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JP2006058842A - Resist composition and method of forming resist pattern - Google Patents

Resist composition and method of forming resist pattern Download PDF

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JP2006058842A JP2005052032A JP2005052032A JP2006058842A JP 2006058842 A JP2006058842 A JP 2006058842A JP 2005052032 A JP2005052032 A JP 2005052032A JP 2005052032 A JP2005052032 A JP 2005052032A JP 2006058842 A JP2006058842 A JP 2006058842A
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resist composition
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resist
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Hiromitsu Tsuji
裕光 辻
Yoshiyuki Uchiumi
義之 内海
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Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
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Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resist composition capable of reducing the elution of a substance into a solvent used in an immersion lithography process, and to provide a method of forming a resist pattern using the resist composition. <P>SOLUTION: The resist composition contains, as an acid generator ingredient (B), an onium salt type acid generator (B1) represented by the general formula (b-1) (wherein R<SP>11</SP>to R<SP>13</SP>each independently represent aryl or alkyl, provided that at least one of R<SP>11</SP>to R<SP>13</SP>represents aryl in which at least one hydrogen atom has been replaced with alkyl; and Z<SP>-</SP>represents an anion) or an onium salt type acid generator (B2) having a cyclic-group-containing anion. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、イマージョン(immersion)リソグラフィー(浸漬露光)工程を含むレジストパターン形成方法に用いられるレジスト組成物、および該レジスト組成物を用いるレジストパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a resist composition used in a resist pattern forming method including an immersion lithography (immersion exposure) step, and a resist pattern forming method using the resist composition.

半導体デバイス、液晶デバイス等の各種電子デバイスにおける微細構造の製造には、リソグラフィー法が多用されている。 現在、リソグラフィー法においては、たとえばArFエキシマレーザーを用いた最先端の領域では、線幅が90nm程度の微細なレジストパターンを形成することが可能となっているが、今後のデバイス構造のさらなる微細化のために、レジストパターンのさらなる微細化が要求されている。 レジストパターンの微細化を達成するための微細化手段としては、より短波長の光源、たとえばFレーザー、EUV(極端紫外光)、EB(電子線)、X線等を用いる光源波長の短波長化や、露光装置のレンズの開口数(NA)の大口径化(高NA化)等が一般的である。また、このような短波長の光源に対する感度の高さと、微細な寸法のパターンを再現可能な高解像性とを満たすレジストとして、酸の作用によりアルカリ可溶性が変化するベース樹脂と、露光により酸を発生する酸発生剤とを含有する化学増幅型のレジスト組成物が知られている。 しかし、光源波長の短波長化は、高額な新たな露光装置が必要となる。また、高NA化は、NAと焦点深度幅とがトレードオフの関係にあるため限界があり、焦点深度幅を低下させることなく解像性を達成することは困難である。 Lithography is frequently used to manufacture fine structures in various electronic devices such as semiconductor devices and liquid crystal devices. At present, in the lithography method, for example, in a state-of-the-art region using an ArF excimer laser, it is possible to form a fine resist pattern having a line width of about 90 nm. Therefore, further miniaturization of the resist pattern is required. As a miniaturization means for achieving miniaturization of a resist pattern, a short wavelength light source wavelength using a light source having a shorter wavelength, for example, an F 2 laser, EUV (extreme ultraviolet light), EB (electron beam), X-ray or the like. Generally, increasing the numerical aperture (NA) of an exposure apparatus lens (NA) is common. In addition, as a resist that satisfies such high sensitivity to a short wavelength light source and high resolution capable of reproducing a pattern with a fine dimension, a base resin whose alkali solubility is changed by the action of an acid, and an acid upon exposure. There is known a chemically amplified resist composition containing an acid generator that generates acid. However, shortening the light source wavelength requires a new expensive exposure apparatus. Further, the increase in NA has a limit because NA and the depth of focus are in a trade-off relationship, and it is difficult to achieve resolution without reducing the depth of focus.

そのような中、イマージョンリソグラフィーという方法が報告されている(例えば、非特許文献1〜3参照)。この方法は、露光時に、従来は空気や窒素等の不活性ガスで満たされているレンズとウェーハ上のレジスト層との間の部分を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒、たとえば純水、フッ素系不活性液体等の溶媒で満たした状態で露光(浸漬露光)を行う方法である。 このようなイマージョンリソグラフィーによれば、同じ露光波長の光源を用いても、より短波長の光源を用いた場合や高NAレンズを用いた場合と同様の高解像性を達成でき、しかも焦点深度幅の低下もないといわれている。また、イマージョンリソグラフィーは、既存の露光装置を用いて行うことができる。そのため、イマージョンリソグラフィーは、低コストで、高解像性で、かつ焦点深度幅にも優れるレジストパターンの形成を実現できると予想され、多額な設備投資を必要とする半導体素子の製造において、コスト的にも、解像度等のリソグラフィ特性的にも、半導体産業に多大な効果を与えるものとして大変注目されている。
ジャーナルオブバキュームサイエンステクノロジー(Journal of Vacuum Science & Technology B)(米国)、1999年、第17巻、6号、3306−3309頁. ジャーナルオブバキュームサイエンステクノロジー(Journal of Vacuum Science & Technology B)(米国)、2001年、第19巻、6号、2353−2356頁. プロシーディングスオブエスピーアイイ(Proceedings of SPIE)(米国)2002年、第4691巻、459−465頁.
Under such circumstances, a method called immersion lithography has been reported (for example, see Non-Patent Documents 1 to 3). In this method, a solvent having a refractive index larger than the refractive index of air, for example, a portion between a lens and a resist layer on the wafer, which is conventionally filled with an inert gas such as air or nitrogen, is exposed during exposure. In this method, exposure (immersion exposure) is performed in a state filled with a solvent such as pure water or a fluorine-based inert liquid. According to such immersion lithography, even when a light source with the same exposure wavelength is used, the same high resolution as when a light source with a shorter wavelength or a high NA lens is used can be achieved, and the depth of focus can be achieved. It is said that there is no decline in width. Immersion lithography can be performed using an existing exposure apparatus. Therefore, immersion lithography is expected to be able to form resist patterns with low cost, high resolution, and excellent depth of focus, and it is costly in the manufacture of semiconductor devices that require large capital investment. In addition, in terms of lithography characteristics such as resolution, the semiconductor industry is attracting a great deal of attention.
Journal of Vacuum Science & Technology B (USA), 1999, Vol. 17, No. 6, pp. 3306-3309. Journal of Vacuum Science & Technology B (USA), 2001, Vol. 19, No. 6, pp. 2353-2356. Proceedings of SPIE (USA) 2002, 4691, pp. 459-465.

しかし、イマージョンリソグラフィーにより従来の通常露光プロセスと同程度に良好なレジストパターンが形成されるかどうかは、まだまだ未知な点が多い。 たとえば、イマージョンリソグラフィーにおいては、上述のように、露光時にレジスト層やレンズに溶媒が接触する。そのため、レジストに含まれる物質が溶媒中へ溶出する等によりレジスト層が変質してその性能が低下したり、溶出した物質によって溶媒の屈折率を局所的に変化したり、溶出した物質がレンズ表面を汚染する等により、レジストパターン形成に悪影響を与えることが考えられる。すなわち、感度が劣化したり、得られるレジストパターンがT−トップ形状となったり、レジストパターンの表面荒れや膨潤が生じる等の問題が予想される。 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、イマージョンリソグラフィー工程において用いられる溶媒中への物質溶出を低減できるレジスト組成物、および該レジスト組成物を用いるレジストパターン形成方法を提供することを目的とする。 However, it is still unclear whether a resist pattern as good as the conventional normal exposure process can be formed by immersion lithography. For example, in immersion lithography, as described above, the solvent contacts the resist layer and the lens during exposure. For this reason, the resist layer changes in quality due to elution of the substances contained in the resist into the solvent, etc., and the performance of the resist layer deteriorates. It can be considered that the resist pattern formation is adversely affected by contamination of the resist pattern. That is, problems such as deterioration in sensitivity, a resulting resist pattern having a T-top shape, and surface roughness and swelling of the resist pattern are expected. The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a resist composition capable of reducing substance elution into a solvent used in an immersion lithography process, and a resist pattern forming method using the resist composition. With the goal.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、アニオン部またはカチオン部に特定の環式構造を有するオニウム塩系酸発生剤が、イマージョンリソグラフィー工程において用いられる溶媒中へ溶出しにくいことを見出し、本発明を完成するに至った。 すなわち、本発明の第一の態様は、酸の作用によりアルカリ可溶性が変化する樹脂成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含み、浸漬露光する工程を含むレジストパターン形成方法に用いられるレジスト組成物であって、 前記酸発生剤成分(B)が、下記一般式(b−1)で表されるオニウム塩系酸発生剤(B1)を含有することを特徴とするレジスト組成物である。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have eluted an onium salt acid generator having a specific cyclic structure in the anion part or cation part into the solvent used in the immersion lithography process. As a result, the present invention has been completed. That is, the first aspect of the present invention includes a step of immersion exposure, which includes a resin component (A) whose alkali solubility is changed by the action of an acid and an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure. A resist composition used for a resist pattern forming method, wherein the acid generator component (B) contains an onium salt acid generator (B1) represented by the following general formula (b-1): The resist composition is characterized.

Figure 2006058842
[式中、R11〜R13は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表し、R11〜R13のうち少なくとも1つは、少なくとも1つの水素原子がアルキル基で置換されたアリール基を表し、Zはアニオンを表す。]
Figure 2006058842
[Wherein, R 11 to R 13 each independently represents an aryl group or an alkyl group, and at least one of R 11 to R 13 represents an aryl group in which at least one hydrogen atom is substituted with an alkyl group. represents, Z - represents an anion. ]

また、本発明の第二の態様は、酸の作用によりアルカリ可溶性が変化する樹脂成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含み、浸漬露光する工程を含むレジストパターン形成方法に用いられるレジスト組成物であって、 前記酸発生剤成分(B)が、環式基含有アニオンを有するオニウム塩系酸発生剤(B2)を含有することを特徴とするレジスト組成物である。 Moreover, the 2nd aspect of this invention contains the resin component (A) from which alkali solubility changes with the effect | action of an acid, and the acid generator component (B) which generate | occur | produces an acid by exposure, and includes the process of immersion exposure. A resist composition for use in a resist pattern forming method, wherein the acid generator component (B) contains an onium salt acid generator (B2) having a cyclic group-containing anion. It is a thing.

また、本発明の第三の態様は、前記第一の態様または第二の態様のレジスト組成物を用いるレジストパターン形成方法であって、浸漬露光する工程を含むことを特徴と
するレジストパターン形成方法である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a resist pattern forming method using the resist composition of the first aspect or the second aspect, comprising a step of immersion exposure. It is.

本発明のレジスト組成物およびレジストパターン形成方法により、イマージョンリソグラフィー工程において用いられる溶媒(以下、液浸媒体ということがある)中への物質溶出を低減できる。 According to the resist composition and the resist pattern forming method of the present invention, substance elution into a solvent (hereinafter sometimes referred to as an immersion medium) used in an immersion lithography process can be reduced.

以下、本発明をより詳細に説明する。≪第一の態様のレジスト組成物≫ 本発明の第一の態様のレジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ可溶性が変化する樹脂成分(A)(以下、(A)成分ということがある)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下、(B)成分ということがある)とを含み、浸漬露光する工程を含むレジストパターン形成方法に用いられるものであって、前記(B)成分が、上記一般式(b−1)で表されるオニウム塩系酸発生剤(B1)を含有することを特徴とする。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail. << Resist Composition of First Aspect >> The resist composition of the first aspect of the present invention includes a resin component (A) whose alkali solubility is changed by the action of an acid (hereinafter sometimes referred to as component (A)) and And an acid generator component (B) (hereinafter also referred to as component (B)) that generates an acid upon exposure, and is used in a resist pattern forming method including a step of immersion exposure, The component B) contains an onium salt acid generator (B1) represented by the general formula (b-1).

<(B)成分> 式(b−1)中、R11〜R13は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表し、R11〜R13のうち少なくとも1つは、少なくとも1つの水素原子がアルキル基で置換されたアリール基である必要がある。かかる構造を有することにより、オニウム塩系酸発生剤(B1)のカチオン部の液浸媒体中への溶出が軽減され、結果、液浸媒体中への物質溶出を低減できる。 <Component (B)> In formula (b-1), R 11 to R 13 each independently represents an aryl group or an alkyl group, and at least one of R 11 to R 13 is at least one hydrogen atom. Must be an aryl group substituted with an alkyl group. By having such a structure, the elution of the cation portion of the onium salt acid generator (B1) into the immersion medium is reduced, and as a result, the elution of the substance into the immersion medium can be reduced.

11〜R13のアリール基としては、特に制限はなく、例えば、炭素数6〜20のアリール基であって、アルキル基、ハロゲン原子等で置換されていてもされていなくてもよいフェニル基、ナフチル基が挙げられる。安価に合成可能なことから、炭素数6〜10のアリール基が好ましく、特にフェニル基が好ましい。 R11〜R13のアルキル基としては、特に限定されず、例えば炭素数1〜10の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基等が挙げられる。解像性に優れる点から、炭素数1〜5であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ノニル基、デカニル基等が挙げられ、解像性に優れ、また安価に合成可能なことから好ましいものとして、メチル基を挙げることができる。 これらの中で、R11〜R13のうち2以上がアリール基であることが好ましく、R11〜R13のすべてがアリール基であることがより好ましく、R11〜R13がすべてフェニル基であることが最も好ましい。 The aryl group of R 11 to R 13, not particularly limited, for example, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkyl group, a phenyl group which may not be substituted with a halogen atom or the like And a naphthyl group. An aryl group having 6 to 10 carbon atoms is preferable because it can be synthesized at a low cost, and a phenyl group is particularly preferable. The alkyl group of R 11 to R 13, not particularly limited, for example, a straight, include alkyl groups such as branched or cyclic. It is preferable that it is C1-C5 from the point which is excellent in resolution. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an n-pentyl group, a cyclopentyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, a nonyl group, and a decanyl group. A methyl group is preferable because it is excellent in resolution and can be synthesized at low cost. Among these, it is preferable that two or more of R 11 to R 13 is an aryl group, more preferably all of R 11 to R 13 is an aryl group, R 11 to R 13 in all phenyl groups Most preferably it is.

