JP2003207898A - Positive resist composition - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超LSIや高容量
マイクロチップの製造などの超マイクロリソグラフィプ
ロセスやその他のフォトパブリケーションプロセスに好
適に用いられるポジ型レジスト組成物に関するものであ
る。さらに詳しくは、特に電子線、X線、EUV光等を
使用して高精細化したパターン形成し得るポジ型フォト
レジストに関するものであり、特に電子線等の高エネル
ギー線を用いる半導体素子の微細加工に好適に用いるこ
とができるポジ型レジスト組成物に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive resist composition suitable for use in an ultra-microlithography process such as the production of VLSI and high-capacity microchips and other photopublication processes. More specifically, the present invention relates to a positive photoresist capable of forming a highly precise pattern using electron beams, X-rays, EUV light, etc., and particularly fine processing of semiconductor devices using high-energy rays such as electron beams. The present invention relates to a positive resist composition that can be preferably used.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、ICやLSIなどの半導体デバイ
スの製造プロセスにおいては、フォトレジスト組成物を
用いたリソグラフィによる微細加工が行われている。近
年、集積回路の高集積化に伴い、サブミクロン領域やク
オーターミクロン領域の超微細パターン形成が要求され
るようになってきている。それに伴い、露光波長もg線
からi線に、さらにKrFエキシマレーザー光に、とい
うように短波長化の傾向が見られる。さらには、現在で
は、エキシマレーザー光以外にも、電子線やX線、ある
いはEUV光を用いたリソグラフィも開発が進んでい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, in the manufacturing process of semiconductor devices such as IC and LSI, fine processing by lithography using a photoresist composition has been performed. In recent years, with the high integration of integrated circuits, formation of ultrafine patterns in the sub-micron region or the quarter-micron region has been required. Along with this, the exposure wavelength tends to be shorter, such as g-line to i-line and further to KrF excimer laser light. Furthermore, at present, in addition to excimer laser light, development of lithography using electron beams, X-rays, or EUV light is in progress.
【0003】特に電子線リソグラフィーは、次世代もし
くは次々世代のパターン形成技術として位置付けられ、
高感度、高解像性のポジ型レジストが望まれている。特
にウェハー処理時間の短縮化のために高感度化は非常に
重要な課題であるが、電子線用ポジ型レジストにおいて
は、高感度化を追求しようとすると、真空中の露光後引
き起き安定性(以下、真空中PEDと略す)が悪化する
という問題があり、この両者を両立するレジストの開発
が強く望まれている。さらにX線やEUV光を用いるリ
ソグラフィーにおいても同様の課題があり、これらの課
題の解決が必要である。かかる電子線、X線あるいはE
UV光を用いたリソグラフィープロセスに適したレジス
トとしては高感度化の観点から主に酸触媒反応を利用し
た化学増幅型レジストが用いられており、ポジ型レジス
トに対しては主成分として、アルカリ水溶液には不溶又
は難溶性で、酸の作用によりアルカリ水溶液には可溶と
なる性質を有するポリマー(以下、酸分解性樹脂と略す
ことがある)、及び酸発生剤からなる化学増幅型組成物
が有効に使用されている。In particular, electron beam lithography is positioned as a pattern forming technique for the next or next generation,
A positive resist having high sensitivity and high resolution is desired. In particular, high sensitivity is a very important issue for shortening the wafer processing time. However, in the case of positive resist for electron beam, when trying to achieve high sensitivity, stability after exposure in a vacuum causes stability. There is a problem that (hereinafter, abbreviated as PED in vacuum) is deteriorated, and development of a resist satisfying both of these is strongly desired. Further, there are similar problems in lithography using X-rays and EUV light, and it is necessary to solve these problems. Such electron beam, X-ray or E
As a resist suitable for a lithography process using UV light, a chemically amplified resist mainly utilizing an acid catalyst reaction is mainly used from the viewpoint of high sensitivity. For a positive resist, an alkaline aqueous solution is used as a main component. Is a polymer that is insoluble or sparingly soluble in, and has a property of being soluble in an alkaline aqueous solution by the action of an acid (hereinafter, may be abbreviated as an acid-decomposable resin), and a chemically amplified composition comprising an acid generator. It is being used effectively.
【0004】電子線又はX線用のポジ型レジストに関し
ては、これまで主にKrFエキシマレーザー用のレジス
ト技術が転用されて検討されてきた。例えば特開平2−
19847号公報には、ポリ(p−ヒドロキシスチレ
ン)のフェノール性ヒドロキシ基を全部あるいは部分的
にテトラヒドロピラニル基で保護したポリマーを有する
レジスト組成物が開示されている。特許文献1(特開平
4−219757号公報)には、同様にポリ(p−ヒド
ロキシスチレン)のフェノール性ヒドロキシ基の20〜
70%がアセタール基で置換されたポリマーを含有する
レジスト組成物が開示されている。Regarding the positive resist for electron beam or X-ray, the resist technique for KrF excimer laser has been mainly diverted and studied so far. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-
No. 19847 discloses a resist composition having a polymer in which the phenolic hydroxy groups of poly (p-hydroxystyrene) are wholly or partially protected with a tetrahydropyranyl group. Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 4-219757) similarly discloses 20 to 20% of the phenolic hydroxy group of poly (p-hydroxystyrene).
A resist composition containing a polymer, 70% of which is substituted with acetal groups, is disclosed.
【0005】また、特許文献2(特開平5−32359
0号公報)には、光酸発生剤を2種用いることが記載さ
れ、特許文献3(特開平5−181279号公報)には
強酸を発生する光酸発生剤と、弱酸を発生する光酸発生
剤を併用することが記載され、特許文献4(特開平9−
43837号公報)には酢酸を発生する光酸発生剤が開
示され、特許文献5(特開平11−125907号公
報)には沸点150℃以上のカルボン酸を発生する化合
物と、カルボン酸以外の酸を発生させる化合物とを用い
ることが開示されている。さらには、特許文献6(特開
平4−51243号)、特許文献7(特開平6−252
605号公報)、特許文献8(特開平7−28247号
公報)にはそれぞれ4級アンモニウム塩化合物を用いる
ことが開示されている。Further, Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-32359)
No. 0) describes the use of two photoacid generators, and Patent Document 3 (JP-A-5-181279) discloses a photoacid generator that generates a strong acid and a photoacid that generates a weak acid. It is described that a generator is used in combination, and Patent Document 4 (JP-A-9-
No. 43837) discloses a photo-acid generator that generates acetic acid, and Patent Document 5 (JP-A-11-125907) discloses a compound that generates a carboxylic acid having a boiling point of 150 ° C. or higher and an acid other than the carboxylic acid. The use of a compound that generates Furthermore, Patent Document 6 (JP-A-4-51243) and Patent Document 7 (JP-A-6-252).
605) and Patent Document 8 (JP-A-7-28247) disclose the use of quaternary ammonium salt compounds.
【0006】しかしながら、上記技術でも高感度、高解
像性、良好なパターン形状と、真空中PED特性は同時
に満足できていないのが現状である。特に真空中PED
特性は電子線やX線のような真空中での露光を行う場合
に非常に重要な性能であり、真空中PED特性が悪い
と、電子線やX線描画の際に、描画の初期と描画の終了
時とで性能が大きく変化し、結果として描画パターンの
線幅の面内均一性が大きくばらつき、歩留りの著しい低
下を引き起こしてしまう。このように、従来知られてい
る技術の組合せにおいては、電子線又はX線照射下で十
分な高感度、高解像性、良好なパターン形状と、良好な
真空中PED特性を併せ持つことは困難であり、これら
の両立が強く望まれていた。However, even with the above-mentioned technique, at present, high sensitivity, high resolution, good pattern shape and PED characteristics in vacuum cannot be satisfied at the same time. Especially in vacuum
The characteristics are very important performances when performing exposure in a vacuum such as an electron beam or an X-ray. If the PED characteristics in a vacuum are poor, the initial drawing and the drawing are performed when the electron beam or the X-ray is drawn. The performance greatly changes at the end of, and as a result, the in-plane uniformity of the line width of the drawing pattern greatly varies, resulting in a significant decrease in yield. As described above, in the combination of the conventionally known techniques, it is difficult to combine sufficiently high sensitivity, high resolution, good pattern shape with electron beam or X-ray irradiation and good PED characteristics in vacuum. Therefore, it has been strongly desired to achieve both of them.
【0007】[0007]
【特許文献1】特開平4−219757号公報[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-219757
【特許文献2】特開平5−323590号公報[Patent Document 2] Japanese Patent Laid-Open No. 5-323590
【特許文献3】特開平5−181279号公報[Patent Document 3] Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-181279
【特許文献4】特開平9−43837号公報[Patent Document 4] Japanese Patent Laid-Open No. 9-43837
【特許文献5】特開平11−125907号公報[Patent Document 5] JP-A-11-125907
【特許文献6】特開平4−51243号公報[Patent Document 6] Japanese Patent Laid-Open No. 4-51243
【特許文献7】特開平6−252605号公報[Patent Document 7] JP-A-6-252605
【特許文献8】特開平7−28247号公報[Patent Document 8] Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-28247
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高エ
ネルギー線、特に電子線、X線あるいはEUV光を使用
する半導体素子の微細加工における性能向上技術の課題
を解決することであり、高感度、高解像性、良好なパタ
ーン形状、及び良好な真空中PED特性を同時に満足す
るポジ型レジスト組成物を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problem of a technique for improving performance in microfabrication of semiconductor devices using high energy rays, especially electron beams, X-rays or EUV light. It is an object of the present invention to provide a positive resist composition which simultaneously satisfies sensitivity, high resolution, good pattern shape, and good PED characteristics in vacuum.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、驚くべきことに本発明の課題は、酸分解性基
を有するポリマー、特定の酸発生剤及び4級アンモニウ
ム塩を含むポジ型レジスト組成物によって上記課題が解
決されることを見出し、本発明を完成するに至った。即
ち、本発明は下記(1)〜(4)によって達成される。
(1)(A)アルカリ水溶液に不溶又は難溶性で、酸の
作用によりアルカリ水溶液に可溶性となるポリマー、
(B)活性光線又は放射線の照射によりスルホン酸を発
生する化合物、(C)活性光線又は放射線の照射により
カルボン酸を発生する化合物、及び、(D)4級アンモ
ニウム塩化合物を含有することを特徴とするポジ型レジ
スト組成物。As a result of intensive investigations by the present inventors, surprisingly, the object of the present invention is to include a polymer having an acid-decomposable group, a specific acid generator and a quaternary ammonium salt. The inventors have found that the above problems can be solved by a positive resist composition, and have completed the present invention. That is, the present invention is achieved by the following (1) to (4). (1) (A) a polymer that is insoluble or sparingly soluble in an alkaline aqueous solution and becomes soluble in the alkaline aqueous solution by the action of an acid,
(B) a compound that generates a sulfonic acid upon irradiation with actinic rays or radiation, (C) a compound that generates a carboxylic acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and (D) a quaternary ammonium salt compound A positive resist composition.
【0010】(2)(C)活性光線又は放射線の照射に
よりカルボン酸を発生する化合物が、下記一般式(a)
で表されるカルボン酸を発生する化合物であることを特
徴とする、請求項1に記載のポジ型レジスト組成物。
Ra−COOH (a)
(式中、Raはアルキル基又はアリール基を表す。)
(3)(D)4級アンモニウム塩化合物が下記一般式
(b)で表される化合物であることを特徴とする上記
(1)又は(2)に記載のポジ型レジスト組成物。(2) The compound (C) which generates a carboxylic acid upon irradiation with actinic rays or radiation is represented by the following general formula (a):
The positive resist composition according to claim 1, which is a compound that generates a carboxylic acid represented by: Ra-COOH (a) (In the formula, Ra represents an alkyl group or an aryl group.) (3) (D) The quaternary ammonium salt compound is a compound represented by the following general formula (b), The positive resist composition as described in (1) or (2) above.
【0011】[0011]
【化2】 [Chemical 2]
【0012】(式中、R1〜R4はそれぞれ独立に、水素
原子又はアルキル基を表し、XはOH基、ハロゲン原
子、Rb−COOH基又はRbSO3H基(尚、Rbは
水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。)のいず
れかを表し、R1〜R4の2つ以上の基が共同して環を形
成してもよい。)(Wherein R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group, X is an OH group, a halogen atom, a Rb-COOH group or a RbSO 3 H group (where Rb is a hydrogen atom, Represents an alkyl group or an aryl group), and two or more groups of R 1 to R 4 may cooperate to form a ring.)
