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JP2008250157A - Positive resist composition and method for forming resist pattern - Google Patents

Positive resist composition and method for forming resist pattern Download PDF

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JP2008250157A
JP2008250157A JP2007093738A JP2007093738A JP2008250157A JP 2008250157 A JP2008250157 A JP 2008250157A JP 2007093738 A JP2007093738 A JP 2007093738A JP 2007093738 A JP2007093738 A JP 2007093738A JP 2008250157 A JP2008250157 A JP 2008250157A
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JP
Japan
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group
acid
alkyl group
polymer
carbon atoms
Prior art date
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Application number
JP2007093738A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeyoshi Mimura
岳由 三村
Akinari Kawakami
晃也 川上
Takako Suzuki
貴子 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd filed Critical Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive resist composition forming a resist pattern with high resolution, and to provide a method for forming the resist pattern. <P>SOLUTION: The positive resist composition contains (A) a resin component whose solubility for an alkali developer solution increases by an action of an acid and (B) an acid generator component generating an acid by exposure. The resin component (A) contains a polymer having a core part represented by general formula (1) and an arm part bonded to the core part and comprising a polymer chain obtained by an anion polymerization method. In formula (1), X represents a specified bonding group which cleaves by an action of an acid; and each of Y and Y' independently represents a C1-C12 alkylene group. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a positive resist composition and a resist pattern forming method.

リソグラフィー技術においては、例えば基板の上にレジスト材料からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、所定のパターンが形成されたマスクを介して、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程が行われる。露光した部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト材料をポジ型、露光した部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト材料をネガ型という。
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。
微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化が行われている。具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されている。また、これらエキシマレーザーより短波長のFエキシマレーザー、電子線、EUV(極紫外線)やX線などについても検討が行われている。
In lithography technology, for example, a resist film made of a resist material is formed on a substrate, and the resist film is selectively exposed to radiation such as light or an electron beam through a mask on which a predetermined pattern is formed. And a development process is performed to form a resist pattern having a predetermined shape on the resist film. A resist material in which the exposed portion changes to a property that dissolves in the developer is referred to as a positive type, and a resist material that changes to a property in which the exposed portion does not dissolve in the developer is referred to as a negative type.
In recent years, in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements, pattern miniaturization has rapidly progressed due to advances in lithography technology.
As a technique for miniaturization, the wavelength of an exposure light source is generally shortened. Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used, but now mass production of semiconductor elements using a KrF excimer laser or an ArF excimer laser has started. In addition, studies have been made on F 2 excimer lasers, electron beams, EUV (extreme ultraviolet rays), X-rays, and the like having shorter wavelengths than these excimer lasers.

レジスト材料には、これらの露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性が求められる。このような要求を満たすレジスト材料として、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解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レジストが用いられている。たとえばポジ型の化学増幅型レジストは、ベース樹脂として、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂と酸発生剤とを含有しており、レジストパターン形成時に、露光により酸発生剤から酸が発生すると、露光部がアルカリ現像液に対して可溶となる。
これまで、化学増幅型レジストのベース樹脂としては、KrFエキシマレーザー(248nm)に対する透明性が高いポリヒドロキシスチレン(PHS)やその水酸基を酸解離性の溶解抑制基で保護した樹脂(PHS系樹脂)が用いられてきた。しかし、PHS系樹脂は、ベンゼン環等の芳香環を有するため、248nmよりも短波長、たとえば193nmの光に対する透明性が充分ではない。そのため、PHS系樹脂をベース樹脂成分とする化学増幅型レジストは、たとえば193nmの光を用いるプロセスでは解像性が低いなどの欠点がある。
そのため、現在、ArFエキシマレーザーリソグラフィー等において使用されるレジストのベース樹脂としては、193nm付近における透明性に優れることから、(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を主鎖に有する樹脂(アクリル系樹脂)が主に用いられている(たとえば、特許文献1参照)。
Resist materials are required to have lithography characteristics such as sensitivity to these exposure light sources and resolution capable of reproducing a pattern with fine dimensions. As a resist material that satisfies such requirements, a chemically amplified resist containing a base resin whose solubility in an alkaline developer is changed by the action of an acid and an acid generator that generates an acid upon exposure is used. For example, a positive chemically amplified resist contains, as a base resin, a resin that increases solubility in an alkaline developer by the action of an acid and an acid generator. When the acid is generated, the exposed portion becomes soluble in the alkaline developer.
Up to now, as the base resin of chemically amplified resist, polyhydroxystyrene (PHS), which is highly transparent to KrF excimer laser (248 nm), and a resin whose hydroxyl group is protected with an acid dissociable, dissolution inhibiting group (PHS resin) Has been used. However, since the PHS resin has an aromatic ring such as a benzene ring, the transparency to light having a wavelength shorter than 248 nm, for example, 193 nm, is not sufficient. For this reason, a chemically amplified resist having a PHS resin as a base resin component has drawbacks such as low resolution in a process using 193 nm light, for example.
Therefore, as a resist base resin currently used in ArF excimer laser lithography and the like, since it has excellent transparency near 193 nm, a resin (acrylic resin) having a structural unit derived from (meth) acrylic ester is used. Resin) is mainly used (for example, see Patent Document 1).

このような化学増幅型レジストのベース樹脂は、複数種の(メタ)アクリル酸エステルモノマーをラジカル重合することによって得られる。
しかしながら、ラジカル重合法で得られるベース樹脂の分子量分布[質量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比:Mw/Mn]は1.5を超えており、分子量制御が難しいため、解像性の高いレジストパターンが得られにくい、また、収率が低い等の問題がある。
Such a chemically amplified resist base resin is obtained by radical polymerization of a plurality of types of (meth) acrylic acid ester monomers.
However, the molecular weight distribution [ratio of mass average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn): Mw / Mn] of the base resin obtained by the radical polymerization method exceeds 1.5, and it is difficult to control the molecular weight. There are problems such as difficulty in obtaining a resist pattern with high resolution and low yield.

他方、分子量分布が1.01〜1.50のベース樹脂を用いた化学増幅型レジストが提案されている(特許文献2参照)。
特開2003−241385号公報 特開2003−84436号公報
On the other hand, a chemically amplified resist using a base resin having a molecular weight distribution of 1.01-1.50 has been proposed (see Patent Document 2).
JP 2003-241385 A JP 2003-84436 A

しかしながら、近年、レジストパターンの微細化はますます進み、従来の化学増幅型ポジ型レジスト組成物により形成されるレジストパターンにおいては、解像性のさらなる向上が求められている。
また、たとえば電子線やEUVによるリソグラフィーでは数十nmの微細なパターン形成を目標としていることから、このようにレジストパターン寸法が小さくなるほど、解像性の高いレジストパターンを形成することが非常に重要となる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、高解像性のレジストパターンを形成できるポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法を提供することを課題とする。
However, in recent years, the miniaturization of resist patterns has further progressed, and further improvement in resolution has been demanded for resist patterns formed from conventional chemically amplified positive resist compositions.
In addition, for example, lithography with an electron beam or EUV aims to form a fine pattern of several tens of nanometers. Therefore, it is very important to form a resist pattern with high resolution as the resist pattern size becomes smaller. It becomes.
This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: It aims at providing the positive resist composition and resist pattern formation method which can form a high-resolution resist pattern.

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
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現像液に対する溶解性が増大する樹脂成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含有するポジ型レジスト組成物であって、前記樹脂成分(A)は、下記一般式(1)で表されるコア部と、該コア部に結合し、かつアニオン重合法によって得られるポリマー鎖からなるアーム部とを有するポリマーを含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物である。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
That is, the first aspect of the present invention is a positive type containing a resin component (A) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid and an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure. A resist composition, wherein the resin component (A) includes a core part represented by the following general formula (1), and an arm part that is bonded to the core part and includes a polymer chain obtained by an anionic polymerization method. A positive resist composition comprising a polymer having

Figure 2008250157
[式(1)中、Xは酸の作用により解裂する下記一般式(4)〜(7)で表される結合基のいずれかを表し;Y及びY’はそれぞれ独立して炭素原子数1〜12のアルキレン基を表す。]
Figure 2008250157
[In formula (1), X represents any of the linking groups represented by the following general formulas (4) to (7) that are cleaved by the action of an acid; Y and Y ′ each independently represent the number of carbon atoms 1 to 12 alkylene groups are represented. ]

Figure 2008250157
[式(4)〜(7)中、R、R、R、及びRはそれぞれ独立してハロゲン原子もしくはエポキシ基で置換されていてもよい炭素原子数1〜12の直鎖状、分枝鎖状、もしくは環状のアルキル基、ハロゲン原子もしくはエポキシ基で置換されていてもよいアリール基、及び水素原子からなる群から選択される一つを表す。Rはハロゲン原子もしくはエポキシ基で置換されていてもよい炭素原子数1〜12の直鎖状、分枝鎖状、もしくは環状のアルキレン基、ハロゲン原子もしくはエポキシ基で置換されていてもよいアリーレン基、及び単結合からなる群から選択される一つを表す。]
Figure 2008250157
[In the formulas (4) to (7), R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are each independently a straight chain having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom or an epoxy group. Represents one selected from the group consisting of a branched or cyclic alkyl group, an aryl group optionally substituted by a halogen atom or an epoxy group, and a hydrogen atom. R 8 is a linear, branched or cyclic alkylene group which may be substituted with a halogen atom or an epoxy group, an arylene which may be substituted with a halogen atom or an epoxy group It represents one selected from the group consisting of a group and a single bond. ]

また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様のポジ型レジスト組成物を用いて支持体上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成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。   Further, the second aspect of the present invention includes a step of forming a resist film on a support using the positive resist composition of the first aspect, a step of exposing the resist film, and an alkali of the resist film. A resist pattern forming method comprising a step of developing to form a resist pattern.

なお、本明細書および本特許請求の範囲において、「構成単位」とは、樹脂成分(ポリマー)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状、および環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「低級アルキル基」は、炭素数1〜5のアルキル基を意味する。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状、および環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「アリーレン基」は、芳香族炭化水素の核から水素2原子を除いた2価の芳香族基を意味する。
「露光」とは、光の照射のみならず、電子線の照射等の放射線の照射全体を包括する概念とする。
In the present specification and claims, the “structural unit” means a monomer unit (monomer unit) constituting the resin component (polymer).
Unless otherwise specified, the “alkyl group” includes linear, branched, and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups.
“Lower alkyl group” means an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Unless otherwise specified, the “alkylene group” includes linear, branched, and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups.
The “arylene group” means a divalent aromatic group obtained by removing two hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon nucleus.
“Exposure” is a concept that encompasses not only light irradiation but also whole irradiation of radiation such as electron beam irradiation.

本発明によれば、高解像性のレジストパターンを形成できるポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法が提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the positive resist composition and resist pattern formation method which can form a high-resolution resist pattern can be provided.

≪ポジ型レジスト組成物≫
本発明のポジ型レジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂成分(A)(以下、(A)成分という。)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。)とを含有する。
本発明のポジ型レジスト組成物において、(A)成分は、露光前はアルカリ現像液に対して不溶性であり、露光により(B)成分から酸が発生すると、該酸の作用によって(A)成分全体のアルカリ現像液に対する溶解性が増大し、アルカリ不溶性からアルカリ可溶性に変化する。そのため、レジストパターンの形成において、ポジ型レジスト組成物を用いて得られるレジスト膜に対して選択的露光を行うと、露光部はアルカリ可溶性へ転じる一方で、未露光部はアルカリ不溶性のまま変化しないため、アルカリ現像することができる。
≪Positive resist composition≫
The positive resist composition of the present invention comprises a resin component (A) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid (hereinafter referred to as component (A)), and an acid generator component that generates an acid upon exposure. (B) (hereinafter referred to as component (B)).
In the positive resist composition of the present invention, the component (A) is insoluble in an alkali developer before exposure. When an acid is generated from the component (B) by exposure, the component (A) is generated by the action of the acid. The solubility with respect to the whole alkali developing solution increases, and it changes from alkali-insoluble to alkali-soluble. Therefore, when a resist film obtained by using a positive resist composition is selectively exposed in the formation of a resist pattern, the exposed portion turns alkali-soluble, while the unexposed portion remains alkali-insoluble. Therefore, alkali development can be performed.

<(A)成分>
本発明において、(A)成分は、前記一般式(1)で表されるコア部と、該コア部に結合し、かつアニオン重合法によって得られるポリマー鎖からなるアーム部とを有するポリマー(以下、ポリマー(A1)という。)を含有する。
<(A) component>
In the present invention, the component (A) is a polymer having a core part represented by the general formula (1) and an arm part that is bonded to the core part and is made of a polymer chain obtained by an anionic polymerization method (hereinafter referred to as “a part”). , Polymer (A1)).

(コア部)
ポリマー(A1)のコア部は、前記一般式(1)で表されるものである。
前記一般式(1)中、Xは、酸の作用により解裂する前記一般式(4)〜(7)で表される結合基のいずれかを表す。
本明細書および本特許請求の範囲において、「酸の作用により解裂する」とは、露光により(B)成分から発生する酸の作用によって、ポリマー(A1)の主鎖の結合がコア部において切断されることを意味する。
前記一般式(4)〜(7)で表される結合基の内、本発明の効果が良好なことから、前記一般式(4)で表される結合基、前記一般式(6)で表される結合基が好ましく、前記一般式(4)で表される結合基が最も好ましい。
(Core part)
The core part of the polymer (A1) is represented by the general formula (1).
In the general formula (1), X represents any of the linking groups represented by the general formulas (4) to (7) that are cleaved by the action of an acid.
In the present specification and claims, “cleaved by the action of an acid” means that the bond of the main chain of the polymer (A1) is formed in the core part by the action of an acid generated from the component (B) by exposure. Means to be disconnected.
Of the linking groups represented by the general formulas (4) to (7), the effect of the present invention is good. And the bonding group represented by the general formula (4) is most preferable.

前記一般式(4)〜(7)中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立してハロゲン原子もしくはエポキシ基で置換されていてもよい炭素原子数1〜12の直鎖状、分枝鎖状、もしくは環状のアルキル基、ハロゲン原子もしくはエポキシ基で置換されていてもよいアリール基、及び水素原子からなる群から選択される一つを表す。なかでも、水素原子であることが好ましく、R及びR、またはR及びRが、いずれも水素原子であることが特に好ましい。
は、ハロゲン原子もしくはエポキシ基で置換されていてもよい炭素原子数1〜12の直鎖状、分枝鎖状、もしくは環状のアルキレン基、ハロゲン原子もしくはエポキシ基で置換されていてもよいアリーレン基、及び単結合からなる群から選択される一つを表す。
〜Rにおけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
In the general formulas (4) to (7), R 4 , R 5 , R 6 , and R 7 are each independently a straight chain having 1 to 12 carbon atoms that may be independently substituted with a halogen atom or an epoxy group. It represents one selected from the group consisting of a chain, branched or cyclic alkyl group, an aryl group optionally substituted with a halogen atom or an epoxy group, and a hydrogen atom. Especially, it is preferable that it is a hydrogen atom, and it is especially preferable that all of R < 4 > and R < 5 > or R < 6 > and R < 7 > are hydrogen atoms.
R 8 may be substituted with a linear, branched or cyclic alkylene group, a halogen atom or an epoxy group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom or an epoxy group. It represents one selected from the group consisting of an arylene group and a single bond.
Examples of the halogen atom in R 4 to R 8 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

Y及びY’は、それぞれ独立して炭素原子数1〜12のアルキレン基を表す。
該アルキレン基は、直鎖状であってもよく、分枝鎖状であってもよい。該アルキレン基の炭素原子数は1〜12であり、1〜10が好ましく、1〜5がより好ましく、2(エチレン基)が特に好ましく、Y及びY’がいずれもエチレン基であることが最も好ましい。
Y and Y ′ each independently represents an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms.
The alkylene group may be linear or branched. The alkylene group has 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5, particularly preferably 2 (ethylene group), and most preferably Y and Y ′ are ethylene groups. preferable.

ポリマー(A1)のコア部の好適な具体例を以下に挙げる。   Preferred specific examples of the core portion of the polymer (A1) are listed below.

Figure 2008250157
Figure 2008250157

(アーム部)
ポリマー(A1)のアーム部は、前記コア部に結合し、かつアニオン重合法によって得られるポリマー鎖からなるものである。
前記コア部に結合するポリマー鎖は、該コア部の両末端に結合することが好ましい。該コア部の両末端に結合するポリマー鎖は、該コア部の両末端において互いに同一であってもよく、異なっていてもよく、本発明の効果が特に良好なことから、互いに同一であることが好ましい。
前記アーム部を構成するポリマー鎖は、ヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位(以下、構成単位(a1)という。)を含むことが好ましい。
また、前記アーム部を構成するポリマー鎖は、酸解離性溶解抑制基を含む構成単位(以下、構成単位(a2)という。)を含むことが好ましい。
(Arm part)
The arm part of the polymer (A1) is composed of a polymer chain bonded to the core part and obtained by an anionic polymerization method.
The polymer chain bonded to the core part is preferably bonded to both ends of the core part. The polymer chains bonded to both ends of the core part may be the same or different from each other at both ends of the core part, and the effects of the present invention are particularly good. Is preferred.
The polymer chain constituting the arm part preferably includes a structural unit derived from a hydroxystyrene derivative (hereinafter referred to as structural unit (a1)).
Moreover, it is preferable that the polymer chain which comprises the said arm part contains the structural unit (henceforth a structural unit (a2)) containing an acid dissociable dissolution inhibiting group.