また、「少なくとも1つの水素原子がアルキル基で置換されたアリール基」におけるアルキル基としては、特に限定されず、例えば炭素数1〜10の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基等が挙げられる。中でも、特に本発明の効果に優れることから、炭素数10以下の分岐状のアルキル基が好ましく、炭素数5以下の分岐状のアルキル基がより好ましく、特に第三級アルキル基が好ましい。具体的には、tert−ブチル基等が挙げられる。 In addition, the alkyl group in the “aryl group in which at least one hydrogen atom is substituted with an alkyl group” is not particularly limited, and examples thereof include a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. It is done. Among them, a branched alkyl group having 10 or less carbon atoms is preferable, a branched alkyl group having 5 or less carbon atoms is more preferable, and a tertiary alkyl group is particularly preferable because of excellent effects of the present invention. Specific examples include a tert-butyl group.

オニウム塩系酸発生剤(B1)の具体例としては、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート等のヨードニウム塩;トリ(4−メチルフェニル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−tert−ブチル)フェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート等のスルホニウム塩などが挙げられる。 Specific examples of the onium salt-based acid generator (B1) include iodonium salts such as trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate of bis (4-tert-butylphenyl) iodonium; trifluoromethane of tri (4-methylphenyl) sulfonium Sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, trifluoromethane sulfonate of (4-methylphenyl) diphenylsulfonium, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, of tri (4-tert-butyl) phenylsulfonium Sulfoniu such as trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate Salt and the like.

本発明においては、特に、オニウム塩系酸発生剤(B1)が、下記一般式(b−2)で表されるオニウム塩系酸発生剤(B11)を含むことが、本発明の効果に優れ、好ましい。 In the present invention, it is particularly excellent that the onium salt-based acid generator (B1) contains an onium salt-based acid generator (B11) represented by the following general formula (b-2). ,preferable.

Figure 2006058842
[式中、R14〜R16は、それぞれ独立に、アルキル基を表し、p、q、rは、それぞれ独立に、1〜5の整数を表し、Zはアニオンを表す。]
Figure 2006058842
[Wherein, R 14 to R 16 each independently represents an alkyl group, p, q and r each independently represent an integer of 1 to 5, and Z represents an anion. ]

式(b−2)中、R14〜R16のアルキル基としては、上記「少なくとも1つの水素原子がアルキル基で置換されたアリール基」におけるアルキル基と同様のものが挙げられる。 p、q、rは、それぞれ独立に、1〜5の整数を表し、より好ましくは1〜3の整数を表し、最も好ましくは1である。 Zのアニオンとしては、特に限定されず、従来化学増幅型のレジスト組成物において使用されている公知の酸発生剤におけるアニオンとして提案されている任意のものであってよい。本発明においては、特に、解像性の点から、Zが、そのアルキル基の水素原子の少なくとも1つがフッ素原子で置換されたフッ素化アルキルスルホン酸イオンであることが好ましく、特に、そのアルキル基の水素原子の全てがフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキルスルホン酸イオンであることが好ましい。 In formula (b-2), examples of the alkyl group of R 14 to R 16 include the same alkyl groups as those in the above “aryl group in which at least one hydrogen atom is substituted with an alkyl group”. p, q, and r each independently represent an integer of 1 to 5, more preferably an integer of 1 to 3, and most preferably 1. The anion of Z is not particularly limited, and may be any one that has been proposed as an anion in a known acid generator conventionally used in a chemically amplified resist composition. In the present invention, particularly from the viewpoint of resolution, Z is preferably a fluorinated alkyl sulfonate ion in which at least one hydrogen atom of the alkyl group is substituted with a fluorine atom. It is preferably a perfluoroalkylsulfonic acid ion in which all of the hydrogen atoms of the group are substituted with fluorine atoms.

オニウム塩系酸発生剤(B11)としては、特にカチオン部の液浸媒体中への溶出量が少なく、本発明の効果に優れることから、下記一般式(b−3)で表されるオニウム塩系酸発生剤(B12)を含むことが好ましい。 As the onium salt-based acid generator (B11), an onium salt represented by the following general formula (b-3) is particularly preferable because the amount of cation portion eluted into the immersion medium is small and the effect of the present invention is excellent. It is preferable that a system acid generator (B12) is included.

Figure 2006058842
[式中、sは1〜10の整数を表す。]
Figure 2006058842
[Wherein, s represents an integer of 1 to 10. ]

式(b−3)中、sは、好ましくは1〜8の整数であり、より好ましくは1〜4の整数である。 In formula (b-3), s is preferably an integer of 1 to 8, and more preferably an integer of 1 to 4.

オニウム塩系酸発生剤(B1)は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The onium salt-based acid generator (B1) may be used alone or in combination of two or more.

本態様において、(B)成分は、さらに、後述する第二の態様に示すオニウム塩系酸発生剤(B2)や、従来化学増幅型のレジスト組成物において使用されている公知の酸発生剤(以下、その他の酸発生剤(B3)ということがある)を含有してもよいが、(B)成分中、オニウム塩系酸発生剤(B1)の割合は、オニウム塩系酸発生剤(B2)を含まない場合は、(B)成分全体の25〜100質量%であることが好ましく、50〜100質量%がより好ましく、80〜100質量%であることがさらに好ましく、100質量%であることが最も好ましい。(B)成分中のオニウム塩系酸発生剤(B1)の割合が25質量%以上であることにより、本発明の効果が充分なものとなる。 また、(B)成分が、オニウム塩系酸発生剤(B1)とオニウム塩系酸発生剤(B2)の両方を含有する場合、オニウム塩系酸発生剤(B1)とオニウム塩系酸発生剤(B2)との合計量が(B)成分全体の25〜100質量%であることが好ましく、30〜100質量%がより好ましい。このとき、オニウム塩系酸発生剤(B1)とオニウム塩系酸発生剤(B2)との比率は、特に限定されないが、液浸媒体への溶出抑制を考慮すると、1:9〜9:1が好ましく、8:2〜2:8がより好ましい。 In this embodiment, the component (B) further includes an onium salt acid generator (B2) shown in the second embodiment to be described later, and known acid generators used in conventional chemically amplified resist compositions ( Hereinafter, the acid generator (B3) may be contained), but the ratio of the onium salt acid generator (B1) in the component (B) is the onium salt acid generator (B2). ) Is preferably 25 to 100% by mass of the total component (B), more preferably 50 to 100% by mass, still more preferably 80 to 100% by mass, and 100% by mass. Most preferred. When the ratio of the onium salt acid generator (B1) in the component (B) is 25% by mass or more, the effect of the present invention is sufficient. Moreover, when (B) component contains both onium salt type acid generator (B1) and onium salt type acid generator (B2), onium salt type acid generator (B1) and onium salt type acid generator The total amount of (B2) is preferably 25 to 100% by mass, more preferably 30 to 100% by mass, based on the entire component (B). At this time, the ratio of the onium salt-based acid generator (B1) to the onium salt-based acid generator (B2) is not particularly limited, but considering elution suppression into the immersion medium, it is 1: 9 to 9: 1. Is preferable, and 8: 2 to 2: 8 is more preferable.

その他の酸発生剤(B3)としては、これまで、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが知られている。 Other acid generators (B3) include onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, and poly (bissulfonyl) diazomethane. There are various known diazomethane acid generators, nitrobenzyl sulfonate acid generators, imino sulfonate acid generators, disulfone acid generators and the like.

その他の酸発生剤(B3)におけるオニウム塩系酸発生剤の具体例としては、ジフェニルヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジメチル(4−ヒドロキシナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、モノフェニルジメチルスルホニウムのトリフルオロンメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジフェニルモノメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネートなどが挙げられる。 Specific examples of the onium salt acid generator in the other acid generator (B3) include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, heptafluoropropanesulfonate, or nonafluoro thereof. Butanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of dimethyl (4-hydroxynaphthyl) sulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoronemethanesulfonate of monophenyldimethylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate, or its nonafluorobutanesulfonate, Trifluoromethane sulfone of diphenylmonomethylsulfonium Over DOO, heptafluoropropane sulfonate or nonafluorobutane sulfonate, (4-methoxyphenyl) trifluoromethanesulfonate diphenylsulfonium, its like heptafluoropropane sulfonate or nonafluorobutane sulfonates.

前記オキシムスルホネート系酸発生剤の具体例としては、α‐(p‐トルエンスルホニルオキシイミノ)‐ベンジルシアニド、α‐(p‐クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐ベンジルシアニド、α‐(4‐ニトロベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐ベンジルシアニド、α‐(4‐ニトロ‐2‐トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐ベンジルシアニド、α‐(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐4‐クロロベンジルシアニド、α‐(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐2,4‐ジクロロベンジルシアニド、α‐(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐2,6‐ジクロロベンジルシアニド、α‐(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐4‐メトキシベンジルシアニド、α‐(2‐クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐4‐メトキシベンジルシアニド、α‐(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐チエン‐2‐イルアセトニトリル、α‐(4‐ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐ベンジルシアニド、α‐[(p‐トルエンスルホニルオキシイミノ)‐4‐メトキシフェニル]アセトニトリル、α‐[(ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)‐4‐メトキシフェニル]アセトニトリル、α‐(トシルオキシイミノ)‐4‐チエニルシアニド、α‐(メチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロペンテニルアセトニトリル、α‐(メチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロヘキセニルアセトニトリル、α‐(メチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロヘプテニルアセトニトリル、α‐(メチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロオクテニルアセトニトリル、α‐(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロペンテニルアセトニトリル、α‐(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)‐シクロヘキシルアセトニトリル、α‐(エチルスルホニルオキシイミノ)‐エチルアセトニトリル、α‐(プロピルスルホニルオキシイミノ)‐プロピルアセトニトリル、α‐(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)‐シクロペンチルアセトニトリル、α‐(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)‐シクロヘキシルアセトニトリル、α‐(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロペンテニルアセトニトリル、α‐(エチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロペンテニルアセトニトリル、α‐(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロペンテニルアセトニトリル、α‐(n‐ブチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロペンテニルアセトニトリル、α‐(エチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロヘキセニルアセトニトリル、α‐(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)‐1‐シクロヘキセニルアセトニトリル、α‐(n‐ブチルスルホニルオキシイミノ)‐1‐
シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−p−メチルフェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−ブロモフェニルアセトニトリルなどが挙げられる。これらの中で、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリルが好ましい。
Specific examples of the oxime sulfonate acid generator include α- (p-toluenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (p-chlorobenzenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (4-nitrobenzenesulfonyl). Oxyimino) -benzylcyanide, α- (4-nitro-2-trifluoromethylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-chlorobenzylcyanide, α- (benzene Sulfonyloxyimino) -2,4-dichlorobenzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -2,6-dichlorobenzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-methoxybenzylcyanide, α- (2-Chlorobenzenesulfonyloxyimi ) -4-methoxybenzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -thien-2-ylacetonitrile, α- (4-dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α-[(p-toluenesulfonyloxy) Imino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α-[(dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α- (tosyloxyimino) -4-thienyl cyanide, α- (methylsulfonyloxyimino) -1 -Cyclopentenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cycloheptenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cycloo Tenenyl acetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -ethylacetonitrile, α- (propyl Sulfonyloxyimino) -propylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclopentylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- ( Ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cycl Lopentenylacetonitrile, α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile , Α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-
Cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (trifluoro Methylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (propylsulfonyloxyimino) -p-methylphenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -P-bromophenylacetonitrile and the like. Of these, α- (methylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile is preferred.

前記ジアゾメタン系酸発生剤のうち、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類の具体例としては、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。 また、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類としては、例えば、以下に示す構造をもつ1,3−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン(化合物A、分解点135℃)、1,4−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ブタン(化合物B、分解点147℃)、1,6−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン(化合物C、融点132℃、分解点145℃)、1,10−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカン(化合物D、分解点147℃)、1,2−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)エタン(化合物E、分解点149℃)、1,3−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン(化合物F、分解点153℃)、1,6−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン(化合物G、融点109℃、分解点122℃)、1,10−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカン(化合物H、分解点116℃)などを挙げることができる。 Among the diazomethane acid generators, specific examples of bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes include bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane. Bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, and the like. Examples of poly (bissulfonyl) diazomethanes include 1,3-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) propane (Compound A, decomposition point 135 ° C.), 1,4-bis (phenyl) having the following structure. Sulfonyldiazomethylsulfonyl) butane (compound B, decomposition point 147 ° C.), 1,6-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane (compound C, melting point 132 ° C., decomposition point 145 ° C.), 1,10-bis (phenyl) Sulfonyldiazomethylsulfonyl) decane (compound D, decomposition point 147 ° C.), 1,2-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) ethane (compound E, decomposition point 149 ° C.), 1,3-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) ) Propane (Compound F, decomposition point 153 ° C.), , 6-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane (Compound G, melting point 109 ° C., decomposition point 122 ° C.), 1,10-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) decane (Compound H, decomposition point 116 ° C.), etc. Can be mentioned.

Figure 2006058842
Figure 2006058842

その他の酸発生剤(B3)としては、これらを1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As another acid generator (B3), these may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、0.5〜30質量部が好ましく、1〜10質量部がより好ましい。上記範囲より少ないとパターン形成が十分に行われないおそれがあり、上記範囲を超えると均一な溶液が得られにくく、保存安定性が低下する原因となるおそれがある。 (B) 0.5-30 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (A) component, and, as for content of a component, 1-10 mass parts is more preferable. If the amount is less than the above range, pattern formation may not be sufficiently performed, and if the amount exceeds the above range, a uniform solution is difficult to obtain, which may cause a decrease in storage stability.

<(A)成分> (A)成分としては、特に限定されず、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂として提案されている、一種または二種以上のアルカリ可溶性樹脂またはアルカリ可溶性となり得る樹脂を使用することができる。前者の場合はいわゆるネガ型、後者の場合はいわゆるポジ型のレジスト組成物である。 <Component (A)> The component (A) is not particularly limited, and one or more alkali-soluble resins or resins that can be alkali-soluble have been proposed so far as base resins for chemically amplified resists. Can be used. In the former case, a so-called negative type resist composition is used, and in the latter case, a so-called positive type resist composition.