【0013】(4)活性光線又は放射線が、電子線又は
X線であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいず
れかに記載のポジ型レジスト組成物。(4) The positive resist composition as described in any of (1) to (3) above, wherein the actinic ray or radiation is an electron beam or an X-ray.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。
(A)成分:アルカリ水溶液に不溶又は難溶性で、酸の
作用によりアルカリ水溶液に可溶性となるポリマー
本発明のポジ型レジスト組成物において用いられる成分
(A)成分としては、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、
主鎖及び側鎖の両方に、酸で分解し得る基を有する樹脂
である。この内、酸で分解し得る基を側鎖に有する樹脂
がより好ましい。酸で分解し得る基として好ましい基
は、−COOA0、−O−B0基であり、更にこれらを含
む基としては、−R0−COOA0、又は−Ar−O−B0
で示される基が挙げられる。ここでA0は、−C
(R01)(R02)(R03)、−Si(R01)(R02)
(R0 3)もしくは−C(R04)(R05)−O−R06基を
示す。B0 は、A0 又は−CO−O−A0基を示す
(R0、R01〜R06、及びArは後述のものと同義)。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below. Component (A): Polymer that is insoluble or sparingly soluble in an alkaline aqueous solution and becomes soluble in an alkaline aqueous solution by the action of an acid. The component (A) used in the positive resist composition of the present invention is a resin main chain or side chain. A chain, or
A resin having acid-decomposable groups on both the main chain and side chains. Of these, a resin having a side chain having an acid-decomposable group is more preferable. Preferred groups as an acid-decomposable group are -COOA 0 and -O-B 0 groups, and as groups containing these groups, -R 0 -COOA 0 or -A r -O-B 0 group.
And a group represented by. Where A 0 is -C
(R 01 ) (R 02 ) (R 03 ), -Si (R 01 ) (R 02 ).
(R 0 3 ) or —C (R 04 ) (R 05 ) —O—R 06 group is shown. B 0 represents A 0 or a —CO—O—A 0 group (R 0 , R 01 to R 06 , and Ar have the same meanings as described below).
【0015】酸分解性基としては好ましくは、シリルエ
ーテル基、クミルエステル基、アセタール基、テトラヒ
ドロピラニルエーテル基、エノールエーテル基、エノー
ルエステル基、第3級のアルキルエーテル基、第3級の
アルキルエステル基、第3級のアルキルカーボネート基
等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル
基、第3級アルキルカーボネート基、クミルエステル
基、アセタール基、テトラヒドロピラニルエーテル基で
ある。The acid-decomposable group is preferably a silyl ether group, a cumyl ester group, an acetal group, a tetrahydropyranyl ether group, an enol ether group, an enol ester group, a tertiary alkyl ether group or a tertiary alkyl ester. Group, a tertiary alkyl carbonate group, and the like. More preferably, it is a tertiary alkyl ester group, a tertiary alkyl carbonate group, a cumyl ester group, an acetal group or a tetrahydropyranyl ether group.
【0016】次に、これら酸で分解し得る基が側鎖とし
て結合する場合の母体樹脂としては、側鎖に−OHもし
くは−COOH、好ましくは−R0−COOHもしくは
−Ar−OH基を有するアルカリ可溶性樹脂である。例
えば、後述するアルカリ可溶性樹脂を挙げることができ
る。Next, as the base resin when these acid-decomposable groups are bonded as side chains, --OH or --COOH, preferably --R 0 --COOH or --A r --OH groups are attached to the side chains. It is an alkali-soluble resin that has. For example, the alkali-soluble resin described below can be mentioned.
【0017】これらアルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解
速度は、0.261Nテトラメチルアンモニウムハイド
ロオキサイド(TMAH)で測定(23℃)して170
A/秒以上のものが好ましい。特に好ましくは330A
/秒以上のものである(Aはオングストローム)。この
ような観点から、特に好ましいアルカリ可溶性樹脂は、
o−,m−,p−ポリ(ヒドロキシスチレン)及びこれ
らの共重合体、水素化ポリ(ヒドロキシスチレン)、ハ
ロゲンもしくはアルキル置換ポリ(ヒドロキシスチレ
ン)、ポリ(ヒドロキシスチレン)の一部、O−アルキ
ル化もしくはO−アシル化物、スチレン−ヒドロキシス
チレン共重合体、α−メチルスチレン−ヒドロキシスチ
レン共重合体及び水素化ノボラック樹脂である。The alkali dissolution rate of these alkali-soluble resins was 170 as measured by 0.261N tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (23 ° C.).
A / second or more is preferable. Especially preferably 330A
/ Sec or more (A is angstrom). From this point of view, particularly preferable alkali-soluble resin,
o-, m-, p-poly (hydroxystyrene) and copolymers thereof, hydrogenated poly (hydroxystyrene), halogen- or alkyl-substituted poly (hydroxystyrene), part of poly (hydroxystyrene), O-alkyl Or an O-acylated product, a styrene-hydroxystyrene copolymer, an α-methylstyrene-hydroxystyrene copolymer and a hydrogenated novolac resin.
【0018】本発明に用いられる成分(A)は、欧州特
許254853号、特開平2−25850号、同3−2
23860号、同4−251259号等の公報に開示さ
れているように、アルカリ可溶性樹脂に酸で分解し得る
基の前駆体を反応させる、もしくは、酸で分解し得る基
の結合したアルカリ可溶性樹脂モノマーを種々のモノマ
ーと共重合して得ることができる。Component (A) used in the present invention is described in European Patent No. 254853, JP-A Nos. 2-25850 and 3-2.
As disclosed in Japanese Patent Nos. 23860, 4-251259, etc., an alkali-soluble resin is reacted with a precursor of an acid-decomposable group, or an acid-decomposable group-bonded alkali-soluble resin is bound. It can be obtained by copolymerizing a monomer with various monomers.
【0019】本発明に使用される成分(A)の具体例を
以下に示すが、これらに限定されるものではない。Specific examples of the component (A) used in the present invention are shown below, but the invention is not limited thereto.
【0020】[0020]
【化3】 [Chemical 3]
【0021】[0021]
【化4】 [Chemical 4]
【0022】[0022]
【化5】 [Chemical 5]
【0023】[0023]
【化6】 [Chemical 6]
【0024】[0024]
【化7】 [Chemical 7]
【0025】[0025]
【化8】 [Chemical 8]
【0026】[0026]
【化9】 [Chemical 9]
【0027】酸で分解し得る基の含有率は、樹脂中の酸
で分解し得る基の数(A)と酸で分解し得る基で保護さ
れていないアルカリ可溶性基の数(S)をもって、A/
(A+S)で表される。含有率は好ましくは0.01〜
0.7、より好ましくは0.05〜0.50、更に好ま
しくは0.05〜0.40である。A/(A+S)>
0.7ではPEB後の膜収縮、基板への密着不良やスカ
ムの原因となり好ましくない。一方、A/(A+S)<
0.01では、パターン側壁に顕著に定在波が残ること
があるので好ましくない。The content of acid-decomposable groups is determined by the number of acid-decomposable groups in the resin (A) and the number of alkali-soluble groups not protected by acid-decomposable groups (S). A /
It is represented by (A + S). The content is preferably 0.01 to
0.7, more preferably 0.05 to 0.50, still more preferably 0.05 to 0.40. A / (A + S)>
A value of 0.7 is not preferable because it causes film shrinkage after PEB, poor adhesion to the substrate, and scum. On the other hand, A / (A + S) <
A value of 0.01 is not preferable because a standing wave may remain on the side wall of the pattern.
【0028】成分(A)の重量平均分子量(Mw)は、
2,000〜200,000の範囲であることが好まし
い。2,000未満では未露光部の現像により膜減りが
大きくなる傾向があり、200,000を越えると樹脂
自体のアルカリに対する溶解速度が遅くなり感度が低下
してしまう傾向がある。より好ましくは、5,000〜
100,000の範囲であり、更に好ましくは8,00
0〜50,000の範囲である。また、分子量分布(M
w/Mn)は、好ましくは1.0〜4.0、より好まし
くは1.0〜2.0、特に好ましくは1.0〜1.6で
ある。ここで、重量平均分子量は、ゲルパーミエーショ
ンクロマトグラフィーのポリスチレン換算値をもって定
義される。また、成分(A)のポリマーは、2種類以上
組み合わせて使用してもよい。成分(A)のポリマーの
添加量は、ポジ型レジスト組成物の固形分に対し、80
〜98重量%が適当であり、好ましくは85〜96重量
%である。The weight average molecular weight (Mw) of the component (A) is
It is preferably in the range of 2,000 to 200,000. If it is less than 2,000, the film loss tends to be large due to the development of the unexposed area, and if it exceeds 200,000, the dissolution rate of the resin itself in alkali tends to be slow and the sensitivity tends to be lowered. More preferably from 5,000
The range is 100,000, and more preferably 8,000.
It is in the range of 0 to 50,000. In addition, the molecular weight distribution (M
w / Mn) is preferably 1.0 to 4.0, more preferably 1.0 to 2.0, and particularly preferably 1.0 to 1.6. Here, the weight average molecular weight is defined by the polystyrene conversion value of gel permeation chromatography. Moreover, you may use the polymer of a component (A) in combination of 2 or more types. The addition amount of the polymer of the component (A) is 80 with respect to the solid content of the positive resist composition.
〜98% by weight is suitable, preferably 85-96% by weight.
【0029】(B)成分:活性光線又は放射線の照射に
よりスルホン酸を発生する化合物
このような活性光線又は放射線の照射により、スルホン
酸を発生する化合物としては、光カチオン重合の光開始
剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光
変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている
公知の光によりスルホン酸を発生する化合物及びそれら
の混合物を適宜に選択して使用することができる。Component (B): a compound capable of generating a sulfonic acid upon irradiation with actinic rays or radiation. Examples of such a compound capable of generating a sulfonic acid upon irradiation with actinic rays or radiation include a photoinitiator for photocationic polymerization and a photoinitiator. A photopolymerization initiator for radical polymerization, a photobleaching agent for dyes, a photochromic agent, or a compound and a mixture thereof which generate a sulfonic acid by known light used for micro resists and the like are appropriately selected and used. be able to.
【0030】また、これらの活性光線又は放射線の照射
により、スルホン酸を発生する基、あるいは化合物をポ
リマーの主鎖または側鎖に導入した化合物、たとえば、
特開昭63−26653号、特開昭55−164824
号、特開昭62−69263号、特開昭63−1460
38号、特開昭63−163452号、特開昭62−1
53853号、特開昭63−146029号等の公報に
記載の化合物を用いることができる。さらに米国特許第
3,779,778号、欧州特許第126,712号等
の公報に記載の光により酸を発生する化合物も使用する
ことができる。A compound in which a group capable of generating a sulfonic acid or a compound introduced into the main chain or side chain of a polymer upon irradiation with these actinic rays or radiations, for example,
JP-A-63-26653, JP-A-55-164824
No. 62-69263, 63-1460.
38, JP-A-63-163452, JP-A-62-1
The compounds described in JP-A No. 53853 and JP-A No. 63-146029 can be used. Further, compounds capable of generating an acid by light described in US Pat. No. 3,779,778 and European Patent 126,712 can also be used.
【0031】また、スルホン酸を発生する、公知のジア
ゾニウム塩、ホスホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホ
ニウム塩、セレノニウム塩等のオニウム塩、有機ハロゲ
ン化合物、o−ニトロベンジルスルホネート化合物、N
−イミノスルホネート化合物、N−イミドスルホネート
化合物、ジアゾスルホン化合物、ジアゾジスルホン化合
物、ジスルホン化合物等を挙げることができる。Further, known diazonium salts, phosphonium salts, iodonium salts, sulfonium salts, onium salts such as selenonium salts, which generate sulfonic acid, organic halogen compounds, o-nitrobenzyl sulfonate compounds, N
-Imino sulfonate compounds, N-imide sulfonate compounds, diazosulfone compounds, diazodisulfone compounds, disulfone compounds and the like can be mentioned.
【0032】好ましくは、スルホニウム、又はヨードニ
ウムのスルホン酸塩化合物、N−ヒドロキシイミドのス
ルホン酸エステル化合物、又はジスルホニルジアゾメタ
ン化合物である。これらの中で特に好ましくは、特開平
10−7653号、特開平11−2901号等の公報に
記載のN−イミドスルホネート化合物、特開平4−21
0960号、欧州特許第417557号等の公報に記載
のジアゾジスルホン化合物、更に下記一般式(I)〜
(III)で表されるスルホニウム塩、ヨードニウム塩
を挙げることができるが、下記一般式(I)〜(II
I)で表されるスルホニウム塩、ヨードニウム塩が一番
好ましい。Preferred are sulfonium or iodonium sulfonate compounds, N-hydroxyimide sulfonate compounds, and disulfonyldiazomethane compounds. Of these, particularly preferred are N-imide sulfonate compounds described in JP-A-10-7653, JP-A-11-2901 and the like, JP-A-4-21.
No. 0960, European Patent No. 417557, and other diazodisulfone compounds described in the following general formula (I)
Examples of the sulfonium salt and iodonium salt represented by (III) include the following general formulas (I) to (II).
The sulfonium salt and iodonium salt represented by I) are the most preferable.
【0033】[0033]
【化10】 [Chemical 10]
【0034】一般式(I)〜一般式(III)中のR1
〜R37は、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルコ
キシ基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、または、−S
−R 38で示すことができる基である。R1〜R37が表す
アルキル基は、直鎖状でもよく、分岐状でもよく、環状
でもよい。直鎖状又は分岐状アルキル基としては、例え
ば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、
sec−ブチル基、t−ブチル基など、例えば炭素数1
〜4個のアルキル基を挙げることができる。環状アルキ
ル基としては、例えばシクロプロピル基、シクロペンチ
ル基、シクロヘキシル基など炭素数3〜8個のアルキル
基を挙げることができる。R in the general formulas (I) to (III)1
~ R37Are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alcohol
Xy group, hydroxyl group, halogen atom, or -S
-R 38Is a group that can be represented by. R1~ R37Represents
The alkyl group may be linear, branched or cyclic.
