JP5194375B2 - Salt for acid generator of chemically amplified resist composition - Google Patents
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Description
本発明は、半導体の微細加工に用いられる化学増幅型レジスト組成物に使用される、化学増幅型レジスト組成物に含有される酸発生剤として用いられる塩に関する。 The present invention relates to a salt used as an acid generator contained in a chemically amplified resist composition used in a chemically amplified resist composition used for fine processing of semiconductors.
リソグラフィ技術を用いた半導体の微細加工に用いられる化学増幅型レジスト組成物は、露光により酸を発生する化合物からなる酸発生剤を含有してなる。
半導体の微細加工においては、高い解像度で良好なパターン形状のパターンを形成することが望ましく、化学増幅型レジスト組成物としては、良好なパターン形状を有するパターンを作製することができ、高い解像度を示すものが求められている。
A chemically amplified resist composition used for fine processing of a semiconductor using a lithography technique contains an acid generator composed of a compound that generates an acid upon exposure.
In microfabrication of semiconductors, it is desirable to form a pattern with a good pattern shape at a high resolution, and as a chemically amplified resist composition, a pattern having a good pattern shape can be produced and exhibits a high resolution. Things are sought.
最近、トリフェニルスルホニウム １−アダマンタンメトキシカルボニルジフルオロメタンスルホナート（塩）及びｐ−トリルジフェニルスルホニウム パーフルオロオクタンスルホネート（塩）を酸発生剤として含有してなる化学増幅型レジスト組成物が提案されているが、さらに良好なパターン形状を有するパターンを形成することができ、高い解像度を示す化学増幅型レジスト組成物を与える酸発生剤となる塩が求められていた（例えば、特許文献１参照）。 Recently, a chemically amplified resist composition comprising triphenylsulfonium 1-adamantanemethoxycarbonyldifluoromethanesulfonate (salt) and p-tolyldiphenylsulfonium perfluorooctanesulfonate (salt) as an acid generator has been proposed. However, there has been a demand for a salt that can form a pattern having an even better pattern shape and serves as an acid generator that provides a chemically amplified resist composition exhibiting high resolution (see, for example, Patent Document 1).
本発明の目的は、良好なパターン形状を有するパターンを形成することができ、高い解像度を示す化学増幅型レジスト組成物を与える酸発生剤となる塩を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a salt as an acid generator that can form a pattern having a good pattern shape and provides a chemically amplified resist composition exhibiting high resolution.
そこで本発明者らは、上記課題を解決するために、化学増幅型レジスト組成物に含有される酸発生剤として用いられる塩について鋭意検討した結果、環状ケトン残基を有してなる特定の塩および環状アルコール残基を有してなる特定の塩が、良好なパターン形状を有するパターンを形成することができ、高い解像度を示す化学増幅型レジスト組成物を与える酸発生剤となることを見出し、本発明を完成させるに至った。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied a salt used as an acid generator contained in a chemically amplified resist composition, and as a result, a specific salt having a cyclic ketone residue. And a specific salt having a cyclic alcohol residue can form a pattern having a good pattern shape, and is found to be an acid generator that gives a chemically amplified resist composition exhibiting high resolution, The present invention has been completed.
すなわち本発明は、式(Ｉ)または式（II）で示されることを特徴とする塩を提供する。
（式（I）および式（II）中、Ｑ1、Ｑ2は互いに独立にフッ素原子又は炭素数１〜６のペルフルオロアルキル基を表し、環Ｘは環Ｘの一部を形成するように記載された二つの炭素原子とともに形成する炭素数３〜３０の、式（I）においては＝Ｏと結合している、式（II）においては−ＯＨと結合している単環式または多環式炭化水素基を表し、Ａ+は有機対イオンを表す。式（I）および式（II）中の環Ｘは炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜４のペルフルオロアルキル基、炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基、水酸基又はシアノ基を置換基として含んでいてもよい。）
That is, the present invention provides a salt represented by the formula (I) or the formula (II).
(In formula (I) and formula (II), Q 1 and Q 2 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group, and ring X forms part of ring X. Monocyclic or polycyclic having 3 to 30 carbon atoms formed with two carbon atoms formed, bonded to ═O in formula (I), and bonded to —OH in formula (II) Represents a hydrocarbon group, A + represents an organic counter ion, and ring X in formula (I) and formula (II) is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or 1 carbon atom. -4 perfluoroalkyl group, C1-C6 hydroxyalkyl group, hydroxyl group or cyano group may be contained as a substituent.)
また本発明は、塩（Ｉ）または塩（II）を有効成分とする酸発生剤を提供する。 The present invention also provides an acid generator containing salt (I) or salt (II) as an active ingredient.
また本発明は、塩（Ｉ）または塩（II）の合成に用いることができる中間体である、式（Ｖ）または式（ＶＩ）で示されることを特徴とする塩を提供する。
（式中、Ｑ1、Ｑ2は互いに独立にフッ素原子又は炭素数１〜６のペルフルオロアルキル基を表し、環Ｘは環Ｘの一部を形成するように記載された二つの炭素原子とともに形成する炭素数３〜３０の、式（Ｖ）においては＝Ｏと結合している、式（ＶI）においては−ＯＨと結合している単環式または多環式炭化水素基を表し、Ａ+は有機対イオンを表す。式（Ｖ）および式（ＶI）中の環Ｘは炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜４のペルフルオロアルキル基、炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基、水酸基又はシアノ基を置換基として含んでいてもよい。Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ又はＡｇを表す。）
The present invention also provides a salt represented by the formula (V) or the formula (VI), which is an intermediate that can be used for the synthesis of the salt (I) or the salt (II).
(Wherein Q 1 and Q 2 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group, and ring X is formed with two carbon atoms described so as to form part of ring X) Represents a monocyclic or polycyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms, bonded to ═O in formula (V), or bonded to —OH in formula (VI), and A + Represents an organic counter ion, and ring X in formula (V) and formula (VI) is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, carbon (It may contain a hydroxyalkyl group, a hydroxyl group or a cyano group of formulas 1 to 6 as a substituent. M represents Li, Na, K or Ag.)
また本発明は、式（ＶII）または式（ＶIII）で示されるアルコールと、
（式中、環Ｘは環Ｘの一部を形成するように記載された二つの炭素原子とともに形成する炭素数３〜３０の、式（ＶII）においては＝Ｏと結合している、式（ＶIII）においては−ＯＨと結合している単環式または多環式炭化水素基を表し、Ａ+は有機対イオンを表す。式（ＶII）および式（ＶII）中の環Ｘは炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜４のペルフルオロアルキル基、炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基、水酸基又はシアノ基を置換基として含んでいてもよい。）
式（ＩＸ）
で示されるカルボン酸とをエステル化反応させることを特徴とする塩（Ｖ）または塩（ＶＩ）の製造方法を提供する。
The present invention also provides an alcohol represented by the formula (VII) or the formula (VIII);
(Wherein the ring X is bonded to ═O in the formula (VII) having 3 to 30 carbon atoms formed with two carbon atoms described so as to form a part of the ring X, VIII) represents a monocyclic or polycyclic hydrocarbon group bonded to —OH, A + represents an organic counter ion, and ring X in formula (VII) and formula (VII) has 1 carbon atom. -6 alkyl group, C1-C6 alkoxy group, C1-C4 perfluoroalkyl group, C1-C6 hydroxyalkyl group, hydroxyl group or cyano group may be contained as a substituent.)
Formula (IX)
The production method of the salt (V) or the salt (VI) is characterized by carrying out an esterification reaction with the carboxylic acid represented by formula (1).
また本発明は、式（Ｉ）で示される塩を還元することを特徴とする式（ＩＩ）で示される塩の製造方法を提供する。 The present invention also provides a method for producing a salt represented by the formula (II), wherein the salt represented by the formula (I) is reduced.
また本発明は、式（Ｖ）で示される塩を還元することを特徴とする式（ＶＩ）で示される塩の製造方法を提供する。 The present invention also provides a method for producing a salt represented by the formula (VI), wherein the salt represented by the formula (V) is reduced.