ネガ型の場合、レジスト組成物には、アルカリ可溶性樹脂および(B)成分とともに架橋剤が配合される。そして、レジストパターン形成時に、露光により(B)成分から酸が発生すると、かかる酸が作用し、アルカリ可溶性樹脂と架橋剤との間で架橋が起こり、アルカリ不溶性へ変化する。 In the case of the negative type, a crosslinking agent is blended in the resist composition together with the alkali-soluble resin and the component (B). When an acid is generated from the component (B) by exposure at the time of resist pattern formation, the acid acts to cause cross-linking between the alkali-soluble resin and the cross-linking agent, thereby changing to alkali-insoluble.

前記アルカリ可溶性樹脂としては、α−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸、またはα−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸の低級アルキルエステルから選ばれる少なくとも一つから誘導される単位を有する樹脂が浸漬露光において、膨潤の少ない良好なレジストパターンが形成でき、好ましい。 また、前記架橋剤としては、例えば、通常は、メチロール基またはアルコキシメチル基、特にはブトキシメチル基を有するグリコールウリルなどの浸漬露光の溶媒に対して難溶性のアミノ系架橋剤を用いると浸漬露光において、膨潤の少ない良好なレジストパターンが形成でき、好ましい。前記架橋剤の配合量は、アルカリ可溶性樹脂100質量部に対し、1〜50質量部の範囲が好ましい。 As the alkali-soluble resin, a resin having a unit derived from at least one selected from α- (hydroxyalkyl) acrylic acid or a lower alkyl ester of α- (hydroxyalkyl) acrylic acid is swelled in immersion exposure. Less favorable resist patterns can be formed, which is preferable. In addition, as the cross-linking agent, for example, when an amino-based cross-linking agent that is hardly soluble in a solvent for immersion exposure such as glycoluril having a methylol group or an alkoxymethyl group, in particular, butoxymethyl group, is usually used. Can form a good resist pattern with less swelling. The blending amount of the crosslinking agent is preferably in the range of 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alkali-soluble resin.

ポジ型の場合は、(A)成分は、いわゆる酸解離性溶解抑制基を有するアルカリ不溶性のものであり、露光により(B)成分から酸が発生すると、かかる酸が前記酸解離性溶解抑制基を解離させることにより、(A)成分がアルカリ可溶性となる。 そのため、レジストパターンの形成において、基板上に塗布されたレジスト組成物に対して選択的に露光すると、露光部のアルカリ可溶性が増大し、アルカリ現像することができる。 In the case of the positive type, the component (A) is an alkali-insoluble one having a so-called acid dissociable dissolution inhibiting group, and when acid is generated from the component (B) by exposure, the acid is converted into the acid dissociable dissolution inhibiting group. (A) component becomes alkali-soluble by dissociating. Therefore, in the formation of the resist pattern, when the resist composition applied on the substrate is selectively exposed, the alkali solubility of the exposed portion increases and alkali development can be performed.

(A)成分は、ポジ型、ネガ型のいずれの場合にも、(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を含有することが好ましい。 なお、本発明において、「構成単位」とは、重合体を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。 また、「(α−低級アルキル)アクリル酸エステル」とは、アクリル酸エステルと、メタクリル酸エステル等のα−低級アルキルアクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。 また、「(α−低級アルキル)アクリル酸エステル」のα−位の置換基としての低級アルキル基は、炭素原子数1〜5のアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの低級の直鎖状または分岐状のアルキル基が挙げられる。 「(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、(α−低級アルキル)アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して形成される構成単位を意味する。 本発明においては、(A)成分中、(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を、好ましくは20モル%以上、より好ましくは50モル%以上含むと好適なレジスト組成物が得られるので、望ましい。 The component (A) preferably contains a structural unit derived from an (α-lower alkyl) acrylic acid ester in both positive and negative types. In the present invention, the “structural unit” means a monomer unit (monomer unit) constituting the polymer. The “(α-lower alkyl) acrylate ester” means one or both of an acrylate ester and an α-lower alkyl acrylate ester such as a methacrylic acid ester. Further, the lower alkyl group as a substituent at the α-position of “(α-lower alkyl) acrylic acid ester” is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, Examples include lower linear or branched alkyl groups such as propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, and neopentyl group. The “structural unit derived from (α-lower alkyl) acrylate ester” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of (α-lower alkyl) acrylate ester. In the present invention, the component composition (A) preferably contains 20 mol% or more, more preferably 50 mol% or more of a structural unit derived from (α-lower alkyl) acrylic acid ester. It is desirable because it is obtained.

・構成単位(a1) 本発明のレジスト組成物がポジ型の場合、(A)成分は、酸解離性溶解抑制基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1)を有することが好ましい。 構成単位(a1)における酸解離性溶解抑制基は、露光前は(A)成分全体をアルカリ不溶とするアルカリ溶解抑制性を有するとともに、露光後は(B)成分から発生した酸の作用により解離し、この(A)成分全体をアルカリ可溶性へ変化させるものであれば特に限定せずに用いることができる。一般的には、(メタ)アクリル酸のカルボキシル基と、環状または鎖状の第3級アルキルエステルを形成する基、第3級アルコキシカルボニル基、または鎖状アルコキシアルキル基などが広く知られている。なお、「(メタ)アクリル酸エステル」とは、アクリル酸エステルと、メタクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。 Structural Unit (a1) When the resist composition of the present invention is positive, the component (A) is a structural unit derived from an (α-lower alkyl) acrylate ester having an acid dissociable, dissolution inhibiting group (a1). It is preferable to have. The acid dissociable, dissolution inhibiting group in the structural unit (a1) has an alkali dissolution inhibiting property that makes the entire component (A) insoluble in alkali before exposure, and is dissociated by the action of an acid generated from the component (B) after exposure. And if it changes this whole (A) component to alkali solubility, it can use without limitation in particular. In general, a group that forms a cyclic or chain tertiary alkyl ester, a tertiary alkoxycarbonyl group, or a chain alkoxyalkyl group is widely known with a carboxyl group of (meth) acrylic acid. . “(Meth) acrylic acid ester” means one or both of acrylic acid ester and methacrylic acid ester.

構成単位(a1)における酸解離性抑制基としては、例えば、脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基を好適に用いることができる。 本発明における「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。「脂肪族環式基」は、芳香族性を持たない単環式基または多環式基(脂環式基)であることを意味し、このとき「脂肪族環式基」は、炭素および水素からなる基(炭化水素基)であることに限定はされないが、炭化水素基であることが好ましい。また、「炭化水素基」は飽和または不飽和のいずれでもよいが、通常は飽和であることが好ましい。好ましくは多環式基(脂環式基)である。 このような脂肪族環式基の具体例としては、例えば、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テロラシクロアルカンなどから1個の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。この様な単環または多環式基は、ArFレジストにおいて、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。これらの中でも、工業上、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、テトラシクロドデカニル基が好ましく、特にアダマンチル基が好ましい。 As the acid dissociable inhibitory group in the structural unit (a1), for example, an acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group can be preferably used. The term “aliphatic” in the present invention is a relative concept with respect to aromatics, and is defined to mean groups, compounds, etc. that do not have aromaticity. The “aliphatic cyclic group” means a monocyclic group or a polycyclic group (alicyclic group) having no aromaticity, and the “aliphatic cyclic group” means carbon and Although it is not limited to being a group consisting of hydrogen (hydrocarbon group), it is preferably a hydrocarbon group. The “hydrocarbon group” may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated. A polycyclic group (alicyclic group) is preferred. Specific examples of such aliphatic cyclic groups include, for example, monocycloalkanes, bicycloalkanes, tricycloalkanes, tera-ra which may or may not be substituted with a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. Examples thereof include a group in which one hydrogen atom is removed from cycloalkane or the like. Specific examples include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one hydrogen atom from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Such monocyclic or polycyclic groups can be appropriately selected and used from among many proposed ArF resists. Among these, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, a norbornyl group, and a tetracyclododecanyl group are preferable from an industrial viewpoint, and an adamantyl group is particularly preferable.

構成単位(a1)として、より具体的には、下記一般式(a1−1)〜(a1−9)で表される構成単位が挙げられる。 More specifically, examples of the structural unit (a1) include structural units represented by general formulas (a1-1) to (a1-9) shown below.

Figure 2006058842
(式中、Rは水素原子またはα−低級アルキル基、Rは低級アルキル基である。)
Figure 2006058842
(In the formula, R is a hydrogen atom or an α-lower alkyl group, and R 1 is a lower alkyl group.)

Figure 2006058842
(式中、Rは水素原子またはα−低級アルキル基、RおよびRはそれぞれ独立して低級アルキル基である。)
Figure 2006058842
(In the formula, R is a hydrogen atom or an α-lower alkyl group, and R 2 and R 3 are each independently a lower alkyl group.)

Figure 2006058842
(式中、Rは水素原子またはα−低級アルキル基、Rは第3級アルキル基である。)
Figure 2006058842
(In the formula, R is a hydrogen atom or an α-lower alkyl group, and R 4 is a tertiary alkyl group.)

Figure 2006058842
(式中、Rは水素原子またはα−低級アルキル基である。)
Figure 2006058842
(In the formula, R is a hydrogen atom or an α-lower alkyl group.)

Figure 2006058842
(式中、Rは水素原子またはα−低級アルキル基、Rはメチル基である。)
Figure 2006058842
(In the formula, R is a hydrogen atom or an α-lower alkyl group, and R 5 is a methyl group.)

Figure 2006058842
(式中、Rは水素原子またはα−低級アルキル基、Rは低級アルキル基である。)
Figure 2006058842
(In the formula, R is a hydrogen atom or an α-lower alkyl group, and R 6 is a lower alkyl group.)

Figure 2006058842
(式中、Rは水素原子またはα−低級アルキル基である。)
Figure 2006058842
(In the formula, R is a hydrogen atom or an α-lower alkyl group.)

Figure 2006058842
(式中、Rは水素原子またはα−低級アルキル基である。)
Figure 2006058842
(In the formula, R is a hydrogen atom or an α-lower alkyl group.)

Figure 2006058842
(式中、Rは水素原子またはα−低級アルキル基、Rは低級アルキル基である。)
Figure 2006058842
(In the formula, R is a hydrogen atom or an α-lower alkyl group, and R 7 is a lower alkyl group.)

上記R〜RおよびR〜Rはそれぞれ、炭素数1〜5の低級の直鎖または分岐状アルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられる。工業的にはメチル基またはエチル基が好ましい。 また、Rは、tert−ブチル基やtert−アミル基のような第3級アルキル基であり、tert−ブチル基である場合が工業的に好ましい。 Each of R 1 to R 3 and R 6 to R 7 is preferably a lower linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, Examples include isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. Industrially, a methyl group or an ethyl group is preferable. R 4 is a tertiary alkyl group such as a tert-butyl group or a tert-amyl group, and the case where it is a tert-butyl group is industrially preferable.

構成単位(a1)としては、上記に挙げた中でも、特に一般式(a1−1)、(a1−2)、(a1−3)、(a1−6)で表される構成単位は、イマージョンリソグラフィー工程において使用される溶媒に対する耐溶解性に優れ、高解像性に優れるパターンが形成できるため、より好ましい。 Among the structural units (a1) mentioned above, the structural units represented by the general formulas (a1-1), (a1-2), (a1-3), and (a1-6) are particularly immersion lithography. It is more preferable because a pattern having excellent resistance to dissolution in the solvent used in the step and excellent resolution can be formed.

構成単位(a1)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 (A)成分中の構成単位(a1)の割合は、(A)成分の全構成単位の合計に対して、5〜60モル%が好ましく、5〜50モル%がより好ましい。下限値以上とすることによって、レジスト組成物とした際にパターンを得ることができ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。 As the structural unit (a1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. (A) As for the ratio of the structural unit (a1) in a component, 5-60 mol% is preferable with respect to the sum total of all the structural units of (A) component, and 5-50 mol% is more preferable. By setting it to the lower limit value or more, a pattern can be obtained when the resist composition is used, and by setting it to the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

・構成単位(a2) (A)成分は、前記構成単位(a1)の他に、ラクトン含有単環または多環式基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a2)を有することが好ましい。 構成単位(a2)のラクトン含有単環または多環式基は、(A)成分をフォトレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高めたり、現像液との親水性を高めたりするうえで有効なものである。 なお、ここでのラクトンとは、−O−C(O)−構造を含むひとつの環を示し、これをひとつの目の環として数える。したがって、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。 Structural Unit (a2) The component (A) is a structural unit derived from an (α-lower alkyl) acrylate ester having a lactone-containing monocyclic or polycyclic group in addition to the structural unit (a1) (a2). ). The lactone-containing monocyclic or polycyclic group of the structural unit (a2) can improve adhesion of the resist film to the substrate or can be hydrophilic with a developer when the component (A) is used for forming a photoresist film. It is effective in improving the sex. In addition, lactone here shows one ring containing -O-C (O)-structure, and this is counted as one ring. Therefore, when it has only a lactone ring, it is called a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of the structure.

構成単位(a2)としては、このようなラクトンの構造(−O−C(O)−)と環基とを共に持てば、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、ラクトン含有単環式基としては、γ−ブチロラクトンから水素原子1つを除いた基が挙げられ、また、ラクトン含有多環式基としては、ラクトン環を有するビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンから水素原子一つを除いた基が挙げられる。特に、以下のような構造式(IV)、または構造式(V)を有するラクトン含有トリシクロアルカンから水素原子を1つを除いた基が、工業上入手し易いなどの点で有利である。 As the structural unit (a2), any structural unit can be used without particular limitation as long as it has both such a lactone structure (—O—C (O) —) and a cyclic group. Specifically, examples of the lactone-containing monocyclic group include groups obtained by removing one hydrogen atom from γ-butyrolactone, and examples of the lactone-containing polycyclic group include bicycloalkanes having a lactone ring, tricyclo Examples include groups in which one hydrogen atom has been removed from an alkane or tetracycloalkane. In particular, a group obtained by removing one hydrogen atom from a lactone-containing tricycloalkane having the following structural formula (IV) or structural formula (V) is advantageous in that it is easily available in the industry.