But it's okay. Examples of linear or branched alkyl groups include
For example, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group,
sec-butyl group, t-butyl group, etc., for example, having 1 carbon atom
~ 4 alkyl groups can be mentioned. Ring Archi
Group, for example, cyclopropyl group, cyclopentyl
Alkyl having 3 to 8 carbon atoms such as benzyl and cyclohexyl groups
A group can be mentioned.
【0035】R1〜R37が表すアルコキシ基は、直鎖状
でもよく、分岐状でもよく、環状アルコキシ基でもよ
い。直鎖状又は分岐状アルコキシ基としては、例えば炭
素数1〜8個のもの例えばメトキシ基、エトキシ基、ヒ
ドロキシエトキシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基、
イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ
基、オクチルオキシ基などを挙げることができる。環状
アルコキシ基としては、例えば、シクロペンチルオキシ
基、シクロヘキシルオキシ基が挙げられる。The alkoxy group represented by R 1 to R 37 may be linear, branched, or cyclic. Examples of the linear or branched alkoxy group include those having 1 to 8 carbon atoms such as methoxy group, ethoxy group, hydroxyethoxy group, propoxy group, n-butoxy group,
Examples thereof include an isobutoxy group, a sec-butoxy group, a t-butoxy group and an octyloxy group. Examples of the cyclic alkoxy group include a cyclopentyloxy group and a cyclohexyloxy group.
【0036】R1〜R37が表すハロゲン原子としては、
フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げるこ
とができる。R1〜R37が表す−S−R38中のR38は、
アルキル基、又はアリール基である。R38が表すアルキ
ル基の範囲としては、例えばR1〜R37が表すアルキル
基として既に列挙したアルキル基中のいずれをも挙げる
ことができる。R38が表すアリール基は、フェニル基、
トリル基、メトキシフェニル基、ナフチル基など、炭素
数6〜14個のアリール基を挙げることができる。The halogen atom represented by R 1 to R 37 is
Examples thereof include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. R 38 in -S-R 38 in which R 1 to R 37 represents the
It is an alkyl group or an aryl group. As the range of the alkyl group represented by R 38 , for example, any of the alkyl groups already listed as the alkyl group represented by R 1 to R 37 can be mentioned. The aryl group represented by R 38 is a phenyl group,
Examples thereof include aryl groups having 6 to 14 carbon atoms such as a tolyl group, a methoxyphenyl group and a naphthyl group.
【0037】R1〜R38が表すアルキル基以下、アリー
ル基までは、いずれも基の一部に更に置換基を有してい
てもよい。置換基としては、好ましくは、炭素数1〜4
個のアルコキシ基、炭素数6〜10個のアリール基、炭
素数2〜6個のアルケニル基を挙げることができ、シア
ノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボ
ニル基、ニトロ基、ハロゲン原子(例えば、フッ素原
子、塩素原子、沃素原子)を挙げることができる。All of the alkyl groups represented by R 1 to R 38 up to and including the aryl group may further have a substituent as part of the group. The substituent preferably has 1 to 4 carbon atoms.
A C6-10 aryl group, a C2-6 alkenyl group, a cyano group, a hydroxy group, a carboxy group, an alkoxycarbonyl group, a nitro group, a halogen atom (for example, , Fluorine atom, chlorine atom, iodine atom).
【0038】一般式(I)中のR1〜R15で示す基は、
そのうちの2つ以上が結合し、環を形成していてもよ
い。環は、R1〜R15で示す基の末端が直接結合して形
成してもよい。炭素、酸素、イオウ、及び窒素から選択
される1種又は2種以上の元素を介して間接的に結びあ
い、環を形成していてもよい。R1〜R15のうちの2つ
以上が結合して形成する環構造としては、フラン環、ジ
ヒドロフラン環、ピラン環、トリヒドロピラン環、チオ
フェン環、ピロール環などに見られる環構造と同一の構
造を挙げることができる。一般式(II)中のR16〜R
27についても同様のことを言うことができる。2つ以上
が直接又は間接に結合し、環を形成していてもよい。一
般式(III)中のR28〜R37についても同様である。The groups represented by R 1 to R 15 in the general formula (I) are
Two or more of them may combine to form a ring. The ring may be formed by directly bonding the ends of the groups represented by R 1 to R 15 . They may be bound indirectly via one or more elements selected from carbon, oxygen, sulfur, and nitrogen to form a ring. The ring structure formed by combining two or more of R 1 to R 15 is the same as the ring structure found in a furan ring, a dihydrofuran ring, a pyran ring, a trihydropyran ring, a thiophene ring, a pyrrole ring and the like. The structure of can be mentioned. R 16 to R in the general formula (II)
The same can be said for 27 . Two or more may be bonded directly or indirectly to form a ring. The same applies to R 28 to R 37 in the general formula (III).
【0039】一般式(I)〜(III)はX-を有する。一
般式(I)〜(III)が有するX-は、酸のアニオンであ
る。アニオンを形成している酸は、スルホン酸であり、
好ましくは、ひとつ以上のフッ素原子を含有するベンゼ
ンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、又はアントラセ
ンスルホン酸である。上記のベンゼンスルホン酸、ナフ
タレンスルホン酸、又はアントラセンスルホン酸は、直
接フッ素原子で置換されたものでもよいし、フッ素原子
を有する置換基で置換されたものであってもよい。置換
基としては、アルキル基、アルコキシル基、アシル基、
アシロキシル基、スルホニル基、スルホニルオキシ基、
スルホニルアミノ基、アリール基、アラルキル基、アル
コキシカルボニル基などの有機基がフッ素原子で置換さ
れた基を挙げることができる。また、上記のベンゼンス
ルホン酸、ナフタレンスルホン酸、又はアントラセンス
ルホン酸は、フッ素以外のハロゲン原子、水酸基、ニト
ロ基等で置換されていてもよい。The general formulas (I) to (III) have X − . X − in general formulas (I) to (III) is an anion of an acid. The acid forming the anion is sulfonic acid,
Preferred are benzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, and anthracenesulfonic acid containing one or more fluorine atoms. The above benzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, or anthracenesulfonic acid may be directly substituted with a fluorine atom, or may be substituted with a substituent having a fluorine atom. As the substituent, an alkyl group, an alkoxyl group, an acyl group,
Acyloxyl group, sulfonyl group, sulfonyloxy group,
Examples thereof include groups in which an organic group such as a sulfonylamino group, an aryl group, an aralkyl group, and an alkoxycarbonyl group is substituted with a fluorine atom. Further, the above benzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, or anthracenesulfonic acid may be substituted with a halogen atom other than fluorine, a hydroxyl group, a nitro group, or the like.
【0040】X-のアニオンを形成するベンゼンスルホ
ン酸などに結合するアルキル基は、例えば炭素数1〜1
2のアルキル基である。アルキル基は、直鎖状でもよ
く、分岐状でもよく、環状でもよい。少なくとも1個の
フッ素原子、好ましくは25個以下のフッ素原子が置換
している。具体的にはトリフロロメチル基、ペンタフロ
ロエチル基、2,2,2−トリフロロエチル基、ヘプタ
フロロプロピル基、ヘプタフロロイソプロピル基、パー
フロロブチル基、パーフロロオクチル基、パーフロロド
デシル基、パーフロロシクロヘキシル基等を挙げること
ができる。なかでも、全てフッ素で置換された炭素数1
〜4のパーフロロアルキル基が好ましい。The alkyl group bonded to benzenesulfonic acid forming an anion of X − has, for example, 1 to 1 carbon atoms.
2 is an alkyl group. The alkyl group may be linear, branched, or cyclic. At least one fluorine atom is substituted, preferably 25 or less. Specifically, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, heptafluoropropyl group, heptafluoroisopropyl group, perfluorobutyl group, perfluorooctyl group, perfluorododecyl group, Examples thereof include a perfluorocyclohexyl group. Among them, all have 1 carbon atoms substituted with fluorine
-4 perfluoroalkyl groups are preferred.
【0041】アルキル基とともにあるいは単独で上記の
ベンゼンスルホン酸などに結合するアルコキシ基は、炭
素数が1〜12のアルコキシ基である。アルコキシ基
は、直鎖状でもよく、分岐状でもよく、環状でもよい。
少なくとも1個のフッ素原子、好ましくは25個以下の
フッ素原子が置換している。具体的にはトリフロロメト
キシ基、ペンタフロロエトキシ基、ヘプタフロロイソプ
ロピルオキシ基、パーフロロブトキシ基、パーフロロオ
クチルオキシ基、パーフロロドデシルオキシ基、パーフ
ロロシクロヘキシルオキシ基等を挙げることができる。
なかでも、全てフッ素で置換された炭素数1〜4のパー
フロロアルコキシ基が好ましい。The alkoxy group bonded to the above-mentioned benzenesulfonic acid or the like together with the alkyl group or alone is an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. The alkoxy group may be linear, branched, or cyclic.
At least one fluorine atom is substituted, preferably 25 or less. Specific examples include a trifluoromethoxy group, a pentafluoroethoxy group, a heptafluoroisopropyloxy group, a perfluorobutoxy group, a perfluorooctyloxy group, a perfluorododecyloxy group and a perfluorocyclohexyloxy group.
Of these, perfluoroalkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms, all of which are substituted with fluorine, are preferable.
【0042】アルキル基とともにあるいは単独で上記の
ベンゼンスルホン酸などに結合するアシル基は、炭素数
2〜12、1〜23個のフッ素原子で置換されているも
のが好ましい。具体的にはトリフロロアセチル基、フロ
ロアセチル基、ペンタフロロプロピオニル基、ペンタフ
ロロベンゾイル基等を挙げることができる。The acyl group bonded to the above-mentioned benzenesulfonic acid or the like together with the alkyl group or alone is preferably one substituted with a fluorine atom having 2 to 12 carbon atoms and 1 to 23 carbon atoms. Specific examples include a trifluoroacetyl group, a fluoroacetyl group, a pentafluoropropionyl group and a pentafluorobenzoyl group.
【0043】アルキル基とともにあるいは単独で上記の
ベンゼンスルホン酸などに結合するアシロキシ基は、炭
素数が2〜12、1〜23個のフッ素原子で置換されて
いるものが好ましい。具体的にはトリフロロアセトキシ
基、フロロアセトキシ基、ペンタフロロプロピオニルオ
キシ基、ペンタフロロベンゾイルオキシ基等を挙げるこ
とができる。アルキル基とともにあるいは単独で上記の
ベンゼンスルホン酸などに結合するスルホニル基として
は、炭素数が1〜12、1〜25個のフッ素原子で置換
されているものが好ましい。具体的にはトリフロロメタ
ンスルホニル基、ペンタフロロエタンスルホニル基、パ
ーフロロブタンスルホニル基、パーフロロオクタンスル
ホニル基、ペンタフロロベンゼンスルホニル基、4−ト
リフロロメチルベンゼンスルホニル基等を挙げることが
できる。The acyloxy group which is bonded to the above-mentioned benzenesulfonic acid or the like together with the alkyl group or alone is preferably one substituted with a fluorine atom having 2 to 12 carbon atoms and 1 to 23 carbon atoms. Specific examples include a trifluoroacetoxy group, a fluoroacetoxy group, a pentafluoropropionyloxy group and a pentafluorobenzoyloxy group. The sulfonyl group bonded to the above-mentioned benzenesulfonic acid or the like together with the alkyl group or alone is preferably one substituted with a fluorine atom having 1 to 12 and 1 to 25 carbon atoms. Specific examples include a trifluoromethanesulfonyl group, a pentafluoroethanesulfonyl group, a perfluorobutanesulfonyl group, a perfluorooctanesulfonyl group, a pentafluorobenzenesulfonyl group, and a 4-trifluoromethylbenzenesulfonyl group.
【0044】アルキル基とともにあるいは単独で上記の
ベンゼンスルホン酸などに結合する上記スルホニルオキ
シ基としては、炭素数が1〜12、1〜25個のフッ素
原子で置換されているものが好ましい。具体的にはトリ
フロロメタンスルホニルオキシ、パーフロロブタンスル
ホニルオキシ基、4−トリフロロメチルベンゼンスルホ
ニルオキシ基等を挙げることができる。アルキル基とと
もにあるいは単独で上記のベンゼンスルホン酸などに結
合する上記スルホニルアミノ基としては、炭素数が1〜
12であって、1〜25個のフッ素原子で置換されてい
るものが好ましい。具体的にはトリフロロメタンスルホ
ニルアミノ基、パーフロロブタンスルホニルアミノ基、
パーフロロオクタンスルホニルアミノ基、ペンタフロロ
ベンゼンスルホニルアミノ基等を挙げることができる。The sulfonyloxy group bonded to the benzenesulfonic acid or the like together with the alkyl group or alone is preferably one substituted with a fluorine atom having 1 to 12 and 1 to 25 carbon atoms. Specific examples include a trifluoromethanesulfonyloxy group, a perfluorobutanesulfonyloxy group and a 4-trifluoromethylbenzenesulfonyloxy group. The sulfonylamino group bonded to the benzenesulfonic acid or the like together with an alkyl group or alone has a carbon number of 1 to
Preferred is 12 which is substituted with 1 to 25 fluorine atoms. Specifically, a trifluoromethanesulfonylamino group, a perfluorobutanesulfonylamino group,
Examples thereof include perfluorooctanesulfonylamino group and pentafluorobenzenesulfonylamino group.