・構成単位(a1)
構成単位(a1)は、ヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位である。
本明細書および本特許請求の範囲において、「ヒドロキシスチレン誘導体」とは、ヒドロキシスチレン、およびヒドロキシスチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。
なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことである。
「ヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
構成単位(a1)の好適なものとしては、下記一般式(a1−1)で表される構成単位が例示できる。
・ Structural unit (a1)
The structural unit (a1) is a structural unit derived from a hydroxystyrene derivative.
In the present specification and claims, the term “hydroxystyrene derivative” refers to hydroxystyrene and those in which the hydrogen atom at the α-position of hydroxystyrene is substituted with another substituent such as an alkyl group or a halogenated alkyl group. As well as their derivatives.
The α-position (α-position carbon atom) is a carbon atom to which a benzene ring is bonded unless otherwise specified.
“A structural unit derived from a hydroxystyrene derivative” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of a hydroxystyrene derivative.
As a suitable thing of a structural unit (a1), the structural unit represented by the following general formula (a1-1) can be illustrated.

Figure 2008250157
[式(a1−1)中、Rは水素原子、低級アルキル基、またはハロゲン化低級アルキル基であり;R11は低級アルキル基であり;pは1〜3の整数であり;qは0〜2の整数である。]
Figure 2008250157
[In Formula (a1-1), R is a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a halogenated lower alkyl group; R 11 is a lower alkyl group; p is an integer of 1 to 3; It is an integer of 2. ]

前記一般式(a1−1)中、Rの低級アルキル基は、炭素数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直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられ、これらの中でもメチル基が好ましい。
Rのハロゲン化低級アルキル基は、前記低級アルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)で置換された基であり、なかでもフッ素化低級アルキル基が好ましく、特に、水素原子の全部がフッ素原子で置換された基が好ましい。フッ素化低級アルキル基として具体的には、トリフルオロメチル基、ヘキサフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基等が挙げられる。
Rとしては、水素原子または低級アルキル基が好ましく、水素原子またはメチル基が特に好ましい。
In the general formula (a1-1), the lower alkyl group of R is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, Examples thereof include linear or branched alkyl groups such as isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, and neopentyl group, and among these, a methyl group is preferable.
The halogenated lower alkyl group of R is a group in which part or all of the hydrogen atoms of the lower alkyl group are substituted with halogen atoms (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.). A lower alkyl group is preferable, and a group in which all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms is particularly preferable. Specific examples of the fluorinated lower alkyl group include a trifluoromethyl group, a hexafluoroethyl group, a heptafluoropropyl group, and a nonafluorobutyl group.
R is preferably a hydrogen atom or a lower alkyl group, particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.

pは1〜3の整数であり、好ましくは1である。
水酸基の結合位置は、フェニル基のo−位、m−位、p−位のいずれでもよい。pが1である場合は、容易に入手可能で低価格であることからp−位が好ましい。pが2または3の場合は、任意の置換位置を組み合わせることができる。
p is an integer of 1 to 3, preferably 1.
The bonding position of the hydroxyl group may be any of the o-position, m-position and p-position of the phenyl group. When p is 1, the p-position is preferred because it is readily available and inexpensive. When p is 2 or 3, arbitrary substitution positions can be combined.

qは0〜2の整数である。これらのうち、qは0または1であることが好ましく、特に工業上、0であることが好ましい。
11の低級アルキル基としては、Rの低級アルキル基と同様のものが挙げられる。
11の置換位置は、qが1である場合はo−位、m−位、p−位のいずれでもよい。qが2の場合は、任意の置換位置を組み合わせることができる。
q is an integer of 0-2. Among these, q is preferably 0 or 1, and is preferably 0 industrially.
As the lower alkyl group for R 11, the same as the lower alkyl group for R 11 can be exemplified.
When q is 1, the substitution position of R 11 may be any of the o-position, m-position, and p-position. When q is 2, arbitrary substitution positions can be combined.

構成単位(a1)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。
構成単位(a1)の割合は、アーム部であるポリマー鎖を構成する全構成単位の合計に対し、50〜90モル%であることが好ましく、55〜85モル%がより好ましく、60〜80モル%がさらに好ましい。該範囲内であると、適度なアルカリ溶解性が得られるとともに、他の構成単位とのバランスが良好である。
As the structural unit (a1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The proportion of the structural unit (a1) is preferably from 50 to 90 mol%, more preferably from 55 to 85 mol%, more preferably from 60 to 80 mol, based on the total of all structural units constituting the polymer chain as the arm portion. % Is more preferable. Within this range, moderate alkali solubility can be obtained and the balance with other structural units is good.

・構成単位(a2)
構成単位(a2)は、酸解離性溶解抑制基を含む構成単位である。
本明細書および本特許請求の範囲において、「酸解離性」とは、露光時に(B)成分から発生する酸の作用により、ポリマー(A1)のアーム部を構成するポリマー鎖から解離可能であることを意味する。
「溶解抑制基」とは、解離前はポリマー(A1)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、解離後はポリマー(A1)全体をアルカリ可溶性へ変化させる基であることを意味する。
構成単位(a2)における酸解離性溶解抑制基は、解離前はポリマー(A1)全体をアルカリ現像液に対して難溶とするアルカリ溶解抑制性を有するとともに、酸の作用により解離して、このポリマー(A1)全体のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させるものであり、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂の酸解離性溶解抑制基として提案されているものを使用することができる。一般的には、(メタ)アクリル酸等におけるカルボキシ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;アルコキシアルキル基等のアセタール型酸解離性溶解抑制基などが広く知られている。
なお、「(メタ)アクリル酸」とは、カルボニル基が結合している炭素原子に水素原子が結合したアクリル酸と、カルボニル基が結合している炭素原子にメチル基が結合したメタクリル酸の一方あるいは両方を意味する。
・ Structural unit (a2)
The structural unit (a2) is a structural unit containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group.
In the present specification and claims, “acid dissociation” means dissociation from the polymer chain constituting the arm portion of the polymer (A1) by the action of an acid generated from the component (B) during exposure. Means that.
The “dissolution-inhibiting group” means a group that has an alkali dissolution inhibiting property that renders the entire polymer (A1) insoluble in alkali before dissociation and changes the entire polymer (A1) to alkali-soluble after dissociation. .
The acid dissociable, dissolution inhibiting group in the structural unit (a2) has an alkali dissolution inhibiting property that makes the entire polymer (A1) insoluble in an alkali developer before dissociation, and dissociates by the action of an acid. The solubility of the polymer (A1) as a whole in an alkaline developer is increased, and those proposed so far as acid dissociable, dissolution inhibiting groups for base resins for chemically amplified resists can be used. Generally, a group that forms a cyclic or chain tertiary alkyl ester with a carboxy group in (meth) acrylic acid or the like; an acetal-type acid dissociable, dissolution inhibiting group such as an alkoxyalkyl group is widely known. .
“(Meth) acrylic acid” means either acrylic acid in which a hydrogen atom is bonded to a carbon atom to which a carbonyl group is bonded, or methacrylic acid in which a methyl group is bonded to a carbon atom to which a carbonyl group is bonded. Or both.

ここで、「第3級アルキルエステル」とは、(メタ)アクリル酸等におけるカルボキシ基の水素原子が、鎖状または環状のアルキル基で置換されることによりエステルを形成しており、そのカルボニルオキシ基(−C(O)−O−)の末端の酸素原子に、前記鎖状または環状のアルキル基の第3級炭素原子が結合している構造を示す。この第3級アルキルエステルにおいては、酸が作用すると、酸素原子と第3級炭素原子との間で結合が切断される。
なお、前記鎖状または環状のアルキル基は、置換基を有していてもよい。
以下、カルボキシ基と第3級アルキルエステルを構成することにより、酸解離性となっている基を、便宜上、「第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基」という。
第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基としては、脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基、脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基が挙げられる。
Here, the “tertiary alkyl ester” is an ester formed by replacing the hydrogen atom of a carboxy group in (meth) acrylic acid or the like with a chain or cyclic alkyl group, and the carbonyloxy A structure in which the tertiary carbon atom of the chain or cyclic alkyl group is bonded to the oxygen atom at the terminal of the group (—C (O) —O—). In this tertiary alkyl ester, when an acid acts, a bond is cut between an oxygen atom and a tertiary carbon atom.
The chain or cyclic alkyl group may have a substituent.
Hereinafter, a group that is acid dissociable by constituting a carboxy group and a tertiary alkyl ester is referred to as a “tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group” for convenience.
Examples of the tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group include an aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group and an acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group.

本明細書における「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。
「脂肪族分岐鎖状」とは、芳香族性を持たない分岐鎖状の構造を有することを示す。
「脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基」の構造は、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。
脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基としては、炭素数4〜8の第3級アルキル基が好ましく、具体的にはtert−ブチル基、tert−ペンチル基、tert−ヘプチル基等が挙げられる。
The term “aliphatic” in the present specification is a relative concept with respect to aromatics, and is defined to mean groups, compounds, etc. that do not have aromaticity.
“Aliphatic branched” means having a branched structure having no aromaticity.
The structure of the “aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group” is not limited to a group consisting of carbon and hydrogen (hydrocarbon group), but is preferably a hydrocarbon group.
The “hydrocarbon group” may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated.
As the aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group, a tertiary alkyl group having 4 to 8 carbon atoms is preferable, and specific examples include a tert-butyl group, a tert-pentyl group, and a tert-heptyl group. .

「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であることを示す。
構成単位(a2)における「脂肪族環式基」は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5の低級アルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
「脂肪族環式基」の置換基を除いた基本の環の構造は、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。「脂肪族環式基」は、多環式基であることが好ましい。
脂肪族環式基としては、たとえば、低級アルキル基、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、テトラシクロアル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。より具体的には、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個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基としては、たとえば環状のアルキル基の環骨格上に第3級炭素原子を有する基を挙げることができ、具体的には、2−メチル−2−アダマンチル基、2−エチル−2−アダマンチル基等が挙げられる。あるいは、下記一般式(a2”)で示す構成単位において、カルボニルオキシ基(−C(O)−O−)の酸素原子に結合した基の様に、アダマンチル基等の脂肪族環式基と、これに結合する、第3級炭素原子を有する分岐鎖状アルキレン基とを有する基が挙げられる。
The “aliphatic cyclic group” means a monocyclic group or a polycyclic group having no aromaticity.
The “aliphatic cyclic group” in the structural unit (a2) may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, an oxygen atom (= O), and the like.
The basic ring structure excluding the substituent of the “aliphatic cyclic group” is not limited to a group consisting of carbon and hydrogen (hydrocarbon group), but is preferably a hydrocarbon group.
The “hydrocarbon group” may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated. The “aliphatic cyclic group” is preferably a polycyclic group.
Examples of the aliphatic cyclic group include monocycloalkanes, bicycloalkanes, tricycloalkanes, tetracycloalkanes that may or may not be substituted with a lower alkyl group, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. And groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane. More specific examples include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. .
Examples of the acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group include a group having a tertiary carbon atom on the ring skeleton of a cyclic alkyl group. Specifically, 2-methyl- 2-adamantyl group, 2-ethyl-2-adamantyl group and the like can be mentioned. Alternatively, in a structural unit represented by the following general formula (a2 ″), an aliphatic cyclic group such as an adamantyl group, such as a group bonded to an oxygen atom of a carbonyloxy group (—C (O) —O—); And a group having a branched alkylene group having a tertiary carbon atom bonded thereto.

Figure 2008250157
[式(a2”)中、Rは上記と同じであり、R15、R16はアルキル基(直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよく、好ましくは炭素数1〜5である。)を示す。]
Figure 2008250157
[In the formula (a2 ″), R is the same as described above, and R 15 and R 16 represent an alkyl group (which may be linear or branched, and preferably has 1 to 5 carbon atoms). .]

「アセタール型酸解離性溶解抑制基」は、一般的に、カルボキシ基、水酸基等のアルカリ可溶性基末端の水素原子と置換して酸素原子と結合している。そして、露光により酸が発生すると、この酸が作用して、アセタール型酸解離性溶解抑制基と、当該アセタール型酸解離性溶解抑制基が結合した酸素原子との間で結合が切断される。
アセタール型酸解離性溶解抑制基としては、たとえば、下記一般式(p1)で表される基が挙げられる。
The “acetal-type acid dissociable, dissolution inhibiting group” is generally bonded to an oxygen atom by substituting a hydrogen atom at the terminal of an alkali-soluble group such as a carboxy group or a hydroxyl group. When an acid is generated by exposure, the acid acts to break the bond between the acetal acid dissociable, dissolution inhibiting group and the oxygen atom to which the acetal acid dissociable, dissolution inhibiting group is bonded.
Examples of the acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group include a group represented by the following general formula (p1).

Figure 2008250157
[式(p1)中、R’,R’はそれぞれ独立して水素原子または低級アルキル基を表し、nは0〜3の整数を表し、Wは低級アルキル基または脂肪族環式基を表す。]
Figure 2008250157
[In formula (p1), R 1 ′ and R 2 ′ each independently represents a hydrogen atom or a lower alkyl group, n represents an integer of 0 to 3, and W represents a lower alkyl group or an aliphatic cyclic group. To express. ]

上記式中、nは0〜3の整数を表し、0〜2の整数であることが好ましく、0または1がより好ましく、0が最も好ましい。
’,R’の低級アルキル基としては、上記Rの低級アルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
本発明においては、R’,R’のうち少なくとも1つが水素原子であることが好ましい。すなわち、酸解離性溶解抑制基(p1)が、下記一般式(p1−1)で表されるアセタール型酸解離性溶解抑制基であることが好ましい。
In the above formula, n represents an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and most preferably 0.
Examples of the lower alkyl group for R 1 ′ and R 2 ′ include the same lower alkyl groups as those described above for R. A methyl group or an ethyl group is preferable, and a methyl group is most preferable.
In the present invention, it is preferable that at least one of R 1 ′ and R 2 ′ is a hydrogen atom. That is, the acid dissociable, dissolution inhibiting group (p1) is preferably an acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group represented by the following general formula (p1-1).

Figure 2008250157
[式(p1−1)中、R’、n、Wはそれぞれ上記と同様である。]
Figure 2008250157
[In formula (p1-1), R 1 ′, n and W are the same as defined above. ]

Wの低級アルキル基としては、上記Rの低級アルキル基と同様のものが挙げられる。
Wの脂肪族環式基としては、従来ArFレジスト等において多数提案されている単環又は多環式の脂肪族環式基の中から適宜選択して用いることができ、たとえば上記「脂肪族環式基」と同様のものが例示できる。
Examples of the lower alkyl group for W include the same lower alkyl groups as those described above for R.
The aliphatic cyclic group for W can be appropriately selected from monocyclic or polycyclic aliphatic cyclic groups that have been proposed in a number of conventional ArF resists. For example, the above “aliphatic ring” Examples thereof are the same as those in the formula group.

前記一般式(p1−1)で表されるアセタール型酸解離性溶解抑制基の好適なものとしては、たとえば、下記式(11)〜(22)で表されるものが挙げられる。   Preferable examples of the acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group represented by the general formula (p1-1) include those represented by the following formulas (11) to (22).

Figure 2008250157
Figure 2008250157

また、アセタール型酸解離性溶解抑制基としては、下記一般式(p2)で示される基も挙げられる。   Examples of the acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group also include a group represented by the following general formula (p2).