また本発明は、式（ＶII）または式（ＶIII）で示されるアルコールと
式（Ｘ）
また本発明は、式（Ｖ）または式（ＶＩ）で示される塩と式（ＸＩ）で示される化合物とを反応させることを特徴とする式（Ｉ）または式（II）で示される塩の製造方法を提供する。
また本発明は、式（Ｉ）または式（II）で示される塩と樹脂とを含有する組成物であって、該樹脂は酸に不安定な基を有し、アルカリ水溶液に不溶又は難溶な樹脂であり、酸と作用した該樹脂はアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂であることを特徴とする樹脂組成物を提供する。 The present invention also relates to a composition comprising a salt represented by formula (I) or formula (II) and a resin, the resin having an acid-labile group and insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution. The resin composition is characterized in that the resin that has reacted with an acid is a resin that can be dissolved in an alkaline aqueous solution.
さらに本発明は、該樹脂組成物と塩基性有機化合物とを含有することを特徴とする化学増幅型レジスト組成物を提供する。 Furthermore, the present invention provides a chemically amplified resist composition comprising the resin composition and a basic organic compound.
本発明の塩を酸発生剤として用いることにより、良好なパターン形状を有するパターンを作製することができ、高い解像度を示す化学増幅型レジスト組成物を製造することができるので、本発明は工業的に極めて有用である。 By using the salt of the present invention as an acid generator, a pattern having a good pattern shape can be produced, and a chemically amplified resist composition showing high resolution can be produced. Very useful.
本発明の塩は、式(Ｉ)または式（II）で示されることを特徴とする。
ここで、式（I）および式（II）中、Ｑ1、Ｑ2は互いに独立にフッ素原子又は炭素数１〜６のペルフルオロアルキル基を表し、環Ｘは環Ｘの一部を形成するように記載された二つの炭素原子とともに形成する炭素数３〜３０の、式（I）においては＝Ｏと結合している、式（II）においては−ＯＨと結合している単環式または多環式炭化水素基を表し、Ａ+は有機対イオンを表す。式（I）および式（II）中の環Ｘは炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜４のペルフルオロアルキル基、炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基、水酸基又はシアノ基を置換基として含んでいてもよい。
なお、環Ｘの炭素数には、＝Ｃ＝Ｏまたは≡Ｃ−ＯＨの炭素を含む（以下も同じ）。
Ｑ1、Ｑ2としてはそれぞれ独立にフッ素原子または−ＣＦ3である場合が好ましく、フッ素原子である場合がさらに好ましい。
The salt of the present invention is characterized by being represented by formula (I) or formula (II).
Here, in formula (I) and formula (II), Q 1 and Q 2 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group, and ring X forms part of ring X. A monocyclic or polycyclic compound having 3 to 30 carbon atoms, which is formed together with two carbon atoms described in the formula (I), which is bonded to ═O in the formula (I), or bonded to —OH in the formula (II). Represents a cyclic hydrocarbon group, and A + represents an organic counter ion. Ring X in formula (I) and formula (II) is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a hydroxyalkyl having 1 to 6 carbon atoms. A group, a hydroxyl group or a cyano group may be contained as a substituent.
Note that the number of carbon atoms in ring X includes carbon of ═C═O or ≡C—OH (the same applies hereinafter).
Q 1 and Q 2 are preferably each independently a fluorine atom or —CF 3 , and more preferably a fluorine atom.
このような環Ｘとしては、炭素数４〜８のシクロアルキル骨格、アダマンチル骨格、ノルボルナン骨格などが挙げられる。このいずれの骨格も炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜４のペルフルオロアルキル基、炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基、水酸基又はシアノ基を置換基として含んでいてもよく、環Ｘの具体例としては、下記式で示される環が挙げられる。
式（Ｉ）または式（II）で示される塩のアニオン部の具体例としては、下記式で示されるアニオンが挙げられる。
式（Ｉ）または式（II）で示される塩において、Ａ+は、有機対イオンを表し、具体的には、以下に示す式（IIIａ）、式（IIIｂ）、式（IIIｃ）又は式（IIIｄ）のいずれかで示されるカチオンからなる群から選ばれる少なくとも１種のカチオンが挙げられる。 In the salt represented by the formula (I) or the formula (II), A + represents an organic counter ion, specifically, the following formula (IIIa), formula (IIIb), formula (IIIc) or formula (III) And at least one cation selected from the group consisting of cations represented by any of IIId).
ここで、式（IIIａ）は、下記式である。
該アルキル基の具体例としては、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、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基などが挙げられ、アルコキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基などが挙げられる。
Here, the formula (IIIa) is the following formula.
Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, 2-ethylhexyl. Examples of the alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, hexyloxy group, octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group and the like.
式（IIIａ）で示されるカチオンの中でも、式（IIIｅ）で示されるカチオンが製造が容易であることから好ましい。
式（IIIｂ）は、ヨウ素カチオンを含む下記式である。
式（IIIｃ）は、下記式である。
式（IIIｄ）は、下記式である。
Ｂは、硫黄原子又は酸素原子を表す。ｍは、０又は１を表す。
Formula (IIId) is the following formula.
B represents a sulfur atom or an oxygen atom. m represents 0 or 1.
式（IIIａ）で示されるカチオンＡ+の具体例としては、下記式で示されるカチオンが挙げられる。
式（IIIｂ）で示されるカチオンＡ+の具体例としては、下記式で示されるカチオンが挙げられる。
式（IIIｃ）で示されるカチオンＡ+の具体例としては、下記式で示されるカチオンが挙げられる。
式（IIIｄ）で示されるカチオンＡ+の具体例としては、下記式で示されるカチオンが挙げられる。
本発明の式（I）または式（II）で示される塩としては、中でも式（IＶａ）または式（IＶｂ）で示される塩が、優れた解像度及びパターン形状を示す化学増幅型レジスト組成物を与える酸発生剤となることから好ましい。
式（Ｉ）または式（II）の製造方法としては、例えば、式（Ｖ）または式（ＶＩ）で示される塩と
（式中、Ｑ1、Ｑ2は互いに独立にフッ素原子又は炭素数１〜６のペルフルオロアルキル基を表し、環Ｘは環Ｘの一部を形成するように記載された二つの炭素原子とともに形成する炭素数３〜３０の、式（Ｖ）においては＝Ｏと結合している、式（ＶI）においては−ＯＨと結合している単環式または多環式炭化水素基を表し、Ａ+は有機対イオンを表す。式（Ｖ）および式（ＶI）中の環Ｘは炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜４のペルフルオロアルキル基、炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基、水酸基又はシアノ基を置換基として含んでいてもよい。Ｍは,Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ又はＡｇを表す。）
式（ＸＩ）で示されるオニウム塩とを、
例えば、アセトニトリル、水、メタノール、クロロホルム、塩化メチレン等の不活性溶媒中にて、０℃〜１５０℃程度の温度範囲、好ましくは０℃〜１００℃程度の温度範囲にて攪拌して反応させて、式（Ｉ）または式（II）で示される塩を得る方法などが挙げられる。
Examples of the production method of the formula (I) or the formula (II) include a salt represented by the formula (V) or the formula (VI)
(Wherein Q 1 and Q 2 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group, and ring X is formed with two carbon atoms described so as to form part of ring X) Represents a monocyclic or polycyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms, bonded to ═O in formula (V), or bonded to —OH in formula (VI), and A + Represents an organic counter ion, and ring X in formula (V) and formula (VI) is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, carbon (It may contain a hydroxyalkyl group, a hydroxyl group or a cyano group of formulas 1 to 6 as a substituent. M represents Li, Na, K or Ag.)
An onium salt represented by the formula (XI):
For example, in an inert solvent such as acetonitrile, water, methanol, chloroform, and methylene chloride, the reaction is performed with stirring in a temperature range of about 0 ° C. to 150 ° C., preferably in a temperature range of about 0 ° C. to 100 ° C. And a method for obtaining a salt represented by the formula (I) or the formula (II).