【0045】アルキル基とともにあるいは単独で上記の
ベンゼンスルホン酸などに結合する上記アリール基とし
ては、炭素数が6〜14、1〜9個のフッ素原子で置換
されているものが好ましい。具体的にはペンタフロロフ
ェニル基、4−トリフロロメチルフェニル基、ヘプタフ
ロロナフチル基、ノナフロロアントラニル基、4−フロ
ロフェニル基、2,4−ジフロロフェニル基等を挙げる
ことができる。アルキル基とともにあるいは単独で上記
のベンゼンスルホン酸などに結合する上記アラルキル基
としては、炭素数が7〜10、1〜15個のフッ素原子
で置換されているものが好ましい。具体的にはペンタフ
ロロフェニルメチル基、ペンタフロロフェニルエチル
基、パーフロロベンジル基、パーフロロフェネチル基等
を挙げることができる。アルキル基とともにあるいは単
独で上記のベンゼンスルホン酸などに結合する上記アル
コキシカルボニル基としては、炭素数が2〜13、1〜
25個のフッ素原子で置換されているものが好ましい。
具体的にはトリフロロメトキシカルボニル基、ペンタフ
ロロエトキシカルボニル基、ペンタフロロフェノキシカ
ルボニル基、パーフロロブトキシカルボニル基、パーフ
ロロオクチルオキシカルボニル基等を挙げることができ
る。The aryl group which is bonded to the benzenesulfonic acid or the like together with the alkyl group or alone is preferably an aryl group substituted with a fluorine atom having 6 to 14 and 1 to 9 carbon atoms. Specific examples thereof include a pentafluorophenyl group, a 4-trifluoromethylphenyl group, a heptafluoronaphthyl group, a nonafluoroanthranyl group, a 4-fluorophenyl group, and a 2,4-difluorophenyl group. The aralkyl group that is bonded to the benzenesulfonic acid or the like together with the alkyl group or alone is preferably an aralkyl group substituted with a fluorine atom having 7 to 10 or 1 to 15 carbon atoms. Specific examples thereof include a pentafluorophenylmethyl group, a pentafluorophenylethyl group, a perfluorobenzyl group, a perfluorophenethyl group and the like. The alkoxycarbonyl group bonded to the benzenesulfonic acid or the like together with the alkyl group or alone has 2 to 13 carbon atoms, 1 to 1 carbon atom,
Those substituted with 25 fluorine atoms are preferred.
Specific examples include a trifluoromethoxycarbonyl group, a pentafluoroethoxycarbonyl group, a pentafluorophenoxycarbonyl group, a perfluorobutoxycarbonyl group and a perfluorooctyloxycarbonyl group.
【0046】このようなアニオンの中で、最も好ましい
X-はフッ素置換ベンゼンスルホン酸アニオンであり、
中でもペンタフルオロベンゼンスルホン酸アニオンが特
に好ましい。また、上記含フッ素置換基を有するベンゼ
ンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、又はアントラセ
ンスルホン酸は、さらに直鎖状、分岐状あるいは環状ア
ルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、スルホニル基、
スルホニルオキシ基、スルホニルアミノ基、アリール
基、アラルキル基、アルコキシカルボニル基(これらの
炭素数範囲は前記のものと同様)、ハロゲン(フッ素を
除く)、水酸基、ニトロ基等で置換されてもよい。Of such anions, the most preferred X - is a fluorine-substituted benzenesulfonate anion,
Of these, pentafluorobenzene sulfonate anion is particularly preferable. Further, benzenesulfonic acid having a fluorine-containing substituent, naphthalene sulfonic acid, or anthracene sulfonic acid, a linear, branched or cyclic alkoxy group, an acyl group, an acyloxy group, a sulfonyl group,
It may be substituted with a sulfonyloxy group, a sulfonylamino group, an aryl group, an aralkyl group, an alkoxycarbonyl group (these carbon number ranges are the same as those described above), a halogen (excluding fluorine), a hydroxyl group, a nitro group and the like.
【0047】以下に、これらの一般式(I)〜(III)で
表される化合物の具体例を示すが、これに限定されるも
のではない。Specific examples of the compounds represented by the general formulas (I) to (III) are shown below, but the invention is not limited thereto.
【0048】[0048]
【化11】 [Chemical 11]
【0049】[0049]
【化12】 [Chemical 12]
【0050】[0050]
【化13】 [Chemical 13]
【0051】[0051]
【化14】 [Chemical 14]
【0052】[0052]
【化15】 [Chemical 15]
【0053】[0053]
【化16】 [Chemical 16]
【0054】また、一般式(I)〜(III)における酸
のアニオンであるX-が、未置換あるいはフッ素原子以
外の置換基を有するベンゼンスルホン酸であるオニウム
塩であってもよい。この置換基の例としては、アルキル
基、アルコキシル基、アシル基、アシロオキシ基、アリ
ール基、ヒドロキシル基、ニトロ基、ハロゲン原子(C
l、Br等)等を挙げることができる。さらに、X-が
炭素数1〜20のアルカンスルホン酸のアニオンである
オニウム塩であってもよく、この場合フッ素置換された
アルカンスルホン酸のアニオンを有するオニウム塩がさ
らに好ましい。先の例示に加え、更に一般式(I)〜
(III)で表される化合物及びその他のオニウム塩の具
体例を以下に挙げるが、これらに限定されるものではな
い。Further, an onium salt in which X − which is an anion of the acid in the general formulas (I) to (III) is benzenesulfonic acid which is unsubstituted or has a substituent other than a fluorine atom may be used. Examples of this substituent include an alkyl group, an alkoxyl group, an acyl group, an acyloxy group, an aryl group, a hydroxyl group, a nitro group, a halogen atom (C
1, Br, etc.) and the like. Further, an onium salt in which X - is an anion of an alkanesulfonic acid having 1 to 20 carbon atoms may be used, and in this case, an onium salt having an anion of a fluorine-substituted alkanesulfonic acid is more preferable. In addition to the above examples, the formula (I)
Specific examples of the compound represented by (III) and other onium salts are shown below, but the invention is not limited thereto.
【0055】[0055]
【化17】 [Chemical 17]
【0056】[0056]
【化18】 [Chemical 18]
【0057】[0057]
【化19】 [Chemical 19]
【0058】[0058]
【化20】 [Chemical 20]
【0059】[0059]
【化21】 [Chemical 21]
【0060】[0060]
【化22】 [Chemical formula 22]
【0061】[0061]
【化23】 [Chemical formula 23]
【0062】上記一般式(I)及び一般式(II)の化合
物は、次のような方法で合成できる。例えば、アリール
マグネシウムブロミドなどのアリールグリニャール試薬
とフェニルスルホキシドとを反応させ、得られたトリア
リールスルホニウムハライドを対応するスルホン酸と塩
交換する。別の方法もある。例えば、フェニルスルホキ
シドと対応する芳香族化合物をメタンスルホン酸/五酸
化二リンあるいは塩化アルミニウムなどの酸触媒を用い
て縮合、塩交換する方法がある。また、ジアリールヨー
ドニウム塩とジアリールスルフィドを酢酸銅などの触媒
を用いて縮合、塩交換する方法などによって合成でき
る。上記のいずれの方法でも、フェニルスルホキシド
は、置換基をベンゼン環に置換させていてもよく、その
ような置換基がなくてもよい。上記一般式(III)の化合
物は過ヨウ素酸塩を用いて芳香族化合物を反応させるこ
とにより合成可能である。The compounds of the above general formulas (I) and (II) can be synthesized by the following method. For example, an aryl Grignard reagent such as aryl magnesium bromide is reacted with phenyl sulfoxide, and the resulting triarylsulfonium halide is salt-exchanged with the corresponding sulfonic acid. There is another way. For example, there is a method in which phenyl sulfoxide and the corresponding aromatic compound are condensed and salt-exchanged using an acid catalyst such as methanesulfonic acid / diphosphorus pentoxide or aluminum chloride. Further, it can be synthesized by a method in which a diaryl iodonium salt and a diaryl sulfide are condensed and salt-exchanged using a catalyst such as copper acetate. In any of the above methods, phenyl sulfoxide may have a substituent substituted on the benzene ring, or may not have such a substituent. The compound of the general formula (III) can be synthesized by reacting an aromatic compound with periodate.
【0063】(B)成分の化合物が、ジスルホン化合
物、N−イミドスルホネート化合物、ジアゾジスルホン
化合物である場合は、それぞれ下記一般式(PAG
5)、(PAG6)、(PAG7)で表される化合物が
好ましい。When the compound as the component (B) is a disulfone compound, an N-imidosulfonate compound, or a diazodisulfone compound, the compounds represented by the following general formula (PAG
Compounds represented by 5), (PAG6) and (PAG7) are preferable.
【0064】[0064]
【化24】 [Chemical formula 24]
【0065】式中、Ar3、Ar4は各々独立に置換もし
くは未置換のアリール基を示す。R 206は置換もしくは
未置換のアルキル基、アリール基を示す。Aは置換もし
くは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アリーレ
ン基を示す。In the formula, Ar3, ArFourReplace each independently
Or an unsubstituted aryl group. R 206Is replaced or
An unsubstituted alkyl group and an aryl group are shown. If A is replaced
Or unsubstituted alkylene group, alkenylene group, aryle
Group.
【0066】[0066]
【化25】 [Chemical 25]
【0067】式中、Rは、直鎖、分岐又は環状アルキル
基、あるいは置換していてもよいアリール基を表す。In the formula, R represents a linear, branched or cyclic alkyl group or an aryl group which may be substituted.
【0068】以下に、下記一般式(PAG5)、(PA
G6)、又は(PAG7)で表される化合物の具体例を
挙げるが、これらに限定されるものではない。The following general formulas (PAG5) and (PA
Specific examples of the compound represented by G6) or (PAG7) are shown below, but the invention is not limited thereto.
【0069】[0069]
【化26】 [Chemical formula 26]
【0070】[0070]
【化27】 [Chemical 27]
【0071】[0071]
【化28】 [Chemical 28]
【0072】[0072]
【化29】 [Chemical 29]
【0073】本発明で使用される(B)成分の含有量
は、全ポジ型レジスト組成物の固形分に対し、一般的に
1〜30重量%が好ましく、2〜20重量%がより好ま
しく、3〜15重量%が特に好ましい。The content of the component (B) used in the present invention is generally preferably 1 to 30% by weight, more preferably 2 to 20% by weight, based on the solid content of the entire positive resist composition. Particularly preferred is 3 to 15% by weight.
【0074】(C)成分:活性光線又は放射線の照射に
よりカルボン酸を発生する化合物
このようなカルボン酸発生化合物としては、特に限定さ
れるものではないが、一般式(a):Ra−COOHで
表される構造のカルボン酸を発生する化合物が好まし
い。具体的には、スルホニウム又はヨードニウムの一般
式(a)で表されるカルボン酸塩化合物、N−ヒドロキ
シイミドの一般式(a)で表されるカルボン酸エステル
化合物等が挙げられる。これらの中で好ましくは、下記
一般式(c)、(d)、(e)で表される化合物であ
る。Component (C): a compound capable of generating a carboxylic acid upon irradiation with actinic rays or radiation. Such a carboxylic acid-generating compound is not particularly limited, but is represented by the general formula (a): Ra-COOH. Compounds that generate a carboxylic acid of the structure shown are preferred. Specific examples include a carboxylic acid salt compound represented by the general formula (a) of sulfonium or iodonium and a carboxylic acid ester compound represented by the general formula (a) of N-hydroxyimide. Among these, compounds represented by the following general formulas (c), (d) and (e) are preferable.
【0075】[0075]
【化30】 [Chemical 30]
【0076】一般式(c)〜(e)において、R1〜R
37は各々独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ
基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、または、−S−R
38で示すことができる基である。In the general formulas (c) to (e), R 1 to R
37 is each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom, or -SR
A group that can be represented by 38 .
【0077】Raはアルキル基またはアリール基を表
す。Raとしてのアルキル基は、直鎖又は分岐状であっ
ても、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数1
〜30の直鎖又は分岐状のアルキル基である。Raとし
てのアリール基は、置換基を有していてもよく、好まし
くは炭素数6〜20のアリール基である。Ra represents an alkyl group or an aryl group. The alkyl group as Ra may be linear or branched, and may have a substituent, and preferably has 1 carbon atom.
