는 포지티브 감광성 조성물, 및 이 포지티브 감광성 조성물을 사용한 패턴형성방법에 관한 것이다.The present invention provides a method for producing a polymer compound for use in semiconductor manufacturing processes such as ICs, manufacturing of circuit boards such as liquid crystals, thermal heads, and other photofabrication processes, a polymer compound produced by the production method, and a polymer compound It relates to a positive photosensitive composition containing and a pattern forming method using the positive photosensitive composition. More specifically, a method for producing a polymer compound, a polymer compound produced by the production method, and the polymer compound, which are preferable when using an exposure light source such as far ultraviolet rays of 250 nm or less, preferably 220 nm or less, and an electron beam or the like It relates to a positive photosensitive composition containing and a pattern forming method using the positive photosensitive composition.

화학증폭계 감광성 조성물은 원자외광 등의 활성광선 또는 방사선의 조사에 의해 노광부에 산을 생성시키고, 이 산을 촉매로 하는 반응에 의해 활성광선 또는 방사선의 조사부와 비조사부의 현상액에 대한 용해성을 변화시켜서 패턴을 기판 상에 형성하는 패턴형성재료이다.The chemically amplified photosensitive composition generates acid in the exposed portion by irradiation with actinic light or radiation such as far ultraviolet light, and the solubility of the active light or radiation in the developer and irradiated portion of the irradiated portion or non-irradiated portion by reaction using the acid as a catalyst. It is a pattern forming material which changes and forms a pattern on a board | substrate.

KrF 엑시머 레이저를 노광광원으로 할 경우에는 주로 248nm 영역에서의 흡수가 작은 폴리(히드록시스티렌)을 기본골격으로 하는 수지를 주성분으로 사용하기 때문에, 고감도, 고해상도이고, 또한 양호한 패턴을 형성하고, 종래의 나프토퀴논 디아지드/노볼락 수지계에 비해서 양호한 계로 되어 있다.When the KrF excimer laser is used as the exposure light source, a resin mainly composed of poly (hydroxystyrene) having a low absorption in the 248 nm region is used as a main component, thereby forming a high sensitivity, high resolution, and a good pattern. It is a good system compared with the naphthoquinone diazide / novolak resin system.

한편, 또한 단파장의 광원, 예컨대 ArF 엑시머 레이저(193nm)를 노광광원으로서 사용하는 경우에는 방향족기를 갖는 화합물이 본질적으로 193nm 영역에 큰 흡수를 나타내기 때문에, 상기 화학증폭계로도 충분하지 않았다.On the other hand, when a short wavelength light source such as an ArF excimer laser (193 nm) is used as the exposure light source, the chemical amplification system was not sufficient because the compound having an aromatic group showed large absorption in the 193 nm region essentially.

이 때문에, 지환식 탄화수소 구조를 갖는 수지를 함유하는 ArF 엑시머 레이저용 레지스트가 개발되어 왔다. 예컨대, 특허문헌 1, 특허문헌 2에는 다환식 산분해 반복단위와 비산분해 반복단위를 갖는 수지를 함유하는 조성물이 기재되어 있다. 이들 수지는 모두 산에 의해서 분해되는 산에 대하여 불안정한 보호기를 갖는 화학증폭형 레지스트이지만, 레지스트 패턴의 한층 미세화가 요구되는 가운데, 이들 보호기만으로는 충분한 레지스트 성능을 얻는 것이 곤란하게 되고 있다.For this reason, resists for ArF excimer lasers containing resins having an alicyclic hydrocarbon structure have been developed. For example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 describe a composition containing a resin having a polycyclic acid decomposition repeating unit and a nonacid decomposition repeating unit. These resins are all chemically amplified resists having unstable protecting groups against acids decomposed by acid. However, it is difficult to obtain sufficient resist performance only with these protecting groups while further miniaturization of the resist pattern is required.

그래서, 예컨대 특허문헌 3~5에 나타나 있는 바와 같이 산해리성 보호기를 갖는 반복단위를 포함하는 수지에 산에 의해 분해되는, 가교부위를 그 측쇄에 도입한 레지스트 폴리머도 검토되고 있다.Then, as shown in patent documents 3-5, the resist polymer which introduce | transduced the crosslinking site | part which disintegrates by acid into resin containing the repeating unit which has an acid dissociable protecting group in the side chain is also examined.

이것은 산촉매에 의해 가교결합이 절단됨으로써 노광 영역과 미노광 영역 사이의 용해 콘트라스트가 향상되는 것이지만, 상기 폴리머의 중합에는 디아크릴레이트 등의 2관능성 단량체를 사용하고, 고분자쇄의 측쇄에서의 가교반응을 수반하기 때문에 생성하는 폴리머의 분자량 분포가 매우 크기 때문에 용해성이 나쁘고, 또한 초고분자량의 폴리머가 생성되기 쉽기 때문에, 산으로 분해한 후에도 알칼리 현상액에 용해되기 어려운 난용해성의 고분자량 성분이 존재하고, 이 용해 잔류물에 의해서 미세한 패턴형성 시에 결함이 생긴다는 문제가 있었다. This is because the crosslinking is cleaved by the acid catalyst to improve the dissolution contrast between the exposed and unexposed regions. However, the crosslinking reaction in the side chain of the polymer chain is carried out using a bifunctional monomer such as diacrylate for the polymerization of the polymer. Since the resulting polymer has a very large molecular weight distribution, solubility is poor and ultra-high molecular weight polymers are likely to be formed, so that a poorly soluble high molecular weight component that is difficult to dissolve in an alkaline developer even after decomposition with an acid exists. There was a problem that defects occurred when the fine pattern was formed by the dissolved residue.

또한, 특허문헌 3과 같이, 산에 불안정한 아세탈 골격을 갖는 가교부위를 고분자 측쇄에 갖는 가교 중합체를 레지스트 폴리머로서 사용하는 경우에는 산에 대하여 매우 고감도이지만 이 때문에 보존 안정성이 나쁘다는 경향이 있었다.Moreover, when using the crosslinked polymer which has an acid labile acetal frame | skeleton in a polymer side chain like patent document 3 as a resist polymer like patent document 3, although it is very sensitive with respect to an acid, there exists a tendency for the storage stability to be bad.

이것에 비하여, 예컨대 특허문헌 6, 특허문헌 7과 같이, 고분자 주쇄에 산해리성 구조를 도입한 포지티브 감광성 수지가 제안되어 있다. 이들 제안은 상기 측쇄 가교형 폴리머의 문제를 해결하는 제안이었지만, 그 효과는 충분하지는 않았다.On the other hand, positive photosensitive resin which introduce | transduced an acid dissociative structure into the polymer main chain like patent document 6 and patent document 7 is proposed, for example. These proposals were proposals to solve the problem of the side chain crosslinked polymer, but the effect was not sufficient.

(특허문헌 1) 일본 특허공개 2003-167347호 공보(Patent Document 1) Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-167347

(특허문헌 2) 일본 특허공개 2003-223001호 공보(Patent Document 2) Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-223001

(특허문헌 3) 일본 특허공개 2001-98034호 공보(Patent Document 3) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-98034

(특허문헌 4) 일본 특허공개 2000-214587호 공보(Patent Document 4) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-214587

(특허문헌 5)일본 특허공개 2001-106737호 공보(Patent Document 5) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-106737

(특허문헌 6) 일본 특허공개 2006-91762호 공보(Patent Document 6) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-91762

(특허문헌 7) WO2005/085301 A1호 팜플릿(Patent Document 7) WO2005 / 085301 A1 Brochure

본 발명은 상기 배경을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 반도체 제조 등의 미세한 패턴형성에 사용되는, 종래 제품보다도 고감도이고, 패턴붕괴가 개량된 고분자 화합물의 제조방법, 이 제조방법에 의해 제조된 고분자 화합물, 이 고분자 화합물을 함유하는 포지티브 감광성 조성물, 및 이 포지티브 감광성 조성물을 사용한 패턴형성방법을 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above background, and an object thereof is a method for producing a polymer compound having a higher sensitivity than that of a conventional product used for forming a fine pattern such as semiconductor manufacturing and having improved pattern collapse, and a polymer produced by the production method. It is providing the compound, the positive photosensitive composition containing this high molecular compound, and the pattern formation method using this positive photosensitive composition.

본 발명은 다음과 같다.The present invention is as follows.

(1) 하기 일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제와 중합개시제를 사용해서 에틸렌성 이중결합을 갖는 중합성 화합물을 중합시키는 고분자 화합물의 제조방법에 있어서, 일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제(S)와 중합개시제(I)의 첨가 몰비(I/S)가 1.0 이하인 것을 특징으로 하는 고분자 화합물의 제조방법.(1) The chain transfer agent represented by General formula (1) in the manufacturing method of the high molecular compound which superposes | polymerizes the polymeric compound which has an ethylenic double bond using the chain transfer agent represented by following General formula (1), and a polymerization initiator. A method for producing a polymer compound, characterized in that the addition molar ratio (I / S) of (S) and the polymerization initiator (I) is 1.0 or less.

Figure 112007060488287-PAT00001
Figure 112007060488287-PAT00001

일반식(1) 중, In general formula (1),

L은 단일결합 또는 m+1가의 탄화수소기를 나타낸다.L represents a single bond or a m + 1 valent hydrocarbon group.

R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 옥시알킬렌기, 아릴렌기, 2가의 티아졸린환, 2가의 옥사졸린환 및 2가의 이미다졸린환으로 이루어진 군에서 선택되는 2가의 연결기 또는 이들 중의 적어도 2개가 결합한 2가의 연결기 를 나타낸다.R 1 and R 2 are each independently a divalent linking group selected from the group consisting of an alkylene group, a cycloalkylene group, an oxyalkylene group, an arylene group, a divalent thiazolin ring, a divalent oxazoline ring and a divalent imidazoline ring Or the bivalent coupling group which at least 2 of these couple | bonded is shown.

R3 및 R4는 각각 독립적으로 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기 또는 아릴기를 나타낸다.R 3 and R 4 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group.

n은 0 또는 1을 나타낸다. 복수 개의 n은 동일하거나 달라도 좋다.n represents 0 or 1. A plurality of n may be the same or different.

k는 0 또는 1을 나타낸다.k represents 0 or 1.

m은 1~10의 정수를 나타낸다.m represents the integer of 1-10.

R3 및 R4는 인접하는 R1 또는 L과 결합하여 환구조를 형성해도 좋다.R 3 and R 4 may be bonded to adjacent R 1 or L to form a ring structure.

(2) (1)에 기재된 제조방법에 의해서 얻어진 것을 특징으로 하는 하기 일반식(2)으로 표시되는 구성단위를 갖는 고분자 화합물.(2) A polymer compound having a structural unit represented by the following General Formula (2), which is obtained by the production method described in (1).

Figure 112007060488287-PAT00002
Figure 112007060488287-PAT00002

일반식(2) 중, In general formula (2),

L은 단일결합 또는 m+1가의 탄화수소기를 나타낸다.L represents a single bond or a m + 1 valent hydrocarbon group.

R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 옥시알킬렌기, 아릴렌기, 2가의 티아졸린환, 2가의 옥사졸린환 및 2가의 이미다졸린환으로 이루어진 군에서 선택되는 2가의 연결기 또는 이들 중의 적어도 2개가 결합한 2가의 연결기를 나타낸다.R 1 and R 2 are each independently a divalent linking group selected from the group consisting of an alkylene group, a cycloalkylene group, an oxyalkylene group, an arylene group, a divalent thiazolin ring, a divalent oxazoline ring and a divalent imidazoline ring Or the bivalent coupling group which at least 2 of these couple | bonded is shown.

R3 및 R4는 각각 독립적으로 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기 또는 아릴기를 나타낸다.R 3 and R 4 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group.

n은 0 또는 1을 나타낸다. 복수 개의 n은 동일하거나 달라도 좋다.n represents 0 or 1. A plurality of n may be the same or different.

k는 0 또는 1을 나타낸다.k represents 0 or 1.

m은 1~10의 정수를 나타낸다.m represents the integer of 1-10.

R3 및 R4는 인접하는 R1 또는 L과 결합하여 환구조를 형성해도 좋다.R 3 and R 4 may be bonded to adjacent R 1 or L to form a ring structure.

(3) 적어도, 산의 작용에 의해 분해되어 알칼리 현상액에 대한 용해도가 증가하는 산분해기를 갖는 구성단위를 가지는 것을 특징으로 하는 (2)에 기재된 고분자 화합물.(3) The high molecular compound as described in (2) which has a structural unit which has an acid-decomposable group which decomposes at least by the action of an acid, and the solubility to alkaline developing solution increases.

(4) 일반식(2)으로 표시되는 구성단위에 있어서, R3 및 R4 중의 적어도 하나가 탄소수 2개 이상의 알킬기인 것을 특징으로 하는 (2) 또는 (3)에 기재된 고분자 화합물.(4) The polymer compound according to (2) or (3), wherein in the structural unit represented by the general formula (2), at least one of R 3 and R 4 is an alkyl group having 2 or more carbon atoms.

(5) 산의 작용에 의해 분해되어 알칼리 현상액에 대한 용해도가 증가하는 산분해기를 갖는 구성단위가 하기 일반식(PA-A)으로 표시되는 것을 특징으로 하는 (3) 또는 (4)에 기재된 고분자 화합물.(5) The polymer according to (3) or (4), wherein the structural unit having an acid-decomposable group that is decomposed by the action of an acid and has increased solubility in an alkaline developer is represented by the following general formula (PA-A). compound.

Figure 112007060488287-PAT00003
Figure 112007060488287-PAT00003

일반식(PA-A) 중, In general formula (PA-A),

R은 수소원자, 할로겐원자 또는 알킬기를 나타낸다. 복수의 R은 각각 동일하거나 달라도 좋다.R represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group. A plurality of Rs may be the same or different, respectively.

A는 단일결합, 알킬렌기, 에테르기, 티오에테르기, 카르보닐기, 에스테르기, 아미드기, 술폰아미도기, 우레탄기 및 우레아기로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2개 이상의 기의 조합을 나타낸다.A represents a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamido group, a urethane group, or a combination of two or more groups selected from the group consisting of urea groups.

Rp1은 하기 일반식(pI)~(pV)으로 표시되는 어느 하나의 기를 나타낸다.Rp 1 represents any group represented by the following general formulas (pI) to (pV).

Figure 112007060488287-PAT00004
Figure 112007060488287-PAT00004

일반식(pI)~(pV) 중, In general formula (pI)-(pV),

R11은 알킬기를 나타낸다.R 11 represents an alkyl group.

Z는 탄소원자와 함께 시클로알킬기를 형성하는 데에 필요한 원자단을 나타낸다.Z represents an atomic group necessary to form a cycloalkyl group with a carbon atom.

R12~R16은 각각 독립적으로 알킬기 또는 시클로알킬기를 나타낸다.R 12 to R 16 each independently represent an alkyl group or a cycloalkyl group.

R17~R21은 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기 또는 시클로알킬기를 나타낸다.R 17 to R 21 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group.

R22~R25은 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기 또는 시클로알킬기를 나타낸다.R 22 to R 25 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group.

R23과 R24는 서로 결합하여 환을 형성해도 좋다.R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

(6) 일반식(pI)~(pV)에 있어서, R11, 또는 R12~R14 중의 적어도 1개, 또는 R16, 또는 R19 및 R21 중의 적어도 1개, 또는 R22 및 R25 중의 적어도 1개가 메틸기인 것을 특징으로 하는 (5)에 기재된 고분자 화합물.(6) In the general formulas (pI) to (pV), at least one of R 11 , or R 12 to R 14 , or R 16 , or at least one of R 19 and R 21 , or R 22 and R 25 At least 1 of is a methyl group, The high molecular compound as described in (5) characterized by the above-mentioned.

(7) 적어도, 락톤기를 갖는 구성단위를 가지는 것을 특징으로 하는 (2)~(6) 중 어느 하나에 기재된 고분자 화합물.(7) At least, the high molecular compound in any one of (2)-(6) characterized by having a structural unit which has a lactone group.

(8) 고분자 화합물 중에 포함되는 구성단위의 총 몰수에 대하여, 일반식(2)으로 표시되는 구성단위의 몰수가 2.5~10몰%인 것을 특징으로 하는 (2)~(7) 중 어느 하나에 기재된 고분자 화합물.(8) The molar number of the structural unit represented by General formula (2) with respect to the total number of moles of the structural unit contained in a high molecular compound is 2.5-10 mol%, In any one of (2)-(7) characterized by the above-mentioned. The high molecular compound described.

(9) 적어도, (2)~(8) 중 어느 하나에 기재된 고분자 화합물과, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의해 산을 발생하는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 포지티브 감광성 조성물.(9) At least, the positive photosensitive composition containing the high molecular compound in any one of (2)-(8), and the compound which generate | occur | produces an acid by irradiation of actinic light or a radiation.

(10) (9)에 기재된 포지티브 감광성 조성물로 감광성 막을 형성하고, 상기 감광성 막을 노광, 현상하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.(10) A pattern forming method comprising the step of forming a photosensitive film with the positive photosensitive composition as described in (9) and exposing and developing the photosensitive film.

본 발명에 의해, 반도체 제조 등의 미세한 패턴형성에 사용되고, 종래 제품보다도 고감도이고, 패턴붕괴가 개량된 고분자 화합물의 제조방법, 이 제조방법에 의해 제조된 고분자 화합물, 이 고분자 화합물을 함유하는 포지티브 감광성 조성물, 및 이 포지티브 감광성 조성물을 사용한 패턴형성방법을 제공할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a method for producing a polymer compound, which is used for forming a fine pattern in semiconductor manufacturing and the like, and which has a higher sensitivity than a conventional product and has improved pattern collapse, a polymer compound produced by the production method, and a positive photosensitive property containing the polymer compound. A composition and a pattern formation method using this positive photosensitive composition can be provided.

본 발명의 고분자 화합물은 산촉매에 의해 절단되는 부위를 고분자 주쇄에 갖기 때문에, 노광 영역과 미노광 영역 사이의 용해 콘트라스트가 향상하여, 종래 제품보다도 레지스트 감도를 높일 수 있다. 또한, 고분자 주쇄가 절단되어서 고분자의 분자 사이즈가 저하되므로써, 해상 후의 이물의 저감이나, 노광부와 미노광부 경계면에서의 레지스트 패턴의 평탄화에 의해 패턴붕괴가 개량된다.Since the high molecular compound of this invention has the site | part cut off by an acidic catalyst in a polymer main chain, the dissolution contrast between an exposure area | region and an unexposed area | region can improve, and resist sensitivity can be made higher than a conventional product. In addition, since the polymer main chain is cut and the molecular size of the polymer is reduced, pattern collapse is improved by reduction of foreign matters after resolution and planarization of the resist pattern at the interface between the exposed and unexposed portions.

또한, 본 발명의 제조방법은 고분자 주쇄에 도입하는 산해리성 구조의 도입에 알맞은 제조방법이며, 그것에 의해 제조된 고분자 화합물(감광성 수지, 수지와 동일한 의미)은 상기 효과를 크게 높일 수 있다.Moreover, the manufacturing method of this invention is a manufacturing method suitable for introduction of the acid dissociable structure introduce | transduced into a polymer main chain, and the high molecular compound (photosensitive resin and the same meaning as resin) manufactured by it can greatly raise the said effect.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 관하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the best form for implementing this invention is demonstrated.

더욱이, 본 명세서에 있어서의 기(원자단)의 표기에 있어서, 치환 및 무치환을 기재하지 않은 표기는 치환기를 갖지 않은 것과 함께 치환기를 갖는 것도 포함하는 것이다. 예컨대, 「알킬기」란 치환기를 갖지 않은 알킬기(무치환 알킬기) 뿐만 아니라, 치환기를 갖는 알킬기(치환 알킬기)도 포함하는 것이다.Moreover, in the description of group (atom group) in this specification, the description which is not describing substitution and unsubstitution includes what has a substituent with the thing which does not have a substituent. For example, an "alkyl group" includes not only the alkyl group (unsubstituted alkyl group) which does not have a substituent but the alkyl group (substituted alkyl group) which has a substituent.

일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제 Chain transfer agent represented by general formula (1)

본 발명의 고분자 화합물의 제조방법에서는 하기 일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제가 사용된다.In the manufacturing method of the high molecular compound of this invention, the chain transfer agent represented by following General formula (1) is used.

Figure 112007060488287-PAT00005
Figure 112007060488287-PAT00005

일반식(1) 중, In general formula (1),

L은 단일결합 또는 m+1가의 탄화수소기를 나타낸다.L represents a single bond or a m + 1 valent hydrocarbon group.

R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 옥시알킬렌기, 아릴렌기, 2가의 티아졸린환, 2가의 옥사졸린환 및 2가의 이미다졸린환으로 이루어진 군에서 선택되는 2가의 연결기 또는 이들 중의 적어도 2개가 결합한 2가의 연결기를 나타낸다.R 1 and R 2 are each independently a divalent linking group selected from the group consisting of an alkylene group, a cycloalkylene group, an oxyalkylene group, an arylene group, a divalent thiazolin ring, a divalent oxazoline ring and a divalent imidazoline ring Or the bivalent coupling group which at least 2 of these couple | bonded is shown.

R3 및 R4는 각각 독립적으로 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기 또는 아릴기를 나타낸다.R 3 and R 4 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group.

n은 0 또는 1을 나타낸다. 복수 개의 n은 동일하거나 달라도 좋다.n represents 0 or 1. A plurality of n may be the same or different.

k는 0 또는 1을 나타낸다.k represents 0 or 1.

m은 1~10의 정수를 나타낸다.m represents the integer of 1-10.

R3 및 R4는 인접하는 R1 또는 L과 결합하여 환구조를 형성해도 좋다.R 3 and R 4 may be bonded to adjacent R 1 or L to form a ring structure.

일반식(1)에 있어서의, L의 m+1가의 탄화수소기는 탄소수 1~10개의 탄화수소기가 바람직하고, 예컨대 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기, 및 이들 기로부터 수소원자가 1~수개 더 제거된 기를 열거할 수 있다.In the general formula (1), the m + monovalent hydrocarbon group of L is preferably a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and for example, an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, and these groups. Enumerate groups in which one to several more hydrogen atoms have been removed.

L의 탄화수소기는 치환기를 갖고 있어도 좋다.The hydrocarbon group of L may have a substituent.

L의 탄화수소기가 갖고 있어도 좋은 치환기로는, 예컨대 티올기, 히드록시기, 카르복시기, 탄소수 1~6개의 아실기, 탄소수 1~6개의 알콕시기, 탄소수 1~6개의 알콜로 에스테르화된 카르복시기, 탄소수 1~6개의 티올로 티오에스테르화된 카르복시기, 시아노기, 아미노기, 할로겐원자, 니트록시기, 티올알킬카르보닐옥시기 및 이들 치환기로 치환된 탄소수 1~6개의 직쇄 또는 분기상 알킬기, 탄소수 3~6개의 시클로알킬렌기 등이 열거된다.Examples of the substituent which the hydrocarbon group of L may have include a thiol group, a hydroxyl group, a carboxy group, a C 1-6 acyl group, a C 1-6 alkoxy group, a carboxyl group esterified with a C 1-6 alcohol, and a C 1 -C 6 Carboxyl groups, cyano groups, amino groups, halogen atoms, nitrooxy groups, thiolalkylcarbonyloxy groups substituted with six thiols, and linear or branched alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms substituted with these substituents, having 3 to 6 carbon atoms Cycloalkylene groups and the like.

L의 탄화수소기는 헤테로 원자를 갖고 있어도 좋다.The hydrocarbon group of L may have a hetero atom.

L의 탄화수소기가 갖고 있어도 좋은 헤테로 원자로는, 예컨대 황원자, 산소원자, 질소원자, 인원자가 열거된다. 또, 이 때 헤테로 원자로부터 나오는 결합수는 그 헤테로 원자가 가지는 가수에 따라 바뀐다.Examples of the hetero atom which the hydrocarbon group of L may have include sulfur atom, oxygen atom, nitrogen atom, and person atom. At this time, the number of bonds coming out of the heteroatom changes depending on the valence of the heteroatom.

