JP5002349B2 - Resist composition and pattern forming method using resist composition - Google Patents

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  • Materials For Photolithography (AREA)
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Description

本発明は、活性光線又は放射線の照射により反応して性質が変化するレジスト組成物及び該レジスト組成物を用いたパターン形成方法に関するものである。さらに詳しくはIC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さらにその他のフォトファブリケーション工程、平版印刷版、酸硬化性組成物に使用される、レジスト組成物及び該レジスト組成物を用いたパターン形成方法に関するものである。   The present invention relates to a resist composition whose properties change upon reaction by irradiation with actinic rays or radiation, and a pattern forming method using the resist composition. More specifically, a resist composition used in semiconductor manufacturing processes such as IC, circuit boards such as liquid crystals and thermal heads, and other photofabrication processes, lithographic printing plates, and acid curable compositions, and the resist composition The present invention relates to a pattern forming method using an object.

化学増幅型レジスト組成物は、遠紫外光等の活性光線又は放射線の照射により露光部に酸を生成させ、この酸を触媒とする反応によって、活性光線又は放射線の照射部と非照射部の現像液に対する溶解性を変化させ、パターンを基板上に形成させるパターン形成材料である。   The chemically amplified resist composition generates an acid in the exposed area by irradiation with actinic rays or radiation such as far ultraviolet light, and develops the irradiated portion and non-irradiated portion of the active ray or radiation by a reaction using this acid as a catalyst. It is a pattern forming material that changes the solubility in a liquid and forms a pattern on a substrate.

光学顕微鏡において解像力を高める技術として、従来から投影レンズとレジスト膜の間に高屈折率の液体(以下、「液浸液」ともいう)で満たす、所謂、液浸法が知られている。
この「液浸の効果」は、λ0を露光光の空気中での波長とし、nを空気に対する液浸液
の屈折率、θを光線の収束半角としNA0=sinθとすると、液浸した場合、解像力及び焦点深度は次式で表すことができる。
(解像力)=k1・(λ0/n)/NA0
(焦点深度)=±k2・(λ0/n)/NA0 2
すなわち、液浸の効果は、波長が1/nの露光波長を使用するのと等価である。言い換えれば、同じNAの投影光学系の場合、液浸により、焦点深度をn倍にすることができる。これは、あらゆるパターン形状に対して有効であり、更に、現在検討されている位相シフト法、変形照明法などの超解像技術と組み合わせることが可能である。
As a technique for increasing the resolving power in an optical microscope, a so-called immersion method in which a high refractive index liquid (hereinafter also referred to as “immersion liquid”) is filled between a projection lens and a resist film has been known.
As for the "effect of immersion", the lambda 0 is the wavelength of exposure light in air, the refractive index of the immersion liquid to air is n, the θ and convergence half of the light beam and when the NA 0 = sin [theta, and immersion In this case, the resolution and the depth of focus can be expressed by the following equations.
(Resolving power) = k 1 · (λ 0 / n ) / NA 0
(Depth of focus) = ± k 2 · (λ 0 / n ) / NA 0 2
That is, the immersion effect is equivalent to using an exposure wavelength having a wavelength of 1 / n. In other words, in the case of a projection optical system with the same NA, the depth of focus can be increased n times by immersion. This is effective for all pattern shapes, and can be combined with a super-resolution technique such as a phase shift method and a modified illumination method which are currently being studied.

この効果を半導体素子の微細画像パターンの転写に応用した装置例が、特許文献1(特開昭57−153433号公報)、特許文献2(特開平7−220990号公報)等にて紹介されている。
最近の液浸露光技術進捗が非特許文献1(SPIE Proc 4688,11(2002))、特許文献3(
国際公開WO2004−077158号パンフレット)等で報告されている。ArFエキシ
マレーザーを光源とする場合は、取り扱い安全性と193nmにおける透過率と屈折率の観点で純水(193nmにおける屈折率1.44)が液浸液として最も有望であると考えられている。F2エキシマレーザーを光源とする場合は、157nmにおける透過率と屈
折率のバランスからフッ素を含有する溶液が検討されているが、環境安全性の観点や屈折率の点で十分な物は未だ見出されていない。液浸の効果の度合いとレジストの完成度から液浸露光技術はArF露光機に最も早く搭載されると考えられている。
Examples of apparatuses in which this effect is applied to the transfer of a fine image pattern of a semiconductor element are introduced in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 57-153433), Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-220990), and the like. Yes.
Recent progress in immersion exposure technology is shown in Non-Patent Document 1 (SPIE Proc 4688, 11 (2002)) and Patent Document 3 (
International publication WO2004-077158 pamphlet). In the case of using an ArF excimer laser as a light source, pure water (refractive index of 1.44 at 193 nm) is considered to be most promising as an immersion liquid in terms of handling safety, transmittance at 193 nm, and refractive index. When an F 2 excimer laser is used as a light source, a solution containing fluorine has been studied from the balance between transmittance and refractive index at 157 nm. However, a sufficient product has not yet been seen in terms of environmental safety and refractive index. It has not been issued. From the degree of immersion effect and the degree of completeness of the resist, the immersion exposure technique is considered to be installed in the ArF exposure machine earliest.

化学増幅型レジストを液浸露光に適用すると、露光時にレジスト膜が液浸液と接触することになるため、レジスト膜が変質することや、レジスト膜から液浸液に悪影響を及ぼす成分が滲出することが指摘されている。特許文献4(国際公開WO2004−068242号パンフレット)では、ArF露光用のレジストを露光前後に水に浸すことによりレジスト性能が変化する例が記載されており、液浸露光における問題と指摘している。
例えば、化学増幅型レジストを液浸露光に適用した場合に、パターン形状、ラインエッジラフネスの更なる改良が求められ、且つレジスト膜から液浸液への酸の溶出を抑制することが求められている。
When a chemically amplified resist is applied to immersion exposure, the resist film comes into contact with the immersion liquid at the time of exposure, so that the resist film is altered and components that adversely affect the immersion liquid are leached from the resist film. It has been pointed out. Patent Document 4 (International Publication WO 2004-068242 Pamphlet) describes an example in which resist performance changes by immersing a resist for ArF exposure in water before and after exposure, and points to a problem in immersion exposure. .
For example, when a chemically amplified resist is applied to immersion exposure, further improvements in pattern shape and line edge roughness are required, and suppression of acid elution from the resist film to the immersion liquid is required. Yes.

特開昭57−153433号公報JP-A-57-153433 特開平7−220990号公報JP-A-7-220990 国際公開WO2004−077158号パンフレットInternational Publication WO2004-077158 Pamphlet 国際公開WO2004−068242号パンフレットInternational Publication WO 2004-068242 Pamphlet 国際光工学会紀要(Proc. SPIE), 2002年, 第4688巻,第11頁Proc. SPIE, 2002, Vol. 4688, p. 11

本発明の目的は、液浸露光に於いて、液浸液に対する後退接触角が大きく、パターン形状が良好であり、ラインエッジラフネスが改良され、且つ液浸液への酸の溶出性が抑制されたレジスト組成物及び該レジスト組成物を用いたパターン形成方法を提供することである。   The object of the present invention is that in immersion exposure, the receding contact angle with respect to the immersion liquid is large, the pattern shape is good, the line edge roughness is improved, and the elution of acid into the immersion liquid is suppressed. It is to provide a resist composition and a pattern forming method using the resist composition.

本発明は次の通りである。
〔1〕
(A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂、
(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、
(C)疎水性樹脂及び
(D)溶剤
を含有するレジスト組成物であって、
疎水性樹脂(C)が、下記一般式(F3a)で表される基を有する樹脂、下記一般式(CS−1)〜(CS−3)のいずれかで表される基を有する樹脂、又は、下記一般式(Ia)で表される繰り返し単位を有する樹脂であり(但し、疎水性樹脂(C)から、下記一般式(2)で表される繰り返し単位を有する樹脂、及び、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−ヒドロキシイソプロピル基(−C(CF OH)を有する樹脂を除く)、
疎水性樹脂(C)の添加量が、レジスト組成物の全固形分を基準として、0.1〜10質量%であり、
疎水性樹脂(C)を含有しないレジスト膜の後退接触角が、50度以上であることを特徴とするレジスト組成物。

Figure 0005002349

一般式(F3a)に於いて、
62a 及びR 63a は、各々独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。R 62a とR 63a は、互いに連結して環を形成してもよい。
64a は、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。
Figure 0005002349

一般式(CS−1)〜(CS−3)に於いて、
12 〜R 26 は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
〜L は、単結合又は2価の連結基を表す。
nは、1〜5の整数を表す。
Figure 0005002349

一般式(Ia)に於いて、
Rfは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
は、アルキル基を表す。
は、水素原子又はアルキル基を表す。
Figure 0005002349

〔一般式(2)において、R は水素、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。各々のR は相互に独立に炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を示す。また、いずれか2つのR が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に2価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成してもよい。〕
〔2〕
疎水性樹脂(C)が、上記一般式(F3a)で表される基を有する(メタ)アクリレートによる繰り返し単位を有することを特徴とする上記〔1〕に記載のレジスト組成物。
〔3〕
(A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂、
(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、
(C)疎水性樹脂及び
(D)溶剤
を含有するレジスト組成物であって、
疎水性樹脂(C)が、下記一般式(II)で表される繰り返し単位及び下記一般式(III)で表される繰り返し単位を有し、
疎水性樹脂(C)を含有しないレジスト膜の後退接触角が、50度以上であることを特徴とするレジスト組成物。
Figure 0005002349

一般式(II)及び(III)に於いて、
Rfは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はシクロアルケニル基を表す。
は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する基を表す。
は、単結合又は2価の連結基を表す。
m及びnは、繰り返し単位の比率を表す数字であり、0<m<100、0<n<100である。
〔4〕
樹脂(A)が、下記一般式(I)で表される非酸分解性繰り返し単位を有することを特徴とする上記〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載のレジスト組成物。
Figure 0005002349

一般式(I)に於いて、
Xa は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Aは、単結合又は2価の連結基を表す。
ACGは、非酸脱離性炭化水素基を表す。
〔5〕
一般式(I)で表される非酸分解性繰り返し単位が、下記一般式(I−1)で表される非酸分解性繰り返し単位であることを特徴とする上記〔4〕に記載のレジスト組成物。
Figure 0005002349

一般式(I−1)に於いて、
Xa は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Rx は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
は、4〜7の整数を表す。
は、0〜3の整数を表す。
が2以上の整数の場合に、Rx の内の少なくとも2つが、結合して環構造を形成してもよい。
〔6〕
(A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂、
(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、
(C)疎水性樹脂及び
(D)溶剤
を含有するレジスト組成物であって、
樹脂(A)が、下記一般式(I’)で表される非酸分解性繰り返し単位を有し、
樹脂(A)が、ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位を、樹脂(A)の全繰り返し単位中10〜40モル%で有し、
疎水性樹脂(C)の添加量が、レジスト組成物の全固形分を基準として、0.1〜10質量%であり、
疎水性樹脂(C)を含有しないレジスト膜の後退接触角が、50度以上であることを特徴とするレジスト組成物。
Figure 0005002349

一般式(I’)に於いて、
Xa は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Aは、単結合又は2価の連結基を表す。
ACG’は、炭素原子と水素原子のみからなる非酸脱離性炭化水素基を表す。
〔7〕
一般式(I’)で表される非酸分解性繰り返し単位が、下記一般式(I’−1)で表される非酸分解性繰り返し単位であることを特徴とする上記〔6〕に記載のレジスト組成物。
Figure 0005002349

一般式(I’−1)に於いて、
Xa は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Rx ’は、無置換アルキル基又は無置換シクロアルキル基を表す。
は、4〜7の整数を表す。
は、0〜3の整数を表す。
が2以上の整数の場合に、Rx ’の内の少なくとも2つが、結合して環構造を形成してもよい。
〔8〕
疎水性樹脂(C)が、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有することを特徴とする上記〔6〕又は〔7〕に記載のレジスト組成物。
〔9〕
疎水性樹脂(C)が、下記の樹脂(C−1)〜(C−6)から選ばれるいずれかの樹脂であることを特徴とする上記〔6〕〜〔8〕のいずれか1項に記載のレジスト組成物。
(C−1)フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)を有する樹脂。
(C−2)トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)を有する樹脂。
(C−3)フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)と、分岐状アルキル基、シクロアルキル基、分岐状アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂。
(C−4)トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)と、分岐状アルキル基、シクロアルキル基、分岐状アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂。
(C−5)フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)と、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)とを有する樹脂。
(C−6)フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)と、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)と、分岐状アルキル基、シクロアルキル基、分岐状アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂。
〔10〕
疎水性樹脂(C)を含有しないレジスト膜の後退接触角が、55度以上であることを特徴とする上記〔1〕〜〔9〕のいずれか1項に記載のレジスト組成物。
〔11〕
樹脂(A)が、脂環構造を有する(メタ)アクリレートによる繰り返し単位を有し、その総含有量が40モル%以上であることを特徴とする上記〔1〕〜〔10〕のいずれか1項に記載のレジスト組成物。
〔12〕
上記〔1〕〜〔11〕のいずれか1項に記載のレジスト組成物により形成されたレジスト膜。
〔13〕
上記〔12〕に記載のレジスト膜を液浸露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。
本発明は上記〔1〕〜〔13〕の構成を有するものであるが、以下その他についても参考のため記載した。 The present invention is as follows.
[1]
(A) a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid;
(B) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation,
(C) a hydrophobic resin and
(D) Solvent
A resist composition comprising:
The hydrophobic resin (C) is a resin having a group represented by the following general formula (F3a), a resin having a group represented by any of the following general formulas (CS-1) to (CS-3), or And a resin having a repeating unit represented by the following general formula (Ia) (however, from a hydrophobic resin (C), a resin having a repeating unit represented by the following general formula (2), and 1,1 , 1,3,3,3-hexafluoro-2-hydroxyisopropyl group ( excluding a resin having —C (CF 3 ) 2 OH),
The addition amount of the hydrophobic resin (C) is 0.1 to 10% by mass based on the total solid content of the resist composition,
A resist composition comprising a resist film containing no hydrophobic resin (C) having a receding contact angle of 50 degrees or more.
Figure 0005002349

In general formula (F3a),
R 62a and R 63a each independently represents an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. R 62a and R 63a may be connected to each other to form a ring.
R 64a represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group.
Figure 0005002349

In general formulas (CS-1) to (CS-3),
R 12 to R 26 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
L < 3 > -L < 5 > represents a single bond or a bivalent coupling group.
n represents an integer of 1 to 5.
Figure 0005002349

In general formula (Ia):
Rf represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
R 1 represents an alkyl group.
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Figure 0005002349

[In General Formula (2), R 3 represents hydrogen, a methyl group, or a trifluoromethyl group. Each R 4 independently represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Further, any two R 4 may be bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof together with the carbon atom to which each R 4 is bonded. ]
[2]
The resist composition as described in [1] above, wherein the hydrophobic resin (C) has a repeating unit of (meth) acrylate having a group represented by the general formula (F3a).
[3]
(A) a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid;
(B) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation,
(C) a hydrophobic resin and
(D) Solvent
A resist composition comprising:
The hydrophobic resin (C) has a repeating unit represented by the following general formula (II) and a repeating unit represented by the following general formula (III),
A resist composition comprising a resist film containing no hydrophobic resin (C) having a receding contact angle of 50 degrees or more.
Figure 0005002349

In general formulas (II) and (III):
Rf represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
R 3 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or a cycloalkenyl group.
R 4 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, a trialkylsilyl group, or a group having a cyclic siloxane structure.
L 6 represents a single bond or a divalent linking group.
m and n are numbers representing the ratio of repeating units, and 0 <m <100 and 0 <n <100.
[4]
Resin (A) has a non-acid-decomposable repeating unit represented by the following general formula (I), The resist composition of any one of said [1]-[3] characterized by the above-mentioned.
Figure 0005002349

In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
A represents a single bond or a divalent linking group.
ACG represents a non-acid-eliminable hydrocarbon group.
[5]
The resist according to [4], wherein the non-acid-decomposable repeating unit represented by the general formula (I) is a non-acid-decomposable repeating unit represented by the following general formula (I-1): Composition.
Figure 0005002349

In general formula (I-1),
Xa 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom.
Rx 5 represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
n 3 represents an integer of 4-7.
n 4 represents an integer of 0 to 3.
When n 4 is an integer of 2 or more, at least two of Rx 5 may be bonded to form a ring structure.
[6]
(A) a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid;
(B) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation,
(C) a hydrophobic resin and
(D) Solvent
A resist composition comprising:
Resin (A) has a non-acid-decomposable repeating unit represented by the following general formula (I ′),
The resin (A) has a repeating unit having a group having a lactone structure at 10 to 40 mol% in all repeating units of the resin (A),
The addition amount of the hydrophobic resin (C) is 0.1 to 10% by mass based on the total solid content of the resist composition,
A resist composition comprising a resist film containing no hydrophobic resin (C) having a receding contact angle of 50 degrees or more.
Figure 0005002349

In general formula (I ′),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
A represents a single bond or a divalent linking group.
ACG ′ represents a non-acid-eliminable hydrocarbon group consisting only of carbon atoms and hydrogen atoms.
[7]
[6] The non-acid-decomposable repeating unit represented by the general formula (I ′) is a non-acid-decomposable repeating unit represented by the following general formula (I′-1). Resist composition.
Figure 0005002349

In general formula (I′-1),
Xa 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom.
Rx 5 ′ represents an unsubstituted alkyl group or an unsubstituted cycloalkyl group.
n 3 represents an integer of 4-7.
n 4 represents an integer of 0 to 3.
When n 4 is an integer of 2 or more, at least two of Rx 5 may combine to form a ring structure.
[8]
The resist composition as described in [6] or [7] above, wherein the hydrophobic resin (C) has at least one of a fluorine atom and a silicon atom.
[9]
The hydrophobic resin (C) is any resin selected from the following resins (C-1) to (C-6), wherein any one of the above [6] to [8] The resist composition as described.
(C-1) A resin having a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group.
(C-2) A resin having a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure.
(C-3) A resin having a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group and a repeating unit (c) having a branched alkyl group, a cycloalkyl group, a branched alkenyl group, a cycloalkenyl group or an aryl group.
(C-4) a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, and a repeating unit (c) having a branched alkyl group, a cycloalkyl group, a branched alkenyl group, a cycloalkenyl group or an aryl group Having a resin.
(C-5) A resin having a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group and a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure.
(C-6) a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, a branched alkyl group, a cycloalkyl group, a branched alkenyl group, a cycloalkenyl Having a repeating unit (c) having a group or an aryl group.
[10]
The resist composition according to any one of [1] to [9] above, wherein the receding contact angle of the resist film not containing the hydrophobic resin (C) is 55 degrees or more.
[11]
Any one of the above [1] to [10], wherein the resin (A) has a repeating unit of (meth) acrylate having an alicyclic structure, and the total content thereof is 40 mol% or more. The resist composition according to item.
[12]
The resist film formed with the resist composition of any one of said [1]-[11].
[13]
A pattern forming method comprising the steps of immersion exposure and development of the resist film described in [12].
The present invention has the above-mentioned configurations [1] to [13], and the other is described below for reference.

(1) (A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂、
(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、
(C)疎水性樹脂及び
(D)溶剤
を含有し、疎水性樹脂(C)を含有しないレジスト膜の後退接触角が、50度以上であることを特徴とするレジスト組成物。
(1) (A) a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid;
(B) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation,
A resist composition characterized in that the receding contact angle of a resist film containing (C) a hydrophobic resin and (D) a solvent and not containing the hydrophobic resin (C) is 50 degrees or more.

(2) 疎水性樹脂(C)が、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有することを特徴とする(1)に記載のレジスト組成物。   (2) The resist composition as described in (1), wherein the hydrophobic resin (C) has at least one of a fluorine atom and a silicon atom.

(3) 疎水性樹脂(C)を含有しないレジスト膜の後退接触角が、55度以上であることを特徴とする(1)又は(2)に記載のレジスト組成物。   (3) The resist composition according to (1) or (2), wherein the receding contact angle of the resist film not containing the hydrophobic resin (C) is 55 degrees or more.

(4) 疎水性樹脂(C)が、下記一般式(F3a)で表される基を有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のレジスト組成物。   (4) The resist composition according to any one of (1) to (3), wherein the hydrophobic resin (C) has a group represented by the following general formula (F3a).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(F3a)に於いて、
62a及びR63aは、各々独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。R62aとR63aは、互いに連結して環を形成してもよい。
64aは、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。
In general formula (F3a),
R 62a and R 63a each independently represents an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. R 62a and R 63a may be connected to each other to form a ring.
R 64a represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group.

(5) 疎水性樹脂(C)が、一般式(F3a)で表される基を有する(メタ)アクリレートによる繰り返し単位を有することを特徴とする(4)に記載のレジスト組成物。   (5) The resist composition as described in (4), wherein the hydrophobic resin (C) has a repeating unit of (meth) acrylate having a group represented by the general formula (F3a).

(6) 疎水性樹脂(C)が、下記一般式(CS−1)〜(CS−3)で表される基を有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のレジスト組成物。   (6) The hydrophobic resin (C) has groups represented by the following general formulas (CS-1) to (CS-3), according to any one of (1) to (3), Resist composition.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(CS−1)〜(CS−3)に於いて、
12〜R26は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
3〜L5は、単結合又は2価の連結基を表す。
nは、1〜5の整数を表す。
In general formulas (CS-1) to (CS-3),
R 12 to R 26 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
L < 3 > -L < 5 > represents a single bond or a bivalent coupling group.
n represents an integer of 1 to 5.

(7) 疎水性樹脂(C)が、下記の樹脂(C−1)〜(C−6)から選ばれるいずれかの樹脂であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のレジスト組成物。
(C−1)フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)を有する樹脂。
(C−2)トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)を有する樹脂。
(C−3)フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)と、分岐状アルキル基、シクロアルキル基、分岐状アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂。
(C−4)トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)と、分岐状アルキル基、シクロアルキル基、分岐状アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂。
(C−5)フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)と、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)とを有する樹脂。
(C−6)フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)と、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)と、分岐状アルキル基、シクロアルキル基、分岐状アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂。
(7) The hydrophobic resin (C) is any one selected from the following resins (C-1) to (C-6): (1) to (3) The resist composition as described.
(C-1) A resin having a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group.
(C-2) A resin having a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure.
(C-3) A resin having a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group and a repeating unit (c) having a branched alkyl group, a cycloalkyl group, a branched alkenyl group, a cycloalkenyl group or an aryl group.
(C-4) a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, and a repeating unit (c) having a branched alkyl group, a cycloalkyl group, a branched alkenyl group, a cycloalkenyl group or an aryl group Having a resin.
(C-5) A resin having a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group and a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure.
(C-6) a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, a branched alkyl group, a cycloalkyl group, a branched alkenyl group, a cycloalkenyl Having a repeating unit (c) having a group or an aryl group.

(8) 疎水性樹脂(C)が、下記一般式(Ia)で表される繰り返し単位を有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のレジスト組成物。   (8) The resist composition according to any one of (1) to (3), wherein the hydrophobic resin (C) has a repeating unit represented by the following general formula (Ia).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(Ia)に於いて、
Rfは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
1は、アルキル基を表す。
2は、水素原子又はアルキル基を表す。
In general formula (Ia):
Rf represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
R 1 represents an alkyl group.
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

(9) 疎水性樹脂(C)が、下記一般式(II)で表される繰り返し単位及び下記一般式(III)で表される繰り返し単位を有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のレジスト組成物。   (9) The hydrophobic resin (C) has a repeating unit represented by the following general formula (II) and a repeating unit represented by the following general formula (III) (1) to (3) The resist composition according to any one of the above.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(II)及び(III)に於いて、
Rfは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
3は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はシクロアルケニル基を表す。
4は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、トリア
ルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する基を表す。
6は、単結合又は2価の連結基を表す。
m及びnは、繰り返し単位の比率を表す数字であり、0<m<100、0<n<100である。
In general formulas (II) and (III):
Rf represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
R 3 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or a cycloalkenyl group.
R 4 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, a trialkylsilyl group, or a group having a cyclic siloxane structure.
L 6 represents a single bond or a divalent linking group.
m and n are numbers representing the ratio of repeating units, and 0 <m <100 and 0 <n <100.

(10) 樹脂(A)が、脂環構造を有する(メタ)アクリレートによる繰り返し単位を有し、その総含有量が40モル%以上であることを特徴とする(1)〜(9)のいずれかに記載のレジスト組成物。   (10) Any of (1) to (9), wherein the resin (A) has a repeating unit of (meth) acrylate having an alicyclic structure, and the total content thereof is 40 mol% or more. A resist composition according to claim 1.

(11) 樹脂(A)が、下記一般式(I)で表される非酸分解性繰り返し単位を有することを特徴とする(1)〜(10)のいずれかに記載のレジスト組成物。   (11) The resist composition as described in any one of (1) to (10), wherein the resin (A) has a non-acid-decomposable repeating unit represented by the following general formula (I).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(I)に於いて、
Xaは、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Aは、単結合又は2価の連結基を表す。
ACGは、非酸脱離性炭化水素基を表す。
In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
A represents a single bond or a divalent linking group.
ACG represents a non-acid-eliminable hydrocarbon group.

(12) 一般式(I)で表される非酸分解性繰り返し単位が、下記一般式(I−1)で表される非酸分解性繰り返し単位であることを特徴とする(11)に記載のレジスト組成物。   (12) The non-acid-decomposable repeating unit represented by the general formula (I) is a non-acid-decomposable repeating unit represented by the following general formula (I-1). Resist composition.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(I−1)に於いて、
Xa2は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Rx5は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
3は、4〜7の整数を表す。
4は、0〜3の整数を表す。
が2以上の整数の場合に、Rxの内の少なくとも2つが、結合して環構造を形成してもよい。
In general formula (I-1),
Xa 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom.
Rx 5 represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
n 3 represents an integer of 4-7.
n 4 represents an integer of 0 to 3.
When n 4 is an integer of 2 or more, at least two of Rx 5 may be bonded to form a ring structure.