To 30 linear or branched alkyl groups. The aryl group as Ra may have a substituent and is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
【0078】Raのアルキル基が有していてもよい置換
基としては、例えば、アリール基(フェニル基、ナフチ
ル基等)、シクロアルキル基(シクロヘキシル基、シク
ロヘプチル基等)、ヒドロキシ基、アルコキシ基(メト
キシ基、エトキシ基、ブトキシ基、オクチルオキシ基
等)、ハロゲン原子(ヨウ素原子、臭素原子、塩素原
子、フッ素原子)、ハロゲン原子で置換されたアルキル
基、アルキルカルボニル基(メチルカルボニル基、エチ
ルカルボニル基、ブチルカルボニル基等)、アルキルカ
ルボニルオキシ基(メチルカルボニルオキシ基、エチル
カルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基等)、
アルキルオキシカルボニル基(メトキシカルボニル基、
エトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基等)、シ
アノ基、ニトロ基、N−アルキルアミノカルボニル基、
N,N−ジアルキルアミノカルボニル基、アルキルカル
ボニルアミノ基等を挙げることができる。Raのアリー
ル基が有していてもよい置換基としては、例えば、アル
キル基(メチル基、エチル基、イソプロピル基、ブチル
基、t-ブチル基、オクチル基等)や、上記アルキル基
の置換基の例として挙げたものと同じものを挙げること
ができる。The substituent which the alkyl group of Ra may have is, for example, an aryl group (phenyl group, naphthyl group, etc.), a cycloalkyl group (cyclohexyl group, cycloheptyl group, etc.), a hydroxy group, an alkoxy group. (Methoxy group, ethoxy group, butoxy group, octyloxy group, etc.), halogen atom (iodine atom, bromine atom, chlorine atom, fluorine atom), alkyl group substituted with halogen atom, alkylcarbonyl group (methylcarbonyl group, ethyl) Carbonyl group, butylcarbonyl group, etc.), alkylcarbonyloxy group (methylcarbonyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, etc.),
Alkyloxycarbonyl group (methoxycarbonyl group,
Ethoxycarbonyl group, butoxycarbonyl group, etc.), cyano group, nitro group, N-alkylaminocarbonyl group,
Examples thereof include N, N-dialkylaminocarbonyl group and alkylcarbonylamino group. Examples of the substituent that the aryl group of Ra may have include, for example, an alkyl group (a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, a butyl group, a t-butyl group, an octyl group, etc.) and a substituent of the above alkyl group. The same as those given as examples can be mentioned.
【0079】Raは、より好ましくは、置換基を有して
いてもよい炭素数1〜24の直鎖又は分岐状のアルキル
基、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有
していてもよいナフチル基であり、特に好ましくは、置
換基を有していてもよい炭素数1〜18のアルキル基、
置換基を有していてもよいフェニル基である。Ra is more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 24 carbon atoms which may have a substituent, a phenyl group which may have a substituent, or a substituent. A naphthyl group which may be substituted, particularly preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms which may have a substituent,
It is a phenyl group which may have a substituent.
【0080】尚、特に、Raとしてのアルキル基につい
ては、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1〜8のパ
ーフルオロアルキル基が好ましく、より好ましくは炭素
数1〜3のアルキル基、炭素数1〜6のパーフルオロア
ルキル基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基、
トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプ
タフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基である。Particularly, for the alkyl group as Ra, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carbon atom is more preferable. A perfluoroalkyl group of the formulas 1 to 6, particularly preferably a methyl group, an ethyl group,
A trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a heptafluoropropyl group, and a nonafluorobutyl group.
【0081】R1〜R37は、上記(B)成分において説
明した一般式(I)〜一般式(III)中のR1〜R37
と同義であり、各置換基の説明も上記と同様である。以
下に、これらの一般式(c)〜(e)で表される化合物
の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。[0081] R 1 to R 37 is, R 1 to R 37 in the above (B) the general formula described in component (I) ~ the general formula (III)
And the same applies to the explanation of each substituent. Specific examples of the compounds represented by the general formulas (c) to (e) are shown below, but the compounds are not limited thereto.
【0082】[0082]
【化31】 [Chemical 31]
【0083】[0083]
【化32】 [Chemical 32]
【0084】[0084]
【化33】 [Chemical 33]
【0085】[0085]
【化34】 [Chemical 34]
【0086】[0086]
【化35】 [Chemical 35]
【0087】[0087]
【化36】 [Chemical 36]
【0088】本発明で使用される(C)成分の含有量
は、全ポジ型レジスト組成物の固形分に対し、0.01
〜10重量%が好ましく、0.02〜7重量%がより好
ましく、0.03〜5重量%が特に好ましい。The content of the component (C) used in the present invention is 0.01 based on the solid content of the entire positive resist composition.
-10 weight% is preferable, 0.02-7 weight% is more preferable, 0.03-5 weight% is especially preferable.
【0089】(D)成分:4級アンモニウム塩化合物
(D)成分の、4級アンモニウム塩化合物は、限定され
るものではないが、特には、下記一般式(b)で表され
る化合物であることが好ましい。Component (D): quaternary ammonium salt compound The quaternary ammonium salt compound of the component (D) is not particularly limited, but is particularly a compound represented by the following general formula (b). It is preferable.
【0090】[0090]
【化37】 [Chemical 37]
【0091】(式中、R1〜R4はそれぞれ独立に、水素
原子又はアルキル基(好ましくは炭素数1〜22)を表
す。R1〜R4としてのアルキル基は、置換基を有してい
てもよく、置換基としては、ヒドロキシ基、炭素数1〜
4のアルコキシ基、フェニル基等を挙げることができ
る。またR1〜R4はそれら2つ以上が共同して環を形成
してもよい。R1〜R4は、好ましくは、各々独立に、水
素原子、炭素数1〜18のアルキル基であり、特に好ま
しくは、それぞれ独立に炭素数1〜12のアルキル基
(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、
ブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デ
シル基、ドデシル基等)である。(In the formula, R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group (preferably having a carbon number of 1 to 22). The alkyl group as R 1 to R 4 has a substituent. Optionally, as the substituent, a hydroxy group, a carbon number of 1 to
4 alkoxy group, phenyl group and the like. Two or more of R 1 to R 4 may together form a ring. R 1 to R 4 are preferably each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and particularly preferably, each independently an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms (methyl group, ethyl group, Propyl group, isopropyl group,
Butyl group, t-butyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, etc.).
【0092】XはOH基、ハロゲン原子(フッ素原子、
塩素原子、臭素原子、沃素原子等)、Rb−COOH基
又はRbSO3H基のいずれかを表す。ここで、Rbは
水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。Rbとし
てのアルキル基は、好ましくは炭素数1〜11であり、
置換基を有していてもよい。また、アリール基は、好ま
しくは炭素数6〜12であり、置換基を有していてよ
い。ここでアルキル基の置換基としては、フェニル基、
ヒドロキシ基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲン
原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子
等)、アミノ基等を挙げることができる。また、アリー
ル基の置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基、ヒ
ドロキシ基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原
子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子等)、
アミノ基、ニトロ基、シアノ基等を挙げることができ
る。X is an OH group, a halogen atom (fluorine atom,
Chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.), Rb—COOH group or RbSO 3 H group. Here, Rb represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group. The alkyl group as Rb preferably has 1 to 11 carbon atoms,
It may have a substituent. The aryl group preferably has 6 to 12 carbon atoms and may have a substituent. Here, as the substituent of the alkyl group, a phenyl group,
Examples thereof include a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom and the like), amino group and the like. As the substituent of the aryl group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.),
Examples thereof include an amino group, a nitro group and a cyano group.
【0093】Xとして好ましくは、OH基、塩素原子、
臭素原子、炭素数1〜8のアルキルカルボン酸基(CH
3−COOH基、C2H5−COOH基、C4H9−COO
H基、C8H17−COOH基等)であり、特に好ましく
は、OH基、塩素原子、臭素原子、炭素数1〜4のアル
キルカルボン酸基である。以下に、(D)成分の化合物
の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。X is preferably an OH group, a chlorine atom,
Bromine atom, alkylcarboxylic acid group having 1 to 8 carbon atoms (CH
3 -COOH group, C 2 H 5 -COOH group, C 4 H 9 -COO
H group, C 8 H 17 —COOH group and the like), and particularly preferably OH group, chlorine atom, bromine atom, and alkylcarboxylic acid group having 1 to 4 carbon atoms. Specific examples of the compound as the component (D) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
【0094】[0094]
【化38】 [Chemical 38]
【0095】本発明で使用される(D)成分の化合物は
1種を用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。本
発明で使用される(D)成分の含有量は、全ポジ型レジ
スト組成物の固形分に対して、0.01〜5重量%が好
ましく、0.01〜3重量%がより好ましく、0.02
〜1重量%が特に好ましい。上記(B)成分及び(C)
成分の酸発生剤の総量と(D)成分の4級アンモニウム
塩化合物の組成物中の使用割合は、(酸発生剤の総量)
/(D成分)(モル比)=1.0〜500であることが
好ましい。該モル比が1.0未満では低感度となる場合
があり、また、500を越えると、解像力、ラインエッ
ジラフネスが悪化する場合がある。(酸発生剤の総量)
/(D成分)(モル比)は、好ましくは3.0〜30
0、更に好ましくは5.0〜200である。As the compound of the component (D) used in the present invention, one type may be used, or two or more types may be used in combination. The content of the component (D) used in the present invention is preferably 0.01 to 5% by weight, more preferably 0.01 to 3% by weight, and is 0 based on the solid content of the entire positive resist composition. .02
~ 1 wt% is particularly preferred. Component (B) and (C)
The total amount of the component acid generator and the proportion of the component (D) quaternary ammonium salt compound used in the composition are (total amount of the acid generator).
/ (D component) (molar ratio) = 1.0 to 500 is preferable. If the molar ratio is less than 1.0, the sensitivity may be low, and if it exceeds 500, the resolution and the line edge roughness may be deteriorated. (Total amount of acid generator)
/ (D component) (molar ratio) is preferably 3.0 to 30.
0, and more preferably 5.0 to 200.
【0096】(E)成分:本発明の組成物に使用される
その他の成分
本発明のポジ型レジスト組成物には必要に応じて、さら
に染料、上記(D)成分の4級アンモニウム塩以外の含
窒素塩基性化合物、溶剤、界面活性剤、ラジカル発生剤
などを含有させることができる。Component (E): Other components used in the composition of the present invention In the positive resist composition of the present invention, a dye and a component other than the quaternary ammonium salt of the component (D) may be added, if necessary. A nitrogen-containing basic compound, a solvent, a surfactant, a radical generator, etc. can be contained.
【0097】(E)−1 染料
好適な染料としては油性染料及び塩基性染料がある。具
体的にはオイルイエロー#101、オイルイエロー#1
03、オイルピンク#312、オイルグリーンBG、オ
イルブルーBOS,オイルブルー#603、オイルブラ
ックBY、オイルブラックBS、オイルブラックT−5
05(以上オリエント化学工業株式会社製)、クリスタ
ルバイオレット(CI42555)、メチルバイオレッ
ト(CI42535)、ローダミンB(CI45170
B)、マラカイトグリーン(CI42000)、メチレ
ンブルー(CI52015)等を挙げることができる。(E) -1 Dyes Suitable dyes include oil dyes and basic dyes. Specifically, Oil Yellow # 101, Oil Yellow # 1
03, Oil Pink # 312, Oil Green BG, Oil Blue BOS, Oil Blue # 603, Oil Black BY, Oil Black BS, Oil Black T-5.
05 (all manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), crystal violet (CI42555), methyl violet (CI42535), rhodamine B (CI45170).
B), malachite green (CI42000), methylene blue (CI52015) and the like.
【0098】(E)−2 (D)成分の4級アンモニウ
ム塩以外の含窒素塩基性化合物
本発明で用いる含窒素塩基性化合物は、フェノールより
も塩基性の強い含窒素塩基性化合物が好ましい。好まし
い化学的環境として、下記式(A)〜(E)の構造を挙
げることができる。(E) -2 Nitrogen-containing basic compound other than quaternary ammonium salt of component (D) The nitrogen-containing basic compound used in the present invention is preferably a nitrogen-containing basic compound having a stronger basicity than phenol. As a preferable chemical environment, the structures of the following formulas (A) to (E) can be mentioned.
【0099】[0099]
【化39】 [Chemical Formula 39]
【0100】ここで、R250 、R251 及びR252 は、同
一でも異なってもよく、水素原子、炭素数1〜6個のア
ルキル基、炭素数1〜6個のアミノアルキル基、炭素数
1〜6個のヒドロキシアルキル基又は炭素数6〜20個
の置換もしくは非置換のアリール基を表し、ここで、R
251とR252は、互いに結合して環を形成してもよい。R
253 、R254 、R255 及びR256 は、同一でも異なって
もよく、炭素数1〜6個のアルキル基を表す。更に好ま
しい化合物は、一分子中に異なる化学的環境の窒素原子
を2個以上有する含窒素塩基性化合物であり、特に好ま
しくは、置換もしくは未置換のアミノ基と窒素原子を含
む環構造の両方を含む化合物もしくはアルキルアミノ基
を有する化合物である。Here, R 250 , R 251 and R 252 may be the same or different and each is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aminoalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or 1 carbon atom. ~ 6 hydroxyalkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, wherein R is
251 and R 252 may combine with each other to form a ring. R
253 , R 254 , R 255 and R 256, which may be the same or different, each represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. More preferred compounds are nitrogen-containing basic compounds having two or more nitrogen atoms having different chemical environments in one molecule, and particularly preferably both a substituted or unsubstituted amino group and a ring structure containing a nitrogen atom. It is a compound containing or a compound having an alkylamino group.