L의 바람직한 예로는 단일결합, 및 이하의 탄화수소기가 열거된다.Preferred examples of L include single bonds and the following hydrocarbon groups.

Figure 112007060488287-PAT00006
Figure 112007060488287-PAT00006

헤테로 원자는 L의 탄화수소기 중에 이하의 구조에 포함되는 것이 바람직하다.It is preferable that a hetero atom is contained in the following structures in the hydrocarbon group of L.

Figure 112007060488287-PAT00007
Figure 112007060488287-PAT00007

R1 및 R2는 바람직하게는 알킬렌기, 옥시알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 1~10개의 알킬렌기, 탄소수 1~10개의 옥시알킬렌기, 탄소수 3~10개의 시클로알킬렌기, 탄소수 1~10개의 아릴렌기가 열거되고, 특히 바람직하게는 탄소수 6~10개의 알킬렌기, 탄소수 4~10개의 옥시알킬렌기, 탄소수 6~10개의 시클로알킬렌기가 열거된다.R 1 and R 2 are preferably an alkylene group, an oxyalkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, and more preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an oxyalkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and 3 to 10 carbon atoms. A cycloalkylene group, a C1-C10 arylene group is mentioned, Especially preferably, a C6-C10 alkylene group, a C4-C10 oxyalkylene group, and a C6-C10 cycloalkylene group are mentioned.

R3 및 R4는 바람직하게는 탄소수 1~18개의 직쇄상 또는 분기상 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 아릴기이며, 더욱 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기이다.R <3> and R <4> , Preferably they are a C1-C18 linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, and an aryl group, More preferably, they are a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isobutyl group.

R3 또는 R4와 인접하는 R1 또는 L이 결합하여 형성하는 환구조로는, 예컨대 시클로헥산 환구조, 아다만탄 환구조를 열거할 수 있다.Examples of the ring structure formed by bonding of R 1 or L adjacent to R 3 or R 4 include a cyclohexane ring structure and an adamantane ring structure.

m은 바람직하게는 티올기가 2관능~4관능이 되는 1~3이다.m becomes like this. Preferably it is 1-3 which a thiol group becomes bifunctional-tetrafunctional.

산분해 구조가 많을 수록 주쇄 절단의 비율이 많아지므로, k는 1, 즉 산분해 구조를 2개 이상 갖는 것이 바람직하다.Since the more acid-decomposition structure, the ratio of main chain cleavage increases, it is preferable that k has 1, ie, two or more acid-decomposition structures.

일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제는 일본 특허공개 2006-91762호 공보 또는 WO2005/085301 A1호 팜플릿에 기재된 방법으로 합성할 수 있다.The chain transfer agent represented by General formula (1) can be synthesize | combined by the method as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-91762 or WO2005 / 085301 A1 pamphlet.

이하, 일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제의 구체예를 나타내지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although the specific example of the chain transfer agent represented by General formula (1) is shown, this invention is not limited to these.

Figure 112007060488287-PAT00008
Figure 112007060488287-PAT00008

Figure 112007060488287-PAT00009
Figure 112007060488287-PAT00009

Figure 112007060488287-PAT00010
Figure 112007060488287-PAT00010

Figure 112007060488287-PAT00011
Figure 112007060488287-PAT00011

중합개시제Polymerization initiator

본 발명의 고분자 화합물의 제조방법에 사용되는 중합개시제는 일반적으로 라디칼 발생제로서 사용되는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2-메틸부틸로니트릴), 2,2'-아조비스이소부티르산 디메틸, 1,1'-아조비스(시클로헥산-l-카르보니트릴), 4,4'-아조비스(4-시아노 발레르산) 등의 아조 화합물; 데카노일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 비스(3,5,5-트리메틸헥사노일) 퍼옥사이드, 숙신산 퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 등의 유기 과산화물을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.The polymerization initiator used in the method for preparing the polymer compound of the present invention is not particularly limited as long as it is generally used as a radical generator. For example, 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2 -Methylbutylonitrile), 2,2'-azobisisobutyric acid dimethyl, 1,1'-azobis (cyclohexane-carbonitrile), 4,4'-azobis (4-cyano valeric acid) Azo compounds, such as these; Organic peroxides such as decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, bis (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide, succinic peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate May be used alone or in combination.

일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제(S)와 중합개시제(I)의 첨가 몰비Addition molar ratio of the chain transfer agent (S) and polymerization initiator (I) represented by General formula (1)

본 발명의 고분자 화합물의 제조방법에 있어서는, 일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제(S)와 중합개시제(I)의 사용량은 첨가 몰비(I/S)가 1.0 이하인 것을 특징으로 한다. 첨가 몰비(I/S)가 1.0 보다 크면, 중합반응 중에 중합개시제 유래의 불대전자가 도입된 프리라디칼의 비율이 증가하여, 주쇄 절단에 의한 분자량 저하효과를 충분하게 일으킬 수 없게 된다.In the manufacturing method of the high molecular compound of this invention, the usage-amount of the chain transfer agent (S) and polymerization initiator (I) represented by General formula (1) is characterized by the addition molar ratio (I / S) being 1.0 or less. When the addition molar ratio (I / S) is larger than 1.0, the proportion of free radicals into which insoluble electrons derived from a polymerization initiator are introduced during the polymerization reaction increases, and the effect of lowering molecular weight due to main chain cleavage cannot be sufficiently caused.

일반적으로 메르캅토 화합물 등의 연쇄이동제를 이용한 텔로머화 반응은 이하의 식을 따라서 반응이 진행하기 때문에, 고분자 말단에 도입되는 단위는 최초의 중합개시제와 연쇄이동제의 몰비가 매우 중요하게 된다.In general, in the telomerization reaction using a chain transfer agent such as a mercapto compound, the reaction proceeds according to the following formula, so that the molar ratio of the first polymerization initiator and the chain transfer agent becomes very important for the unit introduced at the polymer terminal.

Figure 112007060488287-PAT00012
Figure 112007060488287-PAT00012

본 발명에 있어서는 일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제(S)의 비율을 중합개시제(I)보다 많게 함으로써, 산의 작용에 의해 고분자 화합물의 주쇄가 절단되는 구조, 즉 일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제에 의한 구조를 고분자 화합물의 주쇄에 고비율로 도입할 수 있다. 본 발명의 제조방법으로 합성한 고분자 화합물은 첨가 몰비(I/S)가 1.0 이하, 바람직하게는 0.5 이하, 더욱 바람직하게는 0.3 이하이 므로, 얻어진 고분자 화합물의 주쇄 중에 도입되는 일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제에 의한 주쇄 절단 구조의 비율은 첨가 몰비(I/S)가 1.0 보다도 큰 고분자 화합물에 비해서 분명하게 많아진다. 따라서, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 고분자 화합물을 레지스트 조성물로서 사용한 경우에는, 주쇄 절단에 의한 분자량 저하 효과가 보다 크게 발휘되게 되어 노광 영역과 미노광 영역 사이의 용해 콘트라스트가 향상되어, 종래 제품보다도 레지스트 감도를 높일 수 있다. 또한, 고분자 주쇄가 절단되어서 고분자 화합물의 분자 사이즈가 저하함으로써, 현상후의 이물의 저감이나 노광부와 미노광부 경계면에 있어서의 레지스트 패턴의 평탄화에 의한 패턴붕괴의 개선 효과를 보다 현저히 발휘할 수 있다.In the present invention, the ratio of the chain transfer agent (S) represented by the general formula (1) is greater than that of the polymerization initiator (I), whereby the main chain of the polymer compound is cleaved by the action of an acid, that is, the general formula (1). The structure by the displayed chain transfer agent can be introduced into the main chain of the high molecular compound at a high ratio. The polymer compound synthesized by the production method of the present invention has an addition molar ratio (I / S) of 1.0 or less, preferably 0.5 or less, more preferably 0.3 or less, and is represented by the general formula (1) introduced into the main chain of the obtained polymer compound. The ratio of the main chain cleavage structure by the displayed chain transfer agent is clearly increased compared to the high molecular compound in which the added molar ratio (I / S) is larger than 1.0. Therefore, when the polymer compound produced by the production method of the present invention is used as a resist composition, the effect of lowering the molecular weight due to main chain cleavage is more exhibited, so that the contrast of dissolution between the exposed and unexposed regions is improved. In addition, the resist sensitivity can be increased. In addition, since the polymer main chain is cleaved and the molecular size of the polymer compound decreases, the effect of improving the pattern collapse due to the reduction of foreign substances after development and the planarization of the resist pattern on the exposed and unexposed portions interfaces can be more remarkably exhibited.

일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제의 사용량은 에틸렌성 이중결합을 갖는 중합성 화합물(모노머)의 전체 몰수에 대하여, 보통 0.1~50몰%, 바람직하게는 1~30몰%, 특히 바람직하게는 2.5~10몰%의 범위에서 사용된다. 일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제의 첨가량이 많을 수록 고분자 화합물 중의 일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제에 의한 구조의 함유량이 많아지지만, 얻어지는 고분자 화합물의 분자량이 작아지므로, 레지스트 조성물로서 본 발명의 고분자 화합물을 사용할 때에는 상기범위의 첨가량이 바람직하다. 또한, 중합개시제는 중합반응에 사용하는 원료 모노머나, 연쇄이동제의 종류, 양 및 중합온도나 중합용매 등의 중합조건에 따라 다르기 때문에 일률적으로 규정할 수는 없지만, 상기 첨가 몰비(I/S)를 충족시키는 점에서, 연쇄이동제 1몰에 대하여 0.1~100몰%(첨가 몰비(I/S)로 나타내면 0.001~1.0), 바람직하게는 1~50몰%(첨가 몰비(I/S)로 나타내면 0.01~0.5), 더욱 바 람직하게는 10~30몰%(첨가 몰비(I/S)로 나타내면 0.1~0.3)의 범위에서 선택된다.The amount of the chain transfer agent represented by the general formula (1) is usually 0.1 to 50 mol%, preferably 1 to 30 mol%, particularly preferably based on the total number of moles of the polymerizable compound (monomer) having an ethylenic double bond. Is used in the range of 2.5 to 10 mol%. Although the content of the structure by the chain transfer agent represented by General formula (1) in a high molecular compound increases, so that the addition amount of the chain transfer agent represented by General formula (1) increases, since the molecular weight of the obtained high molecular compound becomes small, it is considered as a resist composition. When using the high molecular compound of this invention, the addition amount of the said range is preferable. In addition, the polymerization initiator may not be uniformly defined because it varies depending on the raw material monomer used in the polymerization reaction, the type and amount of the chain transfer agent, and the polymerization conditions such as the polymerization temperature or the polymerization solvent, but the addition molar ratio (I / S) In terms of satisfying the above, 0.1 to 100 mol% (0.001 to 1.0 in terms of the added molar ratio (I / S)) to 1 mol of the chain transfer agent, preferably 1 to 50 mol% (in terms of the added molar ratio (I / S)). 0.01 to 0.5), more preferably 10 to 30 mol% (0.1 to 0.3, expressed as an added molar ratio (I / S)).

고분자 화합물A high molecular compound

본 발명의 고분자 화합물을 제조할 때에 사용하는 원료 모노머로는 반응적으로는 에틸렌성 이중결합을 갖는 중합성 화합물(모노머)이면 특별히 한정하지 않지만, 고분자 화합물은 산의 작용에 의해 산해리성 보호기가 해리되어, 알칼리 현상액에 대한 용해도가 증대하는 포지티브 감광성 수지인 것이 바람직하고, 그것을 위해서는 적어도 산의 작용에 의해 해리되어 알칼리 현상액에 대한 용해도가 증대하는 구조를 갖는 구성단위(A)를 갖는 것이 바람직하다.Although it will not specifically limit if it is a polymeric compound (monomer) which has an ethylenic double bond reactively as a raw material monomer used when manufacturing the high molecular compound of this invention, A high molecular compound dissociates an acid dissociable protecting group by the action of an acid. It is preferable that it is a positive photosensitive resin which increases the solubility to alkaline developing solution, and for that purpose, it is preferable to have structural unit (A) which has a structure which dissociates by the action of an acid at least, and increases solubility to alkaline developing solution.

산의 작용에 의해 해리되어 알칼리 현상액에 대한 용해도가 증대하는 구조를 갖는 구성단위(A)는 종래부터 레지스트로서 일반적으로 사용되고 있는 구조를 의미하고, 산에 의해 해리되어 알칼리 현상액에 대한 용해도가 증대하는 구조를 갖는 모노머를 중합시키거나, 알칼리 가용성 구조를 갖는 모노머를 중합시킨 후, 알칼리 가용성기를 산해리성기로 보호함으로써 얻을 수 있다.The structural unit (A) having a structure that is dissociated by the action of an acid to increase its solubility in an alkaline developer means a structure that has been generally used as a resist in the past. It can obtain by superposing | polymerizing the monomer which has a structure, or polymerizing the monomer which has an alkali-soluble structure, and protecting an alkali-soluble group by an acid dissociable group.

산의 작용에 의해 해리되어 알칼리 현상액에 대한 용해도가 증대하는 구조를 갖는 구성단위(A)로는 하기 일반식(pI)~일반식(pV)으로 표시되는 지환식 탄화수소를 포함하는 부분구조를 갖는 구성단위 및 하기 일반식(II-AB)으로 표시되는 구성단위의 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.As a structural unit (A) which has a structure which dissociates by the action of an acid, and the solubility to an alkali developing solution increases, the structure which has a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the following general formula (pI)-general formula (pV) It is preferable that it is at least 1 sort (s) chosen from the group of a unit and the structural unit represented by the following general formula (II-AB).

Figure 112007060488287-PAT00013
Figure 112007060488287-PAT00013

일반식(pI)~(pV) 중, In general formula (pI)-(pV),

R11은 알킬기를 나타낸다..R 11 represents an alkyl group.

Z는 탄소원자와 함께 시클로알킬기를 형성하는 데에 필요한 원자단을 나타낸다.Z represents an atomic group necessary to form a cycloalkyl group with a carbon atom.

R12~R16은 각각 독립적으로 알킬기 또는 시클로알킬기를 나타낸다.R 12 to R 16 each independently represent an alkyl group or a cycloalkyl group.

R17~R21은 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기 또는 시클로알킬기를 나타낸다.R 17 to R 21 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group.

R22~R25는 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기 또는 시클로알킬기를 나타낸다.R 22 to R 25 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group.

R23과 R24는 서로 결합하여 환을 형성해도 좋다.R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

Figure 112007060488287-PAT00014
Figure 112007060488287-PAT00014

일반식(II-AB) 중, In general formula (II-AB),

R11' 및 R12'는 각각 독립적으로 수소원자, 시아노기, 할로겐원자 또는 알킬 기를 나타낸다.R 11 ′ and R 12 ′ each independently represent a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom or an alkyl group.

Z'는 결합한 2개의 탄소원자(C-C)를 포함하는, 지환식 구조를 형성하기 위한 원자단을 나타낸다.Z 'represents an atomic group for forming an alicyclic structure containing two bonded carbon atoms (C-C).

상기 일반식(II-AB)은 하기 일반식(II-AB1) 또는 일반식(II-AB2)인 것이 바람직하다.It is preferable that the said general formula (II-AB) is the following general formula (II-AB1) or general formula (II-AB2).

Figure 112007060488287-PAT00015
Figure 112007060488287-PAT00015

일반식(II-AB1) 및 (II-AB2) 중, In formulas (II-AB1) and (II-AB2),

R13'~R16'는 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐원자, 시아노기, -COOH, -COOR5, 산의 작용에 의해 분해되는 기, -C(=O)-X-A'-R17', 알킬기 또는 시클로알킬기를 나타낸다. R13'~R16'중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 좋다.R 13 'to R 16 ' are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, -COOH, -COOR 5 , a group decomposed by the action of an acid, -C (= O) -X-A'-R 17 ', An alkyl group or a cycloalkyl group. At least two of R 13 ′ and R 16 ′ may be bonded to each other to form a ring.

여기에서, R5는 알킬기, 시클로알킬기 또는 락톤 구조를 갖는 기를 나타낸다.Here, R 5 represents a group having an alkyl group, a cycloalkyl group or a lactone structure.

X는 산소원자, 황원자, -NH-, -NHSO2- 또는 -NHSO2NH-를 나타낸다.X represents an oxygen atom, a sulfur atom, -NH-, -NHSO 2 -or -NHSO 2 NH-.

A'는 단일결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다.A 'represents a single bond or a bivalent coupling group.

R17'는 -COOH, -COOR5, -CN, 히드록시기, 알콕시기, -CO-NH-R6, -CO-NH-SO2-R6 또는 락톤 구조를 갖는 기를 나타낸다.R 17 ′ represents a group having a —COOH, —COOR 5 , —CN, a hydroxyl group, an alkoxy group, —CO—NH—R 6 , —CO—NH—SO 2 —R 6, or a lactone structure.

R6은 알킬기 또는 시클로알킬기를 나타낸다.R 6 represents an alkyl group or a cycloalkyl group.

n은 0 또는 1을 나타낸다.n represents 0 or 1.

일반식(pI)~(pV)에 있어서, R11~R25에 있어서의 알킬기로는 1~4개의 탄소원자를 갖는 직쇄상 또는 분기상 알킬기가 바람직하다.In general formula (pI)-(pV), as an alkyl group in R <11> -R <25> , a linear or branched alkyl group which has 1-4 carbon atoms is preferable.

R12~R25에 있어서의 시클로알킬기 또는 Z와 탄소원자가 형성하는 시클로알킬기는 단환식이어도, 다환식이어도 좋다. 구체적으로는, 탄소수 5개 이상의 모노시클로, 비시클로, 트리시클로, 테트라시클로 구조 등을 갖는 기를 열거할 수 있다. 그 탄소수는 6~30개가 바람직하고, 특히 탄소수 7~25개가 바람직하다.The cycloalkyl group in R 12 to R 25 or the cycloalkyl group formed by Z and a carbon atom may be monocyclic or polycyclic. Specifically, the group which has a C5 or more monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure, etc. can be mentioned. 6-30 are preferable and, as for the carbon number, 7-25 are especially preferable.

바람직한 시클로알킬기로는 아다만틸기, 노르아다만틸기, 데칼린잔기, 트리시클로데카닐기, 테트라시클로도데카닐기, 노르보르닐기, 세드롤기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 시클로데카닐기, 시클로도데카닐기 등을 열거할 수 있다. 보다 바람직하게는 아다만틸기, 노르보르닐기, 시클로헥실기, 시클로펜틸기, 테트라시클로도데카닐기, 트리시클로데카닐기를 열거할 수 있다.Preferred cycloalkyl groups are adamantyl, noadamantyl, decalinane, tricyclodecanyl, tetracyclododecanyl, norbornyl, cedrol, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and cyclooctyl , Cyclodecanyl group, cyclododecanyl group and the like. More preferably, an adamantyl group, norbornyl group, a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, a tetracyclo dodecanyl group, and a tricyclo decanyl group can be mentioned.

상기 알킬기, 시클로알킬기는 치환기를 갖고 있어도 좋다.The alkyl group and cycloalkyl group may have a substituent.

알킬기, 시클로알킬기의 치환기로는 알킬기(탄소수 1~4개), 할로겐원자, 히드록시기, 알콕시기(탄소수 1~4개), 카르복실기, 알콕시카르보닐기(탄소수 2~6개)가 열거된다. 상기 알킬기, 알콕시기, 알콕시카르보닐기 등이 더 갖고 있어도 좋은 치환기로는 히드록시기, 할로겐원자, 알콕시기를 열거할 수 있다.Examples of the substituent for the alkyl group and the cycloalkyl group include an alkyl group (1 to 4 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group (1 to 4 carbon atoms), a carboxyl group and an alkoxycarbonyl group (2 to 6 carbon atoms). Examples of the substituent which the alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group and the like may further have include a hydroxy group, a halogen atom and an alkoxy group.

일반식(pI)~(pV)에 있어서, R11, 또는 R12~R14 중의 적어도 1개, 또는 R16, 또는 R19 및 R21 중의 적어도 1개, 또는 R22 및 R25 중의 적어도 1개가 메틸기인 것이 바람직하다.In formulas (pI) to (pV), at least one of R 11 or R 12 to R 14 , or at least one of R 16 , or R 19 and R 21 , or at least one of R 22 and R 25 . It is preferable that dog is a methyl group.

상기 수지에 있어서의 일반식(pI)~(pV)으로 표시되는 구조는 알칼리 가용성기의 보호에 사용될 수 있다. 알칼리 가용성기로는 본 기술분야에 있어서 공지된 각종의 기가 열거된다. The structure represented by general formula (pI)-(pV) in the said resin can be used for protection of alkali-soluble group. Alkali soluble groups include various groups known in the art.

구체적으로는, 카르복실산기, 술폰산기, 페놀기, 티올기의 수소원자가 일반식(pI)~(pV)으로 표시되는 구조로 치환된 구조 등이 열거되고, 바람직하게는 카르복실산기, 술폰산기의 수소원자가 일반식(pI)~(pV)으로 표시되는 구조로 치환된 구조이다.Specifically, the structure in which the hydrogen atom of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phenol group, and a thiol group was substituted by the structure represented by general formula (pI)-(pV), etc. are mentioned, Preferably a carboxylic acid group and a sulfonic acid group are mentioned. The hydrogen atom of is a structure substituted by the structure represented by general formula (pI)-(pV).

일반식(pI)~(pV)으로 표시되는 구조로 보호된 알칼리 가용성기를 갖는 구성단위로는 하기 일반식(pA-A)으로 표시되는 구성단위가 바람직하다.As a structural unit which has alkali-soluble group protected by the structure represented by general formula (pI)-(pV), the structural unit represented by the following general formula (pA-A) is preferable.

Figure 112007060488287-PAT00016
Figure 112007060488287-PAT00016

일반식(PA-A) 중, In general formula (PA-A),

R은 수소원자, 할로겐원자 또는 1~4개의 탄소원자를 갖는 직쇄상 또는 분기 상의 알킬기를 나타낸다. 복수의 R은 각각 동일하거나 달라도 좋다.R represents a hydrogen atom, a halogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A plurality of Rs may be the same or different, respectively.

A는 단일결합, 알킬렌기, 에테르기, 티오에테르기, 카르보닐기, 에스테르기, 아미드기, 술폰아미도기, 우레탄기, 또는 우레아기로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2개 이상의 기의 조합을 나타낸다. 바람직하게는 단일결합이다.A represents a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamido group, a urethane group, or a combination of two or more groups selected from the group consisting of urea groups. Preferably it is a single bond.

Rp1은 상기 일반식(pI)~(pV)중 어느 하나의 기를 나타낸다.Rp 1 represents any one of the general formulas (pI) to (pV).

일반식(pA-A)으로 표시되는 구성단위는 바람직하게는 2-알킬-2-아단틸 (메타)아크릴레이트, 디알킬(1-아단틸)메틸 (메타)아크릴레이트에 의한 구성단위이다.The structural unit represented by general formula (pA-A) is preferably a structural unit with 2-alkyl-2-adanthyl (meth) acrylate and dialkyl (1-adanthyl) methyl (meth) acrylate.

이하, 일반식(PA-A)으로 표시되는 구성단위의 구체예를 나타내지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although the specific example of the structural unit represented by general formula (PA-A) is shown, this invention is not limited to this.

(식중 Rx는 H, CH3, CF3, CH20H, Rxa, Rxb는 각각 탄소수 1~4개의 알킬기)(Wherein Rx is H, CH 3 , CF 3 , CH 2 0H, Rxa, Rxb are each an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)

Figure 112007060488287-PAT00017
Figure 112007060488287-PAT00017

상기 일반식(II-AB)에 있어서의, R11' 및 R12'의 할로겐원자로는 염소원자, 브롬원자, 불소원자, 요오드원자 등을 열거할 수 있다.Examples of the halogen atoms of R 11 ′ and R 12 ′ in the general formula (II-AB) include chlorine, bromine, fluorine and iodine atoms.