(13) (1)〜(12)のいずれかに記載のレジスト組成物によりレジスト膜を形成し、液浸露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。   (13) A pattern forming method comprising a step of forming a resist film from the resist composition according to any one of (1) to (12), immersion exposure, and development.

以下、更に、本発明の好ましい実施の態様を挙げる。   The preferred embodiments of the present invention will be further described below.

(14) 疎水性樹脂(C)の分子量分散度が、1.3以下、且つ重量平均分子量が、1.0×104以下であることを特徴とする(1)〜(12)のいずれかに記載のレジスト組成物。 (14) Any of (1) to (12), wherein the hydrophobic resin (C) has a molecular weight dispersity of 1.3 or less and a weight average molecular weight of 1.0 × 10 4 or less. The resist composition described in 1.

(15) 樹脂(A)の重量平均分子量をMw(A)、疎水性樹脂(C)の重量平均分子量をMw(C)とした時、Mw(A)−Mw(C)≧2000 を満たすことを特徴とする(1)〜(12)及び(14)のいずれかに記載のレジスト組成物。   (15) When the weight average molecular weight of the resin (A) is Mw (A) and the weight average molecular weight of the hydrophobic resin (C) is Mw (C), Mw (A) −Mw (C) ≧ 2000 is satisfied. The resist composition according to any one of (1) to (12) and (14).

本発明により、液浸露光に於いて、液浸液に対する後退接触角が大きく、パターン形状が良好であり、ラインエッジラフネスが改良され、且つ液浸液への酸の溶出性が抑制されたレジスト組成物及び該レジスト組成物を用いたパターン形成方法を提供することができる。   According to the present invention, in immersion exposure, a resist having a large receding contact angle with respect to the immersion liquid, good pattern shape, improved line edge roughness, and suppression of acid elution into the immersion liquid. A composition and a pattern forming method using the resist composition can be provided.

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
尚、本明細書に於ける基(原子団)の表記に於いて、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
In addition, in the description of the group (atomic group) in this specification, the description which does not describe substitution and non-substitution includes what does not have a substituent and what has a substituent. . For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).

(A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂
本発明のレジスト組成物に用いられる、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂は、樹脂の主鎖又は側鎖、或いは、主鎖及び側鎖の両方に、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基(以下、「酸分解性基」ともいう)を有する樹脂(「樹脂(A)」とも呼ぶ)であり、単環又は多環の脂環炭化水素構造を側鎖に有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂が好ましい。
酸分解性基としては、例えば、アルカリ可溶性基の水素原子が、酸の作用により脱離する基で保護された基を挙げることができる。
アルカリ可溶性基としては、例えば、フェノール性水酸基、カルボキシル基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基等が挙げられる。
好ましいアルカリ可溶性基としては、カルボキシル基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール基)、スルホン酸基が挙げられる。
酸の作用により脱離する基としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(R36)(R37)(OR39)、−C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。
式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
01〜R02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。
酸分解性基としては、好ましくは、クミルエステル基、エノールエステル基、アセタールエステル基、第3級のアルキルエステル基等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル基である。
(A) Resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid The resin whose solubility in an alkali developer is increased by the action of an acid used in the resist composition of the present invention is the main chain or side chain of the resin, or A resin (also referred to as “resin (A)”) having a group (hereinafter also referred to as “acid-decomposable group”) that decomposes by the action of an acid to generate an alkali-soluble group in both the main chain and the side chain. A resin having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure in the side chain and increasing the solubility in an alkali developer by the action of an acid is preferable.
Examples of the acid-decomposable group include a group in which a hydrogen atom of an alkali-soluble group is protected with a group capable of leaving by the action of an acid.
Examples of alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxyl groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl). ) Imide group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) methylene Groups and the like.
Preferred alkali-soluble groups include carboxyl groups, fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol groups), and sulfonic acid groups.
Examples of the group capable of leaving by the action of an acid include —C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ), —C (R 36 ) (R 37 ) (OR 39 ), —C (R 01 ) ( R 02 ) (OR 39 ) and the like.
In the formula, R 36 to R 39 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.
R 01 and R 02 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group.
The acid-decomposable group is preferably a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, a tertiary alkyl ester group or the like. More preferably, it is a tertiary alkyl ester group.

単環又は多環の脂環炭化水素構造を側鎖に有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂を含有する本発明のレジスト組成物は、ArFエキシマレーザー光を照射する場合に好適に使用することができる。   The resist composition of the present invention containing a resin having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure in the side chain and increasing the solubility in an alkaline developer by the action of an acid is irradiated with ArF excimer laser light. Can be suitably used.

樹脂(A)は、下記一般式(I)で表される繰り返し単位を有することが好ましい。   The resin (A) preferably has a repeating unit represented by the following general formula (I).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(I)に於いて、
Xa1は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Aは、単結合又は2価の連結基を表す。
ACGは、非酸脱離性炭化水素基を表す。
In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
A represents a single bond or a divalent linking group.
ACG represents a non-acid-eliminable hydrocarbon group.

一般式(I)に於ける、Xaのアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、水酸基、ハロゲン原子等で置換されていてもよい。
Xaは、好ましくは、水素原子又はメチル基である。
Aの好ましい2価の連結基は、−CO2−とアルキレン基とが連結した−CO2−アルキレン基−である。−CO2−アルキレン基−に於ける、アルキレン基としては、メチレン、ノルボルナンから水素原子が2つ取れて2価の連結基となったもの、アダマンタンから水素原子が2つ取れて2価の連結基となったものが挙げられる。
ACGの非酸脱離性炭化水素基は、酸の作用により式中の酸素原子から脱離しない炭化水素基であればいずれでもよいが、炭素原子と水素原子のみからなる炭化水素基であることが好ましく、極性置換基を有さないことがより好ましい。ACGの非酸脱離性炭化水素基としては、酸の作用により式中の酸素原子から脱離しない直鎖若しくは分岐状アルキル基、単環若しくは多環のシクロアルキル基が挙げられる。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、イソブチル基、ネオペンチル基などの炭素数1〜10の直鎖若しくは分岐状アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基などの炭素数3〜10の単環のシクロアルキル基、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基、ジアマンチル基、テトラヒドロデカリン基などの炭素数7〜15の多環のシクロアルキル基が好ましい。直鎖若しくは分岐状アルキル基は、更に、置換基として単環若しくは多環のシクロアルキル基が置換していてもよい。単環若しくは多環のシクロアルキル基は、更に、置換基として直鎖若しくは分岐状アルキル基、単環若しくは多環のシクロアルキル基が置換していてもよい。
In general formula (I), the alkyl group of Xa 1 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and may be substituted with a hydroxyl group, a halogen atom, or the like.
Xa 1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
Preferred divalent linking group of A, -CO 2 - and -CO 2 where the alkylene groups are linked - alkylene group - a. The alkylene group in —CO 2 -alkylene group—has two hydrogen atoms from methylene and norbornane to form a divalent linking group, and two hydrogen atoms from adamantane to form a divalent linking group. The basis is mentioned.
The non-acid-eliminable hydrocarbon group of ACG may be any hydrocarbon group that does not desorb from the oxygen atom in the formula by the action of an acid, but is a hydrocarbon group consisting of only carbon and hydrogen atoms. It is more preferable that it does not have a polar substituent. Examples of the non-acid-eliminable hydrocarbon group of ACG include a linear or branched alkyl group that does not desorb from an oxygen atom in the formula by the action of an acid, and a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group. Specifically, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, isobutyl group, neopentyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, etc. A monocyclic cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, such as a monocyclic cycloalkyl group, a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, an adamantyl group, a diamantyl group, and a tetrahydrodecalin group. Alkyl groups are preferred. The linear or branched alkyl group may be further substituted with a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group as a substituent. The monocyclic or polycyclic cycloalkyl group may be further substituted with a linear or branched alkyl group or a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group as a substituent.

一般式(I)で表される非酸分解性繰り返し単位は、下記一般式(I−1)で表される非酸分解性繰り返し単位であることが好ましい。   The non-acid-decomposable repeating unit represented by the general formula (I) is preferably a non-acid-decomposable repeating unit represented by the following general formula (I-1).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(I−1)に於いて、
Xaは、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Rxは、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
は、4〜7の整数を表す。
は、0〜3の整数を表す。
が2以上の整数の場合に、Rxの内の少なくとも2つが、結合して環構造を形成してもよい。
In general formula (I-1),
Xa 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom.
Rx 5 represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
n 3 represents an integer of 4-7.
n 4 represents an integer of 0 to 3.
When n 4 is an integer of 2 or more, at least two of Rx 5 may be bonded to form a ring structure.

一般式(I−1)に於ける、Xaは、一般式(I)に於ける、Xa1と同義である。
Rxのアルキル基としては、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、t−ブチル基などの炭素数1〜4の直鎖若しくは分岐状アルキル基が好ましい。
Rxのシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの炭素数3〜10の単環のシクロアルキル基、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの炭素数7〜15の多環のシクロアルキル基が好ましい。
Rxの内の少なくとも2つが結合して形成される、環構造としては、シクロペンタン環、シクロヘキサン環などの炭素数3〜10の単環の環構造、ノルボルナン環、テトラシクロデカン環、テトラシクロドデカン環、アダマンタン環などの炭素数7〜15の多環の環構造が好ましい。
Formula (I-1) in the, Xa 2 is in the formula (I), Xa 1 synonymous.
Examples of the alkyl group of Rx 5 include linear or branched alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, and t-butyl group. preferable.
The cycloalkyl group rx 5, cyclopentyl group, a monocyclic cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms such as a cyclohexyl group, a norbornyl group, tetra tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, carbon atoms such as adamantyl group 7-15 polycyclic cycloalkyl groups are preferred.
The ring structure formed by bonding at least two of Rx 5 includes a monocyclic ring structure having 3 to 10 carbon atoms such as cyclopentane ring and cyclohexane ring, norbornane ring, tetracyclodecane ring, tetracyclo A polycyclic ring structure having 7 to 15 carbon atoms such as a dodecane ring and an adamantane ring is preferred.

一般式(I)又は一般式(I−1)で表される非酸分解性繰り返し単位に相当する単量体として、例えば、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等を挙げることができる   As a monomer corresponding to the non-acid-decomposable repeating unit represented by the general formula (I) or the general formula (I-1), for example, acrylic acid esters, methacrylic acid esters, allyl compounds, vinyl ethers, Examples include compounds having one addition polymerizable unsaturated bond selected from vinyl esters and the like.

一般式(I)又は一般式(I−1)で表される非酸分解性繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Specific examples of the non-acid-decomposable repeating unit represented by the general formula (I) or the general formula (I-1) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

上記具体例に於いて、Xaは、H、CH3、CF3又はCH2OHを表す。 In the above specific examples, Xa represents H, CH 3 , CF 3 or CH 2 OH.

上記具体例に於いて、(ACG-2)、(ACG-6)、(ACG-7)、(ACG-8)、(ACG-9)、(ACG-12)、(ACG-16)、(ACG-17)、(ACG-18)、(ACG-19)、(ACG-20)、(ACG-22)、(ACG-23)、(ACG-24)、(ACG-26)、(ACG-27)、(ACG-28)、(ACG-29)、(ACG-30)、(ACG-31)が、特に好ましい。   In the above specific examples, (ACG-2), (ACG-6), (ACG-7), (ACG-8), (ACG-9), (ACG-12), (ACG-16), ( ACG-17), (ACG-18), (ACG-19), (ACG-20), (ACG-22), (ACG-23), (ACG-24), (ACG-26), (ACG- 27), (ACG-28), (ACG-29), (ACG-30), and (ACG-31) are particularly preferable.

一般式(I)又は(I−1)で表される繰り返し単位の含有量は、通常1〜80モル%であり、好ましくは5〜50モル%であり、更に好ましくは5〜40モル%である。含有量を5〜40モル%とすることで、液浸露光時にレジスト膜から液浸液への低分子成分の溶出が低減できる。   Content of the repeating unit represented by general formula (I) or (I-1) is 1-80 mol% normally, Preferably it is 5-50 mol%, More preferably, it is 5-40 mol%. is there. By setting the content to 5 to 40 mol%, it is possible to reduce elution of low molecular components from the resist film to the immersion liquid during immersion exposure.

一般式(I)又は(I−1)で表される繰り返し単位を導入することによって、樹脂(A)に要求される性能、特に、
(1)塗布溶剤に対する溶解性、
(2)製膜性(ガラス転移温度)、
(3)ポジ型現像液及びネガ型現像液に対する溶解性、
(4)膜べり(親疎水性、アルカリ可溶性基選択)、
(5)未露光部の基板への密着性、
(6)ドライエッチング耐性、
等が向上する。
By introducing the repeating unit represented by the general formula (I) or (I-1), the performance required for the resin (A), in particular,
(1) Solubility in coating solvent,
(2) Film formability (glass transition temperature),
(3) Solubility in positive developer and negative developer,
(4) Membrane slip (hydrophobic, alkali-soluble group selection),
(5) Adhesion of unexposed part to substrate,
(6) Dry etching resistance,
Etc. are improved.

樹脂(A)は、下記一般式(NGH−1)で表される繰り返し単位を有する樹脂であることが好ましい。   The resin (A) is preferably a resin having a repeating unit represented by the following general formula (NGH-1).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(NGH−1)に於いて、
NGH1は、水素原子又はアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を表す。
NGH2〜RNGH4は、各々独立に、水素原子又は水酸基を表す。但し、RNGH2〜RNGH4の内の少なくとも一つは、水酸基を表す。
In the general formula (NGH-1),
R NGH1 represents a hydrogen atom or an alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms).
R NGH2 to R NGH4 each independently represent a hydrogen atom or a hydroxyl group. However, at least one of R NGH2 to R NGH4 represents a hydroxyl group.

一般式(NGH−1)に於いて、RNGH1として、好ましくは水素原子、メチル基又はエチル基である。RNGH1として更に好ましくはメチル基である。
NGH2〜RNGH4の内、好ましくは、1つ又は2つが水酸基で、残りが水素原子である。
In the general formula (NGH-1), R NGH1 is preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group. R NGH1 is more preferably a methyl group.
Of RNGH2 to RNGH4 , preferably one or two are hydroxyl groups and the rest are hydrogen atoms.

一般式(NGH−1)で表される繰り返し単位の含有量は、通常1〜15モル%であり、好ましくは5〜15モル%である。含有量を1〜15モル%とすることで、ネガ型現像液及びポジ型現像液への親和性が向上する。   Content of the repeating unit represented by general formula (NGH-1) is 1-15 mol% normally, Preferably it is 5-15 mol%. By setting the content to 1 to 15 mol%, the affinity for the negative developer and the positive developer is improved.

樹脂(A)は、一般式(NGH−1)で表される繰り返し単位を有することで、基板密着性、現像液親和性が向上する。   Resin (A) has a repeating unit represented by the general formula (NGH-1), whereby the substrate adhesion and the developer affinity are improved.

一般式(NGH−1)で表される繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (NGH-1) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

樹脂(A)としては、下記一般式(pI)〜一般式(pV)で示される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位及び下記一般式(II-AB)で示される繰り返し単位の群から選択される少なくとも1種を含有する樹脂であることが好ましい。   The resin (A) includes a repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the following general formula (pI) to general formula (pV) and a repeating unit represented by the following general formula (II-AB). A resin containing at least one selected from the group is preferred.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(pI)〜(pV)中、
11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、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R16は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R12〜R14のうち少なくとも1つ、もしくはR15、R16のいずれかは、シクロアルキル基を表す。
17〜R21は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R17〜R21のうち少なくとも1つは、シクロアルキル基を表す。また、R19、R21のいずれかは、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
22〜R25は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R22〜R25のうち少なくとも1つは、シクロアルキル基を表す。また、R23とR24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
In general formulas (pI) to (pV),
R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group, and Z is an atom necessary for forming a cycloalkyl group together with a carbon atom. Represents a group.
R 12 to R 16 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group. However, at least one of R 12 to R 14 , or any of R 15 and R 16 represents a cycloalkyl group.
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. However, at least one of R 17 to R 21 represents a cycloalkyl group. Moreover, any of R 19 and R 21 represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. However, at least one of R 22 to R 25 represents a cycloalkyl group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(II−AB)中、
11'及びR12'は、各々独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
Z'は、結合した2つの炭素原子(C−C)を含み、脂環式構造を形成するための原子
団を表す。
In general formula (II-AB),
R 11 ′ and R 12 ′ each independently represents a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom or an alkyl group.
Z ′ represents an atomic group for forming an alicyclic structure containing two bonded carbon atoms (C—C).

一般式(II−AB)は、下記一般式(II−AB1)又は一般式(II−AB2)であることが更に好ましい。   The general formula (II-AB) is more preferably the following general formula (II-AB1) or general formula (II-AB2).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(II−AB1)及び(II−AB2)中、
13'〜R16'は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、−COOH、−COOR5、酸分解性基、−C(=O)−X−A'−R17'、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。Rl3'〜R16'のうち少なくとも2つが結合して環を形成してもよい。
ここで、R5は、アルキル基、シクロアルキル基又はラクトン構造を有する基を表す。
Xは、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO2−又は−NHSO2NH−を表す。
A'は、単結合又は2価の連結基を表す。
17'は、−COOH、−COOR5、−CN、水酸基、アルコキシ基、−CO−NH−R6、−CO−NH−SO2−R6又はラクトン構造を有する基を表す。
6は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
nは、0又は1を表す。
In general formulas (II-AB1) and (II-AB2),
R 13 ′ to R 16 ′ each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, —COOH, —COOR 5 , an acid-decomposable group, —C (═O) —XA′—R 17 ′, An alkyl group or a cycloalkyl group is represented. At least two of R 13 ′ to R 16 ′ may combine to form a ring.
Here, R 5 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or a group having a lactone structure.
X represents an oxygen atom, a sulfur atom, -NH -, - NHSO 2 - or an -NHSO 2 NH-.
A ′ represents a single bond or a divalent linking group.
R 17 ′ represents —COOH, —COOR 5 , —CN, a hydroxyl group, an alkoxy group, —CO—NH—R 6 , —CO—NH—SO 2 —R 6 or a group having a lactone structure.
R 6 represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
n represents 0 or 1.

一般式(pI)〜(pV)、R12〜R25に於ける、アルキル基は、1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基が好ましく、例えば、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、sec−ブチル基等を挙げることができる。 In general formulas (pI) to (pV) and R 12 to R 25 , the alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, Examples include n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group and the like.

11〜R25に於ける、シクロアルキル基或いはZと炭素原子が形成するシクロアルキル基は、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。これらのシクロアルキル基は置換基を有していてもよい。 The cycloalkyl group or the cycloalkyl group formed by Z and the carbon atom in R 11 to R 25 may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 6-30, and particularly preferably 7-25. These cycloalkyl groups may have a substituent.

好ましいシクロアルキル基としては、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、アダマンチル基、ノルボルニル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、テトラシクロドデカニル基、トリシクロデカニル基を挙げることができる。   Preferred cycloalkyl groups include adamantyl group, noradamantyl group, decalin residue, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, A cyclodecanyl group and a cyclododecanyl group can be mentioned. More preferable examples include an adamantyl group, norbornyl group, cyclohexyl group, cyclopentyl group, tetracyclododecanyl group, and tricyclodecanyl group.

これらのアルキル基、シクロアルキル基の更なる置換基としては、アルキル基(炭素数1〜4)、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基(炭素数1〜4)、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基(炭素数2〜6)が挙げられる。上記のアルキル基、アルコキシ基
、アルコキシカルボニル基等が、更に有していてもよい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることができる。
As further substituents of these alkyl groups and cycloalkyl groups, alkyl groups (1 to 4 carbon atoms), halogen atoms, hydroxyl groups, alkoxy groups (1 to 4 carbon atoms), carboxyl groups, alkoxycarbonyl groups (carbon numbers) 2-6). Examples of the substituent that the alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group and the like may further have include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group.

一般式(pI)〜(pV)で示される構造は、アルカリ可溶性基の保護に使用することができる。アルカリ可溶性基としては、この技術分野において公知の種々の基が挙げられる。   The structures represented by the general formulas (pI) to (pV) can be used for protecting alkali-soluble groups. Examples of the alkali-soluble group include various groups known in this technical field.

具体的には、カルボキシル基、スルホン酸基、フェノール性水酸基、チオール基の水素原子が一般式(pI)〜(pV)で表される構造で置換された構造などが挙げられ、好ましくはカルボキシル基、スルホン酸基の水素原子が、一般式(pI)〜(pV)で表される構造で置換された構造である。   Specific examples include a structure in which a hydrogen atom of a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phenolic hydroxyl group, or a thiol group is substituted with a structure represented by the general formulas (pI) to (pV), preferably a carboxyl group The hydrogen atom of the sulfonic acid group is substituted with the structure represented by the general formulas (pI) to (pV).

一般式(pI)〜(pV)で示される構造で保護されたアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位としては、下記一般式(pA)で示される繰り返し単位が好ましい。   As the repeating unit having an alkali-soluble group protected by the structure represented by the general formulas (pI) to (pV), a repeating unit represented by the following general formula (pA) is preferable.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(pA)に於いて、
Rは、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を表す。複数のRは、各々同じでも異なっていてもよい。
Aは、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルホンアミド基、ウレタン基、又はウレア基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを表す。好ましくは単結合である。
Rp1は、上記一般式(pI)〜(pV)のいずれかの基を表す。
In the general formula (pA),
R represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms). A plurality of R may be the same or different.
A represents a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a urea group, or a combination of two or more groups. Represents. A single bond is preferable.
Rp 1 represents any one of the general formulas (pI) to (pV).

一般式(pA)で表される繰り返し単位は、特に好ましくは、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、ジアルキル(1−アダマンチル)メチル(メタ)アクリレート、ジアルキル(1−シクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレートによる繰り返し単位である。   The repeating unit represented by formula (pA) is particularly preferably 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate, dialkyl (1-adamantyl) methyl (meth) acrylate, dialkyl (1-cyclohexyl) methyl (meth) ) Repeating unit by acrylate.

以下、一般式(pA)で示される繰り返し単位の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Hereinafter, although the specific example of the repeating unit shown by general formula (pA) is shown, this invention is not limited to this.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

Figure 0005002349
Figure 0005002349

前記一般式(II−AB)、R11'、R12'におけるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。 Examples of the halogen atom in the general formula (II-AB), R 11 ′, and R 12 ′ include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom.

11'、R12'におけるアルキル基としては、炭素数1〜10個の直鎖状若しくは分岐状アルキル基が挙げられる。 Examples of the alkyl group for R 11 ′ and R 12 ′ include linear or branched alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms.

上記Z'の脂環式構造を形成するための原子団は、置換基を有していてもよい脂環式炭
化水素の繰り返し単位を樹脂に形成する原子団であり、中でも有橋式の脂環式炭化水素の繰り返し単位を形成する有橋式脂環式構造を形成するための原子団が好ましい。
The atomic group for forming the alicyclic structure of Z ′ is an atomic group that forms a repeating unit of an alicyclic hydrocarbon which may have a substituent in a resin, and among them, a bridged type alicyclic group. An atomic group for forming a bridged alicyclic structure forming a cyclic hydrocarbon repeating unit is preferred.

形成される脂環式炭化水素の骨格としては、一般式(pI)〜(pV)に於けるR12〜R25のシクロアルキル基と同様のものが挙げられる。 Examples of the skeleton of the alicyclic hydrocarbon formed include those similar to the cycloalkyl groups of R 12 to R 25 in the general formulas (pI) to (pV).

上記脂環式炭化水素の骨格には置換基を有していてもよい。そのような置換基としては、前記一般式(II−AB1)又は(II−AB2)中のR13'〜R16'の各種置換基を挙げることができる。
即ち、一般式(II−AB1)又は一般式(II−AB2)に於ける、R13'〜R16'の各種置換基は、一般式(II−AB)に於ける、脂環式構造を形成するための原子団ないし有橋式脂環式構造を形成するための原子団Zの置換基ともなり得る。
The alicyclic hydrocarbon skeleton may have a substituent. Examples of such a substituent include various substituents of R 13 ′ to R 16 ′ in the general formula (II-AB1) or (II-AB2).
That is, in the general formula (II-AB1) or the general formula (II-AB2), various substituents of R 13 ′ to R 16 ′ have the alicyclic structure in the general formula (II-AB). It can also be a substituent of the atomic group Z for forming an atomic group for forming or a bridged alicyclic structure.

一般式(II−AB1)又は一般式(II−AB2)で表される繰り返し単位として、下記具体例が挙げられるが、本発明はこれらの具体例に限定されない。   Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (II-AB1) or (II-AB2) include the following specific examples, but the present invention is not limited to these specific examples.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

樹脂(A)は、ラクトン基を有することが好ましい。ラクトン基としては、ラクトン構造を有していればいずれの基でも用いることができるが、好ましくは、5〜7員環ラクトン構造を有する基であり、5〜7員環ラクトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。下記一般式(LC1−1)〜(LC1
−16)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。また、ラクトン構造を有する基が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては、一般式(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)、(LC1−14)で表される基であり、特定のラクトン構造を用いることでラインエッジラフネス、現像欠陥が良好になる。
The resin (A) preferably has a lactone group. As the lactone group, any group can be used as long as it has a lactone structure, but a group having a 5- to 7-membered ring lactone structure is preferable, and a bicyclo structure is added to the 5- to 7-membered ring lactone structure. Those in which other ring structures are condensed to form a spiro structure are preferred. The following general formulas (LC1-1) to (LC1
It is more preferable to have a repeating unit having a group having a lactone structure represented by any one of -16). Further, a group having a lactone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred lactone structures are groups represented by general formulas (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), and (LC1-14). By using a specific lactone structure, line edge roughness and development defects are improved.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

ラクトン構造部分は、置換基(Rb2)を有していても有していなくてもよい。好まし
い置換基(Rb2)としては、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数4〜7のシクロアルキ
ル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、酸分解性基などが挙げられる。n2は、0〜4の整数を表す。n2が2以上の時、複数存在する置換基(Rb2)は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在する置換基(Rb2)同士が結合して環を形成してもよい。
The lactone structure moiety may or may not have a substituent (Rb 2 ). Preferred substituents (Rb 2 ) include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a carboxyl group. , Halogen atom, hydroxyl group, cyano group, acid-decomposable group and the like. n2 represents an integer of 0 to 4. When n2 is 2 or more, a plurality of substituents (Rb 2 ) may be the same or different, and a plurality of substituents (Rb 2 ) may be bonded to form a ring.