【0101】好ましい具体例としては、置換もしくは未
置換のグアニジン、置換もしくは未置換のアミノピリジ
ン、置換もしくは未置換のアミノアルキルピリジン、置
換もしくは未置換のアミノピロリジン、置換もしくは未
置換のインダゾール、イミダゾール、置換もしくは未置
換のピラゾール、置換もしくは未置換のピラジン、置換
もしくは未置換のピリミジン、置換もしくは未置換のプ
リン、置換もしくは未置換のイミダゾリン、置換もしく
は未置換のピラゾリン、置換もしくは未置換のピペラジ
ン、置換もしくは未置換のアミノモルフォリン、置換も
しくは未置換のアミノアルキルモルフォリン等が挙げら
れる。好ましい置換基は、アミノ基、アミノアルキル
基、アルキルアミノ基、アミノアリール基、アリールア
ミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシロ
キシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ基、水
酸基、シアノ基である。Preferred specific examples include substituted or unsubstituted guanidine, substituted or unsubstituted aminopyridine, substituted or unsubstituted aminoalkylpyridine, substituted or unsubstituted aminopyrrolidine, substituted or unsubstituted indazole, imidazole, Substituted or unsubstituted pyrazole, substituted or unsubstituted pyrazine, substituted or unsubstituted pyrimidine, substituted or unsubstituted purine, substituted or unsubstituted imidazoline, substituted or unsubstituted pyrazoline, substituted or unsubstituted piperazine, substituted Alternatively, unsubstituted aminomorpholine, substituted or unsubstituted aminoalkylmorpholine and the like can be mentioned. Preferred substituents are amino group, aminoalkyl group, alkylamino group, aminoaryl group, arylamino group, alkyl group, alkoxy group, acyl group, acyloxy group, aryl group, aryloxy group, nitro group, hydroxyl group, cyano group. Is.
【0102】特に好ましい化合物として、グアニジン、
1,1−ジメチルグアニジン、1,1,3,3,−テト
ラメチルグアニジン、イミダゾール、2−メチルイミダ
ゾール、4−メチルイミダゾール、N−メチルイミダゾ
ール、2−フェニルイミダゾール、4,5−ジフェニル
イミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾー
ル、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−ア
ミノピリジン、2−ジメチルアミノピリジン、4−ジメ
チルアミノピリジン、2−ジエチルアミノピリジン、2
−(アミノメチル)ピリジン、2−アミノ−3−メチル
ピリジン、2−アミノ−4−メチルピリジン、2−アミ
ノ−5−メチルピリジン、2−アミノ−6−メチルピリ
ジン、3−アミノエチルピリジン、4−アミノエチルピ
リジン、Particularly preferred compounds are guanidine,
1,1-dimethylguanidine, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, imidazole, 2-methylimidazole, 4-methylimidazole, N-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 4,5-diphenylimidazole, 2 , 4,5-Triphenylimidazole, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, 4-aminopyridine, 2-dimethylaminopyridine, 4-dimethylaminopyridine, 2-diethylaminopyridine, 2
-(Aminomethyl) pyridine, 2-amino-3-methylpyridine, 2-amino-4-methylpyridine, 2-amino-5-methylpyridine, 2-amino-6-methylpyridine, 3-aminoethylpyridine, 4 -Aminoethylpyridine,
【0103】3−アミノピロリジン、ピペラジン、N−
(2−アミノエチル)ピペラジン、N−(2−アミノエ
チル)ピペリジン、4−アミノ−2,2,6,6−テト
ラメチルピペリジン、4−ピペリジノピペリジン、2−
イミノピペリジン、1−(2−アミノエチル)ピロリジ
ン、ピラゾール、3−アミノ−5−メチルピラゾール、
5−アミノ−3−メチル−1−p−トリルピラゾール、
ピラジン、2−(アミノメチル)−5−メチルピラジ
ン、ピリミジン、2,4−ジアミノピリミジン、4,6
−ジヒドロキシピリミジン、2−ピラゾリン、3−ピラ
ゾリン、N−アミノモルフォリン、N−(2−アミノエ
チル)モルフォリンなどが挙げられるがこれに限定され
るものではない。これらの含窒素塩基性化合物は、単独
であるいは2種以上一緒に用いられる。3-aminopyrrolidine, piperazine, N-
(2-aminoethyl) piperazine, N- (2-aminoethyl) piperidine, 4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-piperidinopiperidine, 2-
Iminopiperidine, 1- (2-aminoethyl) pyrrolidine, pyrazole, 3-amino-5-methylpyrazole,
5-amino-3-methyl-1-p-tolylpyrazole,
Pyrazine, 2- (aminomethyl) -5-methylpyrazine, pyrimidine, 2,4-diaminopyrimidine, 4,6
-Dihydroxypyrimidine, 2-pyrazoline, 3-pyrazoline, N-aminomorpholine, N- (2-aminoethyl) morpholine and the like, but not limited thereto. These nitrogen-containing basic compounds may be used alone or in combination of two or more.
【0104】上記(B)成分及び(C)成分の酸発生剤
の合計と含窒素塩基性化合物の組成物中の使用割合は、
(酸発生剤)/(含窒素塩基性化合物)(モル比)=
2.5〜300であることが好ましい。該モル比が2.
5未満では低感度となり、解像力が低下する場合があ
り、また、300を越えると露光後加熱処理までの経時
でレジストパターンの太りが大きくなり、解像力も低下
する場合がある。(酸発生剤)/(含窒素塩基性化合
物)(モル比)は、好ましくは5.0〜200、更に好
ましくは7.0〜150である。The total amount of the acid generators (B) and (C) and the proportion of the nitrogen-containing basic compound used in the composition are:
(Acid generator) / (nitrogen-containing basic compound) (molar ratio) =
It is preferably 2.5 to 300. The molar ratio is 2.
If it is less than 5, the sensitivity may be low and the resolution may be lowered, and if it is more than 300, the resist pattern may be thickened with the lapse of time after the exposure and the heating treatment, and the resolution may be lowered. The (acid generator) / (nitrogen-containing basic compound) (molar ratio) is preferably 5.0 to 200, more preferably 7.0 to 150.
【0105】(E)−3 溶剤類
本発明の組成物は、上記各成分を溶解する溶媒に溶かし
て支持体上に塗布する。ここで使用する溶媒としては、
エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペン
タノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチル
エチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メト
キシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチル
エーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチル
エーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルア
セテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エ
チル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオ
ン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピ
ルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジ
メチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒ
ドロフラン等が好ましく、これらの溶媒を単独あるいは
混合して使用する。(E) -3 Solvents The composition of the present invention is dissolved in a solvent that dissolves each of the above components and applied onto a support. As the solvent used here,
Ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol Monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl Pyrrolidone, tetrahydrofuran and the like are preferable, and these solvents are used alone or in combination.
【0106】(E)−4 界面活性剤類
上記溶媒に界面活性剤を加えることもできる。具体的に
は、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシ
エチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチ
ルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等の
ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエ
チレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレ
ンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンア
ルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオ
キシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノ
ラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタン
モノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビ
タントリオレエート、ソルビタントリステアレート等の
ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソル
ビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタン
モノパルミテ−ト、(E) -4 Surfactants Surfactants may be added to the above solvent. Specifically, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene nonylphenol ether, etc. Sorbitans such as polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate Fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopal Te - door,
【0107】ポリオキシエチレンソルビタンモノステア
レート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエー
ト、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等
のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等の
ノニオン系界面活性剤、エフトップEF301,EF3
03,EF352(新秋田化成(株)製)、メガファッ
クF171,F173 (大日本インキ化学工業(株)
製)、フロラ−ドFC430,FC431(住友スリー
エム(株)製)、アサヒガードAG710,サーフロン
S−382,SC101,SC102,SC103,S
C104,SC105,SC106(旭硝子(株)製)
等のフッ素系界面活性剤、トロイゾルS−366(トロ
イケミカル(株)製)、オルガノシロキサンポリマーK
P341(信越化学工業(株)製)やアクリル酸系もし
くはメタクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.7
5,No.95(共栄社油脂化学工業(株)製)等を挙
げることができる。これらの界面活性剤の配合量は、本
発明の組成物中の固形分100重量部当たり、通常、2
重量部以下、好ましくは1重量部以下である。これらの
界面活性剤は単独で添加してもよいし、また、いくつか
の組み合わせで添加することもできる。Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate and polyoxyethylene sorbitan tristearate, Ftop EF301, EF3
03, EF352 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Megafac F171, F173 (Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)
Manufactured by Sumitomo 3M Limited, Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC101, SC102, SC103, S
C104, SC105, SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.)
Fluorine-based surfactants such as Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.), organosiloxane polymer K
P341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) or acrylic acid-based or methacrylic acid-based (co) polymer Polyflow No. 7
5, No. 95 (manufactured by Kyoeisha Oil and Fat Chemical Co., Ltd.) and the like. The content of these surfactants is usually 2 per 100 parts by weight of the solid content in the composition of the present invention.
It is not more than 1 part by weight, preferably not more than 1 part by weight. These surfactants may be added alone or in some combinations.
【0108】精密集積回路素子の製造などにおいてレジ
スト膜上へのパターン形成工程は、基板(例:シリコン
/二酸化シリコン被覆基板、ガラス基板、ITO基板、
石英/酸化クロム被覆基板等)上に、本発明のポジ型レ
ジスト組成物を塗布し、次に活性光線又は放射線そ照射
し、加熱、現像、リンス、乾燥することにより良好なレ
ジストパターンを形成することができる。ここで活性光
線又は放射線としては、電子線、X線、EUV光、波長
150〜250nmのエキシマレーザー光等を用いるこ
とができるが、好ましくは、電子線、X線及びEUV光
である。In the production of precision integrated circuit devices, etc., a pattern forming process on a resist film is performed by using a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coated substrate, glass substrate, ITO substrate,
Quartz / chromium oxide coated substrate, etc.) is coated with the positive resist composition of the present invention, followed by irradiation with actinic rays or radiation, and heating, development, rinsing, and drying to form a good resist pattern. be able to. Here, as the actinic ray or radiation, electron beam, X-ray, EUV light, excimer laser light having a wavelength of 150 to 250 nm and the like can be used, but electron beam, X-ray and EUV light are preferable.
【0109】本発明においては、必要により、市販の無
機あるいは有機反射防止膜を使用することができる。更
にレジストの下層に反射防止膜を塗布して用いることも
できる。In the present invention, a commercially available inorganic or organic antireflection film can be used if necessary. Further, an antireflection film may be applied to the lower layer of the resist for use.
【0110】レジストの下層として用いられる反射防止
膜としては、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化
クロム、カーボン、アモルファスシリコン等の無機膜型
と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型のいずれも
用いることができる。前者は膜形成に真空蒸着装置、C
VD装置、スパッタリング装置等の設備を必要とする。
有機反射防止膜としては、例えば特公平7−69611
号記載のジフェニルアミン誘導体とホルムアルデヒド変
性メラミン樹脂との縮合体、アルカリ可溶性樹脂、吸光
剤からなるものや、米国特許5294680号記載の無
水マレイン酸共重合体とジアミン型吸光剤の反応物、特
開平6−118631号記載の樹脂バインダーとメチロ
ールメラミン系熱架橋剤を含有するもの、特開平6−1
18656号記載のカルボン酸基とエポキシ基と吸光基
を同一分子内に有するアクリル樹脂型反射防止膜、特開
平8−87115号記載のメチロールメラミンとベンゾ
フェノン系吸光剤からなるもの、特開平8−17950
9号記載のポリビニルアルコール樹脂に低分子吸光剤を
添加したもの等が挙げられる。The antireflection film used as the lower layer of the resist may be an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, or amorphous silicon, or an organic film type composed of a light absorber and a polymer material. Can be used. The former is a vacuum deposition device, C for film formation.
Equipment such as VD equipment and sputtering equipment is required.
Examples of the organic antireflection film include Japanese Patent Publication No. 7-69611.
Comprising a condensate of a diphenylamine derivative and a formaldehyde-modified melamine resin, an alkali-soluble resin, and a light absorber, and a reaction product of a maleic anhydride copolymer and a diamine-type light absorber described in US Pat. No. 5,294,680. Containing a resin binder described in JP-A-118631 and a methylol melamine-based thermal crosslinking agent, JP-A-6-1
No. 18656, an acrylic resin type antireflection film having a carboxylic acid group, an epoxy group and a light absorbing group in the same molecule, consisting of a methylol melamine and a benzophenone type light absorbing agent described in JP-A-8-87115, and JP-A-8-17950.
The polyvinyl alcohol resin described in No. 9 to which a low molecular weight light absorber is added may be used.
【0111】また、有機反射防止膜として、ブリューワ
ーサイエンス社製のDUV30シリーズや、DUV−4
0シリーズ、シプレー社製のAR−2、AR−3、AR
−5等の市販の有機反射防止膜を使用することもでき
る。As the organic antireflection film, DUV30 series manufactured by Brewer Science Co. or DUV-4
0 series, Shipley AR-2, AR-3, AR
It is also possible to use a commercially available organic antireflection film such as -5.