R11' 및 R12'에 있어서의 알킬기로는 탄소수 1~10개의 직쇄상 또는 분기상 알 킬기가 열거된다.Examples of the alkyl group in R 11 ′ and R 12 ′ include linear or branched alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms.

Z'의 지환식 구조를 형성하기 위한 원자단은 치환기를 갖고 있어도 좋은 지환식 탄화수소의 구성단위를 수지에 형성하는 원자단이며, 그 중에서도 가교식의 지환식 탄화수소의 구성단위를 형성하는 가교식의 지환식 구조를 형성하기 위한 원자단이 바람직하다.The atomic group for forming the Z 'alicyclic structure is an atomic group for forming a structural unit of the alicyclic hydrocarbon which may have a substituent in the resin, and among these, a crosslinked alicyclic type forming the structural unit of the crosslinked alicyclic hydrocarbon. Atom groups for forming the structure are preferred.

형성되는 지환식 탄화수소의 골격으로는 일반식(pI)~(pVI)에 있어서의 R12~R25의 시클로알킬기와 동일한 것이 열거된다.As a skeleton of the alicyclic hydrocarbon formed, the thing similar to the cycloalkyl group of R <12> -R <25> in general formula (pI)-(pVI) is mentioned.

상기 지환식 탄화수소의 골격에는 치환기를 갖고 있어도 좋다. 이러한 치환기로는 상기 일반식(II-AB1) 또는 (II-AB2) 중의 R13'~R16'를 열거할 수 있다.The skeleton of the alicyclic hydrocarbon may have a substituent. As such a substituent, R <13> -R <16> in the said general formula (II-AB1) or (II-AB2) can be mentioned.

본 발명에 따른 고분자 화합물에 있어서는, 산의 작용에 의해 분해되는 기는 상기 일반식(pI)~일반식(pV)으로 표시되는 지환식 탄화수소를 포함하는 부분구조를 갖는 구성단위, 일반식(II-AB)으로 표시되는 구성단위, 및 후술의 공중합 성분의 구성단위 중 적어도 1종의 구성단위에 포함될 수 있다.In the polymer compound according to the present invention, the group decomposed by the action of an acid has a structural unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by general formulas (pI) to (pV), and general formula (II- It can be contained in at least 1 structural unit of the structural unit represented by AB), and the structural unit of the copolymerization component mentioned later.

산분해성 구성단위는 1종을 사용해도 좋지만, 산이탈기의 탄소수가 다른 2종 이상의 산분해성 구성단위를 병용하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 해상력, 노광 래티튜드의 밸런스가 양호해진다.Although one type may be used for an acid-decomposable structural unit, it is preferable to use together 2 or more types of acid-decomposable structural units from which the carbon number of an acid leaving group differs. As a result, the balance between resolution and exposure latitude becomes good.

일반식(II-AB1) 또는 일반식(II-AB2)에 있어서의 R13'~R16'의 각종 치환기는 상기 일반식(II-AB)에 있어서의 지환식 구조를 형성하기 위한 원자단 또는 가교식의 지환식 구조를 형성하기 위한 원자단 Z의 치환기로도 될 수 있다.Various substituents of R 13 'to R 16 ' in the general formula (II-AB1) or the general formula (II-AB2) are atomic groups or crosslinks for forming the alicyclic structure in the general formula (II-AB). It may also be a substituent of the atomic group Z to form an alicyclic structure of the formula.

일반식(II-AB1) 또는 일반식(II-AB2)으로 표시되는 구성단위로서 하기 구체예가 열거되지만, 본 발명은 이들 구체예에 한정되지 않는다.Although the following specific examples are listed as a structural unit represented by general formula (II-AB1) or general formula (II-AB2), this invention is not limited to these specific examples.

Figure 112007060488287-PAT00018
Figure 112007060488287-PAT00018

구성단위(A)로는 단환의 지환식 탄화수소기를 갖는 구성단위가 바람직하다.As the structural unit (A), a structural unit having a monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferable.

또한, 본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 고분자 화합물은 락톤기를 갖는 것이 바람직하다. 락톤기로는 락톤 구조를 함유하고 있으면 어느 기라도 사용할 수 있지만, 바람직하게는 5~7원환 락톤 구조를 함유하는 기이고, 5~7원환 락톤 구조에 비시클로구조, 스피로 구조를 형성하는 형태로 다른 환구조가 축환하여 있는 것이 바람직하다. 하기 일반식(LC1-1)~(LC1-16)중 어느 하나로 표시되는 락톤 구조를 갖는 기를 갖는 구성단위를 가지는 것이 보다 바람직하다. 또한, 락톤 구조를 갖는 기가 주쇄에 직접 결합하여 있어도 좋다. 바람직한 락톤 구조로는 (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), (LC1-14)이고, 특정 락톤 구조를 사용함으로써 선가장자리 조도 및 현상결함이 양호하게 된다.Moreover, it is preferable that the high molecular compound manufactured by the manufacturing method of this invention has a lactone group. Although any group can be used as long as it contains a lactone structure, Preferably it is a group containing a 5-7 member cyclic lactone structure, and is different in the form which forms a bicyclo structure and a spiro structure with a 5-7 member cyclic lactone structure. It is preferable that the ring structure is condensed. It is more preferable to have a structural unit which has group which has a lactone structure represented by either of following general formula (LC1-1)-(LC1-16). In addition, the group having a lactone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred lactone structures are (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), (LC1-14), and the front edge is obtained by using a specific lactone structure. Roughness and development defects become good.

Figure 112007060488287-PAT00019
Figure 112007060488287-PAT00019

락톤 구조 부분은 치환기(Rb2)를 갖고 있어도 갖고 있지 않아도 좋다. 바람직한 치환기(Rb2)로는 탄소수 1~8개의 알킬기, 탄소수 4~7개의 시클로알킬기, 탄소수 1~8개의 알콕시기, 탄소수 1~8개의 알콕시카르보닐기, 카르복실기, 할로겐원자, 히드록시기, 시아노기, 산분해성기 등이 열거된다. n2는 0~4의 정수를 나타낸다. n2가 2 이상일 때, 복수 존재하는 (Rb2)은 동일하거나 달라도 좋고, 또한 복수 존재하는 (Rb2) 상호간 결합하여 환을 형성해도 좋다.The lactone structure portion may or may not have a substituent (Rb 2 ). Preferred substituents (Rb 2 ) include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms, a carboxyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, and an acid decomposition. Genitals and the like. n2 represents the integer of 0-4. when n2 is 2 or more, multiple presence (Rb 2) is which may be the same or different to, or may form a ring by combining each other to present a plurality (Rb 2).

일반식(LC1-l)~(LC1-16) 중 어느 하나로 표시되는 락톤 구조를 갖는 기를 가지는 구성단위로는 상기 일반식(II-AB1) 또는 (II-AB2) 중의 R13'~R16' 중 적어도 1개가 일반식(LC1-1)~(LC1-16)으로 표시되는 기를 갖는 것(예컨대, -COOR5의 R5이 일반식(LC1-1)~(LC1-16)으로 표시되는 기를 나타냄), 또는 하기 일반식(AI)으로 표시되는 구성단위 등을 열거할 수 있다.Examples of the structural unit having a group having a lactone structure represented by any one of General Formulas (LC1-l) to (LC1-16) include R 13 'to R 16 ' in General Formula (II-AB1) or (II-AB2). At least one of which has a group represented by formulas (LC1-1) to (LC1-16) (for example, a group in which R 5 of -COOR 5 is represented by formulas (LC1-1) to (LC1-16) Or a structural unit represented by the following general formula (AI).

Figure 112007060488287-PAT00020
Figure 112007060488287-PAT00020

일반식(AI) 중, In general formula (AI),

Rb0는 수소원자, 할로겐원자 또는 탄소수 1~4개의 알킬기를 나타낸다. Rb0의 알킬기가 가져도 좋은 바람직한 치환기로는 히드록시기 및 할로겐원자가 열거된다. Rb0의 할로겐원자로는 불소원자, 염소원자, 브롬원자, 요오드원자를 열거할 수 있다. Rb0는 수소원자 또는 메틸기가 바람직하다.Rb 0 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Preferred substituents which may have an alkyl group of Rb 0 include hydroxy groups and halogen atoms. Examples of the halogen atom for Rb 0 include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms. Rb 0 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

Ab는 단일결합, 알킬렌기, 단환 또는 다환의 지환식 탄화수소 구조를 갖는 2가의 연결기, 에테르기, 에스테르기, 카르보닐기, 또는 이것들을 조합시킨 2가의 기를 나타낸다. 바람직하게는 단일결합, -Ab1-CO2-로 표시되는 연결기이다. Ab1은 직쇄상 또는 분기상 알킬렌기 또는 단환 또는 다환의 시클로알킬렌기를 나타내고, 바람직하게는 메틸렌기, 에틸렌기, 시클로헥실렌기, 아단틸렌기, 노르보르닐렌기이다.Ab represents a divalent linking group, ether group, ester group, carbonyl group, or a divalent group combining these having a single bond, an alkylene group, a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure. It is preferably a single bond, a linking group represented by -Ab 1 -CO 2- . Ab 1 represents a linear or branched alkylene group or a monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, and is preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexylene group, an ardanylene group or a norbornylene group.

V는 일반식(LC1-1)~(LCl-16) 중 어느 하나로 표시되는 구조를 갖는 기를 나타낸다.V represents a group having a structure represented by any one of General Formulas (LC1-1) to (LCl-16).

락톤 구조를 갖는 구성단위는 보통 광학이성체가 존재하지만, 어느 광학이성체를 사용해도 좋다. 또한, 1종의 광학이성체를 단독으로 사용해도, 복수의 광학이성체를 혼합해서 사용해도 좋다. 1종의 광학이성체를 주로 사용할 경우, 그 광학순도(ee)가 90 이상의 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 95 이상이다.The structural unit having a lactone structure usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used. Moreover, 1 type of optical isomers may be used individually, or several optical isomers may be mixed and used. When mainly using one type of optical isomer, the optical purity (ee) is preferably 90 or more, more preferably 95 or more.

락톤 구조를 갖는 구성단위의 함유량은 폴리머 중의 전체 구성단위에 대하여 15~60몰%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20~50몰%, 더욱 바람직하게는 30~50몰%이다.As for content of the structural unit which has a lactone structure, 15-60 mol% is preferable with respect to the whole structural unit in a polymer, More preferably, it is 20-50 mol%, More preferably, it is 30-50 mol%.

락톤 구조를 갖는 기를 갖는 구성단위의 구체예를 이하에 열거하지만, 본 발명은 이것들에 한정되지 않는다.Although the specific example of the structural unit which has group which has a lactone structure is listed below, this invention is not limited to these.

(식중, Rx는 H, CH3, CH20H 또는 CF3)Wherein R x is H, CH 3 , CH 2 0H or CF 3

Figure 112007060488287-PAT00021
Figure 112007060488287-PAT00021

(식중, Rx는 H, CH3, CH20H 또는 CF3) Wherein R x is H, CH 3 , CH 2 0H or CF 3

Figure 112007060488287-PAT00022
Figure 112007060488287-PAT00022

(식중, Rx는 H, CH3, CH20H 또는 CF3) Wherein R x is H, CH 3 , CH 2 0H or CF 3

Figure 112007060488287-PAT00023
Figure 112007060488287-PAT00023

특히 바람직한 락톤기를 갖는 구성단위로는 하기의 구성단위가 열거된다. 최적의 락톤 구조를 선택함으로써, 패턴 프로파일, 소밀 의존성이 양호해진다.The following structural unit is mentioned as a structural unit which has especially preferable lactone group. By selecting the optimal lactone structure, the pattern profile and the roughness dependency become good.

(식중 Rx는 H, CH3, CH20H, 또는 CF3)Wherein R x is H, CH 3 , CH 2 0H, or CF 3

Figure 112007060488287-PAT00024
Figure 112007060488287-PAT00024

또한, 본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 고분자 화합물은 극성기로 치환된 지환식 탄화수소 구조를 갖는 구성단위를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해 기판 밀착성, 현상액 친화성이 향상된다. 극성기로 치환된 지환식 탄화수소 구조의 지환식 탄화수소 구조로는 아단틸기, 디아단틸기, 노르보르난기가 바람직하다. 극성기로는 히드록시기, 시아노기가 바람직하다. 바람직한 극성기로 치환된 지환식 탄화수소 구조로는 하기 일반식(VIIa)~(VIId)으로 표시되는 부분구조가 바람직하다.Moreover, it is preferable that the high molecular compound manufactured by the manufacturing method of this invention has a structural unit which has an alicyclic hydrocarbon structure substituted by the polar group. This improves the substrate adhesion and the developer affinity. As an alicyclic hydrocarbon structure of the alicyclic hydrocarbon structure substituted by the polar group, an adanthyl group, a diadanthyl group, and a norbornane group are preferable. As a polar group, a hydroxyl group and a cyano group are preferable. As an alicyclic hydrocarbon structure substituted by the preferable polar group, the partial structure represented by the following general formula (VIIa)-(VIId) is preferable.

Figure 112007060488287-PAT00025
Figure 112007060488287-PAT00025

일반식(VIIa)~(VIIc) 중, In general formula (VIIa)-(VIIc),

R2c~R4c는 각각 독립적으로 수소원자, 히드록시기 또는 시아노기를 나타낸다. 단, R2c~R4c 중 적어도 1개는 히드록시기 또는 시아노기를 나타낸다. 바람직하게는 R2c~R4c 중 1개 또는 2개가 히드록시기이고 나머지가 수소원자이다. 일반식(VIIa)에 있어서, 더욱 바람직하게는 R2c~R4c 중 2개가 히드록시기이고 나머지가 수소원자이다.R 2c to R 4c each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group or a cyano group. Provided that at least one of R 2c to R 4c represents a hydroxy group or a cyano group. Preferably, one or two of R 2c to R 4c are hydroxy groups and the rest are hydrogen atoms. In general formula (VIIa), More preferably, two of R <2c> -R <4c> are a hydroxyl group, and the remainder is a hydrogen atom.

일반식(VIIa)~(VIId)으로 표시되는 기를 갖는 구성단위로는 상기 일반식(II-AB1) 또는 (II-AB) 2중의 R13'~R16'중 적어도 1개가 일반식(VIIa)~(VIId)으로 표시되는 기를 갖는 것(예컨대 -COOR5의 R5가 일반식(VIIa)~(VIId)으로 표시되는 기를 나타냄), 또는 하기 일반식(AIIa)~(AIId)으로 표시되는 구성단위 등을 열거할 수 있다.Formula (VIIa) ~ as a structural unit having a group represented by (VIId) is the formula (II-AB1) or (II-AB) R 13 ' ~ R 16' , at least one is the general formula of the 2 (VIIa) Having a group represented by-(VIId) (for example, R 5 of -COOR 5 represents a group represented by general formulas (VIIa) to (VIId)), or a structure represented by the following general formulas (AIIa) to (AIId) The unit etc. can be enumerated.

Figure 112007060488287-PAT00026
Figure 112007060488287-PAT00026

일반식(AIIa)~(AIId) 중, In general formula (AIIa)-(AIId),

R1c는 수소원자, 메틸기, 트리플루오로메틸기 또는 히드록시메틸기를 나타낸다.R 1 c represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.

R2c~R4c는 각각 독립적으로 수소원자, 히드록시기 또는 시아노기를 나타낸다. 단, R2c~R4c 중 적어도 1개는 히드록시기 또는 시아노기를 나타낸다. R2c~R4c는 일반식(VIIa)~(VIIc)에 있어서의 R2c~R4c와 동일하다.R 2 c to R 4 c each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group or a cyano group. Provided that at least one of R 2 c to R 4 c represents a hydroxy group or a cyano group. R 2 c ~ R 4 c are the same as R 2 c ~ c R 4 in the formula (VIIa) ~ (VIIc).

극성기로 치환된 지환식 탄화수소 구조를 갖는 구성단위의 함유량은 폴리머 중의 전체 구성단위에 대하여 5~40몰%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5~30몰%, 더욱 바람직하게는 10~25몰%이다.As for content of the structural unit which has an alicyclic hydrocarbon structure substituted by a polar group, 5-40 mol% is preferable with respect to the whole structural unit in a polymer, More preferably, it is 5-30 mol%, More preferably, it is 10-25 mol% to be.

일반식(AIIa)~(AIIb)으로 표시되는 구조를 갖는 구성단위의 구체예를 이하에 열거하지만, 본 발명은 이것들에 한정되지 않는다.Although the specific example of the structural unit which has a structure represented by general formula (AIIa)-(AIIb) is enumerated below, this invention is not limited to these.

Figure 112007060488287-PAT00027
Figure 112007060488287-PAT00027

본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 고분자 화합물은 하기 일반식(VIII)으로 표시되는 구성단위를 가져도 좋다.The high molecular compound manufactured by the manufacturing method of this invention may have a structural unit represented with the following general formula (VIII).

Figure 112007060488287-PAT00028
Figure 112007060488287-PAT00028

일반식(VIII)에 있어서, In general formula (VIII),

Z2는 -O- 또는 -N(R41)-을 나타낸다. R41은 수소원자, 히드록시기, 알킬기 또는 -OSO2-R42를 나타낸다. R42는 알킬기, 시클로알킬기 또는 캠포잔기를 나타낸다. R41 및 R42의 알킬기는 할로겐원자(바람직하게는 불소원자) 등으로 치환되어 있어도 좋다.Z 2 represents -O- or -N (R 41 )-. R 41 represents a hydrogen atom, a hydroxy group, an alkyl group or -OSO 2 -R 42 . R 42 represents an alkyl group, a cycloalkyl group or a camphorzan group. The alkyl group of R 41 and R 42 may be substituted with a halogen atom (preferably a fluorine atom) or the like.

일반식(VIII)으로 표시되는 구성단위로서 이하의 구체예가 열거되지만, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다.Although the following specific examples are listed as a structural unit represented by general formula (VIII), this invention is not limited to this.

Figure 112007060488287-PAT00029
Figure 112007060488287-PAT00029

본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 고분자 화합물은 알칼리 가용성기를 갖는 구성단위를 가지는 것이 바람직하다. 알칼리 가용성기로는 카르복실기, 술폰아미도기, 술포닐이미도기, 비스술포닐이미도기, α위치가 전자흡인성기로 치환된 지방족 알콜(바람직하게는 하기 일반식(F1)으로 표시되는 구조)이 열거되고, 카르복실기, 술폰아미도기를 갖는 구성단위를 갖는 것이 보다 바람직하다.It is preferable that the high molecular compound manufactured by the manufacturing method of this invention has a structural unit which has alkali-soluble group. Examples of the alkali-soluble group include a carboxyl group, a sulfonamido group, a sulfonylimido group, a bissulfonylimido group, and an aliphatic alcohol having a α-position substituted with an electron-withdrawing group (preferably represented by the following general formula (F1)). It is more preferable to have a structural unit which has a carboxyl group and a sulfonamido group.

Figure 112007060488287-PAT00030
Figure 112007060488287-PAT00030

일반식(F1) 중,In general formula (F1),

R50~R55는 각각 독립적으로 수소원자, 불소원자 또는 알킬기를 나타낸다. 단 R50~R55 중 적어도 하나는 불소원자 또는 적어도 하나의 수소원자가 불소원자로 치환된 알킬기를 나타낸다. R50~R55의 모두가 불소원자인 것이 바람직하다.R 50 to R 55 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. Provided that at least one of R 50 to R 55 represents an alkyl group in which a fluorine atom or at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. It is preferable that all of R 50 to R 55 are fluorine atoms.

알칼리 가용성기를 갖는 구성단위를 가짐으로써 컨택트홀 용도에서의 해상성 이 증가한다. 알칼리 가용성기를 갖는 구성단위로는 아크릴산, 메타크릴산에 의한 구성단위와 같은 수지의 주쇄에 직접 알칼리 가용성기가 결합하여 있는 구성단위, 또는 연결기를 통해서 수지의 주쇄에 알칼리 가용성기가 결합하여 있는 구성단위, 또한 알칼리 가용성기를 갖는 중합개시제나 연쇄이동제를 중합시에 사용해서 폴리머쇄의 말단에 도입의 모두가 바람직하고, 연결기는 단환 또는 다환의 환상 탄화수소 구조를 갖고 있어도 좋다. 특히 바람직하게는 아크릴산, 메타크릴산에 의한 구성단위이다.Having a structural unit with an alkali soluble group increases the resolution in contact hole applications. Examples of the structural unit having an alkali-soluble group include a structural unit in which an alkali-soluble group is directly bonded to the main chain of the resin, such as acrylic acid or methacrylic acid, or a structural unit in which an alkali-soluble group is bonded to the main chain of the resin through a linking group. Moreover, all of the introduction is preferable at the terminal of a polymer chain using the polymerization initiator and chain transfer agent which have alkali-soluble group at the time of superposition | polymerization, and a linking group may have a monocyclic or polycyclic cyclic hydrocarbon structure. Especially preferably, it is a structural unit by acrylic acid and methacrylic acid.

알칼리 가용성기를 갖는 구성단위의 함유량은 폴리머 중의 전체 구성단위에 대하여, 1~20몰%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3~15몰%, 더욱 바람직하게는 5~10몰%이다.As for content of the structural unit which has alkali-soluble group, 1-20 mol% is preferable with respect to all the structural units in a polymer, More preferably, it is 3-15 mol%, More preferably, it is 5-10 mol%.

알칼리 가용성기를 갖는 구성단위의 구체예를 이하에 나타내지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.Although the specific example of the structural unit which has alkali-soluble group is shown below, this invention is not limited to this.

(식중, Rx는 H, CH3, CF3, CH20H)(Wherein Rx is H, CH 3 , CF 3 , CH 2 0H)

Figure 112007060488287-PAT00031
Figure 112007060488287-PAT00031

본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 고분자 화합물은 지환식 탄화수소 구조를 더 갖고, 산분해성을 나타내지 않는 구성단위를 더 가져도 좋다. 이것에 의해 액침 노광시에 레지스트막으로부터 액침액으로의 저분자 성분의 용출이 저감될 수 있다. 이러한 구성단위로는, 예컨대 1-아다만틸 (메타)아크릴레이트, 트리시클로데카닐 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트 등이 열거된다.The high molecular compound manufactured by the manufacturing method of this invention may further have a structural unit which has an alicyclic hydrocarbon structure and does not show acid decomposability. This can reduce the elution of the low molecular component from the resist film to the immersion liquid during immersion exposure. As such a structural unit, 1-adamantyl (meth) acrylate, tricyclo decanyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, etc. are mentioned, for example.

본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 고분자 화합물은 상기 반복 구조단위이외에, 드라이에칭 내성이나 표준현상액 적성, 기판밀착성, 레지스트 프로파일, 또 한 레지스트의 일반적인 필요 특성인 해상력, 내열성, 감도 등을 조절할 목적에서 여러가지 반복 구조단위를 가질 수 있다.In addition to the repeating structural unit, the polymer compound prepared by the manufacturing method of the present invention may be used for the purpose of controlling dry etching resistance, standard developer aptitude, substrate adhesion, resist profile, and resolution, heat resistance, sensitivity, etc. which are general necessary characteristics of resist. It can have several repeating structural units.

이러한 반복 구조단위로는 하기 단량체에 해당하는 반복 구조단위를 열거할 수 있지만, 이것들에 한정되는 것은 아니다.Although the repeating structural unit corresponding to the following monomer can be enumerated as such a repeating structural unit, It is not limited to these.

이것에 의해 지환식 탄화수소계 산분해성 수지에 요구되는 성능, 특히 Thereby, the performance required for an alicyclic hydrocarbon type acid-decomposable resin, especially

(1) 도포용제에 대한 용해성, (1) solubility in coating solvents,

(2) 제막성(유리전이점), (2) film forming property (glass transition point),

(3) 알칼리 현상성, (3) alkali developability,

(4) 막박리(친소수성, 알칼리 가용성기 선택), (4) membrane peeling (selection of hydrophilic, alkali-soluble group),

(5) 미노광부의 기판에 대한 밀착성, (5) adhesion to the substrate of the unexposed portion,

(6) 드라이에칭 내성 (6) dry etching resistance

등의 미세 조정이 가능해 진다.Fine adjustment of such a thing becomes possible.