式（ＸＩ）のオニウム塩の使用量としては、通常、式（Ｖ）または式（ＶＩ）で示される塩１モルに対して、０．５〜２モル程度である。該塩（Ｉ）または該塩（II）は再結晶で取り出してもよいし、水洗して精製してもよい。
ここで、Ｑ1、Ｑ2としてはそれぞれ独立にフッ素原子または−ＣＦ3である場合が好ましく、フッ素原子である場合がさらに好ましい。
The amount of the onium salt of the formula (XI) is usually about 0.5 to 2 mol with respect to 1 mol of the salt represented by the formula (V) or the formula (VI). The salt (I) or the salt (II) may be taken out by recrystallization or may be purified by washing with water.
Here, Q 1 and Q 2 are preferably each independently a fluorine atom or —CF 3 , and more preferably a fluorine atom.
式（Ｉ）または式（II）で示される塩の製造に用いられる式（Ｖ）または式（ＶＩ）で示される塩の製造方法としては、例えば、先ず、式（ＶII）または式（ＶIII）
（式中、環Ｘは環Ｘの一部を形成するように記載された二つの炭素原子とともに形成する炭素数３〜３０の、式（ＶII）においては＝Ｏと結合している、式（ＶIII）においては−ＯＨと結合している単環式または多環式炭化水素基を表し、Ａ+は有機対イオンを表す。式（ＶII）および式（ＶII）中の環Ｘは炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜４のペルフルオロアルキル基、炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基、水酸基又はシアノ基を置換基として含んでいてもよい。）
で示されるアルコールと、式（ＩＸ）
で示されるカルボン酸とをエステル化反応させて、式（Ｖ）または式（ＶＩ）で示される塩を得る方法などが挙げられる。
ここで、Ｑ1、Ｑ2としてはそれぞれ独立にフッ素原子または−ＣＦ3である場合が好ましく、フッ素原子である場合がさらに好ましい。
Examples of the method for producing the salt represented by the formula (V) or the formula (VI) used for the production of the salt represented by the formula (I) or the formula (II) include, first, the formula (VII) or the formula (VIII).
(Wherein the ring X is bonded to ═O in the formula (VII) having 3 to 30 carbon atoms formed with two carbon atoms described so as to form a part of the ring X, VIII) represents a monocyclic or polycyclic hydrocarbon group bonded to —OH, A + represents an organic counter ion, and ring X in formula (VII) and formula (VII) has 1 carbon atom. -6 alkyl group, C1-C6 alkoxy group, C1-C4 perfluoroalkyl group, C1-C6 hydroxyalkyl group, hydroxyl group or cyano group may be contained as a substituent.)
An alcohol represented by formula (IX)
And a method of obtaining a salt represented by the formula (V) or the formula (VI) by esterification with a carboxylic acid represented by the formula (V).
Here, Q 1 and Q 2 are preferably each independently a fluorine atom or —CF 3 , and more preferably a fluorine atom.
別法としては、式（ＶII）または式（ＶIII）で示されるアルコールと
式（Ｘ）
ここで、Ｑ1、Ｑ2としてはそれぞれ独立にフッ素原子または−ＣＦ3である場合が好ましく、フッ素原子である場合がさらに好ましい。
Alternatively, the alcohol represented by formula (VII) or formula (VIII) and formula (X)
Here, Q 1 and Q 2 are preferably each independently a fluorine atom or —CF 3 , and more preferably a fluorine atom.
前記エステル化反応は、通常、ジクロロエタン、トルエン、エチルベンゼン、モノクロロベンゼン、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等の非プロトン性溶媒中にて、２０℃〜２００℃程度の温度範囲、好ましくは、５０℃〜１５０℃程度の温度範囲で攪拌して行えばよい。エステル化反応においては、通常は酸触媒としてｐ−トルエンスルホン酸などの有機酸及び／又は硫酸等の無機酸を添加する。あるいは脱水剤として１，１’−カルボニルジイミダゾール、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド等を添加してもよい。
酸触媒を用いたエステル化反応は、ディーンスターク装置を用いるなどして、脱水しながら実施すると、反応時間が短縮化される傾向があることから好ましい。
エステル化反応における式（ＩＸ）で示されるカルボン酸の使用量としては、式（ＶII）または式（ＶIII）で示されるアルコール１モルに対して、０．２〜３モル程度、好ましくは０．５〜２モル程度である。エステル化反応における酸触媒は式（ＶII）または式（ＶIII）で示されるアルコール１モルに対して、触媒量でも溶媒に相当する量でもよく、通常、０．００１モル程度〜５モル程度である。エステル化反応における脱水剤は式（ＶII）または式（ＶIII）で示されるアルコール１モルに対して、０．２〜５モル程度、好ましくは０．５〜３モル程度である。
The esterification reaction is usually performed in an aprotic solvent such as dichloroethane, toluene, ethylbenzene, monochlorobenzene, acetonitrile, N, N-dimethylformamide, etc. in a temperature range of about 20 ° C. to 200 ° C., preferably 50 ° C. What is necessary is just to stir in the temperature range of about -150 degreeC. In the esterification reaction, an organic acid such as p-toluenesulfonic acid and / or an inorganic acid such as sulfuric acid is usually added as an acid catalyst. Alternatively, 1,1′-carbonyldiimidazole, N, N′-dicyclohexylcarbodiimide or the like may be added as a dehydrating agent.
The esterification reaction using an acid catalyst is preferably carried out while dehydrating using a Dean Stark apparatus or the like because the reaction time tends to be shortened.
The amount of the carboxylic acid represented by the formula (IX) used in the esterification reaction is about 0.2 to 3 mol, preferably about 0.2 mol per mol of the alcohol represented by the formula (VII) or the formula (VIII). About 5 to 2 moles. The acid catalyst in the esterification reaction may be a catalytic amount or an amount corresponding to a solvent with respect to 1 mol of the alcohol represented by formula (VII) or formula (VIII), and is usually about 0.001 mol to 5 mol. . The dehydrating agent in the esterification reaction is about 0.2 to 5 mol, preferably about 0.5 to 3 mol, per 1 mol of the alcohol represented by the formula (VII) or formula (VIII).
さらに、式（Ｉ）または式（Ｖ）で示される塩を還元して式（ＩＩ）または式（ＶＩ）で示される塩を得る方法もある。 Furthermore, there is a method in which the salt represented by the formula (I) or the formula (V) is reduced to obtain the salt represented by the formula (II) or the formula (VI).
前記還元反応は、例えば、水、アルコール、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジグライム、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジクロロメタン、１，２−ジメトキシエタン、ベンゼンなどの溶媒中にて、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素亜鉛、トリ第二ブチル水素化ホウ素リチウム、ボランなどの水素化ホウ素化合物、リチウムトリｔ−ブトキシアルミニウムヒドリド、ジイソブチルアルミニウムヒドリドなどの水素化アルミニウム化合物、Et3SiH、Ph2SiH2などの有機水素化ケイ素化合物、Bu3SnHなどの有機水素化スズ化合物といった還元剤を用いることができる。反応温度は、−８０℃〜１００℃程度の温度範囲、好ましくは、−１０℃〜６０℃程度の温度範囲で攪拌して行えばよい。 The reduction reaction is carried out in a solvent such as water, alcohol, acetonitrile, N, N-dimethylformamide, diglyme, tetrahydrofuran, diethyl ether, dichloromethane, 1,2-dimethoxyethane, benzene, sodium borohydride, hydrogen Boron hydride compounds such as zinc borohydride, lithium tributylbutylborohydride, borane, aluminum hydride compounds such as lithium tri-t-butoxyaluminum hydride, diisobutylaluminum hydride, organic hydrogenation such as Et 3 SiH, Ph 2 SiH 2 A reducing agent such as a silicon compound or an organic tin hydride compound such as Bu 3 SnH can be used. The reaction temperature may be stirred in a temperature range of about -80 ° C to 100 ° C, preferably in a temperature range of about -10 ° C to 60 ° C.