【0112】本発明のポジ型レジスト組成物の現像液と
しては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナト
リウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、ア
ンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プ
ロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−
n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミ
ン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチル
エタノールアミン、トリエタノーアミン等のアルコ−ル
アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テ
トラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン等の第四
級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミ
ン類、等のアルカリ類の水溶液(通常0.1〜10重量
%)を使用することができる。更に、上記アルカリ類の
水溶液にイソプロピルアルコール等のアルコール類、ノ
ニオン系等の界面活性剤を適当量添加して使用すること
もできる。これらの現像液の中で好ましくは第四アンモ
ニウム塩、更に好ましくは、テトラメチルアンモニウム
ヒドロオキシド、コリンである。As the developing solution for the positive resist composition of the present invention, inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine Primary amines such as diethylamine, di-
Secondary amines such as n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and primary amines such as choline. An aqueous solution of alkalis such as quaternary ammonium salts, cyclic amines such as pyrrole and piperidine (usually 0.1 to 10% by weight) can be used. Furthermore, alcohols such as isopropyl alcohol and surfactants such as nonionic surfactants may be added to the aqueous solution of the above alkalis in appropriate amounts. Of these developers, quaternary ammonium salts are preferable, and tetramethylammonium hydroxide and choline are more preferable.
【0113】[0113]
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明の内容はこれにより限定されるもので
はない。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the contents of the present invention are not limited thereto.
【0114】1.合成例
合成例1:(B)成分の、アルカリ水溶液には不溶又は
難溶性で、酸の作用によりアルカリ水溶液には可溶とな
る性質を有するポリマー(B−21)の合成
p−アセトキシスチレン32.4g(0.2モル)及び
メタクリル酸t−ブチル7.01g(0.07モル)を
酢酸ブチル120mlに溶解し、窒素気流及び攪拌下、
80℃にてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)
0.033gを2.5時間置きに3回添加し、最後に更
に5時間攪拌を続けることにより、重合反応を行った。
反応液をヘキサン1200mlに投入し、白色の樹脂を
析出させた。得られた樹脂を乾燥後、メタノール200
mlに溶解した。これに水酸化ナトリウム7.7g
(0.19モル)/水50mlの水溶液を添加し、1時
間加熱還流することにより加水分解させた。その後、水
200mlを加えて希釈し、塩酸にて中和し白色の樹脂
を析出させた。この樹脂を濾別し、水洗・乾燥させた。
更にテトラヒドロフラン200mlに溶解し、5Lの超
純水中に激しく攪拌しながら滴下、再沈を行った。この
再沈操作を3回繰り返した。得られた樹脂を真空乾燥器
中で120℃、12時間乾燥し、ポリ(p−ヒドロキシ
スチレン/メタクリル酸t−ブチル)共重合体を得た。1. Synthesis example Synthesis example 1: Synthesis of polymer (B-21) of component (B), which is insoluble or sparingly soluble in an alkaline aqueous solution and is soluble in the alkaline aqueous solution by the action of an acid, p-acetoxystyrene 32 0.4 g (0.2 mol) and 7.01 g (0.07 mol) of t-butyl methacrylate were dissolved in 120 ml of butyl acetate, and a nitrogen stream and stirring were performed.
Azobisisobutyronitrile (AIBN) at 80 ℃
Polymerization reaction was carried out by adding 0.033 g three times at intervals of 2.5 hours, and finally by continuing stirring for further 5 hours.
The reaction solution was poured into 1200 ml of hexane to deposit a white resin. After drying the obtained resin, methanol 200
Dissolved in ml. 7.7g of sodium hydroxide
An aqueous solution of (0.19 mol) / water (50 ml) was added, and the mixture was heated under reflux for 1 hour for hydrolysis. Then, 200 ml of water was added to dilute the mixture, and the mixture was neutralized with hydrochloric acid to precipitate a white resin. The resin was filtered off, washed with water and dried.
Further, it was dissolved in 200 ml of tetrahydrofuran, added dropwise to 5 L of ultrapure water with vigorous stirring, and reprecipitated. This reprecipitation operation was repeated 3 times. The obtained resin was dried in a vacuum dryer at 120 ° C. for 12 hours to obtain a poly (p-hydroxystyrene / t-butyl methacrylate) copolymer.
【0115】合成例2:ポリマー(B−3)の合成
ポリ(p−ヒドロキシスチレン)(日本曹達社製VP−
8000)10gをピリジン50mlに溶解させ、これ
に室温で撹伴下、二炭酸ジ−t−ブチル3.63gを滴
下した。室温で3時間撹伴した後、イオン交換水1L/
濃塩酸20gの溶液に滴下した。析出した粉体をろ過、
水洗、乾燥すると、ポリマー(B−3)が得られた。Synthesis Example 2: Synthesis of Polymer (B-3) Poly (p-hydroxystyrene) (VP-manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.)
8000) 10 g was dissolved in pyridine 50 ml, and thereto was added dropwise di-t-butyl dicarbonate 3.63 g under stirring at room temperature. After stirring at room temperature for 3 hours, deionized water 1L /
It was added dropwise to a solution of concentrated hydrochloric acid 20 g. The deposited powder is filtered,
A polymer (B-3) was obtained by washing with water and drying.
【0116】合成例3:ポリマー(B−32)の合成
p−シクロヘキシルフェノール83.1g(0.5モ
ル)を300mlのトルエンに溶解し、次いで2−クロ
ロエチルビニルエーテル150g、水酸化ナトリウム2
5g、テトラブチルアンモニウムブロミド5g、トリエ
チルアミン60gを加えて120℃で5時間反応させ
た。反応液を水洗し、過剰のクロエチルビニルエーテル
とトルエンを留去し、得られたオイルを減圧蒸留にて精
製すると4−シクロヘキシルフェノキシエチルビニルエ
ーテルが得られた。ポリ(p−ヒドロキシスチレン)
(日本曹達社製VP−8000)20g,4−シクロヘ
キシルフェノキシエチルビニルエ−テル6.5gをTH
F80mlに溶解し、これにp−トルエンスルホン酸
0.01gを添加して室温で18時間反応させた。反応
液を蒸留水5Lに激しく撹拌しながら滴下し、析出する
粉体をろ過、乾燥するとポリマー(B−32)が得られ
た。Synthesis Example 3: Synthesis of polymer (B-32) 83.1 g (0.5 mol) of p-cyclohexylphenol was dissolved in 300 ml of toluene, and then 150 g of 2-chloroethyl vinyl ether and 2 parts of sodium hydroxide.
5 g, tetrabutylammonium bromide 5 g, and triethylamine 60 g were added, and the mixture was reacted at 120 ° C. for 5 hours. The reaction solution was washed with water, excess chloroethyl vinyl ether and toluene were distilled off, and the resulting oil was purified by distillation under reduced pressure to give 4-cyclohexylphenoxyethyl vinyl ether. Poly (p-hydroxystyrene)
(Nippon Soda Co., Ltd. VP-8000) 20 g, 4-cyclohexylphenoxyethyl vinyl ether 6.5 g TH
It was dissolved in 80 ml of F, 0.01 g of p-toluenesulfonic acid was added, and the mixture was reacted at room temperature for 18 hours. The reaction liquid was added dropwise to 5 L of distilled water with vigorous stirring, and the powder that precipitated was filtered and dried to obtain a polymer (B-32).
【0117】他のポリマーも同様の方法で合成した。以
下の実施例で使用したポリマーの重量平均分子量、分子
量分散度(Mw/Mn)、繰返し単位のモル比は以下の
通りである。
ポリマー 重量平均分子量 分子量分散度 繰返し単位のモル比
B−3 8000 1.25 25/75
B−5 12000 1.40 40/60
B−21 15000 1.20 65/35
B−30 8000 1.25 80/20
B−31 15000 1.20 65/10/25
B−32 12000 1.40 80/20
*先に例示した樹脂構造における括弧部分の各繰り返し単位の左から順Other polymers were synthesized by the same method. The weight average molecular weight, the molecular weight dispersity (Mw / Mn), and the molar ratio of repeating units of the polymers used in the following examples are as follows. Polymer Weight average molecular weight Molecular weight dispersity Molar ratio of repeating units B-3 8000 1.25 25/75 B-5 12000 1.40 40/60 B-21 15000 1.20 65/35 B-30 8000 1.25 80 / 20 B-31 15000 1.20 65/10/25 B-32 12000 1.40 80/20 * In order from the left of each repeating unit of the parentheses in the resin structure illustrated above.
【0118】合成例4:(C)成分の活性光線又は放射
線の照射によりカルボン酸を発生する化合物
(4−1) トリフェニルスルホニウムアセテート(c
−1)合成
ジフェニルスルホキシド50gをベンゼン800mlに
溶解させ、これに塩化アルミニウム200gを加え、2
4時間還流した。反応液を氷2Lにゆっくりと注ぎ、こ
れに濃塩酸400mlを加えて70℃で10分加熱し
た。この水溶液を酢酸エチル500mlで洗浄し、ろ過
した後に、ヨウ化アンモニウム200gを水400ml
に溶解したものを加えた。析出した粉体をろ取、水洗し
た後、酢酸エチルで洗浄、乾燥しトリフェニルスルホニ
ウムヨージド70gが得られた。トリフェニルヨージド
30.5gをメタノール1000mlに溶解させ、この
溶液に酸化銀19.1gを加え、室温で4時間攪拌し
た。溶液をろ過し、これに過剰量の市販の酢酸テトラア
ンモニウムの溶液を加えた。反応液を濃縮し、これをジ
クロロメタン500mlに溶解し、この溶液を5%テト
ラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、および水で
洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、濃縮
するとトリフェニルスルホニウムアセテート(c−1)
が得られた。Synthesis Example 4: Compound (4-1) Triphenylsulfonium Acetate (c) which Generates Carboxylic Acid by Irradiation with Actinic Rays or Radiation of Component (C)
-1) Dissolve 50 g of synthetic diphenyl sulfoxide in 800 ml of benzene, add 200 g of aluminum chloride thereto, and add 2
Refluxed for 4 hours. The reaction solution was slowly poured into 2 L of ice, 400 ml of concentrated hydrochloric acid was added, and the mixture was heated at 70 ° C. for 10 minutes. This aqueous solution was washed with 500 ml of ethyl acetate and filtered, and then 200 g of ammonium iodide was added to 400 ml of water.
What was melt | dissolved in was added. The precipitated powder was collected by filtration, washed with water, washed with ethyl acetate and dried to obtain 70 g of triphenylsulfonium iodide. 30.5 g of triphenyl iodide was dissolved in 1000 ml of methanol, 19.1 g of silver oxide was added to this solution, and the mixture was stirred at room temperature for 4 hours. The solution was filtered and to this was added an excess of a solution of commercial tetraammonium acetate. The reaction solution was concentrated, dissolved in 500 ml of dichloromethane, and the solution was washed with a 5% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and water. The organic layer is dried over anhydrous sodium sulfate and then concentrated to give triphenylsulfonium acetate (c-1).
was gotten.
【0119】(4−2) ジ(4−t−アミルフェニ
ル)ヨードニウムアセテート(e−1)の合成
t−アミルベンゼン60g、ヨウ素酸カリウム39.5
g、無水酢酸81g、ジクロロメタン170mlを混合
し、これに氷冷下、濃硫酸66.8gをゆっくり滴下し
た。氷冷下2時間攪拌した後、室温で10時間攪拌し
た。反応液に氷冷下、水500mlを加え、これをジク
ロロメタンで抽出、有機層を炭酸水素ナトリウム、水で
洗浄した後濃縮し、ジ(4−t−アミルフェニル)ヨー
ドニウム硫酸塩が得られた。この硫酸塩を、過剰量の市
販の酢酸テトラアンモニウムの溶液に加えた。この溶液
に水500を加え、これをジクロロエタンで抽出し、有
機層を5%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶
液、および水で洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウム
で乾燥後、濃縮するとジ(4−t−アミルフェニル)ヨ
ードニウムアセテート(e−1)が得られた。その他の化
合物についても上記と同様の方法を用いて合成した。(4-2) Synthesis of di (4-t-amylphenyl) iodonium acetate (e-1) 60 g of t-amylbenzene, potassium iodate 39.5
g, 81 g of acetic anhydride, and 170 ml of dichloromethane were mixed, and 66.8 g of concentrated sulfuric acid was slowly added dropwise thereto under ice cooling. After stirring under ice cooling for 2 hours, the mixture was stirred at room temperature for 10 hours. Water (500 ml) was added to the reaction mixture under ice cooling, the mixture was extracted with dichloromethane, the organic layer was washed with sodium hydrogen carbonate and water, and then concentrated to obtain di (4-t-amylphenyl) iodonium sulfate. The sulphate was added to a solution of excess commercial tetraammonium acetate. Water 500 was added to this solution, this was extracted with dichloroethane, and the organic layer was washed with a 5% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution and water. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate and then concentrated to obtain di (4-t-amylphenyl) iodonium acetate (e-1). Other compounds were also synthesized using the same method as above.