一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位としては、上記一般式(II−AB1)又は(II−AB2)中のR13'〜R16'のうち少なくとも1つが一般式(LC1−1)〜(LC1−16)で表される基を有するもの(例えば−COOR5のR5が一般式(LC1−1)〜(LC1−16)で表される基を表す)又は下記一般式(AI)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。 As the repeating unit having a group having a lactone structure represented by any of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16), R 13 in the above general formula (II-AB1) or (II-AB2) may be used. Wherein at least one of 'to R 16 ' has a group represented by the general formulas (LC1-1) to (LC1-16) (for example, R 5 of -COOR 5 is represented by the general formulas (LC1-1) to (LC1) -16) or a repeating unit represented by the following general formula (AI).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(AI)中、
Rb0は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
Rb0のアルキル基は、炭素数1〜4の直鎖若しくは分岐状アルキル基が好ましく、置換基を有していてもよい。Rb0のアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。
Rb0のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。
Rb0は、水素原子又はメチル基が好ましい。
Abは、単結合、アルキレン基、単環若しくは多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。好ましくは、単結合、−Ab1−CO2−で表される連結基である。Ab1は、直鎖若しくは分岐状アルキレン基、単環若しくは多環のシクロアルキレン基であり、好ましくは、メチレン基、エチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基、ノルボルニレン基である。
Vは、一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のうちのいずれかで示される基を表す。
In general formula (AI),
Rb 0 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group.
The alkyl group for Rb 0 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and may have a substituent. Preferred substituents that the alkyl group represented by Rb 0 may have include a hydroxyl group and a halogen atom.
Examples of the halogen atom for Rb 0 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
Rb 0 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
Ab represents a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, an ether group, an ester group, a carbonyl group, or a divalent group obtained by combining these. A linking group represented by a single bond or —Ab 1 —CO 2 — is preferable. Ab 1 is a linear or branched alkylene group, a monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, and preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexylene group, an adamantylene group, or a norbornylene group.
V represents a group represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16).

ラクトン構造を有する繰り返し単位は、通常光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、1種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体混合して用いてもよい。1種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度(ee)が90以上のものが好ましく、より好ましくは95以上である。   The repeating unit having a lactone structure usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used. One optical isomer may be used alone, or a plurality of optical isomers may be mixed and used. When one kind of optical isomer is mainly used, the optical purity (ee) thereof is preferably 90 or more, more preferably 95 or more.

ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of the repeating unit having a group having a lactone structure are given below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

Figure 0005002349
Figure 0005002349

Figure 0005002349
Figure 0005002349

樹脂(A)は、前記一般式(NGH−1)で表される繰り返し単位における水酸基を有する脂環炭化水素基以外の、極性基を有する有機基を有する繰り返し単位、特に、極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位を有していても良い。これにより基板密着性が更に向上する。極性基で置換された脂環炭化水素構造の脂環炭化水素構造としてはアダマンチル基、ジアマンチル基、ノルボルナン基が好ましい。極性基としてはカルボキシル基、シアノ基が好ましい。
極性基で置換された脂環炭化水素構造としては、下記一般式(VIIa)〜(VIId)で表される部分構造が好ましい。
The resin (A) is substituted with a repeating unit having an organic group having a polar group other than the alicyclic hydrocarbon group having a hydroxyl group in the repeating unit represented by the general formula (NGH-1), in particular, with a polar group. It may have a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure. Thereby, the substrate adhesion is further improved. The alicyclic hydrocarbon structure of the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group is preferably an adamantyl group, a diamantyl group, or a norbornane group. As the polar group, a carboxyl group and a cyano group are preferable.
As the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group, partial structures represented by the following general formulas (VIIa) to (VIId) are preferable.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(VIIa)〜(VIIc)中、
2c〜R4cは、各々独立に、水素原子又はカルボキシル基、シアノ基を表す。ただし、R2c〜R4cのうち少なくとも1つはカルボキシル基、シアノ基を表す。好ましくはR2c〜R4cのうち1つまたは2つがシアノ基で残りが水素原子である。
一般式(VIIa)において、更に好ましくはR2c〜R4cのうち2つがシアノ基で残りが水素原子である。
In general formulas (VIIa) to (VIIc),
R 2c to R 4c each independently represents a hydrogen atom, a carboxyl group, or a cyano group. However, at least one of R 2c to R 4c represents a carboxyl group or a cyano group. Preferably, one or two of R 2c to R 4c are cyano groups and the rest are hydrogen atoms.
In general formula (VIIa), more preferably, two of R 2c to R 4c are cyano groups and the rest are hydrogen atoms.

一般式(VIIa)〜(VIId)で表される基を有する繰り返し単位としては、前記一般式(II−AB1)又は(II−AB2)中のR13'〜R16'のうち少なくとも1つが一般式(VIIa)〜(VIId)で表される基を有するもの(例えば、−COOR5におけるR5が一般式(VIIa)〜(VIId)で表される基を表す)、又は下記一般式(AIIa)〜(AIId)で表される繰り返し単位を挙げることができる。 As the repeating unit having a group represented by general formulas (VIIa) to (VIId), at least one of R 13 ′ to R 16 ′ in general formula (II-AB1) or (II-AB2) is generally Those having groups represented by formulas (VIIa) to (VIId) (for example, R 5 in —COOR 5 represents groups represented by general formulas (VIIa) to (VIId)), or the following general formula (AIIa ) To (AIId).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(AIIa)〜(AIId)中、
1cは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。
2c〜R4cは、一般式(VIIa)〜(VIIc)におけるR2c〜R4cと同義である。
In general formulas (AIIa) to (AIId),
R 1c represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
R 2c to R 4c have the same meanings as R 2c to R 4c in formulas (VIIa) ~ (VIIc).

一般式(AIIa)〜(AIId)で表される構造を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Although the specific example of the repeating unit which has a structure represented by general formula (AIIa)-(AIId) is given to the following, this invention is not limited to these.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

樹脂(A)は、下記一般式(VIII)で表される繰り返し単位を有してもよい。   Resin (A) may have a repeating unit represented by the following general formula (VIII).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(VIII)に於いて、
2は、−O−又は−N(R41)−を表す。R41は、水素原子、水酸基、アルキル基又
は−OSO2−R42を表す。R42は、アルキル基、シクロアルキル基又は樟脳残基を表す。R41及びR42のアルキル基は、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)等で置換されていてもよい。
In general formula (VIII):
Z 2 represents —O— or —N (R 41 ) —. R 41 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, or —OSO 2 —R 42 . R 42 represents an alkyl group, a cycloalkyl group or a camphor residue. The alkyl group of R 41 and R 42 may be substituted with a halogen atom (preferably a fluorine atom) or the like.

上記一般式(VIII)で表される繰り返し単位として、以下の具体例が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。   Examples of the repeating unit represented by the general formula (VIII) include the following specific examples, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

樹脂(A)は、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を有していてもよく、その場合、カルボキシル基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。これを有することによりコンタクトホール用途での解像性が増す。カルボキシル基を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に直接カルボキシル基が結合している繰り返し単位、あるいは連結基を介して樹脂の主鎖にカルボキシル基が結合している繰り返し単位、さらにはアルカリ可溶性基を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入、のいずれも好ましく、連結基は単環または多環の環状炭化水素構造を有していてもよい。特に好ましくはアクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位である。   The resin (A) may have a repeating unit having an alkali-soluble group, and in that case, it is more preferable to have a repeating unit having a carboxyl group. By having this, the resolution in contact hole applications increases. The repeating unit having a carboxyl group includes a repeating unit in which a carboxyl group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid, or a carboxyl group in the main chain of the resin through a linking group. Either a repeating unit that is bonded, or a polymerization initiator or chain transfer agent having an alkali-soluble group is introduced at the end of the polymer chain at the time of polymerization, and the linking group is a monocyclic or polycyclic hydrocarbon. You may have a structure. Particularly preferred are repeating units of acrylic acid or methacrylic acid.

樹脂(A)は、更に一般式(F1)で表される基を1〜3個有する繰り返し単位を有していてもよい。これによりラインエッジラフネス性能が向上する。   The resin (A) may further have a repeating unit having 1 to 3 groups represented by the general formula (F1). This improves line edge roughness performance.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(F1)中、
50〜R55は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。但し、R50〜R55の内、少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
Rxaは、水素原子又は有機基を表す。
In general formula (F1),
R 50 to R 55 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. However, at least one of R 50 to R 55 represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
Rxa represents a hydrogen atom or an organic group.

50〜R55のアルキル基は、フッ素原子等のハロゲン原子、シアノ基等で置換されていてもよく、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基、例えば、メチル基、トリフルオロメチル基を挙げることができる。
50〜R55は、すべてフッ素原子であることが好ましい。
The alkyl group of R 50 to R 55 may be substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, a cyano group, etc., preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, such as a methyl group or a trifluoromethyl group. be able to.
R 50 to R 55 are preferably all fluorine atoms.

Rxaが表わす有機基としては、酸分解性保護基、置換基を有していてもよい、アルキル基、シクロアルキル基、アシル基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルメチル基、アルコキシメチル基、1−アルコキシエチル基が好ましい。   Examples of the organic group represented by Rxa include an acid-decomposable protecting group and an optionally substituted alkyl group, cycloalkyl group, acyl group, alkylcarbonyl group, alkoxycarbonyl group, alkoxycarbonylmethyl group, alkoxymethyl group. , 1-alkoxyethyl group is preferable.

一般式(F1)で表される基を有する繰り返し単位として、好ましくは、下記一般式(F2)で表される繰り返し単位である。   The repeating unit having a group represented by the general formula (F1) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (F2).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(F2)中、
Rxは、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Rxのアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。
Faは、単結合又は直鎖若しくは分岐のアルキレン基(好ましくは単結合)を表す。
Fbは、単環若しくは多環の環状炭化水素基を表す。
Fcは、単結合又は直鎖若しくは分岐のアルキレン基(好ましくは単結合、メチレン基)を表す。
1は、一般式(F1)で表される基を表す。
1は、1〜3を表す。
Fbにおける環状炭化水素基としてはシクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、ノルボルニレン基が好ましい。
In general formula (F2),
Rx represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Preferable substituents that the alkyl group of Rx may have include a hydroxyl group and a halogen atom.
Fa represents a single bond or a linear or branched alkylene group (preferably a single bond).
Fb represents a monocyclic or polycyclic hydrocarbon group.
Fc represents a single bond or a linear or branched alkylene group (preferably a single bond or a methylene group).
F 1 represents a group represented by the general formula (F1).
p 1 is an integer of 1 to 3.
The cyclic hydrocarbon group in Fb is preferably a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, or a norbornylene group.

一般式(F1)で表される基を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit having a group represented by the general formula (F1) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

その他にも、上記種々の繰り返し構造単位に相当する単量体と共重合可能である付加重合性の不飽和化合物であれば、共重合されていてもよい。   In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound that can be copolymerized with monomers corresponding to the above various repeating structural units may be copolymerized.

樹脂(A)において、各繰り返し構造単位の含有モル比はレジストのドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにはレジストの一般的な必要性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。   In the resin (A), the molar ratio of each repeating structural unit is the resist dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and the general required performance of the resist, resolving power, heat resistance, sensitivity. It is set appropriately in order to adjust etc.

樹脂(A)の好ましい態様としては、以下のものが挙げられる。
(1) 一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位を有するもの(側鎖型)。
好ましくは(pI)〜(pV)の構造を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位を有するもの。
(2) 一般式(II-AB)で表される繰り返し単位を有するもの(主鎖型)。
但し、(2)においては例えば、更に以下のものが挙げられる。
(3) 一般式(II-AB)で表される繰り返し単位、無水マレイン酸誘導体系繰り返し単位及び(メタ)アクリレート構造を有する繰り返し単位を有するもの(ハイブリッド型)。
The following are mentioned as a preferable aspect of resin (A).
(1) One having a repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by general formulas (pI) to (pV) (side chain type).
Preferably, those having a (meth) acrylate repeating unit having a structure of (pI) to (pV).
(2) Those having a repeating unit represented by formula (II-AB) (main chain type).
However, in (2), for example, the following can be further mentioned.
(3) Those having a repeating unit represented by the general formula (II-AB), a maleic anhydride derivative-based repeating unit, and a repeating unit having a (meth) acrylate structure (hybrid type).

樹脂(A)において、酸分解性基は、一般式(pI)〜一般式(pV)で示される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位、一般式(II−AB)で表される繰り返し単位、及び共重合成分の繰り返し単位のうち少なくとも1種の繰り返し単位に有することができる。酸分解性基は、一般式(pI)〜一般式(pV)で示される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位に含まれることが好ましい。   In the resin (A), the acid-decomposable group is represented by the general formula (II-AB), which is a repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the general formula (pI) to the general formula (pV). The repeating unit can be contained in at least one repeating unit among the repeating units of the copolymer component. The acid-decomposable group is preferably contained in a repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by general formula (pI) to general formula (pV).

樹脂(A)中、酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中1
0〜60モル%が好ましく、より好ましくは20〜50モル%、更に好ましくは25〜40モル%である。
In the resin (A), the content of the repeating unit having an acid-decomposable group is 1 in all repeating structural units.
0-60 mol% is preferable, More preferably, it is 20-50 mol%, More preferably, it is 25-40 mol%.

樹脂(A)中、一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中20〜70モル%が好ましく、より好ましくは20〜50モル%、更に好ましくは25〜40モル%である。   In the resin (A), the content of the repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the general formulas (pI) to (pV) is preferably 20 to 70 mol% in all repeating structural units, More preferably, it is 20-50 mol%, More preferably, it is 25-40 mol%.

樹脂(A)中、一般式(II−AB)で表される繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜60モル%が好ましく、より好ましくは15〜55モル%、更に好ましくは20〜50モル%である。   In the resin (A), the content of the repeating unit represented by the general formula (II-AB) is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 15 to 55 mol%, still more preferably 20 in all repeating structural units. ˜50 mol%.

樹脂(A)中、ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜70モル%が好ましく、より好ましくは20〜60モル%、更に好ましくは25〜40モル%である。
樹脂(A)中、極性基を有する有機基を有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中1〜40モル%が好ましく、より好ましくは5〜30モル%、更に好ましくは5〜20モル%である。
In the resin (A), the content of the repeating unit having a group having a lactone structure is preferably 10 to 70 mol%, more preferably 20 to 60 mol%, still more preferably 25 to 40 mol% in all repeating structural units. It is.
In the resin (A), the content of the repeating unit having an organic group having a polar group is preferably 1 to 40 mol%, more preferably 5 to 30 mol%, still more preferably 5 to 20 mol in all repeating structural units. %.

また、上記更なる共重合成分の単量体に基づく繰り返し構造単位の樹脂中の含有量も、所望のレジストの性能に応じて適宜設定することができるが、一般的に、一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し構造単位と一般式(II−AB)で表される繰り返し単位の合計した総モル数に対して99モル%以下が好ましく、より好ましくは90モル%以下、さらに好ましくは80モル%以下である。   Further, the content of the repeating structural unit based on the monomer of the further copolymer component in the resin can be appropriately set according to the performance of the desired resist. Generally, the general formula (pI) 99 mol% or less based on the total number of moles of the repeating structural unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by (pV) and the repeating unit represented by the general formula (II-AB). More preferably, it is 90 mol% or less, More preferably, it is 80 mol% or less.

本発明のレジスト組成物がArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から樹脂(A)は、芳香族基を有さないことが好ましい。   When the resist composition of the present invention is for ArF exposure, the resin (A) preferably has no aromatic group from the viewpoint of transparency to ArF light.

樹脂(A)として好ましくは、繰り返し単位のすべてが(メタ)アクリレート系繰り返し単位で構成されたものである。この場合、繰り返し単位のすべてがメタクリレート系繰り返し単位、繰り返し単位のすべてがアクリレート系繰り返し単位、繰り返し単位のすべてがメタクリレート系繰り返し単位/アクリレート系繰り返し単位の混合のいずれのものでも用いることができるが、アクリレート系繰り返し単位が全繰り返し単位の50mol%以下であることが好ましい。   The resin (A) is preferably one in which all of the repeating units are composed of (meth) acrylate-based repeating units. In this case, all of the repeating units may be methacrylate repeating units, all of the repeating units may be acrylate repeating units, and all of the repeating units may be any mixture of methacrylate repeating units / acrylate repeating units, It is preferable that the acrylate repeating unit is 50 mol% or less of the entire repeating unit.

樹脂(A)は、少なくとも、ラクトン構造を有する基を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位、水酸基及びシアノ基の少なくともいずれかで置換された有機基を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位、並びに、酸分解性基を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位の3種類の繰り返し単位を有する共重合体であることが好ましい。   The resin (A) includes at least a (meth) acrylate repeating unit having a group having a lactone structure, a (meth) acrylate repeating unit having an organic group substituted with at least one of a hydroxyl group and a cyano group, and an acid. A copolymer having three types of repeating units of a (meth) acrylate-based repeating unit having a degradable group is preferable.

好ましくは一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する繰り返し単位20〜50モル%、ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位20〜50モル%、極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位5〜30%含有する3元共重合ポリマー、または更にその他の繰り返し単位を0〜20%含む4元共重合ポリマーである。   Preferably, 20 to 50 mol% of repeating units having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by general formulas (pI) to (pV), 20 to 50 mol% of repeating units having a group having a lactone structure, and polarity It is a ternary copolymer containing 5 to 30% of repeating units having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a group, or a quaternary copolymer containing 0 to 20% of other repeating units.

特に好ましい樹脂としては、下記一般式(ARA−1)〜(ARA−7)で表される酸分解性基を有する繰り返し単位20〜50モル%、下記一般式(ARL−1)〜(ARL−7)で表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位20〜50モル%、下記一般式(ARH−1)〜(ARH−3)で表される極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位5〜30モル%含有する3元共重合ポリマー、または更にカルボキ
シル基、一般式(F1)で表される構造を有する繰り返し単位又は脂環炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位を5〜20モル%含む4元共重合ポリマーである。
Particularly preferable resins include 20 to 50 mol% of repeating units having an acid-decomposable group represented by the following general formulas (ARA-1) to (ARA-7), and the following general formulas (ARL-1) to (ARL- 7) The alicyclic hydrocarbon structure substituted with 20 to 50 mol% of repeating units having a group having a lactone structure represented by formula (ARH-1) to (ARH-3) shown below. A terpolymer copolymer containing 5 to 30 mol% of repeating units, or a carboxyl group, a repeating unit having a structure represented by the general formula (F1) or an alicyclic hydrocarbon structure, and having an acid decomposability. It is a quaternary copolymer containing 5 to 20 mol% of repeating units not shown.

(式中、Rxy1は、水素原子又はメチル基、Rxa1、Rxb1は、メチル基又はエチル基を表す。) (In the formula, Rxy 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and Rxa 1 and Rxb 1 represent a methyl group or an ethyl group.)

Figure 0005002349
Figure 0005002349

(式中、Rxy1は、水素原子又はメチル基を、Rxd1は、水素原子又はメチル基を、Rxe1は、トリフルオロメチル基、水酸基又はシアノ基を表す。)

Figure 0005002349
(In the formula, Rxy 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, Rxd 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and Rxe 1 represents a trifluoromethyl group, a hydroxyl group, or a cyano group.)
Figure 0005002349

(式中、Rxy1は、水素原子又はメチル基を表す。)

Figure 0005002349
(In the formula, Rxy 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
Figure 0005002349

樹脂(A)は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種および開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド溶剤、さらには後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明の組成物を溶解する溶媒が挙げられる。より好ましくは本発明のレジスト組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。   Resin (A) can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and heating is performed, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable. Examples of the reaction solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Furthermore, the solvent which melt | dissolves the composition of this invention like the below-mentioned propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone is mentioned. More preferably, the polymerization is performed using the same solvent as that used in the resist composition of the present invention. Thereby, generation | occurrence | production of the particle at the time of a preservation | save can be suppressed.

重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などが挙げられる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は5〜50質量%であり、好ましくは10〜30質量%である。反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは60〜100℃である。
精製は、後述の樹脂(C)と同様の方法を用いることができ、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液液抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、樹脂溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈殿法や、濾別した樹脂スラリーを貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等の通常の方法を適用できる。
The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. As a polymerization initiator, a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) is used to initiate the polymerization. As the radical initiator, an azo initiator is preferable, and an azo initiator having an ester group, a cyano group, or a carboxyl group is preferable. Preferred examples of the initiator include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) and the like. If desired, an initiator is added or added in portions, and after completion of the reaction, it is put into a solvent and a desired polymer is recovered by a method such as powder or solid recovery. The concentration of the reaction is 5 to 50% by mass, preferably 10 to 30% by mass. The reaction temperature is usually 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 60-100 ° C.
For purification, the same method as that for the resin (C) described later can be used. The liquid-liquid extraction method for removing residual monomers and oligomer components by combining water washing and an appropriate solvent, only those having a specific molecular weight or less. A purification method in a solution state such as ultrafiltration to extract and remove the residual monomer by coagulating the resin in the poor solvent by dropping the resin solution into the poor solvent, A usual method such as a purification method in a solid state, such as washing the filtered resin slurry with a poor solvent, can be applied.

樹脂(A)の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは1,000〜200,000であり、更に好ましくは3,000〜20,000、最も好ましくは5,000〜15,000である。重量平均分子量を、1,000〜200,000とすることにより、耐熱性やドライエッチング耐性の劣化を防ぐことができ、且つ現像性が劣化したり、粘度が高くなって製膜性が劣化することを防ぐことができる。
樹脂(A)の重量平均分子量の特に好ましい別の形態は、GPC法によるポリスチレン換算値で3,000〜9,500である。重量平均分子量を3,000〜9,500にすることにより、特にレジスト残渣(以降、「スカム」ともいう)が抑制され、より良好なパターンを形成することができる。
分散度(分子量分布)は、通常1〜5であり、好ましくは1〜3、更に好ましくは1.2〜3.0、特に好ましくは1.2〜2.0の範囲のものが使用される。分散度の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、且つレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。
The weight average molecular weight of the resin (A) is preferably from 1,000 to 200,000, more preferably from 3,000 to 20,000, and most preferably from 5,000 to 15, as a polystyrene-converted value by the GPC method. 000. By setting the weight average molecular weight to 1,000 to 200,000, deterioration of heat resistance and dry etching resistance can be prevented, developability is deteriorated, and viscosity is increased, resulting in deterioration of film forming property. Can be prevented.
Another particularly preferable form of the weight average molecular weight of the resin (A) is 3,000 to 9,500 in terms of polystyrene by GPC method. By setting the weight average molecular weight to 3,000 to 9,500, resist residues (hereinafter also referred to as “scum”) are particularly suppressed, and a better pattern can be formed.
The degree of dispersion (molecular weight distribution) is usually 1 to 5, preferably 1 to 3, more preferably 1.2 to 3.0, particularly preferably 1.2 to 2.0. . The smaller the degree of dispersion, the better the resolution and the resist shape, the smoother the side wall of the resist pattern, and the better the roughness.

本発明のレジスト組成物において、樹脂(A)の組成物全体中の配合量は、全固形分中50〜99.9質量%が好ましく、より好ましくは60〜99.0質量%である。
また、本発明において、樹脂(A)は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
In the resist composition of the present invention, the blending amount of the resin (A) in the entire composition is preferably 50 to 99.9% by mass, more preferably 60 to 99.0% by mass in the total solid content.
In the present invention, the resin (A) may be used alone or in combination.

樹脂(A)は、化合物(B)及び疎水性樹脂(C)との相溶性向上、さらに現像液ハジキ防止の観点から、フッ素原子又は珪素原子の含有量が、40質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましい。   The resin (A) may have a fluorine atom or silicon atom content of 40% by mass or less from the viewpoint of improving compatibility with the compound (B) and the hydrophobic resin (C), and further from preventing repelling of the developer. Preferably, it is 10 mass% or less.

疎水性樹脂(C)を含有しないレジスト膜の後退接触角は、樹脂(A)の繰り返し単位、末端構造、分子量等で調整することが出来るが、単環若しくは多環の脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位は、疎水性が高く、後退接触角を容易に上昇させることが出来る。樹脂(A)の繰り返し単位としては、脂環構造を有する(メタ)アクリレート単位が好ましく、その総含有量は40モル%〜100モル%、更に好ましくは40モル%〜80モル%である。   The receding contact angle of the resist film not containing the hydrophobic resin (C) can be adjusted by the repeating unit, terminal structure, molecular weight, etc. of the resin (A), but the monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure The repeating unit having high hydrophobicity can easily increase the receding contact angle. The repeating unit of the resin (A) is preferably a (meth) acrylate unit having an alicyclic structure, and the total content thereof is 40 mol% to 100 mol%, more preferably 40 mol% to 80 mol%.

疎水性樹脂(C)を含有しないレジスト膜の後退接触角は、50度以上であり、50度〜80度の範囲が好ましい。より好ましくは55度〜80度であり、これにより現像欠陥数が減少し、パターン倒れ性能が向上する。
ここで定義する後退接触角は、拡張収縮法により測定した後退接触角であり、具体的にはシリコンウエハー上に調製したレジスト組成物の上にシリンジで36μLの水滴を作成した後、6μL/秒の速度にて吸引し、吸引中の接触角が安定した値を示す。測定温度は、25℃である。
The receding contact angle of the resist film not containing the hydrophobic resin (C) is 50 degrees or more, preferably in the range of 50 degrees to 80 degrees. More preferably, it is 55 degrees to 80 degrees, thereby reducing the number of development defects and improving the pattern collapse performance.
The receding contact angle defined here is the receding contact angle measured by the expansion and contraction method. Specifically, after making 36 μL of water droplets with a syringe on the resist composition prepared on the silicon wafer, 6 μL / sec. The contact angle during suction shows a stable value. The measurement temperature is 25 ° C.