本発明の樹脂組成物は、式（Ｉ）または式（II）で示される塩と樹脂とを含有する樹脂組成物であって、該樹脂は酸に不安定な基を有し、アルカリ水溶液に不溶又は難溶な樹脂であり、酸と作用した該樹脂はアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂である。
式（Ｉ）または式（II）で示される塩は、酸発生剤として用いられ、露光により生じた酸は、樹脂中の基で酸に不安定な基に対して触媒的に作用して開裂し、樹脂はアルカリ水溶液に可溶なものとなる。かかる組成物は化学増幅型ポジ型レジスト組成物として好適である。
The resin composition of the present invention is a resin composition containing a salt represented by the formula (I) or the formula (II) and a resin, the resin having an acid-labile group, and an alkaline aqueous solution. It is an insoluble or hardly soluble resin, and the resin that has reacted with an acid is a resin that can be dissolved in an alkaline aqueous solution.
The salt represented by the formula (I) or the formula (II) is used as an acid generator, and the acid generated by exposure is cleaved by catalytically acting on an acid-labile group at a group in the resin. In addition, the resin becomes soluble in an alkaline aqueous solution. Such a composition is suitable as a chemically amplified positive resist composition.
酸に不安定な基としては、エーテル結合のα位が４級炭素原子であるアルキルエステルを有する基、脂環式エステルなどのカルボン酸エステルを有する基、エーテル結合のα位が４級炭素原子であるラクトン環を有する基などが挙げられる。
ここで、４級炭素原子とは、水素原子以外の置換基と結合していて水素とは結合していない炭素原子を意味し、酸に不安定な基としては、エーテル結合のα位の炭素原子が３つの炭素原子と結合した４級炭素原子であることが好ましい。
Examples of the acid labile group include a group having an alkyl ester in which the α position of the ether bond is a quaternary carbon atom, a group having a carboxylic acid ester such as an alicyclic ester, and the α position of the ether bond in a quaternary carbon atom. And a group having a lactone ring.
Here, the quaternary carbon atom means a carbon atom bonded to a substituent other than a hydrogen atom and not bonded to hydrogen, and an acid labile group is a carbon at the α-position of an ether bond. It is preferred that the atom is a quaternary carbon atom bonded to three carbon atoms.
酸に不安定な基の１種であるカルボン酸エステルを有する基を−ＣＯＯＲのＲエステルとして例示すると（−ＣＯＯ−Ｃ（ＣＨ3）3 をｔｅｒｔ−ブチルエステルという形式で称する。）、ｔｅｒｔ−ブチルエステルに代表されるエーテル結合のα位が４級炭素原子であるアルキルエステル；メトキシメチルエステル、エトキシメチルエステル、１−エトキシエチルエステル、１−イソブトキシエチルエステル、１−イソプロポキシエチルエステル、１−エトキシプロピルエステル、１−（２−メトキシエトキシ）エチルエステル、１−（２−アセトキシエトキシ）エチルエステル、１−〔２−（１−アダマンチルオキシ）エトキシ〕エチルエステル、１−〔２−（１−アダマンタンカルボニルオキシ）エトキシ〕エチルエステル、テトラヒドロ−２−フリルエステル及びテトラヒドロ−２−ピラニルエステルなどのアセタール型エステル；イソボルニルエステル及び１−アルキルシクロアルキルエステル、２−アルキル−２−アダマンチルエステル、１−（１−アダマンチル）−１−アルキルアルキルエステルなどのエーテル結合のα位が４級炭素原子である脂環式エステルなどが挙げられる。 To illustrate a group having a carboxylic acid ester which is one of the acid labile group as R ester of -COOR (-COO-C (CH 3 ) referred in 3 form a tert- butyl ester.), Tert- Alkyl esters in which the α-position of the ether bond represented by butyl ester is a quaternary carbon atom; methoxymethyl ester, ethoxymethyl ester, 1-ethoxyethyl ester, 1-isobutoxyethyl ester, 1-isopropoxyethyl ester, 1 -Ethoxypropyl ester, 1- (2-methoxyethoxy) ethyl ester, 1- (2-acetoxyethoxy) ethyl ester, 1- [2- (1-adamantyloxy) ethoxy] ethyl ester, 1- [2- (1 -Adamantanecarbonyloxy) ethoxy] ethyl ester, tetrahydride Acetal-type esters such as ro-2-furyl ester and tetrahydro-2-pyranyl ester; isobornyl ester and 1-alkylcycloalkyl ester, 2-alkyl-2-adamantyl ester, 1- (1-adamantyl) -1- An alicyclic ester in which the α-position of the ether bond is a quaternary carbon atom, such as an alkylalkyl ester.
このようなカルボン酸エステルを有する基としては、（メタ）アクリル酸エステル、ノルボルネンカルボン酸エステル、トリシクロデセンカルボン酸エステル、テトラシクロデセンカルボン酸エステルを有する基が挙げられる。 Examples of the group having a carboxylic acid ester include a group having a (meth) acrylic acid ester, a norbornene carboxylic acid ester, a tricyclodecene carboxylic acid ester, and a tetracyclodecene carboxylic acid ester.
本発明の樹脂組成物の樹脂は、酸に不安定な基とオレフィン性二重結合とを有するモノマーを付加重合して製造することができる。
かかるモノマーとしては、酸に不安定な基として、２−アルキル−２−アダマンチル基、１−（１−アダマンチル）−１−アルキルアルキル基などのような脂環式構造などの嵩高い基を含むモノマーが、得られるレジストの解像度が優れる傾向があることから好ましい。
具体的な嵩高い基を含むモノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸２−アルキル−２−アダマンチル、（メタ）アクリル酸１−（１−アダマンチル）−１−アルキルアルキル、５−ノルボルネン−２−カルボン酸２−アルキル−２−アダマンチル、５−ノルボルネン−２−カルボン酸１−（１−アダマンチル）−１−アルキルアルキル、α−クロロアクリル酸２−アルキル−２−アダマンチル、α−クロロアクリル酸１−（１−アダマンチル）−１−アルキルアルキルなどが挙げられる。
The resin of the resin composition of the present invention can be produced by addition polymerization of a monomer having an acid labile group and an olefinic double bond.
Such monomers include bulky groups such as alicyclic structures such as 2-alkyl-2-adamantyl groups and 1- (1-adamantyl) -1-alkylalkyl groups as acid labile groups. Monomers are preferred because the resolution of the resulting resist tends to be excellent.
Specific examples of the monomer containing a bulky group include 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 1- (1-adamantyl) -1-alkylalkyl (meth) acrylate, and 5-norbornene-2. -2-alkyl-2-adamantyl carboxylate, 1- (1-adamantyl) -1-alkylalkyl 5-norbornene-2-carboxylate, 2-alkyl-2-adamantyl α-chloroacrylate, α-chloroacrylic acid 1- (1-adamantyl) -1-alkylalkyl and the like.
とりわけ（メタ）アクリル酸２−アルキル−２−アダマンチルやα−クロロアクリル酸２−アルキル−２−アダマンチルをモノマーとして用いた場合は、得られるレジストの解像度が優れる傾向があることから好ましい。 In particular, when 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate or 2-alkyl-2-adamantyl α-chloroacrylate is used as a monomer, it is preferable because the resolution of the resulting resist tends to be excellent.
具体的には、（メタ）アクリル酸２−アルキル−２−アダマンチルとしては、例えば、アクリル酸２−メチル−２−アダマンチル、メタクリル酸２−メチル−２−アダマンチル、アクリル酸２−エチル−２−アダマンチル、メタクリル酸２−エチル−２−アダマンチル、アクリル酸２−ｎ−ブチル−２−アダマンチルなどが挙げられ、α−クロロアクリル酸２−アルキル−２−アダマンチルとしては、例えば、α−クロロアクリル酸２−メチル−２−アダマンチル、α−クロロアクリル酸２−エチル−２−アダマンチルなどが挙げられる。 Specifically, as 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate, for example, 2-methyl-2-adamantyl acrylate, 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, 2-ethyl-2-acrylate Examples thereof include adamantyl, 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate, 2-n-butyl-2-adamantyl acrylate, and the like. Examples of α-chloroacrylic acid 2-alkyl-2-adamantyl include α-chloroacrylic acid. Examples include 2-methyl-2-adamantyl and 2-ethyl-2-adamantyl α-chloroacrylate.