Figure 2006058842
Figure 2006058842

構成単位(a2)の例としては、ラクトン含有モノシクロアルキル基またはトリシクロアルキル基を含む(α−低級アルキル基)アクリル酸エステルから誘導される構成単位等が挙げられる。 構成単位(a2)の例として、より具体的には、下記一般式(a2−1)〜(a2−5)で表される構成単位が挙げられる。 Examples of the structural unit (a2) include a structural unit derived from an acrylate ester containing a lactone-containing monocycloalkyl group or a tricycloalkyl group (α-lower alkyl group). More specifically, examples of the structural unit (a2) include structural units represented by general formulas (a2-1) to (a2-5) shown below.

Figure 2006058842
(式中、R’は水素原子または低級アルキル基である。)
Figure 2006058842
(In the formula, R ′ is a hydrogen atom or a lower alkyl group.)

Figure 2006058842
(式中、R’は水素原子または低級アルキル基である。) この構成単位は、結合位置が5位又は6位の異性体の混合物として存在する。
Figure 2006058842
(In the formula, R ′ is a hydrogen atom or a lower alkyl group.) This structural unit exists as a mixture of isomers at the 5-position or 6-position.

Figure 2006058842
(式中、R’は水素原子または低級アルキル基であり、R、Rは、それぞれ独立に、水素原子または低級アルキル基である。)
Figure 2006058842
(In the formula, R ′ is a hydrogen atom or a lower alkyl group, and R 8 and R 9 are each independently a hydrogen atom or a lower alkyl group.)

Figure 2006058842
(式中、R’は水素原子または低級アルキル基であり、oは0または1である。)
Figure 2006058842
(In the formula, R ′ is a hydrogen atom or a lower alkyl group, and o is 0 or 1.)

Figure 2006058842
(式中、R’は水素原子または低級アルキル基である)
Figure 2006058842
(Wherein R ′ is a hydrogen atom or a lower alkyl group)

一般式(a2−1)〜(a2−5)におけるR’の低級アルキル基としては、前記構成単位(a1)におけるRの低級アルキル基と同じである。 一般式(a2−3)中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜5の低級アルキル基であり、工業上入手が容易であること等を考慮すると、水素原子が好ましい。 In general formulas (a2-1) to (a2-5), the lower alkyl group for R ′ is the same as the lower alkyl group for R in the structural unit (a1). In general formula (a2-3), R 8 and R 9 are each independently a hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and in view of industrial availability, etc., a hydrogen atom Is preferred.

また、このような一般式(a2−1)〜(a2−5)で表される構成単位の中では、レジスト組成物に用いた場合に近接効果の抑制・低減についての効果が優れる等の点で、ラクトン骨格上のα炭素にエステル結合を有する一般式(a2−3)で表される(α−低級アルキル)アクリル酸のγ−ブチロラクトンエステル、すなわちγ−ブチロラクトンの(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位が好ましい。 また、一般式(a2−1)、(a2−2)で表される(α−低級アルキル)アクリル酸のノルボルナンラクトンエステル、すなわちノルボルナンラクトンの(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位は、レジスト組成物に用いた場合に得られるレジストパターンの形状、例えば矩形性がさらに良好であるため、好ましい。特に、一般式(a2−2)で表される構成単位はその効果が極めて高く、好ましい。これらのなかでも一般式(a2−3)で表される構成単位が最も好ましい。 Among the structural units represented by the general formulas (a2-1) to (a2-5), when used in a resist composition, the effect of suppressing and reducing the proximity effect is excellent. Γ-butyrolactone ester of (α-lower alkyl) acrylic acid represented by formula (a2-3) having an ester bond at the α carbon on the lactone skeleton, ie, (α-lower alkyl) acrylic of γ-butyrolactone A structural unit derived from an acid ester is preferred. Further, a configuration derived from a norbornane lactone ester of (α-lower alkyl) acrylic acid represented by general formulas (a2-1) and (a2-2), that is, a (α-lower alkyl) acrylate ester of norbornane lactone. The unit is preferable because the shape of a resist pattern obtained when used in a resist composition, for example, rectangularity is even better. In particular, the structural unit represented by the general formula (a2-2) is preferable because of its extremely high effect. Among these, the structural unit represented by general formula (a2-3) is most preferable.

(A)成分において、構成単位(a2)は、1種だけを用いてもよいし、相互に異なる2種以上を組み合わせて用いることも可能である。(A)成分の骨格中に、相互に異なる2種以上のラクトン骨格を導入することにより、フォトレジスト膜の基板への密着性やアルカリ現像液親和性およびエッチング耐性が更に向上するため好ましい。 In the component (A), as the structural unit (a2), only one type may be used, or two or more types different from each other may be used in combination. It is preferable to introduce two or more different lactone skeletons into the skeleton of the component (A) because the adhesion of the photoresist film to the substrate, the affinity with an alkali developer, and the etching resistance are further improved.

構成単位(a2)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位の合計に対して、5〜80モル%が好ましく、5〜60モル%がより好ましい。下限値以上とすることにより構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。 5-80 mol% is preferable with respect to the sum total of all the structural units which comprise (A) component, and, as for the ratio of structural unit (a2), 5-60 mol% is more preferable. By setting it to the lower limit value or more, the effect of containing the structural unit (a2) is sufficiently obtained, and by setting the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

・構成単位(a3) (A)成分は、前記構成単位(a1)に加えて、または前記構成単位(a1)および(a2)に加えて、さらに極性基含有脂肪族炭化水素基を含有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を有することが好ましい。構成単位(a3)を有することにより、(A)成分の親水性が高まり、現像液との親和性が高まって、露光部でのアルカリ溶解性が向上し、解像性の向上に寄与する。 極性基としては、水酸基、シアノ基等が挙げられ、特に水酸基が好ましい。 脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜10の直鎖状または分岐状の炭化水素基(アルキレン基)や、多環式の脂肪族炭化水素基(多環式基)が挙げられる。該多環式基としては、例えばArFエキシマレーザー用レジスト組成物用の樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。 その中でも、水酸基、シアノ基またはカルボキシル基含有脂肪族多環式基を含み、かつ(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位がより好ましい。該多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。この様な多環式基は、ArFエキシマレーザー用レジスト組成物用のポリマー(樹脂成分)において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。これらの多環式基の中でもアダマンチル基、ノルボルニル基、テトラシクロドデカニル基が工業上好ましい。 Structural Unit (a3) The component (A) contains a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group in addition to the structural unit (a1) or in addition to the structural units (a1) and (a2) ( It is preferable to have a structural unit derived from (α-lower alkyl) acrylate ester. By having the structural unit (a3), the hydrophilicity of the component (A) is increased, the affinity with the developer is increased, the alkali solubility in the exposed area is improved, and the resolution is improved. Examples of the polar group include a hydroxyl group and a cyano group, and a hydroxyl group is particularly preferable. Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched hydrocarbon group (alkylene group) having 1 to 10 carbon atoms and a polycyclic aliphatic hydrocarbon group (polycyclic group). As the polycyclic group, for example, a resin for a resist composition for ArF excimer laser can be appropriately selected from among many proposed ones. Among these, a structural unit containing a hydroxyl group, a cyano group or a carboxyl group-containing aliphatic polycyclic group and derived from a (meth) acrylic acid ester is more preferable. Examples of the polycyclic group include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, or the like. Specific examples include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, or tetracyclododecane. Such a polycyclic group can be appropriately selected and used from among many proposed polymers (resin components) for resist compositions for ArF excimer lasers. Among these polycyclic groups, an adamantyl group, a norbornyl group, and a tetracyclododecanyl group are industrially preferable.

構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における炭化水素基が炭素数1〜10の直鎖状または分岐状の炭化水素基のときは、(α−低級アルキル)アクリル酸のヒドロキシエチルエステルから誘導される構成単位が好ましく、該炭化水素基が多環式基のときは、下記式(a3−1)、(a3−2)で表される構成単位が好ましいものとして挙げられる。 As the structural unit (a3), when the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, (α-lower alkyl) acrylic acid A structural unit derived from hydroxyethyl ester is preferable, and when the hydrocarbon group is a polycyclic group, structural units represented by the following formulas (a3-1) and (a3-2) are preferable. .

Figure 2006058842
(式中、R’は前記に同じであり、nは1〜3の整数である。)
Figure 2006058842
(In the formula, R ′ is the same as above, and n is an integer of 1 to 3).

これらの中でも、nが1であり、水酸基がアダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。 Among these, those in which n is 1 and the hydroxyl group is bonded to the 3-position of the adamantyl group are preferable.

Figure 2006058842
(式中、R’は前記に同じであり、kは1〜3の整数である。)
Figure 2006058842
(In the formula, R ′ is the same as described above, and k is an integer of 1 to 3).

これらの中でも、kが1であるものが好ましい。これらは異性体の混合物として存在する(シアノ基がノルボルナニル基の4位または5位に結合している化合物の混合物)。 Among these, those in which k is 1 are preferable. These exist as a mixture of isomers (a mixture of compounds in which the cyano group is bonded to the 4-position or 5-position of the norbornanyl group).

構成単位(a3)は(A)成分の必須成分ではないが、これを(A)成分に含有させる際には、(A)成分を構成する全構成単位の合計に対して、5〜50モル%、好ましくは10〜40モル%含まれていると好ましい。下限値以上とすることにより、LER(ラインエッジラフネス)の向上効果が良好となり、上限値をこえると他の構成単位のバランスの点等からレジストパターン形状が劣化するおそれがある。 The structural unit (a3) is not an essential component of the component (A). However, when the structural unit (a3) is contained in the component (A), it is 5 to 50 mol based on the total of all the structural units constituting the component (A). %, Preferably 10 to 40 mol%. By setting it to the lower limit value or more, the effect of improving LER (line edge roughness) is improved, and when the upper limit value is exceeded, the resist pattern shape may be deteriorated due to the balance of other structural units.

・構成単位(a4) (A)成分は、本発明の効果を損なわない範囲で、上述の構成単位(a1)ないし(a3)に分類されない他の構成単位(a4)、すなわち酸解離性溶解抑制基、ラ
クトン官能基、極性基を含有しない構成単位を有していてもよい。 構成単位(a4)としては、例えば酸非解離性の脂肪族多環式基を含み、かつ(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位などが好ましい。この様な構成単位を用いると、ポジ型レジスト組成物用として用いたときに、孤立パターンからセミデンスパターン(ライン幅1に対してスペース幅が1.2〜2のラインアンドスペースパターン)の解像性に優れ、好ましい。
-Structural unit (a4) The component (A) is another structural unit (a4) not classified into the above structural units (a1) to (a3), that is, acid dissociable dissolution inhibition, as long as the effects of the present invention are not impaired. It may have a structural unit that does not contain a group, a lactone functional group, or a polar group. As the structural unit (a4), for example, a structural unit containing an acid non-dissociable aliphatic polycyclic group and derived from an (α-lower alkyl) acrylate ester is preferable. When such a structural unit is used, when used for a positive resist composition, a solution from an isolated pattern to a semi-dense pattern (a line and space pattern having a space width of 1.2 to 2 with respect to a line width of 1) is obtained. It is excellent in image properties and is preferable.

該多環式基は、例えば、前記の構成単位(a3)の場合に例示したものと同様のものを例示することができ、ArFポジレジスト材料として従来から知られている多数のものから適宜選択して使用可能である。 特にトリシクロデカニル基、アダマンチル基、テトラシクロドデカニル基、イソボルニル基から選ばれる少なくとも1種以上であると、工業上入手し易いなどの点で好ましい。 特に下記一般式(a4−1)〜(a4−3)であることが好ましい。 Examples of the polycyclic group include those similar to those exemplified in the case of the structural unit (a3), and are appropriately selected from a number of conventionally known ArF positive resist materials. Can be used. In particular, at least one selected from a tricyclodecanyl group, an adamantyl group, a tetracyclododecanyl group, and an isobornyl group is preferable in terms of industrial availability. In particular, the following general formulas (a4-1) to (a4-3) are preferable.

Figure 2006058842
(式中、R’は前記と同じである。)
Figure 2006058842
(In the formula, R ′ is the same as described above.)

Figure 2006058842
(式中、R’は前記と同じである。)
Figure 2006058842
(In the formula, R ′ is the same as described above.)

Figure 2006058842
(式中、R’は前記と同じである。)
Figure 2006058842
(In the formula, R ′ is the same as described above.)

かかる構成単位(a4)は、(A)成分の必須成分ではないが、これを(A)成分に含有させる際には、(A)成分を構成する全構成単位の合計に対して、構成単位(a4)を1〜30モル%、好ましくは10〜20モル%含有させると、孤立パターンからセミデンスパターンの解像性において良好な向上効果が得られるので好ましい。 The structural unit (a4) is not an essential component of the component (A). However, when the structural unit (a4) is contained in the component (A), the structural unit is based on the total of all the structural units constituting the component (A). When (a4) is contained in an amount of 1 to 30 mol%, preferably 10 to 20 mol%, it is preferable because an excellent improvement effect can be obtained in the resolution of a semi-dense pattern from an isolated pattern.

(A)成分は、各構成単位にそれぞれ相当するモノマーを、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)のようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等によって共重合させることにより、容易に製造することかできる。 Component (A) is easily produced by copolymerizing monomers corresponding to the respective structural units by known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN). I can do it.

また、(A)成分の質量平均分子量(ポリスチレン換算、以下同様)は、特に限定するものではないが、2000〜30000が好ましく、ネガ型の場合は2000〜20000がより好ましく、4000〜15000がさらに好ましく、ポジ型の場合は5000〜30000がより好ましく、8000〜20000がさらに好ましい。この範囲よりも大きいとレジスト溶剤への溶解性が悪くなり、小さいと耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が悪くなるおそれがある。 Further, the mass average molecular weight of the component (A) (polystyrene equivalent, the same applies hereinafter) is not particularly limited, but is preferably 2000 to 30000, more preferably 2000 to 20000 in the case of a negative type, and further 4000 to 15000. Preferably, in the case of a positive type, 5000 to 30000 is more preferable, and 8000 to 20000 is more preferable. If it is larger than this range, the solubility in a resist solvent is deteriorated, and if it is smaller, the dry etching resistance and the resist pattern cross-sectional shape may be deteriorated.