이러한 단량체로서, 예컨대 아크릴산 에스테르류, 메타크릴산 에스테르류, 아크릴아미드류, 메타크릴아미드류, 알릴화합물, 비닐에테르류, 비닐에스테르류 등에서 선택되는 부가 중합성 불포화 결합을 1개 갖는 화합물 등을 열거할 수 있다.Examples of such monomers include compounds having one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, and the like. can do.

그 밖에도, 상기 각종의 반복 구조단위에 해당하는 단량체와 공중합가능한 부가 중합성 불포화 화합물이면 공중합되어 있어도 좋다.In addition, as long as it is an addition polymerizable unsaturated compound copolymerizable with the monomer corresponding to the said various repeating structural units, it may be copolymerized.

본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 고분자 화합물에 있어서, 각 반복 구조단위의 함유 몰비는 레지스트의 드라이에칭 내성이나 표준현상액 적성, 기판밀착성, 레지스트 프로파일, 또한 레지스트의 일반적인 필요성능인 해상력, 내열성, 감 도 등을 조절하기 위해서 적당하게 설정된다.In the polymer compound prepared by the production method of the present invention, the molar ratio of each repeating structural unit is determined by the dry etching resistance of the resist, the standard developer aptitude, the substrate adhesion, the resist profile, and the resolution, heat resistance, and sensitivity, which are general necessary capabilities of the resist. It is appropriately set to adjust the degree and the like.

본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 고분자 화합물의 바람직한 형태로는 이하의 것이 열거된다.The following are mentioned as a preferable aspect of the high molecular compound manufactured by the manufacturing method of this invention.

(1) 상기 일반식(pI)~(pV)으로 표시되는 지환식 탄화수소를 포함하는 부분구조를 갖는 구성단위를 함유하는 것(측쇄형). (1) It contains the structural unit which has a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by said general formula (pI)-(pV) (side chain type).

바람직하게는 (pI)~(pV)의 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트 구성단위를 갖는 것.The thing which has a (meth) acrylate structural unit which has a structure of (pI)-(pV) preferably.

(2) 일반식(II-AB)으로 표시되는 구성단위를 갖는 것(주쇄형).(2) Having a structural unit represented by general formula (II-AB) (backbone type).

단, (2)에 있어서는, 예컨대 이하의 것이 더욱 열거된다.However, in (2), the following are further enumerated, for example.

(3) 일반식(II-AB)으로 표시되는 구성단위, 무수 말레산 유도체에 의한 구성단위 및 (메타)아크릴레이트에 의한 구성단위를 갖는 것(하이브리드형).(3) Having a structural unit represented by general formula (II-AB), a structural unit by maleic anhydride derivative, and a structural unit by (meth) acrylate (hybrid type).

본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 고분자 화합물 중, 산분해성기를 갖는 구성단위의 함유량은 전체 반복 구조단위 중 10~60몰%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 20~50몰%, 더욱 바람직하게는 25~40몰%이다.In the polymer compound produced by the production method of the present invention, the content of the structural unit having an acid-decomposable group is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 20 to 50 mol%, even more preferably in all the repeating structural units. 25-40 mol%.

본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 고분자 화합물 중, 일반식(pI)~(pV)으로 표시되는 지환식 탄화수소를 포함하는 부분구조를 갖는 구성단위의 함유량은 전체 반복 구조단위 중 20~70몰%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 20~50몰%, 더욱 바람직하게는 25~40몰%이다.In the high molecular compound manufactured by the manufacturing method of this invention, content of the structural unit which has a partial structure containing the alicyclic hydrocarbon represented by general formula (pI)-(pV) is 20-70 mol% among all the repeating structural units. It is preferable, More preferably, it is 20-50 mol%, More preferably, it is 25-40 mol%.

본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 고분자 화합물 중, 일반식(II-AB)으로 표시되는 구성단위의 함유량은 전체 반복 구조단위 중 10~60몰%가 바람직하고, 보 다 바람직하게는 15~55몰%, 더욱 바람직하게는 20~50몰%이다.In the polymer compound produced by the production method of the present invention, the content of the structural unit represented by the general formula (II-AB) is preferably 10 to 60 mol% of the total repeating structural units, more preferably 15 to 55 Mol%, More preferably, it is 20-50 mol%.

또한, 상기 공중합 성분의 단량체에 더 기초하여 반복 구조단위의 수지 중의 함유량도 소망한 레지스트의 성능에 따라 적당하게 설정할 수 있지만, 일반적으로 일반식(pI)~(pV)으로 표시되는 지환식 탄화수소를 포함하는 부분구조를 갖는 반복 구조단위와 일반식(II-AB)으로 표시되는 구성단위를 합계한 총 몰수에 대하여 99몰% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 90몰% 이하, 더욱 바람직하게는 80몰% 이하이다.Moreover, although content in resin of a repeating structural unit can also be suitably set according to the performance of a desired resist further based on the monomer of the said copolymerization component, In general, the alicyclic hydrocarbon represented by general formula (pI)-(pV) is used. It is preferably at most 99 mol%, more preferably at most 90 mol%, even more preferably based on the total moles of the total moles of the repeating structural unit having a partial structure and the structural unit represented by the general formula (II-AB). It is 80 mol% or less.

본 발명의 조성물이 ArF 노광용일 때, ArF 광에 대한 투명성의 점으로부터 수지는 방향족기를 갖지 않는 것이 바람직하다.When the composition of this invention is for ArF exposure, it is preferable that resin does not have an aromatic group from the point of transparency to ArF light.

본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 고분자 화합물은 상기 일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제에 의한 하기 일반식(2)으로 표시되는 구성단위를 갖는다.The high molecular compound manufactured by the manufacturing method of this invention has a structural unit represented by following General formula (2) by the chain transfer agent represented by the said General formula (1).

Figure 112007060488287-PAT00032
Figure 112007060488287-PAT00032

일반식(2) 중, In general formula (2),

L은 단일결합 또는 m+1가의 탄화수소기를 나타낸다.L represents a single bond or a m + 1 valent hydrocarbon group.

R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 옥시알킬렌기, 아릴렌기, 2가의 티아졸린환, 2가의 옥사졸린환 및 2가의 이미다졸린환으로 이루어진 군에서 선택되는 2가의 연결기 또는 이들 중의 적어도 2개가 결합한 2가의 연결기 를 나타낸다.R 1 and R 2 are each independently a divalent linking group selected from the group consisting of an alkylene group, a cycloalkylene group, an oxyalkylene group, an arylene group, a divalent thiazolin ring, a divalent oxazoline ring and a divalent imidazoline ring Or the bivalent coupling group which at least 2 of these couple | bonded is shown.

R3 및 R4는 각각 독립적으로 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기 또는 아릴기를 나타낸다.R 3 and R 4 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group.

n은 0 또는 1을 나타낸다. 복수 개의 n은 동일하거나 달라도 좋다.n represents 0 or 1. A plurality of n may be the same or different.

k는 0 또는 1을 나타낸다.k represents 0 or 1.

m은 1~10의 정수를 나타낸다.m represents the integer of 1-10.

R3 및 R4는 인접하는 R1 또는 L과 결합하여 환구조를 형성해도 좋다.R 3 and R 4 may be bonded to adjacent R 1 or L to form a ring structure.

일반식(2)에 있어서의 L, R1, R2, R3, R4, n, k, m은 일반식(1)에 있어서의 L, R1, R2, R3, R4, n, k, m과 동일하다.L, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , n, k, and m in General Formula (2) represent L, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , in General Formula (1). same as n, k, m.

일반식(2)으로 표시되는 구성단위의 함유량은 고분자 화합물 중에 포함되는 구성단위의 총 몰수에 대하여 2.5~10몰%인 것이 바람직하다.It is preferable that content of the structural unit represented by General formula (2) is 2.5-10 mol% with respect to the total mole number of the structural unit contained in a high molecular compound.

본 발명의 고분자 화합물은 산의 작용에 의해 일반식(2)으로 표시되는 구성단위에 있어서 -S-(R2)n-C(=O)-O-기와 -L-(R1)n-C(R3)(R4)-기 사이가 절단되어 분자량이 저하한다.The polymer compound of the present invention is -S- (R 2 ) n -C (= O) -O- group and -L- (R 1 ) n − in the structural unit represented by the formula (2) by the action of an acid. The molecular weight decreases because the C (R 3 ) (R 4 ) -group is cleaved.

본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 고분자 화합물로서 바람직하게는, 구성단위의 모두가 (메타)아크릴레이트계 구성단위로 구성된 것이다. 이 경우, 구성단위의 모두가 메타크릴레이트계 구성단위, 구성단위의 모두가 아크릴레이트계 구성단위, 메타크릴레이트계 구성단위/아크릴레이트계 구성단위 혼합의 어느 것을 사용 할 수 있지만, 아크릴레이트계 구성단위가 전체 구성단위의 50몰% 이하인 것이 바람직하다. As a high molecular compound manufactured by the manufacturing method of this invention, Preferably, all of a structural unit consists of a (meth) acrylate type structural unit. In this case, all of the structural units are methacrylate-based structural units, all of the structural units may be any of an acrylate-based structural unit, a methacrylate-based structural unit / acrylate-based structural unit mixture, but acrylate-based It is preferable that a structural unit is 50 mol% or less of all the structural units.

본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 고분자 화합물로서 보다 바람직하게는, 일반식(2)으로 표시되는 구성단위 2.5~10몰%, 일반식(pI)~(pV)으로 표시되는 지환식 탄화수소를 포함하는 부분구조를 갖는 구성단위 20~50몰%, 락톤 구조를 갖는 구성단위 20~50몰%, 극성기로 치환된 지환식 탄화수소 구조를 갖는 구성단위 5~30몰% 갖는 공중합 폴리머, 또는 그 밖의 구성단위를 0~20몰% 더 갖는 공중합 폴리머이다.As the polymer compound produced by the production method of the present invention, more preferably, 2.5 to 10 mol% of structural units represented by the general formula (2) and alicyclic hydrocarbons represented by the general formulas (pI) to (pV) are included. Copolymer having 20-50 mol% of the structural unit which has a partial structure, 20-50 mol% of the structural unit which has a lactone structure, 5-30 mol% of the structural unit which has an alicyclic hydrocarbon structure substituted by a polar group, or other structure It is a copolymer polymer which has a 0-20 mol% further unit.

특히 바람직한 고분자 화합물로는 일반식(2)으로 표시되는 구성단위 2.5~10몰%, 하기 일반식(ARA-1)~(ARA-5)으로 표시되는 산분해성기를 갖는 구성단위 20~50몰%, 하기 일반식(ARL-1)~(ARL-6)으로 표시되는 락톤기를 갖는 구성단위 20~50몰%, 하기 일반식(ARH-1)~(ARH-3)으로 표시되는 극성기로 치환된 지환식 탄화수소 구조를 갖는 구성단위 5~30몰% 갖는 공중합 폴리머, 더욱이는 카르복실기 또는 일반식(F1)으로 표시되는 구조를 갖는 구성단위, 지환식 탄화수소 구조를 갖고 산분해성을 나타내지 않는 구성단위를 5~20몰% 갖는 공중합 폴리머이다.As a particularly preferable high molecular compound, 20 to 50 mol% of structural units having an acid-decomposable group represented by 2.5 to 10 mol% of structural units represented by the general formula (2) and the following general formulas (ARA-1) to (ARA-5) 20-50 mol% of the structural unit which has a lactone group represented by the following general formula (ARL-1)-(ARL-6), and substituted by the polar group represented by the following general formula (ARH-1)-(ARH-3) Copolymers having 5 to 30 mol% of structural units having an alicyclic hydrocarbon structure, Furthermore, structural units having a carboxyl group or a structure represented by the general formula (F1), and structural units having an alicyclic hydrocarbon structure and not exhibiting acid decomposability. It is a copolymeric polymer which has -20 mol%.

식중, Rxy1은 수소원자 또는 메틸기, Rxa1 및 Rxb1은 각각 독립적으로 메틸기 또는 에틸기를 나타낸다.In the formula, Rxy 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, Rxa 1 and Rxb 1 each independently represent a methyl group or an ethyl group.

Figure 112007060488287-PAT00033
Figure 112007060488287-PAT00033

Figure 112007060488287-PAT00034
Figure 112007060488287-PAT00034

본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 고분자 화합물은 상기 일반식(2)으로 표시되는 구성단위에 있어서, R3 및 R4 중 적어도 하나가 탄소수 2개 이상의 알킬기인 구성단위를 갖는 것이 바람직하고, 일반식(2)으로 표시되는 구성단위에 있어서, R3 및 R4 중 적어도 하나가 탄소수 2개 이상의 알킬기인 구성단위와, 상기 구체예(1)~(25) 또는 상기 구성단위(ARA-1)~(ARA-5)에 있어서, Rxa1 및 Rxb1 중 적어도 하나가 메틸기인 구성단위를 갖는 것이 보다 바람직하고, 일반식(2)으로 표시되는 구성단위에 있어서, R3 및 R4의 모두가 탄소수 2개 이상의 알킬기(특히 에틸기)인 구성단위와, 구체예(1)~(25) 또는 구성단위(ARA-1)~(ARA-5)에 있어서, Rxa1 및 Rxb1의 모두가 메틸기인 구성단위를 갖는 것이 더욱 바람직하다.The polymer compound produced by the production method of the present invention preferably has a structural unit in which at least one of R 3 and R 4 is an alkyl group having 2 or more carbon atoms in the structural unit represented by the general formula (2), and In the structural unit represented by Formula (2), at least one of R <3> and R <4> is a C2 or more alkyl group, the said specific example (1)-(25), or the said structural unit (ARA-1) In (ARA-5), more preferably at least one of Rxa 1 and Rxb 1 has a methyl group, and in the structural unit represented by the general formula (2), all of R 3 and R 4 are in and a structural unit having 2 or more alkyl group (especially an ethyl group), specific examples (1) to (25) or structural unit (ARA-1) to (ARA-5), in that all of Rxa 1 and Rxb 1 methyl It is more preferable to have a structural unit.

본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 고분자 화합물은 통상의 방법을 따라서 (예컨대 라디칼 중합) 합성할 수 있다. 예컨대, 일반적인 합성방법으로는 모노머종, 일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제 및 중합개시제를 용제에 용해시키고 가열함으로써 중합을 행하는 일괄 중합법, 가열 용제에 모노머종, 일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제 및 중합개시제의 용액을 1~10시간에 걸쳐서 적하하여 가하는 적하 중합법 등이 열거되고, 적하 중합법이 바람직하다. 반응 용매로는, 예컨대 테트라히드로푸란, 1,4-디옥산, 디이소프로필에테르 등의 에테르류나 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤과 같은 케톤류, 아세트산 에틸과 같은 에스테르 용매, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등의 아미드 용제, 또한 후술하는 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 시클로헥사논과 같은 본 발명의 조성물을 용해하는 용제가 열거된다. 보다 바람직하게는 본 발명의 레지스트 조성물에 사용되는 용제와 동일한 용제을 이용하여 중합하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 보존시의 입자의 발생을 억제할 수 있다.The high molecular compound manufactured by the manufacturing method of this invention can be synthesize | combined according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthetic method, the monomer species, the chain transfer agent represented by General formula (1), and the polymerization initiator are melt | dissolved in a solvent, and are superposed | polymerized by superposition | polymerization by carrying out polymerization, and a monomer type in a heating solvent is represented by General formula (1). The dropping polymerization method etc. which add and add the solution of the chain transfer agent and a polymerization initiator which are added over 1 to 10 hours are mentioned, A drop polymerization method is preferable. Examples of the reaction solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, dimethylformamide and dimethyl acetyl. The solvent which melt | dissolves the composition of this invention, such as amide solvents, such as an amide, and propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone mentioned later is mentioned. More preferably, it is preferable to superpose | polymerize using the same solvent as the solvent used for the resist composition of this invention. Thereby, generation | occurrence | production of the particle | grains at the time of storage can be suppressed.

중합반응은 질소나 아르곤 등 불활성 가스 분위기 하에서 행해지는 것이 바람직하다.It is preferable that a polymerization reaction is performed in inert gas atmosphere, such as nitrogen and argon.

반응 종료후, 용제에 투입해서 분체 또는 고형 회수 등의 방법으로 소망한 고분자 화합물을 회수한다. 반응의 농도는 5~50질량%이고, 바람직하게는 10~30질량%이다. 반응온도는 통상 10~150℃이고, 바람직하게는 30~120℃, 더욱 바람직하게는 60~100℃이다.After completion of the reaction, the desired high molecular compound is recovered by pouring into a solvent and recovering powder or solid. The concentration of the reaction is 5 to 50% by mass, preferably 10 to 30% by mass. Reaction temperature is 10-150 degreeC normally, Preferably it is 30-120 degreeC, More preferably, it is 60-100 degreeC.

본 발명에 따른 고분자 화합물의 중량평균 분자량은 GPC법에 의해 폴리스티렌 환산치로서, 바람직하게는 1,000~200,000이고, 더욱 바람직하게는 3,000~20,000, 가장 바람직하게는 5,000~15,000이다. 중량평균 분자량을 1,000~200,000으로 함으로써, 내열성이나 드라이에칭 내성의 열화를 방지할 수 있고, 또한 현상성이 열화되거나 점도가 높아져서 제조성이 열화되는 것을 방지할 수 있다.The weight average molecular weight of the high molecular compound which concerns on this invention is polystyrene conversion value by GPC method, Preferably it is 1,000-200,000, More preferably, it is 3,000-20,000, Most preferably, it is 5,000-15,000. By setting a weight average molecular weight to 1,000-200,000, deterioration of heat resistance and dry etching resistance can be prevented, and developability deteriorates or a viscosity becomes high, and manufacturability can be prevented from deteriorating.

고분자 화합물의 분산도(분자량 분포)는 보통 1~5이고, 바람직하게는 1~3, 더욱 바람직하게는 1~2의 범위의 것이 사용된다. 분자량 분포가 작은 것일 수록, 해상도, 레지스트 형상이 우수하고, 또한 레지스트 패턴의 측벽이 매끄러워 조도성이 우수하다. Dispersion degree (molecular weight distribution) of a high molecular compound is 1-5 normally, Preferably it is 1-3, More preferably, the thing of the range of 1-2 is used. The smaller the molecular weight distribution is, the better the resolution and the resist shape are, and the smoother the sidewall of the resist pattern is, the better the roughness is.

본 발명의 포지티브 감광성 조성물에 있어서, 본 발명에 따른 모든 고분자 화합물의 조성물 전체 중의 배합량은 전체 고형분 중 60~99질량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 80~98질량%이다.In the positive photosensitive composition of this invention, 60-99 mass% is preferable in the total solid of the compounding quantity in the whole composition of all the high molecular compounds which concerns on this invention, More preferably, it is 80-98 mass%.

또한, 본 발명에 있어서 고분자 화합물은 1종으로 사용해도 좋고, 복수 병용해도 좋다.In addition, in this invention, a polymeric compound may be used by 1 type, and may be used together plural.

본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 고분자 화합물은 포지티브 감광성 조성물에 바람직하게 사용된다.The high molecular compound manufactured by the manufacturing method of this invention is used suitably for positive photosensitive compositions.

이하, 포지티브 감광성 조성물에 사용하는 본 발명의 고분자 화합물이외의 성분에 대해서 설명한다. Hereinafter, components other than the high molecular compound of this invention used for a positive photosensitive composition are demonstrated.

활성광선 또는 방사선의 조사에 의해 산을 발생하는 화합물Compounds that generate acids by irradiation with actinic light or radiation

본 발명의 포지티브 감광성 조성물은 활성광선 또는 방사선의 조사에 의해 산을 발생하는 화합물(이하, 「광산발생제」라고도 함)을 함유한다.The positive photosensitive composition of this invention contains the compound (henceforth a "photoacid generator") which generate | occur | produces an acid by irradiation of actinic light or a radiation.

이러한 광산발생제로는 광양이온 중합의 광개시제, 광라디칼 중합의 광개시제, 색소류의 광소색제, 광변색제, 또는 마이크로 레지스트 등에 사용되고 있는 활성광선 또는 방사선의 조사에 의해 산을 발생하는 공지의 화합물 및 이들의 혼합물을 적당하게 선택해서 사용할 수 있다.Such photoacid generators include known compounds that generate acids by irradiation with actinic rays or radiation used in photoinitiators of photocationic polymerization, photoinitiators of photoradical polymerization, photochromic agents of pigments, photochromic agents, or microresists, and the like. A mixture of can be selected and used suitably.

예컨대, 디아조늄염, 포스포늄염, 술포늄염, 요오드늄염, 이미도술포네이트, 옥심술포네이트, 디아조디술폰, 디술폰, o-니토로벤질술포네이트를 열거할 수 있다.For example, diazonium salt, phosphonium salt, sulfonium salt, iodonium salt, imidosulfonate, oxime sulfonate, diazo disulfone, disulfone, o-nitobenzyl sulfonate can be mentioned.

또한, 이들 활성광선 또는 방사선의 조사에 의해 산을 발생하는 기 또는 화합물을 폴리머의 주쇄 또는 측쇄에 도입한 화합물, 예컨대 미국특허 제3,849,137호, 독일특허 제3914407호, 일본 특허공개 소63-26653호, 일본 특허공개 소55-164824호, 일본 특허공개 소62-69263호, 일본 특허공개 소63-146038호, 일본 특허공개 소63-163452호, 일본 특허공개 소62-153853호, 일본 특허공개 소63-146029호 등에 기재된 화합물을 사용할 수 있다.Further, compounds in which an acid or a group which generates an acid by irradiation of these actinic rays or radiations are introduced into the main chain or side chain of the polymer, such as US Patent No. 3,849,137, German Patent No. 3914407, and Japanese Patent Publication No. 63-26653. Japanese Patent Publication No. 55-164824, Japanese Patent Publication No. 62-69263, Japanese Patent Publication No. 63-146038, Japanese Patent Publication No. 63-163452, Japanese Patent Publication No. 62-153853, Japanese Patent Publication No. The compound described in 63-146029 etc. can be used.

또한, 미국특허 제3,779,778호, 유럽특허 제126,712호 등에 기재된 광에 의해 산을 발생하는 화합물도 사용할 수 있다.In addition, a compound which generates an acid by light described in US Pat. No. 3,779,778, EP 126,712 or the like can also be used.

활성광선 또는 방사선의 조사에 의해 산을 발생하는 화합물 중에서 바람직한 화합물로서 하기 일반식(ZI), (ZII) 또는 (ZIII)으로 표시되는 화합물을 열거할 수 있다.As a preferable compound among the compound which generate | occur | produces an acid by irradiation of actinic light or a radiation, the compound represented by the following general formula (ZI), (ZII), or (ZIII) can be mentioned.

Figure 112007060488287-PAT00035
Figure 112007060488287-PAT00035

일반식(ZI)에 있어서, In general formula (ZI),

R201, R202 및 R203은 각각 독립적으로 유기기를 나타낸다. R 201 , R 202 and R 203 each independently represent an organic group.

X-는 비친핵성 음이온을 나타내고, 바람직하게는 술폰산 음이온, 카르복실산 음이온, 비스(알킬술포닐)아미드 음이온, 트리스(알킬술포닐)메티드 음이온, BF4 -, PF6 -, SbF6 - 등이 열거되고, 바람직하게는 탄소원자를 갖는 유기 음이온이다.X represents a non-nucleophilic anion, preferably a sulfonic acid anion, a carboxylic acid anion, a bis (alkylsulfonyl) amide anion, a tris (alkylsulfonyl) methed anion, BF 4 , PF 6 , SbF 6 And the like, and are preferably organic anions having carbon atoms.

바람직한 유기 음이온으로는 하기 일반식(AN1)~(AN4)으로 표시되는 유기 음이온이 열거된다.Preferred organic anions include organic anions represented by the following general formulas (AN1) to (AN4).

Figure 112007060488287-PAT00036
Figure 112007060488287-PAT00036

일반식(AN1) 및 (AN2)에 있어서, In general formula (AN1) and (AN2),

Rc1은 유기기를 나타낸다.Rc 1 represents an organic group.