Figure 2008250157
[式(p2)中、R17、R18はそれぞれ独立して直鎖状または分岐鎖状のアルキル基または水素原子であり、R19は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基である。または、R17およびR19がそれぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であって、R17の末端とR19の末端とが結合して環を形成していてもよい。]
Figure 2008250157
[In Formula (p2), R 17 and R 18 are each independently a linear or branched alkyl group or a hydrogen atom, and R 19 is a linear, branched or cyclic alkyl group. . Alternatively, R 17 and R 19 may be each independently a linear or branched alkylene group, and the end of R 17 and the end of R 19 may be bonded to form a ring. ]

17、R18において、アルキル基の炭素数は好ましくは1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよく、エチル基、メチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。特にR17、R18の一方が水素原子で、他方がメチル基であることが好ましい。
19は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基であり、炭素数は好ましくは1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれでもよい。
19が直鎖状、分岐鎖状の場合は炭素数1〜5であることが好ましく、エチル基、メチル基がさらに好ましく、特にエチル基が最も好ましい。
19が環状の場合は炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。具体的には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、テトラシクロアル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個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。中でもアダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。
また、上記式においては、R17及びR19がそれぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基(好ましくは炭素数1〜5のアルキレン基)であってR19の末端とR17の末端とが結合していてもよい。
この場合、R17とR19と、R19が結合した酸素原子と、該酸素原子およびR17が結合した炭素原子とにより環式基が形成されている。該環式基としては、4〜7員環が好ましく、4〜6員環がより好ましい。該環式基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。
In R 17 and R 18 , the alkyl group preferably has 1 to 15 carbon atoms, may be linear or branched, and is preferably an ethyl group or a methyl group, and most preferably a methyl group. In particular, it is preferable that one of R 17 and R 18 is a hydrogen atom and the other is a methyl group.
R 19 is a linear, branched or cyclic alkyl group, preferably having 1 to 15 carbon atoms, and may be any of linear, branched or cyclic.
When R 19 is linear or branched, it preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably an ethyl group or a methyl group, and most preferably an ethyl group.
When R 19 is cyclic, it preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, one or more polycycloalkanes such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane, which may or may not be substituted with a fluorine atom or a fluorinated alkyl group, are included. Examples include groups excluding hydrogen atoms. Specific examples thereof include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among them, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane is preferable.
In the above formula, R 17 and R 19 are each independently a linear or branched alkylene group (preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms), and the end of R 19 and the end of R 17 And may be combined.
In this case, a cyclic group is formed by R 17 , R 19 , the oxygen atom to which R 19 is bonded, and the carbon atom to which the oxygen atom and R 17 are bonded. The cyclic group is preferably a 4-7 membered ring, and more preferably a 4-6 membered ring. Specific examples of the cyclic group include a tetrahydropyranyl group and a tetrahydrofuranyl group.

構成単位(a2)の好適なものとしては、下記一般式(a2−1)で表される構成単位、酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位などが例示できる。   As a suitable thing of a structural unit (a2), the structural unit represented by the structural unit represented by the following general formula (a2-1), the acrylate ester containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group, etc. can be illustrated.

Figure 2008250157
[式(a2−1)中、R、R11、q、R’、n及びWはそれぞれ上記と同様である。]
Figure 2008250157
[In formula (a2-1), R, R 11 , q, R 1 ′, n and W are the same as defined above. ]

前記一般式(a2−1)中、「−O−CHR’−O−(CH−W」の結合位置は、フェニル基のo−位、m−位、p−位のいずれでもよく、本発明の効果が良好であることから、p−位が最も好ましい。 In the general formula (a2-1), the bonding position of “—O—CHR 1 ′ —O— (CH 2 ) n —W” may be any of the o-position, m-position, and p-position of the phenyl group. The p-position is most preferred because the effects of the present invention are good.

酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位として、より具体的には、下記一般式(a2−11)〜(a2−14)で表される構成単位が挙げられる。   More specific examples of the structural unit derived from an acrylate ester containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group include structural units represented by the following general formulas (a2-11) to (a2-14).

Figure 2008250157
[式中、X’は第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基を表し;mは0または1を表し;R、R’、R’、n及びWはそれぞれ上記と同様である。]
Figure 2008250157
[Wherein, X ′ represents a tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group; m represents 0 or 1; R, R 1 ′, R 2 ′, n and W are the same as defined above. . ]

前記式中、X’は、上述した第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基と同様のものである。   In the above formula, X ′ is the same as the above-described tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group.

上記のなかでも、構成単位(a2)としては、前記一般式(a2−1)で表される構成単位が特に好ましい。
構成単位(a2)の好適な具体例を以下に挙げる。
Among the above, as the structural unit (a2), a structural unit represented by the general formula (a2-1) is particularly preferable.
Specific examples of the structural unit (a2) are shown below.

Figure 2008250157
Figure 2008250157

構成単位(a2)としては、上記のなかでも、本発明の効果が良好なことから、化学式(a2−1−1)〜化学式(a2−1−4)から選択される少なくとも1種が好ましく、化学式(a2−1−1)または化学式(a2−1−2)が最も好ましい。   As the structural unit (a2), among the above, at least one selected from the chemical formula (a2-1-1) to the chemical formula (a2-1-4) is preferable because the effects of the present invention are favorable. The chemical formula (a2-1-1) or the chemical formula (a2-1-2) is most preferable.

構成単位(a2)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。
構成単位(a2)の割合は、アーム部であるポリマー鎖を構成する全構成単位の合計に対し、5〜50モル%が好ましく、10〜40モル%がより好ましく、15〜35モル%がさらに好ましい。該範囲の下限以上であると、ポジ型レジスト組成物とした際にパターンを得ることができ、上限以下であると、他の構成単位とのバランスが良好である。
As the structural unit (a2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The proportion of the structural unit (a2) is preferably from 5 to 50 mol%, more preferably from 10 to 40 mol%, further preferably from 15 to 35 mol%, based on the total of all the structural units constituting the polymer chain as the arm portion. preferable. When it is at least the lower limit of the range, a pattern can be obtained when it is a positive resist composition, and when it is at most the upper limit, the balance with other structural units is good.

構成単位(a2)は、酸解離性溶解抑制基を含むモノマーから誘導される構成単位であってもよく、たとえばp−ヒドロキシスチレン(PHS)セグメントをアーム部の主骨格とするアルケニルフェノール形ポリマーを製造した後、該フェノール部に酸解離性溶解抑制基を導入してなる構成単位であってもよい。   The structural unit (a2) may be a structural unit derived from a monomer containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group. For example, an alkenylphenol-type polymer having a p-hydroxystyrene (PHS) segment as a main skeleton of an arm part may be used. After the production, a structural unit obtained by introducing an acid dissociable, dissolution inhibiting group into the phenol part may be used.

・その他の構成単位
ポリマー(A1)のアーム部を構成するポリマー鎖は、前記構成単位(a1)、前記構成単位(a2)以外に、さらに、スチレンから誘導される構成単位(以下、構成単位(a4)という。)を含んでいてもよい。
たとえば、該アーム部を構成するポリマー鎖に構成単位(a4)を含ませると、アルカリ現像液に対する溶解性を調整することができる。また、ドライエッチング耐性が向上するため、好ましい。
本明細書において、「スチレン」とは、スチレンおよびスチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたものも含む概念とする。
「スチレンから誘導される構成単位」とは、スチレンのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。スチレンは、フェニル基の水素原子が炭素数1〜5のアルキル基等の置換基で置換されていてもよい。
構成単位(a4)の好適なものとしては、下記一般式(a4−1)で表される構成単位が例示できる。
-Other structural units In addition to the structural unit (a1) and the structural unit (a2), the polymer chain constituting the arm part of the polymer (A1) is further composed of structural units derived from styrene (hereinafter, structural units ( a4))) may be included.
For example, when the structural unit (a4) is included in the polymer chain constituting the arm portion, the solubility in an alkali developer can be adjusted. Moreover, since dry etching tolerance improves, it is preferable.
In this specification, “styrene” is a concept including styrene and those in which the α-position hydrogen atom of styrene is substituted with another substituent such as an alkyl group or a halogenated alkyl group.
“Structural unit derived from styrene” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of styrene. In styrene, the hydrogen atom of the phenyl group may be substituted with a substituent such as an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
As a suitable thing of a structural unit (a4), the structural unit represented by the following general formula (a4-1) can be illustrated.

Figure 2008250157
[式(a4−1)中、Rは前記と同じであり;R12は低級アルキル基であり;rは0〜3の整数である。]
Figure 2008250157
[In Formula (a4-1), R is the same as defined above; R 12 is a lower alkyl group; and r is an integer of 0 to 3. ]

前記一般式(a4−1)中、RおよびR12は、それぞれ上記式(a1−1)中のRおよびR11と同様である。
rは0〜3の整数であり、0または1であることが好ましく、工業上、0であることが特に好ましい。
rが1である場合、R12の置換位置は、フェニル基のo−位、m−位、p−位のいずれでもよい。rが2または3の場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。
In the general formula (a4-1), R and R 12 are the same as R and R 11 in the formula (a1-1), respectively.
r is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and industrially particularly preferably 0.
When r is 1, the substitution position of R 12 may be any of the o-position, m-position and p-position of the phenyl group. When r is 2 or 3, arbitrary substitution positions can be combined.

構成単位(a4)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。
ポリマー(A1)のアーム部が構成単位(a4)を含む場合、構成単位(a4)の割合は、アーム部であるポリマー鎖を構成する全構成単位の合計に対し、1〜20モル%が好ましく、3〜15モル%がより好ましく、5〜15モル%がさらに好ましい。該範囲の下限以上であると、構成単位(a4)を有することによる効果が高く、上限以下であると、他の構成単位とのバランスも良好である。
As the structural unit (a4), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the arm part of the polymer (A1) includes the structural unit (a4), the proportion of the structural unit (a4) is preferably 1 to 20 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the polymer chain as the arm part. 3 to 15 mol% is more preferable, and 5 to 15 mol% is more preferable. The effect by having a structural unit (a4) is high as it is more than the lower limit of this range, and the balance with another structural unit is also favorable as it is below an upper limit.

また、ポリマー(A1)のアーム部は、その他の構成単位としてラクトン含有環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位、酸非解離性の脂肪族多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位など、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用等のレジスト用樹脂に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
なお、本明細書において、「アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「アクリル酸エステル」は、α位の炭素原子に水素原子が結合しているアクリル酸エステルのほか、α位の炭素原子に置換基(水素原子以外の原子または基)が結合しているものも含む概念とする。置換基としては、低級アルキル基、ハロゲン化低級アルキル基等が挙げられる。
なお、アクリル酸エステルから誘導される構成単位のα位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、カルボニル基が結合している炭素原子のことである。
アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基としての低級アルキル基として、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鎖状のアルキル基が挙げられる。
本発明において、アクリル酸エステルのα位に結合しているのは、水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であることが好ましく、水素原子、低級アルキル基またはフッ素化低級アルキル基であることがより好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基であることが最も好ましい。
Further, the arm part of the polymer (A1) is derived from a structural unit derived from an acrylate ester containing a lactone-containing cyclic group as another structural unit, or an acrylate ester containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group. Conventionally known as a structural unit, a structural unit derived from an acrylate ester containing an acid non-dissociable aliphatic polycyclic group, and the like used for resist resins for ArF excimer laser, KrF excimer laser, etc. Many are available.
In the present specification, “structural unit derived from an acrylate ester” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of an acrylate ester.
“Acrylic acid esters” include those in which a hydrogen atom is bonded to the carbon atom at the α-position, and those in which a substituent (atom or group other than a hydrogen atom) is bonded to the carbon atom in the α-position. Include concepts. Examples of the substituent include a lower alkyl group and a halogenated lower alkyl group.
The α-position (α-position carbon atom) of a structural unit derived from an acrylate ester is a carbon atom to which a carbonyl group is bonded unless otherwise specified.
In the acrylate ester, as the lower alkyl group as a substituent at the α-position, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, Examples include lower linear or branched alkyl groups such as isopentyl group and neopentyl group.
In the present invention, the α-position of the acrylate ester is preferably a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, and is a hydrogen atom, a lower alkyl group or a fluorinated lower alkyl group. In view of industrial availability, a hydrogen atom or a methyl group is most preferable.

本発明において、ポリマー(A1)のアーム部は、前記構成単位(a1)及び/又は前記構成単位(a2)を含むポリマー鎖からなるものが好ましい。かかるアーム部(ポリマー鎖)としては、たとえば、構成単位(a1)と(a2)とを含むもの、構成単位(a1)、(a2)および(a4)を含むもの等が例示できる。
かかるアーム部としては、特に下記一般式(a−11)に示される2種の構成単位を含むものが好ましい。
In the present invention, the arm part of the polymer (A1) is preferably composed of a polymer chain containing the structural unit (a1) and / or the structural unit (a2). Examples of the arm part (polymer chain) include those containing the structural units (a1) and (a2), those containing the structural units (a1), (a2) and (a4).
As this arm part, what contains the 2 types of structural unit shown by the following general formula (a-11) especially is preferable.

Figure 2008250157
[式中、Rは前記と同じであり;nは0または1である。]
Figure 2008250157
[Wherein, R is as defined above; n 1 is 0 or 1; ]

式(a−11)中、Rは、水素原子またはメチル基が好ましい。
アダマンタンと−CH−O−(CHn1−との結合位置は、アダマンタンの1位又は2位であることが好ましい。
は、0が特に好ましい。
In formula (a-11), R is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
The bonding position between adamantane and —CH 2 —O— (CH 2 ) n1 — is preferably the 1- or 2-position of adamantane.
n 1 is particularly preferably 0.

(ポリマー(A1)の製造方法)
ポリマー(A1)の製造方法としては、特に限定されるものではなく、たとえば、上記一般式(1)で表されるコア部を提供する原料としてアニオン重合用カップリング剤を使用し、該アニオン重合用カップリング剤と、アーム部を提供するアニオン重合法により得られるポリマー(以下、ポリマー(a)という。)とを反応させてポリマー(A1’)を合成し、該ポリマー(A1’)におけるフェノール性ヒドロキシ基等を保護する保護基の全部または一部を脱離させ、好ましくは酸解離性溶解抑制基などを導入して、ポリマー(A1)を製造する方法が挙げられる。
かかる方法であれば、各反応の制御が容易であり、ポリマー(A1)の構造がコントロールしやすいため、好ましい。
以下、ポリマー(A1)の製造方法について詳細に説明する。
(Production method of polymer (A1))
The method for producing the polymer (A1) is not particularly limited. For example, an anionic polymerization coupling agent is used as a raw material for providing the core represented by the general formula (1), and the anionic polymerization is performed. The polymer (A1 ′) is synthesized by reacting the coupling agent for use with the polymer (hereinafter referred to as polymer (a)) obtained by the anionic polymerization method providing the arm portion, and the phenol in the polymer (A1 ′) And a method for producing the polymer (A1) by removing all or a part of the protecting groups for protecting the neutral hydroxy group and the like, and preferably introducing an acid dissociable, dissolution inhibiting group.
Such a method is preferable because each reaction can be easily controlled and the structure of the polymer (A1) can be easily controlled.
Hereinafter, the manufacturing method of a polymer (A1) is demonstrated in detail.

本発明においては、上記一般式(1)で表されるコア部を提供する原料としてアニオン重合用カップリング剤を使用することが好ましい。
アニオン重合用カップリング剤として具体的には、アーム部を提供するポリマー(a)との反応が良好であり、ポリマー(A1)を容易に製造できることから、下記一般式(1’)で表される化合物が挙げられる。
In the present invention, it is preferable to use a coupling agent for anionic polymerization as a raw material for providing the core represented by the general formula (1).
Specifically, as the coupling agent for anionic polymerization, the reaction with the polymer (a) providing the arm part is good, and the polymer (A1) can be easily produced. Compounds.

Figure 2008250157
[式(1’)中、X、Y、及びY’はそれぞれ上記と同様であり;Z及びZ’はそれぞれ独立してハロゲン原子又は下記一般式(3)で表されるエポキシ基を表す。]
Figure 2008250157
[In the formula (1 ′), X, Y and Y ′ are the same as defined above; Z and Z ′ each independently represent a halogen atom or an epoxy group represented by the following general formula (3). ]

Figure 2008250157
[式(3)中、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表す。]
Figure 2008250157
[In Formula (3), R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. ]

前記一般式(1’)中、X、Y、及びY’は、上記一般式(1)におけるX、Y、及びY’とそれぞれ同様のものが挙げられる。
Z及びZ’は、それぞれ独立してハロゲン原子又は前記一般式(3)で表されるエポキシ基を表す。該ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、塩素原子、臭素原子が好ましく、臭素原子が最も好ましい。
本発明においては、前記一般式(1’)におけるZ及び/又はZ’が塩素原子である場合、それに結合するY及び/又はY’はメチレン基であることが好ましい。
また、前記一般式(1’)におけるZ及び/又はZ’が臭素原子である場合、それに結合するY及び/又はY’は炭素原子数1〜4のアルキレン基であることが好ましく、炭素原子数2のアルキレン基(エチレン基)であることが特に好ましい。
前記一般式(3)中、R、R、及びRは、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を表す。
In the general formula (1 ′), examples of X, Y, and Y ′ are the same as X, Y, and Y ′ in the general formula (1).
Z and Z ′ each independently represent a halogen atom or an epoxy group represented by the general formula (3). Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. A chlorine atom and a bromine atom are preferable, and a bromine atom is most preferable.
In the present invention, when Z and / or Z ′ in the general formula (1 ′) is a chlorine atom, Y and / or Y ′ bonded thereto is preferably a methylene group.
In addition, when Z and / or Z ′ in the general formula (1 ′) is a bromine atom, Y and / or Y ′ bonded thereto is preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, The alkylene group (ethylene group) of the number 2 is particularly preferable.
In the general formula (3), R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.