これらの中でも（メタ）アクリル酸２−エチル−２−アダマンチル又は（メタ）アクリル酸２−イソプロピル−２−アダマンチルを用いた場合、得られるレジストの感度が優れ耐熱性にも優れる傾向があることから好ましい。 Among these, when 2-ethyl-2-adamantyl (meth) acrylate or 2-isopropyl-2-adamantyl (meth) acrylate is used, the resulting resist tends to have excellent sensitivity and heat resistance. preferable.
（メタ）アクリル酸２−アルキル−２−アダマンチルは、通常、２−アルキル−２−アダマンタノール又はその金属塩とアクリル酸ハライド又はメタクリル酸ハライドとの反応により製造できる。 (Meth) acrylic acid 2-alkyl-2-adamantyl can be usually produced by a reaction of 2-alkyl-2-adamantanol or a metal salt thereof with acrylic acid halide or methacrylic acid halide.
本発明に用いられる樹脂は、酸に不安定な基を有するモノマーに由来する構造単位に加えて、酸に安定なモノマーに由来する構造単位を含んでいてもよい。ここで、酸に安定なモノマーに由来する構造とは、本発明の塩（Ｉ）または塩（II）によって開裂しない構造を意味する。
具体的には、アクリル酸やメタクリル酸のような遊離のカルボン酸基を有するモノマーに由来する構造単位、無水マレイン酸や無水イタコン酸のような脂肪族不飽和ジカルボン酸無水物に由来する構造単位、２−ノルボルネンに由来する構造単位、（メタ）アクリロニトリルに由来する構造単位、エーテル結合のα位が２級炭素原子または３級炭素原子のアルキルエステルや１−アダマンチルエステルである（メタ）アクリル酸エステル類に由来する構造単位、ｐ−又はｍ−ヒドロキシスチレンなどのスチレン系モノマーに由来する構造単位、ラクトン環がアルキル基で置換されていてもよい（メタ）アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトンに由来する構造単位などを挙げることができる。尚、１−アダマンチルエステルは、エーテル結合のα位が４級炭素原子であるが、酸に安定な基であり、１−アダマンチルエステルには水酸基などが結合していてもよい。
The resin used in the present invention may contain a structural unit derived from an acid-stable monomer in addition to a structural unit derived from a monomer having an acid-labile group. Here, the structure derived from an acid stable monomer means a structure that is not cleaved by the salt (I) or the salt (II) of the present invention.
Specifically, a structural unit derived from a monomer having a free carboxylic acid group such as acrylic acid or methacrylic acid, or a structural unit derived from an aliphatic unsaturated dicarboxylic anhydride such as maleic anhydride or itaconic anhydride , Structural units derived from 2-norbornene, structural units derived from (meth) acrylonitrile, (meth) acrylic acid wherein the α-position of the ether bond is a secondary or tertiary carbon atom alkyl ester or 1-adamantyl ester Structural units derived from esters, structural units derived from styrenic monomers such as p- or m-hydroxystyrene, and structures derived from (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone in which the lactone ring may be substituted with an alkyl group Examples include units. The 1-adamantyl ester is a quaternary carbon atom at the α-position of the ether bond, but is a group that is stable to acids, and a hydroxyl group or the like may be bonded to the 1-adamantyl ester.
具体的な酸に安定なモノマーとしては、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシ−１−アダマンチル、（メタ）アクリル酸３，５−ジヒドロキシ−１−アダマンチル、α−（メタ）アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン、β−（メタ）アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン、式（ａ）、（ｂ）、ヒドロキシスチレン、ノルボルネン（ｃ）などの分子内にオレフィン性二重結合を有する脂環式化合物、無水マレイン酸（ｄ）などの脂肪族不飽和ジカルボン酸無水物、無水イタコン酸（ｅ）などが例示される。 Specific examples of acid-stable monomers include 3-hydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate, 3,5-dihydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate, α- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, β- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, formulas (a) and (b), hydroxystyrene, norbornene (c) and other alicyclic compounds having an olefinic double bond in the molecule, maleic anhydride (d) Examples thereof include aliphatic unsaturated dicarboxylic acid anhydrides, itaconic anhydride (e) and the like.
これらの中でも、特に、ｐ−又はｍ−ヒドロキシスチレンなどのスチレン系モノマーに由来する構造単位、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシ−１−アダマンチルに由来する構造単位、（メタ）アクリル酸３，５−ジヒドロキシ−１−アダマンチルに由来する構造単位、式（ａ）で示されるモノマーに由来する構造、及び式（ｂ）で示されるモノマーに由来する構造単位含む樹脂から得られるレジストは、基板への接着性及びレジストの解像性が向上する傾向にあることから好ましい。
Among these, in particular, structural units derived from styrene monomers such as p- or m-hydroxystyrene, structural units derived from 3-hydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate, (meth)
（式中、Ｒ1及びＲ2は、互いに独立に、水素原子又はメチル基を表し、Ｒ3及びＲ4は、互いに独立に水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はハロゲン原子を表し、ｐ及びｑは、１〜３の整数を表す。ｐが２または３のときには、Ｒ3は互いに異なる基であってもよく、ｑが２または３のときには、Ｒ4は互いに異なる基であってもよい。）
(In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group; R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a halogen atom; And q each represents an integer of 1 to 3. When p is 2 or 3, R 3 may be different from each other, and when q is 2 or 3, R 4 may be different from each other. Good.)
（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシ−１−アダマンチル、（メタ）アクリル酸３、５−ジヒドロキシ−１−アダマンチルなどのモノマーは、市販されているが、例えば対応するヒドロキシアダマンタンを（メタ）アクリル酸又はそのハライドと反応させることにより、製造することもできる。
Monomers such as (meth) acrylic acid 3-hydroxy-1-adamantyl and (meth)
また、（メタ）アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトンなどのモノマーは、ラクトン環がアルキル基で置換されていてもよいα−もしくはβ−ブロモ−γ−ブチロラクトンにアクリル酸もしくはメタクリル酸を反応させるか、又はラクトン環がアルキル基で置換されていてもよいα−もしくはβ−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンにアクリル酸ハライドもしくはメタクリル酸ハライドを反応させることにより製造できる。 In addition, a monomer such as (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone is obtained by reacting α- or β-bromo-γ-butyrolactone, in which the lactone ring may be substituted with an alkyl group, with acrylic acid or methacrylic acid, or lactone It can be produced by reacting an α- or β-hydroxy-γ-butyrolactone whose ring may be substituted with an alkyl group with an acrylic acid halide or a methacrylic acid halide.
式（ａ）、式（ｂ）で示される構造単位を与えるモノマーは、具体的には例えば、次のような水酸基を有する脂環式ラクトンの(メタ)アクリル酸エステル、それらの混合物等が挙げられる。これらのエステルは、例えば対応する水酸基を有する脂環式ラクトンと(メタ)アクリル酸類との反応により製造し得る（例えば特開２０００−２６４４６号公報）。 Specific examples of the monomer that gives the structural unit represented by formula (a) or formula (b) include (meth) acrylic acid esters of alicyclic lactones having a hydroxyl group such as the following, and mixtures thereof. It is done. These esters can be produced, for example, by reacting an alicyclic lactone having a corresponding hydroxyl group with (meth) acrylic acids (for example, JP-A No. 2000-26446).
ここで、（メタ）アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトンとしては、例えば、α−アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン、α−メタクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン、α−アクリロイロキシ−β，β−ジメチル−γ−ブチロラクトン、α−メタクリロイロキシ−β，β−ジメチル−γ−ブチロラクトン、α−アクリロイロキシ−α−メチル−γ−ブチロラクトン、α−メタクリロイロキシ−α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン、β−メタクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン、β−メタクリロイロキシ−α−メチル−γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。 Here, as (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, for example, α-acryloyloxy-γ-butyrolactone, α-methacryloyloxy-γ-butyrolactone, α-acryloyloxy-β, β-dimethyl-γ-butyrolactone, α- Methacryloyloxy-β, β-dimethyl-γ-butyrolactone, α-acryloyloxy-α-methyl-γ-butyrolactone, α-methacryloyloxy-α-methyl-γ-butyrolactone, β-acryloyloxy-γ-butyrolactone, β- Examples include methacryloyloxy-γ-butyrolactone, β-methacryloyloxy-α-methyl-γ-butyrolactone, and the like.