일반식(AN1)~(AN2), Rc1에 있어서의 유기기로는 탄소수 1~30개의 것이 열거되고, 바람직하게는 치환되어 있어도 좋은 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 또는 이들의 복수가 단일결합, -O-, -CO2-, -S-, -SO3-, -SO2N(Rd1)- 등의 연결기로 연결된 기를 열거할 수 있다. Rd1은 수소원자 또는 알킬기를 나타내고, 결합하여 있는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기와 환구조를 형성해도 좋다.Examples of the organic groups in the general formulas (AN1) to (AN2) and Rc 1 include those having 1 to 30 carbon atoms, preferably an alkyl group which may be substituted, a cycloalkyl group, an aryl group, or a plurality of these are a single bond, And groups linked with a linking group such as —O—, —CO 2 —, —S—, —SO 3 —, or —SO 2 N (Rd 1 ) —. Rd 1 may represent a hydrogen atom or an alkyl group, and may form a ring structure with the alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group bonded thereto.

Rc1의 유기기로서 더욱 바람직하게는 1위치 불소원자 또는 플루오로알킬기로 치환된 알킬기, 불소원자 또는 플루오로알킬기로 치환된 페닐기이다. 불소원자 또는 플루오로알킬기를 가짐으로써, 광조사에 의해 발생한 산의 산성도가 증가하여 감도가 향상한다. Rc1에 있어서 탄소원자를 5개 이상 가질 때, 적어도 1개의 탄소원자는 수소원자가 모두 불소원자로 치환되어 있는 것이 아니라 수소원자를 갖고 있는 것이 바람직하고, 수소원자의 수가 불소원자보다 많은 것이 보다 바람직하다. 탄소수 5개 이상의 퍼플루오로알킬기를 갖지 않음으로써 생태로의 독성이 경감된다.More preferred as the organic group of Rc 1 is a phenyl group substituted with an alkyl group in the alkyl group, a fluorine atom or a fluoroalkyl group substituted with an alkyl group is the 1-position a fluorine atom or a fluoroalkyl group. By having a fluorine atom or a fluoroalkyl group, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased and the sensitivity is improved. When Rc 1 has five or more carbon atoms, at least one carbon atom preferably has all hydrogen atoms instead of being substituted with fluorine atoms, and more preferably has more hydrogen atoms than fluorine atoms. By not having a perfluoroalkyl group having 5 or more carbon atoms, ecological toxicity is reduced.

Rc1의 특히 바람직한 형태로서 하기 일반식으로 표시되는 기를 열거할 수 있다.As a particularly preferable form of Rc 1 , the groups represented by the following general formulas can be listed.

Figure 112007060488287-PAT00037
Figure 112007060488287-PAT00037

상기 일반식에 있어서, In the above general formula,

Rc6은 탄소수 4개 이하, 더욱 바람직하게는 2~4개, 더욱 바람직하게는 2~3개의 퍼플루오로알킬렌기, 1~4개의 불소원자 및/또는 1~3개의 플루오로알킬기로 치환된 페닐렌기를 나타낸다.Rc 6 is substituted with up to 4 carbon atoms, more preferably 2 to 4, more preferably 2 to 3 perfluoroalkylene groups, 1 to 4 fluorine atoms and / or 1 to 3 fluoroalkyl groups A phenylene group is shown.

Ax는 단일결합 또는 2가의 연결기(바람직하게는 -O-, -CO2-, -S-, -SO3-, -SO2N(Rd1)-)를 나타낸다. Rd1은 수소원자 또는 알킬기를 나타내고, Rc7과 결합하여 환구조를 형성해도 좋다.Ax represents a single bond or a divalent linking group (preferably -O-, -CO 2- , -S-, -SO 3- , -SO 2 N (Rd 1 )-). Rd 1 may represent a hydrogen atom or an alkyl group, and may combine with Rc 7 to form a ring structure.

Rc7은 수소원자, 불소원자, 치환되어 있어도 좋은 직쇄상 또는 분기상, 단환 또는 다환의 시클로알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. 치환되어 있어도 좋은 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기는 치환기로서 불소원자를 갖지 않는 것이 바람직하다.Rc 7 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a linear or branched, monocyclic or polycyclic cycloalkyl group or an aryl group which may be substituted. It is preferable that the alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group which may be substituted do not have a fluorine atom as a substituent.

상기 일반식(AN3) 및 (AN4)에 있어서, In the general formulas (AN3) and (AN4),

Rc3, Rc4 및 Rc5는 각각 독립적으로 유기기를 나타낸다.Rc 3 , Rc 4 and Rc 5 each independently represent an organic group.

Rc3과 Rc4가 결합하여 환을 형성해도 좋다.Rc 3 and Rc 4 may be bonded to each other to form a ring.

일반식(AN3) 및 (AN4)에 있어서의 Rc3, Rc4 및 Rc5의 유기기로서, 바람직하게는 Rc1에 있어서의 바람직한 유기기와 동일한 것을 열거할 수 있다.As Rc 3, Rc 4 and Rc 5 organic groups of in formula (AN3) and (AN4), and preferably may be exemplified the same preferred organic groups in Rc 1.

Rc3과 Rc4가 결합하여 환을 형성하는 경우에, Rc3과 Rc4가 결합하여 형성하는 기로는 알킬렌기, 아릴렌기가 열거된다. 바람직하게는 탄소수 2~4개의 퍼플루오로알킬렌기이다. Rc3과 Rc4가 결합하여 환을 형성함으로써 광조사에 의해 발생된 산의 산성도가 증가하여, 감도가 향상되어 바람직하다.In the case where Rc 3 and Rc 4 are bonded to form a ring, examples of the group formed by bonding of Rc 3 and Rc 4 include an alkylene group and an arylene group. Preferably it is a C2-C4 perfluoroalkylene group. By combining Rc 3 and Rc 4 to form a ring, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased, and the sensitivity is improved, which is preferable.

상기 일반식(ZI)에 있어서의 R201, R202 및 R203으로서의 유기기의 탄소수는 일반적으로 1~30개, 바람직하게는 1~20개이다.Carbon number of the organic group as R <201> , R <202> and R <203> in the said general formula (ZI) is generally 1-30, Preferably it is 1-20.

R201~R203 중 2개가 결합하여 환구조를 형성해도 좋고, 환내에 산소원자, 황원자, 에스테르 결합, 아미드 결합, 카르보닐기를 함유하고 있어도 좋다. R201~R203 중 2개가 결합하여 형성하는 기로는 알킬렌기(예컨대, 부틸렌기, 펜틸렌기)를 열거할 수 있다. Two of R 201 to R 203 may be bonded to each other to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. Examples of the group formed by bonding of two of R 201 to R 203 include an alkylene group (eg, butylene group, pentylene group).

R201, R202 및 R203로서의 유기기의 구체예로는 후술하는 화합물(ZI-1), (ZI-2) 및 (ZI-3)에 있어서의 대응하는 기를 열거할 수 있다.Specific examples of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 include the corresponding groups in the compounds (ZI-1), (ZI-2) and (ZI-3) described later.

또한, 일반식(ZI)으로 표시되는 구조를 복수개 갖는 화합물이어도 좋다. 예컨대, 일반식(ZI)으로 표시되는 화합물의 R201~R203 중 적어도 하나가 일반식(ZI)으로 표시되는 또 하나의 화합물의 R201~R203 중 적어도 하나와 결합한 구조를 갖는 화합물이어도 좋다.Moreover, the compound which has two or more structures represented by general formula (ZI) may be sufficient. For example, at least one may be a compound having another compound of R 201 ~ R structure bonded to at least one of 203 represented by formula (ZI) in the general formula (ZI) the compound of R 201 ~ R 203 represented by .

더욱 바람직한 (ZI)성분으로서, 이하에 설명하는 화합물(ZI-1), (ZI-2) 및 (ZI-3)을 열거할 수 있다.As a more preferable (ZI) component, the compound (ZI-1), (ZI-2), and (ZI-3) demonstrated below can be mentioned.

화합물(ZI-1)은 상기 일반식(ZI)의 R201~R203 중 적어도 1개가 아릴기인 아릴술포늄 화합물, 즉 아릴술포늄을 양이온으로 하는 화합물이다.Compound (ZI-1) is an arylsulfonium compound in which at least one of R 201 to R 203 of the general formula (ZI) is an aryl group, that is, a compound having arylsulfonium as a cation.

아릴술포늄 화합물은 R201~R203의 모두가 아릴기이어도 좋고, R201~R203의 일부가 아릴기이고 나머지가 알킬기, 시클로알킬기이어도 좋다.Arylsulfonium compound may be a group all of R 201 R 203 ~ aryl, R 201 ~ R 203 is a part of the aryl group, the remaining group may be a cycloalkyl group.

아릴술포늄 화합물로는, 예컨대 트리아릴술포늄 화합물, 디아릴알킬술포늄 화합물, 아릴디알킬술포늄 화합물, 디아릴시클로알킬술포늄 화합물, 아릴디시클로알킬술포늄 화합물 등을 열거할 수 있다. Examples of the arylsulfonium compound include triarylsulfonium compounds, diarylalkylsulfonium compounds, aryldialkylsulfonium compounds, diarylcycloalkylsulfonium compounds, aryldicycloalkylsulfonium compounds, and the like.

아릴술포늄 화합물의 아릴기로는 페닐기, 나프틸기 등의 아릴기, 인돌 잔기, 피롤 잔기 등의 헤테로 아릴기가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 페닐기, 인돌 잔기이다. 아릴술포늄 화합물이 2개 이상의 아릴기를 갖는 경우에, 2개 이상 있는 아릴기는 동일하여도 달라도 좋다.As an aryl group of an arylsulfonium compound, heteroaryl groups, such as an aryl group, such as a phenyl group and a naphthyl group, an indole residue, and a pyrrole residue, are preferable, More preferably, they are a phenyl group and an indole residue. When an arylsulfonium compound has two or more aryl groups, two or more aryl groups may be same or different.

아릴술포늄 화합물이 필요에 따라서 갖고 있는 알킬기는 탄소수 1~15개의 직쇄상 또는 분기상 알킬기가 바람직하고, 예컨대 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기 등을 열거할 수 있다.The alkyl group possessed by the arylsulfonium compound as needed is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, and for example, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group and the like. Can be enumerated.

아릴술포늄 화합물이 필요에 따라서 갖고 있는 시클로알킬기는 탄소수 3~15개의 시클로알킬기가 바람직하고, 예컨대 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로헥실기 등을 열거할 수 있다.The cycloalkyl group which an arylsulfonium compound has as needed has a C3-C15 cycloalkyl group, and a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclohexyl group, etc. can be mentioned, for example.

R201~R203의 아릴기, 알킬기, 시클로알킬기는 알킬기(예컨대, 탄소수 1~15개), 시클로알킬기(예컨대, 탄소수 3~15개), 아릴기(예컨대, 탄소수 6~14개), 알콕시기 (예컨대, 탄소수 1~15개), 할로겐원자, 히드록시기, 페닐티오기를 치환기로서 가져도 좋다. 바람직한 치환기로는 탄소수 1~12개의 직쇄상 또는 분기상 알킬기, 탄소수 3~12개의 시클로알킬기, 탄소수 1~12개의 직쇄상, 분기상 또는 환상 알콕시기이고, 더욱 바람직하게는 탄소수 1~4개의 알킬기, 탄소수 1~4개의 알콕시기이다. 치환기는 3개의 R201~R203 중 어느 1개에 치환되어 있어도 좋고, 3개 모두에 치환되어 있어도 좋다. 또한, R201~R203이 아릴기인 경우에, 치환기는 아릴기의 p-위치에 치환되어 있는 것이 바람직하다.The aryl group, alkyl group and cycloalkyl group of R 201 to R 203 are an alkyl group (e.g., 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (e.g., 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (e.g., 6 to 14 carbon atoms), alkoxy You may have a group (for example, C1-C15), a halogen atom, a hydroxyl group, and a phenylthio group as a substituent. Preferred substituents are a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a linear, branched or cyclic alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. And a C1-4 alkoxy group. The substituent may be substituted on any one of three R 201 to R 203 , and may be substituted on all three. In the case where R 201 to R 203 are an aryl group, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.

다음에, 화합물(ZI-2)에 관하여 설명한다.Next, the compound (ZI-2) will be described.

화합물(ZI-2)은 일반식(ZI)에 있어서의 R201~R203이 각각 독립적으로 방향환을 갖지 않는 유기기를 나타내는 경우의 화합물이다. 여기에서, 방향환이란 헤테로 원자를 갖는 방향족환도 포함하는 것이다.Compound (ZI-2) is a compound in the case where R 201 to R 203 in General Formula (ZI) each independently represent an organic group having no aromatic ring. Here, an aromatic ring also includes the aromatic ring which has a hetero atom.

R201~R203로서의 방향환을 갖지 않는 유기기는 일반적으로 탄소수 1~30개, 바람직하게는 탄소수 1~20개이다.The organic group which does not have an aromatic ring as R 201 to R 203 is generally 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.

R201~R203은 각각 독립적으로 바람직하게는 알킬기, 시클로알킬기, 알릴기, 비닐기이고, 더욱 바람직하게는 직쇄상, 분기상, 환상 2-옥소알킬기, 알콕시카르보닐 메틸기, 특히 바람직하게는 직쇄상, 분기상상 2-옥소알킬기이다.R 201 to R 203 are each independently preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, a vinyl group, more preferably a linear, branched, cyclic 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonyl methyl group, and particularly preferably It is a chain and branched 2-oxoalkyl group.

R201~R203로서의 알킬기는 직쇄상, 분기상 중 어느 것이어도 좋고, 바람직하게는 탄소수 1~10개의 직쇄상 또는 분기상 알킬기(예컨대 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기)를 열거할 수 있다. R201~R203로서의 알킬기는 직쇄상 또는 분기상 2-옥소알킬기, 알콕시메틸기인 것이 보다 바람직하다.The alkyl group as R 201 to R 203 may be either linear or branched, and preferably includes a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and a pentyl group). can do. As for the alkyl group as R <201> -R <203> , it is more preferable that they are a linear or branched 2-oxoalkyl group and the alkoxy methyl group.

R201~R203로서의 시클로알킬기는 바람직하게는 탄소수 3~10개의 시클로알킬기(시클로펜틸기, 시클로헥실기, 노르보닐기)를 열거할 수 있다. The cycloalkyl group as R 201 to R 203 is preferably a C3-C10 cycloalkyl group (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group).

R201~R203로서의 2-옥소알킬기는 직쇄상, 분기상, 환상 중 어느 것이어도 좋고, 바람직하게는 상기 알킬기, 시클로알킬기의 2위치에 >C=O를 갖는 기를 열거할 수 있다.The 2-oxoalkyl group as R 201 to R 203 may be any of linear, branched or cyclic, and preferably groups having> C═O at the 2-position of the alkyl group and cycloalkyl group can be listed.

R201~R203로서의 알콕시카르보닐 메틸기에 있어서의 알콕시기로는 바람직하게는 탄소수 1~5개의 알콕시기(메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기)를 열거할 수 있다.The alkoxy group in the alkoxycarbonyl methyl group as R 201 to R 203 is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentoxy group).

R201~R203은 할로겐원자, 알콕시기(예컨대, 탄소수 1~5개), 히드록시기, 시아노기, 니트로기로 더 치환되어 있어도 좋다.R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (for example, 1 to 5 carbon atoms), a hydroxy group, a cyano group, and a nitro group.

화합물(ZI-3)이란, 이하의 일반식(ZI-3)으로 표시되는 화합물이고, 펜아실 술포늄염 구조를 갖는 화합물이다.A compound (ZI-3) is a compound represented by the following general formula (ZI-3), and is a compound which has a penacyl sulfonium salt structure.

Figure 112007060488287-PAT00038
Figure 112007060488287-PAT00038

일반식(ZI-3)에 있어서,In general formula (ZI-3),

R1c~R5c는 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알콕시기 또는 할로겐원자를 나타낸다.R 1 c to R 5 c each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group or a halogen atom.

R6c 및 R7c는 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기 또는 시클로알킬기를 나타낸다.R 6 c and R 7 c each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group.

Rx 및 Ry는 각각 독립적으로 알킬기, 시클로알킬기, 알릴기 또는 비닐기를 나타낸다.Rx and Ry each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group or a vinyl group.

R1c~R7c 중 어느 2개 이상, 및 Rx와 Ry는 각각 결합하여 환구조를 형성해도 좋고, 이 환구조는 산소원자, 황원자, 에스테르 결합 또는 아미드 결합을 포함해도 좋다. R1c~R7c 중 어느 2개 이상, 및 Rx와 Ry이 결합하여 형성하는 기로는 부틸렌기, 펜틸렌기 등을 열거할 수 있다.R 1 R 7 c ~ c of any two or more, and Rx and Ry may be bonded to form a ring structure by bonding each of the ring structure may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond or an amide bond. Any two or more of R 1 c to R 7 c, and a group formed by bonding Rx and Ry may include a butylene group, a pentylene group, and the like.

X-는 비친핵성 음이온을 나타내고, 일반식(ZI)에 있어서의 X-와 동일한 것이다.X <-> represents a non-nucleophilic anion and is the same as X <-> in general formula (ZI).

R1c~R7c로서의 알킬기는 직쇄상, 분기상 중 어느 것이어도 좋고, 예컨대 탄소수 1~20개의 알킬기, 바람직하게는 탄소수 1~12개의 직쇄상 및 분기상 알킬기(예컨대, 메틸기, 에틸기, 직쇄상 또는 분기상 프로필기, 직쇄상 또는 분기상 부틸기, 및 직쇄상 또는 분기상 펜틸기)를 열거할 수 있다.The alkyl group as R 1 c to R 7 c may be either linear or branched, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably a linear and branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms (eg, a methyl group, an ethyl group, Linear or branched propyl groups, linear or branched butyl groups, and linear or branched pentyl groups).

R1c~R7c로서의 시클로알킬기는 바람직하게는 탄소수 3~8개의 시클로알킬기 (예컨대, 시클로펜틸기 및 시클로헥실기)를 열거할 수 있다. The cycloalkyl group as R 1 c to R 7 c is preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms (eg, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group).

R1c~R5c로서의 알콕시기는 직쇄상, 분기상, 환상 중 어느 것이어도 좋고, 예컨대 탄소수 1~10개의 알콕시기, 바람직하게는 탄소수 1~5개의 직쇄상 및 분기상 알콕시기(예컨대, 메톡시기, 에톡시기, 직쇄상 또는 분기상 프로폭시기, 직쇄상 또는 분기상 부톡시기, 직쇄상 또는 분기상 펜톡시기), 탄소수 3~8개의 환상 알콕시기(예컨대, 시클로펜틸옥시기, 시클로헥실옥시기)를 열거할 수 있다.The alkoxy group as R 1 c to R 5 c may be any of linear, branched or cyclic, for example, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably a linear and branched alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms (e.g., Methoxy group, ethoxy group, linear or branched propoxy group, linear or branched butoxy group, linear or branched pentoxy group, cyclic alkoxy group having 3 to 8 carbon atoms (e.g. cyclopentyloxy group, cyclohex) Siloxy group) can be enumerated.

바람직하게는 R1c~R5c 중 어느 하나가 직쇄상 또는 분기상 알킬기, 시클로알킬기, 또는 직쇄상, 분기상, 환상 알콕시기이고, 더욱 바람직하게는 R1c~R5c의 탄소수의 합이 2~15개이다. 이것에 의해, 용제에 대한 용해도가 향상되어, 보존시 입자발생이 억제된다. Preferably, any one of R 1 c to R 5 c is a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, or a linear, branched or cyclic alkoxy group, and more preferably of R 1 c to R 5 c The sum is 2-15. Thereby, the solubility to a solvent improves and particle generation at the time of storage is suppressed.

Rx 및 Ry로서의 알킬기는 R1c~R7c로서의 알킬기와 동일한 것을 열거할 수 있다. Rx 및 Ry로서의 알킬기는 직쇄상 또는 분기상 2-옥소알킬기, 알콕시메틸기인 것이 보다 바람직하다. Alkyl groups as Rx and Ry may be the same as the alkyl groups as R 1c to R 7c . The alkyl group as Rx and Ry is more preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group or an alkoxymethyl group.

Rx 및 Ry로서의 시클로알킬기는 R1c~R7c로서의 시클로알킬기와 동일한 것을 열거할 수 있다. Rx 및 Ry로서의 시클로알킬기는 환상 2-옥소알킬기인 것이 보다 바람직하다.Cycloalkyl groups as Rx and Ry may be the same as the cycloalkyl groups as R 1c to R 7c . It is more preferable that the cycloalkyl group as Rx and Ry is a cyclic 2-oxoalkyl group.

직쇄상, 분기상, 환상 2-옥소알킬기는 R1c~R7c로서의 알킬기, 시클로알킬기의 2위치에 >C=O를 갖는 기를 열거할 수 있다.The linear, branched, cyclic 2-oxoalkyl group can enumerate the group which has> C = O at the 2-position of the alkyl group and cycloalkyl group as R < 1c > -R < 7c >.

알콕시카르보닐 메틸기에 있어서의 알콕시기에 대해서는 R1c~R5c로서의 알콕시기와 동일한 것을 열거할 수 있다.Examples of the alkoxy group in the alkoxycarbonyl methyl group include the same alkoxy groups as R 1c to R 5c .

Rx, Ry는 바람직하게는 탄소수 4개 이상의 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 6개 이상, 더욱 바람직하게는 8개 이상의 알킬기이다.Rx and Ry are preferably alkyl groups having 4 or more carbon atoms, more preferably 6 or more, more preferably 8 or more alkyl groups.

상기 일반식(ZII), (ZIII) 중, In said general formula (ZII), (ZIII),

R204~R207은 각각 독립적으로 아릴기, 알킬기 또는 시클로알킬기를 나타낸다.R 204 to R 207 each independently represent an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.

R204~R207의 아릴기로는 페닐기, 나프틸기가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 페닐기이다.The aryl group of R 204 ~ R 207 may be a phenyl group, a naphthyl group, more preferably is a phenyl group.

R204~R207로서의 알킬기는 직쇄상, 분기상 중 어느 것이어도 좋고, 바람직하게는 탄소수 1~10개의 직쇄상 또는 분기상 알킬기(예컨대, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기)를 열거할 수 있다.The alkyl group as R 204 to R 207 may be either linear or branched, and preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (e.g., methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl) Can be enumerated.

R204~R207로서의 시클로알킬기는 바람직하게는 탄소수 3~10개의 시클로알킬기(시클로펜틸기, 시클로헥실기, 노르보닐기)를 열거할 수 있다.The cycloalkyl group as R 204 to R 207 is preferably a cycloalkyl group (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group) having 3 to 10 carbon atoms.

R204~R207은 치환기를 갖고 있어도 좋다. R204~R207이 갖고 있어도 좋은 치환기로는, 예컨대 알킬기(예컨대, 탄소수 1~15개), 시클로알킬기(예컨대, 탄소수 3~15개), 아릴기(예컨대, 탄소수 6~15개), 알콕시기(예컨대, 탄소수 1~15개), 할로겐원자, 히드록시기, 페닐티오기 등을 열거할 수 있다.R 204 to R 207 may have a substituent. Substituents which R 204 to R 207 may have include, for example, an alkyl group (e.g., 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (e.g., 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (e.g., 6 to 15 carbon atoms), alkoxy Group (for example, C1-C15), a halogen atom, a hydroxyl group, a phenylthio group, etc. can be mentioned.

X-은 비친핵성 음이온을 의미하고, 일반식(ZI)에 있어서의 X-의 비친핵성 음 이온과 동일한 것을 열거할 수 있다.X <-> means a non-nucleophilic anion, and can mention the same thing as the non-nucleophilic negative ion of X <-> in general formula (ZI).