前記一般式(1’)で表されるアニオン重合用カップリング剤としては、たとえば下記一般式(1’−1)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the coupling agent for anionic polymerization represented by the general formula (1 ′) include compounds represented by the following general formula (1′-1).

Figure 2008250157
[式(1’−1)中、Y、Y’、Z、及びZ’はそれぞれ上記と同じである。]
Figure 2008250157
[In Formula (1′-1), Y, Y ′, Z, and Z ′ are the same as described above. ]

具体的には、下記化学式(1’−1−1)で表される化合物が挙げられる。   Specifically, a compound represented by the following chemical formula (1'-1-1) can be given.

Figure 2008250157
Figure 2008250157

前記一般式(1’)で表されるアニオン重合用カップリング剤の製造方法としては、特に限定されるものではなく、たとえば、パラホルムアルデヒドとハロゲン置換アルコールとの反応によって、上記一般式(4)で表される結合基を有するアニオン重合用カップリング剤を製造することができる。   The method for producing the coupling agent for anionic polymerization represented by the general formula (1 ′) is not particularly limited. For example, the above general formula (4) is obtained by reacting paraformaldehyde with a halogen-substituted alcohol. The coupling agent for anionic polymerization which has a coupling group represented by this can be manufactured.

アーム部を提供するポリマー(a)は、たとえば、アニオン重合開始剤の存在下、前記構成単位(a1)を提供するモノマー(ヒドロキシスチレン誘導体化合物)と、所望によりさらにアニオン重合可能なその他の構成単位を提供するモノマーとをアニオン重合反応することにより得られる。   The polymer (a) that provides the arm portion is, for example, a monomer (hydroxystyrene derivative compound) that provides the structural unit (a1) in the presence of an anionic polymerization initiator, and other structural units that can be further anionically polymerized if desired. It is obtained by anionic polymerization reaction with a monomer that provides

アニオン重合開始剤としては、アルカリ金属原子又は有機アルカリ金属化合物を例示することができる。
アルカリ金属原子としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム等を例示することができる。
有機アルカリ金属化合物としては、上記アルカリ金属原子のアルキル化物、アリル化物、アリール化物等を例示することができ、具体的には、エチルリチウム、n−ブチルリチウム、s−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、エチルナトリウム、リチウムビフェニル、リチウムナフタレン、リチウムトリフェニル、ナトリウムナフタレン、α−メチルスチレンナトリウムジアニオン、1,1−ジフェニルヘキシルリチウム、1,1−ジフェニル−3−メチルペンチルリチウム等を例示することができる。
As an anionic polymerization initiator, an alkali metal atom or an organic alkali metal compound can be exemplified.
Examples of the alkali metal atom include lithium, sodium, potassium, cesium and the like.
Examples of the organic alkali metal compound include alkylated products, allylated products, arylated products and the like of the above alkali metal atoms. Specific examples include ethyllithium, n-butyllithium, s-butyllithium, and t-butyllithium. , Ethyl sodium, lithium biphenyl, lithium naphthalene, lithium triphenyl, sodium naphthalene, α-methylstyrene sodium dianion, 1,1-diphenylhexyl lithium, 1,1-diphenyl-3-methylpentyl lithium, and the like. .

アーム部を提供するポリマー(a)を合成するアニオン重合法としては、モノマー溶液またはモノマー混合溶液中にアニオン重合開始剤を滴下する方法、アニオン重合開始剤を含む溶液にモノマー溶液またはモノマー混合溶液を滴下する方法のいずれの方法でも行うことができ、分子量及び分子量分布を制御することが容易なことから、アニオン重合開始剤を含む溶液にモノマー溶液またはモノマー混合溶液を滴下する方法が好ましい。
ポリマー(a)を合成するアニオン重合法は、通常、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下、有機溶媒中において、−100〜50℃の温度下で行うことが好ましく、−100〜40℃の温度下で行うことがより好ましい。
As an anionic polymerization method for synthesizing the polymer (a) that provides the arm part, a method of dropping an anionic polymerization initiator into a monomer solution or a monomer mixed solution, a monomer solution or a monomer mixed solution in a solution containing an anionic polymerization initiator, Since any of the dropping methods can be performed and the molecular weight and molecular weight distribution can be easily controlled, a method of dropping the monomer solution or the monomer mixed solution into the solution containing the anionic polymerization initiator is preferable.
The anionic polymerization method for synthesizing the polymer (a) is usually preferably performed in an organic solvent under an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon at a temperature of -100 to 50 ° C, and -100 to 40 ° C. It is more preferable to carry out under temperature.

ポリマー(a)を合成するアニオン重合法に用いられる有機溶媒としては、n−ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素類;シクロヘキサン、シクロペンタン等の脂環族炭化水素類;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン等のエーテル類の他、アニソール、ヘキサメチルホスホルアミド等のアニオン重合法において通常使用される有機溶媒が挙げられ、トルエン、n−ヘキサン、THFが好ましい。
これら有機溶媒は、一種単独で、又は二種以上の混合溶媒として使用することができる。
Examples of the organic solvent used in the anionic polymerization method for synthesizing the polymer (a) include aliphatic hydrocarbons such as n-hexane and n-heptane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and cyclopentane; benzene, toluene and the like In addition to ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran (THF) and dioxane, organic solvents usually used in anionic polymerization methods such as anisole and hexamethylphosphoramide are exemplified. Hexane and THF are preferred.
These organic solvents can be used singly or as a mixed solvent of two or more.

アーム部を提供するポリマー(a)が共重合体である場合、ランダム共重合体、部分ブロック共重合体、完全ブロック共重合体のいずれの重合形態であっても可能である。これらは、重合に用いるモノマーの添加方法を選択することにより、適宜合成することができる。   When the polymer (a) providing the arm part is a copolymer, any polymer form of a random copolymer, a partial block copolymer, and a complete block copolymer is possible. These can be appropriately synthesized by selecting a method for adding monomers used for polymerization.

アーム部を提供するポリマー(a)を、コア部を提供するアニオン重合用カップリング剤に連結させてポリマー(A1’)を合成する反応は、ポリマー(a)を合成するアニオン重合反応終了後、該重合反応液中ヘ、アニオン重合用カップリング剤を添加することにより行うことができる。
かかる反応は、通常、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で、有機溶媒中において−100〜50℃の温度下で行うことが好ましく、−70〜40℃の温度下で行うことがより好ましい。これにより、ポリマー(A1’)の構造が制御され、且つ分子量分布の狭い重合体を得ることができる。
また、かかるポリマー(A1’)の合成反応は、アーム部を提供するポリマー(a)を合成するアニオン重合反応に用いた有機溶媒中で連続して行うこともできる他、新たに溶媒を添加して組成を変更して、又は溶媒を別の溶媒に置換して行うこともできる。ここで使用可能な溶媒としては、アーム部を提供するポリマー(a)を合成するアニオン重合反応に用いられる有機溶媒と同様のものを用いることができる。
The reaction of synthesizing the polymer (A1 ′) by linking the polymer (a) that provides the arm part to the coupling agent for anionic polymerization that provides the core part is performed after the anionic polymerization reaction for synthesizing the polymer (a) is completed. It can carry out by adding the coupling agent for anionic polymerization to this polymerization reaction liquid.
Such a reaction is usually preferably carried out in an organic solvent at a temperature of −100 to 50 ° C., more preferably at a temperature of −70 to 40 ° C. in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. . Thereby, the polymer (A1 ′) structure is controlled, and a polymer having a narrow molecular weight distribution can be obtained.
In addition, the synthesis reaction of the polymer (A1 ′) can be continuously performed in the organic solvent used in the anionic polymerization reaction for synthesizing the polymer (a) that provides the arm part, and a new solvent is added. The composition may be changed or the solvent may be replaced with another solvent. As the solvent that can be used here, the same organic solvent used in the anionic polymerization reaction for synthesizing the polymer (a) that provides the arm portion can be used.

このようにして得られたポリマー(A1’)からフェノール性ヒドロキシ基等を保護する保護基を除去する反応は、前記重合反応で例示した溶媒の他、メタノール、エタノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)等のケトン類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等の多価アルコール誘導体類;もしくは水などの一種単独又は二種以上の混合溶媒の存在下、塩酸、硫酸、シュウ酸、塩化水素ガス、臭化水素酸、p−トルエンスルホン酸、1,1,1−トリフルオロ酢酸、LiHSO、NaHSO又はKHSOで示される重硫酸塩などの酸性試剤を触媒として、室温以上150℃以下の温度下で行われることが好ましい。この反応において、溶媒の種類と濃度、触媒の種類と添加量、および反応温度と反応時間を適当に組み合わせることにより、フェノール性ヒドロキシ基等を保護する保護基の全部または一部を除去することができる。 The reaction for removing the protecting group that protects the phenolic hydroxy group and the like from the polymer (A1 ′) thus obtained is carried out by using alcohols such as methanol and ethanol in addition to the solvents exemplified in the polymerization reaction; acetone and methyl ethyl ketone. , Ketones such as methyl isobutyl ketone (MIBK); polyhydric alcohol derivatives such as methyl cellosolve and ethyl cellosolve; or hydrochloric acid, sulfuric acid, oxalic acid, chloride in the presence of one or more mixed solvents such as water 150 ° C. or higher at room temperature or higher with an acidic reagent such as hydrogen gas, hydrobromic acid, p-toluenesulfonic acid, 1,1,1-trifluoroacetic acid, LiHSO 4 , NaHSO 4 or KHSO 4 as a catalyst. It is preferable to carry out under the following temperature. In this reaction, all or part of the protecting groups protecting the phenolic hydroxy group and the like can be removed by appropriately combining the type and concentration of the solvent, the type and addition amount of the catalyst, and the reaction temperature and reaction time. it can.

なお、ポリマー(A1)のアーム部に、アクリル酸エステルから誘導される構成単位が含まれる場合、当該構成単位のエステル基を加水分解することによりカルボキシ基に誘導することができる。
この加水分解は、当該技術分野において知られた方法で行うことができ、たとえば、上述の保護基を除去するための条件と同様の条件による酸加水分解により行うことができる。好ましくは、当該エステル基の加水分解は、フェノール性水酸基の除去と同時に行われる。このようにして得られるアクリル酸エステルから誘導される構成単位をアーム部に含むポリマー(A1)は、高いアルカリ溶解性を有するため、レジスト材料として特に好ましい。
In addition, when the structural unit induced | guided | derived from an acrylate ester is contained in the arm part of a polymer (A1), it can derive | lead to a carboxy group by hydrolyzing the ester group of the said structural unit.
This hydrolysis can be carried out by a method known in the art, and for example, can be carried out by acid hydrolysis under the same conditions as those for removing the above-mentioned protecting group. Preferably, the hydrolysis of the ester group is performed simultaneously with the removal of the phenolic hydroxyl group. The polymer (A1) containing a structural unit derived from an acrylate ester thus obtained in the arm part is particularly preferable as a resist material because it has high alkali solubility.

また、ポリマー(A1’)からフェノール性ヒドロキシ基等を保護する保護基を除去した後、上記構成単位(a2)の説明において例示した酸解離性溶解抑制基などの保護基を新たに導入してもよい。
かかる保護基は、公知の方法(たとえば、塩基性触媒下において、ハロゲン原子を有する保護基前駆体化合物を反応させる方法等)により導入することができる。
In addition, after removing a protecting group for protecting the phenolic hydroxy group and the like from the polymer (A1 ′), a protecting group such as an acid dissociable dissolution inhibiting group exemplified in the description of the structural unit (a2) is newly introduced. Also good.
Such a protecting group can be introduced by a known method (for example, a method of reacting a protecting group precursor compound having a halogen atom under a basic catalyst).

以上の製造方法により得られるポリマー(A1)は、特に精製することなく利用することができ、必要であれば精製して利用してもよい。
この精製は、当該技術分野において通常用いられる方法により行うことができ、たとえば、分別再沈法により行うことができる。分別再沈法においては、ポリマー溶解性の高い溶媒と低い溶媒との混合溶媒を用いて再沈を行うことが好ましく、たとえば、混合溶媒中でポリマー(A1)を加熱溶解し冷却する方法や、ポリマー溶解性の高い溶媒にポリマー(A1)を溶解した後にポリマー溶解性の低い溶媒を添加して該ポリマー(A1)を析出させることにより精製を行うことができる。
The polymer (A1) obtained by the above production method can be used without any particular purification, and may be used after purification if necessary.
This purification can be performed by a method usually used in the technical field, for example, by a fractional reprecipitation method. In the fractional reprecipitation method, it is preferable to perform reprecipitation using a mixed solvent of a polymer-soluble solvent and a low solvent. Purification can be performed by dissolving the polymer (A1) in a solvent having high polymer solubility and then adding the solvent having low polymer solubility to precipitate the polymer (A1).

ポリマー(A1)のMw/Mnは、1.01〜3.00が好ましく、1.01〜2.00がより好ましく、1.01〜1.50がさらに好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
ポリマー(A1)のMnは、1000〜1000000が好ましく、3000〜1000000がより好ましく、3500〜500000がさらに好ましい。該範囲であると、本発明の効果が向上する。
The Mw / Mn of the polymer (A1) is preferably from 1.01 to 3.00, more preferably from 1.01 to 2.00, and even more preferably from 1.01 to 1.50. If it is below the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and if it is above the lower limit of this range, dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape are good.
The Mn of the polymer (A1) is preferably 1000 to 1000000, more preferably 3000 to 1000000, and further preferably 3500 to 500000. The effect of this invention improves that it is this range.

(A)成分中、ポリマー(A1)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、ポリマー(A1)以外にも、ポジ型レジスト組成物用として知られている他の高分子化合物、たとえばヒドロキシスチレン樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂などを(A)成分として併用することも可能である。
ただし、(A)成分中におけるポリマー(A1)の割合は、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが特に好ましく、100質量%であることが最も好ましい。
本発明のポジ型レジスト組成物中、(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。
In the component (A), as the polymer (A1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In addition to the polymer (A1), other polymer compounds known for use in positive resist compositions, such as hydroxystyrene resin, novolak resin, acrylic resin, etc., can be used in combination as component (A). is there.
However, the proportion of the polymer (A1) in the component (A) is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, particularly preferably 80% by mass or more, and 100% by mass. % Is most preferred.
In the positive resist composition of the present invention, the content of the component (A) may be adjusted according to the resist film thickness to be formed.

<(B)成分>
(B)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酸発生剤として提案されているものを使用することができる。このような酸発生剤としては、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。
<(B) component>
The component (B) is not particularly limited, and those that have been proposed as acid generators for chemically amplified resists can be used. Examples of such acid generators include onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, and poly (bissulfonyl) diazomethanes. There are various known diazomethane acid generators, nitrobenzyl sulfonate acid generators, imino sulfonate acid generators, disulfone acid generators, and the like.

オニウム塩系酸発生剤として、例えば下記一般式(b−0)で表される酸発生剤を用いることができる。   As the onium salt acid generator, for example, an acid generator represented by the following general formula (b-0) can be used.

Figure 2008250157
Figure 2008250157

[式中、R51は、直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基、または直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のフッ素化アルキル基を表し;R52は、水素原子、水酸基、ハロゲン原子、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、直鎖状若しくは分岐鎖状のハロゲン化アルキル基、または直鎖状若しくは分岐鎖状のアルコキシ基であり;R53は置換基を有していてもよいアリール基であり;u”は1〜3の整数である。] [Wherein R 51 represents a linear, branched or cyclic alkyl group, or a linear, branched or cyclic fluorinated alkyl group; R 52 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or a halogen atom; A linear or branched alkyl group, a linear or branched alkyl halide group, or a linear or branched alkoxy group; R 53 may have a substituent. A good aryl group; u ″ is an integer from 1 to 3.]

一般式(b−0)において、R51は、直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基、または直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のフッ素化アルキル基を表す。
前記直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。
前記環状のアルキル基としては、炭素数4〜12であることが好ましく、炭素数5〜10であることがさらに好ましく、炭素数6〜10であることが最も好ましい。
前記フッ素化アルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。また、該フッ素化アルキル基のフッ素化率(該フッ素化アルキル基中のフッ素原子および水素原子の合計数に対するフッ素原子数の割合(%))は、好ましくは10〜100%、さらに好ましくは50〜100%であり、特に水素原子をすべてフッ素原子で置換したものが、酸の強度が強くなるので好ましい。
51としては、直鎖状のアルキル基またはフッ素化アルキル基であることが最も好ましい。
In the general formula (b-0), R 51 represents a linear, branched or cyclic alkyl group, or a linear, branched or cyclic fluorinated alkyl group.
The linear or branched alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms.
The cyclic alkyl group preferably has 4 to 12 carbon atoms, more preferably 5 to 10 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms.
The fluorinated alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms. The fluorination rate of the fluorinated alkyl group (ratio of the number of fluorine atoms to the total number of fluorine atoms and hydrogen atoms in the fluorinated alkyl group (%)) is preferably 10 to 100%, more preferably 50 In particular, the one in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms is preferable because the strength of the acid becomes strong.
R 51 is most preferably a linear alkyl group or a fluorinated alkyl group.