<(C)成分> 本態様のレジスト組成物は、前記樹脂成分又は(A)成分と前記(B)成分と、後述する任意の(D)成分および/または(E)成分とを、有機溶剤(C)(以下、(C)成分ということがある)に溶解させて製造することができる。 (C)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。 例えば、γ−ブチロラクトン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソアミルケトン、2−ヘプタノン(HP)などのケトン類や、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコール、またはジプロピレングリコールモノアセテートのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテルまたはモノフェニルエーテルなどの多価アルコール類およびその誘導体や、ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、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などのエステル類などを挙げることができる。 これらの中でも、HP又はEL、又はそれらの混合物は、イマージョンリソグラフィー工程において液浸媒体中への溶出が少なく、好ましい。 <(C) Component> The resist composition of this embodiment comprises an organic solvent containing the resin component or the component (A), the component (B), and any component (D) and / or (E) described below. It can be produced by dissolving in (C) (hereinafter sometimes referred to as component (C)). As the component (C), any component can be used as long as it can dissolve each component to be used to form a uniform solution, and any one of conventionally known solvents for chemically amplified resists can be used. Two or more types can be appropriately selected and used. For example, ketones such as γ-butyrolactone, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl isoamyl ketone, 2-heptanone (HP), ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, Polypropylene and its derivatives such as dipropylene glycol or monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether of dipropylene glycol monoacetate, cyclic ethers such as dioxane, lactic acid Methyl, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, Methyl Tokishipuropion acid, esters such as ethyl ethoxypropionate can be exemplified. Among these, HP or EL, or a mixture thereof is preferable because there is little elution into the immersion medium in the immersion lithography process.

また、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)と極性溶剤とを混合した混合溶媒は好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは9:1〜1:9、より好ましくは8:2〜2:8の範囲内とすることが好ましい。より具体的には、極性溶剤としてELを配合する場合は、PGMEA:ELの質量比が好ましくは8:2〜2:8、より好ましくは7:3〜3:7であると好ましい。 また、有機溶剤として、その他には、PGMEA及びELの中から選ばれる少なくとも1種とγ−ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者の質量比が好ましくは70:30〜95:5とされる。 A mixed solvent obtained by mixing propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and a polar solvent is preferable. The blending ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility between PGMEA and the polar solvent, preferably 9: 1 to 1: 9, more preferably 8: 2 to 2: 8. It is preferable to be within the range. More specifically, when EL is blended as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: EL is preferably 8: 2 to 2: 8, more preferably 7: 3 to 3: 7. In addition, as the organic solvent, a mixed solvent of at least one selected from PGMEA and EL and γ-butyrolactone is also preferable. In this case, the mixing ratio of the former and the latter is preferably 70:30 to 95: 5.

(C)成分の使用量は、特に限定されず、基板等の支持体に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定されるものであるが、一般的にはレジスト組成物の固形分濃度が2〜20質量%、好ましくは5〜15質量%の範囲内となる様に用いられる。 The amount of the component (C) used is not particularly limited, and is a concentration that can be applied to a support such as a substrate, and is appropriately set according to the coating film thickness. It is used so that the partial concentration is in the range of 2 to 20% by mass, preferably 5 to 15% by mass.

<(D)成分> 本発明のポジ型レジスト組成物には、レジストパターン形状、引き置き経時安定性などを向上させるために、さらに、任意の成分として、含窒素有機化合物(D)(以下、(D)成分という)を配合させることができる。 この(D)成分は、既に多種多様なものが提案されているので、公知のものから任意に用いれば良いが、アミン、特に第2級低級脂肪族アミンや第3級低級脂肪族アミンが好ましい。 ここで、低級脂肪族アミンとは炭素数12以下のアルキルまたはアルキルアルコールのアミンを言い、この第2級や第3級アミンの例としては、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ぺンチルアミン、トリ−n−ドデシルアミン、トリ−n−オクチルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールなどが挙げられる。特に炭素数5〜12のアルキル基を有する脂肪族第3級アミンが好ましく、特にはトリ−n−オクチルアミンが好ましい。 また、下記一般式(VI)で表される含窒素有機化合物も好ましく用いることができる。 <Component (D)> In the positive resist composition of the present invention, a nitrogen-containing organic compound (D) (hereinafter, referred to as “optional”) is further included as an optional component in order to improve the resist pattern shape, the stability over time. (Referred to as component (D)). Since a wide variety of components (D) have already been proposed, any known one may be used, but amines, particularly secondary lower aliphatic amines and tertiary lower aliphatic amines are preferred. . Here, the lower aliphatic amine refers to an alkyl or alkyl alcohol amine having 12 or less carbon atoms, and examples of the secondary or tertiary amine include trimethylamine, diethylamine, triethylamine, di-n-propylamine, Examples include tri-n-propylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-dodecylamine, tri-n-octylamine, diethanolamine, triethanolamine, and triisopropanol. In particular, an aliphatic tertiary amine having an alkyl group having 5 to 12 carbon atoms is preferable, and tri-n-octylamine is particularly preferable. Moreover, the nitrogen-containing organic compound represented by the following general formula (VI) can also be used preferably.

Figure 2006058842
(式中、R11、R12は、それぞれ独立して低級アルキレン基、R13は低級アルキル基を示す。)
Figure 2006058842
(In the formula, R 11 and R 12 each independently represent a lower alkylene group, and R 13 represents a lower alkyl group.)

11、R12、R13は直鎖、分岐鎖、環状であってもよいが、直鎖、分岐鎖状であることが好ましい。 R11、R12、R13の炭素数は、分子量調整の観点から、それぞれ1〜5、好ましくは1〜3である。R11、R12、R13の炭素数は同じであってもよいし、異なっていてもよい。R11、R12の構造は同じであってもよいし、異なっていてもよい。 一般式(VI)で表される化合物としては、例えばトリス-(2−メトキシメトキシエチル)アミン、トリス−2−(2−メトキシ(エトキシ))エチルアミン、トリス-(2−(2−メトキシエトキシ)メトキシエチル)アミン等が挙げられる。中でもトリス−2−(2−メトキシ(エトキシ))エチルアミンが好ましい。 これらの(D)成分の中では、とくに上記一般式(VI)で表される化合物が好ましく、特にトリス−2−(2−メトキシ(エトキシ))エチルアミンが、液浸媒体に対する溶解性が小さく好ましい。 これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 これらの(D)成分は、(A)成分に対して、通常0.01〜5.0質量%の範囲で用いられる。 R 11 , R 12 and R 13 may be linear, branched or cyclic, but are preferably linear or branched. R 11 , R 12 and R 13 each have 1 to 5 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, from the viewpoint of molecular weight adjustment. The carbon numbers of R 11 , R 12 and R 13 may be the same or different. The structures of R 11 and R 12 may be the same or different. Examples of the compound represented by the general formula (VI) include tris- (2-methoxymethoxyethyl) amine, tris-2- (2-methoxy (ethoxy)) ethylamine, and tris- (2- (2-methoxyethoxy). Methoxyethyl) amine and the like. Of these, tris-2- (2-methoxy (ethoxy)) ethylamine is preferable. Among these (D) components, the compound represented by the general formula (VI) is particularly preferable, and tris-2- (2-methoxy (ethoxy)) ethylamine is particularly preferable because of its low solubility in the immersion medium. . These may be used alone or in combination of two or more. These (D) components are normally used in 0.01-5.0 mass% with respect to (A) component.

<(E)成分> また、前記(D)成分の配合による感度劣化を防ぎ、またレジストパターン形状、引き置き安定性等の向上の目的で、さらに任意の成分として、有機カルボン酸またはリンのオキソ酸若しくはその誘導体(E)(以下、(E)成分という)を含有させることができる。なお、(D)成分と(E)成分は併用することもできるし、いずれか1種を用いることもできる。 有機カルボン酸としては、例えば、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。 リンのオキソ酸若しくはその誘導体としては、リン酸、リン酸ジ‐n‐ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステルなどのリン酸またはそれらのエステルのような誘導体、ホスホン酸、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸‐ジ‐n‐ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステルなどのホスホン酸およびそれらのエステルのような誘導体、ホスフィン酸、フェニルホスフィン酸などのホスフィン酸およびそれらのエステルのような誘導体が挙げられ、これらの中で特にホスホン酸が好ましい。 (E)成分は、(A)成分100質量部当り0.01〜5.0質量部の割合で用いられる。 <Component (E)> Further, for the purpose of preventing the sensitivity deterioration due to the blending of the component (D) and improving the resist pattern shape, the stability of holding, etc., an organic carboxylic acid or phosphorus oxo is further added as an optional component. An acid or a derivative thereof (E) (hereinafter referred to as “component (E)”) can be contained. In addition, (D) component and (E) component can also be used together, and any 1 type can also be used. As the organic carboxylic acid, for example, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are suitable. Phosphorus oxoacids or derivatives thereof include phosphoric acid, phosphoric acid di-n-butyl ester, phosphoric acid diphenyl ester and other phosphoric acid or derivatives thereof such as phosphonic acid, phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid- Like phosphonic acids such as di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, phosphonic acid dibenzyl ester and derivatives thereof, phosphinic acids such as phosphinic acid, phenylphosphinic acid and their esters Among these, phosphonic acid is particularly preferable. (E) A component is used in the ratio of 0.01-5.0 mass parts per 100 mass parts of (A) component.

<その他の任意成分> 本発明のポジ型レジスト組成物には、さらに所望により、混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤などを適宜、添加含有させることができる。 <Other Optional Components> In the positive resist composition of the present invention, if desired, there are further miscible additives such as an additional resin for improving the performance of the resist film, and an interface for improving the coating property. An activator, a dissolution inhibitor, a plasticizer, a stabilizer, a colorant, an antihalation agent, and the like can be appropriately added and contained.

本発明のレジスト組成物の製造において、(A)成分および(B)成分、並びにその他の任意の成分を(C)成分に溶解させるには、例えば、上述する各成分を通常の方法で混合、攪拌するだけでよく、必要に応じディゾルバー、ホモジナイザー、3本ロールミルなどの分散機を用い分散、混合させてもよい。また、混合した後で、さらにメッシュ、メンブレンフィルターなどを用いてろ過してもよい。 In the production of the resist composition of the present invention, in order to dissolve the component (A) and the component (B) and other optional components in the component (C), for example, the above-described components are mixed by a usual method, It is only necessary to stir, and if necessary, it may be dispersed and mixed using a disperser such as a dissolver, a homogenizer, or a three roll mill. Moreover, after mixing, you may further filter using a mesh, a membrane filter, etc.

≪第二の態様のレジスト組成物≫ 本発明の第二の態様のレジスト組成物は、(B)成分が、環式基含有アニオンを有するオニウム塩系酸発生剤(B2)を含有することを特徴とする以外は、前記第一の態様のレジスト組成物と同様である。 << Resist Composition of Second Aspect >> The resist composition according to the second aspect of the present invention is such that the component (B) contains an onium salt acid generator (B2) having a cyclic group-containing anion. Except for the characteristics, the resist composition is the same as that of the first aspect.

ここで、「環式基含有アニオンを有する」とは、当該オニウム塩系酸発生剤のアニオンが、その構造中に環式基を含有することを意味する。 環式基としては、単環でも多環でもよく、本発明の効果の点で、3〜20員環(置換基を除いた基本環を構成する原子の数が3〜20)が好ましく、3〜15員環がより好ましく、5〜12員環が最も好ましい。 基本環は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含む複素環式基であってもよく、炭素原子および水素原子のみからなる炭化水素基であってもよい。また、基本環は、スルホニル基(−SO−)、カルボキシ基(−CO−)等を有していてもよい。 炭化水素基としては、脂肪族でも芳香族でもよく、脂肪族がより好ましい。脂肪族炭化水素基としては、例えばArFポジ型レジスト材料として従来から知られている単環又は多環の脂肪族炭化水素基が使用可能であり、シクロヘキサン、シクロペンタン等のモノシクロアルカン
から1個又は2個の水素原子を除いた基等の単環のもの;ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカン等のポリシクロアルカンから1個または2個の水素原子を除いた基等の多環のもの、具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個または2個の水素原子を除いた基などが挙げられる。 また、その基本環には、アルキル基等の、電荷を有さない置換基が結合していてもよいが、本発明の効果のためには、置換基の長さが短いほど好ましく、たとえばアルキル基の炭素数が小さいほど、例えば炭素数5以下が好ましく、置換基を有さないことが最も好ましい。
Here, “having a cyclic group-containing anion” means that the anion of the onium salt acid generator contains a cyclic group in its structure. The cyclic group may be monocyclic or polycyclic, and is preferably a 3- to 20-membered ring (the number of atoms constituting the basic ring excluding the substituent is 3 to 20) from the viewpoint of the effects of the present invention. A ˜15-membered ring is more preferred, and a 5- to 12-membered ring is most preferred. The basic ring may be a heterocyclic group containing a hetero atom such as an oxygen atom, a nitrogen atom or a sulfur atom, or may be a hydrocarbon group consisting of only a carbon atom and a hydrogen atom. The basic ring may have a sulfonyl group (—SO 2 —), a carboxy group (—CO—), or the like. The hydrocarbon group may be aliphatic or aromatic, and is more preferably aliphatic. As the aliphatic hydrocarbon group, for example, a monocyclic or polycyclic aliphatic hydrocarbon group conventionally known as an ArF positive resist material can be used, one from a monocycloalkane such as cyclohexane or cyclopentane. Or a monocyclic group such as a group in which two hydrogen atoms are removed; a polycyclic alkane such as a group in which one or two hydrogen atoms are removed from a polycycloalkane such as bicycloalkane, tricycloalkane, or tetracycloalkane. Specific examples include groups in which one or two hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, or tetracyclododecane. In addition, a substituent having no charge, such as an alkyl group, may be bonded to the basic ring, but for the effects of the present invention, the shorter the substituent length, the more preferable, for example, alkyl As the carbon number of the group is smaller, for example, the number of carbon atoms is preferably 5 or less, and most preferably has no substituent.