활성광선 또는 방사선의 조사에 의해 산을 발생하는 화합물 중에서 바람직한 화합물로서, 하기 일반식(ZIV), (ZV), (ZVI)으로 표시되는 화합물을 더 열거할 수 있다.As a preferable compound among the compound which generate | occur | produces an acid by irradiation of actinic light or a radiation, the compound represented by the following general formula (ZIV), (ZV), (ZVI) can be enumerated further.

Figure 112007060488287-PAT00039
Figure 112007060488287-PAT00039

일반식(ZIV)~(ZVI) 중, In general formulas (ZIV) to (ZVI),

Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로 아릴기를 나타낸다. Ar 3 And Ar 4 each independently represent an aryl group.

R208은 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기를 나타낸다.R 208 represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group.

R209 및 R210은 각각 독립적으로 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기 또는 전자흡인성기를 나타낸다. R209로서 바람직하게는 아릴기를 나타낸다. R210으로서 바람직하게는 전자흡인성기이고, 더욱 바람직하게는 시아노기 또는 플루오로알킬기를 나타낸다.R 209 And R 210 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an electron withdrawing group. R 209 is preferably an aryl group. R 210 is preferably an electron withdrawing group, more preferably a cyano group or a fluoroalkyl group.

A는 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 알케닐렌기 또는 아릴렌기를 나타낸다.A represents an alkylene group, a cycloalkylene group, an alkenylene group or an arylene group.

활성광선 또는 방사선의 조사에 의해 산을 발생하는 화합물 중에서 보다 바람직하게는 일반식(ZI)~(ZIII)으로 표시되는 화합물이며, 더욱 바람직하게는 (ZI) 으로 표시되는 화합물이며, 특히 바람직하게는 (ZI-1)~(ZI-3)으로 표시되는 화합물이다.Among the compounds which generate an acid by irradiation with actinic light or radiation, more preferably, they are compounds represented by the general formulas (ZI) to (ZIII), still more preferably compounds represented by (ZI), and particularly preferably It is a compound represented by (ZI-1)-(ZI-3).

또한, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의해 하기 일반식(AC1)~(AC3)으로 표시되는 산을 발생하는 화합물이 바람직하다.Moreover, the compound which generate | occur | produces the acid represented by the following general formula (AC1)-(AC3) by irradiation of actinic light or a radiation is preferable.

Figure 112007060488287-PAT00040
Figure 112007060488287-PAT00040

즉, 특히 바람직한 광산발생제의 형태로서, 일반식(ZI)으로 표시되는 구조에 있어서, X-가 상기 일반식(AN1), (AN3), (AN4)에서 선택되는 음이온인 화합물을 열거할 수 있다.That is, as a form of a particularly preferable photoacid generator, in the structure represented by the general formula (ZI), compounds in which X is an anion selected from the general formulas (AN1), (AN3) and (AN4) can be enumerated. have.

활성광선 또는 방사선의 조사에 의해 분해되어 산을 발생하는 화합물 중에서 특히 바람직한 것의 예를 이하에 열거한다.Examples of particularly preferable compounds among those compounds that decompose upon irradiation with actinic light or radiation to generate an acid are listed below.

Figure 112007060488287-PAT00041
Figure 112007060488287-PAT00041

Figure 112007060488287-PAT00042
Figure 112007060488287-PAT00042

Figure 112007060488287-PAT00043
Figure 112007060488287-PAT00043

Figure 112007060488287-PAT00044
Figure 112007060488287-PAT00044

Figure 112007060488287-PAT00045
Figure 112007060488287-PAT00045

광산발생제는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합시켜서 사용할 수 있다. 2종 이상을 조합시켜서 사용할 때에는 수소원자를 제외한 전체 원자수가 2개 이상 다른 2종의 유기산을 발생하는 화합물을 조합시키는 것이 바람직하다.Photoacid generators can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. When using in combination of 2 or more types, it is preferable to combine the compound which generate | occur | produces 2 or more types of organic acids in which all the atomic numbers except 2 hydrogen atoms differ.

광산발생제의 조성물 중의 함량은 포지티브 감광성 조성물의 전체 고형분을 기준으로 0.1~20질량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5~10질량%, 더욱 바람직하게는 1~7질량%이다.As for content in the composition of a photo-acid generator, 0.1-20 mass% is preferable based on the total solid of a positive photosensitive composition, More preferably, it is 0.5-10 mass%, More preferably, it is 1-7 mass%.

산의 작용에 의해 분해되는 기를 갖지 않은 수지Resins without groups decomposed by the action of acids

본 발명의 포지티브 감광성 조성물은 산의 작용에 의해 분해되는 기를 갖지 않은 수지를 함유해도 좋다.The positive photosensitive composition of this invention may contain resin which does not have group which decomposes by the effect | action of an acid.

「산의 작용에 의해 분해되는 기를 갖지 않은」이란, 본 발명의 포지티브 감광성 조성물이 통상 사용되는 화상형성 프로세스에 있어서 산의 작용에 의한 분해성이 없거나 또는 극히 작아서, 실질적으로 산분해에 의한 화상형성에 기여하는 기 를 갖지 않는 것이다. 이러한 수지로서 알칼리 가용성기를 갖는 수지, 알칼리의 작용에 의해 분해되어 알칼리 현상액에 대한 용해성이 향상하는 기를 갖는 수지가 열거된다.In the image forming process in which the positive photosensitive composition of the present invention is usually used, there is no degradability due to the action of an acid or extremely small, so that the image forming by the acid decomposition is substantially used. It does not have a contributing group. As such resin, resin which has alkali-soluble group, resin which has group which decomposes by the action of alkali, and improves the solubility to alkaline developing solution is mentioned.

산의 작용에 의해 분해되는 기를 갖지 않은 수지로는 (메타)아크릴산 유도체 및/또는 지환식 올레핀 유도체로부터 유도되는 구성단위를 적어도 1종 갖는 수지가 바람직하다.As the resin having no group decomposed by the action of an acid, a resin having at least one structural unit derived from a (meth) acrylic acid derivative and / or an alicyclic olefin derivative is preferable.

산의 작용에 의해 분해되는 기를 갖지 않은 수지에 함유되는 알칼리 가용성기로는 카르복실기, 페놀성 히드록시기, 1위치 또는 2위치가 전자흡인성기로 치환된 지방족 히드록시기, 전자흡인성기로 치환된 아미노기(예컨대, 술폰아미도기, 술폰이미도기, 비스술포닐이미도기), 전자흡인성기로 치환된 메틸렌기 또는 메틴기(예컨대, 케톤기, 에스테르기에서 선택되는 적어도 2개로 치환된 메틸렌기, 메틴기)가 바람직하다.Alkali-soluble groups contained in the resin having no group decomposed by the action of an acid include a carboxyl group, a phenolic hydroxy group, an aliphatic hydroxyl group in which one or two positions are substituted with an electron withdrawing group, and an amino group substituted with an electron withdrawing group (e.g. Amido groups, sulfonimido groups, bissulfonyl imido groups), methylene groups substituted with electron-withdrawing groups, or methine groups (e.g., at least two substituted methylene groups and methine groups selected from ketone groups and ester groups) are preferable. .

산의 작용에 의해 분해되는 기를 갖지 않은 수지에 함유되는, 알칼리 작용에 의해 분해되어 알칼리 현상액 중에서의 용해도가 증대하는 기로는 락톤기, 산무수물기가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 락톤기이다.Lactone group and acid anhydride group are preferable as a group which is contained by resin which does not have a group decomposed by the effect | action of an acid, and the solubility in alkaline developing solution increases by the action of an acid, More preferably, it is a lactone group.

산의 작용에 의해 분해되는 기를 갖지 않은 수지로는 상기 이외의 다른 관능기를 갖는 구성단위를 가져도 좋다. 다른 관능기를 갖는 구성단위로는 드라이에칭 내성, 친소수성, 상호 작용성 등을 고려하여, 적당한 관능기를 도입할 수 있다. 다른 구성단위로는 히드록시기, 시아노기, 카르보닐기, 에스테르기 등의 극성 관능기를 갖는 구성단위, 단환 또는 다환식 환상 탄화수소 구조를 갖는 구성단위, 규소원 자, 할로겐원자, 플루오로알킬기를 갖는 구성단위, 또는 이들 복수의 관능기를 갖는 구성단위이다.As a resin which does not have a group decomposed by the action of an acid, you may have a structural unit which has a functional group other than the above. As a structural unit which has another functional group, a suitable functional group can be introduce | transduced in consideration of dry etching tolerance, hydrophilicity, interaction, etc. Other structural units include a structural unit having a polar functional group such as a hydroxyl group, a cyano group, a carbonyl group, an ester group, a structural unit having a monocyclic or polycyclic cyclic hydrocarbon structure, a silicon atom, a halogen atom, a fluoroalkyl group, Or a structural unit having a plurality of these functional groups.

바람직한 산의 작용에 의해 분해되는 기를 갖지 않은 수지의 구체예를 이하에 나타낸다.Specific examples of the resin having no group decomposed by the action of a preferred acid are shown below.

Figure 112007060488287-PAT00046
Figure 112007060488287-PAT00046

산의 작용에 의해 분해되는 기를 갖지 않은 수지의 첨가량은 고분자 화합물 에 대하여 0~30질량%이고, 바람직하게는 0~20질량%, 더욱 바람직하게는 0~15질량%이다.The addition amount of resin which does not have a group decomposed by the action of an acid is 0-30 mass% with respect to a high molecular compound, Preferably it is 0-20 mass%, More preferably, it is 0-15 mass%.

알칼리 가용성기, 친수기, 산분해성기에서 선택되는 적어도 1개를 갖는 분자량 3000 이하의 용해 제어 화합물Dissolution control compound having a molecular weight of 3000 or less having at least one selected from an alkali soluble group, a hydrophilic group and an acid-decomposable group

본 발명의 포지티브 감광성 조성물에는 알칼리 가용성기, 친수기, 산분해성기에서 선택되는 적어도 1개를 갖는 분자량 3000 이하의 용해제어 화합물(이하, 「용해 제어 화합물」이라고도 함)을 첨가해도 좋다.To the positive photosensitive composition of the present invention, a dissolution control compound having a molecular weight of 3000 or less (hereinafter, also referred to as a "dissolution control compound") having at least one selected from an alkali-soluble group, a hydrophilic group, and an acid-decomposable group may be added.

용해 제어 화합물로는 카르복실기, 술포닐이미도기, α위치가 플루오로알킬기로 치환된 히드록시기 등과 같은 알칼리 가용성기를 갖는 화합물, 히드록시기나 락톤기, 시아노기, 아미도기, 피롤리돈기, 술폰아미도기 등의 친수성기를 갖는 화합물, 또는 산의 작용에 의해 분해되어 알칼리 가용성기 또는 친수성기를 방출하는 기를 함유하는 화합물이 바람직하다. 산의 작용에 의해 분해되어 알칼리 가용성기 또는 친수성기를 방출하는 기로는 카르복실기 또는 히드록시기를 산분해성기로 보호한 기가 바람직하다. 용해 제어 화합물로는 220nm 이하의 투과성을 저하시키지 않기 위해서, 방향환을 함유하지 않는 화합물을 사용하거나, 방향환을 갖는 화합물을 조성물의 고형분에 대해서 20중량% 이하의 첨가량으로 사용하는 것이 바람직하다.As the dissolution control compound, a compound having an alkali-soluble group such as a carboxyl group, a sulfonylimido group, a hydroxy group in which the α position is substituted with a fluoroalkyl group, a hydroxyl group, a lactone group, a cyano group, an amido group, a pyrrolidone group, a sulfonamido group, etc. Preferred are compounds having a hydrophilic group or a compound containing a group which is decomposed by the action of an acid to release an alkali-soluble group or a hydrophilic group. As a group which decomposes by the action of an acid to release an alkali-soluble group or a hydrophilic group, a group in which a carboxyl group or a hydroxy group is protected with an acid-decomposable group is preferable. It is preferable to use the compound which does not contain an aromatic ring, or to use the compound which has an aromatic ring in the addition amount of 20 weight% or less with respect to solid content of a composition, in order not to reduce permeability of 220 nm or less as a dissolution control compound.

바람직한 용해 제어 화합물로는 아다만탄 (디)카르복실산, 노르보르난 카르복실산, 콜산 등의 지환식 탄화수소 구조를 갖는 카르복실산 화합물, 또는 그 카르복실산을 산분해성기로 보호한 화합물, 당류 등의 폴리올, 또는 그 히드록시기를 산분해성기로 보호한 화합물이 바람직하다.As a preferable dissolution control compound, the carboxylic acid compound which has alicyclic hydrocarbon structure, such as adamantane (di) carboxylic acid, norbornane carboxylic acid, and a cholic acid, or the compound which protected this carboxylic acid with the acid-decomposable group, Polyols, such as sugars, or the compound which protected the hydroxyl group with the acid-decomposable group are preferable.

본 발명에 있어서의 용해 제어 화합물의 분자량은 3000 이하이며, 바람직하게는 300~3000, 더욱 바람직하게는 500~2500이다.The molecular weight of the dissolution control compound in this invention is 3000 or less, Preferably it is 300-3000, More preferably, it is 500-2500.

용해 제어 화합물의 첨가량은 포지티브 감광성 조성물의 고형분에 대하여 바람직하게는 3~40질량%이고, 더욱 바람직하게는 5~20질량%이다.The addition amount of the dissolution control compound is preferably 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, with respect to the solid content of the positive photosensitive composition.

이하에, 용해 제어 화합물의 구체예를 나타내지만, 본 발명은 이것들에 한정되지 않는다.Although the specific example of a dissolution control compound is shown below, this invention is not limited to these.

Figure 112007060488287-PAT00047
Figure 112007060488287-PAT00047

염기성 화합물Basic compound

본 발명의 포지티브 감광성 조성물은 노광으로부터 가열까지의 경시에 의한 성능변화를 저감 또는 노광에 의해 발생한 산의 막중 확산성을 제어하기 위해서, 염기성 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.It is preferable that the positive photosensitive composition of this invention contains a basic compound in order to reduce the performance change with time-lapse from exposure to heating, or to control the diffusibility in the film | membrane of the acid produced by exposure.

염기성 화합물로는 질소 함유 염기성 화합물, 오늄염 화합물을 열거할 수 있다. 바람직한 질소 함유 염기성 화합물의 구조로서 하기 일반식(A)~(E)으로 표시되 는 부분구조를 갖는 화합물을 열거할 수 있다.Examples of the basic compound include nitrogen-containing basic compounds and onium salt compounds. As a structure of a preferable nitrogen containing basic compound, the compound which has a partial structure represented by the following general formula (A)-(E) can be mentioned.

Figure 112007060488287-PAT00048
Figure 112007060488287-PAT00048

일반식(A)에 있어서, In general formula (A),

R250, R251 및 R252는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1~20개의 알킬기, 탄소수 3~20개의 시클로알킬기 또는 탄소수 6~20개의 아릴기이고, 여기에서 R250과 R251은 서로 결합하여 환을 형성해도 좋다. 이것들은 치환기를 갖고 있어도 좋고, 치환기를 갖는 알킬기 및 시클로알킬기로는 탄소수 1~20개의 아미노 알킬기 또는 탄소수 3~20개의 아미노 시클로알킬기, 탄소수 1~20개의 히드록시알킬기 또는 탄소수 3~20개의 히드록시 시클로알킬기가 바람직하다. 이것들은 알킬쇄 중에 산소원자, 황원자, 질소원자를 포함해도 좋다.R 250 , R 251 and R 252 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, wherein R 250 and R 251 combine with each other to form a ring Also good. These may have a substituent, and as an alkyl group and a cycloalkyl group which have a substituent, a C1-C20 amino alkyl group or a C3-C20 amino cycloalkyl group, a C1-C20 hydroxyalkyl group, or a C3-C20 hydroxy Cycloalkyl groups are preferred. These may contain an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom in the alkyl chain.

일반식(E)에 있어서, In general formula (E),

R253, R254 , R 255 및 R256은 각각 독립적으로 탄소수 1~6개의 알킬기 또는 탄소수 3~6개의 시클로알킬기를 나타낸다.R 253 , R 254 , R 255 and R 256 each independently represent a C 1-6 alkyl group or a C 3-6 cycloalkyl group.

바람직한 화합물로서, 구아니딘, 아미노피롤리딘, 피라졸, 피라졸린, 피페라진, 아미노모르폴린, 아미노알킬모르폴린, 피페리딘을 열거할 수 있고, 치환기를 갖고 있어도 좋다. 더욱 바람직한 화합물로서, 이미다졸 구조, 디아자비시클로 구조, 오늄히드록시드 구조, 오늄카르복실레이트 구조, 트리알킬아민 구조, 아닐린 구조 또는 피리딘 구조를 갖는 화합물, 히드록시기 및/또는 에테르 결합을 갖는 알킬 아민 유도체, 히드록시기 및/또는 에테르 결합을 갖는 아닐린 유도체 등을 열거할 수 있다.Examples of preferred compounds include guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine and piperidine, and may have a substituent. More preferred compounds include imidazole structures, diazabicyclo structures, onium hydroxide structures, oniumcarboxylate structures, trialkylamine structures, compounds having aniline structures or pyridine structures, alkyl amines having hydroxy groups and / or ether bonds. Derivatives, aniline derivatives having hydroxy groups and / or ether bonds, and the like.

이미다졸 구조를 갖는 화합물로는 이미다졸, 2,4,5-트리페닐이미다졸, 벤즈이미다졸 등이 열거된다. 디아자비시클로 구조를 갖는 화합물로는 1,4-디아자비시클로[2,2,2]옥탄, 1,5-디아자비시클로[4,3,0]노나-5-엔, 1,8-디아자비시클로[5,4,0]운데카-7-엔 등이 열거된다. 오늄히드록시드 구조를 갖는 화합물로는 트리아릴술포늄 히드록시드, 펜아실술포늄 히드록시드, 2-옥소알킬기를 갖는 술포늄 히드록시드, 구체적으로는 트리페닐술포늄 히드록시드, 트리스(t-부틸페닐)술포늄 히드록시드, 비스(t-부틸페닐)요오드늄 히드록시드, 펜아실티오페늄 히드록시드, 2-옥소프로필티오페늄 히드록시드 등이 열거된다. 오늄카르복실레이트 구조를 갖는 화합물로는 오늄히드록시드 구조를 갖는 화합물의 음이온부가 카르복실레이트로 된 것이며, 예컨대 아세테이트, 아다만탄-1-카르복실레이트, 퍼플루오로알킬카르복실레이트 등이 열거된다. 트리알킬아민 구조를 갖는 화합물로는 트리(n-부틸)아민, 트리(n-옥틸)아민 등을 열거할 수 있다. 아닐린 화합물로는 2,6-디이소프로필아닐린, N,N-디메틸아닐린 등을 열거할 수 있다. 히드록시기 및/또는 에테르 결합을 갖 는 알킬아민 유도체로는 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 트리스(메톡시에톡시에틸)아민 등을 열거할 수 있다. 히드록시기 및/또는 에테르 결합을 갖는 아닐린 유도체로는 N,N-비스(히드록시에틸)아닐린 등을 열거할 수 있다.Examples of the compound having an imidazole structure include imidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, benzimidazole and the like. Compounds having a diazabicyclo structure include 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] nona-5-ene, 1,8-dia Xabicyclo [5,4,0] undec-7-ene and the like are listed. Examples of the compound having an onium hydroxide structure include triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, sulfonium hydroxide having a 2-oxoalkyl group, specifically triphenylsulfonium hydroxide and tris (t-butylphenyl) sulfonium hydroxide, bis (t-butylphenyl) iodonium hydroxide, phenacylthiophenium hydroxide, 2-oxopropylthiophenium hydroxide, etc. are mentioned. As the compound having an onium carboxylate structure, the anion portion of the compound having an onium hydroxide structure is a carboxylate, and examples thereof include acetate, adamantane-1-carboxylate, and perfluoroalkyl carboxylate. Listed. Examples of the compound having a trialkylamine structure include tri (n-butyl) amine, tri (n-octyl) amine, and the like. 2, 6- diisopropyl aniline, N, N- dimethylaniline, etc. are mentioned as an aniline compound. Alkylamine derivatives having a hydroxyl group and / or ether bonds include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, tris (methoxyethoxyethyl) amine, and the like. Examples of aniline derivatives having a hydroxy group and / or ether bond include N, N-bis (hydroxyethyl) aniline and the like.

이들 염기성 화합물은 단독으로 또는 2종 이상으로 사용된다. 염기성 화합물의 사용량은 포지티브 감광성 조성물의 고형분을 기준으로 하여, 통상 0.001~10질량%, 바람직하게는 0.01~5질량%이다. 충분한 첨가효과를 얻는 점에서 0.001질량% 이상이 바람직하고, 감도나 비노광부의 현상성의 점에서 10질량% 이하가 바람직하다.These basic compounds are used individually or in 2 or more types. The usage-amount of a basic compound is 0.001-10 mass% normally, Preferably it is 0.01-5 mass% based on solid content of a positive photosensitive composition. 0.001 mass% or more is preferable at the point which acquires sufficient addition effect, and 10 mass% or less is preferable at the point of a sensitivity or developability of a non-exposed part.

불소 및/또는 규소계 계면활성제Fluorine and / or Silicon Based Surfactants

본 발명의 포지티브 감광성 조성물은 불소계 및/또는 규소계 계면활성제(불소계 계면활성제 및 규소계 계면활성제, 불소원자와 규소원자 모두를 함유하는 계면활성제) 중 어느 하나 또는 2종 이상을 더 함유하는 것이 바람직하다.The positive photosensitive composition of the present invention preferably further contains any one or two or more of fluorine- and / or silicon-based surfactants (fluorine-based and silicon-based surfactants, surfactants containing both fluorine and silicon atoms). Do.

본 발명의 포지티브 감광성 조성물이 불소 및/또는 규소계 계면활성제를 함유함으로써, 250nm 이하, 특히 220nm 이하의 노광광원의 사용시에 양호한 감도 및 해상도이고, 밀착성 및 현상결함이 적은 레지스트 패턴을 부여하는 것이 가능해 진다.Since the positive photosensitive composition of the present invention contains a fluorine and / or silicon-based surfactant, it is possible to give a resist pattern having good sensitivity and resolution when using an exposure light source of 250 nm or less, especially 220 nm or less, and having low adhesion and low development defects. Lose.

이들 불소 및/또는 규소계 계면활성제로서, 예컨대 일본 특허공개 소62-36663호 공보, 일본 특허공개 소61-226746호 공보, 일본 특허공개 소61-226745호 공보, 일본 특허공개 소62-170950호 공보, 일본 특허공개 소63-34540호 공보, 일본 특허공개 평7-230165호 공보, 일본 특허공개 평8-62834호 공보, 일본 특허공 개 평9-54432호 공보, 일본 특허공개 평9-5988호 공보, 일본 특허공개 2002-277862호 공보, 미국특허 제5405720호 명세서, 동 5360692호 명세서, 동 5529881호 명세서, 동 5296330호 명세서, 동 5436098호 명세서, 동 5576143호 명세서, 동 5294511호 명세서, 동 5824451호 명세서 기재의 계면활성제를 열거할 수 있고, 하기 시판의 계면활성제를 그대로 사용할 수도 있다.As these fluorine and / or silicon-based surfactants, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-36663, Japanese Patent Laid-Open No. 61-226746, Japanese Patent Laid-Open No. 61-226745, Japanese Patent Laid-Open No. 62-170950 Japanese Patent Laid-Open No. 63-34540, Japanese Patent Laid-Open No. 7-230165, Japanese Patent Laid-Open No. 8-62834, Japanese Patent Laid-Open No. 9-54432, Japanese Patent Laid-Open No. 9-5988 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-277862, US Patent No. 557520, US 5360692, US 5529881, US 5296330, US 5436098, US 5576143, US 5294511, US The surfactant of specification 5824451 can be enumerated, and the following commercially available surfactant can also be used as it is.