(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
本発明のレジスト組成物は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(以下、「酸発生剤」ともいう)を含有する。
酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
(B) Compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation The resist composition of the present invention contains a compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation (hereinafter also referred to as “acid generator”).
As an acid generator, photo-initiator of photocation polymerization, photo-initiator of photo-radical polymerization, photo-decoloring agent of dyes, photo-discoloring agent, or irradiation with actinic ray or radiation used for micro-resist etc. Known compounds that generate acids and mixtures thereof can be appropriately selected and used.

たとえば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。   Examples thereof include diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, imide sulfonates, oxime sulfonates, diazodisulfones, disulfones, and o-nitrobenzyl sulfonates.

また、これらの活性光線又は放射線の照射により酸を発生する基、あるいは化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合物、たとえば、米国特許第3,849,137号、独国特許第3914407号、特開昭63−26653号、特開昭55−164824号、特開昭62−69263号、特開昭63−146038号、特開昭63−163452号、特開昭62−153853号、特開昭63−146029号等に記載の化合物を用いることができる。   Further, a group that generates an acid upon irradiation with these actinic rays or radiation, or a compound in which a compound is introduced into the main chain or side chain of the polymer, for example, US Pat. No. 3,849,137, German Patent No. 3914407. JP, 63-26653, JP, 55-164824, JP, 62-69263, JP, 63-146038, JP, 63-163452, JP, 62-153853, The compounds described in JP-A 63-146029 can be used.

さらに米国特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光によ
り酸を発生する化合物も使用することができる。
Furthermore, compounds capable of generating an acid by light described in US Pat. No. 3,779,778, European Patent 126,712 and the like can also be used.

酸発生剤の内で好ましい化合物として、下記一般式(ZI)、(ZII)、(ZIII)で表される化合物を挙げることができる。   Preferred compounds among the acid generators include compounds represented by the following general formulas (ZI), (ZII), and (ZIII).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(ZI)において、
201、R202及びR203は、各々独立に、有機基を表す。
201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1
〜20である。
また、R201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
-は、非求核性アニオンを表す。
In general formula (ZI):
R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
The carbon number of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1 to 30, preferably 1
~ 20.
Two of R 201 to R 203 may be bonded to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).
Z represents a non-nucleophilic anion.

-としての非求核性アニオンとしては、例えば、スルホン酸アニオン、カルボン酸ア
ニオン、スルホニルイミドアニオン、ビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチルアニオン等を挙げることができる。
Examples of the non-nucleophilic anion as Z include a sulfonate anion, a carboxylate anion, a sulfonylimide anion, a bis (alkylsulfonyl) imide anion, and a tris (alkylsulfonyl) methyl anion.

非求核性アニオンとは、求核反応を起こす能力が著しく低いアニオンであり、分子内求核反応による経時分解を抑制することができるアニオンである。これによりレジストの経時安定性が向上する。   A non-nucleophilic anion is an anion that has an extremely low ability to cause a nucleophilic reaction, and is an anion that can suppress degradation over time due to an intramolecular nucleophilic reaction. This improves the temporal stability of the resist.

スルホン酸アニオンとしては、例えば、脂肪族スルホン酸アニオン、芳香族スルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオンなどが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion include an aliphatic sulfonate anion, an aromatic sulfonate anion, and a camphor sulfonate anion.

カルボン酸アニオンとしては、例えば、脂肪族カルボン酸アニオン、芳香族カルボン酸アニオン、アラルキルカルボン酸アニオンなどが挙げられる。   Examples of the carboxylate anion include an aliphatic carboxylate anion, an aromatic carboxylate anion, and an aralkylcarboxylate anion.

脂肪族スルホン酸アニオンにおける脂肪族部位は、アルキル基であってもシクロアルキル基であってもよく、好ましくは炭素数1〜30のアルキル基及び炭素数3〜30のシクロアルキル基、例えば、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、sec−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボニル基、ボロニル基等を挙げることができる。   The aliphatic moiety in the aliphatic sulfonate anion may be an alkyl group or a cycloalkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms such as methyl. Group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group , Tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, eicosyl group, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, adamantyl group, norbornyl group, boronyl group and the like.

芳香族スルホン酸アニオンにおける芳香族基としては、好ましくは炭素数6〜14のアリール基、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基等を挙げることができる。   The aromatic group in the aromatic sulfonate anion is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, such as a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group.

脂肪族スルホン酸アニオン及び芳香族スルホン酸アニオンにおけるアルキル基、シクロアルキル基及びアリール基は、置換基を有していてもよい。脂肪族スルホン酸アニオン及び芳香族スルホン酸アニオンにおけるアルキル基、シクロアルキル基及びアリール基の置換基としては、例えば、ニトロ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子)、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜15)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜15)、アリール基(好まし
くは炭素数6〜14)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜7)、アシル基(好ましくは炭素数2〜12)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数2〜7)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜15)、アルキルスルホニル基(好ましくは炭素数1〜15)、アルキルイミノスルホニル基(好ましくは炭素数2〜15)、アリールオキシスルホニル基(好ましくは炭素数6〜20)、アルキルアリールオキシスルホニル基(好ましくは炭素数7〜20)、シクロアルキルアリールオキシスルホニル基(好ましくは炭素数10〜20)、アルキルオキシアルキルオキシ基(好ましくは炭素数5〜20)、シクロアルキルアルキルオキシアルキルオキシ基(好ましくは炭素数8〜20)等を挙げることができる。各基が有するアリール基及び環構造については、置換基としてさらにアルキル基(好ましくは炭素数1〜15)を挙げることができる。
The alkyl group, cycloalkyl group and aryl group in the aliphatic sulfonate anion and aromatic sulfonate anion may have a substituent. Examples of the substituent of the alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group in the aliphatic sulfonate anion and aromatic sulfonate anion include, for example, a nitro group, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), carboxyl group , Hydroxyl group, amino group, cyano group, alkoxy group (preferably having 1 to 15 carbon atoms), cycloalkyl group (preferably having 3 to 15 carbon atoms), aryl group (preferably having 6 to 14 carbon atoms), alkoxycarbonyl group ( Preferably 2 to 7 carbon atoms, acyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms), alkoxycarbonyloxy group (preferably 2 to 7 carbon atoms), alkylthio group (preferably 1 to 15 carbon atoms), alkylsulfonyl group (Preferably having 1 to 15 carbon atoms), alkyliminosulfonyl group (preferably having 2 to 15 carbon atoms), aryl Ruoxysulfonyl group (preferably having 6 to 20 carbon atoms), alkylaryloxysulfonyl group (preferably having 7 to 20 carbon atoms), cycloalkylaryloxysulfonyl group (preferably having 10 to 20 carbon atoms), alkyloxyalkyloxy group (Preferably having 5 to 20 carbon atoms), a cycloalkylalkyloxyalkyloxy group (preferably having 8 to 20 carbon atoms), and the like. About the aryl group and ring structure which each group has, an alkyl group (preferably C1-C15) can further be mentioned as a substituent.

脂肪族カルボン酸アニオンにおける脂肪族部位としては、脂肪族スルホン酸アニオンおけると同様のアルキル基及びシクロアルキル基を挙げることができる。   Examples of the aliphatic moiety in the aliphatic carboxylate anion include the same alkyl group and cycloalkyl group as in the aliphatic sulfonate anion.

芳香族カルボン酸アニオンにおける芳香族基としては、芳香族スルホン酸アニオンにおけると同様のアリール基を挙げることができる。   Examples of the aromatic group in the aromatic carboxylate anion include the same aryl group as in the aromatic sulfonate anion.

アラルキルカルボン酸アニオンにおけるアラルキル基としては、好ましくは炭素数6〜12のアラルキル基、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ナフチル
エチル基、ナフチルメチル基等を挙げることができる。
The aralkyl group in the aralkyl carboxylate anion is preferably an aralkyl group having 6 to 12 carbon atoms, such as benzyl group, phenethyl group, naphthylmethyl group, naphthylethyl group, naphthylmethyl group and the like.

脂肪族カルボン酸アニオン、芳香族カルボン酸アニオン及びアラルキルカルボン酸アニオンにおけるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基は、置換基を有していてもよい。脂肪族カルボン酸アニオン、芳香族カルボン酸アニオン及びアラルキルカルボン酸アニオンにおけるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基の置換基としては、例えば、芳香族スルホン酸アニオンにおけると同様のハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基等を挙げることができる。   The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group in the aliphatic carboxylate anion, aromatic carboxylate anion and aralkylcarboxylate anion may have a substituent. Examples of the substituent of the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group in the aliphatic carboxylate anion, aromatic carboxylate anion and aralkylcarboxylate anion include, for example, the same halogen atom and alkyl as in the aromatic sulfonate anion Group, cycloalkyl group, alkoxy group, alkylthio group and the like.

スルホニルイミドアニオンとしては、例えば、サッカリンアニオンを挙げることができる。   Examples of the sulfonylimide anion include saccharin anion.

ビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチルアニオンにおけるアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、例えば、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、sec−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基等を挙げることができる。これらのアルキル基の置換基としてはハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されたアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルオキシスルホニル基、アリールオキシスルホニル基、シクロアルキルアリールオキシスルホニル基等を挙げることができ、フッ素原子で置換されたアルキル基が好ましい。   The alkyl group in the bis (alkylsulfonyl) imide anion and tris (alkylsulfonyl) methyl anion is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, An isobutyl group, a sec-butyl group, a pentyl group, a neopentyl group, and the like can be given. Examples of substituents for these alkyl groups include halogen atoms, alkyl groups substituted with halogen atoms, alkoxy groups, alkylthio groups, alkyloxysulfonyl groups, aryloxysulfonyl groups, cycloalkylaryloxysulfonyl groups, and the like. Alkyl groups substituted with fluorine atoms are preferred.

その他の非求核性アニオンとしては、例えば、弗素化燐、弗素化硼素、弗素化アンチモン等を挙げることができる。   Examples of other non-nucleophilic anions include fluorinated phosphorus, fluorinated boron, and fluorinated antimony.

-の非求核性アニオンとしては、スルホン酸のα位がフッ素原子で置換された脂肪族
スルホン酸アニオン、フッ素原子又はフッ素原子を有する基で置換された芳香族スルホン酸アニオン、アルキル基がフッ素原子で置換されたビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、アルキル基がフッ素原子で置換されたトリス(アルキルスルホニル)メチドアニオンが好ましい。非求核性アニオンとして、より好ましくは炭素数4〜8のパーフロロ脂肪族スルホン酸アニオン、フッ素原子を有するベンゼンスルホン酸アニオン、更により好ましくはノナフロロブタンスルホン酸アニオン、パーフロロオクタンスルホン酸アニオン、ペンタフロロベンゼンスルホン酸アニオン、3,5−ビス(トリフロロメチル)ベンゼンスルホン酸アニオンである。
Examples of the non-nucleophilic anion of Z include an aliphatic sulfonate anion in which the α-position of the sulfonic acid is substituted with a fluorine atom, an aromatic sulfonate anion substituted with a fluorine atom or a group having a fluorine atom, and an alkyl group. A bis (alkylsulfonyl) imide anion substituted with a fluorine atom and a tris (alkylsulfonyl) methide anion wherein an alkyl group is substituted with a fluorine atom are preferred. The non-nucleophilic anion is more preferably a perfluoroaliphatic sulfonic acid anion having 4 to 8 carbon atoms, a benzenesulfonic acid anion having a fluorine atom, still more preferably a nonafluorobutanesulfonic acid anion, a perfluorooctanesulfonic acid anion, It is a pentafluorobenzenesulfonic acid anion and 3,5-bis (trifluoromethyl) benzenesulfonic acid anion.

201、R202及びR203としての有機基としては、例えば、後述する化合物(ZI−1
)、(ZI−2)、(ZI−3)における対応する基を挙げることができる。
Examples of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 include a compound (ZI-1) described later.
), (ZI-2) and (ZI-3).

尚、一般式(ZI)で表される構造を複数有する化合物であってもよい。例えば、一般
式(ZI)で表される化合物のR201〜R203の少なくともひとつが、一般式(ZI)で表されるもうひとつの化合物のR201〜R203の少なくともひとつと結合した構造を有する化合物であってもよい。
In addition, the compound which has two or more structures represented by general formula (ZI) may be sufficient. For example, the general formula at least one of R 201 to R 203 of a compound represented by (ZI) is, at least one bond with structure of R 201 to R 203 of another compound represented by formula (ZI) It may be a compound.

更に好ましい(ZI)成分として、以下に説明する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、及び(ZI−3)を挙げることができる。   More preferable (ZI) components include compounds (ZI-1), (ZI-2), and (ZI-3) described below.

化合物(ZI−1)は、上記一般式(ZI)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニウム化合物、即ち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。 The compound (ZI-1) is at least one of the aryl groups R 201 to R 203 in formula (ZI), arylsulfonium compounds, namely, compounds containing an arylsulfonium as a cation.

アリールスルホニウム化合物は、R201〜R203の全てがアリール基でもよいし、R201
〜R203の一部がアリール基で、残りがアルキル基又はシクロアルキル基でもよい。
In the arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group, or R 201
Some of to R 203 is an aryl group and the remainder may be an alkyl group or a cycloalkyl group.

アリールスルホニウム化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物、ジアリールシクロアルキルスルホニウム化合物、アリールジシクロアルキルスルホニウム化合物を挙げることができる。   Examples of the arylsulfonium compound include triarylsulfonium compounds, diarylalkylsulfonium compounds, aryldialkylsulfonium compounds, diarylcycloalkylsulfonium compounds, and aryldicycloalkylsulfonium compounds.

アリールスルホニウム化合物のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。アリール基は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等を有する複素環構造を有するアリール基であってもよい。複素環構造を有するアリール基としては、例えば、ピロール残基(ピロールから水素原子が1個失われることによって形成される基)、フラン残基(フランから水素原子が1個失われることによって形成される基)、チオフェン残基(チオフェンから水素原子が1個失われることによって形成される基)、インドール残基(インドールから水素原子が1個失われることによって形成される基)、ベンゾフラン残基(ベンゾフランから水素原子が1個失われることによって形成される基)、ベンゾチオフェン残基(ベンゾチオフェンから水素原子が1個失われることによって形成される基)等を挙げることができる。アリールスルホニウム化合物が2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。   The aryl group of the arylsulfonium compound is preferably a phenyl group or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group. The aryl group may be an aryl group having a heterocyclic structure having an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom or the like. Examples of the aryl group having a heterocyclic structure include a pyrrole residue (a group formed by losing one hydrogen atom from pyrrole) and a furan residue (a group formed by losing one hydrogen atom from furan). Groups), thiophene residues (groups formed by the loss of one hydrogen atom from thiophene), indole residues (groups formed by the loss of one hydrogen atom from indole), benzofuran residues ( A group formed by losing one hydrogen atom from benzofuran), a benzothiophene residue (a group formed by losing one hydrogen atom from benzothiophene), and the like. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.

アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているアルキル基又はシクロアルキル基は、炭素数1〜15の直鎖又は分岐アルキル基及び炭素数3〜15のシクロアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。   The alkyl group or cycloalkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms and a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, Examples thereof include an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclohexyl group.

201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜14)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基を置換基として有してもよい。好ましい置換基としては炭素数1〜12の直鎖又は分岐アルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数1〜12の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基であり、より好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基である。置換基は、3つのR201〜R203のうちのいずれか1つに置換していてもよいし、3つ全てに置換していてもよい。また、R201〜R203がアリール基の場合に、置換基はアリール基のp−位に置換していることが好ましい。 Aryl group, alkyl group of R 201 to R 203, cycloalkyl group, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, 6 to 14 carbon atoms) , An alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, or a phenylthio group may be substituted. Preferred substituents are linear or branched alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, cycloalkyl groups having 3 to 12 carbon atoms, and linear, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, more preferably carbon. These are an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. The substituent may be substituted with any one of the three R 201 to R 203 , or may be substituted with all three. When R 201 to R 203 are an aryl group, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.

次に、化合物(ZI−2)について説明する。
化合物(ZI−2)は、式(ZI)におけるR201〜R203が、各々独立に、芳香環を有さない有機基を表す化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含有する芳香族環も包含するものである。
Next, the compound (ZI-2) will be described.
Compound (ZI-2) is a compound in which R 201 to R 203 in formula (ZI) each independently represents an organic group having no aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring containing a hetero atom.

201〜R203としての芳香環を含有しない有機基は、一般的に炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20である。 The organic group having no aromatic ring as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.

201〜R203は、各々独立に、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリル基、ビニル基であり、更に好ましくは直鎖又は分岐の2−オキソアルキル基、2−オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、特に好ましくは直鎖又は分岐2−オキソアルキル基である。 R 201 to R 203 are each independently preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group, more preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group, 2-oxocycloalkyl group, alkoxy group. A carbonylmethyl group, particularly preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group.

201〜R203のアルキル基及びシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。アルキル基として、より好ましくは2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基を挙げることができる。シクロアルキル基として、より好ましくは、2−オキソシクロアルキル基を挙げることができる。 The alkyl group and cycloalkyl group of R 201 to R 203, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (e.g., methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group), carbon Examples thereof include cycloalkyl groups of several 3 to 10 (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group). More preferred examples of the alkyl group include a 2-oxoalkyl group and an alkoxycarbonylmethyl group. More preferred examples of the cycloalkyl group include a 2-oxocycloalkyl group.

2−オキソアルキル基は、直鎖又は分岐のいずれであってもよく、好ましくは、上記のアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
2−オキソシクロアルキル基は、好ましくは、上記のシクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
The 2-oxoalkyl group may be either linear or branched, and a group having> C = O at the 2-position of the above alkyl group is preferable.
The 2-oxocycloalkyl group is preferably a group having> C═O at the 2-position of the cycloalkyl group.

アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基)を挙げることができる。   The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentoxy group).

201〜R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1〜5)、水酸基、シアノ基、ニトロ基によって更に置換されていてもよい。 R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (for example, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.

化合物(ZI−3)とは、以下の一般式(ZI−3)で表される化合物であり、フェナシルスルフォニウム塩構造を有する化合物である。   The compound (ZI-3) is a compound represented by the following general formula (ZI-3), and is a compound having a phenacylsulfonium salt structure.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(ZI−3)に於いて、
1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子を表す。
6c及びR7cは、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
x及びRyは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリル基又はビニル基を表す。
1c〜R5c中のいずれか2つ以上、R6cとR7c、及びRxとRyは、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、この環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。R1c〜R5c中のいずれか2つ以上、R6cとR7c、及びRxとRyが結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げることができる。
Zc-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於けるZ-と同様の非求核性アニオンを挙げることができる。
In general formula (ZI-3),
R 1c to R 5c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group or a halogen atom.
R 6c and R 7c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group.
R x and R y each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group or a vinyl group.
Any two or more of R 1c to R 5c , R 6c and R 7c , and R x and R y may be bonded to each other to form a ring structure, and this ring structure includes an oxygen atom and a sulfur atom. , An ester bond and an amide bond may be included. Examples of the group formed by combining any two or more of R 1c to R 5c , R 6c and R 7c , and R x and R y include a butylene group and a pentylene group.
Zc represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same non-nucleophilic anion as Z − in formula (ZI).

1c〜R7cとしてのアルキル基は、直鎖又は分岐のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜20個のアルキル基、好ましくは炭素数1〜12個の直鎖及び分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、直鎖又は分岐プロピル基、直鎖又は分岐ブチル基、直鎖又は分岐ペンチル基)を挙げることができ、シクロアルキル基としては、例えば炭素数3〜8個のシクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基)を挙げることが
できる。
The alkyl group as R 1c to R 7c may be either linear or branched, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms ( Examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a linear or branched propyl group, a linear or branched butyl group, and a linear or branched pentyl group. Examples of the cycloalkyl group include cyclohexane having 3 to 8 carbon atoms. An alkyl group (for example, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group) can be mentioned.

1c〜R5cとしてのアルコキシ基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜10のアルコキシ基、好ましくは、炭素数1〜5の直鎖及び分岐アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、直鎖又は分岐プロポキシ基、直鎖又は分岐ブトキシ基、直鎖又は分岐ペントキシ基)、炭素数3〜8の環状アルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)を挙げることができる。 The alkoxy group as R 1c to R 5c may be linear, branched or cyclic, for example, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably a linear or branched alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. (For example, methoxy group, ethoxy group, linear or branched propoxy group, linear or branched butoxy group, linear or branched pentoxy group), C3-C8 cyclic alkoxy group (for example, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group) ).

好ましくは、R1c〜R5cの内のいずれかが直鎖又は分岐アルキル基、シクロアルキル基又は直鎖、分岐もしくは環状アルコキシ基であり、更に好ましくは、R1c〜R5cの炭素数の和が2〜15である。これにより、より溶剤溶解性が向上し、保存時にパーティクルの発生が抑制される。 Preferably, any of R 1c to R 5c is a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, or a linear, branched or cyclic alkoxy group, and more preferably the sum of the carbon number of R 1c to R 5c. Is 2-15. Thereby, solvent solubility improves more and generation | occurrence | production of a particle is suppressed at the time of a preservation | save.

x及びRyとしてのアルキル基及びシクロアルキル基は、R1c〜R7cおけると同様のアルキル基及びシクロアルキル基を挙げることができ、2−オキソアルキル基、2−オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基がより好ましい。 Examples of the alkyl group and cycloalkyl group as R x and R y include the same alkyl group and cycloalkyl group as in R 1c to R 7c , such as a 2-oxoalkyl group, a 2-oxocycloalkyl group, an alkoxy group. A carbonylmethyl group is more preferred.

2−オキソアルキル基及び2−オキソシクロアルキル基は、R1c〜R7cとしてのアルキル基及びシクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。 Examples of the 2-oxoalkyl group and 2-oxocycloalkyl group include a group having> C═O at the 2-position of the alkyl group or cycloalkyl group as R 1c to R 7c .

アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基については、R1c〜R5cおけると同様のアルコキシ基を挙げることができる。 Examples of the alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group include the same alkoxy groups as in R 1c to R 5c .

x及びRyは、好ましくは炭素数4個以上のアルキル基又はシクロアルキル基であり、より好ましくは6個以上、更に好ましくは8個以上のアルキル基又はシクロアルキル基である。 R x and R y are preferably an alkyl group or cycloalkyl group having 4 or more carbon atoms, more preferably 6 or more, and still more preferably 8 or more alkyl groups or cycloalkyl groups.

一般式(ZII)、(ZIII)中、
204〜R207は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
In general formulas (ZII) and (ZIII),
R 204 to R 207 each independently represents an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.

204〜R207のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。R204〜R207のアリール基は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等を有する複素環構造を有するアリール基であってもよい。複素環構造を有するアリール基としては、例えば、ピロール残基(ピロールから水素原子が1個失われることによって形成される基)、フラン残基(フランから水素原子が1個失われることによって形成される基)、チオフェン残基(チオフェンから水素原子が1個失われることによって形成される基)、インドール残基(インドールから水素原子が1個失われることによって形成される基)、ベンゾフラン残基(ベンゾフランから水素原子が1個失われることによって形成される基)、ベンゾチオフェン残基(ベンゾチオフェンから水素原子が1個失われることによって形成される基)等を挙げることができる。 Phenyl group and a naphthyl group are preferred as the aryl group of R 204 to R 207, more preferably a phenyl group. Aryl group R 204 to R 207 represents an oxygen atom, a nitrogen atom, may be an aryl group having a heterocyclic structure having a sulfur atom and the like. Examples of the aryl group having a heterocyclic structure include a pyrrole residue (a group formed by losing one hydrogen atom from pyrrole) and a furan residue (a group formed by losing one hydrogen atom from furan). Groups), thiophene residues (groups formed by the loss of one hydrogen atom from thiophene), indole residues (groups formed by the loss of one hydrogen atom from indole), benzofuran residues ( A group formed by losing one hydrogen atom from benzofuran), a benzothiophene residue (a group formed by losing one hydrogen atom from benzothiophene), and the like.

204〜R207におけるアルキル基及びシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、ペンチル基)、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。
The alkyl group and cycloalkyl group in R 204 to R 207, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (e.g., methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group), carbon Examples thereof include cycloalkyl groups of several 3 to 10 (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group).

204〜R207のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。R204〜R207のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜15)、アルコキシ基(例えば炭素
数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基等を挙げることができる。
Aryl group, alkyl group of R 204 to R 207, cycloalkyl groups may have a substituent. Aryl group, alkyl group of R 204 to R 207, the cycloalkyl group substituent which may be possessed by, for example, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms ), An aryl group (for example, having 6 to 15 carbon atoms), an alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, and a phenylthio group.

-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於けるZ-の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。 Z represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same as the non-nucleophilic anion of Z − in formula (ZI).

酸発生剤として、更に、下記一般式(ZIV)、(ZV)、(ZVI)で表される化合物を挙げることができる。   Examples of the acid generator further include compounds represented by the following general formulas (ZIV), (ZV), and (ZVI).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(ZIV)〜(ZVI)中、
Ar3及びAr4は、各々独立に、アリール基を表す。
208、R209及びR210は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール
基を表す。
Aは、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を表す。
In general formulas (ZIV) to (ZVI),
Ar 3 and Ar 4 each independently represents an aryl group.
R 208 , R 209 and R 210 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group.
A represents an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group.