ＫｒＦエキシマレーザー露光の場合は、樹脂の構造単位として、ｐ−又はｍ−ヒドロキシスチレンなどのスチレン系モノマーに由来する構造単位を用いても充分な透過率を得ることができる。このような共重合樹脂を得る場合は、該当する（メタ）アクリル酸エステルモノマーとアセトキシスチレン、及びスチレンをラジカル重合した後、酸によって脱アセチルすることによって得ることができる。 In the case of KrF excimer laser exposure, sufficient transmittance can be obtained even if a structural unit derived from a styrene monomer such as p- or m-hydroxystyrene is used as the structural unit of the resin. Such a copolymer resin can be obtained by radically polymerizing the corresponding (meth) acrylic acid ester monomer, acetoxystyrene, and styrene and then deacetylating with an acid.
また、２−ノルボルネンに由来する構造単位を含む樹脂は、その主鎖に直接脂環式骨格を有するために頑丈な構造となり、ドライエッチング耐性に優れるという特性を示す。２−ノルボルネンに由来する構造単位は、例えば対応する２−ノルボルネンの他に無水マレイン酸や無水イタコン酸のような脂肪族不飽和ジカルボン酸無水物を併用したラジカル重合により主鎖へ導入し得る。したがって、ノルボルネン構造の二重結合が開いて形成されるものは式（ｃ）で表すことができ、無水マレイン酸無水物及び無水イタコン酸無水物の二重結合が開いて形成されるものはそれぞれ式（ｄ）及び式（ｅ）で表すことができる。 Moreover, since the resin containing a structural unit derived from 2-norbornene has an alicyclic skeleton directly in the main chain, it has a sturdy structure and exhibits excellent dry etching resistance. The structural unit derived from 2-norbornene can be introduced into the main chain by radical polymerization using, in addition to the corresponding 2-norbornene, an aliphatic unsaturated dicarboxylic anhydride such as maleic anhydride or itaconic anhydride. Therefore, the one formed by opening the double bond of the norbornene structure can be represented by the formula (c), and the one formed by opening the double bond of maleic anhydride and itaconic anhydride is respectively It can represent with Formula (d) and Formula (e).
ここで、前記式（ｃ）中のＲ5及び／又はＲ6は、互いに独立に、水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、カルボキシル基、シアノ基もしくは−ＣＯＯＵ（Ｕはアルコール残基である）を表すか、あるいは、Ｒ5及びＲ6が結合して、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＣ（＝Ｏ）−で示されるカルボン酸無水物残基を表す。
Ｒ5及び／又はＲ6が基−ＣＯＯＵである場合は、カルボキシルがエステルとなったものであり、Ｕに相当するアルコール残基としては、例えば、置換されていてもよい炭素数１〜８程度のアルキル基、２−オキソオキソラン−３−又は−４−イル基などを挙げることができる。ここで、該アルキル基は、水酸基や脂環式炭化水素残基などが置換基として結合していてもよい。
Ｒ5及び／又はＲ6がアルキル基である場合の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基などが挙げられ、水酸基が結合したアルキル基の具体例としては、ヒドロキシメチル基、２−ヒドロキシエチル基などが挙げられる。
Here, R 5 and / or R 6 in the formula (c) are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a carboxyl group, a cyano group, or —COOU (U is an alcohol residue) Or R 5 and R 6 are bonded to each other to represent a carboxylic anhydride residue represented by —C (═O) OC (═O) —.
When R 5 and / or R 6 is a group —COOU, carboxyl is an ester, and the alcohol residue corresponding to U has, for example, about 1 to 8 carbon atoms that may be substituted. And an alkyl group, a 2-oxooxolan-3- or -4-yl group. Here, in the alkyl group, a hydroxyl group, an alicyclic hydrocarbon residue, or the like may be bonded as a substituent.
Specific examples when R 5 and / or R 6 is an alkyl group include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. Specific examples of the alkyl group to which a hydroxyl group is bonded include a hydroxymethyl group, 2- Examples thereof include a hydroxyethyl group.
このように、酸に安定な構造単位を与えるモノマーである、式（ｃ）で示されるノルボネン構造の具体例としては、次のような化合物を挙げることができる。
２−ノルボルネン、
２−ヒドロキシ−５−ノルボルネン、
５−ノルボルネン−２−カルボン酸、
５−ノルボルネン−２−カルボン酸メチル、
５−ノルボルネン−２−カルボン酸２−ヒドロキシ−１−エチル、
５−ノルボルネン−２−メタノール、
５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸無水物。
As described above, specific examples of the norbornene structure represented by the formula (c), which is a monomer that gives a stable structural unit to an acid, include the following compounds.
2-norbornene,
2-hydroxy-5-norbornene,
5-norbornene-2-carboxylic acid,
Methyl 5-norbornene-2-carboxylate,
2-hydroxy-1-ethyl 5-norbornene-2-carboxylate,
5-norbornene-2-methanol,
5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride.
なお、式（ｃ）中のＲ5及び／又はＲ6の−ＣＯＯＵのＵが、エーテル結合のα位が４級炭素原子である脂環式エステルなどの酸に不安定な基であれば、ノルボルネン構造を有するといえども、酸に不安定な基を有する構造単位である。ノルボルネン構造と酸に不安定な基を含むモノマーとしては、例えば、５−ノルボルネン−２−カルボン酸−ｔ−ブチル、５−ノルボルネン−２−カルボン酸１−シクロヘキシル−１−メチルエチル、５−ノルボルネン−２−カルボン酸１−メチルシクロヘキシル、５−ノルボルネン−２−カルボン酸２−メチル−２−アダマンチル、５−ノルボルネン−２−カルボン酸２−エチル−２−アダマンチル、５−ノルボルネン−２−カルボン酸１−（４−メチルシクロヘキシル）−１−メチルエチル、５−ノルボルネン−２−カルボン酸１−（４−ヒドロキシシクロヘキシル）−１−メチルエチル、５−ノルボルネン−２−カルボン酸１−メチル−１−（４−オキソシクロヘキシル）エチル、５−ノルボルネン−２−カルボン酸１−（１−アダマンチル）−１−メチルエチルなどが例示される。 In addition, if U of —COOU of R 5 and / or R 6 in formula (c) is an acid-labile group such as an alicyclic ester in which the α position of the ether bond is a quaternary carbon atom, Although it has a norbornene structure, it is a structural unit having an acid labile group. Examples of the monomer containing a norbornene structure and an acid labile group include, for example, 5-norbornene-2-carboxylic acid-t-butyl, 5-norbornene-2-carboxylic acid 1-cyclohexyl-1-methylethyl, and 5-norbornene. 2-carboxylate 1-methylcyclohexyl, 5-norbornene-2-carboxylic acid 2-methyl-2-adamantyl, 5-norbornene-2-carboxylic acid 2-ethyl-2-adamantyl, 5-norbornene-2-carboxylic acid 1- (4-methylcyclohexyl) -1-methylethyl, 5-norbornene-2-carboxylic acid 1- (4-hydroxycyclohexyl) -1-methylethyl, 5-norbornene-2-carboxylic acid 1-methyl-1- (4-Oxocyclohexyl) ethyl, 5-norbornene-2-carboxylic acid 1- (1-adama) Chill) -1-methylethyl and the like.
本発明の樹脂組成物で用いる樹脂は、パターニング露光用の放射線の種類や酸に不安定な基の種類などによっても変動するが、通常、樹脂における酸に不安定な基を有するモノマーに由来する構造単位の含有量を１０〜８０モル％の範囲に調整する。 The resin used in the resin composition of the present invention varies depending on the type of radiation used for patterning exposure and the type of acid labile group, but is usually derived from a monomer having an acid labile group in the resin. The content of the structural unit is adjusted to a range of 10 to 80 mol%.