52は、水素原子、水酸基、ハロゲン原子、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、直鎖状若しくは分岐鎖状のハロゲン化アルキル基、または直鎖状若しくは分岐鎖状のアルコキシ基である。
52において、ハロゲン原子としては、フッ素原子、臭素原子、塩素原子、ヨウ素原子などが挙げられ、フッ素原子が好ましい。
52において、アルキル基は、直鎖状または分岐鎖状であり、その炭素数は好ましくは1〜5、特に1〜4、さらには1〜3であることが望ましい。
52において、ハロゲン化アルキル基は、アルキル基中の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基である。ここでのアルキル基は、前記R52における「アルキル基」と同様のものが挙げられる。置換するハロゲン原子としては上記「ハロゲン原子」について説明したものと同様のものが挙げられる。ハロゲン化アルキル基において、水素原子の全個数の50〜100%がハロゲン原子で置換されていることが望ましく、全て置換されていることがより好ましい。
52において、アルコキシ基としては、直鎖状または分岐鎖状であり、その炭素数は好ましくは1〜5、より好ましくは1〜4であり、特に好ましくは1〜3である。
52としては、これらの中でも水素原子が好ましい。
R 52 is a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, a linear or branched alkyl group, a linear or branched alkyl halide group, or a linear or branched alkoxy group.
In R 52 , examples of the halogen atom include a fluorine atom, a bromine atom, a chlorine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
In R 52 , the alkyl group is linear or branched, and the carbon number thereof is preferably 1 to 5, particularly 1 to 4, and more preferably 1 to 3.
In R 52 , the halogenated alkyl group is a group in which part or all of the hydrogen atoms in the alkyl group are substituted with halogen atoms. Examples of the alkyl group herein are the same as the “alkyl group” in R 52 . Examples of the halogen atom to be substituted include the same as those described above for the “halogen atom”. In the halogenated alkyl group, it is desirable that 50 to 100% of the total number of hydrogen atoms are substituted with halogen atoms, and it is more preferable that all are substituted.
In R 52 , the alkoxy group is linear or branched, and the carbon number thereof is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 4, and particularly preferably 1 to 3.
Among these, R 52 is preferably a hydrogen atom.

53は置換基を有していてもよいアリール基であり、置換基を除いた基本環(母体環)の構造としては、ナフチル基、フェニル基、アントリル(anthryl)基などが挙げられ、本発明の効果やArFエキシマレーザーなどの露光光の吸収の観点から、フェニル基が望ましい。
置換基としては、水酸基、低級アルキル基(直鎖状または分岐鎖状であり、その好ましい炭素数は5以下であり、特にメチル基が好ましい)などを挙げることができる。
53のアリール基としては、置換基を有しないものがより好ましい。
u”は1〜3の整数であり、2または3であることが好ましく、特に3であることが望ましい。
R 53 is an aryl group which may have a substituent, and examples of the structure of the basic ring (matrix ring) excluding the substituent include a naphthyl group, a phenyl group, an anthryl group, and the like. From the viewpoint of the effect of the invention and the absorption of exposure light such as ArF excimer laser, a phenyl group is desirable.
Examples of the substituent include a hydroxyl group and a lower alkyl group (straight or branched chain, preferably having 5 or less carbon atoms, particularly preferably a methyl group).
As the aryl group for R 53, an aryl group having no substituent is more preferable.
u ″ is an integer of 1 to 3, preferably 2 or 3, and particularly preferably 3.

一般式(b−0)で表される酸発生剤の好ましいものは以下の様なものを挙げることができる。   Preferable examples of the acid generator represented by the general formula (b-0) include the following.

Figure 2008250157
Figure 2008250157

一般式(b−0)で表される酸発生剤は1種または2種以上混合して用いることができる。   The acid generator represented by general formula (b-0) can be used alone or in combination of two or more.

また一般式(b−0)で表される酸発生剤の他のオニウム塩系酸発生剤として、例えば下記一般式(b−1)または(b−2)で表される化合物も好適に用いられる。   As other onium salt-based acid generators represented by the general formula (b-0), for example, compounds represented by the following general formula (b-1) or (b-2) are also preferably used. It is done.

Figure 2008250157
[式中、R”〜R”,R”〜R”は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表し;R”は、直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基またはフッ素化アルキル基を表し;R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表し、R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表す。]
Figure 2008250157
[Wherein R 1 ″ to R 3 ″ and R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group; R 4 ″ represents a linear, branched or cyclic alkyl group; Or represents a fluorinated alkyl group; at least one of R 1 ″ to R 3 ″ represents an aryl group, and at least one of R 5 ″ to R 6 ″ represents an aryl group.]

式(b−1)中、R”〜R”はそれぞれ独立にアリール基またはアルキル基を表す。R”〜R”のうち、少なくとも1つはアリール基を表す。R”〜R”のうち、2以上がアリール基であることが好ましく、R”〜R”のすべてがアリール基であることが最も好ましい。
”〜R”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、該アリール基は、その水素原子の一部または全部がアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、水酸基等で置換されていてもよく、されていなくてもよい。アリール基としては、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。具体的には、たとえばフェニル基、ナフチル基が挙げられる。
前記アリール基の水素原子が置換されていても良いアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていても良いアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていても良いハロゲン原子としては、フッ素原子であることが好ましい。
”〜R”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、分岐鎖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、R”〜R”は、それぞれ、フェニル基またはナフチル基であることが最も好ましい。
In formula (b-1), R 1 ″ to R 3 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group. At least one of R 1 ″ to R 3 ″ represents an aryl group. Of R 1 ″ to R 3 ″, two or more are preferably aryl groups, and most preferably all of R 1 ″ to R 3 ″ are aryl groups.
The aryl group for R 1 ″ to R 3 ″ is not particularly limited, and is, for example, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, in which part or all of the hydrogen atoms are alkyl groups, alkoxy groups It may or may not be substituted with a group, a halogen atom, a hydroxyl group or the like. The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms because it can be synthesized at a low cost. Specific examples include a phenyl group and a naphthyl group.
The alkyl group that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is a methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, or tert-butyl group. Is most preferred.
The alkoxy group that may be substituted with a hydrogen atom of the aryl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methoxy group or an ethoxy group.
The halogen atom that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably a fluorine atom.
The alkyl group for R 1 "~R 3", is not particularly limited, for example, linear C1-10, branched or cyclic alkyl group, and the like. 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, R 1 ″ to R 3 ″ are most preferably a phenyl group or a naphthyl group, respectively.

”は、直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基またはフッ素化アルキル基を表す。
前記直鎖状または分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。
前記環状のアルキル基としては、前記R”で示したような環式基であって、炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜10であることがさらに好ましく、炭素数6〜10であることが最も好ましい。
前記フッ素化アルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。また、該フッ素化アルキル基のフッ素化率(アルキル基中のフッ素原子の割合)は、好ましくは10〜100%、さらに好ましくは50〜100%であり、特に水素原子をすべてフッ素原子で置換したフッ素化アルキル基(パーフルオロアルキル基)が、酸の強度が強くなるので好ましい。
”としては、直鎖状もしくは環状のアルキル基、またはフッ素化アルキル基であることが最も好ましい。
R 4 ″ represents a linear, branched or cyclic alkyl group or a fluorinated alkyl group.
The linear or branched alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms.
The cyclic alkyl group is a cyclic group as indicated by R 1 ″ and preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and 6 carbon atoms. Most preferably, it is -10.
The fluorinated alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms. The fluorination rate of the fluorinated alkyl group (ratio of fluorine atoms in the alkyl group) is preferably 10 to 100%, more preferably 50 to 100%. Particularly, all the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. A fluorinated alkyl group (perfluoroalkyl group) is preferable because the strength of the acid is increased.
R 4 ″ is most preferably a linear or cyclic alkyl group or a fluorinated alkyl group.

式(b−2)中、R”〜R”はそれぞれ独立にアリール基またはアルキル基を表す。R”〜R”のうち、少なくとも1つはアリール基を表す。R”〜R”のすべてがアリール基であることが好ましい。
”〜R”のアリール基としては、R”〜R”のアリール基と同様のものが挙げられる。
”〜R”のアルキル基としては、R”〜R”のアルキル基と同様のものが挙げられる。
これらの中で、R”〜R”はすべてフェニル基であることが最も好ましい。
式(b−2)中のR”としては上記式(b−1)のR”と同様のものが挙げられる。
In formula (b-2), R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group. At least one of R 5 ″ to R 6 ″ represents an aryl group. It is preferable that all of R 5 ″ to R 6 ″ are aryl groups.
As the aryl group for R 5 ″ to R 6 ″, the same as the aryl groups for R 1 ″ to R 3 ″ can be used.
As the alkyl group for R 5 ″ to R 6 ″, the same as the alkyl groups for R 1 ″ to R 3 ″ can be used.
Among these, it is most preferable that all of R 5 ″ to R 6 ″ are phenyl groups.
"As R 4 in the formula (b-1)" R 4 in the In the formula (b-2) include the same as.

式(b−1)、(b−2)で表され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、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、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、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、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、(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、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、ジフェニル(1−(4−メトキシ)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、ジ(1−ナフチル)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などが挙げられる。また、これらのオニウム塩のアニオン部がメタンスルホネート、n−プロパンスルホネート、n−ブタンスルホネート、n−オクタンスルホネートに置き換えたオニウム塩も用いることができる。   Specific examples of the onium salt acid generators represented by the formulas (b-1) and (b-2) include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium. Trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, heptafluoropropanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, tri (4-methylphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, heptafluoropropanesulfonate or the same Nonafluorobutanesulfonate, dimethyl (4-hydroxynaphthyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptaful Lopropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of monophenyldimethylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of diphenylmonomethylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate (4-methylphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, (4-methoxyphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate , Trifluoromethanesulfonate of tri (4-tert-butyl) phenylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of diphenyl (1- (4-methoxy) naphthyl) sulfonium, its heptafluoropropane Sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, di (1-naphthyl) phenylsulfonium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate. In addition, onium salts in which the anion portion of these onium salts is replaced with methanesulfonate, n-propanesulfonate, n-butanesulfonate, or n-octanesulfonate can also be used.

また、前記一般式(b−1)又は(b−2)において、アニオン部を下記一般式(b−3)又は(b−4)で表されるアニオン部に置き換えたオニウム塩系酸発生剤も用いることができる(カチオン部は(b−1)又は(b−2)と同様)。   In addition, in the general formula (b-1) or (b-2), an onium salt-based acid generator in which the anion moiety is replaced with an anion moiety represented by the following general formula (b-3) or (b-4). Can also be used (the cation moiety is the same as (b-1) or (b-2)).

Figure 2008250157
[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;Y”、Z”は、それぞれ独立に、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1〜10のアルキル基を表す。]
Figure 2008250157
[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; Y ″ and Z ″ each independently represent at least one hydrogen atom as a fluorine atom; Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and substituted with

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鎖状のアルキレン基であり、該アルキレン基の炭素数は2〜6であり、好ましくは炭素数3〜5、最も好ましくは炭素数3である。
Y”、Z”は、それぞれ独立に、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鎖状のアルキル基であり、該アルキル基の炭素数は1〜10であり、好ましくは炭素数1〜7、より好ましくは炭素数1〜3である。
X”のアルキレン基の炭素数またはY”、Z”のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。
また、X”のアルキレン基またはY”、Z”のアルキル基において、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。該アルキレン基またはアルキル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、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またはパーフルオロアルキル基である。
X ″ is a linear or branched alkylene group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the alkylene group has 2 to 6 carbon atoms, preferably 3 to 5 carbon atoms, Most preferably, it has 3 carbon atoms.
Y ″ and Z ″ are each independently a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms, Has 1 to 7 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms.
The carbon number of the alkylene group of X ″ or the carbon number of the alkyl group of Y ″ and Z ″ is preferably as small as possible because the solubility in the resist solvent is good within the above carbon number range.
In addition, in the alkylene group of X ″ or the alkyl group of Y ″ and Z ″, the strength of the acid increases as the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms increases, and high-energy light or electron beam of 200 nm or less The ratio of fluorine atoms in the alkylene group or alkyl group, that is, the fluorination rate is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all. Are a perfluoroalkylene group or a perfluoroalkyl group in which a hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.

また、下記一般式(b−5)または(b−6)で表されるカチオン部を有するスルホニウム塩をオニウム塩系酸発生剤として用いることもできる。   Moreover, the sulfonium salt which has a cation part represented by the following general formula (b-5) or (b-6) can also be used as an onium salt type | system | group acid generator.

Figure 2008250157
[式中、R41〜R46はそれぞれ独立してアルキル基、アセチル基、アルコキシ基、カルボキシ基、水酸基またはヒドロキシアルキル基であり;n〜nはそれぞれ独立して0〜3の整数であり、nは0〜2の整数である。]
Figure 2008250157
[Wherein R 41 to R 46 are each independently an alkyl group, acetyl group, alkoxy group, carboxy group, hydroxyl group or hydroxyalkyl group; n 1 to n 5 are each independently an integer of 0 to 3; There, n 6 is an integer of 0-2. ]

41〜R46において、アルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、なかでも直鎖または分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基又はtert−ブチル基であることが特に好ましい。
アルコキシ基は、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、なかでも直鎖または分岐鎖状のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が特に好ましい。
ヒドロキシアルキル基は、上記アルキル基中の一個又は複数個の水素原子がヒドロキシ基に置換した基が好ましく、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基等が挙げられる。
41〜R46に付された符号n〜nが2以上の整数である場合、複数のR41〜R46はそれぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
は、好ましくは0〜2であり、より好ましくは0又は1であり、さらに好ましくは0である。
およびnは、好ましくはそれぞれ独立して0又は1であり、より好ましくは0である。
は、好ましくは0〜2であり、より好ましくは0又は1である。
は、好ましくは0又は1であり、より好ましくは0である。
は、好ましくは0又は1であり、より好ましくは1である。
In R 41 to R 46 , the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkyl group, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, n A butyl group or a tert-butyl group is particularly preferable.
The alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkoxy group, and particularly preferably a methoxy group or an ethoxy group.
The hydroxyalkyl group is preferably a group in which one or more hydrogen atoms in the alkyl group are substituted with a hydroxy group, and examples thereof include a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, and a hydroxypropyl group.
When the symbols n 1 to n 6 attached to R 41 to R 46 are integers of 2 or more, the plurality of R 41 to R 46 may be the same or different.
n 1 is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1, and still more preferably 0.
n 2 and n 3 are preferably each independently 0 or 1, more preferably 0.
n 4 is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1.
n 5 is preferably 0 or 1, more preferably 0.
n 6 is preferably 0 or 1, more preferably 1.

式(b−5)または式(b−6)で表されるカチオン部を有するスルホニウム塩のアニオン部は、特に限定されず、これまで提案されているオニウム塩系酸発生剤のアニオン部と同様のものであってよい。かかるアニオン部としては、たとえば上記一般式(b−0)で表されるオニウム塩系酸発生剤のアニオン部(R51SO )、上記一般式(b−1)または(b−2)で表されるオニウム塩系酸発生剤のアニオン部(R4”SO )等のフッ素化アルキルスルホン酸イオン;上記一般式(b−3)又は(b−4)で表されるアニオン部等が挙げられる。これらの中でも、フッ素化アルキルスルホン酸イオンが好ましく、炭素数1〜4のフッ素化アルキルスルホン酸イオンがより好ましく、炭素数1〜4の直鎖状のパーフルオロアルキルスルホン酸イオンが特に好ましい。具体例としては、トリフルオロメチルスルホン酸イオン、ヘプタフルオロ−n−プロピルスルホン酸イオン、ノナフルオロ−n−ブチルスルホン酸イオン等が挙げられる。 The anion part of the sulfonium salt having a cation part represented by formula (b-5) or formula (b-6) is not particularly limited, and is the same as the anion part of onium salt-based acid generators proposed so far. May be. Examples of the anion moiety include an anion moiety (R 51 SO 3 ) of the onium salt acid generator represented by the above general formula (b-0), the above general formula (b-1) or (b-2). Fluorinated alkyl sulfonate ions such as an anion moiety (R 4 ″ SO 3 ) of an onium salt acid generator represented by formula; an anion moiety represented by the above general formula (b-3) or (b-4) Among these, a fluorinated alkyl sulfonate ion is preferable, a fluorinated alkyl sulfonate ion having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, and a linear perfluoroalkyl sulfonate ion having 1 to 4 carbon atoms. Specific examples include trifluoromethyl sulfonate ion, heptafluoro-n-propyl sulfonate ion, nonafluoro-n-butyl sulfonate ion, and the like. I can get lost.