사용할 수 있는 시판의 계면활성제로서, 예컨대 EFTOP EF301, EF303(Shin-Akita Kasei Co., Ltd. 제품), FLUORAD FC430, 431(Sumitomo 3M Limited 제품), MEGAFAC F171, F173, F176, F189, R08(Dainippon Ink and Chemicals, Inc. 제품), SURFLON S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106(Asahi Glass Co., Ltd. 제품), TROYSOL S-366(Troy Chemical Corp. 제품) 등의 불소계 계면활성제 또는 규소계 계면활성제를 열거할 수 있다. 또한, 폴리실록산 폴리머 KP-341(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품)도 규소계 계면활성제로서 사용할 수 있다.As commercially available surfactants, for example, EFTOP EF301, EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), FLUORAD FC430, 431 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), MEGAFAC F171, F173, F176, F189, R08 (Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), SURFLON S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), TROYSOL S-366 (manufactured by Troy Chemical Corp.) Surfactants or silicon-based surfactants may be enumerated. In addition, polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as the silicon-based surfactant.

또한, 계면활성제로는 상기에 나타낸 바와 같은 공지의 것외에, 텔로머화법("텔로머법"이라고도 함) 또는 올리고머화법("올리고머법"이라고도 함)에 의해 제조된 플루오로지방족 화합물로부터 유도된 플루오로지방족기를 갖는 중합체를 사용한 계면활성제를 사용할 수 있다. 플루오로지방족 화합물은 일본 특허공개 2002-90991호 공보에 기재된 방법에 의해 합성할 수 있다.In addition, the surfactant may be derived from a fluoroaliphatic compound prepared by a telomerization method (also referred to as a "telomer method") or an oligomerization method (also referred to as an "oligomer method") in addition to the known ones as described above. Surfactants using polymers having fluoroaliphatic groups can be used. A fluoroaliphatic compound can be synthesize | combined by the method of Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-90991.

플루오로지방족기를 갖는 중합체로는 플루오로지방족기를 갖는 모노머와 (폴리(옥시알킬렌))아크릴레이트 및/또는 (폴리(옥시알킬렌))메타크릴레이트의 공중합체가 바람직하고, 불규칙하게 분포되어 있어도, 블록 공중합되어 있어도 좋다. 또 한, 폴리(옥시알킬렌)기로는 폴리(옥시에틸렌)기, 폴리(옥시프로필렌)기, 폴리(옥시부틸렌)기 등이 열거되고, 또한 폴리(옥시에틸렌과 옥시프로필렌과 옥시에틸렌의 블록 연결체)이나 폴리(옥시에틸렌과 옥시프로필렌의 블록 연결체) 등 동일한 쇄길이 내에 다른 쇄길이의 알킬렌을 갖는 유닛이어도 좋다. 또한, 플루오로지방족기를 갖는 모노머와 (폴리(옥시알킬렌))아크릴레이트(또는 메타크릴레이트)의 공중합체는 2원 공중합체 뿐만 아니라, 다른 2종 이상의 플루오로지방족기를 갖는 모노머나, 다른 2종 이상의 (폴리(옥시알킬렌))아크릴레이트(또는 메타크릴레이트)등을 동시에 다 중합한 3원계 이상의 공중합체이어도 좋다.As the polymer having a fluoroaliphatic group, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group with (poly (oxyalkylene)) acrylate and / or (poly (oxyalkylene)) methacrylate is preferable and is irregularly distributed. Even if it exists, it may be block copolymerized. Moreover, as a poly (oxyalkylene) group, a poly (oxyethylene) group, a poly (oxypropylene) group, a poly (oxybutylene) group, etc. are mentioned, and also a block of poly (oxyethylene, oxypropylene, and oxyethylene is mentioned. Units having different chain lengths of alkylene in the same chain length, such as a linking body) or poly (block linking body of oxyethylene and oxypropylene). The copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and a (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate) is not only a binary copolymer but also a monomer having two or more other fluoroaliphatic groups, or another two. It may be a ternary or higher copolymer obtained by simultaneously polymerizing species or more of (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate).

예컨대, 시판의 계면활성제로서 MEGAFAC F178, F-470, F-473, F-475, F-476, F-472(Dainippon Ink and Chemicals, Inc. 제품)를 열거할 수 있다. 또한, C6F13기를 갖는 아크릴레이트(또는 메타크릴레이트)와 (폴리(옥시알킬렌))아크릴레이트(또는 메타크릴레이트)의 공중합체, C6F13기를 갖는 아크릴레이트(또는 메타크릴레이트)와 (폴리(옥시에틸렌))아크릴레이트(또는 메타크릴레이트)와 (폴리(옥시프로필렌))아크릴레이트(또는 메타크릴레이트)의 공중합체, C8F17기를 갖는 아크릴레이트(또는 메타크릴레이트)와 (폴리(옥시알킬렌))아크릴레이트(또는 메타크릴레이트)의 공중합체, C8F17기를 갖는 아크릴레이트(또는 메타크릴레이트)와 (폴리(옥시에틸렌))아크릴레이트(또는 메타크릴레이트)와 (폴리(옥시프로필렌))아크릴레이트(또는 메타크릴레이트)의 공중합체 등을 열거할 수 있다.For example, commercially available surfactants include MEGAFAC F178, F-470, F-473, F-475, F-476, and F-472 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.). Further, copolymers of acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), acrylate (or methacrylate having a C 6 F 13 group) ) And a copolymer of (poly (oxyethylene)) acrylate (or methacrylate) and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate), an acrylate (or methacrylate having a C 8 F 17 group) ) And (poly (oxyalkylene)) acrylates (or methacrylates), acrylates (or methacrylates) and (poly (oxyethylene)) acrylates (or methacrylates) having C 8 F 17 groups And copolymers of (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate) and the like.

불소 및/또는 규소계 계면활성제의 사용량은 포지티브 감광성 조성물의 전체 량(용제 제외)에 대하여, 바람직하게는 0.0001~2질량%, 더욱 바람직하게는 0.001~1질량%이다.The amount of the fluorine and / or silicon-based surfactant to be used is preferably 0.0001 to 2% by mass, more preferably 0.001 to 1% by mass, based on the total amount of the positive photosensitive composition (excluding the solvent).

유기용제Organic solvent

본 발명의 포지티브 감광성 조성물은 상기 성분을 소정의 유기용제에 용해하여 사용한다.In the positive photosensitive composition of the present invention, the above components are dissolved in a predetermined organic solvent and used.

사용할 수 있는 유기용제로는, 예컨대 에틸렌디클로라이드, 시클로헥사논, 시클로펜탄온, 2-헵타논, γ-부티로락톤, 메틸에틸케톤, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 2-메톡시에틸 아세테이트, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 톨루엔, 아세트산에틸, 락트산메틸, 락트산에틸, 메톡시프로피온산메틸, 에톡시프로피온산에틸, 피루브산메틸, 피루브산에틸, 피루브산프로필, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, N-메틸피롤리돈, 테트라히드로푸란 등을 열거할 수 있다. Examples of the organic solvent that can be used include ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2- Methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, pyruvic acid Ethyl, propyl pyruvate, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran and the like.

본 발명에 있어서, 유기용제로는 단독으로 사용해도 좋고 혼합해서 사용해도 좋지만, 다른 관능기를 갖는 2종 이상의 용제를 함유하는 혼합용제를 사용하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 소재의 용해성이 높아지고, 경시에서의 입자의 발생을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 양호한 패턴 프로파일이 얻어진다. 용제가 함유하는 바람직한 관능기로는 에스테르기, 락톤기, 히드록시기, 케톤기, 카보네이트기가 열거된다. 다른 관능기를 갖는 혼합용제로는 이하의 (S1)~(S5)의 혼합용제가 바람직하다.In the present invention, the organic solvent may be used alone or in combination, but it is preferable to use a mixed solvent containing two or more solvents having different functional groups. Thereby, the solubility of a raw material becomes high and generation | occurrence | production of particle | grains with time can be suppressed, and a favorable pattern profile is obtained. Preferred functional groups contained in the solvent include ester groups, lactone groups, hydroxyl groups, ketone groups, and carbonate groups. As a mixed solvent which has another functional group, the mixed solvent of the following (S1)-(S5) is preferable.

(S1) 히드록시기를 함유하는 용제와, 히드록시기를 함유하지 않는 용제를 혼합한 혼합용제, (S1) A mixed solvent in which a solvent containing a hydroxy group and a solvent not containing a hydroxy group are mixed,

(S2) 에스테르 구조를 갖는 용제와 케톤 구조를 갖는 용제를 혼합한 혼합용제, (S2) a mixed solvent in which a solvent having an ester structure and a solvent having a ketone structure are mixed;

(S3) 에스테르 구조를 갖는 용제와 락톤 구조를 갖는 용제를 혼합한 혼합용제(S3) Mixed solvent in which a solvent having an ester structure and a solvent having a lactone structure are mixed

(S4) 에스테르 구조를 갖는 용제와 락톤 구조를 갖는 용제와 히드록시기를 함유하는 용제를 혼합한 혼합용제, (S4) Mixed solvent which mixed the solvent which has a ester structure, the solvent which has a lactone structure, and the solvent containing a hydroxyl group,

(S5) 에스테르 구조를 갖는 용제와 카보네이트 구조를 갖는 용제와 히드록시기를 갖는 용제를 함유하는 혼합용제.(S5) A mixed solvent containing a solvent having an ester structure, a solvent having a carbonate structure, and a solvent having a hydroxy group.

이것에 의해 레지스트액 보존시의 입자발생을 경감할 수 있고, 또한 도포시의 결함의 발생을 억제할 수 있다.Thereby, generation | occurrence | production of the particle | grains at the time of resist liquid storage can be reduced, and generation | occurrence | production of the defect at the time of application | coating can be suppressed.

히드록시기를 함유하는 용제로는, 예컨대 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 락트산에틸 등을 열거할 수 있고, 이들 중에서 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 락트산에틸이 보다 바람직하다.Examples of the solvent containing a hydroxy group include ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethyl lactate, and the like. Propylene glycol monomethyl ether and ethyl lactate are more preferable.

히드록시기를 함유하지 않는 용제로는, 예컨대 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 에틸에톡시프로피오네이트, 2-헵타논, γ-부티로락톤, 시클로헥사논, 아세트산부틸, N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸아세토아미드, 디메틸술폭시드 등을 열거할 수 있고, 이들 중에서 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 에틸에 톡시프로피오네이트, 2-헵타논, γ-부티로락톤, 시클로헥사논, 아세트산 부틸이 보다 바람직하고, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 에틸에톡시프로피오네이트, 2-헵타논, 시클로헥사논이 특히 바람직하다.Examples of the solvent containing no hydroxy group include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxy propionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate, N-methylpyrrolidone, and N. , N-dimethylacetoamide, dimethyl sulfoxide and the like, among them, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl oxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate More preferably, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxy propionate, 2-heptanone, and cyclohexanone are especially preferable.

케톤 구조를 갖는 용제로는 시클로헥사논, 2-헵타논 등이 열거되고, 바람직하게는 시클로헥사논이다.Cyclohexanone, 2-heptanone, etc. are mentioned as a solvent which has a ketone structure, Preferably, it is cyclohexanone.

에스테르 구조를 갖는 용제로는 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 에틸에톡시 프로피오네이트, 아세트산부틸 등이 열거되고, 바람직하게는 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트이다.Examples of the solvent having an ester structure include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxy propionate, butyl acetate and the like, and preferably propylene glycol monomethyl ether acetate.

락톤 구조를 갖는 용제로는 γ-부티로락톤이 열거된다.Examples of the solvent having a lactone structure include γ-butyrolactone.

카보네이트 구조를 갖는 용제로는 폴리프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트가 열거되고, 바람직하게는 폴리프로필렌 카보네이트이다.Examples of the solvent having a carbonate structure include polypropylene carbonate and ethylene carbonate, and preferably polypropylene carbonate.

히드록시기를 함유하는 용제와 히드록시기를 함유하지 않는 용제의 혼합비(질량)는 1/99~99/1, 바람직하게는 10/90~90/10, 더욱 바람직하게는 20/80~60/40이다. 히드록시기를 함유하지 않는 용제를 50질량% 이상 함유하는 혼합용제가 도포 균일성의 점에서 특히 바람직하다.The mixing ratio (mass) of the solvent containing a hydroxy group and the solvent not containing a hydroxy group is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, and more preferably 20/80 to 60/40. The mixed solvent containing 50 mass% or more of the solvent which does not contain a hydroxyl group is especially preferable at the point of application | coating uniformity.

에스테르 구조를 갖는 용제와 케톤 구조를 갖는 용제의 혼합비(질량)는 1/99~99/1, 바람직하게는 10/90~90/10, 더욱 바람직하게는 40/60~80/20이다. 에스테르 구조를 갖는 용제를 50질량% 이상 함유하는 혼합용제가 도포 균일성의 점에서 특히 바람직하다.The mixing ratio (mass) of the solvent having an ester structure and the solvent having a ketone structure is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, and more preferably 40/60 to 80/20. A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent having an ester structure is particularly preferable in terms of coating uniformity.

에스테르 구조를 갖는 용제와 락톤 구조를 갖는 용제의 혼합비(질량)는 70/30~99/1, 바람직하게는 80/20~99/1, 더욱 바람직하게는 90/10~99/1이다. 에스테르 구조를 갖는 용제를 70질량% 이상 함유하는 혼합용제가 경시안정성의 점에서 특히 바람직하다.The mixing ratio (mass) of the solvent having an ester structure and the solvent having a lactone structure is 70/30 to 99/1, preferably 80/20 to 99/1, and more preferably 90/10 to 99/1. The mixed solvent containing 70 mass% or more of the solvent which has an ester structure is especially preferable at the point of time stability.

에스테르 구조를 갖는 용제와 락톤 구조를 갖는 용제와 히드록시기를 함유하는 용제를 혼합할 때에는 에스테르 구조를 갖는 용제를 30~80질량%, 락톤 구조를 갖는 용제를 1~20질량%, 히드록시기를 함유하는 용제를 10~60질량% 함유하는 것이 바람직하다.When mixing the solvent which has an ester structure, the solvent which has a lactone structure, and the solvent containing a hydroxyl group, 30-80 mass% of the solvent which has an ester structure, 1-20 mass% of the solvent which has a lactone structure, and the solvent containing a hydroxy group It is preferable to contain 10-60 mass%.

에스테르 구조를 갖는 용제와 카보네이트 구조를 갖는 용제와 히드록시기를 함유하는 용제를 혼합할 때에는 에스테르 구조를 갖는 용제를 30~80질량%, 카보네이트 구조를 갖는 용제를 1~20질량%, 히드록시기를 함유하는 용제를 l0~60질량% 함유하는 것이 바람직하다.When mixing the solvent which has an ester structure, the solvent which has a carbonate structure, and the solvent containing a hydroxyl group, 30-20 mass% of the solvent which has an ester structure, 1-20 mass% of the solvent which has a carbonate structure, and the solvent containing a hydroxyl group It is preferable to contain l0-60 mass%.

이들 용제의 바람직한 형태로는 알킬렌글리콜 모노알킬에테르 카르복실레이트(바람직하게는, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트)를 함유하는 용제이고, 더욱 바람직하게는 알킬렌글리콜 모노알킬에테르 카르복실레이트와 다른 용제의 혼합용제이고, 다른 용제가 히드록시기, 케톤기, 락톤기, 에스테르기, 에테르기, 카보네이트기에서 선택되는 관능기, 또는 이들 중의 복수의 관능기를 겸비한 용제에서 선택되는 적어도 1종이다. 특히 바람직한 혼합용제는 락트산에틸, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 아세트산부틸, 시클로헥사논에서 선택되는 적어도 1종과 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트의 혼합용제이다.As a preferable form of these solvents, they are a solvent containing alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate (preferably propylene glycol monomethyl ether acetate), More preferably, a solvent different from alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate Is a mixed solvent, and the other solvent is at least one selected from a functional group selected from a hydroxy group, a ketone group, a lactone group, an ester group, an ether group, and a carbonate group, or a solvent having a plurality of functional groups among them. A particularly preferable mixed solvent is a mixed solvent of at least one selected from ethyl lactate, γ-butyrolactone, propylene glycol monomethyl ether, butyl acetate and cyclohexanone and propylene glycol monomethyl ether acetate.

최적의 용제를 선택함으로써 현상결함 성능을 개량할 수 있다.The development defect performance can be improved by selecting an optimal solvent.

<그외의 첨가제><Other additives>

본 발명의 포지티브 감광성 조성물에는 필요에 따라 염료, 가소제, 상기 불소 및/또는 규소계 계면활성제 이외의 계면활성제, 광증감제, 및 현상액에 대한 용해성을 촉진시키는 화합물 등을 더 함유시킬 수 있다.If necessary, the positive photosensitive composition of the present invention may further contain a dye, a plasticizer, a surfactant other than the fluorine and / or silicon-based surfactant, a photosensitizer, a compound for promoting solubility in a developer, and the like.

본 발명에서 사용할 수 있는 현상액에 대한 용해 촉진성 화합물은 페놀성 OH기를 2개 이상, 또는 카르복실기를 1개 이상 갖는 분자량 1,000 이하의 저분자 화합물이다. 카르복실기 갖는 경우에는 지환족 또는 지방족 화합물이 바람직하다.The dissolution promoting compound for the developer usable in the present invention is a low molecular weight compound having a molecular weight of 1,000 or less having two or more phenolic OH groups or one or more carboxyl groups. In the case of having a carboxyl group, an alicyclic or aliphatic compound is preferable.

이들 용해 촉진성 화합물의 바람직한 첨가량은 고분자 화합물에 대하여 2~50질량%이고, 더욱 바람직하게는 5~30질량%이다. 현상잔사 억제, 현상시 패턴변형 방지의 점에서 50질량% 이하가 바람직하다.The preferable addition amount of these dissolution promoting compounds is 2-50 mass% with respect to a high molecular compound, More preferably, it is 5-30 mass%. 50 mass% or less is preferable at the point of suppression of a development residue and the prevention of pattern distortion at the time of image development.

이러한 분자량 1000 이하의 페놀 화합물은, 예컨대 일본 특허공개 평4-122938호, 일본 특허공개 평2-28531호, 미국특허 제4916210호, 유럽특허 제219294호 등에 기재된 방법을 참고로 해서 당업자에 있어서 용이하게 합성할 수 있다.Such phenol compounds having a molecular weight of 1000 or less are readily available to those skilled in the art by referring to methods described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-122938, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-28531, US Pat. Can be synthesized.

카르복실기를 갖는 지환족 또는 지방족 화합물의 구체예로는 콜산, 데옥시콜산, 리토콜산 등의 스테로이드 구조를 갖는 카르복실산 유도체, 아다만탄 카르복실산 유도체, 아다만탄 디카르복실산, 시클로헥산 카르복실산, 시클로헥산 디카르복실산 등이 열거되지만 이것들에 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the cycloaliphatic or aliphatic compound having a carboxyl group include carboxylic acid derivatives having a steroid structure such as cholic acid, deoxycholic acid and lithocholic acid, adamantane carboxylic acid derivatives, adamantane dicarboxylic acid, and cyclo Hexane carboxylic acid, cyclohexane dicarboxylic acid, etc. are mentioned, but it is not limited to these.

본 발명에 있어서는, 상기 불소계 및/또는 규소계 계면활성제 이외의 다른 계면활성제를 가할 수도 있다. 구체적으로는, 폴리옥시에틸렌 알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌 알킬알릴에테르류, 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌 블록 코폴리머 류, 소르비탄 지방족 에스테르류, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방족 에스테르류 등의 비이온계 계면활성제를 열거할 수 있다.In this invention, surfactant other than the said fluorine type and / or silicon type surfactant can also be added. Specifically, nonionics such as polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers, sorbitan aliphatic esters, and polyoxyethylene sorbitan aliphatic esters Surfactants may be enumerated.

이들 계면활성제는 단독으로 첨가해도 좋고, 또한 몇개의 조합으로 첨가할 수도 있다.These surfactants may be added alone, or may be added in any combination.

(패턴형성방법)(Pattern Forming Method)

본 발명의 포지티브 감광성 조성물은 상기 성분을 소정의 유기용제, 바람직하게는 상기 혼합용제에 용해하고, 필터 여과한 후, 다음과 같이 소정의 지지체 상에 도포해서 사용한다. 필터 여과에 사용하는 필터는 0.1미크론 이하, 더욱 바람직하게는 0.05미크론 이하, 더욱 바람직하게는 0.03미크론 이하의 폴리테트라플루오로에틸렌제, 폴리에틸렌제, 나일론제의 것이 바람직하다.The positive photosensitive composition of this invention is melt | dissolved in the predetermined organic solvent, Preferably the said mixed solvent, and filter-filtered, after apply | coating on a predetermined | prescribed support body as follows, are used. The filter used for filter filtration is preferably made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon of 0.1 micron or less, more preferably 0.05 micron or less, and more preferably 0.03 micron or less.

예컨대, 포지티브 감광성 조성물을 정밀 집적회로 소자의 제조에 사용되는 기판(예: 실리콘/이산화실리콘 피복) 상에 스피너, 코터 등의 적당한 도포방법에 의해 도포, 건조하여 감광성 막을 형성한다.For example, the positive photosensitive composition is applied and dried by a suitable coating method such as a spinner, a coater, or the like on a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) used in the manufacture of precision integrated circuit devices to form a photosensitive film.

상기 감광성 막에, 소정의 마스크를 통하여 활성광선 또는 방사선을 조사하고, 바람직하게는 베이크(가열)를 행하고, 현상, 린스한다. 이것에 의해 양호한 패턴을 얻을 수 있다.The photosensitive film is irradiated with actinic light or radiation through a predetermined mask, preferably baked (heated), developed and rinsed. Thereby, a favorable pattern can be obtained.

활성광선 또는 방사선의 조사시에 감광성 막과 렌즈의 사이에 공기보다도 굴절율이 높은 액체(액침 매체)를 채워서 노광(액침 노광)을 행해도 좋다. 이것에 의해 해상성을 높일 수 있다. 사용하는 액침 매체로는 공기보다도 굴절율이 높은 액체이면 어느 것이라도 사용할 수 있지만, 바람직하게는 순수이다. 또한, 액침 노광 을 행할 때에 액침 매체와 감광성 막이 직접 맞닿지 않도록 하기 위해서, 감광성 막 상에 오버코트층을 더 형성해도 좋다. 이것에 의해 감광성 막으로부터 액침 매체로의 조성물의 용출이 억제되어 현상결함이 저감한다.At the time of irradiation of actinic light or a radiation, you may perform exposure (liquid immersion exposure) by filling the liquid (liquid immersion medium) with refractive index higher than air between the photosensitive film | membrane and a lens. Thereby, resolution can be improved. As the liquid immersion medium to be used, any liquid can be used as long as the liquid has a refractive index higher than that of air. In addition, in order to prevent a liquid immersion medium from directly contacting a photosensitive film when performing immersion exposure, you may further form an overcoat layer on the photosensitive film. As a result, elution of the composition from the photosensitive film to the liquid immersion medium is suppressed, and development defects are reduced.

감광성 막을 형성하기 전에, 기판 상에 미리 반사방지막을 도포해도 좋다.Before forming a photosensitive film, you may apply an antireflection film on a board | substrate previously.

반사방지막으로는 티탄, 이산화티탄, 질화 티탄, 산화 크롬, 카본, 다공질 실리콘 등의 무기막형과, 흡광제와 폴리머 재료로 이루어진 유기막형 모두를 사용할 수 있다. 또한, 유기 반사방지막으로서 Brewer Science Inc. 제품의 DUV-30시리즈나 DUV-40시리즈, Shipley Co., Ltd. 제품의 AR-2, AR-3, AR-5 등의 시판의 유기 반사방지막을 사용할 수도 있다.As the anti-reflection film, both an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, and porous silicon, and an organic film type made of a light absorber and a polymer material can be used. In addition, Brewer Science Inc. DUV-30 series, DUV-40 series, Shipley Co., Ltd. Commercially available organic antireflective films, such as AR-2, AR-3, and AR-5 of a product, can also be used.