環式基含有アニオンとしては、これらの環式基の基本環上に負の電荷を有する基または原子(たとえば−N−)を有するものであってもよく、また、これらの環式基に、負の電荷を有する基(たとえば−SO )または原子等が結合したものであってもよい。 The cyclic group-containing anion may have a negatively charged group or atom (for example, —N —) on the basic ring of these cyclic groups. In addition, a group having a negative charge (for example, —SO 3 ) or an atom may be bonded.

本態様においては、オニウム塩系酸発生剤(B2)が、下記一般式(b−4)で表される化合物(B21)を含むことが、本発明の効果に優れることから好ましい。 In this embodiment, it is preferable that the onium salt-based acid generator (B2) contains a compound (B21) represented by the following general formula (b-4) because the effects of the present invention are excellent.

Figure 2006058842
[式中、Xは、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数2〜6のアルキレン基を表し;R21〜R23は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表し、R21〜R23のうち少なくとも1つはアリール基を表す]
Figure 2006058842
[Wherein, X represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom; R 21 to R 23 each independently represents an aryl group or an alkyl group; At least one of 21 to R 23 represents an aryl group]

式(b−4)中、Xは、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状または分岐状のアルキレン基を表し、該アルキレン基の炭素数は、好ましくは2〜6であり、より好ましくは3〜5、最も好ましくは3である。Xのアルキレン基の炭素数が小さいほどレジスト溶媒への溶解性も良好であるため好ましい。 また、Xのアルキレン基において、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。該アルキレン基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは100%、すなわち全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキレン基である。 In formula (b-4), X represents a linear or branched alkylene group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the alkylene group preferably has 2 to 6 carbon atoms. , More preferably 3-5, most preferably 3. The smaller the carbon number of the alkylene group of X, the better the solubility in the resist solvent, which is preferable. Further, in the alkylene group of X, the larger the number of hydrogen atoms substituted by fluorine atoms, the stronger the acid strength and the better the transparency to high energy light of 200 nm or less and electron beam. The proportion of fluorine atoms in the alkylene group, that is, the fluorination rate, is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably 100%, that is, all hydrogen atoms are replaced with fluorine atoms. Perfluoroalkylene group.

21〜R23はそれぞれ独立にアリール基またはアルキル基を表す。 また、R21〜R23のうち、少なくとも1つはアリール基を表す。R21〜R23のうち、2以上がアリール基であることが好ましく、R21〜R23のすべてがアリール基であることが最も好ましい。 R21〜R23のアリール基としては、特に制限はなく、例えば、炭素数6〜20のアリール基であって、アルキル基、ハロゲン原子等で置換されていてもされていなくてもよいフェニル基、ナフチル基が挙げられる。安価に合成可能なことから、炭素数6〜10のアリール基が好ましい。 R21〜R23のアルキル基としては、特に制限はなく、例えば炭素数1〜10の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基等が挙げられる。解像性に優れる点から、炭素数1〜5であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ノニル基、デカニル基等が挙げられ、解像性に優れ、また安価に合成可能なことから好ましいものとして、メチル基を挙げることができる。 これらの中で、R21〜R23はすべてフェニル基であることが最も好ましい。 化合物(B21)は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 R 21 to R 23 each independently represents an aryl group or an alkyl group. Further, among R 21 to R 23, at least one group represents an aryl group. Of R 21 to R 23 , two or more are preferably aryl groups, and most preferably R 21 to R 23 are all aryl groups. The aryl group of R 21 to R 23, not particularly limited, for example, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkyl group, a phenyl group which may not be substituted with a halogen atom or the like And a naphthyl group. An aryl group having 6 to 10 carbon atoms is preferable because it can be synthesized at low cost. The alkyl group of R 21 to R 23, not particularly limited, for example, a straight, include alkyl groups such as branched or cyclic. It is preferable that it is C1-C5 from the point which is excellent in resolution. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an n-pentyl group, a cyclopentyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, a nonyl group, and a decanyl group. A methyl group is preferable because it is excellent in resolution and can be synthesized at low cost. Among these, it is most preferable that all of R 21 to R 23 are phenyl groups. A compound (B21) may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.

また、本態様においては、オニウム塩系酸発生剤(B2)として、下記一般式(b−5)で表される化合物(B22)を含むことが、本発明の効果に優れることから好ましい。 Moreover, in this aspect, it is preferable that the compound (B22) represented by the following general formula (b-5) is included as the onium salt acid generator (B2) because the effects of the present invention are excellent.

Figure 2006058842
[式中、Yは環式基を表し;R24〜R26は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表し、R24〜R26のうち少なくとも1つはアリール基を表す]
Figure 2006058842
[Wherein Y represents a cyclic group; R 24 to R 26 each independently represents an aryl group or an alkyl group, and at least one of R 24 to R 26 represents an aryl group]

式(b−5)中、Yは、環式基を表し、環式基としては、上記と同様のものが挙げられる。特に、Yが脂肪族炭化水素基であることが、本発明の効果に優れることから好ましく、特にYがアダマンチル基であることがより好ましい。 R24〜R26は、上記式(b−4)におけるR21〜R23と同様である。 化合物(B22)は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In formula (b-5), Y represents a cyclic group, and examples of the cyclic group include the same groups as described above. In particular, Y is preferably an aliphatic hydrocarbon group from the viewpoint of excellent effects of the present invention, and particularly preferably Y is an adamantyl group. R 24 to R 26 are the same as R 21 to R 23 in the above formula (b-4). A compound (B22) may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.

本態様においては、オニウム塩系酸発生剤(B2)が、上記化合物(B21)および(B22)の一方または両方を含むことが好ましい。 オニウム塩系酸発生剤(B2)中、化合物(B21)および(B22)の合計量は、オニウム塩系酸発生剤(B2)の50〜100質量%が好ましく、80〜100質量%がより好ましく、最も好ましくは100質量%、すなわちオニウム塩系酸発生剤(B2)が、化合物(B21)および/または(B22)のみからなることが好ましい。 化合物(B21)および(B22)を併用する場合、化合物(B21)および(B22)の比率は、1:9〜9:1が好ましく、2:8〜8:2がより好ましい。 In this embodiment, the onium salt-based acid generator (B2) preferably contains one or both of the above-mentioned compounds (B21) and (B22). In the onium salt acid generator (B2), the total amount of the compounds (B21) and (B22) is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 80 to 100% by mass of the onium salt acid generator (B2). Most preferably, the onium salt-based acid generator (B2) is preferably composed only of the compound (B21) and / or (B22). When the compounds (B21) and (B22) are used in combination, the ratio of the compounds (B21) and (B22) is preferably 1: 9 to 9: 1, and more preferably 2: 8 to 8: 2.

本態様において、(B)成分は、さらに、前述した第一の態様に示すオニウム塩系酸発生剤(B1)や、従来化学増幅型のレジスト組成物において使用されている公知の酸発生剤(その他の酸発生剤(B3))を含有してもよいが、(B)成分中、オニウム塩系酸発生剤(B2)の割合は、オニウム塩系酸発生剤(B1)を含まない場合は、(B)成分全体の25〜100質量%であることが好ましく、30〜100質量%がより好ましい。(B)成分中のオニウム塩系酸発生剤(B1)の割合が25質量%以上であることにより、本発明の効果が充分なものとなる。 また、(B)成分が、オニウム塩系酸発生剤(B1)とオニウム塩系酸発生剤(B2)の両方を含有する場合、(B)成分中のオニウム塩系酸発生剤(B1)とオニウム塩系酸発生剤(B2)との合計量、およびオニウム塩系酸発生剤(B1)とオニウム塩系酸発生剤(B2)との比率は、第一の態様に記載したのと同様である。 In this embodiment, the component (B) further includes an onium salt-based acid generator (B1) shown in the first embodiment described above, or a known acid generator (conventional acid generator used in conventional chemically amplified resist compositions). Other acid generators (B3)) may be contained, but the ratio of the onium salt acid generator (B2) in the component (B) does not include the onium salt acid generator (B1). It is preferable that it is 25-100 mass% of the whole (B) component, and 30-100 mass% is more preferable. When the ratio of the onium salt acid generator (B1) in the component (B) is 25% by mass or more, the effect of the present invention is sufficient. Further, when the component (B) contains both the onium salt acid generator (B1) and the onium salt acid generator (B2), the onium salt acid generator (B1) in the component (B) The total amount of the onium salt acid generator (B2) and the ratio of the onium salt acid generator (B1) to the onium salt acid generator (B2) are the same as described in the first embodiment. is there.

(B)成分の含有量は、第一の態様に記載したのと同様である。 (B) Content of a component is the same as having described in the 1st aspect.

≪レジストパターン形成方法≫ 次に、本発明にかかるレジストパターン形成方法について説明する。 まずシリコンウェーハ等の基板上に、本発明にかかるレジスト組成物をスピンナーなどで塗布した後、プレベーク(PAB処理)を行う。 なお、基板とレジスト組成物の塗布層との間には、有機系または無機系の反射防止膜を設けた2層積層体とすることもできる。 また、レジスト組成物の塗布層上に有機系の反射防止膜を設けた2層積層体とすることもでき、さらにこれに下層の反射防止膜を設けた3層積層体とすることもできる。 ここまでの工程は、周知の手法を用いて行うことができる。操作条件等は、使用するレジスト組成物の組成や特性に応じて適宜設定することが好ましい。 << Resist Pattern Forming Method >> Next, a resist pattern forming method according to the present invention will be described. First, a resist composition according to the present invention is applied on a substrate such as a silicon wafer by a spinner or the like, and then pre-baked (PAB treatment). Note that a two-layer laminate in which an organic or inorganic antireflection film is provided between the substrate and the coating layer of the resist composition may be used. Moreover, it can also be set as the 2 layer laminated body which provided the organic type anti-reflective film on the application layer of the resist composition, and also can be set as the 3 layer laminated body which provided the antireflection film of the lower layer on this. The steps so far can be performed using a known method. The operating conditions and the like are preferably set as appropriate according to the composition and characteristics of the resist composition to be used.

次いで、上記で得られたレジスト組成物の塗膜であるレジスト層に対して、所望のマスクパターンを介して選択的に浸漬露光(Liquid Immersion Lithography)を行う。 このとき、予め、レジスト層と露光装置の最下位置のレンズ間を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒で満たすが、さらに、空気の屈折率よりも大きくかつ前記レジスト層の有する屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒で満たした状態で露光を行うことが好ましい。 露光に用いる波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、電子線、X線、軟X線などの放射線を用いて行うことができる。本発明にかかるレジスト組成物は、KrFまたはArFエキシマレーザー、特にArFエキシマレーザーに対して有効である。 Next, the resist layer, which is a coating film of the resist composition obtained above, is selectively subjected to immersion exposure (Liquid Immersion Lithography) through a desired mask pattern. At this time, the space between the resist layer and the lowermost lens of the exposure apparatus is previously filled with a solvent having a refractive index larger than the refractive index of air, but is further larger than the refractive index of air and the resist layer has It is preferable to perform exposure in a state filled with a solvent having a refractive index smaller than the refractive index. The wavelength used for exposure is not particularly limited, and radiation such as ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), electron beam, X-ray, soft X-ray is used. It can be carried out. The resist composition according to the present invention is effective for a KrF or ArF excimer laser, particularly an ArF excimer laser.

上記のように、本発明のレジストパターン形成方法においては、露光時に、レジスト層と露光装置の最下位置のレンズ間に、空気の屈折率よりも大きい溶媒で満たすことが好ましい。 空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒としては、例えば、水、フッ素系不活性液体等が挙げられる。 As described above, in the resist pattern forming method of the present invention, it is preferable that the resist layer and the lens at the lowest position of the exposure apparatus are filled with a solvent larger than the refractive index of air during exposure. Examples of the solvent having a refractive index larger than that of air include water and a fluorine-based inert liquid.

該フッ素系不活性液体の具体例としては、CHCl、COCH、COC、C等のフッ素系化合物を主成分とする液体や、パーフロオロアルキル化合物のような、沸点が好ましくは70〜180℃、より好ましくは80〜160℃のものを挙げることができる。このパーフロオロアルキル化合物としては、具体的には、パーフルオロアルキルエーテル化合物やパーフルオロアルキルアミン化合物を挙げることができる。さらに、具体的には、前記パーフルオロアルキルエーテル化合物としては、パーフルオロ(2−ブチル−テトラヒドロフラン)(沸点102℃)を挙げることができ、前記パーフルオロアルキルアミン化合物としては、パーフルオロトリブチルアミン(沸点174℃)を挙げることができる。フッ素系不活性液体の中では、上記範囲の沸点を有するものが、露光終了後に行う液浸媒体の除去が簡便な方法で行えることから、好ましい。 Specific examples of the fluorine-based inert liquid include fluorine-based compounds such as C 3 HCl 2 F 5 , C 4 F 9 OCH 3 , C 4 F 9 OC 2 H 5 , and C 5 H 3 F 7 as a main component. And a liquid having a boiling point of preferably 70 to 180 ° C., more preferably 80 to 160 ° C., such as a liquid or a perfluoroalkyl compound. Specific examples of the perfluoroalkyl compound include a perfluoroalkyl ether compound and a perfluoroalkylamine compound. More specifically, examples of the perfluoroalkyl ether compound include perfluoro (2-butyl-tetrahydrofuran) (boiling point: 102 ° C.). Examples of the perfluoroalkylamine compound include perfluorotributylamine ( Boiling point of 174 ° C.). Among the fluorine-based inert liquids, those having a boiling point in the above range are preferable because removal of the immersion medium after completion of exposure can be performed by a simple method.

本発明においては、本発明のレジスト組成物が特に水に対する悪影響を受けにくく、感度、レジストパターンプロファイル形状に優れることから、液浸媒体が水であることが好ましい。また、水は、コスト、安全性、環境問題および汎用性の観点からも好ましい。 In the present invention, the immersion medium is preferably water because the resist composition of the present invention is particularly resistant to adverse effects on water and is excellent in sensitivity and resist pattern profile shape. Water is also preferable from the viewpoints of cost, safety, environmental problems, and versatility.