本明細書において、オキシムスルホネート系酸発生剤とは、下記一般式(B−1)で表される基を少なくとも1つ有する化合物であって、放射線の照射によって酸を発生する特性を有するものである。この様なオキシムスルホネート系酸発生剤は、化学増幅型レジスト組成物用として多用されているので、任意に選択して用いることができる。   In this specification, the oxime sulfonate acid generator is a compound having at least one group represented by the following general formula (B-1), and has a property of generating an acid upon irradiation with radiation. is there. Such oxime sulfonate-based acid generators are frequently used for chemically amplified resist compositions, and can be arbitrarily selected and used.

Figure 2008250157
[式(B−1)中、R31、R32はそれぞれ独立に有機基を表す。]
Figure 2008250157
[In formula (B-1), R 31 and R 32 each independently represents an organic group. ]

31、R32の有機基は、炭素原子を含む基であり、炭素原子以外の原子(たとえば水素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子等)等)を有していてもよい。
31の有機基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基またはアリール基が好ましい。これらのアルキル基、アリール基は置換基を有していても良い。該置換基としては、特に制限はなく、たとえばフッ素原子、炭素数1〜6の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基等が挙げられる。ここで、「置換基を有する」とは、アルキル基またはアリール基の水素原子の一部または全部が置換基で置換されていることを意味する。
アルキル基としては、炭素数1〜20が好ましく、炭素数1〜10がより好ましく、炭素数1〜8がさらに好ましく、炭素数1〜6が特に好ましく、炭素数1〜4が最も好ましい。アルキル基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアルキル基(以下、ハロゲン化アルキル基ということがある)が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味し、完全にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味する。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。すなわち、ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
アリール基は、炭素数4〜20が好ましく、炭素数4〜10がより好ましく、炭素数6〜10が最も好ましい。アリール基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアリール基が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味し、完全にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味する。
31としては、特に、置換基を有さない炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数1〜4のフッ素化アルキル基が好ましい。
The organic groups of R 31 and R 32 are groups containing carbon atoms, and atoms other than carbon atoms (for example, hydrogen atoms, oxygen atoms, nitrogen atoms, sulfur atoms, halogen atoms (fluorine atoms, chlorine atoms, etc.), etc.) You may have.
As the organic group for R 31, a linear, branched, or cyclic alkyl group or aryl group is preferable. These alkyl groups and aryl groups may have a substituent. There is no restriction | limiting in particular as this substituent, For example, a fluorine atom, a C1-C6 linear, branched or cyclic alkyl group etc. are mentioned. Here, “having a substituent” means that part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group or aryl group are substituted with a substituent.
As an alkyl group, C1-C20 is preferable, C1-C10 is more preferable, C1-C8 is more preferable, C1-C6 is especially preferable, and C1-C4 is the most preferable. As the alkyl group, a partially or completely halogenated alkyl group (hereinafter sometimes referred to as a halogenated alkyl group) is particularly preferable. The partially halogenated alkyl group means an alkyl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a halogen atom, and the fully halogenated alkyl group means that all of the hydrogen atoms are halogen atoms. Means an alkyl group substituted with Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable. That is, the halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group.
The aryl group preferably has 4 to 20 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms. As the aryl group, a partially or completely halogenated aryl group is particularly preferable. The partially halogenated aryl group means an aryl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a halogen atom, and the fully halogenated aryl group means that all of the hydrogen atoms are halogen atoms. Means an aryl group substituted with.
R 31 is particularly preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which has no substituent.

32の有機基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、アリール基またはシアノ基が好ましい。R32のアルキル基、アリール基としては、前記R31で挙げたアルキル基、アリール基と同様のものが挙げられる。
32としては、特に、シアノ基、置換基を有さない炭素数1〜8のアルキル基、または炭素数1〜8のフッ素化アルキル基が好ましい。
As the organic group for R 32, a linear, branched, or cyclic alkyl group, aryl group, or cyano group is preferable. As the alkyl group and aryl group for R 32, the same alkyl groups and aryl groups as those described above for R 31 can be used.
R 32 is particularly preferably a cyano group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms having no substituent, or a fluorinated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

オキシムスルホネート系酸発生剤として、さらに好ましいものとしては、下記一般式(B−2)または(B−3)で表される化合物が挙げられる。   More preferable examples of the oxime sulfonate-based acid generator include compounds represented by the following general formula (B-2) or (B-3).

Figure 2008250157
[式(B−2)中、R33は、シアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R34はアリール基である。R35は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。]
Figure 2008250157
[In Formula (B-2), R 33 represents a cyano group, an alkyl group having no substituent, or a halogenated alkyl group. R 34 is an aryl group. R 35 represents an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. ]

Figure 2008250157
[式(B−3)中、R36はシアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R37は2または3価の芳香族炭化水素基である。R38は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。p”は2または3である。]
Figure 2008250157
[In Formula (B-3), R 36 represents a cyano group, an alkyl group having no substituent, or a halogenated alkyl group. R 37 is a divalent or trivalent aromatic hydrocarbon group. R38 is an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. p ″ is 2 or 3.]

前記一般式(B−2)において、R33の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜6が最も好ましい。
33としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましい。
33におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、70%以上フッ素化されていることがより好ましく、90%以上フッ素化されていることが特に好ましい。
In the general formula (B-2), the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent of R 33 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and carbon atoms. Numbers 1 to 6 are most preferable.
R 33 is preferably a halogenated alkyl group, more preferably a fluorinated alkyl group.
The fluorinated alkyl group for R 33 is preferably such that the hydrogen atom of the alkyl group is 50% or more fluorinated, more preferably 70% or more fluorinated, and 90% or more fluorinated. Particularly preferred.

34のアリール基としては、フェニル基、ビフェニル(biphenyl)基、フルオレニル(fluorenyl)基、ナフチル基、アントリル(anthryl)基、フェナントリル基等の、芳香族炭化水素の環から水素原子を1つ除いた基、およびこれらの基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロアリール基等が挙げられる。これらのなかでも、フルオレニル基が好ましい。
34のアリール基は、炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基等の置換基を有していても良い。該置換基におけるアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜8であることが好ましく、炭素数1〜4がさらに好ましい。また、該ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
As the aryl group of R 34 , one hydrogen atom is removed from an aromatic hydrocarbon ring such as a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, or a phenanthryl group. And a heteroaryl group in which a part of carbon atoms constituting the ring of these groups is substituted with a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom. Among these, a fluorenyl group is preferable.
The aryl group of R 34 may have a substituent such as an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group, or an alkoxy group. The alkyl group or halogenated alkyl group in the substituent preferably has 1 to 8 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms. The halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group.

35の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜6が最も好ましい。
35としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましい。
35におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、70%以上フッ素化されていることがより好ましく、90%以上フッ素化されていることが、発生する酸の強度が高まるため特に好ましい。最も好ましくは、水素原子が100%フッ素置換された完全フッ素化アルキル基である。
The alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 35 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 6 carbon atoms.
R 35 is preferably a halogenated alkyl group, more preferably a fluorinated alkyl group.
The fluorinated alkyl group for R 35 is preferably such that the hydrogen atom of the alkyl group is 50% or more fluorinated, more preferably 70% or more fluorinated, and 90% or more fluorinated. Particularly preferred is the strength of the acid generated. Most preferred is a fully fluorinated alkyl group in which a hydrogen atom is 100% fluorine-substituted.

前記一般式(B−3)において、R36の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基としては、上記R33の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
37の2または3価の芳香族炭化水素基としては、上記R34のアリール基からさらに1または2個の水素原子を除いた基が挙げられる。
38の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基としては、上記R35の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
p”は、好ましくは2である。
In the general formula (B-3), the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 36 is the same as the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 33. Is mentioned.
Examples of the divalent or trivalent aromatic hydrocarbon group for R 37 include groups obtained by further removing one or two hydrogen atoms from the aryl group for R 34 .
Examples of the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent of R 38 include the same alkyl groups or halogenated alkyl groups having no substituent as R 35 described above.
p ″ is preferably 2.

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。
また、特開平9−208554号公報(段落[0012]〜[0014]の[化18]〜[化19])に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤、国際公開第04/074242号パンフレット(65〜85頁目のExample1〜40)に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤も好適に用いることができる。
また、好適なものとして以下のものを例示することができる。
Specific examples of the oxime sulfonate acid generator include α- (p-toluenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (p-chlorobenzenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (4-nitrobenzenesulfonyloxy). Imino) -benzylcyanide, α- (4-nitro-2-trifluoromethylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-chlorobenzylcyanide, α- (benzenesulfonyl) Oxyimino) -2,4-dichlorobenzyl cyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -2,6-dichlorobenzyl cyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-methoxybenzyl cyanide, α- ( 2-Chlorobenzenesulfonyloxyimino) 4-methoxybenzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -thien-2-ylacetonitrile, α- (4-dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α-[(p-toluenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α-[(dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α- (tosyloxyimino) -4-thienyl cyanide, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclo Pentenyl acetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cycloheptenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclooctene 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-cyclope N-tenyl acetonitrile, 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- (trifluoro Methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -p- Butoxy phenylacetonitrile, alpha-(propylsulfonyl oxyimino)-p-methylphenyl acetonitrile, alpha-like (methylsulfonyloxyimino)-p-bromophenyl acetonitrile.
Further, an oxime sulfonate-based acid generator disclosed in JP-A-9-208554 (paragraphs [0012] to [0014] [chemical formula 18] to [chemical formula 19]), pamphlet of International Publication No. 04/074242, An oxime sulfonate-based acid generator disclosed in Examples 1 to 40) on pages 65 to 85 can also be suitably used.
Moreover, the following can be illustrated as a suitable thing.

Figure 2008250157
Figure 2008250157

Figure 2008250157
Figure 2008250157

上記例示化合物の中でも、下記の4つの化合物が好ましい。   Of the above exemplified compounds, the following four compounds are preferred.

Figure 2008250157
Figure 2008250157

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、特開平11−035551号公報、特開平11−035552号公報、特開平11−035573号公報に開示されているジアゾメタン系酸発生剤も好適に用いることができる。
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、特開平11−322707号公報に開示されている、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、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、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、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、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、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、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、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)デカンなどを挙げることができる。
Among diazomethane acid generators, specific examples of bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes include bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane, Examples include bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, and the like.
Further, diazomethane acid generators disclosed in JP-A-11-035551, JP-A-11-035552, and JP-A-11-035573 can also be suitably used.
Examples of poly (bissulfonyl) diazomethanes include 1,3-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) propane and 1,4-bis (phenylsulfonyldiazo) disclosed in JP-A-11-322707. Methylsulfonyl) butane, 1,6-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane, 1,10-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) decane, 1,2-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) ethane, 1,3 -Bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) propane, 1,6-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane, 1,10-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) decane, etc. Door can be.

(B)成分としては、これらの酸発生剤を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。
本発明においては、中でも(B)成分としてフッ素化アルキルスルホン酸イオンをアニオンとするオニウム塩を用いることが好ましい。
本発明のポジ型レジスト組成物における(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、1〜20質量部がより好ましく、5〜15質量部が最も好ましい。上記範囲とすることでパターン形成が充分に行われる。また、均一な溶液が得られ、保存安定性が良好となるため好ましい。
(B) As a component, these acid generators may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
In the present invention, it is particularly preferable to use an onium salt having a fluorinated alkyl sulfonate ion as an anion as the component (B).
The content of the component (B) in the positive resist composition of the present invention is preferably 0.5 to 30 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the component (A), and 5 to 15 Part by mass is most preferred. By setting it within the above range, pattern formation is sufficiently performed. Moreover, since a uniform solution is obtained and storage stability becomes favorable, it is preferable.

<(D)成分>
本発明のポジ型レジスト組成物は、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。)を含有することが好ましい。
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よく、なかでも脂肪族アミン、特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンが好ましい。ここで、本特許請求の範囲及び明細書における「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、芳香性を持たない単環式基または多環式基であることを示す。脂肪族アミンとは、1つ以上の脂肪族基を有するアミンであり、該脂肪族基は炭素数が1〜12であることが好ましい。
脂肪族アミンとしては、アンモニアNHの水素原子の少なくとも1つを、炭素数12以下のアルキル基またはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンまたはアルキルアルコールアミン)又は環式アミンが挙げられる。
アルキルアミンおよびアルキルアルコールアミンの具体例としては、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン等のモノアルキルアミン;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジアルキルアミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デカニルアミン、トリ−n−ドデシルアミン等のトリアルキルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジ−n−オクタノールアミン、トリ−n−オクタノールアミン等のアルキルアルコールアミンが挙げられる。これらの中でも、炭素数5〜10のトリアルキルアミンがさらに好ましく、トリ−n−オクチルアミンが最も好ましい。
環式アミンとしては、たとえば、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環化合物が挙げられる。該複素環化合物としては、単環式のもの(脂肪族単環式アミン)であっても多環式のもの(脂肪族多環式アミン)であってもよい。
脂肪族単環式アミンとして、具体的には、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。
脂肪族多環式アミンとしては、炭素数が6〜10のものが好ましく、具体的には、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、ヘキサメチレンテトラミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。
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。
本発明においては、中でも(D)成分として炭素数5〜10のトリアルキルアミンを用いることが好ましい。
(D)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
<(D) component>
The positive resist composition of the present invention further contains a nitrogen-containing organic compound (D) (hereinafter referred to as “component (D)”) as an optional component in order to improve the resist pattern shape, the stability over time, and the like. It is preferable to do.
Since a wide variety of components (D) have already been proposed, any known one may be used. Among them, aliphatic amines, particularly secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines are used. preferable. Here, “aliphatic” in the claims and the specification is a relative concept with respect to aromatics, and is defined to mean a group, a compound, or the like that does not have aromaticity.
“Aliphatic cyclic group” means a monocyclic group or polycyclic group having no aromaticity. An aliphatic amine is an amine having one or more aliphatic groups, and the aliphatic groups preferably have 1 to 12 carbon atoms.
Examples of the aliphatic amine include an amine (alkyl amine or alkyl alcohol amine) or a cyclic amine in which at least one hydrogen atom of ammonia NH 3 is substituted with an alkyl group or hydroxyalkyl group having 12 or less carbon atoms.
Specific examples of alkylamines and alkyl alcohol amines include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine; diethylamine, di-n-propylamine, di- -Dialkylamines such as n-heptylamine, di-n-octylamine, dicyclohexylamine; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine , Tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decanylamine, tri-n-dodecylamine, and the like; diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine Triisopropanolamine, di -n- octanol amines, alkyl alcohol amines tri -n- octanol amine. Among these, a trialkylamine having 5 to 10 carbon atoms is more preferable, and tri-n-octylamine is most preferable.
Examples of the cyclic amine include heterocyclic compounds containing a nitrogen atom as a hetero atom. The heterocyclic compound may be monocyclic (aliphatic monocyclic amine) or polycyclic (aliphatic polycyclic amine).
Specific examples of the aliphatic monocyclic amine include piperidine and piperazine.
As the aliphatic polycyclic amine, those having 6 to 10 carbon atoms are preferable. Specifically, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene, 1,8-diazabicyclo [5. 4.0] -7-undecene, hexamethylenetetramine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, and the like.
These may be used alone or in combination of two or more.
In the present invention, it is particularly preferable to use a trialkylamine having 5 to 10 carbon atoms as the component (D).
(D) component is normally used in 0.01-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component.

<任意成分>
[(E)成分]
本発明のポジ型レジスト組成物には、感度劣化の防止や、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等の向上の目的で、任意の成分として、有機カルボン酸、ならびにリンのオキソ酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の化合物(E)(以下、(E)成分という)を含有させることができる。
有機カルボン酸としては、例えば、酢酸、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。
リンのオキソ酸およびその誘導体としては、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸等が挙げられ、これらの中でも特にホスホン酸が好ましい。
リンのオキソ酸の誘導体としては、たとえば、上記オキソ酸の水素原子を炭化水素基で置換したエステル等が挙げられ、前記炭化水素基としては、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基等が挙げられる。
リン酸の誘導体としては、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステル等のリン酸エステルなどが挙げられる。
ホスホン酸の誘導体としては、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等のホスホン酸エステルなどが挙げられる。
ホスフィン酸の誘導体としては、フェニルホスフィン酸等のホスフィン酸エステルなどが挙げられる。
(E)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(E)成分としては、有機カルボン酸が好ましく、特にサリチル酸が好ましい。
(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。
<Optional component>
[(E) component]
The positive resist composition of the present invention includes, as optional components, organic carboxylic acids, phosphorus oxoacids and derivatives thereof for the purpose of preventing sensitivity deterioration, improving the resist pattern shape, retention stability over time, etc. At least one compound (E) selected from the group consisting of (hereinafter referred to as component (E)) can be contained.
As the organic carboxylic acid, for example, acetic acid, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are suitable.
Examples of phosphorus oxo acids and derivatives thereof include phosphoric acid, phosphonic acid, phosphinic acid and the like, and among these, phosphonic acid is particularly preferable.
Examples of the oxo acid derivative of phosphorus include esters in which the hydrogen atom of the oxo acid is substituted with a hydrocarbon group, and the hydrocarbon group includes an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and 6 to 6 carbon atoms. 15 aryl groups and the like.
Examples of phosphoric acid derivatives include phosphoric acid esters such as di-n-butyl phosphate and diphenyl phosphate.
Examples of phosphonic acid derivatives include phosphonic acid esters such as phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid-di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, and phosphonic acid dibenzyl ester.
Examples of the phosphinic acid derivatives include phosphinic acid esters such as phenylphosphinic acid.
(E) A component may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
As the component (E), an organic carboxylic acid is preferable, and salicylic 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.