酸発生剤の内でより好ましくは、一般式(ZI)〜(ZIII)で表される化合物である。
また、酸発生剤として、スルホン酸基又はイミド基を1つ有する酸を発生する化合物が好ましく、さらに好ましくは1価のパーフルオロアルカンスルホン酸を発生する化合物、または1価のフッ素原子またはフッ素原子を含有する基で置換された芳香族スルホン酸を発生する化合物、または1価のフッ素原子またはフッ素原子を含有する基で置換されたイミド酸を発生する化合物であり、更により好ましくは、フッ化置換アルカンスルホン酸、フッ素置換ベンゼンスルホン酸、フッ素置換イミド酸又はフッ素置換メチド酸のスルホニウム塩である。使用可能な酸発生剤は、発生した酸のpKaがpKa=−1以下のフッ化置換アルカンスルホン酸、フッ化置換ベンゼンスルホン酸、フッ化置換イミド酸であることが特に好ましく、感度が向上する。
Among the acid generators, compounds represented by the general formulas (ZI) to (ZIII) are more preferable.
Further, the acid generator is preferably a compound that generates an acid having one sulfonic acid group or imide group, more preferably a compound that generates monovalent perfluoroalkanesulfonic acid, or a monovalent fluorine atom or fluorine atom. A compound that generates an aromatic sulfonic acid substituted with a group containing fluorinated acid, or a compound that generates a monovalent fluorine atom or imide acid substituted with a group containing a fluorine atom, and even more preferably, It is a sulfonium salt of a substituted alkanesulfonic acid, a fluorine-substituted benzenesulfonic acid, a fluorine-substituted imide acid or a fluorine-substituted methide acid. The acid generator that can be used is particularly preferably a fluorinated substituted alkane sulfonic acid, a fluorinated substituted benzene sulfonic acid or a fluorinated substituted imido acid whose pKa of the generated acid is pKa = -1 or less, and the sensitivity is improved. .

酸発生剤の中で、特に好ましい例を以下に挙げる。   Among acid generators, particularly preferred examples are given below.

Figure 0005002349
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Figure 0005002349
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Figure 0005002349
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酸発生剤は、1種類単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
酸発生剤のレジスト組成物中の含量は、レジスト組成物の全固形分を基準として、0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。
An acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
The content of the acid generator in the resist composition is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, and still more preferably 1 to 7%, based on the total solid content of the resist composition. % By mass.

(C)疎水性樹脂
本発明のレジスト組成物からなるレジスト膜を、液浸媒体を介して露光する場合には、必要に応じてさらに疎水性樹脂(C)を添加することができる。「疎水性樹脂」とは、レジスト膜に添加することにより、レジスト膜表面の水に対する接触角の向上に寄与する樹脂を言う。 疎水性樹脂は、表面の後退接触角が添加することにより向上する樹脂であれば何でもよいが、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有し、レジスト膜表層
に偏在化する樹脂であることが好ましい。
レジスト膜の前進接触角は、70°〜120°に調整される事が好ましく、75°〜100°に調整される事が更に好ましい。又、後退接触角は、60°〜100°に調整される事が好ましく、70°〜90°に調整される事が更に好ましい。
疎水性樹脂(C)の添加量は、レジスト膜の後退接触角が前記範囲になるよう適宜調整できるが、レジスト組成物の全固形分を基準として、0.1〜10質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜5質量%である。
より少ない添加量で、後退接触角を向上させることに寄与する方が好ましため、樹脂のガラス転移点(Tg)は、0℃以上であることが好ましい。
又、疎水性樹脂(C)は、常温(25℃)において、固体であることが好ましい。
ここで定義する前進接触角及び後退接触角は、拡張収縮法により測定した前進及び後退接触角であり、具体的にはシリコンウエハー上に調製したレジスト組成物の上にシリンジで36μLの水滴を作成した後、6μL/秒の速度にて吐出又は吸引し、吐出・吸引中の接触角が安定した値を示す。測定温度は、25℃である。
疎水性樹脂(C)は、界面に遍在するものが多いが、界面活性剤とは異なり、必ずしも分子内に親水基を有する必要はなく、極性/非極性物質を均一に混合することに寄与しなくても良い。
(C) Hydrophobic resin When exposing the resist film which consists of a resist composition of this invention through an immersion medium, hydrophobic resin (C) can be further added as needed. “Hydrophobic resin” refers to a resin that, when added to a resist film, contributes to an improvement in the contact angle of the resist film surface with water. The hydrophobic resin may be any resin as long as the receding contact angle of the surface is improved by the addition, but the hydrophobic resin has at least one of fluorine atoms and silicon atoms and is unevenly distributed in the resist film surface layer. preferable.
The advancing contact angle of the resist film is preferably adjusted to 70 ° to 120 °, and more preferably 75 ° to 100 °. The receding contact angle is preferably adjusted to 60 ° to 100 °, more preferably 70 ° to 90 °.
The addition amount of the hydrophobic resin (C) can be adjusted as appropriate so that the receding contact angle of the resist film falls within the above range, but is 0.1 to 10% by mass based on the total solid content of the resist composition. Preferably, it is 0.1-5 mass%.
It is preferable to contribute to improving the receding contact angle with a smaller addition amount, and the glass transition point (Tg) of the resin is preferably 0 ° C. or higher.
The hydrophobic resin (C) is preferably a solid at room temperature (25 ° C.).
The advancing contact angle and receding contact angle defined here are advancing and receding contact angles measured by the expansion and contraction method. Specifically, a 36 μL water droplet is created with a syringe on a resist composition prepared on a silicon wafer. After that, discharge or suction is performed at a speed of 6 μL / sec, and the contact angle during discharge / suction shows a stable value. The measurement temperature is 25 ° C.
Hydrophobic resin (C) is often ubiquitous at the interface, but unlike surfactants, it does not necessarily have a hydrophilic group in the molecule and contributes to uniform mixing of polar / nonpolar substances. You don't have to.

疎水性樹脂(C)としては、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する樹脂が好ましい。
疎水性樹脂(C)におけるフッ素原子または珪素原子は、樹脂の主鎖中に有していても、側鎖に置換していてもよい。
疎水性樹脂(C)は、アルカリ現像液に不溶でも可溶であってもよい
「アルカリ現像液に不溶」とは、疎水性樹脂(C)による膜の、23℃における、2.38wt%テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド水溶液に対する溶解量が、現像開始から30秒間の積算で、10nm以下であることを言う。
「アルカリ現像液に可溶」とは、疎水性樹脂(C)による膜の、23℃における、2.38wt%テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド水溶液に対する溶解量が、現像開始から30秒間の積算で、50nm以上であることを言う。アルカリ現像液に可溶であるためには、現像工程において、レジスト膜が、アルカリ可溶性基を有している事が必要である。
アルカリ可溶性基は、レジスト組成物中の樹脂(A)及び/又は疎水性樹脂(C)が予め有していても良いし、露光〜現像工程の間に、酸の作用により生成しても良いし、アルカリ現像液と反応しアルカリ可溶性基を生成しても良い。
As the hydrophobic resin (C), a resin having at least one of a fluorine atom and a silicon atom is preferable.
The fluorine atom or silicon atom in the hydrophobic resin (C) may be present in the main chain of the resin or may be substituted on the side chain.
Hydrophobic resin (C) may be insoluble or soluble in alkaline developer “Insoluble in alkaline developer” means 2.38 wt% tetramethyl at 23 ° C. of the membrane made of hydrophobic resin (C). The amount dissolved in an aqueous ammonium hydroxide solution is 10 nm or less when accumulated for 30 seconds from the start of development.
“Soluble in alkaline developer” means that the amount of the hydrophobic resin (C) film dissolved in an aqueous 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide solution at 23 ° C. is 50 nm or more in 30 seconds from the start of development. Say that. In order to be soluble in an alkali developer, it is necessary that the resist film has an alkali-soluble group in the development step.
The alkali-soluble group may be previously contained in the resin (A) and / or the hydrophobic resin (C) in the resist composition, or may be generated by the action of an acid during the exposure to development process. Then, it may react with an alkali developer to generate an alkali-soluble group.

疎水性樹脂(C)は、フッ素原子を有する部分構造として、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、または、フッ素原子を有するアリール基を有する樹脂であることが好ましい。
フッ素原子を有するアルキル基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜4)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若しくは分岐アルキル基であり、更に他の置換基を有していてもよい。
フッ素原子を有するシクロアルキル基は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された単環若しくは多環のシクロアルキル基であり、更に他の置換基を有していてもよい。
フッ素原子を有するアリール基としては、フェニル基、ナフチル基等のアリール基の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたものが挙げられ、更に他の置換基を有していてもよい。
The hydrophobic resin (C) is preferably a resin having an alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom as a partial structure having a fluorine atom.
The alkyl group having a fluorine atom (preferably having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms) is a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, It may have a substituent.
The cycloalkyl group having a fluorine atom is a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and may further have another substituent.
Examples of the aryl group having a fluorine atom include those in which at least one hydrogen atom of an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group is substituted with a fluorine atom, and may further have another substituent.

フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、または、フッ素原子を有するアリール基として、好ましくは、下記一般式(F2)〜(F4)で表される基を挙げることができるが、本発明は、これに限定されるものではない。   Preferred examples of the alkyl group having a fluorine atom, the cycloalkyl group having a fluorine atom, or the aryl group having a fluorine atom include groups represented by the following general formulas (F2) to (F4). The present invention is not limited to this.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(F2)〜(F4)に於いて、
57〜R68は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。但し、R57〜R61の内の少なくとも1つ、R62〜R64の内の少なくとも1つ及びR65〜R68の内の少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を表す。R57〜R61は、全てがフッ素原子であることが好ましい。R65〜R67が全てがフッ素原子であり、R68がトリフルオロメチル基であることが好ましい。R62、R63及びR68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アルキル基(好ましくは炭素数1〜4)が好ましく、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基であることが更に好ましい。R62とR63は、互いに連結して環を形成してもよい。
In general formulas (F2) to (F4),
R 57 to R 68 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. Provided that at least one of R 57 to R 61 , at least one of R 62 to R 64 and at least one of R 65 to R 68 are fluorine atoms or at least one hydrogen atom is a fluorine atom. Represents an alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms) substituted with. R 57 to R 61 are preferably all fluorine atoms. R 65 to R 67 are preferably all fluorine atoms, and R 68 is preferably a trifluoromethyl group. R 62 , R 63 and R 68 are preferably an alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms) in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Further preferred. R 62 and R 63 may be connected to each other to form a ring.

一般式(F2)で表される基の具体例としては、例えば、p−フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、3,5-ジ(トリフルオロメチル)フェニル基等が挙げられる。
一般式(F3)で表される基の具体例としては、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロプロピル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロブチル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、ノナフルオロブチル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロヘキシル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロ(トリメチル)ヘキシル基、2,2,3,3-テトラフルオロシクロブチル基、パーフルオロシクロヘキシル基等が挙げられる。ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基が好ましく、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基が更に好ましい。
一般式(F4)で表される基の具体例としては、例えば、−C(CF32OH、−C(C252OH、−C(CF3)(CH3)OH、−CH(CF3)OH等が挙げられ、−C(CF32OHが好ましい。
Specific examples of the group represented by the general formula (F2) include a p-fluorophenyl group, a pentafluorophenyl group, and a 3,5-di (trifluoromethyl) phenyl group.
Specific examples of the group represented by the general formula (F3) include, for example, trifluoromethyl group, pentafluoropropyl group, pentafluoroethyl group, heptafluorobutyl group, hexafluoroisopropyl group, heptafluoroisopropyl group, hexafluoro (2-methyl) isopropyl group, nonafluorobutyl group, octafluoroisobutyl group, nonafluorohexyl group, nonafluoro-t-butyl group, perfluoroisopentyl group, perfluorooctyl group, perfluoro (trimethyl) hexyl group, 2 2,3,3-tetrafluorocyclobutyl group, perfluorocyclohexyl group and the like. Hexafluoroisopropyl group, heptafluoroisopropyl group, hexafluoro (2-methyl) isopropyl group, octafluoroisobutyl group, nonafluoro-t-butyl group and perfluoroisopentyl group are preferable, and hexafluoroisopropyl group and heptafluoroisopropyl group are preferable. Further preferred.
Specific examples of the group represented by the general formula (F4) include, for example, —C (CF 3 ) 2 OH, —C (C 2 F 5 ) 2 OH, —C (CF 3 ) (CH 3 ) OH, -CH (CF 3) OH and the like, -C (CF 3) 2 OH is preferred.

以下、フッ素原子を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。
具体例中、X1は、水素原子、−CH3、−F又は−CF3を表す。
2は、−F又は−CF3を表す。
Hereinafter, although the specific example of the repeating unit which has a fluorine atom is shown, this invention is not limited to this.
In specific examples, X 1 represents a hydrogen atom, —CH 3 , —F or —CF 3 .
X 2 represents —F or —CF 3 .

Figure 0005002349
Figure 0005002349

疎水性樹脂(C)は、珪素原子を有する部分構造として、アルキルシリル構造(好ましくはトリアルキルシリル基)、または環状シロキサン構造を有する樹脂であることが好ましい。
アルキルシリル構造、または環状シロキサン構造としては、具体的には、下記一般式(CS−1)〜(CS−3)で表される基が挙げられる。
The hydrophobic resin (C) is preferably a resin having an alkylsilyl structure (preferably a trialkylsilyl group) or a cyclic siloxane structure as a partial structure having a silicon atom.
Specific examples of the alkylsilyl structure or the cyclic siloxane structure include groups represented by the following general formulas (CS-1) to (CS-3).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(CS−1)〜(CS−3)に於いて、
12〜R26は、各々独立に、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)又はシクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)を表す。
3〜L5は、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基としては、アルキレン基、フェニレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、ウレタン基又はウレア基よりなる群から選択される単独或いは2つ以上の基の組み合わせが挙げられる。
nは、1〜5の整数を表す。
In general formulas (CS-1) to (CS-3),
R 12 to R 26 each independently represents an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) or a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms).
L < 3 > -L < 5 > represents a single bond or a bivalent coupling group. The divalent linking group is selected from the group consisting of an alkylene group, a phenylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a urethane group or a urea group, or a combination of two or more groups. Is mentioned.
n represents an integer of 1 to 5.

以下、珪素原子を有する繰り返し単位の具体例を挙げるが、本発明は、これに限定されるものではない。
具体例中、X1は、水素原子、−CH3、−F又は−CF3を表す。
Hereinafter, although the specific example of the repeating unit which has a silicon atom is given, this invention is not limited to this.
In specific examples, X 1 represents a hydrogen atom, —CH 3 , —F or —CF 3 .

Figure 0005002349
Figure 0005002349

更に、疎水性樹脂(C)は、下記(x)〜(z)の群から選ばれる基を少なくとも1つを有していてもよい。
(x)アルカリ可溶性基、
(y)アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基及び
(z)酸の作用により分解する基。
Furthermore, the hydrophobic resin (C) may have at least one group selected from the following groups (x) to (z).
(X) an alkali-soluble group,
(Y) a group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer, and (z) a group that decomposes by the action of an acid.

(x)アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボキシル基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基
、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基等が挙げられる。
好ましいアルカリ可溶性基としては、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール基)、スルホンイミド基、ビス(カルボニル)メチレン基が挙げられる。
(X) Alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxyl groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (alkylsulfonyl) (alkyl Carbonyl) imide group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) A methylene group etc. are mentioned.
Preferred alkali-soluble groups include fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol groups), sulfonimide groups, and bis (carbonyl) methylene groups.

アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位としては、アクリル酸による繰り返し単位、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に直接アルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、或いは連結基を介して樹脂の主鎖にアルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、更にはアルカリ可溶性基を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入、のいずれも好ましい。   As the repeating unit having an alkali-soluble group (x), a repeating unit in which an alkali-soluble group is bonded directly to the main chain of the resin, such as a repeating unit by acrylic acid, a repeating unit by methacrylic acid, or a linking group It is preferable to use a repeating unit in which an alkali-soluble group is bonded to the main chain of the resin, and further introduce a polymerization initiator or chain transfer agent having an alkali-soluble group at the end of the polymer chain during polymerization.

アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、1〜50mol%が好ましく、より好ましくは3〜35mol%、更に好ましくは5〜20mol%である。   The content of the repeating unit having an alkali-soluble group (x) is preferably from 1 to 50 mol%, more preferably from 3 to 35 mol%, still more preferably from 5 to 20 mol%, based on all repeating units in the polymer.

アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit having an alkali-soluble group (x) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

(y)アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基としては、例えば、ラクトン基、酸無水物基、酸イミド基等が挙げられ、好ましくはラクトン基である。
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する繰り返し単位としては、アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有するアクリル酸エステルによる繰り返し単位、アルカ
リ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有するメタクリル酸エステルによる繰り返し単位のように、樹脂の主鎖にアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)が結合している繰り返し単位、或いは、アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入、のいずれも好ましい。
(Y) Examples of the group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer include a lactone group, an acid anhydride group, an acid imide group, and the like, preferably a lactone group. .
The repeating unit having a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer includes a group that decomposes by the action of the alkali developer and increases the solubility in the alkali developer. The main unit of the resin, such as a repeating unit by an acrylate ester having (y), a repeating unit by a methacrylic ester having a group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in an alkali developer. Repeated units in which the group (y) is decomposed to the chain by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer, or decomposed by the action of the alkali developer, and in the alkali developer Either a polymerization initiator having a group (y) whose solubility is increased or a chain transfer agent is used at the time of polymerization and is introduced at the end of the polymer chain.

アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、1〜40mol%が好ましく、より好ましくは3〜30mol%、更に好ましくは5〜15mol%である。   The content of the repeating unit having a group (y) that decomposes by the action of the alkali developer and increases the solubility in the alkali developer is preferably from 1 to 40 mol%, more preferably, based on all repeating units in the polymer. Is 3 to 30 mol%, more preferably 5 to 15 mol%.

アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する繰り返し単位の具体例としては、樹脂(A)で挙げたラクトン構造、及び一般式(VIII)で表される構造と同様のものを挙げることができる。   Specific examples of the repeating unit having a group (y) that increases the solubility in an alkali developer include those similar to the lactone structure exemplified in the resin (A) and the structure represented by the general formula (VIII). Can be mentioned.

(z)酸の作用により分解する基としては、樹脂(A)で挙げた酸分解性基と同様のものを挙げることができる。(z)酸の作用により分解する基を有する繰り返し単位は、樹脂(A)で挙げた酸分解性基を有する繰り返し単位と同様のものが挙げられる。
酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位の含有量は、疎水性樹脂(C)中の全繰り返し単位に対し、1〜80mol%が好ましく、より好ましくは10〜80mol%、更に好ましくは20〜60mol%である。
(Z) Examples of the group capable of decomposing by the action of an acid include the same acid-decomposable groups as mentioned for the resin (A). (Z) Examples of the repeating unit having a group capable of decomposing by the action of an acid include those similar to the repeating unit having an acid-decomposable group exemplified in the resin (A).
The content of the repeating unit having a group (z) that decomposes by the action of an acid is preferably from 1 to 80 mol%, more preferably from 10 to 80 mol%, still more preferably based on all repeating units in the hydrophobic resin (C). Is 20 to 60 mol%.

疎水性樹脂(C)は、更に、下記一般式(III)で表される繰り返し単位を有していてもよい。   The hydrophobic resin (C) may further have a repeating unit represented by the following general formula (III).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(III)に於いて、
4は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基又はシクロアルケニル基を有する基を表す。
6は、単結合又は2価の連結基を表す。
In general formula (III):
R 4 represents a group having an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkenyl group or a cycloalkenyl group.
L 6 represents a single bond or a divalent linking group.

一般式(III)に於ける、R4のアルキル基は、炭素数3〜20の直鎖若しくは分岐
状アルキル基が好ましい。
シクロアルキル基は、炭素数3〜20のシクロアルキル基が好ましい。
アリール基は、炭素数6〜20のアリール基が好ましい。
アルケニル基は、炭素数3〜20のアルケニル基が好ましい。
シクロアルケニル基は、炭素数3〜20のシクロアルケニル基が好ましい。
6の2価の連結基は、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜5)、オキシ基、カルボニルオキシ基が好ましい。
In general formula (III), the alkyl group represented by R 4 is preferably a linear or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
The alkenyl group is preferably an alkenyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The cycloalkenyl group is preferably a cycloalkenyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The divalent linking group of L 6 is preferably an alkylene group (preferably having 1 to 5 carbon atoms), an oxy group, or a carbonyloxy group.

疎水性樹脂(C)は、下記一般式(F3a)で表される基を有することが好ましい。   The hydrophobic resin (C) preferably has a group represented by the following general formula (F3a).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(F3a)に於いて、
62a及びR63aは、各々独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。R62aとR63aは、互いに連結して環を形成してもよい。
64aは、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。
In general formula (F3a),
R 62a and R 63a each independently represents an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. R 62a and R 63a may be connected to each other to form a ring.
R 64a represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group.

一般式(F3a)で表される基を有する繰り返し単位としては、一般式(F3a)で表される基を有するアクリレート又はメタクリレートによる繰り返し単位を挙げることができる。   Examples of the repeating unit having a group represented by the general formula (F3a) include a repeating unit based on an acrylate or a methacrylate having a group represented by the general formula (F3a).

疎水性樹脂(C)は、下記一般式(Ia)で表される繰り返し単位を有することが好ましい。   The hydrophobic resin (C) preferably has a repeating unit represented by the following general formula (Ia).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(Ia)に於いて、
Rfは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
1は、アルキル基を表す。
2は、水素原子又はアルキル基を表す。
In general formula (Ia):
Rf represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
R 1 represents an alkyl group.
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

一般式(Ia)に於ける、Rfの少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基は、炭素数1〜3であることが好ましく、トリフルオロメチル基がより好まし
い。
1のアルキル基は、炭素数3〜10の直鎖若しくは分岐状のアルキル基が好ましく、
炭素数3〜10の分岐状のアルキル基がより好ましい。
2のアルキル基は、炭素数1〜10の直鎖若しくは分岐状のアルキル基が好ましい。
In general formula (Ia), the alkyl group in which at least one hydrogen atom of Rf is substituted with a fluorine atom preferably has 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a trifluoromethyl group.
The alkyl group for R 1 is preferably a linear or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms,
A branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms is more preferable.
The alkyl group for R 2 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.

以下、一般式(Ia)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるが、本発明は、これに限定されるものではない。
Xは、−H、−CH3、−F、又は、−CF3を表す。
Hereinafter, although the specific example of the repeating unit represented by general formula (Ia) is given, this invention is not limited to this.
X is, -H, -CH 3, -F, or represents a -CF 3.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(Ia)で表される繰り返し単位は、下記一般式(I)で表される化合物を重合させることにより形成させることができる。   The repeating unit represented by the general formula (Ia) can be formed by polymerizing a compound represented by the following general formula (I).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(I)に於いて、
Rfは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
1は、アルキル基を表す。
2は、水素原子又はアルキル基を表す。
In general formula (I),
Rf represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
R 1 represents an alkyl group.
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

一般式(I)に於ける、Rf、R1及びR2は、一般式(Ia)に於ける、Rf、R1
びR2と同義である。
一般式(I)で表される化合物は、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。合成する場合は、2−トリフルオロメチルメタクリル酸を酸クロリド化後、エステル化することにより得ることができる。
In the general formula (I), Rf, R 1 and R 2 are in the general formula (Ia), Rf, R 1 and R 2 synonymous.
As the compound represented by the general formula (I), a commercially available product may be used, or a synthesized product may be used. In the case of synthesis, 2-trifluoromethylmethacrylic acid can be obtained by acidification and then esterification.

疎水性樹脂(C)は、下記一般式(II)で表される繰り返し単位及び下記一般式(III)で表される繰り返し単位を有する樹脂であることが好ましい。   The hydrophobic resin (C) is preferably a resin having a repeating unit represented by the following general formula (II) and a repeating unit represented by the following general formula (III).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(II)及び(III)に於いて、
Rfは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
3は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はシクロアルケニル基を表す。
4は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、トリア
ルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する基を表す。
6は、単結合又は2価の連結基を表す。
m及びnは、繰り返し単位の比率を表す数字であり、0<m<100、0<n<100である。
In general formulas (II) and (III):
Rf represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
R 3 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or a cycloalkenyl group.
R 4 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, a trialkylsilyl group, or a group having a cyclic siloxane structure.
L 6 represents a single bond or a divalent linking group.
m and n are numbers representing the ratio of repeating units, and 0 <m <100 and 0 <n <100.

一般式(II)に於ける、Rfは、一般式(Ia)に於ける、Rfと同様のものである。
3のアルキル基は、炭素数3〜20の直鎖若しくは分岐状アルキル基が好ましい。
シクロアルキル基は、炭素数3〜20のシクロアルキル基が好ましい。
アルケニル基は、炭素数3〜20のアルケニル基が好ましい。
シクロアルケニル基は、炭素数3〜20のシクロアルケニル基が好ましい。
m=30〜70、n=30〜70であることが好ましく、m=40〜60、n=40〜60であることがより好ましい。
Rf in the general formula (II) is the same as Rf in the general formula (Ia).
The alkyl group represented by R 3 is preferably a linear or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The alkenyl group is preferably an alkenyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The cycloalkenyl group is preferably a cycloalkenyl group having 3 to 20 carbon atoms.
m = 30 to 70 and n = 30 to 70 are preferable, and m = 40 to 60 and n = 40 to 60 are more preferable.