【0120】
〔実施例1〕
(1) ポジ型レジストの調製および塗設
(A)成分 :酸分解性ポリマーB−21 0.94g
(B)成分 :スルホン酸発生剤I−1 0.05g
(C)成分 :カルボン酸発生剤c−1 0.003g
(D)成分 :4級アンモニウム塩D−4 0.002g
をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
8.5gに溶解させ、さらに界面活性剤としてメガファ
ックF176(大日本インキ化学工業(株)製、以下W
−1と略す)0.001gを添加、溶解させ、得られた
溶液を0.1μm口径のメンブレンフィルターで精密ろ
過して、レジスト溶液を得た。このレジスト溶液を6イ
ンチシリコンウェハー上に東京エレクトロン製スピンコ
ーターMark8を用いて塗布し、110℃、90秒ベ
ークして膜厚0.30μmの均一膜を得た。[Example 1] (1) Preparation and coating of positive resist (A) component: acid-decomposable polymer B-21 0.94 g (B) component: sulfonic acid generator I-1 0.05 g ( C) component: carboxylic acid generator c-1 0.003 g (D) component: quaternary ammonium salt D-4 0.002 g is dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate 8.5 g, and Megafac F176 is further used as a surfactant. (Manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc., hereinafter W
(Abbreviated as -1) 0.001 g was added and dissolved, and the resulting solution was microfiltered with a membrane filter having a diameter of 0.1 μm to obtain a resist solution. This resist solution was applied onto a 6-inch silicon wafer using a spin coater Mark8 manufactured by Tokyo Electron, and baked at 110 ° C. for 90 seconds to obtain a uniform film having a thickness of 0.30 μm.
【0121】(2)ポジ型レジストパターンの作製とそ
の評価
このレジスト膜に、電子線描画装置((株)日立製作所製
HL750、加速電圧50KeV)を用いて電子線照射
を行った。照射後に110℃、90秒ベークし、2.3
8重量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド
(TMAH)水溶液を用いて60秒間浸漬した後、30
秒間、水でリンスして乾燥した。得られたパターンを下
記の方法で評価した。
(2−1)感度
得られたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)
日立製作所製S−4300)を用いて観察した。0.1
5μmライン(ライン:スペース=1:1)を解像する
時の最小照射エネルギーを感度とした。
(2−2)解像力
上記の感度を示す照射量における限界解像力(ラインと
スペースが分離解像)を解像力とした。
(2−3)パターン形状
上記の感度を示す照射量における0.15μmラインパ
ターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所
製S−4300)を用いて観察し、矩形、ややテーパ
ー、テーパーの3段階評価を行った。
(2−4)真空中PED特性
真空チャンバー内にウェハをセット、上記感度を示す照
射量にて電子線照射、照射直後又は3時間後に、上記の
ように110℃、90秒ベーク(加熱処理)した後、現
像処理を行いラインパターンを得た。そして、電子線照
射直後にベークを行い現像処理し得られた0.15μm
ラインパターンと電子線照射3時間後にベークを行い現
像処理をし得られた0.15μmラインパターンについ
て、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−922
0)にて線幅を測定し、両者の差を真空中PED特性と
した。実施例1の結果は、感度は5.5μC/cm2、
解像力は0.10μm、パターン形状は矩形、真空中P
EDは1.5nmであり、非常に良好であった。(2) Preparation of positive type resist pattern and its evaluation This resist film was irradiated with an electron beam by using an electron beam drawing apparatus (HL750 manufactured by Hitachi, Ltd., accelerating voltage 50 KeV). After irradiation, bake at 110 ° C. for 90 seconds to 2.3.
After dipping for 60 seconds using an 8 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, 30
Rinse with water for seconds and dry. The obtained pattern was evaluated by the following method. (2-1) Sensitivity The cross-sectional shape of the obtained pattern was taken by scanning electron microscope (Co., Ltd.)
It observed using Hitachi S-4300). 0.1
The sensitivity was defined as the minimum irradiation energy when resolving a 5 μm line (line: space = 1: 1). (2-2) Resolving power The limiting resolving power (the line and the space are separated and resolved) at the irradiation dose showing the above sensitivity was defined as the resolving power. (2-3) Pattern shape The cross-sectional shape of the 0.15 μm line pattern at the irradiation dose showing the above sensitivity was observed using a scanning electron microscope (S-4300 manufactured by Hitachi, Ltd.), and a rectangular shape, slightly tapered shape, Three-step evaluation of taper was performed. (2-4) PED characteristic in vacuum A wafer is set in a vacuum chamber, electron beam irradiation is performed at an irradiation amount showing the above sensitivity, and immediately after irradiation or after 3 hours, 110 ° C., 90 seconds baking (heat treatment) as described above. After that, development processing was performed to obtain a line pattern. Then, it was baked immediately after electron beam irradiation and developed to obtain 0.15 μm.
A line pattern and a 0.15 μm line pattern obtained by baking after 3 hours of electron beam irradiation and development processing were performed using a scanning electron microscope (S-922 manufactured by Hitachi, Ltd.).
The line width was measured at 0), and the difference between the two was taken as the PED characteristic in vacuum. The result of Example 1 shows that the sensitivity is 5.5 μC / cm 2 ,
Resolution is 0.10 μm, pattern shape is rectangular, in vacuum P
The ED was 1.5 nm, which was very good.
【0122】〔実施例2〜15及び比較例1〜3〕各
々、表1に示した化合物を用いて、実施例1と同様にし
てレジスト調製、塗設、電子線照射によりパターンを形
成し、評価を行った。[Examples 2 to 15 and Comparative Examples 1 to 3] Using the compounds shown in Table 1, resist formation, coating, and electron beam irradiation were performed to form a pattern in the same manner as in Example 1, An evaluation was made.
【0123】比較例1では、(C)成分を用いずに、
(D)成分として(D−2)(特開平4−51243号
公報に開示の水酸化テトラエチルアンモニウム塩)を用
いた。In Comparative Example 1, without using the component (C),
As the component (D), (D-2) (tetraethylammonium hydroxide salt disclosed in JP-A-4-51243) was used.
【0124】比較例2では、(D)成分を用いずに、
(C)成分として(c−1)(特開平9−43837号
公報に開示のトリフェニルスルホニウム酢酸塩)を用い
た。In Comparative Example 2, without using the component (D),
As the component (C), (c-1) (triphenylsulfonium acetate disclosed in JP-A-9-43837) was used.
【0125】比較例3では、(D)成分を用いずに、
(C)成分として(c−9)(特開平11−12590
7号公報に開示のジフェニルヨードニウム−オクタン酸
塩)を用いた。評価結果を表2に示した。In Comparative Example 3, the component (D) was not used,
As component (C), (c-9) (JP-A-11-12590).
The diphenyliodonium-octanoate disclosed in Japanese Patent No. 7) was used. The evaluation results are shown in Table 2.
【0126】[0126]
【表1】 [Table 1]
【0127】[0127]
【表2】 [Table 2]
【0128】表1中、その他の略号は以下を意味する。
(c−9): ジフェニルヨードニウム−オクタン酸塩
含窒素塩基性化合物(E−1):トリ−n−ヘキシルア
ミン
含窒素塩基性化合物(E−2):ベンズイミダゾール
界面活性剤(W−2):ポリシロキサンポリマーKP3
41(信越化学(株)製)In Table 1, other abbreviations mean the following. (C-9): diphenyliodonium-octanoate nitrogen-containing basic compound (E-1): tri-n-hexylamine nitrogen-containing basic compound (E-2): benzimidazole surfactant (W-2) : Polysiloxane polymer KP3
41 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
【0129】表2の結果から明らかなように、(C)成
分の活性光線又は放射線の照射によりカルボン酸を発生
する化合物と、(D)成分の4級アンモニウム塩化合物
とをともに含む本発明の組成物は、放射線の照射によ
り、(C)成分のみ、又は(D)成分のみを含む組成
物、あるいは(C)成分と非4級アンモニウム塩型の含
窒素塩基性化合物を含む比較例の組成物と比べて、高感
度で高解像力であり、パターン形状、真空中PEDも優
れていることがわかる。As is clear from the results in Table 2, the compound of the present invention containing both the component (C) which generates a carboxylic acid upon irradiation with actinic rays or radiation and the component (D) quaternary ammonium salt compound. The composition is a composition containing only the component (C) or only the component (D) upon irradiation with radiation, or a composition of a comparative example containing the component (C) and a non-quaternary ammonium salt type nitrogen-containing basic compound. It can be seen that, compared with the object, it has high sensitivity and high resolution, and the pattern shape and PED in vacuum are also excellent.
【0130】〔実施例16〜25及び比較例4〜6〕各
々、表3に示した化合物を用いて、実施例1と同様にし
てレジスト調製、塗設、電子線照射によりパターンを形
成し、評価を行った。[Examples 16 to 25 and Comparative Examples 4 to 6] Using the compounds shown in Table 3, resist formation, coating and electron beam irradiation were carried out in the same manner as in Example 1 to form patterns. An evaluation was made.
【0131】比較例4では、(C)成分を用いずに、
(D)成分として(D−4)を用いた。In Comparative Example 4, without using the component (C),
(D-4) was used as the component (D).
【0132】比較例5では、(D)成分を用いずに、
(C)成分として(c−10)を用いた。In Comparative Example 5, without using the component (D),
(C-10) was used as the component (C).
【0133】比較例6では、(D)成分を用いずに、
(C)成分として(c−10)を用い、含窒素化合物と
してE−1を用いた。評価結果を表4に示した。In Comparative Example 6, the component (D) was not used,
(C-10) was used as the component (C), and E-1 was used as the nitrogen-containing compound. The evaluation results are shown in Table 4.
【0134】[0134]
【表3】 [Table 3]
【0135】[0135]
【表4】 [Table 4]
【0136】[0136]
【発明の効果】本発明により、活性光線又は放射線の照
射によるパターン形成に関して、高感度、高解像性、良
好なパターン形状、及び良好な真空中PED特性を同時
に満足するポジ型レジスト組成物を提供することができ
る。According to the present invention, there is provided a positive resist composition which simultaneously satisfies high sensitivity, high resolution, good pattern shape, and good PED characteristics in vacuum with respect to pattern formation by irradiation with actinic rays or radiation. Can be provided.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08F 222/40 C08F 222/40 G03F 7/004 501 G03F 7/004 501 H01L 21/027 H01L 21/30 502R (72)発明者 白川 浩司 静岡県榛原郡吉田町川尻4000番地 富士写 真フイルム株式会社内 Fターム(参考) 2H025 AA01 AA02 AA03 AB16 AC05 AC06 AD03 BE00 BG00 FA03 FA12 FA17 4J100 AA20R AB02P AB02R AB07P AB07Q AL08P AL08Q AL08R AL34Q AM10R AM45R AM49Q AM49R BA02P BA02Q BA03Q BA03R BA04P BA11Q BA11R BA15P BA15Q BC04P BC04Q BC09Q BC43P BC43Q BC43R BC53P BC53Q ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C08F 222/40 C08F 222/40 G03F 7/004 501 G03F 7/004 501 H01L 21/027 H01L 21/30 502R (72) Inventor Koji Shirakawa 4000 Kawajiri, Yoshida-cho, Hara-gun, Shizuoka Prefecture F-term of Fuji Shashin Film Co., Ltd. (reference) 2H025 AA01 AA02 AA03 AB16 AC05 AC06 AD03 BE00 BG00 FA03 FA12 FA17 4J100 AA20R AB02P AB02R AB07P AB07Q AL08R AL34Q AM10R AM45R AM49Q AM49R BA02P BA02Q BA03Q BA03R BA04P BA11Q BA11R BA15P BA15Q BC04P BC04Q BC09Q BC43P BC43Q BC43R BC53P BC53Q
Claims (4)
で、酸の作用によりアルカリ水溶液に可溶性となるポリ
マー、(B)活性光線又は放射線の照射によりスルホン
酸を発生する化合物、(C)活性光線又は放射線の照射
によりカルボン酸を発生する化合物、及び、(D)4級
アンモニウム塩化合物を含有することを特徴とするポジ
型レジスト組成物。1. A polymer which is insoluble or sparingly soluble in an alkaline aqueous solution and becomes soluble in the alkaline aqueous solution by the action of an acid, (B) a compound which generates a sulfonic acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and (C) an activity. A positive resist composition comprising a compound that generates a carboxylic acid upon irradiation with light or radiation, and (D) a quaternary ammonium salt compound.
ルボン酸を発生する化合物が、下記一般式(a)で表さ
れるカルボン酸を発生する化合物であることを特徴とす
る、請求項1に記載のポジ型レジスト組成物。 Ra−COOH (a) (式中、Raはアルキル基又はアリール基を表す。)2. The compound (C) which generates a carboxylic acid upon irradiation with actinic rays or radiation is a compound which generates a carboxylic acid represented by the following general formula (a): The positive resist composition as described in 1. Ra-COOH (a) (In the formula, Ra represents an alkyl group or an aryl group.)
般式(b)で表される化合物であることを特徴とする、
請求項1又は2に記載のポジ型レジスト組成物。 【化1】 (式中、R1〜R4はそれぞれ独立に、水素原子又はアル
キル基を表し、XはOH基、ハロゲン原子、Rb−CO
OH基又はRbSO3H基(尚、Rbは水素原子、アル
キル基又はアリール基を表す。)のいずれかを表し、R
1〜R4の2つ以上の基が共同して環を形成してもよ
い。)3. A quaternary ammonium salt compound (D) is a compound represented by the following general formula (b):
The positive resist composition according to claim 1. [Chemical 1] (In the formula, R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and X represents an OH group, a halogen atom, or Rb—CO.
An OH group or an RbSO 3 H group (wherein Rb represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group);
Two or more groups of 1 to R 4 may together form a ring. )
であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記
載のポジ型レジスト組成物。4. The positive resist composition as claimed in claim 1, wherein the actinic ray or radiation is an electron beam or an X-ray.
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- 2002-11-07 JP JP2002324003A patent/JP2003207898A/en active Pending
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