次いで、露光工程を終えた後、PEB(露光後加熱)を行い、続いて、アルカリ性水溶液からなるアルカリ現像液を用いて現像処理する。そして、好ましくは純水を用いて水リンスを行う。水リンスは、例えば、基板を回転させながら基板表面に水を滴下または噴霧して、基板上の現像液および該現像液によって溶解したレジスト組成物を洗い流す。そして、乾燥を行うことにより、レジスト組成物の塗膜がマスクパターンに応じた形状にパターニングされた、レジストパターンが得られる。 Next, after the exposure process is completed, PEB (post-exposure heating) is performed, and subsequently, development processing is performed using an alkaline developer composed of an alkaline aqueous solution. And preferably, water rinsing is performed using pure water. In the water rinse, for example, water is dropped or sprayed on the surface of the substrate while rotating the substrate to wash away the developer on the substrate and the resist composition dissolved by the developer. And the resist pattern by which the coating film of the resist composition was patterned by the shape according to the mask pattern by drying is obtained.

上記本発明のレジスト組成物およびレジストパターン形成方法においては、液浸媒体中への(B)成分の溶出量が少ないことから、イマージョンリソグラフィー工程において用いられる液浸媒体中への物質溶出を低減できる。そのため、液浸媒体の汚染が低減され、それによって、液浸媒体の性質の変化、たとえば屈折率の局所的変化を軽減できる。また、露光装置のレンズの汚染も低減される。さらに、(B)成分の溶出が軽減され、レジスト組成の変化が軽減されるため、レジスト層の性能の変化も抑制されると推測される。 そのため、形成されるレジストパターンの解像性や形状等の低下についても抑制できると期待される。 また、液浸媒体や露光装置のレンズの汚染が低減されるため、これらに対する保護対策を行わなくてもよく、プロセスや露光装置の簡便化に貢献することが
期待される。
In the resist composition and the resist pattern forming method of the present invention, since the elution amount of the component (B) into the immersion medium is small, substance elution into the immersion medium used in the immersion lithography process can be reduced. . Thus, contamination of the immersion medium is reduced, thereby reducing changes in the properties of the immersion medium, for example local changes in the refractive index. Further, contamination of the lens of the exposure apparatus is reduced. Furthermore, since the elution of the component (B) is reduced and the change in the resist composition is reduced, it is presumed that the change in the performance of the resist layer is also suppressed. For this reason, it is expected that the resolution, shape and the like of the formed resist pattern can be suppressed. Further, since contamination of the immersion medium and the lens of the exposure apparatus is reduced, it is not necessary to take protective measures against these, and it is expected to contribute to simplification of the process and the exposure apparatus.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。 なお、下記実施例および比較例で用いた(B)成分の構造とその略号を以下に示す。 Examples of the present invention will be described below, but the scope of the present invention is not limited to these examples. In addition, the structure of the (B) component used in the following Example and comparative example and its symbol are shown below.

Figure 2006058842
Figure 2006058842

[実施例1] 下記の(A)成分、(B)成分、および(D)成分を(C)成分に均一に溶解し、ポジ型レジスト組成物1を調製した。 (A)成分としては、下記式(1)に示した3種の構成単位からなるメタクリル酸エステル・アクリル酸エステルの共重合体100質量部を用いた。(A)成分の調製に用いた各構成単位p、q、rの比は、p=50モル%、q=30モル%、r=20モル%とした。調製した(A)成分の質量平均分子量は10000であった。 Example 1 A positive resist composition 1 was prepared by uniformly dissolving the following component (A), component (B), and component (D) in component (C). As the component (A), 100 parts by mass of a methacrylic acid ester / acrylic acid ester copolymer composed of three structural units represented by the following formula (1) was used. (A) Ratio of each structural unit p, q, and r used for preparation of component was p = 50 mol%, q = 30 mol%, and r = 20 mol%. The prepared component (A) had a mass average molecular weight of 10,000.

Figure 2006058842
Figure 2006058842

(B)成分としては、TTBPS−PFBSを11.7質量部用いた。 (C)成分としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、「PM」と略記する)1250質量部を用いた。 (D)成分としては、トリ−n−オクチルアミン1.0質量部を用いた。 As component (B), 11.7 parts by mass of TTBPS-PFBS was used. As component (C), 1250 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter abbreviated as “PM”) was used. As component (D), 1.0 part by mass of tri-n-octylamine was used.

次に、上記で得られたポジ型レジスト組成物1を用いて、レジストパターンの形成を行った。 まず、ポジ型レジスト組成物1を、スピンナーを用いて直径8インチのシリコンウェーハ上に塗布し、ホットプレート上で130℃、90秒間プレベークして、乾燥させることにより、膜厚200nmのレジスト層を形成した。 Next, a resist pattern was formed using the positive resist composition 1 obtained above. First, the positive resist composition 1 is applied onto a silicon wafer having a diameter of 8 inches using a spinner, prebaked on a hot plate at 130 ° C. for 90 seconds, and dried to form a resist layer having a thickness of 200 nm. Formed.

このようにして形成されたレジスト層上に、直径130mmの円内抽出用の器具を設けた後、23℃の純水を30mL滴下し、常温で5分間放置した。次に該純水をCE/MS(キャピラリー電気泳動/質量分析計)(Agilent Technologies社製G1600A/Agilent Technologies社製1100series LC/MSD SL G1946D)にて分析して(B)成分のカチオン部(PAG+)の濃度を測定し、露光前のレジスト層1平方センチメートルあたりの溶出量(モル/cm)を求めた。その結果を表1に示す。 On the resist layer thus formed, an in-circle extraction tool having a diameter of 130 mm was provided, and then 30 mL of 23 ° C. pure water was dropped and left at room temperature for 5 minutes. Next, the pure water was analyzed by CE / MS (capillary electrophoresis / mass spectrometer) (G1600A manufactured by Agilent Technologies / 1100 series LC / MSD SL G1946D manufactured by Agilent Technologies) and the cation part (PAG +) of component (B) ) Was measured, and the amount of elution (mol / cm 2 ) per square centimeter of the resist layer before exposure was determined. The results are shown in Table 1.

また、上記と同様にしてレジスト層を形成し、簡易型露光装置VUVES4500(リソテックジャパン株式会社製)を用いて、ArFエキシマレーザー(193nm)で、30mJ/cmの露光量でオープンフレーム露光(マスクを介さないで露光)を行った。次に、露光されたレジスト層上に直径130mmの円内抽出用の器具を設けた後、23℃の純水を30mL滴下し、常温で5分間放置した。該純水をCE/MS(キャピラリー電気泳動/質量分析計)(Agilent Technologies社製G1600A/Agilent Technologies社製1100series LC/MSD SL G1946D)にて分析して(B)成分のカチオン部(PAG+)の濃度を測定し、露光後のレジスト層1平方センチメートルあたりの溶出量(モル/cm)を求めた。その結果を表1に示す。 Further, a resist layer is formed in the same manner as described above, and an open frame exposure (30 mJ / cm 2 ) with an ArF excimer laser (193 nm) using a simple exposure apparatus VUVES4500 (manufactured by RISOTEC Japan Co., Ltd.) Exposure without passing through a mask). Next, after providing an in-circle extraction tool having a diameter of 130 mm on the exposed resist layer, 30 mL of 23 ° C. pure water was dropped and left at room temperature for 5 minutes. The pure water was analyzed by CE / MS (capillary electrophoresis / mass spectrometer) (G1600A manufactured by Agilent Technologies 1100 series LC / MSD SL G1946D manufactured by Agilent Technologies) and the cation part (PAG +) of component (B) The density was measured, and the amount of elution (mol / cm 2 ) per square centimeter of the resist layer after exposure was determined. The results are shown in Table 1.

[比較例1] 実施例1において(B)成分として、TPS−PFBSを9.0質量部用いた以外は実施例1と同様にしてポジ型レジスト組成物を調製し、同様の評価を行った。その結果を表1に示す。 Comparative Example 1 A positive resist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 9.0 parts by mass of TPS-PFBS was used as the component (B) in Example 1, and the same evaluation was performed. . The results are shown in Table 1.

Figure 2006058842
Figure 2006058842

[実施例2] 実施例1において(B)成分としてTPS−IMIDOを8.4質量部用いた以外は実施例1と同様にしてポジ型レジスト組成物を調製し、(B)成分のカチオン部(PAG+)およびアニオン部(PAG−)それぞれの濃度を測定し、露光後のレジスト層1平方センチメートルあたりの溶出量(モル/cm)を求めたこと以外は実施例1と同様の評価を行った。その結果を表2に示す。 [Example 2] A positive resist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 8.4 parts by mass of TPS-IMIDO was used as the component (B) in Example 1, and the cation part of the component (B). (PAG +) and anion (PAG-) each concentration was measured, except that the resist layer elution amount per square centimeter after exposure (molar / cm 2) was determined and evaluated in the same manner as in example 1 . The results are shown in Table 2.

[実施例3] 実施例1において(B)成分としてTPS−Adを7.7質量部用い、(C)成分として乳酸エチル(以下、「EL」と略記する。):PM=4:6(質量比)の混合溶剤を1250質量部用いた以外は実施例1と同様にしてポジ型レジスト組成物を調製し、(B)成分のカチオン部(PAG+)およびアニオン部(PAG−)それぞれの濃度を測定し、露光後のレジスト層1平方センチメートルあたりの溶出量(モル/cm)を求めたこと以外は実施例1と同様の評価を行った。その結果を表2に示す。 [Example 3] In Example 1, 7.7 parts by mass of TPS-Ad was used as the component (B), and ethyl lactate (hereinafter abbreviated as “EL”) as the component (C): PM = 4: 6 ( A positive resist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1250 parts by mass of the mixed solvent of (mass ratio) was used, and the respective concentrations of the cation part (PAG +) and the anion part (PAG-) of the component (B) And the same evaluation as in Example 1 was performed except that the elution amount (mol / cm 2 ) per square centimeter of the resist layer after exposure was determined. The results are shown in Table 2.

[比較例2] 実施例1において(B)成分として、TPS−PFMSを6.6質量部用いた以外は実施例1と同様にしてポジ型レジスト組成物を調製し、(B)成分のカチオン部(PAG+)およびアニオン部(PAG−)それぞれの濃度を測定し、露光後のレジスト層1平方センチメートルあたりの溶出量(モル/cm)を求めたこと以外は実施例1と同様の評価を行った。その結果を表2に示す。 [Comparative Example 2] A positive resist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 6.6 parts by mass of TPS-PFMS was used as the component (B) in Example 1, and the cation of the component (B) The same evaluation as in Example 1 was performed, except that the concentration of each part (PAG +) and anion part (PAG-) was measured, and the amount of elution (mol / cm 2 ) per square centimeter of the resist layer after exposure was determined. It was. The results are shown in Table 2.

[比較例3] 実施例1において(B)成分として、TPS−PFOSを12.2質量部用いた以外は実施例1と同様にしてポジ型レジスト組成物を調製し、(B)成分のカチオン部(PAG+)およびアニオン部(PAG−)それぞれの濃度を測定し、露光後のレジスト層1平方センチメートルあたりの溶出量(モル/cm)を求めたこと以外は実施例1と同様の評価を行った。その結果を表2に示す。 Comparative Example 3 A positive resist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 12.2 parts by mass of TPS-PFOS was used as the component (B) in Example 1, and the cation of the component (B) The same evaluation as in Example 1 was performed, except that the concentration of each part (PAG +) and anion part (PAG-) was measured, and the amount of elution (mol / cm 2 ) per square centimeter of the resist layer after exposure was determined. It was. The results are shown in Table 2.

[比較例4] 実施例1において(B)成分として、TPS−PFBSを9.0質量部用いた以外は実施例1と同様にしてポジ型レジスト組成物を調製し、(B)成分のカチオン部(PAG+)およびアニオン部(PAG−)それぞれの濃度を測定し、露光後のレジスト層1平方センチメートルあたりの溶出量(モル/cm)を求めたこと以外は実施例1と同様の評価を行った。その結果を表2に示す。 [Comparative Example 4] A positive resist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 9.0 parts by mass of TPS-PFBS was used as the component (B) in Example 1. The same evaluation as in Example 1 was performed, except that the concentration of each part (PAG +) and anion part (PAG-) was measured, and the amount of elution (mol / cm 2 ) per square centimeter of the resist layer after exposure was determined. It was. The results are shown in Table 2.

Figure 2006058842
Figure 2006058842

上記結果から明らかなように、オニウム塩系酸発生剤(B1)に相当するTTBPS−PFBSを用いた実施例1のレジスト組成物においては、比較例1のレジスト組成物と比べて、カチオン部(PAG+)の溶出がほとんど見られなかった。また、オニウム塩系酸発生剤(B2)に相当するTPS−IMIDO、TPS−Adを用いた実施例2,3のレジスト組成物においては、カチオン部(PAG+)とアニオン部(PAG−)の両方とも、また、露光前と露光後の両方とも、溶出量が少なかった。 一方、比較例2〜4のレジスト組成物においては、カチオン部(PAG+)、アニオン部(PAG−)ともに溶出量が多かった。 また、実施例2,3と比較例2〜4とを比較すると、カチオン部(PAG+)の構造は同じであるにもかかわらず、実施例2,3のレジスト組成物の方が、露光前のカチオン部(PAG+)の溶出量が少なかった。 上記実施例および比較例において、露光前の溶出量は、選択的露光を施してレジストパターンを形成する際の未露光部における溶出量を評価するためのものであり、露光後の溶出量は、露光部における溶出量を評価するためのものである。したがって、実施例1〜3においては、露光前と露光後の両方において、液浸媒体(水)に対して(C)成分の溶出量が少なかったことから、実施例1〜3のレジスト組成物が、浸漬露光する工程を含むレジストパターン形成方法に好適に使用できることは明らかである。 As is clear from the above results, in the resist composition of Example 1 using TTBPS-PFBS corresponding to the onium salt acid generator (B1), the cation portion ( Elution of (PAG +) was hardly observed. Further, in the resist compositions of Examples 2 and 3 using TPS-IMIDO and TPS-Ad corresponding to the onium salt acid generator (B2), both the cation part (PAG +) and the anion part (PAG-) In addition, the amount of elution was small both before and after exposure. On the other hand, in the resist compositions of Comparative Examples 2 to 4, both the cation part (PAG +) and the anion part (PAG-) were eluted. Further, when Examples 2 and 3 and Comparative Examples 2 to 4 are compared, the resist compositions of Examples 2 and 3 are the same before the exposure, although the structure of the cation part (PAG +) is the same. The elution amount of the cation part (PAG +) was small. In the above examples and comparative examples, the amount of elution before exposure is for evaluating the amount of elution in an unexposed portion when a resist pattern is formed by performing selective exposure, and the amount of elution after exposure is This is for evaluating the amount of elution in the exposed area. Therefore, in Examples 1 to 3, the resist composition of Examples 1 to 3 because the elution amount of the component (C) was small with respect to the immersion medium (water) both before and after exposure. However, it can be clearly used for a resist pattern forming method including a step of immersion exposure.