以下、一般式(II)で表される繰り返し単位及び一般式(III)で表される繰り返し単位を有する疎水性樹脂(C)の具体例を挙げるが、本発明は、これに限定されるものではない。   Hereinafter, specific examples of the hydrophobic resin (C) having the repeating unit represented by the general formula (II) and the repeating unit represented by the general formula (III) will be given, but the present invention is limited thereto. is not.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

Figure 0005002349
Figure 0005002349

疎水性樹脂(C)は、下記の樹脂(C−1)〜(C−6)から選ばれるいずれかの樹脂であることが好ましい。
(C−1)フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)を有する樹脂。
(C−2)トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)を有する樹脂。
(C−3)フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)と、分岐状アルキル基、シクロアルキル基、分岐状アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂。
(C−4)トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)と、分岐状アルキル基、シクロアルキル基、分岐状アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂。
(C−5)フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)と、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)とを有する樹脂。
(C−6)フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)と、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)と、分岐状アルキル基、シクロアルキル基、分岐状アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂。
The hydrophobic resin (C) is preferably any resin selected from the following resins (C-1) to (C-6).
(C-1) A resin having a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group.
(C-2) A resin having a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure.
(C-3) A resin having a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group and a repeating unit (c) having a branched alkyl group, a cycloalkyl group, a branched alkenyl group, a cycloalkenyl group or an aryl group.
(C-4) a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, and a repeating unit (c) having a branched alkyl group, a cycloalkyl group, a branched alkenyl group, a cycloalkenyl group or an aryl group Having a resin.
(C-5) A resin having a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group and a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure.
(C-6) a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, a branched alkyl group, a cycloalkyl group, a branched alkenyl group, a cycloalkenyl Having a repeating unit (c) having a group or an aryl group.

疎水性樹脂(C)がフッ素原子を有する場合、フッ素原子の含有量は、疎水性樹脂(C)の分子量に対し、5〜80質量%であることが好ましく、10〜80質量%であること
がより好ましい。また、フッ素原子を含む繰り返し単位が、疎水性樹脂(C)中10〜100質量%であることが好ましく、30〜100質量%であることがより好ましい。
疎水性樹脂(C)が珪素原子を有する場合、珪素原子の含有量は、疎水性樹脂(C)の分子量に対し、2〜50質量%であることが好ましく、2〜30質量%であることがより好ましい。また、珪素原子を含む繰り返し単位は、疎水性樹脂(C)中10〜100質量%であることが好ましく、20〜100質量%であることがより好ましい。
When the hydrophobic resin (C) has a fluorine atom, the content of the fluorine atom is preferably 5 to 80% by mass, and preferably 10 to 80% by mass with respect to the molecular weight of the hydrophobic resin (C). Is more preferable. Moreover, it is preferable that the repeating unit containing a fluorine atom is 10-100 mass% in hydrophobic resin (C), and it is more preferable that it is 30-100 mass%.
When the hydrophobic resin (C) has a silicon atom, the content of the silicon atom is preferably 2 to 50% by mass, and 2 to 30% by mass with respect to the molecular weight of the hydrophobic resin (C). Is more preferable. Moreover, it is preferable that it is 10-100 mass% in a hydrophobic resin (C), and, as for the repeating unit containing a silicon atom, it is more preferable that it is 20-100 mass%.

疎水性樹脂(C)の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは500〜50000で、より好ましくは1000〜15000、更により好ましくは1500〜8000、特に好ましくは2000〜6000である。   The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene of the hydrophobic resin (C) is preferably 500 to 50000, more preferably 1000 to 15000, still more preferably 1500 to 8000, and particularly preferably 2000 to 6000.

疎水性樹脂(C)は、樹脂(A)同様、金属等の不純物が少ないのは当然のことながら、残留単量体やオリゴマー成分が0〜10質量%であることが好ましく、より好ましくは0〜5質量%、0〜1質量%が更により好ましい。それにより、液中異物や感度等の経時変化のないレジストが得られる。また、解像度、レジスト形状、レジストパターンの側壁のラフネス、現像スカムなどの点から、分子量分布(Mw/Mn、分散度ともいう)は、1〜3の範囲が好ましく、より好ましくは1〜2、更により好ましくは1〜1.6の範囲であり、特に好ましくは1〜1.3の範囲である。   In the hydrophobic resin (C), as in the case of the resin (A), it is natural that there are few impurities such as metals, and the residual monomer and oligomer components are preferably 0 to 10% by mass, more preferably 0. -5 mass%, 0-1 mass% is still more preferable. Thereby, a resist having no change over time such as foreign matter in liquid or sensitivity can be obtained. The molecular weight distribution (Mw / Mn, also referred to as dispersity) is preferably in the range of 1 to 3, more preferably 1 to 2, in terms of resolution, resist shape, resist pattern sidewall roughness, development scum, and the like. Even more preferably, it is in the range of 1 to 1.6, and particularly preferably in the range of 1 to 1.3.

樹脂(A)と疎水性樹脂(C)の重量平均分子量差として、好ましくは、2000以上であり、さらに好ましくは3000以上、特に好ましくは4000以上である。樹脂(A)は、疎水性樹脂(C)より重量平均分子量が大きいほうが、現像欠陥性能が良化するので好ましい。さらに、疎水性樹脂(C)として好ましくは、分子量分散度が1.3以下、かつ重量平均分子量が1.0×10以下である。 The difference in weight average molecular weight between the resin (A) and the hydrophobic resin (C) is preferably 2000 or more, more preferably 3000 or more, and particularly preferably 4000 or more. The resin (A) preferably has a larger weight average molecular weight than the hydrophobic resin (C) because the development defect performance is improved. Further, the hydrophobic resin (C) preferably has a molecular weight dispersity of 1.3 or less and a weight average molecular weight of 1.0 × 10 4 or less.

疎水性樹脂(C)は、各種市販品を利用することもできるし、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー及び重合開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマーと重合開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法等が挙げられ、滴下重合法が好ましい。溶剤としては、例えば、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸エチルのようなエステル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、更には後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明の組成物を溶解する溶剤が挙げられる。より好ましくは、本発明のポジ型レジスト組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。   As the hydrophobic resin (C), various commercially available products can be used, or they can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer and a polymerization initiator are dissolved in a solvent, and a batch polymerization method in which polymerization is performed by heating, a solution of the monomer and the polymerization initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable. Examples of the solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, esters such as ethyl acetate, amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Includes a solvent that dissolves the composition of the present invention such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone described below. More preferably, the polymerization is performed using the same solvent as the solvent used in the positive resist composition of the present invention. Thereby, generation | occurrence | production of the particle at the time of a preservation | save can be suppressed.

重合反応は、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては、市販のラジカル重合開始剤(アゾ系重合開始剤、パーオキサイド等)を用いて重合を開始させる。ラジカル重合開始剤としては、アゾ系重合開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系重合開始剤がより好ましい。好ましい重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等が挙げられる。反応液中のモノマー、重合開始剤等の溶質の濃度は、通常5〜50質量%であり、好ましくは30〜50質量%である。反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、更に好ましくは60〜100℃である。   The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. As the polymerization initiator, the polymerization is started using a commercially available radical polymerization initiator (azo polymerization initiator, peroxide, etc.). As the radical polymerization initiator, an azo polymerization initiator is preferable, and an azo polymerization initiator having an ester group, a cyano group, or a carboxyl group is more preferable. Preferred examples of the polymerization initiator include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) and the like. The concentration of the solute such as the monomer and the polymerization initiator in the reaction solution is usually 5 to 50% by mass, preferably 30 to 50% by mass. The reaction temperature is usually from 10 ° C to 150 ° C, preferably from 30 ° C to 120 ° C, more preferably from 60 ° C to 100 ° C.

反応終了後、室温まで放冷し、精製する。精製は、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液々抽出法、特定の分子量以下のものの
みを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、樹脂溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈澱法やろ別した樹脂スラリーを貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等の通常の方法を適用できる。例えば、上記樹脂が難溶或いは不溶の溶媒(貧溶媒)を、該反応溶液の10倍以下の体積量、好ましくは10〜5倍の体積量で、接触させることにより樹脂を固体として析出させる。
After completion of the reaction, the mixture is allowed to cool to room temperature and purified. Purification can be accomplished by a liquid-liquid extraction method that removes residual monomers and oligomer components by combining water and an appropriate solvent, and a purification method in a solution state such as ultrafiltration that extracts and removes only those having a specific molecular weight or less. , Reprecipitation method that removes residual monomer by coagulating resin in poor solvent by dripping resin solution into poor solvent and purification in solid state such as washing filtered resin slurry with poor solvent A normal method such as a method can be applied. For example, the resin is precipitated as a solid by contacting a solvent (poor solvent) in which the resin is hardly soluble or insoluble in a volume amount of 10 times or less, preferably 10 to 5 times that of the reaction solution.

ポリマー溶液からの沈殿又は再沈殿操作の際に用いる溶媒(沈殿又は再沈殿溶媒)としては、該ポリマーの貧溶媒であればよく、ポリマーの種類に応じて、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、ニトロ化合物、エーテル、ケトン、エステル、カーボネート、アルコール、カルボン酸、水、これらの溶媒を含む混合溶媒等の中から適宜選択して使用できる。これらの中でも、沈殿又は再沈殿溶媒として、少なくともアルコール(特に、メタノールなど)又は水を含む溶媒が好ましい。   The solvent (precipitation or reprecipitation solvent) used in the precipitation or reprecipitation operation from the polymer solution may be a poor solvent for the polymer, and may be a hydrocarbon, halogenated hydrocarbon, nitro, depending on the type of polymer. A compound, ether, ketone, ester, carbonate, alcohol, carboxylic acid, water, a mixed solvent containing these solvents, and the like can be appropriately selected for use. Among these, as a precipitation or reprecipitation solvent, a solvent containing at least an alcohol (particularly methanol or the like) or water is preferable.

沈殿又は再沈殿溶媒の使用量は、効率や収率等を考慮して適宜選択できるが、一般には、ポリマー溶液100質量部に対して、100〜10000質量部、好ましくは200〜2000質量部、さらに好ましくは300〜1000質量部である。   The amount of the precipitation or reprecipitation solvent used can be appropriately selected in consideration of efficiency, yield, and the like, but generally 100 to 10000 parts by mass, preferably 200 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer solution, More preferably, it is 300-1000 mass parts.

沈殿又は再沈殿する際の温度としては、効率や操作性を考慮して適宜選択できるが、通常0〜50℃程度、好ましくは室温付近(例えば20〜35℃程度)である。沈殿又は再沈殿操作は、攪拌槽などの慣用の混合容器を用い、バッチ式、連続式等の公知の方法により行うことができる。   The temperature for precipitation or reprecipitation can be appropriately selected in consideration of efficiency and operability, but is usually about 0 to 50 ° C., preferably around room temperature (for example, about 20 to 35 ° C.). The precipitation or reprecipitation operation can be performed by a known method such as a batch method or a continuous method using a conventional mixing vessel such as a stirring tank.

沈殿又は再沈殿したポリマーは、通常、濾過、遠心分離等の慣用の固液分離に付し、乾燥して使用に供される。濾過は、耐溶剤性の濾材を用い、好ましくは加圧下で行われる。乾燥は、常圧又は減圧下(好ましくは減圧下)、通常30〜100℃程度、好ましくは30〜50℃程度の温度で行われる。   The precipitated or re-precipitated polymer is usually subjected to conventional solid-liquid separation such as filtration and centrifugation, and dried before use. Filtration is performed using a solvent-resistant filter medium, preferably under pressure. Drying is performed at a temperature of about 30 to 100 ° C., preferably about 30 to 50 ° C. under normal pressure or reduced pressure (preferably under reduced pressure).

尚、一度、樹脂を析出させて、分離した後に、再び溶媒に溶解させ、該樹脂が難溶或いは不溶の溶媒と接触させてもよい。即ち、上記ラジカル重合反応終了後、該ポリマーが難溶或いはは不溶の溶媒を接触させ、樹脂を析出させ(工程a)、樹脂を溶液から分離し(工程b)、改めて溶媒に溶解させ樹脂溶液Aを調製(工程c)、その後、該樹脂溶液Aに、該樹脂が難溶或いは不溶の溶媒を、樹脂溶液Aの10倍未満の体積量(好ましくは5倍以下の体積量)で、接触させることにより樹脂固体を析出させ(工程d)、析出した樹脂を分離する(工程e)ことを含む方法でもよい。   In addition, once the resin is precipitated and separated, it may be dissolved again in a solvent, and the resin may be brought into contact with a hardly soluble or insoluble solvent. That is, after completion of the radical polymerization reaction, a solvent in which the polymer is hardly soluble or insoluble is contacted to precipitate the resin (step a), the resin is separated from the solution (step b), and the resin solution is dissolved again in the solvent. A is prepared (step c), and then the resin solution A is contacted with a solvent in which the resin is hardly soluble or insoluble in a volume amount less than 10 times that of the resin solution A (preferably 5 times or less). It may be a method including precipitating a resin solid (step d) and separating the precipitated resin (step e).

以下に疎水性樹脂(C)の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。また、下記表1に、各樹脂における繰り返し単位の組成(モル比、各繰り返し単位と左から順に対応)、重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を示す。   Specific examples of the hydrophobic resin (C) are shown below, but the present invention is not limited thereto. Table 1 below shows the composition of repeating units in each resin (molar ratio, corresponding to each repeating unit in order from the left), weight average molecular weight (Mw), and dispersity (Mw / Mn).

Figure 0005002349
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(D)溶剤
前記各成分を溶解させてレジスト組成物を調製する際に使用することができる溶剤としては、例えば、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、アルキレ
ングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキルエステル、アルコキシプロピオン酸アルキル、炭素数4〜10の環状ラクトン、炭素数4〜10の、環を含有しても良いモノケトン化合物、アルキレンカーボネート、アルコキシ酢酸アルキル、ピルビン酸アルキル等の有機溶剤を挙げることができる。
(D) Solvent Solvents that can be used when preparing the resist composition by dissolving the above components include, for example, alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkylene glycol monoalkyl ether, lactate alkyl ester, and alkoxypropion. Examples thereof include organic solvents such as alkyl acid, cyclic lactones having 4 to 10 carbon atoms, monoketone compounds having 4 to 10 carbon atoms which may contain a ring, alkylene carbonate, alkyl alkoxyacetate, and alkyl pyruvate.

アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートとしては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテートが好ましく挙げられる。
アルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルを好ましく挙げられる。
Examples of the alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, propylene glycol monoethyl Preferred examples include ether propionate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate.
Preferred examples of the alkylene glycol monoalkyl ether include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether.

乳酸アルキルエステルとしては、例えば、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチルを好ましく挙げられる。
アルコキシプロピオン酸アルキルとしては、例えば、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチルを好ましく挙げられる。
Preferred examples of the alkyl lactate include methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate and butyl lactate.
Preferable examples of the alkyl alkoxypropionate include ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, and ethyl 3-methoxypropionate.

炭素数4〜10の環状ラクトンとしては、例えば、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−オクタノイックラクトン、α−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンが好ましく挙げられる。   Examples of the cyclic lactone having 4 to 10 carbon atoms include β-propiolactone, β-butyrolactone, γ-butyrolactone, α-methyl-γ-butyrolactone, β-methyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ- Caprolactone, γ-octanoic lactone, and α-hydroxy-γ-butyrolactone are preferred.

炭素数4〜10の、環を含有しても良いモノケトン化合物としては、例えば、2−ブタノン、3−メチルブタノン、ピナコロン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−メチル−3−ペンタノン、4,4−ジメチル−2−ペンタノン、2,4−ジメチル−3−ペンタノン、2,2,4,4−テトラメチル−3−ペンタノン、2−ヘキサノン、3−ヘキサノン、5−メチル−3−ヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、2−メチル−3−ヘプタノン、5−メチル−3−ヘプタノン、2,6−ジメチル−4−ヘプタノン、2−オクタノン、3−オクタノン、2−ノナノン、3−ノナノン、5−ノナノン、2−デカノン、3−デカノン、、4−デカノン、5−ヘキセン−2−オン、3−ペンテン−2−オン、シクロペンタノン、2−メチルシクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、2,2−ジメチルシクロペンタノン、2,4,4−トリメチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロヘキサノン、4−メチルシクロヘキサノン、4−エチルシクロヘキサノン、2,2−ジメチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、2,2,6−トリメチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、2−メチルシクロヘプタノン、3−メチルシクロヘプタノンが好ましく挙げられる。   Examples of the monoketone compound having 4 to 10 carbon atoms which may contain a ring include 2-butanone, 3-methylbutanone, pinacolone, 2-pentanone, 3-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, 4- Methyl-2-pentanone, 2-methyl-3-pentanone, 4,4-dimethyl-2-pentanone, 2,4-dimethyl-3-pentanone, 2,2,4,4-tetramethyl-3-pentanone, 2 -Hexanone, 3-hexanone, 5-methyl-3-hexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, 2-methyl-3-heptanone, 5-methyl-3-heptanone, 2,6-dimethyl-4 -Heptanone, 2-octanone, 3-octanone, 2-nonanone, 3-nonanone, 5-nonanone, 2-decanone, 3-decanone, 4-decanone, 5- Xen-2-one, 3-penten-2-one, cyclopentanone, 2-methylcyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, 2,2-dimethylcyclopentanone, 2,4,4-trimethylcyclopenta Non, cyclohexanone, 3-methylcyclohexanone, 4-methylcyclohexanone, 4-ethylcyclohexanone, 2,2-dimethylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, 2,2,6-trimethylcyclohexanone, cycloheptanone, 2-methylcyclo Preferred are heptanone and 3-methylcycloheptanone.

アルキレンカーボネートとしては、例えば、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネートが好ましく挙げられる。
アルコキシ酢酸アルキルとしては、例えば、酢酸−2−メトキシエチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、酢酸−3−メトキシ−3−メチルブチル、酢酸−1−メトキシ−2−プロピルが好ましく挙げられる。
ピルビン酸アルキルとしては、例えば、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビ
ン酸プロピルが好ましく挙げられる。
好ましく使用できる溶剤としては、常温常圧下で、沸点130℃以上の溶剤が挙げられる。具体的には、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、乳酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、プロピレンカーボネートが挙げられる。
本発明に於いては、上記溶剤を単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
Preferred examples of the alkylene carbonate include propylene carbonate, vinylene carbonate, ethylene carbonate, and butylene carbonate.
Examples of the alkyl alkoxyacetate include 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, 3-methoxy-3-methylbutyl acetate, and 1-methoxy-acetate. 2-propyl is preferred.
Preferred examples of the alkyl pyruvate include methyl pyruvate, ethyl pyruvate, and propyl pyruvate.
As a solvent which can be preferably used, a solvent having a boiling point of 130 ° C. or higher under normal temperature and normal pressure can be mentioned. Specifically, cyclopentanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, ethyl lactate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl pyruvate, 2-ethoxyethyl acetate, acetic acid -2- (2-ethoxyethoxy) ethyl and propylene carbonate are mentioned.
In the present invention, the above solvents may be used alone or in combination of two or more.

本発明においては、有機溶剤として構造中に水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤を使用してもよい。
水酸基を含有する溶剤としては、例えば、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、乳酸エチル等を挙げることができ、これらの内でプロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチルが特に好ましい。
水酸基を含有しない溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げることができ、これらの内で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルが特に好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノンが最も好ましい。
水酸基を含有する溶剤と水酸基を含有しない溶剤との混合比(質量)は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは20/80〜60/40である。水酸基を含有しない溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。
In this invention, you may use the mixed solvent which mixed the solvent which contains a hydroxyl group in a structure, and the solvent which does not contain a hydroxyl group as an organic solvent.
Examples of the solvent containing a hydroxyl group include ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethyl lactate, and the like. Particularly preferred are propylene glycol monomethyl ether and ethyl lactate.
Examples of the solvent not containing a hydroxyl group include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide and the like. Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, and butyl acetate are particularly preferred, and propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate. 2-heptanone is most preferred.
The mixing ratio (mass) of the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 60/40. . A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent not containing a hydroxyl group is particularly preferred from the viewpoint of coating uniformity.

溶剤は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有する2種類以上の混合溶剤であることが好ましい。   The solvent is preferably a mixed solvent of two or more containing propylene glycol monomethyl ether acetate.

(E)塩基性化合物
本発明のレジスト組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、(E)塩基性化合物を含有することが好ましい。
塩基性化合物としては、好ましくは、下記式(A)〜(E)で示される構造を有する化合物を挙げることができる。
(E) Basic compound The resist composition of the present invention preferably contains (E) a basic compound in order to reduce a change in performance over time from exposure to heating.
Preferred examples of the basic compound include compounds having structures represented by the following formulas (A) to (E).

Figure 0005002349
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一般式(A)〜(E)中、
200 、R201及びR202 は、同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基(好ま
しくは炭素数1〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール
基(炭素数6〜20)を表し、ここで、R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。
In general formulas (A) to (E),
R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different, and are a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group (having a carbon number). 6-20), wherein R 201 and R 202 may combine with each other to form a ring.

上記アルキル基について、置換基を有するアルキル基としては、炭素数1〜20のアミノアルキル基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基、または炭素数1〜20のシアノアルキル基が好ましい。
203 、R204、R205及びR206 は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜20個のアルキル基を表す。
これら一般式(A)〜(E)中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。
About the said alkyl group, as an alkyl group which has a substituent, a C1-C20 aminoalkyl group, a C1-C20 hydroxyalkyl group, or a C1-C20 cyanoalkyl group is preferable.
R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
The alkyl groups in these general formulas (A) to (E) are more preferably unsubstituted.

好ましい化合物として、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルフォリン、ピペリジン等を挙げることができ、更に好ましい化合物として、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体等を挙げることができる。   Preferred compounds include guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine, piperidine and the like, and more preferred compounds include imidazole structure, diazabicyclo structure, onium hydroxide structure, onium carboxylate Examples thereof include a compound having a structure, a trialkylamine structure, an aniline structure or a pyridine structure, an alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond, and an aniline derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond.

イミダゾール構造を有する化合物としてはイミダゾール、2、4、5−トリフェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール等が挙げられる。ジアザビシクロ構造を有する化合物としては1、4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1、5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノナ−5−エン、1、8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカー7−エン等が挙げられる。オニウムヒドロキシド構造を有する化合物としてはトリアリールスルホニウムヒドロキシド、フェナシルスルホニウムヒドロキシド、2−オキソアルキル基を有するスルホニウムヒドロキシド、具体的にはトリフェニルスルホニウムヒドロキシド、トリス(t−ブチルフェニル)スルホニウムヒドロキシド、ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェニウムヒドロキシド、2−オキソプロピルチオフェニウムヒドロキシド等が挙げられる。オニウムカルボキシレート構造を有する化合物としてはオニウムヒドロキシド構造を有する化合物のアニオン部がカルボキシレートになったものであり、例えばアセテート、アダマンタンー1−カルボキシレート、パーフロロアルキルカルボキシレート等が挙げられる。トリアルキルアミン構造を有する化合物としては、トリ(n−ブチル)アミン、トリ(n−オクチル)アミン等を挙げることができる。アニリン化合物としては、2,6−ジイソプロピルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジブチルアニリン、N,N−ジヘキシルアニリン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体としては、N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アニリン等を挙げることができる。
これらの塩基性化合物は、単独であるいは2種以上一緒に用いられる。
Examples of the compound having an imidazole structure include imidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, and benzimidazole. Examples of the compound having a diazabicyclo structure include 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] non-5-ene, and 1,8-diazabicyclo [5,4,0. ] Undecar 7-ene etc. are mentioned. Examples of the compound having an onium hydroxide structure include triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, sulfonium hydroxide having a 2-oxoalkyl group, specifically triphenylsulfonium hydroxide, tris (t-butylphenyl) sulfonium. Examples thereof include hydroxide, bis (t-butylphenyl) iodonium hydroxide, phenacylthiophenium hydroxide, and 2-oxopropylthiophenium hydroxide. As the compound having an onium carboxylate structure, an anion portion of the compound having an onium hydroxide structure is converted to a carboxylate, and examples thereof include acetate, adamantane-1-carboxylate, and perfluoroalkylcarboxylate. Examples of the compound having a trialkylamine structure include tri (n-butyl) amine and tri (n-octyl) amine. Examples of the aniline compound include 2,6-diisopropylaniline, N, N-dimethylaniline, N, N-dibutylaniline, N, N-dihexylaniline and the like. Examples of the alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and tris (methoxyethoxyethyl) amine. Examples of aniline derivatives having a hydroxyl group and / or an ether bond include N, N-bis (hydroxyethyl) aniline.
These basic compounds are used alone or in combination of two or more.

塩基性化合物の使用量は、レジスト組成物の固形分を基準として、通常、0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。   The usage-amount of a basic compound is 0.001-10 mass% normally based on solid content of a resist composition, Preferably it is 0.01-5 mass%.

酸発生剤と塩基性化合物の組成物中の使用割合は、酸発生剤/塩基性化合物(モル比)=2.5〜300であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が2.5以上が好ましく、露光後加熱処理までの経時でのレジストパターンの太りによる解像度の低下抑制の点から300以下が好ましい。酸発生剤/塩基性化合物(モル比)は、より好ましくは5.0〜200、更に好ましくは7.0〜150である。   The use ratio of the acid generator and the basic compound in the composition is preferably acid generator / basic compound (molar ratio) = 2.5 to 300. In other words, the molar ratio is preferably 2.5 or more from the viewpoint of sensitivity and resolution, and is preferably 300 or less from the viewpoint of suppressing the reduction in resolution due to the thickening of the resist pattern over time until post-exposure heat treatment. The acid generator / basic compound (molar ratio) is more preferably 5.0 to 200, still more preferably 7.0 to 150.

(F)界面活性剤
本発明のレジスト組成物は、更に(F)界面活性剤を含有することが好ましく、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することがより好ましい。
(F) Surfactant The resist composition of the present invention preferably further contains (F) a surfactant, and is a fluorine-based and / or silicon-based surfactant (fluorine-based surfactant, silicon-based surfactant). , A surfactant having both a fluorine atom and a silicon atom), or more preferably two or more.