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、染料などを適宜、添加含有させることができる。   The positive resist composition of the present invention may further contain miscible additives as desired, for example, an additional resin for improving the performance of the resist film, a surfactant for improving coating properties, a dissolution inhibitor, Plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents, dyes, and the like can be added and contained as appropriate.

[(S)成分]
本発明のポジ型レジスト組成物は、材料を有機溶剤(以下、(S)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。
(S)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−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;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モノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物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等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];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;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤などを挙げることができる。
これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
中でも、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)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、ELが好ましい。
また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶媒も好ましい。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1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2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の質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2である。また、極性溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2、さらに好ましくは3:7〜7:3である。
また、(S)成分として、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。
(S)成分の使用量は特に限定しないが、基板等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。
[(S) component]
The positive resist composition of the present invention can be produced by dissolving the material in an organic solvent (hereinafter sometimes referred to as (S) component).
As the component (S), 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, lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, and 2-heptanone; many such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, and dipropylene glycol Monohydric alcohols: compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate or dipropylene glycol monoacetate, monomethyl ether, monoethyl of the polyhydric alcohols or the compound having an ester bond Ether alkyl such as ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether Derivatives of polyhydric alcohols such as compounds having a propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) or propylene glycol monomethyl ether (PGME) among these]; cyclic ethers such as dioxane, methyl lactate, Esters such as ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate; anisole, ethyl benzyl ether, cresyl methyl ether, diphenyl ether, Aromatic organics such as dibenzyl ether, phenetol, butyl phenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, mesitylene A solvent etc. can be mentioned.
These organic solvents may be used independently and may be used as 2 or more types of mixed solvents.
Of these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), and EL are preferable.
Moreover, the mixed solvent which mixed PGMEA and the polar solvent is also preferable. The mixing ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility between PGMEA and the polar solvent, but is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. 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 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. Moreover, when mix | blending PGME as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: PGME becomes like this. Preferably it is 1: 9-9: 1, More preferably, it is 2: 8-8: 2, More preferably, it is 3: 7-7: 3.
In addition, as the component (S), 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.
The amount of component (S) used is not particularly limited, but it is a concentration that can be applied to a substrate or the like, and is appropriately set according to the coating film thickness. -20% by mass, preferably 5-15% by mass.

本発明のポジ型レジスト組成物は、高解像性のレジストパターンを形成できるという効果を有する。その理由は明らかではないが、以下のように推測される。
本発明のポジ型レジスト組成物は、酸の作用により解裂する結合基を含むコア部と、アニオン重合法によって得られるポリマー鎖からなるアーム部とを有するポリマー(A1)を含有する。該ポリマー(A1)は、アーム部を構成するポリマー鎖がアニオン重合法によって得られるため、分子量制御が容易であり、ラジカル重合法で得られるベース樹脂に比べて分子量分布が狭い、単分散系の高分子化合物である。
また、ポリマー(A1)は、該ポリマー(A1)の主鎖の結合がコア部の結合基において酸の作用により解裂するため、露光後においても、露光部のポリマー(A1)の分子量分布が狭く、単分散系を形成する。また、ポリマー(A1)の主鎖の結合がコア部の結合基において解裂するため、ポリマー(A1)の未露光部の分子量に比べて露光部の分子量がとても小さくなり、露光部のアルカリ現像液に対する溶解性がより高くなる。さらに、ポリマー(A1)の分子量が露光部と未露光部とで大きく異なるため、露光部と未露光部のアルカリ現像液に対する溶解性の差(いわゆるコントラスト)が大きくなる。
以上の理由から、本発明のポジ型レジスト組成物は、高解像性のレジストパターンを形成できるという効果を有すると推測される。
The positive resist composition of the present invention has an effect that a resist pattern with high resolution can be formed. The reason is not clear, but is presumed as follows.
The positive resist composition of the present invention contains a polymer (A1) having a core part containing a linking group that is cleaved by the action of an acid and an arm part made of a polymer chain obtained by an anionic polymerization method. The polymer (A1) is a monodisperse system in which the polymer chain constituting the arm portion is obtained by an anionic polymerization method, so that the molecular weight control is easy and the molecular weight distribution is narrower than that of a base resin obtained by a radical polymerization method. It is a polymer compound.
In addition, in the polymer (A1), since the bond of the main chain of the polymer (A1) is cleaved by the action of an acid in the bonding group of the core part, the molecular weight distribution of the polymer (A1) in the exposed part is even after exposure. Forms a narrow, monodisperse system. In addition, since the bond of the main chain of the polymer (A1) is cleaved at the bonding group of the core part, the molecular weight of the exposed part is much smaller than the molecular weight of the unexposed part of the polymer (A1), and the alkali development of the exposed part is performed. The solubility in the liquid becomes higher. Furthermore, since the molecular weight of the polymer (A1) is greatly different between the exposed area and the unexposed area, the difference in solubility (so-called contrast) between the exposed area and the unexposed area in the alkaline developer is increased.
For the above reasons, it is presumed that the positive resist composition of the present invention has an effect that a high-resolution resist pattern can be formed.

また、本発明のポジ型レジスト組成物によれば、高感度であり、特に電子線またはEUVに対して好適なレジスト組成物が提供できる。   Further, according to the positive resist composition of the present invention, it is possible to provide a resist composition that is highly sensitive and particularly suitable for electron beams or EUV.

≪レジストパターン形成方法≫
本発明のレジストパターン形成方法は、前記ポジ型レジスト組成物を用いて支持体上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する工程を含む。
本発明のレジストパターン形成方法は、たとえば以下の様にして行うことができる。
すなわち、まず支持体上に、上記ポジ型レジスト組成物をスピンナーなどで塗布し、80〜150℃の温度条件下、プレベーク(ポストアプライベーク(PAB))を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施し、これにたとえば電子線描画機などにより、電子線を所望のマスクパターンを介して選択的に露光した後、80〜150℃の温度条件下、PEB(露光後加熱)を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施す。次いで、これをアルカリ現像液、例えば0.1〜10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てアルカリ現像処理し、好ましくは純水を用いて水リンスを行い、乾燥を行う。また、場合によっては、上記アルカリ現像処理後にベーク処理(ポストベーク)を行ってもよい。このようにして、マスクパターンに忠実なレジストパターンを得ることができる。
≪Resist pattern formation method≫
The resist pattern forming method of the present invention includes a step of forming a resist film on a support using the positive resist composition, a step of exposing the resist film, and an alkali developing of the resist film to form a resist pattern The process of carrying out is included.
The resist pattern forming method of the present invention can be performed, for example, as follows.
That is, first, the positive resist composition is applied onto a support with a spinner or the like, and pre-baked (post-apply bake (PAB)) for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90, under a temperature condition of 80 to 150 ° C. For example, an electron beam is selectively exposed through a desired mask pattern using an electron beam drawing machine or the like, and then subjected to PEB (post-exposure heating) for 40 to 120 seconds under a temperature condition of 80 to 150 ° C. For 60 to 90 seconds. Subsequently, this is alkali-development-processed using an alkali developing solution, for example, 0.1-10 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, Preferably, water rinse is carried out using a pure water, and it dries. In some cases, a baking treatment (post-baking) may be performed after the alkali development treatment. In this way, a resist pattern faithful to the mask pattern can be obtained.

支持体としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例示することができる。より具体的には、シリコンウェーハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
また、支持体としては、上述のような基板上に、無機系および/または有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、有機反射防止膜(有機BARC)が挙げられる。
The support is not particularly limited, and a conventionally known one can be used, and examples thereof include a substrate for electronic components and a substrate on which a predetermined wiring pattern is formed. More specifically, a silicon substrate, a metal substrate such as copper, chromium, iron, and aluminum, a glass substrate, and the like can be given. As a material for the wiring pattern, for example, copper, aluminum, nickel, gold or the like can be used.
In addition, the support may be a substrate in which an inorganic and / or organic film is provided on the above-described substrate. An inorganic antireflection film (inorganic BARC) is an example of the inorganic film. Examples of the organic film include an organic antireflection film (organic BARC).

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エキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、電子線、X線、軟X線等の放射線を用いて行うことができる。上記ポジ型レジスト組成物は、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、電子線またはEUVに対して好適であり、電子線またはEUVに対して特に好適である。 The wavelength used for exposure is not particularly limited, and radiation such as ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), electron beam, X-ray, soft X-ray is used. Can be done. The positive resist composition is suitable for KrF excimer laser, ArF excimer laser, electron beam or EUV, and particularly suitable for electron beam or EUV.

次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these examples.

<樹脂成分(A)>
実施例1および比較例1〜2において、それぞれ(A)成分として用いたポリマー(A)−1、ポリマー(A)−2、およびポリマー(A)−3は、下記合成方法により製造した。
<Resin component (A)>
In Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, polymer (A) -1, polymer (A) -2, and polymer (A) -3 used as the component (A) were produced by the following synthesis method.

・製造例1:ポリマー(A)−1の製造。
[製造例1−1:コア部を提供するアニオン重合用カップリング剤の合成]
窒素雰囲気下において、パラホルムアルデヒド2.4g、2−ブロモエタノール40.0gに、硫酸0.8gを加え、撹拌下100℃にて3時間保持した。
その後、これら反応混合物を室温に冷却し、トリエチルアミンにて反応混合物を中和した後、反応混合物にクロロホルムを加え、有機層をイオン交換水で3回洗浄した。
その後、有機層に無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥し、続いて減圧下にて濃縮を行った後、濃縮混合物をさらに減圧蒸留することにより、アニオン重合用カップリング剤であるホルムアルデヒドビス(2−ブロモエチル)アセタール12.2g(収率:58%)を得た。
Production Example 1: Production of polymer (A) -1.
[Production Example 1-1: Synthesis of coupling agent for anionic polymerization providing a core part]
Under a nitrogen atmosphere, 0.8 g of sulfuric acid was added to 2.4 g of paraformaldehyde and 40.0 g of 2-bromoethanol, and the mixture was kept at 100 ° C. for 3 hours with stirring.
Thereafter, these reaction mixtures were cooled to room temperature, neutralized with triethylamine, chloroform was added to the reaction mixture, and the organic layer was washed three times with ion-exchanged water.
Thereafter, anhydrous magnesium sulfate was added to the organic layer for drying, followed by concentration under reduced pressure, and the concentrated mixture was further distilled under reduced pressure to formaldehyde bis (2-bromoethyl) which is a coupling agent for anionic polymerization. ) Acetal 12.2 g (yield: 58%) was obtained.

[製造例1−2:アーム部(ポリマー鎖)を提供する単分散ポリマー(a)の合成]
窒素雰囲気下において、テトラヒドロフラン(以下、THFという。)425.0gを−60℃に冷却した。撹拌下、−60℃を維持しながらs−ブチルリチウム20mmolを加え、続いてp−エトキシエトキシスチレン(PEES)75.0gを40分かけて滴下し、さらに反応を1時間継続した。
この段階で、反応系から反応液を少量採取し、メタノールにより反応を停止後、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPCという。)により分析を行ったところ、得られた単分散ポリマー(a)は、ポリスチレン換算でMn=3500、Mw/Mn=1.08であることを確認した。
[Production Example 1-2: Synthesis of monodisperse polymer (a) that provides arm part (polymer chain)]
Under a nitrogen atmosphere, 425.0 g of tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF) was cooled to −60 ° C. Under stirring, 20 mmol of s-butyllithium was added while maintaining −60 ° C., followed by dropwise addition of 75.0 g of p-ethoxyethoxystyrene (PEES) over 40 minutes, and the reaction was further continued for 1 hour.
At this stage, a small amount of the reaction solution was collected from the reaction system, and after stopping the reaction with methanol, analysis was performed by gel permeation chromatography (hereinafter referred to as GPC). As a result, the obtained monodisperse polymer (a) was It was confirmed that Mn = 3500 and Mw / Mn = 1.08 in terms of polystyrene.

[製造例1−3:アニオン重合用カップリング剤と単分散ポリマー(a)との反応]
次いで、反応系を−60℃に保持したまま、製造例1−1で得たホルムアルデヒドビス(2−ブロモエチル)アセタール3.0gを10分かけて滴下し、さらに反応を1時間継続した。
その後、反応系にメタノールを加えて反応を停止させた後、GPCによる分析を行い、ポリスチレン換算でMn=5900、Mw/Mn=1.09の単分散ポリマー(A1’)を得たことを確認した。
[Production Example 1-3: Reaction between coupling agent for anionic polymerization and monodisperse polymer (a)]
Next, while maintaining the reaction system at −60 ° C., 3.0 g of formaldehyde bis (2-bromoethyl) acetal obtained in Production Example 1-1 was added dropwise over 10 minutes, and the reaction was further continued for 1 hour.
Thereafter, methanol was added to the reaction system to stop the reaction, and then analysis by GPC was performed to confirm that a monodispersed polymer (A1 ′) with Mn = 5900 and Mw / Mn = 1.09 was obtained in terms of polystyrene. did.

[製造例1−4:単分散ポリマー(A1’)の加水分解(アーム部の保護基の除去)]
製造例1−3で得られた重合液にメチルイソブチルケトン(以下、MIBKという。)を加え、有機層をイオン交換水で2回洗浄した後、有機層を減圧下、濃縮操作によりポリマー分20質量%となるプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)溶液で置換した。
この溶液の100質量部に対して、1質量部のシュウ酸2水和物と3質量部のイオン交換水を加えて50℃に加熱した。撹拌下、50℃を保ちながら、さらに反応を2時間継続した。
この反応において、反応前後のポリマーの13C−NMRを測定し、結果を比較した。反応後、117ppm付近に観測されたPEES由来の吸収は消失し、新たに115ppm付近にp−ヒドロキシスチレン由来の吸収が観測された。
また、反応後のポリマーについてGPCを測定したところ、ポリスチレン換算でMn=3000、Mw/Mn=1.17の単分散ポリマーが得られ、反応前後でGPCのピーク形状に変化は見られなかった。
以上の結果より、加水分解反応がPEES由来の構成単位におけるエトキシ基において進行し、p−ヒドロキシスチレン(以下、PHSという。)セグメントをアーム部の主骨格とするアルケニルフェノール形ポリマーが得られ、一方、ポリマーのコア部に導入されている−O−CH−O−結合は保持されていることを確認した。
次いで、この反応系にMIBKを加え、有機層をイオン交換水で3回洗浄した。その後、有機層を減圧下で濃縮し、イソプロパノール(以下、IPAという。)にて希釈し、大量のイオン交換水に投入してポリマーを析出させた。
ろ過後、40℃で100時間減圧乾燥を行い、白色粉末状のポリマー41.9g(収率:89%)を得た。
[Production Example 1-4: Hydrolysis of monodisperse polymer (A1 ′) (removal of protecting group on arm portion)]
Methyl isobutyl ketone (hereinafter referred to as MIBK) was added to the polymerization solution obtained in Production Example 1-3, and the organic layer was washed twice with ion-exchanged water. Substitution was carried out with a propylene glycol monomethyl ether (PGME) solution to a mass%.
To 100 parts by mass of this solution, 1 part by mass of oxalic acid dihydrate and 3 parts by mass of ion-exchanged water were added and heated to 50 ° C. The reaction was further continued for 2 hours while maintaining 50 ° C. with stirring.
In this reaction, 13 C-NMR of the polymer before and after the reaction was measured, and the results were compared. After the reaction, the absorption derived from PEES observed in the vicinity of 117 ppm disappeared, and the absorption derived from p-hydroxystyrene was newly observed in the vicinity of 115 ppm.
Moreover, when GPC was measured about the polymer after reaction, the monodispersed polymer of Mn = 3000 and Mw / Mn = 1.17 was obtained in polystyrene conversion, and the change in the peak shape of GPC was not seen before and after reaction.
From the above results, the hydrolysis reaction proceeds in the ethoxy group in the structural unit derived from PEES, and an alkenylphenol type polymer having a p-hydroxystyrene (hereinafter referred to as PHS) segment as the main skeleton of the arm part is obtained. It was confirmed that the —O—CH 2 —O— bond introduced into the core of the polymer was retained.
Next, MIBK was added to the reaction system, and the organic layer was washed with ion-exchanged water three times. Thereafter, the organic layer was concentrated under reduced pressure, diluted with isopropanol (hereinafter referred to as IPA), and poured into a large amount of ion-exchanged water to precipitate a polymer.
After filtration, vacuum drying was performed at 40 ° C. for 100 hours to obtain 41.9 g (yield: 89%) of a white powdery polymer.