そして、酸に不安定な基を有するモノマーに由来する構造単位として特に、（メタ）アクリル酸２−アルキル−２−アダマンチル、（メタ）アクリル酸１−（１−アダマンチル）−１−アルキルアルキルに由来する構造単位を含む場合は、該構造単位が樹脂を構成する全構造単位のうち１５モル％以上となると、樹脂が脂環基を有するために頑丈な構造となり、与えるレジストのドライエッチング耐性の面で有利である。 And as a structural unit derived from a monomer having an acid labile group, in particular, 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate and 1- (1-adamantyl) -1-alkylalkyl (meth) acrylate When the derived structural unit is included, if the structural unit is 15 mol% or more of the total structural units constituting the resin, the resin has a rugged structure because of the alicyclic group, and the resist has a dry etching resistance. Is advantageous.
なお、分子内にオレフィン性二重結合を有する脂環式化合物及び脂肪族不飽和ジカルボン酸無水物をモノマーとする場合には、これらは付加重合しにくい傾向があるので、この点を考慮し、これらは過剰に使用することが好ましい。 In addition, when using an alicyclic compound having an olefinic double bond in the molecule and an aliphatic unsaturated dicarboxylic acid anhydride as monomers, these tend to be difficult to undergo addition polymerization. These are preferably used in excess.
さらに、用いられるモノマーとしてはオレフィン性二重結合が同じでも酸に不安定な基が異なるモノマーを併用してもよいし、酸に不安定な基が同じでもオレフィン性二重結合が異なるモノマーを併用してもよいし、酸に不安定な基とオレフィン性二重結合との組合せが異なるモノマーを併用してもよい。 Further, as the monomer used, monomers having the same olefinic double bond but different acid labile groups may be used in combination, or monomers having the same acid labile group but different olefinic double bonds may be used. You may use together, and you may use together the monomer from which the combination of an acid labile group and an olefinic double bond differs.
また、本発明の樹脂組成物を化学増幅型レジスト組成物として用いる場合、塩基性化合物、好ましくは、塩基性含窒素有機化合物、とりわけ好ましくはアミン又はアンモニウム塩を含有させる。塩基性化合物をクエンチャーとして添加することにより、露光後の引き置きに伴う酸の失活による性能劣化を改良することができる。クエンチャーに用いられる塩基性化合物の具体的な例としては、以下の各式で示されるようなものが挙げられる。 When the resin composition of the present invention is used as a chemically amplified resist composition, a basic compound, preferably a basic nitrogen-containing organic compound, particularly preferably an amine or ammonium salt is contained. By adding a basic compound as a quencher, it is possible to improve the performance degradation due to the deactivation of the acid accompanying the holding after exposure. Specific examples of the basic compound used for the quencher include those represented by the following formulas.
式中、Ｒ11、Ｒ12及びＲ17は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。該アルキル基は、好ましくは１〜６個程度の炭素原子を有し、該シクロアルキル基は好ましくは５〜１０個程度の炭素原子を有し、該アリール基は、好ましくは６〜１０個程度の炭素原子を有する。更に、該アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基上の水素原子の少なくとも１個は、それぞれ独立に、ヒドロキシル基、アミノ基、又は１〜６個の炭素数を有するアルコキシ基で置換されていてもよい。該アミノ基上の水素原子の少なくとも１個は、それぞれ独立に１〜４個の炭素数を有するアルキル基で置換されていてもよい。 In the formula, R 11 , R 12 and R 17 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. The alkyl group preferably has about 1 to 6 carbon atoms, the cycloalkyl group preferably has about 5 to 10 carbon atoms, and the aryl group preferably has about 6 to 10 carbon atoms. Of carbon atoms. Further, at least one hydrogen atom on the alkyl group, cycloalkyl group or aryl group may be independently substituted with a hydroxyl group, an amino group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. Good. At least one hydrogen atom on the amino group may be independently substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Ｒ13、Ｒ14及びＲ15は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアルコキシ基を表す。該アルキル基は、好ましくは１〜６個程度の炭素原子を有し、該シクロアルキル基は、好ましくは５〜１０個程度の炭素原子を有し、該アリール基は、好ましくは６〜１０個程度の炭素原子を有し、該アルコキシ基は、好ましくは１〜６個の炭素原子を有する。
更に、該アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はアルコキシ基上の水素原子の少なくとも１個は、それぞれ独立に、ヒドロキシル基、アミノ基、又は１〜６個程度の炭素原子を有するアルコキシ基で置換されていてもよい。該アミノ基上の水素原子の少なくとも１個は、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基で置換されていてもよい。
R 13 , R 14 and R 15 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an alkoxy group. The alkyl group preferably has about 1 to 6 carbon atoms, the cycloalkyl group preferably has about 5 to 10 carbon atoms, and the aryl group preferably has 6 to 10 carbon atoms. The alkoxy group preferably has 1 to 6 carbon atoms.
Further, at least one hydrogen atom on the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, or alkoxy group is independently a hydroxyl group, an amino group, or an alkoxy group having about 1 to 6 carbon atoms. May be substituted. At least one of the hydrogen atoms on the amino group may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Ｒ16は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。該アルキル基は、好ましくは１〜６個程度の炭素原子を有し、該シクロアルキル基は、好ましくは５〜１０個程度の炭素原子を有する。更に該アルキル基又はシクロアルキル基上の水素原子の少なくとも１個は、それぞれ独立に、ヒドロキシル基、アミノ基、１〜６個の炭素原子を有するアルコキシ基、で置換されていてもよい。該アミノ基上の水素原子の少なくとも１個は、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基で置換されていてもよい。 R 16 represents an alkyl group or a cycloalkyl group. The alkyl group preferably has about 1 to 6 carbon atoms, and the cycloalkyl group preferably has about 5 to 10 carbon atoms. Furthermore, at least one hydrogen atom on the alkyl group or cycloalkyl group may be independently substituted with a hydroxyl group, an amino group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. At least one of the hydrogen atoms on the amino group may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Ｒ17、Ｒ18、Ｒ19及びＲ20は、それぞれ独立にアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。該アルキル基は、好ましくは１〜６個程度の炭素原子を有し、該シクロアルキル基は、好ましくは５〜１０個程度の炭素原子を有し、該アリール基は、好ましくは６〜１０個程度の炭素原子を有する。更に、該アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基上の水素原子の少なくとも１個は、それぞれ独立に、ヒドロキシル基、アミノ基、１〜６個の炭素原子を有するアルコキシ基で置換されていてもよい。該アミノ基上の水素原子の少なくとも１個は、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基で置換されていてもよい。 R 17 , R 18 , R 19 and R 20 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. The alkyl group preferably has about 1 to 6 carbon atoms, the cycloalkyl group preferably has about 5 to 10 carbon atoms, and the aryl group preferably has 6 to 10 carbon atoms. Has about carbon atoms. Furthermore, at least one hydrogen atom on the alkyl group, cycloalkyl group or aryl group may be independently substituted with a hydroxyl group, an amino group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. . At least one of the hydrogen atoms on the amino group may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Ｗは、アルキレン基、カルボニル基、イミノ基、スルフィド基又はジスルフィド基を表す。該アルキレン基は、好ましくは２〜６程度の炭素原子を有する。
また、Ｒ11〜Ｒ20において、直鎖構造と分岐構造の両方をとり得るものについては、そのいずれでもよい。
W represents an alkylene group, a carbonyl group, an imino group, a sulfide group or a disulfide group. The alkylene group preferably has about 2 to 6 carbon atoms.
Further, in R 11 to R 20 , any of those that can take both a linear structure and a branched structure may be used.