本発明のレジスト組成物が上記(F)界面活性剤を含有することにより、250nm以下、特に220nm以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ないレジストパターンを与えることが可能となる。
フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤としては、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。
使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新
秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431、4430(住友スリーエム(株)製)、
メガファックF171、F173、F176、F189、F113、F110、F177、F120、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)、GF−300、GF−150(東亜合成化学(株)製)、サーフロンS−393(セイミケミカル(株)製)、エフトップEF121、EF122A、EF122B、RF122C、EF125M、EF135M、EF351、352、EF801、EF802、EF601((株)ジェムコ製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520(OMNOVA社製)、FTX−204D、208G、218G、230G、208D、212D、218D、222D((株)ネオス製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
When the resist composition of the present invention contains the surfactant (F), when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less, a resist pattern with good sensitivity and resolution and less adhesion and development defects can be obtained. It becomes possible to give.
Examples of the fluorine-based and / or silicon-based surfactant include, for example, JP-A No. 62-36663, JP-A No. 61-226746, JP-A No. 61-226745, JP-A No. 62-170950, JP 63-34540 A, JP 7-230165 A, JP 8-62834 A, JP 9-54432 A, JP 9-5988 A, JP 2002-277862 A, US Patent Nos. 5,405,720, 5,360,692, 5,529,881, 5,296,330, 5,436,098, 5,576,143, 5,294,511, 5,824,451 Surfactant can be mentioned, The following commercially available surfactant can also be used as it is.
Examples of commercially available surfactants that can be used include F-top EF301, EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, 431, 4430 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.),
Megafuck F171, F173, F176, F189, F113, F110, F177, F120, R08 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass ( Co., Ltd.), Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.), GF-300, GF-150 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.), Surflon S-393 (manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.), F-top EF121, EF122A, EF122B, RF122C, EF125M, EF135M, EF351, 352, EF801, EF802, EF601 (manufactured by Gemco), PF636, PF656, PF6320, PF6520 (manufactured by OMNOVA), FTX-204D, 208, 230G, 208 , Mention may be made of 212D, 218D, the fluorine-based surfactant or silicone-based surfactants such as 222D ((KK) Neos). Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.

また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)もしくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することが出来る。
フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート及び/又は(ポリ(オキシアルキレン))メタクリレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布しているものでも、ブロック共重合していてもよい。また、ポリ(オキシアルキレン)基としては、ポリ(オキシエチレン)基、ポリ(オキシプロピレン)基、ポリ(オキシブチレン)基などが挙げられ、また、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体)やポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体)など同じ鎖長内に異なる鎖長のアルキレンを有するようなユニットでもよい。さらに、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体は2元共重合体ばかりでなく、異なる2種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマーや、異なる2種以上の(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)などを同時に共重合した3元系以上の共重合体でもよい。
In addition to the known surfactants described above, the surfactant is derived from a fluoroaliphatic compound produced by a telomerization method (also called telomer method) or an oligomerization method (also called oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group can be used. The fluoroaliphatic compound can be synthesized by the method described in JP-A-2002-90991.
As the polymer having a fluoroaliphatic group, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate and / or (poly (oxyalkylene)) methacrylate is preferable and distributed irregularly. Or may be block copolymerized. Examples of the poly (oxyalkylene) group include a poly (oxyethylene) group, a poly (oxypropylene) group, a poly (oxybutylene) group, and the like, and a poly (oxyethylene, oxypropylene, and oxyethylene group). A unit having different chain lengths in the same chain length, such as a block link) or poly (block link of oxyethylene and oxypropylene) may be used. Furthermore, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate) is not only a binary copolymer but also a monomer having two or more different fluoroaliphatic groups, Further, it may be a ternary or higher copolymer obtained by simultaneously copolymerizing two or more different (poly (oxyalkylene)) acrylates (or methacrylates).

例えば、市販の界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(大日本インキ化学工業(株)製)を挙げることができる。さらに、C613基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オ
キシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C37基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体などを挙げることができる。
Examples of commercially available surfactants include Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, and F-472 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.). Further, a copolymer of an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), an acrylate (or methacrylate) having a C 3 F 7 group and (poly (oxy) And a copolymer of (ethylene)) acrylate (or methacrylate) and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate).

また、本発明では、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤を使用することもできる。具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤等を挙げることができる。   In the present invention, other surfactants other than fluorine-based and / or silicon-based surfactants can also be used. Specifically, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene nonylphenol ether, etc. Sorbitans such as polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate Fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopal Te - DOO, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, may be mentioned polyoxyethylene sorbitan tristearate nonionic surfactants of polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as such.

これらの界面活性剤は単独で使用してもよいし、また、いくつかの組み合わせで使用してもよい。   These surfactants may be used alone or in several combinations.

(F)界面活性剤の使用量は、レジスト組成物全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.01〜10質量%、より好ましくは0.1〜5質量%である。   (F) The usage-amount of surfactant becomes like this. Preferably it is 0.01-10 mass% with respect to resist composition whole quantity (except a solvent), More preferably, it is 0.1-5 mass%.

(G)カルボン酸オニウム塩
本発明におけるレジスト組成物は、(G)カルボン酸オニウム塩を含有しても良い。カルボン酸オニウム塩としては、カルボン酸スルホニウム塩、カルボン酸ヨードニウム塩、カルボン酸アンモニウム塩などを挙げることができる。特に、(G)カルボン酸オニウム塩としては、ヨードニウム塩、スルホニウム塩が好ましい。更に、本発明の(H)カルボン酸オニウム塩のカルボキシレート残基が芳香族基、炭素−炭素2重結合を含有しないことが好ましい。特に好ましいアニオン部としては、炭素数1〜30の直鎖、分岐、単環または多環環状アルキルカルボン酸アニオンが好ましい。さらに好ましくはこれらのアルキル基の一部または全てがフッ素置換されたカルボン酸のアニオンが好ましい。アルキル鎖中に酸素原子を含んでいても良い。これにより220nm以下の光に対する透明性が確保され、感度、解像力が向上し、疎密依存性、露光マージンが改良される。
(G) Carboxylic acid onium salt The resist composition in the present invention may contain (G) a carboxylic acid onium salt. Examples of the carboxylic acid onium salt include a carboxylic acid sulfonium salt, a carboxylic acid iodonium salt, and a carboxylic acid ammonium salt. In particular, the (G) carboxylic acid onium salt is preferably an iodonium salt or a sulfonium salt. Furthermore, it is preferable that the carboxylate residue of the (H) carboxylic acid onium salt of the present invention does not contain an aromatic group or a carbon-carbon double bond. As a particularly preferable anion moiety, a linear, branched, monocyclic or polycyclic alkylcarboxylic acid anion having 1 to 30 carbon atoms is preferable. More preferably, an anion of a carboxylic acid in which some or all of these alkyl groups are fluorine-substituted is preferable. The alkyl chain may contain an oxygen atom. This ensures transparency with respect to light of 220 nm or less, improves sensitivity and resolution, and improves density dependency and exposure margin.

フッ素置換されたカルボン酸のアニオンとしては、フロロ酢酸、ジフロロ酢酸、トリフロロ酢酸、ペンタフロロプロピオン酸、ヘプタフロロ酪酸、ノナフロロペンタン酸、パーフロロドデカン酸、パーフロロトリデカン酸、パーフロロシクロヘキサンカルボン酸、2,2−ビストリフロロメチルプロピオン酸のアニオン等が挙げられる。   Fluorine-substituted carboxylic acid anions include fluoroacetic acid, difluoroacetic acid, trifluoroacetic acid, pentafluoropropionic acid, heptafluorobutyric acid, nonafluoropentanoic acid, perfluorododecanoic acid, perfluorotridecanoic acid, perfluorocyclohexanecarboxylic acid, 2 , 2-bistrifluoromethylpropionic acid anion and the like.

これらの(G)カルボン酸オニウム塩は、スルホニウムヒドロキシド、ヨードニウムヒドロキシド、アンモニウムヒドロキシドとカルボン酸を適当な溶剤中酸化銀と反応させることによって合成できる。   These (G) carboxylic acid onium salts can be synthesized by reacting sulfonium hydroxide, iodonium hydroxide, ammonium hydroxide and carboxylic acid with silver oxide in a suitable solvent.

(G)カルボン酸オニウム塩の組成物中の含量は、組成物の全固形分に対し、一般的に
は0.1〜20質量%、好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。
The content of the carboxylic acid onium salt in the composition is generally 0.1 to 20% by mass, preferably 0.5 to 10% by mass, and more preferably 1%, based on the total solid content of the composition. -7% by mass.

(H)その他の添加剤
本発明のレジスト組成物には、必要に応じてさらに染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、アルカリ可溶性樹脂、溶解阻止剤及び現像液に対する溶解性を促進させる化合物(例えば、分子量1000以下のフェノール化合物、カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物)等を含有させることができる。
(H) Other additives The resist composition of the present invention further promotes solubility in dyes, plasticizers, photosensitizers, light absorbers, alkali-soluble resins, dissolution inhibitors, and developers as necessary. The compound to be made (for example, a phenol compound having a molecular weight of 1000 or less, an alicyclic compound having a carboxyl group, or an aliphatic compound) and the like can be contained.

このような分子量1000以下のフェノール化合物は、例えば、特開平4−122938号、特開平2−28531号、米国特許第4,916,210、欧州特許第219294等に記載の方法を参考にして、当業者において容易に合成することができる。
カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物の具体例としてはコール酸、デオキシコール酸、リトコール酸などのステロイド構造を有するカルボン酸誘導体、アダマンタンカルボン酸誘導体、アダマンタンジカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
Such phenolic compounds having a molecular weight of 1000 or less can be obtained by referring to, for example, the methods described in JP-A-4-1222938, JP-A-2-28531, US Pat. No. 4,916,210, European Patent 219294, etc. It can be easily synthesized by those skilled in the art.
Specific examples of alicyclic or aliphatic compounds having a carboxyl group include carboxylic acid derivatives having a steroid structure such as cholic acid, deoxycholic acid, lithocholic acid, adamantane carboxylic acid derivatives, adamantane dicarboxylic acid, cyclohexane carboxylic acid, cyclohexane Examples thereof include, but are not limited to, dicarboxylic acids.

(I)パターン形成方法
本発明のレジスト組成物は、解像力向上の観点から、膜厚30〜250nmで使用されることが好ましく、より好ましくは、膜厚30〜200nmで使用されることが好ましい。レジスト組成物中の固形分濃度を適切な範囲に設定して適度な粘度をもたせ、塗布性、製膜性を向上させることにより、このような膜厚とすることができる。
レジスト組成物中の全固形分濃度は、一般的には1〜10質量%、より好ましくは1〜8.0質量%、さらに好ましくは1.0〜6.0質量%である。
(I) Pattern Forming Method The resist composition of the present invention is preferably used at a film thickness of 30 to 250 nm, more preferably at a film thickness of 30 to 200 nm, from the viewpoint of improving resolution. Such a film thickness can be obtained by setting the solid content concentration in the resist composition to an appropriate range to give an appropriate viscosity and improving the coating property and film forming property.
The total solid concentration in the resist composition is generally 1 to 10% by mass, more preferably 1 to 8.0% by mass, and still more preferably 1.0 to 6.0% by mass.

本発明のレジスト組成物は、上記の成分を所定の有機溶剤、好ましくは前記混合溶剤に溶解し、フィルター濾過した後、次のように所定の支持体上に塗布して用いる。フィルター濾過に用いるフィルターは0.1ミクロン以下、より好ましくは0.05ミクロ
ン以下、更に好ましくは0.03ミクロン以下のポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のものが好ましい。
The resist composition of the present invention is used by dissolving the above components in a predetermined organic solvent, preferably the mixed solvent, filtering the solution, and then applying the solution on a predetermined support as follows. The filter used for filter filtration is preferably made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon of 0.1 microns or less, more preferably 0.05 microns or less, and still more preferably 0.03 microns or less.

例えば、レジスト組成物を精密集積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆)上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法により塗布、乾燥し、感光性膜を形成する。なお、予め公知の反射防止膜を塗設してもよい。
当該感光性膜に、所定のマスクを通して活性光線又は放射線を照射し、好ましくはベーク(加熱)を行い、現像、リンスする。これにより良好なパターンを得ることができる。
For example, a photosensitive composition is formed by applying and drying a resist composition on a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) used in the manufacture of precision integrated circuit elements by an appropriate application method such as a spinner or a coater. To do. In addition, you may coat a well-known antireflection film beforehand.
The photosensitive film is irradiated with actinic rays or radiation through a predetermined mask, preferably baked (heated), developed and rinsed. Thereby, a good pattern can be obtained.

活性光線又は放射線としては、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、X線、電子線等を挙げることができるが、好ましくは250nm以下、より好ましくは220nm以下、特に好ましくは1〜200nmの波長の遠紫外光、具体的には、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、F2エキシマレーザー(157nm)、X線、電子ビーム等であり、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、EUV(13nm)、電子ビームが好ましい。 Examples of the actinic ray or radiation include infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-ray, electron beam, etc., preferably 250 nm or less, more preferably 220 nm or less, particularly preferably 1 to 1. Far ultraviolet light having a wavelength of 200 nm, specifically, KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (157 nm), X-ray, electron beam, etc. ArF excimer laser, F 2 Excimer laser, EUV (13 nm), and electron beam are preferable.

レジスト膜を形成する前に、基板上に予め反射防止膜を塗設してもよい。
反射防止膜としては、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、アモルファスシリコン等の無機膜型と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型のいずれも用いることができる。また、有機反射防止膜として、ブリューワーサイエンス社製のDUV30シリーズや、DUV−40シリーズ、シプレー社製のAR−2、AR−3、AR−5等の市販の有機反射防止膜を使用することもできる。
Before forming the resist film, an antireflection film may be coated on the substrate in advance.
As the antireflection film, any of an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, and amorphous silicon, and an organic film type made of a light absorber and a polymer material can be used. In addition, as the organic antireflection film, commercially available organic antireflection films such as DUV30 series, DUV-40 series manufactured by Brewer Science, AR-2, AR-3, AR-5 manufactured by Shipley, etc. may be used. it can.

現像工程では、アルカリ現像液を次のように用いる。レジスト組成物のアルカリ現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用することができる。
さらに、上記アルカリ現像液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常0.1〜20質量%である。
アルカリ現像液のpHは、通常10.0〜15.0である。
さらに、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
リンス液としては、純水を使用し、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
また、現像処理または、リンス処理の後に、パターン上に付着している現像液またはリンス液を超臨界流体により除去する処理を行うことができる。
In the development step, an alkaline developer is used as follows. As an alkaline developer of the resist composition, inorganic hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, Secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide and the like Alkaline aqueous solutions such as quaternary ammonium salts, cyclic amines such as pyrrole and pihelidine can be used.
Furthermore, alcohols and surfactants can be added in appropriate amounts to the alkaline developer.
The alkali concentration of the alkali developer is usually from 0.1 to 20% by mass.
The pH of the alkali developer is usually from 10.0 to 15.0.
Furthermore, alcohols and surfactants can be added in appropriate amounts to the alkaline aqueous solution.
As the rinsing liquid, pure water can be used, and an appropriate amount of a surfactant can be added.
Further, after the development process or the rinsing process, a process of removing the developer or the rinsing liquid adhering to the pattern with a supercritical fluid can be performed.

本発明のレジスト組成物は、多層レジストプロセス(特に3層レジストプロセス)に適用してもよい。多層レジスト法は、以下のプロセスを含むものである。
(a) 被加工基板上に有機材料からなる下層レジスト層を形成する。
(b) 下層レジスト層上に中間層及び放射線照射で架橋もしくは分解する有機材料からなる上層レジスト層を順次積層する。
(c) 該上層レジスト層に所定のパターンを形成後、中間層、下層及び基板を順次エッチングする。
中間層としては、一般にオルガノポリシロキサン(シリコーン樹脂)あるいはSiO2塗布液(SOG)が用いられる。下層レジストとしては、適当な有機高分子膜が用いられるが、
各種公知のフォトレジストを使用してもよい。たとえば、フジフイルムアーチ社製FHシリーズ、FHiシリーズ或いは住友化学社製PFIシリーズの各シリーズを例示することができる。
下層レジスト層の膜厚は、0.1〜4.0μmであることが好ましく、より好ましくは0.2〜2.0μmであり、特に好ましくは0.25〜1.5μmである。0.1μm以上とすることは、反射防止や耐ドライエッチング性の観点で好ましく、4.0μm以下とすることはアスペクト比や、形成した微細パターンのパターン倒れの観点で好ましい。
The resist composition of the present invention may be applied to a multilayer resist process (particularly a three-layer resist process). The multilayer resist method includes the following processes.
(a) A lower resist layer made of an organic material is formed on a substrate to be processed.
(b) On the lower resist layer, an intermediate layer and an upper resist layer made of an organic material that crosslinks or decomposes upon irradiation are sequentially laminated.
(c) After forming a predetermined pattern in the upper resist layer, the intermediate layer, the lower layer and the substrate are sequentially etched.
As the intermediate layer, organopolysiloxane (silicone resin) or SiO 2 coating solution (SOG) is generally used. As the lower layer resist, an appropriate organic polymer film is used,
Various known photoresists may be used. For example, each series of the Fuji Film Arch FH series, FHi series, or Sumitomo Chemical PFI series can be illustrated.
The film thickness of the lower resist layer is preferably 0.1 to 4.0 μm, more preferably 0.2 to 2.0 μm, and particularly preferably 0.25 to 1.5 μm. A thickness of 0.1 μm or more is preferable from the viewpoint of antireflection and dry etching resistance, and a thickness of 4.0 μm or less is preferable from the viewpoint of aspect ratio and pattern collapse of the formed fine pattern.

活性光線又は放射線の照射時にレジスト膜とレンズの間に空気よりも屈折率の高い液体(液浸媒体)を満たして露光(液浸露光)を行ってもよい。これにより解像性を高めることができる。用いる液浸媒体としては空気よりも屈折率の高い液体であればいずれのものでも用いることができるが好ましくは純水である。また、液浸露光を行なう際に液浸媒体と感光性膜が直接触れ合わないようにするために感光性膜の上にさらにオーバーコート層を設けても良い。これにより感光性膜から液浸媒体への組成物の溶出が抑えられ、現像欠陥が低減する。   Exposure (immersion exposure) may be performed by filling a liquid (immersion medium) having a higher refractive index than air between the resist film and the lens during irradiation with actinic rays or radiation. Thereby, resolution can be improved. As the immersion medium to be used, any liquid can be used as long as it has a higher refractive index than air, but pure water is preferred. Further, an overcoat layer may be further provided on the photosensitive film so that the immersion medium and the photosensitive film do not come into direct contact with each other during the immersion exposure. Thereby, the elution of the composition from the photosensitive film to the immersion medium is suppressed, and development defects are reduced.

液浸露光する際に使用する液浸液について、以下に説明する。
液浸液は、露光波長に対して透明であり、かつレジスト上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるよう、屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましいが、特に露光光源がArFエキシマレーザー(波長;193nm)である場合には、上述の観点に加えて、入手の容易さ、取り扱いのし易さといった点から水を用いるのが好ましい。
また、さらに屈折率が向上できるという点で屈折率1.5以上の媒体を用いることもできる。この媒体は、水溶液でもよく有機溶剤でもよい。
The immersion liquid used for the immersion exposure will be described below.
The immersion liquid is preferably a liquid that is transparent to the exposure wavelength and has a refractive index temperature coefficient as small as possible so as to minimize distortion of the optical image projected onto the resist. In the case of an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), it is preferable to use water from the viewpoints of availability and ease of handling in addition to the above-described viewpoints.
Further, a medium having a refractive index of 1.5 or more can be used in that the refractive index can be further improved. This medium may be an aqueous solution or an organic solvent.

液浸液として水を用いる場合、水の表面張力を減少させるとともに、界面活性力を増大させるために、ウェハ上のレジスト層を溶解させず、且つレンズ素子の下面の光学コートに対する影響が無視できる添加剤(液体)を僅かな割合で添加しても良い。その添加剤としては水とほぼ等しい屈折率を有する脂肪族系のアルコールが好ましく、具体的にはメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。水とほぼ等しい屈折率を有するアルコールを添加することにより、水中のアルコール成分が蒸発して含有濃度が変化しても、液体全体としての屈折率変化を極めて小さくできるといった利点が得られる。一方で、193nm光に対して不透明な物質や屈折率が水と大きく異なる不純物が混入した場合、レジスト上に投影される光学像の歪みを招くため、使用する水としては、蒸留水が好ましい。更にイオン交換フィルター等を通して濾過を行った純水を用いてもよい。   When water is used as the immersion liquid, the surface tension of the water is decreased and the surface activity is increased, so that the resist layer on the wafer is not dissolved and the influence on the optical coating on the lower surface of the lens element can be ignored. An additive (liquid) may be added in a small proportion. The additive is preferably an aliphatic alcohol having a refractive index substantially equal to that of water, and specifically includes methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and the like. By adding an alcohol having a refractive index substantially equal to that of water, even if the alcohol component in water evaporates and the content concentration changes, an advantage that the change in the refractive index of the entire liquid can be extremely small can be obtained. On the other hand, when an opaque substance or impurities whose refractive index is significantly different from that of water are mixed with respect to 193 nm light, the optical image projected on the resist is distorted. Therefore, distilled water is preferable as the water to be used. Further, pure water filtered through an ion exchange filter or the like may be used.

水の電気抵抗は、18.3MQcm以上であることが望ましく、TOC(有機物濃度)は20ppb以下であることが望ましく、脱気処理をしていることが望ましい。
また、液浸液の屈折率を高めることにより、リソグラフィー性能を高めることが可能である。このような観点から、屈折率を高めるような添加剤を水に加えたり、水の代わりに重水(D2O)を用いてもよい。
The electrical resistance of water is desirably 18.3 MQcm or more, the TOC (organic substance concentration) is desirably 20 ppb or less, and deaeration treatment is desirably performed.
Moreover, it is possible to improve lithography performance by increasing the refractive index of the immersion liquid. From such a viewpoint, an additive for increasing the refractive index may be added to water, or heavy water (D 2 O) may be used instead of water.

本発明のレジスト組成物は、レジスト膜とした際に水のレジスト膜に対する後退接触角が70°以上であることが好ましい。ここで、後退接触角は常温常圧下におけるものである。後退接触角は、レジスト膜を傾けて液滴が落下し始めるときの後退の接触角である。   When the resist composition of the present invention is used as a resist film, the receding contact angle of water with respect to the resist film is preferably 70 ° or more. Here, the receding contact angle is at normal temperature and pressure. The receding contact angle is the receding contact angle when the droplet starts to drop when the resist film is tilted.

本発明のレジスト組成物によるレジスト膜と液浸液との間には、レジスト膜を直接、液浸液に接触させないために、液浸液難溶性膜(以下、「トップコート」ともいう)
を設けてもよい。トップコートに必要な機能としては、レジスト上層部への塗布適正、放射線、特に193nmに対する透明性、液浸液難溶性である。トップコートは、レジストと混合せず、さらにレジスト上層に均一に塗布できることが好ましい。
トップコートは、193nm透明性という観点からは、芳香族を含有しないポリマーが好ましく、具体的には、炭化水素ポリマー、アクリル酸エステルポリマー、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリビニルエーテル、シリコン含有ポリマー、フッ素含有ポリマーなどが挙げられる。疎水性樹脂(C)をトップコートとして用いても良い。トップコートから液浸液へ不純物が溶出すると光学レンズを汚染するという観点からは、トップコートに含まれるポリマーの残留モノマー成分は少ない方が好ましい。
In order to prevent the resist film from coming into direct contact with the immersion liquid between the resist film of the resist composition of the present invention and the immersion liquid, an immersion liquid hardly soluble film (hereinafter also referred to as “topcoat”).
May be provided. The necessary functions for the top coat are suitability for application to the upper layer of the resist, radiation, especially transparency to 193 nm, and poor immersion liquid solubility. It is preferable that the top coat is not mixed with the resist and can be uniformly applied to the resist upper layer.
From the viewpoint of 193 nm transparency, the topcoat is preferably a polymer that does not contain an aromatic, and specifically, a hydrocarbon polymer, an acrylate polymer, a polymethacrylic acid, a polyacrylic acid, a polyvinyl ether, a silicon-containing polymer, And fluorine-containing polymers. Hydrophobic resin (C) may be used as a top coat. From the viewpoint of contaminating the optical lens when impurities are eluted from the top coat into the immersion liquid, it is preferable that the residual monomer component of the polymer contained in the top coat is small.

トップコートを剥離する際は、現像液を使用してもよいし、別途剥離剤を使用してもよい。剥離剤としては、レジストへの浸透が小さい溶剤が好ましい。剥離工程がレジストの現像処理工程と同時にできるという点では、アルカリ現像液により剥離できることが好ましい。アルカリ現像液で剥離するという観点からは、トップコートは酸性が好ましいが、レジストとの非インターミクス性の観点から、中性であってもアルカリ性であってもよい。
トップコートと液浸液との間には屈折率の差がない方が、解像力が向上する。ArFエキシマレーザー(波長:193nm)において、液浸液として水を用いる場合には、ArF液浸露光用トップコートは、液浸液の屈折率に近いことが好ましい。屈折率を液浸液に近くするという観点からは、トップコート中にフッ素原子を有することが好ましい。また、透明性・屈折率の観点から薄膜の方が好ましい。
When peeling the top coat, a developer may be used, or a separate release agent may be used. As the release agent, a solvent having a small penetration into the resist is preferable. It is preferable that the peeling process can be performed with an alkali developer in that the peeling process can be performed simultaneously with the resist development process. From the viewpoint of peeling with an alkaline developer, the topcoat is preferably acidic, but may be neutral or alkaline from the viewpoint of non-intermixability with the resist.
The resolution is improved when there is no difference in refractive index between the top coat and the immersion liquid. In the case of using water as the immersion liquid in an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), the top coat for ArF immersion exposure is preferably close to the refractive index of the immersion liquid. From the viewpoint of making the refractive index close to the immersion liquid, it is preferable to have fluorine atoms in the topcoat. A thin film is more preferable from the viewpoint of transparency and refractive index.