활성광선 또는 방사선으로는 적외광, 가시광, 자외광, 원자외광, X선, 전자선 등을 열거할 수 있지만, 바람직하게는 250nm 이하, 더욱 바람직하게는 220nm 이하의 파장의 원자외광, 구체적으로는 KrF 엑시머 레이저(248nm), ArF 엑시머 레이저(193nm), F2 엑시머 레이저(157nm), X선, 전자빔 등이며, ArF 엑시머 레이저, F2 엑시머 레이저, EUV(13nm), 전자빔이 바람직하다.Examples of the active light or radiation include infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-ray, electron beam, etc., but are preferably ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less, more preferably 220 nm or less, specifically KrF. An excimer laser (248 nm), an ArF excimer laser (193 nm), an F 2 excimer laser (157 nm), an X-ray, an electron beam, and the like, and an ArF excimer laser, an F 2 excimer laser, an EUV (13 nm), and an electron beam are preferable.

현상공정에서는 알칼리 현상액을 다음과 같이 사용한다. 레지스트 조성물의 알칼리 현상액으로는 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 탄산 나트륨, 규산 나트륨, 메타규산 나트륨, 암모니아수 등의 무기 알칼리류, 에틸아민, n-프로필아민 등의 제 1 아민류, 디에틸아민, 디-n-부틸아민 등의 제 2 아민류, 트리에틸아민, 메틸디에틸아민 등의 제 3 아민류, 디메틸에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 알콜 아민류, 테트라메틸암모늄 히드록시드, 테트라에틸암모늄 히드록시드 등의 제 4 급 암모늄 염, 피롤, 피페리딘 등의 환상 아민류 등의 알칼리성 수용액을 사용할 수 있다.In the developing step, an alkaline developer is used as follows. As the alkaline developer of the resist composition, inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate and aqueous ammonia, first amines such as ethylamine and n-propylamine, diethylamine and di-n Agents such as second amines such as butylamine, third amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide Alkaline aqueous solutions, such as cyclic amines, such as a quaternary ammonium salt, a pyrrole, and piperidine, can be used.

또한, 상기 알칼리 현상액에 알콜류, 계면활성제를 적당량 첨가해서 사용할 수도 있다.Moreover, alcohol and surfactant can also be added and used for the said alkali developing solution.

알칼리 현상액의 알칼리 농도는 보통 0.1~20질량%이다.The alkali concentration of alkaline developing solution is 0.1-20 mass% normally.

알칼리 현상액의 pH는 보통 10.0~15.0이다.The pH of the alkaline developer is usually 10.0-15.0.

실시예Example

다음에, 실시예를 들어서 본 발명을 더 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 얻어진 고분자 화합물의 중량평균 분자량(Mw) 및 분산도(Mw/Mn)는 겔투과 크로마토그래피(GPC)의 측정 결과로부터 구하였다.Next, although an Example is given and this invention is further demonstrated, this invention is not limited to these Examples. In addition, the weight average molecular weight (Mw) and dispersion degree (Mw / Mn) of the obtained high molecular compound were calculated | required from the measurement result of gel permeation chromatography (GPC).

제조예 1Preparation Example 1

질소기류하, 시클로헥사논 4.7g을 3구 플라스크에 넣고, 이것을 80℃로 가열하였다. 이것에 하기 모노머(A) 4.42g, 모노머(B) 2.52g, 모노머(C) 4.70g, 중합개시제(아조비스이소부티로니트릴(AIBN): Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제품) 0.0821g, 연쇄이동제(S1) 0.947g을 시클로헥사논 41.9g에 용해시킨 용액을 6시간에 걸쳐서 적하하였다. 적하 종료후, 80℃에서 2시간 더 반응시켰다. 반응액을 방냉후 메탄올 700m에 20분에 걸쳐서 적하하고, 석출된 분체를 여과수집하여 건조하면, 목적의 고분자 화합물(제조예 1)이 7.5g 얻어졌다. 얻어진 고분자 화합물의 중량평균 분자량은 표준 폴리스티렌 환산으로 8600, 분산도(Mw/Mn)는 1.4이었다.Under a nitrogen stream, 4.7 g of cyclohexanone was placed in a three-necked flask, which was heated to 80 ° C. To this, 4.42 g of the monomer (A), 2.52 g of the monomer (B), 4.70 g of the monomer (C), 0.0821 g of a polymerization initiator (azobisisobutyronitrile (AIBN): manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and a chain The solution which melt | dissolved 0.947 g of transfer agents (S1) in 41.9 g of cyclohexanone was dripped over 6 hours. After completion of the dropwise addition, the mixture was further reacted at 80 ° C for 2 hours. The reaction solution was allowed to cool and then added dropwise to 700 m of methanol over 20 minutes, and the precipitated powder was collected by filtration and dried to obtain 7.5 g of the target polymer compound (Manufacturing Example 1). The weight average molecular weight of the obtained high molecular compound was 8600 in terms of standard polystyrene, and the degree of dispersion (Mw / Mn) was 1.4.

Figure 112007060488287-PAT00049
Figure 112007060488287-PAT00049

동일한 방법의 방법을 이용하여 고분자 화합물(제조예 2~제조예 21)을 제조하였다.Using the method of the same method to prepare a high molecular compound (Preparation Examples 2 to 21).

비교 제조예 1Comparative Production Example 1

질소기류하, 시클로헥사논 4.7g을 3구 플라스크에 넣고, 이것을 80℃로 가열하였다. 이것에 모노머(A) 4.42g, 모노머(B) 2.52g, 모노머(C) 4.70g, 중합개시제(아조비스이소부티로니트릴(AIBN): Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제품) 0.246g, 연쇄이동제(S1) 0.189g을 시클로헥사논 41.9g에 용해시킨 용액을 6시간에 걸쳐서 적하하였다. 적하 종료후, 80℃에서 2시간 더 반응시켰다. 반응액을 방냉후 메탄올 700m에 20분에 걸쳐서 적하하고, 석출된 분체를 여과수집, 건조하면, 목적한 고분자 화합물(비교 제조예 1)이 8.0g 얻어졌다. 얻어진 고분자 화합물의 중량평균 분자량은 표준 폴리스티렌 환산으로 8900, 분산도(Mw/Mn)는 1.5이었다.Under a nitrogen stream, 4.7 g of cyclohexanone was placed in a three-necked flask, which was heated to 80 ° C. Monomer (A) 4.42g, Monomer (B) 2.52g, Monomer (C) 4.70g, Polymerization initiator (Azobisisobutyronitrile (AIBN): 0.246g from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Chain transfer agent (S1) The solution which melt | dissolved 0.189g in 41.9g of cyclohexanone was dripped over 6 hours. After completion of the dropwise addition, the mixture was further reacted at 80 ° C for 2 hours. The reaction solution was allowed to cool, and then added dropwise to 700 m of methanol over 20 minutes, and the precipitated powder was collected by filtration and dried to obtain 8.0 g of the target polymer compound (Comparative Preparation Example 1). The weight average molecular weight of the obtained high molecular compound was 8900, and dispersion degree (Mw / Mn) was 1.5 in standard polystyrene conversion.

동일한 방법을 이용하여 고분자 화합물(비교 제조예 3)을 제조하였다.Using the same method to prepare a high molecular compound (Comparative Preparation Example 3).

비교 제조예 2Comparative Production Example 2

질소기류하, 시클로헥사논 4.7g을 3구 플라스크에 넣고, 이것을 80℃로 가열하였다. 이것에 모노머(A) 4.42g, 모노머(B) 2.52g, 모노머(C) 4.70g, 중합개시제(아조비스이소부티로니트릴(AIBN): Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제품) 0.328g을 시클로헥사논 41.9g에 용해시킨 용액을 6시간에 걸쳐서 적하하였다. 적하 종료후, 80℃에서 2시간 더 반응시켰다. 반응액을 방냉후 메탄올 700m에 20분에 걸쳐서 적하하고, 석출된 분체를 여과수집, 건조하면, 목적한 고분자 화합물(비교 제조예 2)이 8.0g 얻어졌다. 얻어진 고분자 화합물의 중량평균 분자량은 표준 폴리스티렌 환산으로 8600, 분산도(Mw/Mn)는 1.6이었다.Under a nitrogen stream, 4.7 g of cyclohexanone was placed in a three-necked flask, which was heated to 80 ° C. 4.42 g of monomer (A), 2.52 g of monomer (B), 4.70 g of monomer (C), and 0.328 g of a polymerization initiator (azobisisobutyronitrile (AIBN): manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) The solution dissolved in 41.9 g of paddy was dripped over 6 hours. After completion of the dropwise addition, the mixture was further reacted at 80 ° C for 2 hours. After cooling the reaction solution, the reaction mixture was added dropwise to 700 m of methanol over 20 minutes, and the precipitated powder was collected by filtration and dried to obtain 8.0 g of the target polymer compound (Comparative Preparation Example 2). The weight average molecular weight of the obtained high molecular compound was 8600 in terms of standard polystyrene, and the degree of dispersion (Mw / Mn) was 1.6.

하기 표 1에, 제조예 1~21 및 비교 제조예 1~3의 각 고분자 화합물에 대해서, 연쇄이동제(S)와 중합개시제(I)의 첨가량(제조에 사용한 에틸렌성 이중결합을 갖는 중합성 화합물(모노머)의 전체 몰수에 대한 각 화합물의 몰%), 첨가 몰비(I/S), 모노머에 의한 구성단위와 조성비 및, 얻어진 고분자 화합물의 중량평균 분자량(Mw), 분산도(Mw/Mn)를 나타낸다. 표 1에 있어서의 중합개시제 「V-601」은 2,2-아조비스이소부티르산 디메틸을 나타낸다.In Table 1 below, the amounts of the chain transfer agent (S) and the polymerization initiator (I) added to each of the polymer compounds of Production Examples 1 to 21 and Comparative Production Examples 1 to 3 (polymerizable compound having an ethylenic double bond used in the production) Mole% of each compound to the total number of moles of (monomer)), addition molar ratio (I / S), structural unit and composition ratio by monomer, weight average molecular weight (Mw), dispersion degree (Mw / Mn) of the obtained high molecular compound Indicates. The polymerization initiator "V-601" in Table 1 represents 2,2-azobisisobutyric acid dimethyl.

Figure 112007060488287-PAT00050
Figure 112007060488287-PAT00050

표 1에 있어서의 모노머에 의한 구성단위와 조성비는 이하와 같다.The structural unit and composition ratio by the monomer in Table 1 are as follows.

Figure 112007060488287-PAT00051
Figure 112007060488287-PAT00051

실시예 1~36 및 비교예 1~3Examples 1-36 and Comparative Examples 1-3

<포지티브 레지스트 용액의 조제><Preparation of Positive Resist Solution>

하기 표 2에 나타내는 성분 및 계면활성제(Troy Chemical 제품 TROYSOL S-366: 0.01g)을 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트/프로필렌글리콜 메틸에테르의 6/4(질량비) 혼합용제에 용해시켜 고형분 농도 8질량%의 용액을 조제하고, 이것을 0.03m의 폴리에틸렌 필터로 여과해서 포지티브 레지스트 용액을 조제하였다. 조제한 포지티브 레지스트 용액을 하기의 방법으로 평가하고, 결과도 표 2에 나타냈다.The components and surfactants shown in Table 2 (Troy Chemical's TROYSOL S-366: 0.01 g) were dissolved in a 6/4 (mass ratio) mixed solvent of propylene glycol methyl ether acetate / propylene glycol methyl ether to give a solid content of 8% by mass. A solution was prepared and this was filtered with a 0.03 m polyethylene filter to prepare a positive resist solution. The prepared positive resist solution was evaluated by the following method, and the result was also shown in Table 2.

<레지스트 평가>Resist Evaluation

스핀코터로 헥사메틸디실라잔 처리를 실시한 실리콘 기판 상에 Brewer Science Inc. 제품의 반사방지막 DUV-42를 600옹스트롬 균일하게 도포하고, 100℃에서 90초간 핫플레이트 상에서 건조한 후, 190℃에서 240초간 가열 건조를 행하였다. 그 후, 각 포지티브 레지스트 용액을 스핀코터로 도포하고 120℃에서 60초 건조를 행하여, 150nm의 레지스트 막을 형성시켰다.Brewer Science Inc. on a silicon substrate subjected to hexamethyldisilazane treatment with a spin coater. The antireflection film DUV-42 of the product was uniformly applied to 600 angstroms, dried on a hot plate at 100 ° C. for 90 seconds, and then heated and dried at 190 ° C. for 240 seconds. Then, each positive resist solution was apply | coated with a spin coater, and it dried for 60 second at 120 degreeC, and formed the 150 nm resist film.

이 레지스트 막에 대하여, 마스크를 통하여 ArF 엑시머 레이저 스텝퍼(ASML 제품, NA=0.75, 2/3 구형상)로 노광하고, 노광후 즉시 120℃에서 60초간 핫플레이트 상에서 가열하였다. 또한, 2.38질량% 테트라메틸암모늄 히드록시드 수용액에서 23℃에서 60초간 현상하고, 30초간 순수로 린스한 후, 건조하여, 라인 패턴을 얻었다.This resist film was exposed through an mask with an ArF excimer laser stepper (ASML, NA = 0.75, 2/3 spherical shape), and immediately after exposure, it was heated on a hot plate at 120 ° C. for 60 seconds. Furthermore, it developed for 60 second at 23 degreeC in the 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, rinsed with pure water for 30 second, and dried, and obtained the line pattern.

감도: Sensitivity:

라인 패턴을 형성가능한 최소 노광량으로 감도를 나타냈다.Sensitivity was shown by the minimum exposure amount which can form a line pattern.

패턴붕괴 평가법:Pattern collapse evaluation method:

75nm 라인/90nm 스페이스의 마스크 패턴을 재현하는 노광량을 최적 노광량으로 하고, 최적 노광량으로부터 노광량을 더욱 증대시켜서 형성되는 라인 패턴의 선폭을 가늘게 했을 때에, 패턴이 붕괴되지 않고 해상하는 선폭으로 정의하였다. 값이 작을 수록 보다 미세한 패턴이 붕괴되지 않고 해상되는 것을 나타내어, 패턴붕괴가 발생하기 어려워 해상력이 높은 것을 나타낸다. When the exposure amount which reproduces the mask pattern of a 75 nm line / 90 nm space was made into the optimum exposure amount, when the line width of the line pattern formed by further increasing the exposure amount from the optimal exposure amount was narrowed, it was defined as the line width which does not collapse a pattern. The smaller the value, the finer the pattern is resolved without collapse, and the collapse of the pattern is less likely to occur, indicating the higher resolution.

Figure 112007060488287-PAT00052
Figure 112007060488287-PAT00052

표 2 중의 약호에 대응하는 화합물은 이하에 나타내는 화합물이다.The compound corresponding to the symbol of Table 2 is a compound shown below.

Figure 112007060488287-PAT00053
Figure 112007060488287-PAT00053

[염기성 화합물][Basic compound]

TPSA: 트리페닐술포늄 아세테이트TPSA: triphenylsulfonium acetate

DIA: 2,6-디이소프로필 아닐린DIA: 2,6-diisopropyl aniline

TEA: 트리에탄올아민TEA: Triethanolamine

DBA: N,N-디부틸아닐린DBA: N, N-dibutylaniline

PBI: 2-페닐벤즈이미다졸PBI: 2-phenylbenzimidazole

TMEA: 트리스(메톡시에톡시에틸)아민TMEA: tris (methoxyethoxyethyl) amine

PEA: N-페닐디에탄올아민 PEA: N-phenyldiethanolamine

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표 2로부터, 본 발명의 제조방법으로 제조한 고분자 화합물을 함유하는 포지티브 레지스트 용액은 고감도이고, 패턴붕괴도 양호한 것이 명확하다.From Table 2, it is clear that the positive resist solution containing the high molecular compound manufactured by the manufacturing method of this invention is highly sensitive, and pattern collapse is also favorable.

Claims (10)

하기 일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제와 중합개시제를 사용해서 에틸렌성 이중결합을 갖는 중합성 화합물을 중합시키는 고분자 화합물의 제조방법에 있어서, 일반식(1)으로 표시되는 연쇄이동제(S)와 중합개시제(I)의 첨가 몰비(I/S)가 1.0 이하인 것을 특징으로 하는 고분자 화합물의 제조방법.In the manufacturing method of the high molecular compound which polymerizes the polymeric compound which has an ethylenic double bond using the chain transfer agent represented by following General formula (1), and a polymerization initiator, the chain transfer agent (S) represented by General formula (1) And the addition molar ratio (I / S) of the polymerization initiator (I) is 1.0 or less.
Figure 112007060488287-PAT00055
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(일반식(1) 중, (In formula (1), L은 단일결합 또는 m+1가의 탄화수소기를 나타낸다.L represents a single bond or a m + 1 valent hydrocarbon group. R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 옥시알킬렌기, 아릴렌기, 2가의 티아졸린환, 2가의 옥사졸린환 및 2가의 이미다졸린환으로 이루어진 군에서 선택되는 2가의 연결기 또는 이들 중의 2개 이상이 결합한 2가의 연결기를 나타낸다.R 1 and R 2 are each independently a divalent linking group selected from the group consisting of an alkylene group, a cycloalkylene group, an oxyalkylene group, an arylene group, a divalent thiazolin ring, a divalent oxazoline ring and a divalent imidazoline ring Or the bivalent coupling group which two or more of these couple | bonded is shown. R3 및 R4는 각각 독립적으로 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기 또는 아릴기를 나타낸다.R 3 and R 4 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group. n은 0 또는 1을 나타낸다. 복수 개의 n은 동일하거나 달라도 좋다.n represents 0 or 1. A plurality of n may be the same or different. k는 0 또는 1을 나타낸다.k represents 0 or 1. m은 1~10의 정수를 나타낸다.m represents the integer of 1-10. R3 및 R4는 인접하는 R1 또는 L과 결합하여 환구조를 형성해도 좋다.)R 3 and R 4 may be bonded to adjacent R 1 or L to form a ring structure.)
제 1 항에 기재된 제조방법에 의해서 얻어진 것을 특징으로 하는 하기 일반식(2)으로 표시되는 구성단위를 갖는 고분자 화합물.It is obtained by the manufacturing method of Claim 1, The high molecular compound which has a structural unit represented by following General formula (2).
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(일반식(2) 중, (In formula (2), L은 단일결합 또는 m+1가의 탄화수소기를 나타낸다.L represents a single bond or a m + 1 valent hydrocarbon group. R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 옥시알킬렌기, 아릴렌기, 2가의 티아졸린환, 2가의 옥사졸린환 및 2가의 이미다졸린환으로 이루어진 군에서 선택되는 2가의 연결기 또는 이들 중의 2개 이상이 결합한 2가의 연결기를 나타낸다.R 1 and R 2 are each independently a divalent linking group selected from the group consisting of an alkylene group, a cycloalkylene group, an oxyalkylene group, an arylene group, a divalent thiazolin ring, a divalent oxazoline ring and a divalent imidazoline ring Or the bivalent coupling group which two or more of these couple | bonded is shown. R3 및 R4는 각각 독립적으로 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기 또는 아릴기를 나타낸다.R 3 and R 4 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group. n은 0 또는 1을 나타낸다. 복수 개의 n은 동일하거나 달라도 좋다.n represents 0 or 1. A plurality of n may be the same or different. k는 0 또는 1을 나타낸다.k represents 0 or 1. m은 1~10의 정수를 나타낸다.m represents the integer of 1-10. R3 및 R4는 인접하는 R1 또는 L과 결합하여 환구조를 형성해도 좋다.)R 3 and R 4 may be bonded to adjacent R 1 or L to form a ring structure.)
제 2 항에 있어서, 적어도, 산의 작용에 의해 분해되어 알칼리 현상액에 대한 용해도가 증가하는 산분해기를 갖는 구성단위를 가지는 것을 특징으로 하는 고분자 화합물.The polymer compound according to claim 2, further comprising a structural unit having an acid-decomposable group that is decomposed at least by the action of an acid and has increased solubility in an alkaline developer. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 일반식(2)으로 표시되는 구성단위에 있어서 R3 및 R4 중의 하나 이상이 탄소수 2개 이상의 알킬기인 것을 특징으로 하는 고분자 화합물.The polymer compound according to claim 2 or 3, wherein at least one of R 3 and R 4 in the structural unit represented by the general formula (2) is an alkyl group having 2 or more carbon atoms. 제 3 항에 있어서, 산의 작용에 의해 분해되어 알칼리 현상액에 대한 용해도가 증가하는 산분해기를 갖는 구성단위가 하기 일반식(PA-A)으로 표시되는 것을 특징으로 하는 고분자 화합물.4. The polymer compound according to claim 3, wherein the structural unit having an acid-decomposable group which is decomposed by the action of an acid and whose solubility in an alkaline developer is increased is represented by the following general formula (PA-A).
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(일반식(PA-A) 중, (In general formula (PA-A), R은 수소원자, 할로겐원자 또는 알킬기를 나타낸다. 복수의 R은 각각 동일하거나 달라도 좋다.R represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group. A plurality of Rs may be the same or different, respectively. A는 단일결합, 알킬렌기, 에테르기, 티오에테르기, 카르보닐기, 에스테르기, 아미드기, 술폰아미도기, 우레탄기 및 우레아기로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2개 이상의 기의 조합을 나타낸다.A represents a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamido group, a urethane group, or a combination of two or more groups selected from the group consisting of urea groups. Rp1은 하기 일반식(pI)~(pV)으로 표시되는 어느 하나의 기를 나타낸다.Rp 1 represents any group represented by the following general formulas (pI) to (pV).
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일반식(pI)~(pV) 중, In general formula (pI)-(pV), R11은 알킬기를 나타낸다.R 11 represents an alkyl group. Z는 탄소원자와 함께 시클로알킬기를 형성하는 데에 필요한 원자단을 나타낸다.Z represents an atomic group necessary to form a cycloalkyl group with a carbon atom. R12~R16은 각각 독립적으로 알킬기 또는 시클로알킬기를 나타낸다.R 12 to R 16 each independently represent an alkyl group or a cycloalkyl group. R17~R21은 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기 또는 시클로알킬기를 나타낸다.R 17 to R 21 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. R22~R25는 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기 또는 시클로알킬기를 나타낸다. R23과 R24는 서로 결합하여 환을 형성해도 좋다.)R 22 to R 25 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.)
제 5 항에 있어서, 일반식(pI)~(pV)에 있어서 R11, 또는 R12~R14 중의 1개 이상, 또는 R16, 또는 R19 및 R21 중의 1개 이상, 또는 R22 및 R25 중의 1개 이상이 메틸기인 것을 특징으로 하는 고분자 화합물.The compound according to claim 5, wherein in formulas (pI) to (pV), one or more of R 11 , or R 12 to R 14 , or R 16 , or one or more of R 19 and R 21 , or R 22 and At least one of R 25 is a methyl group, characterized in that the polymer compound. 제 2 항, 제 3 항, 제 5 항, 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도, 락톤기를 갖는 구성단위를 가지는 것을 특징으로 하는 고분자 화합물.The polymer compound according to any one of claims 2, 3, 5, or 6, which has at least a structural unit having a lactone group. 제 2 항, 제 3 항, 제 5 항, 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 고분자 화합물 중에 포함되는 구성단위의 총 몰수에 대하여, 일반식(2)으로 표시되는 구성단위의 몰수가 2.5~10몰%인 것을 특징으로 하는 고분자 화합물.The molar number of the structural unit represented by General formula (2) is 2.5 with respect to the total mole of the structural unit contained in a high molecular compound in any one of Claims 2, 3, 5, or 6. A high molecular compound, characterized in that ~ 10 mol%. 적어도, 제 2 항, 제 3 항, 제 5 항, 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 고분자 화합물과, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의해 산을 발생하는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 포지티브 감광성 조성물.Positive photosensitive property containing at least the high molecular compound as described in any one of Claims 2, 3, 5, or 6, and the compound which generate | occur | produces an acid by irradiation of actinic light or a radiation. Composition. 제 9 항에 기재된 포지티브 감광성 조성물로 감광성 막을 형성하고, 상기 감광성 막을 노광, 현상하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.A process for forming a photosensitive film with the positive photosensitive composition according to claim 9, and exposing and developing the photosensitive film.
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