下記実施例4及び比較例5において用いた(B)成分の構造とその略語を以下に示す。   The structure of the component (B) and its abbreviations used in Example 4 and Comparative Example 5 below are shown below.

Figure 2006058842
Figure 2006058842

[実施例4]
実施例1において、(B)成分としてTPS−IMIDOを3.5質量部、(D)成分としてトリ−n−オクチルアミンを0.6質量部、有機溶剤としてPGMEAとプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)との混合溶剤(質量比6:4)1250質量部を用いたこと以外は実施例1と同様にしてポジ型レジスト組成物を調製し、(B)成分のカチオン部(PAG+)およびアニオン部(PAG−)それぞれの濃度を測定し、露光後のレジスト層1平方センチメートルあたりの溶出量(モル/cm)を求めたこと以外は実施例1と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。
[Example 4]
In Example 1, 3.5 parts by mass of TPS-IMIDO as component (B), 0.6 parts by mass of tri-n-octylamine as component (D), PGMEA and propylene glycol monomethyl ether (PGME) as organic solvents A positive resist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1250 parts by mass of the mixed solvent (mass ratio 6: 4) was used, and the cation part (PAG +) and the anion part (B) component ( PAG-) The same evaluation as in Example 1 was performed except that the respective concentrations were measured and the elution amount (mol / cm 2 ) per square centimeter of the resist layer after exposure was determined. The results are shown in Table 3.

[比較例5]
実施例1において、(B)成分としてTPS−PFBSを3.5質量部とMTPS−PFMSを1.0質量部との混合物、(D)成分としてトリエタノールアミンを0.3質量部、有機溶剤としてPGMEAと乳酸エチルとの混合溶剤(質量比6:4)1250質量部を用いたこと以外は実施例1と同様にしてポジ型レジスト組成物を調製し、(B)成分のカチオン部(PAG+)およびアニオン部(PAG−)それぞれの濃度を測定し、露光後のレジスト層1平方センチメートルあたりの溶出量(モル/cm)を求めたこと以外は実施例1と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。
[Comparative Example 5]
In Example 1, a mixture of 3.5 parts by mass of TPS-PFBS and 1.0 part by mass of MTPS-PFMS as component (B), 0.3 parts by mass of triethanolamine as component (D), an organic solvent A positive resist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1250 parts by mass of a mixed solvent of PGMEA and ethyl lactate (mass ratio 6: 4) was used as a cation part (PAG +) of component (B). ) And anion part (PAG-) were measured in the same manner as in Example 1 except that the elution amount (mol / cm 2 ) per square centimeter of the resist layer after exposure was determined. The results are shown in Table 3.

Figure 2006058842
単位:10−12モル/cm
ND:検出限界以下
Figure 2006058842
Unit: 10 −12 mol / cm 2
ND: Below detection limit

上記結果から明らかなように、オニウム塩系酸発生剤(B2)に相当するTPS−IMIDOを用いた実施例4のレジスト組成物においては、カチオン部(PAG+)とアニオン部(PAG−)の両方とも、また、露光前と露光後の両方とも、溶出量が少なかった。
一方、比較例5のレジスト組成物においては、カチオン部(PAG+)、アニオン部(PAG−)ともに溶出量が多かった。
As is clear from the above results, in the resist composition of Example 4 using TPS-IMIDO corresponding to the onium salt acid generator (B2), both the cation part (PAG +) and the anion part (PAG-) In addition, the amount of elution was small both before and after exposure.
On the other hand, in the resist composition of Comparative Example 5, both the cation part (PAG +) and the anion part (PAG-) were eluted.

[実施例5]
また、上記実施例4のポジ型レジスト組成物(固形分濃度を3.5質量%に変更)を用いて、液浸露光を行った。
まず、有機系反射防止膜組成物「ARC−29」(商品名、ブリューワサイエンス社製)を、スピンナーを用いてシリコンウェーハ上に塗布し、ホットプレート上で215℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚77nmの有機系反射防止膜を形成した。そして、上記で得られたポジ型レジスト組成物を、スピンナーを用いて反射防止膜上に塗布し、ホットプレート上で125℃、60秒間プレベークして、乾燥させることにより、反射防止膜上に膜厚100nmのレジスト膜を形成した。
そして、浸漬露光として、ニ光束干渉露光機LEIES193−1(Nikon社製)を用いて、プリズムと水と193nmの2本の光束干渉による液浸二光束干渉露光を行った。次に、115℃、60秒間の条件でPEB処理し、さらに23℃にてアルカリ現像液で60秒間現像した。アルカリ現像液としては2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いた。
[Example 5]
Further, immersion exposure was performed using the positive resist composition of Example 4 (the solid content concentration was changed to 3.5% by mass).
First, an organic antireflection film composition “ARC-29” (trade name, manufactured by Brewer Science) is applied onto a silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 215 ° C. for 60 seconds to be dried. Thereby, an organic antireflection film having a thickness of 77 nm was formed. Then, the positive resist composition obtained above is applied onto the antireflection film using a spinner, pre-baked on a hot plate at 125 ° C. for 60 seconds, and dried to form a film on the antireflection film. A resist film having a thickness of 100 nm was formed.
Then, as immersion exposure, immersion two-beam interference exposure was performed by using a two-beam interference exposure machine LEIES 193-1 (manufactured by Nikon) and prism, water, and two beam interferences of 193 nm. Next, PEB treatment was performed at 115 ° C. for 60 seconds, followed by development with an alkali developer at 23 ° C. for 60 seconds. As the alkali developer, an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution was used.

このようにして得られたL&Sパターンを走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、45nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパターンが形成された。その際の、レジストパターンは、矩形性の高いものであった。   When the L & S pattern thus obtained was observed with a scanning electron microscope (SEM), a resist pattern having a 45 nm line and space of 1: 1 was formed. At that time, the resist pattern was highly rectangular.

[比較例6]
比較例5のポジ型レジスト組成物(固形分濃度を3.5質量%に変更)を用いて、PABを115℃に変更したこと以外は実施例5と同様にして、液浸露光を行った。
[Comparative Example 6]
Immersion exposure was performed in the same manner as in Example 5 except that the positive resist composition of Comparative Example 5 (the solid content concentration was changed to 3.5% by mass) and PAB was changed to 115 ° C. .

その結果、得られたL&Sパターンを走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、45nmのラインアンドスペースが1:1となるレジストパターンが形成されたが、レジストパターンのうねりが見受けられ、矩形性が不充分であった。 As a result, when the obtained L & S pattern was observed with a scanning electron microscope (SEM), a resist pattern with a 45 nm line-and-space ratio of 1: 1 was formed. Was insufficient.

上記結果から明らかなように、液浸媒体への溶出物が低減された実施例4のレジスト組成物においては、45nmという微細なパターンが形成でき、かつ形状にも優れていた。しかしながら、液浸媒体への溶出物が実施例4に比べて多い比較例5のレジスト組成物においては、45nmという微細なパターンが形成でたものの、矩形性が不充分であった。   As is clear from the above results, the resist composition of Example 4 in which the amount eluted to the immersion medium was reduced, a fine pattern of 45 nm could be formed and the shape was excellent. However, in the resist composition of Comparative Example 5 in which the amount of eluate in the immersion medium was larger than that in Example 4, although a fine pattern of 45 nm was formed, the rectangularity was insufficient.

Claims (14)

酸の作用によりアルカリ可溶性が変化する樹脂成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含み、浸漬露光する工程を含むレジストパターン形成方法に用いられるレジスト組成物であって、 前記酸発生剤成分(B)が、下記一般式(b−1)で表されるオニウム塩系酸発生剤(B1)を含有することを特徴とするレジスト組成物。
Figure 2006058842
[式中、R11〜R13は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表し、R11〜R13のうち少なくとも1つは、少なくとも1つの水素原子がアルキル基で置換されたアリール基を表し、Zはアニオンを表す。]
A resist composition for use in a resist pattern forming method comprising a resin component (A) whose alkali solubility is changed by the action of an acid and an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure, and a step of immersion exposure. And the said acid generator component (B) contains the onium salt type | system | group acid generator (B1) represented by the following general formula (b-1), The resist composition characterized by the above-mentioned.
Figure 2006058842
[Wherein, R 11 to R 13 each independently represents an aryl group or an alkyl group, and at least one of R 11 to R 13 represents an aryl group in which at least one hydrogen atom is substituted with an alkyl group. represents, Z - represents an anion. ]
前記オニウム塩系酸発生剤(B1)が、下記一般式(b−2)で表されるオニウム塩系酸発生剤(B11)を含む請求項1記載のレジスト組成物。
Figure 2006058842
[式中、R14〜R16は、それぞれ独立に、アルキル基を表し、p、q、rは、それぞれ独立に、1〜5の整数を表し、Zはアニオンを表す。]
The resist composition according to claim 1, wherein the onium salt-based acid generator (B1) includes an onium salt-based acid generator (B11) represented by the following general formula (b-2).
Figure 2006058842
[Wherein, R 14 to R 16 each independently represents an alkyl group, p, q and r each independently represent an integer of 1 to 5, and Z represents an anion. ]
前記Zが、フッ素化アルキルスルホン酸イオンである請求項1または2記載のレジスト組成物。 The resist composition according to claim 1, wherein Z is a fluorinated alkyl sulfonate ion. 前記オニウム塩系酸発生剤(B11)が、下記一般式(b−3)で表されるオニウム塩系酸発生剤(B12)を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載のレジスト組成物。
Figure 2006058842
[式中、sは1〜10の整数を表す。]
The resist composition as described in any one of Claims 1-3 in which the said onium salt type | system | group acid generator (B11) contains the onium salt type | system | group acid generator (B12) represented by the following general formula (b-3). object.
Figure 2006058842
[Wherein, s represents an integer of 1 to 10. ]
酸の作用によりアルカリ可溶性が変化する樹脂成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含み、浸漬露光する工程を含むレジストパターン形成方法に用いられるレジスト組成物であって、 前記酸発生剤成分(B)が、環式基含有アニオンを有するオニウム塩系酸発生剤(B2)を含有することを特徴とするレジスト組成物。 A resist composition for use in a resist pattern forming method comprising a resin component (A) whose alkali solubility is changed by the action of an acid and an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure, and a step of immersion exposure. A resist composition, wherein the acid generator component (B) contains an onium salt acid generator (B2) having a cyclic group-containing anion. 前記オニウム塩系酸発生剤(B2)が、下記一般式(b−4)で表される化合物(B21)を含む請求項5記載のレジスト組成物。
Figure 2006058842
[式中、Xは、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数2〜6のアルキレン基を表し;R21〜R23は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表し、R21〜R23のうち少なくとも1つはアリール基を表す]
The resist composition according to claim 5, wherein the onium salt-based acid generator (B2) contains a compound (B21) represented by the following general formula (b-4).
Figure 2006058842
[Wherein, X represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom; R 21 to R 23 each independently represents an aryl group or an alkyl group; At least one of 21 to R 23 represents an aryl group]
前記オニウム塩系酸発生剤(B2)が、下記一般式(b−5)で表される化合物(B22)を含む請求項5または6記載のレジスト組成物。
Figure 2006058842
[式中、Yは環式基を表し;R24〜R26は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表し、R24〜R26のうち少なくとも1つはアリール基を表す]
The resist composition according to claim 5 or 6, wherein the onium salt-based acid generator (B2) contains a compound (B22) represented by the following general formula (b-5).
Figure 2006058842
[Wherein Y represents a cyclic group; R 24 to R 26 each independently represents an aryl group or an alkyl group, and at least one of R 24 to R 26 represents an aryl group]
前記Yが脂肪族炭化水素基である請求項7記載のレジスト組成物。 The resist composition according to claim 7, wherein Y is an aliphatic hydrocarbon group. 前記Yがアダマンチル基である請求項7または8記載のレジスト組成物。 The resist composition according to claim 7 or 8, wherein Y is an adamantyl group. 前記樹脂成分(A)が、酸解離性溶解抑制基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1)を有する請求項1〜9のいずれか一項に記載のレジスト組成物。 The resist according to any one of claims 1 to 9, wherein the resin component (A) has a structural unit (a1) derived from an (α-lower alkyl) acrylate ester having an acid dissociable, dissolution inhibiting group. Composition. 前記樹脂成分(A)が、さらにラクトン含有単環又は多環式基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a2)を有する請求項10記載のレジスト組成物。 The resist composition according to claim 10, wherein the resin component (A) further comprises a structural unit (a2) derived from an (α-lower alkyl) acrylate ester having a lactone-containing monocyclic or polycyclic group. 前記樹脂成分(A)が、さらに極性基含有脂肪族炭化水素基を有する(α−低級アルキル)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(a3)を有する請求項10または11記載のレジスト組成物。 The resist composition according to claim 10 or 11, wherein the resin component (A) further comprises a structural unit (a3) derived from an (α-lower alkyl) acrylate ester having a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group. さらに、含窒素有機化合物(D)を含む請求項1〜12のいずれか一項に記載のレジスト組成物。 Furthermore, the resist composition as described in any one of Claims 1-12 containing a nitrogen-containing organic compound (D). 請求項1〜13のいずれか一項に記載のレジスト組成物を用いるレジストパターン形成方法であって、浸漬露光する工程を含むことを特徴とするレジストパターン形成方法。 It is a resist pattern formation method using the resist composition as described in any one of Claims 1-13, Comprising: The resist pattern formation method characterized by including the process of immersion exposure.
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