[製造例1−5:メトキシアダマンチル基の導入]
窒素雰囲気下において、製造例1−4で得られたポリマー30.0gをTHF270.0gにて溶解した。その後、60質量%水素化ナトリウム溶液を2.6g加え、撹拌下、室温で1時間保持した。その後、2−クロロメトキシアダマンタン12.5gを1時間かけて滴下し、さらに室温で反応を20時間継続した。
反応系にイオン交換水を加えて反応を停止させた後、反応液に酢酸エチルを加え、有機層をシュウ酸水溶液で洗浄し、さらにイオン交換水による洗浄を3回行った。
その後、有機層を減圧下、濃縮操作により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)溶液で置換した。
得られたポリマー(A)−1に対して13C−NMRによる測定を行ったところ、新たに、PHSユニットにメトキシアダマンチル基が導入されたユニット(以下、PHS−MOAdという。)に由来する吸収が82ppm付近、93ppm付近、並びに116ppm付近にそれぞれ観測された。
また、PHSユニットとPHS−MOAdとの割合は75/25(モル比)であった。
さらに、得られたポリマー(A)−1についてGPC測定を行ったところ、ポリスチレン換算でMn=3900、Mw/Mn=1.21の単分散ポリマーである結果を得たことを確認し、メトキシアダマンチル基導入前後においてGPCピーク形状に変化は見られなかった。
以上の結果より、PHS/PHS−MOAdセグメントをアーム部の主骨格とするアルケニルフェノール形ポリマーが得られ、また、ポリマーのコア部に導入されている−O−CH−O−結合(アセタール結合)は保持されていることを確認した。
[Production Example 1-5: Introduction of methoxyadamantyl group]
Under a nitrogen atmosphere, 30.0 g of the polymer obtained in Production Example 1-4 was dissolved in 270.0 g of THF. Thereafter, 2.6 g of a 60% by mass sodium hydride solution was added, and the mixture was kept at room temperature for 1 hour with stirring. Thereafter, 12.5 g of 2-chloromethoxyadamantane was added dropwise over 1 hour, and the reaction was further continued at room temperature for 20 hours.
After ion-exchanged water was added to the reaction system to stop the reaction, ethyl acetate was added to the reaction solution, the organic layer was washed with an oxalic acid aqueous solution, and further washed with ion-exchanged water three times.
Thereafter, the organic layer was replaced with a propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) solution by a concentration operation under reduced pressure.
When the obtained polymer (A) -1 was measured by 13 C-NMR, absorption derived from a unit in which a methoxyadamantyl group was newly introduced into the PHS unit (hereinafter referred to as PHS-MOAd). Were observed in the vicinity of 82 ppm, 93 ppm, and 116 ppm, respectively.
Moreover, the ratio of a PHS unit and PHS-MOAd was 75/25 (molar ratio).
Furthermore, when GPC measurement was performed on the obtained polymer (A) -1, it was confirmed that the result was a monodisperse polymer with Mn = 3900 and Mw / Mn = 1.21 in terms of polystyrene, and methoxyadamantyl. There was no change in the GPC peak shape before and after the introduction of the group.
From the above results, an alkenylphenol-type polymer having the PHS / PHS-MOAd segment as the main skeleton of the arm part is obtained, and the —O—CH 2 —O— bond (acetal bond) introduced into the core part of the polymer is obtained. ) Was confirmed to be retained.

以上の合成方法により製造されたポリマー(A)−1の構造を以下に示す。下記化学式中、( )の右下に付した符号は、当該ポリマー(A)−1のアーム部であるポリマー鎖を構成する全構成単位の合計に対する各構成単位の割合(モル%;組成比)を示し、カーボンNMRによりそれぞれ算出した。   The structure of polymer (A) -1 produced by the above synthesis method is shown below. In the following chemical formula, the symbol attached to the lower right of () is the ratio of each constituent unit to the total of all constituent units constituting the polymer chain that is the arm part of the polymer (A) -1 (mol%; composition ratio). And calculated by carbon NMR.

Figure 2008250157
[(a11+a12)/(a21+a22)=75/25(モル比);Mn=3900,Mw/Mn=1.21]
Figure 2008250157
[(A11 + a12) / (a21 + a22) = 75/25 (molar ratio); Mn = 3900, Mw / Mn = 1.21]

・製造例2:ポリマー(A)−2の製造
窒素導入口、撹拌機、コンデンサーおよび温度計を備えたフラスコに、窒素雰囲気下で、PGMEAを入れ、撹拌しながら湯浴の温度を80℃に上げた。次に、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)と、下記化学式で示されるモノマー(1)/モノマー(2)=3/1(モル比)とを仕込んだ単量体PGMEA溶液を、滴下装置を用い、一定速度で6時間かけてフラスコ中へ滴下し、その後、80℃で1時間保持した。その後、反応溶液を室温に戻した。次いで、得られた反応溶液を、約30倍量のメタノール中に撹拌しながら滴下し、無色の析出物の沈殿を得た。得られた沈殿を濾別し、該沈殿を、重合に使用した単量体に対して約30倍量のメタノール中で洗浄した。そして、この沈殿を濾別し、THFに溶解したのち、該溶解液に80質量%ヒドラジン水溶液を滴下し、25℃で1時間撹拌した。反応終了後、大量の水中に滴下して析出物を得た。該析出物を濾別、洗浄、及び減圧下、50℃で約40時間乾燥することにより、ポリマー(A)−2を得た。
GPCにより分析を行ったところ、得られたポリマー(A)−2は、ポリスチレン換算でMn=7000、Mw/Mn=1.7であることを確認した。また、カーボンNMRにより組成比(モル比)を算出した。
Production Example 2: Production of Polymer (A) -2 PGMEA was placed in a flask equipped with a nitrogen inlet, a stirrer, a condenser and a thermometer under a nitrogen atmosphere, and the temperature of the hot water bath was increased to 80 ° C. while stirring. Raised. Next, a monomer charged with 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) as a polymerization initiator and monomer (1) / monomer (2) = 3/1 (molar ratio) represented by the following chemical formula: The monomer PGMEA solution was dropped into the flask over 6 hours at a constant rate using a dropping device, and then held at 80 ° C. for 1 hour. Thereafter, the reaction solution was returned to room temperature. Subsequently, the obtained reaction solution was added dropwise to about 30 times amount of methanol with stirring to obtain a colorless precipitate. The resulting precipitate was filtered off, and the precipitate was washed in about 30 times the amount of methanol used for the monomer used for the polymerization. Then, this precipitate was filtered off and dissolved in THF, and then an 80% by mass hydrazine aqueous solution was added dropwise to the solution, followed by stirring at 25 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, the mixture was dropped into a large amount of water to obtain a precipitate. The precipitate was separated by filtration, washed, and dried under reduced pressure at 50 ° C. for about 40 hours to obtain polymer (A) -2.
As a result of analysis by GPC, it was confirmed that the obtained polymer (A) -2 had Mn = 7000 and Mw / Mn = 1.7 in terms of polystyrene. Further, the composition ratio (molar ratio) was calculated by carbon NMR.

Figure 2008250157
Figure 2008250157

以上の製造例2により製造されたポリマー(A)−2の構造を以下に示す。   The structure of the polymer (A) -2 produced in Production Example 2 is shown below.

Figure 2008250157
[a13/a23=75/25(モル比)]
Figure 2008250157
[A13 / a23 = 75/25 (molar ratio)]

・製造例3:ポリマー(A)−3の製造
10gのポリ−4−ヒドロキシスチレン(Mw=4000,Mw/Mn=1.1)を100 mlのTHFに溶解させ、0.92gの水素化ナトリウムを添加した。その溶液に4.37gのアダマントキシメチルクロリドを添加し、室温にて20時間、攪拌した。攪拌後、水を添加して反応を止め、濃縮した。その後、400mlの水で希釈し、100mlの酢酸エチルで3回抽出し、塩酸、飽和NaHCO水溶液、飽和NaCl水溶液で洗浄した。得られた溶液を濃縮し、酢酸エチル−nヘプタン系にて再沈殿精製を行い、乾燥させ、白色固体を得た。GPCにより分析を行ったところ、得られたポリマー(A)−3は、ポリスチレン換算でMn=4200、Mw/Mn=1.1であることを確認した。また、カーボンNMR、プロトンNMRにより組成比(モル比)を算出した。
Production Example 3: Production of polymer (A) -3 10 g of poly-4-hydroxystyrene (Mw = 4000, Mw / Mn = 1.1) was dissolved in 100 ml of THF, and 0.92 g of sodium hydride. Was added. 4.37 g of adamantoxymethyl chloride was added to the solution and stirred at room temperature for 20 hours. After stirring, water was added to stop the reaction, and the mixture was concentrated. Thereafter, the mixture was diluted with 400 ml of water, extracted three times with 100 ml of ethyl acetate, and washed with hydrochloric acid, saturated NaHCO 3 aqueous solution, and saturated NaCl aqueous solution. The resulting solution was concentrated, purified by reprecipitation using an ethyl acetate-n heptane system, and dried to obtain a white solid. As a result of analysis by GPC, it was confirmed that the obtained polymer (A) -3 had Mn = 4200 and Mw / Mn = 1.1 in terms of polystyrene. The composition ratio (molar ratio) was calculated by carbon NMR and proton NMR.

以上の製造例3により製造されたポリマー(A)−3の構造を以下に示す。   The structure of polymer (A) -3 produced in Production Example 3 above is shown below.

Figure 2008250157
[a14/a24=75/25(モル比)]
Figure 2008250157
[A14 / a24 = 75/25 (molar ratio)]

<実施例1、比較例1〜2>
表1に示す各成分を混合し、溶解してポジ型レジスト組成物を調製した。
<Example 1, Comparative Examples 1-2>
Each component shown in Table 1 was mixed and dissolved to prepare a positive resist composition.

Figure 2008250157
Figure 2008250157

表1中の各略号は以下の意味を有する。また、[ ]内の数値は配合量(質量部)である。   Each abbreviation in Table 1 has the following meaning. Moreover, the numerical value in [] is a compounding quantity (mass part).

(B)−1:トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート。
(D)−1:トリ−n−オクチルアミン。
(E)−1:サリチル酸。
(S)−1:PGMEA。
(B) -1: Triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate.
(D) -1: tri-n-octylamine.
(E) -1: salicylic acid.
(S) -1: PGMEA.

[感度・解像性]
得られたポジ型レジスト組成物を用いて解像性の評価を行った。
各例のポジ型レジスト組成物を、90℃にて36秒間のヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理を施した8インチシリコン基板上にスピンナーを用いて均一にそれぞれ塗布し、表2に示す温度にて90秒間ベーク処理(PAB)を行ってレジスト膜(膜厚100nm)を成膜した。
該レジスト膜に対し、電子線描画機HL−800D(VSB)(Hitachi社製)を用い、加速電圧70kVにて描画(露光)を行い、表2に示す温度にて90秒間のベーク処理(PEB)を行い、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)の2.38質量%水溶液(23℃)を用いて60秒間の現像を行った後、純水にて15秒間リンスして、ラインアンドスペース(L/S)パターンを形成した。
このとき、100nmのL/Sパターンが1:1に形成される露光量(Eop;μC/cm)を求めた。結果を表2に示す。
上記Eopにおける限界解像度(nm)を、走査型電子顕微鏡S−9220(Hitachi社製)を用いて求めた。その結果を「解像性」として表2に示す。
[Sensitivity / Resolution]
The resolution was evaluated using the obtained positive resist composition.
The positive resist composition of each example was uniformly applied on an 8-inch silicon substrate that had been subjected to hexamethyldisilazane (HMDS) treatment at 90 ° C. for 36 seconds using a spinner. Then, a baking process (PAB) was performed for 90 seconds to form a resist film (film thickness 100 nm).
The resist film was drawn (exposure) at an acceleration voltage of 70 kV using an electron beam lithography machine HL-800D (VSB) (manufactured by Hitachi), and baked (PEB) at the temperatures shown in Table 2 for 90 seconds. ) And development for 60 seconds using a 2.38 mass% aqueous solution (23 ° C.) of tetramethylammonium hydroxide (TMAH), followed by rinsing with pure water for 15 seconds to obtain line and space (L / S) A pattern was formed.
At this time, the exposure amount (Eop; μC / cm 2 ) at which a 100 nm L / S pattern was formed at 1: 1 was determined. The results are shown in Table 2.
The limiting resolution (nm) in the Eop was determined using a scanning electron microscope S-9220 (manufactured by Hitachi). The results are shown in Table 2 as “resolution”.

Figure 2008250157
Figure 2008250157

表2の結果から、本発明にかかる実施例1のポジ型レジスト組成物は、比較例1〜2のポジ型レジスト組成物に比べて、解像性に優れることが確認できた。   From the results in Table 2, it was confirmed that the positive resist composition of Example 1 according to the present invention was excellent in resolution as compared with the positive resist compositions of Comparative Examples 1 and 2.

Claims (6)

酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含有するポジ型レジスト組成物であって、
前記樹脂成分(A)は、下記一般式(1)で表されるコア部と、該コア部に結合し、かつアニオン重合法によって得られるポリマー鎖からなるアーム部とを有するポリマーを含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。
Figure 2008250157
[式(1)中、Xは酸の作用により解裂する下記一般式(4)〜(7)で表される結合基のいずれかを表し;Y及びY’はそれぞれ独立して炭素原子数1〜12のアルキレン基を表す。]
Figure 2008250157
[式(4)〜(7)中、R、R、R、及びRはそれぞれ独立してハロゲン原子もしくはエポキシ基で置換されていてもよい炭素原子数1〜12の直鎖状、分枝鎖状、もしくは環状のアルキル基、ハロゲン原子もしくはエポキシ基で置換されていてもよいアリール基、及び水素原子からなる群から選択される一つを表す。Rはハロゲン原子もしくはエポキシ基で置換されていてもよい炭素原子数1〜12の直鎖状、分枝鎖状、もしくは環状のアルキレン基、ハロゲン原子もしくはエポキシ基で置換されていてもよいアリーレン基、及び単結合からなる群から選択される一つを表す。]
A positive resist composition comprising a resin component (A) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, and an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure,
The resin component (A) contains a polymer having a core part represented by the following general formula (1) and an arm part that is bonded to the core part and is made of a polymer chain obtained by an anionic polymerization method. A positive resist composition characterized by the above.
Figure 2008250157
[In formula (1), X represents any of the linking groups represented by the following general formulas (4) to (7) that are cleaved by the action of an acid; Y and Y ′ each independently represent the number of carbon atoms 1 to 12 alkylene groups are represented. ]
Figure 2008250157
[In the formulas (4) to (7), R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are each independently a straight chain having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom or an epoxy group. Represents one selected from the group consisting of a branched or cyclic alkyl group, an aryl group optionally substituted by a halogen atom or an epoxy group, and a hydrogen atom. R 8 is a linear, branched or cyclic alkylene group which may be substituted with a halogen atom or an epoxy group, an arylene which may be substituted with a halogen atom or an epoxy group It represents one selected from the group consisting of a group and a single bond. ]
前記アーム部は、ヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位を含む請求項1記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 1, wherein the arm portion includes a structural unit derived from a hydroxystyrene derivative. 前記アーム部は、酸解離性溶解抑制基を含む構成単位を含む請求項1または2に記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 1, wherein the arm portion includes a structural unit including an acid dissociable, dissolution inhibiting group. 前記酸解離性溶解抑制基は、下記一般式(p1−1)で表されるアセタール型酸解離性溶解抑制基である請求項3記載のポジ型レジスト組成物。
Figure 2008250157
[式(p1−1)中、R’は水素原子または低級アルキル基を表し;nは0〜3の整数を表し;Wは低級アルキル基または脂肪族環式基を表す。]
The positive resist composition according to claim 3, wherein the acid dissociable, dissolution inhibiting group is an acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group represented by the following general formula (p1-1).
Figure 2008250157
[In formula (p1-1), R 1 ′ represents a hydrogen atom or a lower alkyl group; n represents an integer of 0 to 3; W represents a lower alkyl group or an aliphatic cyclic group. ]
さらに含窒素有機化合物(D)を含有する請求項1〜4のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。   Furthermore, the positive resist composition as described in any one of Claims 1-4 containing a nitrogen-containing organic compound (D). 請求項1〜5のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物を用いて支持体上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成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。   A step of forming a resist film on a support using the positive resist composition according to claim 1, a step of exposing the resist film, and an alkali developing of the resist film to form a resist A resist pattern forming method comprising a step of forming a pattern.
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