トップコートがレジストと混合せず、さらに液浸液とも混合しないことが好ましい。こ
の観点から、液浸液が水の場合には、トップコート溶剤はレジスト溶媒難溶かつ非水溶性の媒体であることが好ましい。さらに、液浸液が有機溶剤である場合には、トップコートは水溶性であっても非水溶性であってもよい。
It is preferred that the top coat is not mixed with the resist and further not mixed with the immersion liquid. From this viewpoint, when the immersion liquid is water, the topcoat solvent is preferably a resist solvent hardly soluble and water-insoluble medium. Furthermore, when the immersion liquid is an organic solvent, the topcoat may be water-soluble or water-insoluble.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明の内容がこれにより限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, the content of this invention is not limited by this.

合成例1(樹脂(1)の合成)
窒素気流下、シクロヘキサノン8.6gを3つ口フラスコに入れ、これを80℃に加熱した。これに2−アダマンチルイソプロピルメタクリレート9.8g、ヒドロキシアダマンチルメタクリレート4.4g、ノルボルナンラクトンメタクリレート8.9g、重合開始剤V−601(和光純薬製)をモノマーに対し8mol%をシクロヘキサノン79gに溶解させた溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80℃で2時間反応させた。反応液を放冷後ヘキサン800m/酢酸エチル200mlの混合液に20分かけて滴下し、析出した粉体をろ取、乾燥すると、樹脂(1)が19g得られた。得られた樹脂の重量平均分子量は、標準ポリスチレン換算で8800、分散度(Mw/Mn)は1.9であった。
Synthesis Example 1 (Synthesis of Resin (1))
Under a nitrogen stream, 8.6 g of cyclohexanone was placed in a three-necked flask and heated to 80 ° C. To this, 9.8 g of 2-adamantyl isopropyl methacrylate, 4.4 g of hydroxyadamantyl methacrylate, 8.9 g of norbornane lactone methacrylate, and 8 mol% of a polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) were dissolved in 79 g of cyclohexanone. The solution was added dropwise over 6 hours. After completion of dropping, the reaction was further carried out at 80 ° C. for 2 hours. The reaction solution was allowed to cool and then added dropwise over 20 minutes to a mixture of 800 m of hexane / 200 ml of ethyl acetate, and the precipitated powder was collected by filtration and dried to obtain 19 g of Resin (1). The weight average molecular weight of the obtained resin was 8800 in terms of standard polystyrene, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.9.

同様に樹脂(2)〜(19)及び(R1)〜(R3)を合成した。
下記表2〜3に樹脂(2)〜(19)及び(R1)〜(R3)における、モノマー、繰り返し単位のモル比(モノマーと左から順に対応)、重量平均分子量、分散度を示す。
Similarly, resins (2) to (19) and (R1) to (R3) were synthesized.
Tables 2 to 3 below show the molar ratio of the monomers and repeating units (corresponding in order from the monomer to the left), the weight average molecular weight, and the degree of dispersion in resins (2) to (19) and (R1) to (R3).

Figure 0005002349
Figure 0005002349

Figure 0005002349
Figure 0005002349

合成例2(樹脂(C−20)の合成)
ヘキサフルオロイソプピルアクリレート(和光純薬製)47.2gを、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解し、固形分濃度20質量%の溶液170gを調製した。この溶液に和光純薬工業(株)製重合開始剤V−601を8mol%(3.68g)加え、これを窒素雰囲気下、4時間かけて80℃に加熱したプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート20.0gに滴下した。滴下終了後、反応液を2時間攪拌し、反応液を得た。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、20倍量のメタノール/水=8/1の混合溶媒に滴下した。分離した油状化合物をデカンテーションによって回収し、目
的物である樹脂(C−20)を24.1g得た。
GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は4000、分散度は1.4であった。
Synthesis Example 2 (Synthesis of Resin (C-20))
47.2 g of hexafluoroisopropyl acrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate to prepare 170 g of a solution having a solid content concentration of 20% by mass. To this solution was added 8 mol% (3.68 g) of a polymerization initiator V-601 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., and this was heated to 80 ° C. over 4 hours under a nitrogen atmosphere, 20.0 g of propylene glycol monomethyl ether acetate. It was dripped in. After completion of dropping, the reaction solution was stirred for 2 hours to obtain a reaction solution. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature and dropped into a 20-fold amount of methanol / water = 8/1 mixed solvent. The separated oily compound was recovered by decantation to obtain 24.1 g of the objective resin (C-20).
The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 4000, and the degree of dispersion was 1.4.

合成例3(樹脂(C−25)の合成)
ヘキサフルオロイソプピルアクリレート(和光純薬製) 22.21g及び4-t-ブチルシクロヘキシルメタクリレート(4-tert-butylcyclohexyl methacrylate) 22.43gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解し、固形分濃度20質量%の溶液205.36gを調製した。この溶液に和光純薬工業(株)製重合開始剤V−601を3.0mol%(1.382g)加え、これを窒素雰囲気下、4時間かけて80℃に加熱したプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート17.86gに滴下した。滴下終了後、反応液を2時間80℃で攪拌した。反応液を室温まで冷却し、20倍量のメタノール/水=5/1の混合溶媒に滴下した。析出固体をろ過し、目的物である樹脂(C−25)35.6gを得た。
GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は7800、分散度は2.0であった。
Synthesis Example 3 (Synthesis of resin (C-25))
Hexafluoroisopropyl acrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 22.21 g and 4-tert-butylcyclohexyl methacrylate (22.43 g) are dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate to obtain a solution 205.36 having a solid concentration of 20% by mass. g was prepared. To this solution was added 3.0 mol% (1.382 g) of a polymerization initiator V-601 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., and this was added to 17.86 g of propylene glycol monomethyl ether acetate heated to 80 ° C. for 4 hours under a nitrogen atmosphere. It was dripped. After completion of dropping, the reaction solution was stirred at 80 ° C. for 2 hours. The reaction solution was cooled to room temperature and dropped into a 20 times amount of a mixed solvent of methanol / water = 5/1. The precipitated solid was filtered to obtain 35.6 g of resin (C-25) as the target product.
The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 7800, and the degree of dispersion was 2.0.

合成例4(樹脂(C−17)の合成)
2,2,3,3,4,4,4-ヘプテフルルブチルメタクリレート(2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl
methacrylate) 26.81g及び4-t-ブチルシクロヘキシルメタクリレート(4-tert-butylcyclohexyl methacrylate) 14.22gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解し、固形分濃度20質量%の溶液188.75gを調製した。この溶液に和光純薬工業(株)製重合開始剤V−601を3.5mol%(1.612g)加え、これを窒素雰囲気下、4時間かけて80℃に加熱したプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート16.41gに滴下した。滴下終了後、反応液を2時間80℃で攪拌した。反応液を室温まで冷却し、20倍量のメタノール/水=5/1の混合溶媒に滴下した。析出固体をろ過し、目的物である樹脂(C−17)38.6gを得た。
GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は7600、分散度は2.0であった。
Synthesis Example 4 (Synthesis of Resin (C-17))
2,2,3,3,4,4,4-heptefrulbutyl methacrylate (2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl
methacrylate) 26.81 g and 4-tert-butylcyclohexyl methacrylate (14.22 g) were dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate to prepare 188.75 g of a solution having a solid concentration of 20% by mass. To this solution was added 3.5 mol% (1.612 g) of a polymerization initiator V-601 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., and this was added to 16.41 g of propylene glycol monomethyl ether acetate heated at 80 ° C. for 4 hours under a nitrogen atmosphere. It was dripped. After completion of dropping, the reaction solution was stirred at 80 ° C. for 2 hours. The reaction solution was cooled to room temperature and dropped into a 20 times amount of a mixed solvent of methanol / water = 5/1. The precipitated solid was filtered to obtain 38.6 g of the target resin (C-17).
The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 7600, and the degree of dispersion was 2.0.

実施例1〜14及び比較例1〜3
<レジスト調製>
下記表4に示す成分を溶剤に溶解させ、それぞれについて固形分濃度5質量%の溶液を調製し、これを0.1μmのポリエチレンフィルターで濾過してレジスト組成物を調製した。調製したレジスト組成物を下記の方法で評価し、結果を表4に示した。表における各成分について、複数使用した場合の比は質量比である。
なお、実施例13は「参考例」と読み替えるものとする。
Examples 1-14 and Comparative Examples 1-3
<Resist preparation>
The components shown in Table 4 below were dissolved in a solvent, and a solution having a solid content concentration of 5% by mass was prepared for each, and this was filtered through a 0.1 μm polyethylene filter to prepare a resist composition. The prepared resist composition was evaluated by the following method, and the results are shown in Table 4. About each component in a table | surface, ratio when using multiple is mass ratio.
In addition, Example 13 shall be read as “reference example”.

<評価>
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したレジスト組成物を塗布し、130℃で、60秒間ベークを行い、120nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製 PAS5500/1250i、NA0.85)を用い、65nm1:1ラインアンドスペースパターンの6%ハーフトーンマスクを通して露光した。液浸液としては超純水を使用した。その後130℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間現像し、純水でリンスした後、スピン乾燥してレジストパターンを得た。
〔パターン形状〕
パターン形状を走査型顕微鏡(((株)日立製作所S−4800))により観察した。
〔ラインエッジラフネス(LER)〕
ラインパターンの長手方向のエッジ5μmの範囲について、エッジがあるべき基準線か
らの距離を測長SEM((株)日立製作所製S−8840)により50ポイント測定し、標準偏差を求め、3σを算出した。値が小さいほど良好な性能であることを示す。
<Evaluation>
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form a 78 nm antireflection film. The prepared resist composition was applied thereon and baked at 130 ° C. for 60 seconds to form a 120 nm resist film. The obtained wafer was exposed through a 6% halftone mask having a 65 nm 1: 1 line and space pattern using an ArF excimer laser immersion scanner (PAS5500 / 1250i, NA0.85, manufactured by ASML). Ultra pure water was used as the immersion liquid. Thereafter, heating was performed at 130 ° C. for 60 seconds, followed by development with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38 mass%) for 30 seconds, rinsing with pure water, and spin drying to obtain a resist pattern.
[Pattern shape]
The pattern shape was observed with a scanning microscope (Hitachi, Ltd. S-4800).
[Line edge roughness (LER)]
For the range of 5 μm edge in the longitudinal direction of the line pattern, measure the distance from the reference line where the edge should be at 50 points with a length measuring SEM (S-8840, manufactured by Hitachi, Ltd.), calculate the standard deviation, and calculate 3σ did. A smaller value indicates better performance.

〔後退接触角の測定〕
シリコンウエハー上に調製したポジ型レジスト組成物を塗布し、115℃で、60秒間ベークを行い、200nmのレジスト膜を形成した。動的接触角計(協和界面科学社製)の拡張縮小法により、水滴の後退接触角を測定した。初期液滴サイズ35μLを6μL/秒の速度にて5秒間吸引し、吸引中の動的接触角が安定した値を後退接触角とした。測定温度は、25℃であった。
また、別途、表4から疎水性樹脂(C)を除いたレジスト組成物を調製し、疎水性樹脂(C)を除いたレジスト組成物について、上記と同様に後退接触角を測定した。
[Measurement of receding contact angle]
The prepared positive resist composition was applied on a silicon wafer and baked at 115 ° C. for 60 seconds to form a 200 nm resist film. The receding contact angle of water droplets was measured by the expansion / contraction method of a dynamic contact angle meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). An initial droplet size of 35 μL was sucked at a rate of 6 μL / sec for 5 seconds, and a value with a stable dynamic contact angle during suction was defined as a receding contact angle. The measurement temperature was 25 ° C.
Separately, a resist composition from which the hydrophobic resin (C) was removed from Table 4 was prepared, and the receding contact angle was measured in the same manner as described above for the resist composition from which the hydrophobic resin (C) was removed.

〔発生酸溶出量の評価〕
各レジスト組成物を8インチシリコンウエハーに塗布し、115℃、60秒ベークを行い150nmのレジスト膜を形成した。当レジスト膜を波長193nmの露光機で全面50mJ/cm2で露光した後、超純水製造装置(日本ミリポア製、Milli-QJr.)を用いて脱イオン処理した純水5mlを上記レジスト膜上に滴下した。水をレジスト膜上に50秒間乗せた後、その水を採取して、酸の溶出濃度をLC−MSで定量した。
LC装置:Waters社製2695
MS装置:Bruker Daltonics社製esquire 3000plus
上記LC−MS装置にて質量299(ノナフレートアニオンに相当)のイオン種のMS検出強度を測定し、ノナフルオロブタンスルホン酸の溶出量を算出した。値が小さいほど良好な性能であることを示す。
[Evaluation of acid elution amount]
Each resist composition was applied to an 8-inch silicon wafer and baked at 115 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm resist film. After exposing this resist film with an exposure machine having a wavelength of 193 nm at an entire surface of 50 mJ / cm 2 , 5 ml of pure water deionized using an ultrapure water production apparatus (Milli-QJr., Manufactured by Nihon Millipore) It was dripped in. Water was placed on the resist film for 50 seconds, the water was collected, and the acid elution concentration was quantified by LC-MS.
LC device: Waters 2695
MS equipment: esquire 3000plus from Bruker Daltonics
The MS detection intensity of ionic species having a mass of 299 (corresponding to nonaflate anion) was measured with the LC-MS apparatus, and the elution amount of nonafluorobutanesulfonic acid was calculated. A smaller value indicates better performance.

Figure 0005002349
Figure 0005002349

表中おける記号は次の通りである。   The symbols in the table are as follows.

〔塩基性化合物〕
DIA:2,6−ジイソプロピルアニリン
PEA:N−フェニルジエタノールアミン
TOA:トリオクチルアミン
PBI:2−フェニルベンゾイミダゾール
[Basic compounds]
DIA: 2,6-diisopropylaniline PEA: N-phenyldiethanolamine TOA: trioctylamine PBI: 2-phenylbenzimidazole

〔界面活性剤〕
W−1:メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素系)
W−2:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素及びシリコン系)
W−4:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)
W−6:PF6320(OMNOVA社製、フッ素系)
[Surfactant]
W-1: MegaFuck F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (Fluorine)
W-2: Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) (fluorine and silicon)
W-4: Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.)
W-6: PF6320 (manufactured by OMNOVA, fluorine-based)

〔溶剤〕
A1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
A3:シクロヘキサノン
B1:プロピレングリコールモノメチルエーテル
B2:乳酸エチル
〔solvent〕
A1: Propylene glycol monomethyl ether acetate A3: Cyclohexanone B1: Propylene glycol monomethyl ether B2: Ethyl lactate

〔溶解阻止化合物〕
LCB:リトコール酸t−ブチル
[Dissolution inhibitor compound]
LCB: t-butyl lithocholic acid

表4における結果より、本発明のレジスト組成物は、液浸液に対するレジスト膜の後退接触角が大きく、パターン形状、ラインエッジラフネスが良好であり、液浸液への酸溶出量が抑制されていることがわかる。   From the results in Table 4, the resist composition of the present invention has a large receding contact angle of the resist film with respect to the immersion liquid, good pattern shape and line edge roughness, and the amount of acid elution into the immersion liquid is suppressed. I understand that.

Claims (13)

(A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂、
(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、
(C)疎水性樹脂及び
(D)溶剤
を含有するレジスト組成物であって、
疎水性樹脂(C)が、下記一般式(F3a)で表される基を有する樹脂、下記一般式(CS−1)〜(CS−3)のいずれかで表される基を有する樹脂、又は、下記一般式(Ia)で表される繰り返し単位を有する樹脂であり(但し、疎水性樹脂(C)から、下記一般式(2)で表される繰り返し単位を有する樹脂、及び、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−ヒドロキシイソプロピル基(−C(CF OH)を有する樹脂を除く)、
疎水性樹脂(C)の添加量が、レジスト組成物の全固形分を基準として、0.1〜10質量%であり、
水性樹脂(C)を含有しないレジスト膜の後退接触角が、50度以上であることを特徴とするレジスト組成物。
Figure 0005002349

一般式(F3a)に於いて、
62a 及びR 63a は、各々独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。R 62a とR 63a は、互いに連結して環を形成してもよい。
64a は、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。
Figure 0005002349

一般式(CS−1)〜(CS−3)に於いて、
12 〜R 26 は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
〜L は、単結合又は2価の連結基を表す。
nは、1〜5の整数を表す。
Figure 0005002349

一般式(Ia)に於いて、
Rfは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
は、アルキル基を表す。
は、水素原子又はアルキル基を表す。
Figure 0005002349

〔一般式(2)において、R は水素、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。各々のR は相互に独立に炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を示す。また、いずれか2つのR が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に2価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成してもよい。〕
(A) a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid;
(B) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation,
A resist composition containing (C) a hydrophobic resin and (D) a solvent ,
The hydrophobic resin (C) is a resin having a group represented by the following general formula (F3a), a resin having a group represented by any of the following general formulas (CS-1) to (CS-3), or And a resin having a repeating unit represented by the following general formula (Ia) (however, from a hydrophobic resin (C), a resin having a repeating unit represented by the following general formula (2), and 1,1 , 1,3,3,3-hexafluoro-2-hydroxyisopropyl group ( excluding a resin having —C (CF 3 ) 2 OH),
The addition amount of the hydrophobic resin (C) is 0.1 to 10% by mass based on the total solid content of the resist composition,
Sparse receding contact angle of the resist film not containing the aqueous resin (C) is, the resist composition is characterized in that not less than 50 degrees.
Figure 0005002349

In general formula (F3a),
R 62a and R 63a each independently represents an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. R 62a and R 63a may be connected to each other to form a ring.
R 64a represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group.
Figure 0005002349

In general formulas (CS-1) to (CS-3),
R 12 to R 26 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
L < 3 > -L < 5 > represents a single bond or a bivalent coupling group.
n represents an integer of 1 to 5.
Figure 0005002349

In general formula (Ia):
Rf represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
R 1 represents an alkyl group.
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Figure 0005002349

[In General Formula (2), R 3 represents hydrogen, a methyl group, or a trifluoromethyl group. Each R 4 independently represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Further, any two R 4 may be bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof together with the carbon atom to which each R 4 is bonded. ]
疎水性樹脂(C)が、上記一般式(F3a)で表される基を有する(メタ)アクリレートによる繰り返し単位を有することを特徴とする請求項に記載のレジスト組成物。 The resist composition according to claim 1 , wherein the hydrophobic resin (C) has a repeating unit of (meth) acrylate having a group represented by the general formula (F3a). (A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂、
(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、
(C)疎水性樹脂及び
(D)溶剤
を含有するレジスト組成物であって、
疎水性樹脂(C)が、下記一般式(II)で表される繰り返し単位及び下記一般式(III)で表される繰り返し単位を有し、
疎水性樹脂(C)を含有しないレジスト膜の後退接触角が、50度以上であることを特徴とするレジスト組成物。
Figure 0005002349

一般式(II)及び(III)に於いて、
Rfは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はシクロアルケニル基を表す。
は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する基を表す。
は、単結合又は2価の連結基を表す。
m及びnは、繰り返し単位の比率を表す数字であり、0<m<100、0<n<100である。
(A) a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid;
(B) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation,
(C) a hydrophobic resin and
(D) Solvent
A resist composition comprising:
Hydrophobic resin (C) is, have a repeating unit represented by the repeating unit and the following general formula represented by the following general formula (II) (III),
Receding contact angle of the resist film not containing a hydrophobic resin (C) is characterized with, Relais resist composition be at least 50 degrees.
Figure 0005002349

In general formulas (II) and (III):
Rf represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
R 3 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or a cycloalkenyl group.
R 4 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, a trialkylsilyl group, or a group having a cyclic siloxane structure.
L 6 represents a single bond or a divalent linking group.
m and n are numbers representing the ratio of repeating units, and 0 <m <100 and 0 <n <100.
樹脂(A)が、下記一般式(I)で表される非酸分解性繰り返し単位を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のレジスト組成物。
Figure 0005002349

一般式(I)に於いて、
Xaは、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Aは、単結合又は2価の連結基を表す。
ACGは、非酸脱離性炭化水素基を表す。
Resin (A) has a non-acid-decomposable repeating unit represented by the following general formula (I), The resist composition of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
Figure 0005002349

In general formula (I),
Xa 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom.
A represents a single bond or a divalent linking group.
ACG represents a non-acid-eliminable hydrocarbon group.
一般式(I)で表される非酸分解性繰り返し単位が、下記一般式(I−1)で表される非酸分解性繰り返し単位であることを特徴とする請求項に記載のレジスト組成物。
Figure 0005002349

一般式(I−1)に於いて、
Xaは、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
Rxは、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
は、4〜7の整数を表す。
は、0〜3の整数を表す。
が2以上の整数の場合に、Rxの内の少なくとも2つが、結合して環構造を形成してもよい。
The resist composition according to claim 4 , wherein the non-acid-decomposable repeating unit represented by the general formula (I) is a non-acid-decomposable repeating unit represented by the following general formula (I-1). object.
Figure 0005002349

In general formula (I-1),
Xa 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom.
Rx 5 represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
n 3 represents an integer of 4-7.
n 4 represents an integer of 0 to 3.
When n 4 is an integer of 2 or more, at least two of Rx 5 may be bonded to form a ring structure.
(A)酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂、  (A) a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid;
(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、  (B) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation,
(C)疎水性樹脂及び  (C) a hydrophobic resin and
(D)溶剤  (D) Solvent
を含有するレジスト組成物であって、A resist composition comprising:
樹脂(A)が、下記一般式(I’)で表される非酸分解性繰り返し単位を有し、  The resin (A) has a non-acid-decomposable repeating unit represented by the following general formula (I ′),
樹脂(A)が、ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位を、樹脂(A)の全繰り返し単位中10〜40モル%で有し、  The resin (A) has a repeating unit having a group having a lactone structure at 10 to 40 mol% in all repeating units of the resin (A),
疎水性樹脂(C)の添加量が、レジスト組成物の全固形分を基準として、0.1〜10質量%であり、  The addition amount of the hydrophobic resin (C) is 0.1 to 10% by mass based on the total solid content of the resist composition,
疎水性樹脂(C)を含有しないレジスト膜の後退接触角が、50度以上であることを特徴とするレジスト組成物。  A resist composition comprising a resist film containing no hydrophobic resin (C) having a receding contact angle of 50 degrees or more.
Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(I’)に於いて、  In the general formula (I ′),
Xa  Xa 1 は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。Represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom.
Aは、単結合又は2価の連結基を表す。  A represents a single bond or a divalent linking group.
ACG’は、炭素原子と水素原子のみからなる非酸脱離性炭化水素基を表す。  ACG 'represents a non-acid-eliminable hydrocarbon group consisting only of carbon atoms and hydrogen atoms.
一般式(I’)で表される非酸分解性繰り返し単位が、下記一般式(I’−1)で表される非酸分解性繰り返し単位であることを特徴とする請求項6に記載のレジスト組成物。  The non-acid-decomposable repeating unit represented by the general formula (I ') is a non-acid-decomposable repeating unit represented by the following general formula (I'-1). Resist composition.
Figure 0005002349
Figure 0005002349

一般式(I’−1)に於いて、  In general formula (I′-1),
Xa  Xa 2 は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。Represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom.
Rx  Rx 5 ’は、無置換アルキル基又は無置換シクロアルキル基を表す。'Represents an unsubstituted alkyl group or an unsubstituted cycloalkyl group.
  n 3 は、4〜7の整数を表す。Represents an integer of 4 to 7.
  n 4 は、0〜3の整数を表す。Represents an integer of 0 to 3.
  n 4 が2以上の整数の場合に、RxRx is an integer greater than or equal to 2, Rx 5 ’の内の少なくとも2つが、結合して環構造を形成してもよい。At least two of 'may be bonded to form a ring structure.
疎水性樹脂(C)が、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有することを特徴とする請求項6又は7に記載のレジスト組成物。 The resist composition according to claim 6 or 7 , wherein the hydrophobic resin (C) has at least one of a fluorine atom and a silicon atom. 疎水性樹脂(C)が、下記の樹脂(C−1)〜(C−6)から選ばれるいずれかの樹脂であることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載のレジスト組成物。
(C−1)フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)を有する樹脂。
(C−2)トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)を有する樹脂。
(C−3)フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)と、分岐状アルキル基、シクロアルキル基、分岐状アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂。
(C−4)トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)と、分岐状アルキル基、シクロアルキル基、分岐状アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂。
(C−5)フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)と、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)とを有する樹脂。
(C−6)フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)と、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)と、分岐状アルキル基、シクロアルキル基、分岐状アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂。
Hydrophobic resin (C) is, the resist according to any one of claims 6-8, characterized in that the one resin selected from the following resins (C-1) ~ (C -6) Composition.
(C-1) A resin having a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group.
(C-2) A resin having a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure.
(C-3) A resin having a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group and a repeating unit (c) having a branched alkyl group, a cycloalkyl group, a branched alkenyl group, a cycloalkenyl group or an aryl group.
(C-4) a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, and a repeating unit (c) having a branched alkyl group, a cycloalkyl group, a branched alkenyl group, a cycloalkenyl group or an aryl group Having a resin.
(C-5) A resin having a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group and a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure.
(C-6) a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group, a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, a branched alkyl group, a cycloalkyl group, a branched alkenyl group, a cycloalkenyl Having a repeating unit (c) having a group or an aryl group.
疎水性樹脂(C)を含有しないレジスト膜の後退接触角が、55度以上であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のレジスト組成物。 The resist composition according to any one of claims 1 to 9, wherein the receding contact angle of the resist film not containing the hydrophobic resin (C) is 55 degrees or more. 樹脂(A)が、脂環構造を有する(メタ)アクリレートによる繰り返し単位を有し、その総含有量が40モル%以上であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のレジスト組成物。 Resin (A) has a repeating unit by the (meth) acrylate which has alicyclic structure, and the total content is 40 mol% or more, The any one of Claims 1-10 characterized by the above-mentioned. Resist composition. 請求項1〜11のいずれか1項に記載のレジスト組成物により形成されたレジスト膜。The resist film formed with the resist composition of any one of Claims 1-11. 請求項12に記載のレジスト膜を液浸露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。 Immersion exposure resist film of claim 12, a pattern forming method characterized by comprising the step of developing.
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