このような化合物として、具体的には、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、アニリン、２−，３−又は４−メチルアニリン、４−ニトロアニリン、１−又は２−ナフチルアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、４，４′−ジアミノ−１，２−ジフェニルエタン、４，４′−ジアミノ−３，３′−ジメチルジフェニルメタン、４，４′−ジアミノ−３，３′−ジエチルジフェニルメタン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、Ｎ−メチルアニリン、ピペリジン、ジフェニルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、メチルジブチルアミン、メチルジペンチルアミン、メチルジヘキシルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、メチルジヘプチルアミン、メチルジオクチルアミン、メチルジノニルアミン、メチルジデシルアミン、エチルジブチルアミン、エチルジペンチルアミン、エチルジヘキシルアミン、エチルジヘプチルアミン、エチルジオクチルアミン、エチルジノニルアミン、エチルジデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリス〔２−（２−メトキシエトキシ）エチル〕アミン、トリイソプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、２，６−イソプロピルアニリン、イミダゾール、ピリジン、４−メチルピリジン、４−メチルイミダゾール、ビピリジン、２，２′−ジピリジルアミン、ジ−２−ピリジルケトン、１，２−ジ（２−ピリジル）エタン、１，２−ジ（４−ピリジル）エタン、１，３−ジ（４−ピリジル）プロパン、１，２−ビス（２−ピリジル）エチレン、１，２−ビス（４−ピリジル）エチレン、１，２−ビス（４−ピリジルオキシ）エタン、４，４′−ジピリジルスルフィド、４，４′−ジピリジルジスルフィド、１，２−ビス（４−ピリジル）エチレン、２，２′−ジピコリルアミン、３，３′−ジピコリルアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−ｎ−ヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−ｎ−オクチルアンモニウムヒドロキシド、フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、３−トリフルオロメチルフェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、（２−ヒドロキシエチル）トリメチルアンモニウムヒドロキシド（通称：コリン）などを挙げることができる。 Specific examples of such compounds include hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, aniline, 2-, 3- or 4-methylaniline, 4-nitroaniline, 1- or 2-naphthylamine, and ethylenediamine. Tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4'-diamino-1,2-diphenylethane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3'- Diethyldiphenylmethane, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, N-methylaniline, piperidine, diphenylamine, triethylamine, trimethylamine, tripropylamine, tributylamine , Tripentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, methyldibutylamine, methyldipentylamine, methyldihexylamine, methyldicyclohexylamine, methyldiheptylamine, methyldioctylamine Methyldinonylamine, methyldidecylamine, ethyldibutylamine, ethyldipentylamine, ethyldihexylamine, ethyldiheptylamine, ethyldioctylamine, ethyldinonylamine, ethyldidecylamine, dicyclohexylmethylamine, tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine, triisopropanolamine, N, N-dimethylaniline, 2,6-isopropylaniline, imidazole, pyridine, -Methylpyridine, 4-methylimidazole, bipyridine, 2,2'-dipyridylamine, di-2-pyridyl ketone, 1,2-di (2-pyridyl) ethane, 1,2-di (4-pyridyl) ethane, 1,3-di (4-pyridyl) propane, 1,2-bis (2-pyridyl) ethylene, 1,2-bis (4-pyridyl) ethylene, 1,2-bis (4-pyridyloxy) ethane, 4 , 4'-dipyridyl sulfide, 4,4'-dipyridyl disulfide, 1,2-bis (4-pyridyl) ethylene, 2,2'-dipicolylamine, 3,3'-dipicolylamine, tetramethylammonium hydroxide Tetraisopropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetra-n-hexylammonium hydroxide, tetra-n- Examples include octylammonium hydroxide, phenyltrimethylammonium hydroxide, 3-trifluoromethylphenyltrimethylammonium hydroxide, (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (common name: choline), and the like.
さらには、特開平１１−５２５７５号公報に開示されているような、ピペリジン骨格を有するヒンダードアミン化合物をクエンチャーとすることもできる。 Furthermore, a hindered amine compound having a piperidine skeleton as disclosed in JP-A-11-52575 can be used as a quencher.
本発明の組成物は、その全固形分量を基準に、樹脂を８０〜９９.９重量％程度、そして酸発生剤を０.１〜２０重量％程度の範囲で含有することが好ましい。
また、化学増幅型レジスト組成物としてクエンチャーである塩基性化合物を用いる場合は、レジスト組成物の全固形分量を基準に、０．０１〜１重量％程度の範囲で含有するのが好ましい。
レジスト組成物としては、さらに、必要に応じて、増感剤、溶解抑止剤、他の樹脂、界面活性剤、安定剤、染料など、各種の添加物を少量含有することもできる。
The composition of the present invention preferably contains about 80 to 99.9% by weight of the resin and about 0.1 to 20% by weight of the acid generator based on the total solid content.
Further, when a basic compound that is a quencher is used as the chemically amplified resist composition, it is preferably contained in a range of about 0.01 to 1% by weight based on the total solid content of the resist composition.
The resist composition can further contain small amounts of various additives such as sensitizers, dissolution inhibitors, other resins, surfactants, stabilizers, and dyes as necessary.
本発明のレジスト組成物は、通常、上記の各成分が溶剤に溶解された状態でレジスト液組成物とされ、シリコンウェハーなどの基体上に、スピンコーティングなどの通常工業的に用いられている方法によって塗布される。ここで用いる溶剤は、各成分を溶解し、適当な乾燥速度を有し、溶剤が蒸発した後に均一で平滑な塗膜を与えるものであればよく、この分野で通常工業的に用いられている溶剤が使用できる。 The resist composition of the present invention is usually used as a resist solution composition in a state in which each of the above components is dissolved in a solvent, and is usually used in industrial processes such as spin coating on a substrate such as a silicon wafer. Applied by. The solvent used here may be any solvent that dissolves each component, has an appropriate drying rate, and gives a uniform and smooth coating film after the solvent evaporates, and is usually used industrially in this field. A solvent can be used.
例えば、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールエーテル類、乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル及びピルビン酸エチルのようなエステル類、アセトン、メチルイソブチルケトン、２−ヘプタノン及びシクロヘキサノンのようなケトン類、γ−ブチロラクトンのような環状エステル類などを挙げることができる。これらの溶剤は、それぞれ単独で、又は２種以上組み合わせて用いることができる。 For example, glycol ether esters such as ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate, glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether, esters such as ethyl lactate, butyl acetate, amyl acetate and ethyl pyruvate And ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone and cyclohexanone, and cyclic esters such as γ-butyrolactone. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
基体上に塗布され、乾燥されたレジスト膜には、パターニングのための露光処理が施され、次いで脱保護基反応を促進するための加熱処理を行った後、アルカリ現像液で現像される。ここで用いるアルカリ現像液は、この分野で用いられる各種のアルカリ性水溶液であることができるが、一般には、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドや（２−ヒドロキシエチル）トリメチルアンモニウムヒドロキシド（通称コリン）の水溶液が用いられることが多い。 The resist film coated and dried on the substrate is subjected to an exposure process for patterning, followed by a heat treatment for promoting a deprotecting group reaction, and then developed with an alkali developer. The alkaline developer used here may be various alkaline aqueous solutions used in this field, but generally an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide or (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (commonly called choline) is used. Often used.
次に実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。
実施例および比較例中、含有量ないし使用量を表す％及び部は、特記ないかぎり重量基準である。また重量平均分子量は、ポリスチレンを標準品として、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー（東ソー株式会社製ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ型、カラムはＴＳＫｇｅｌ Ｍｕｌｔｉｐｏｒｅ ＨＸＬ−Ｍ３本、溶媒はテトラヒドロフラン）により求めた値である。
また、化合物の構造はＮＭＲ（日本電子製ＧＸ−２７０型またはＥＸ−２７０型）、質量分析（ＬＣはＡｇｉｌｅｎｔ製１１００型、ＭＡＳＳはＡｇｉｌｅｎｔ製ＬＣ／ＭＳＤ型またはＬＣ／ＭＳＤ ＴＯＦ型）で確認した。
EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited at all by these Examples.
In Examples and Comparative Examples, “%” and “part” representing content or use amount are based on weight unless otherwise specified. Further, the weight average molecular weight is a value obtained by gel permeation chromatography (HLC-8120GPC type manufactured by Tosoh Corporation, column is TSKgel Multipore HXL-M3, solvent is tetrahydrofuran) using polystyrene as a standard product.
The structure of the compound was confirmed by NMR (JEOL GX-270 type or EX-270 type) and mass spectrometry (LC: Agilent 1100 type, MASS: Agilent LC / MSD type or LC / MSD TOF type). .
酸発生剤合成例１：トリフェニルスルホニウム ４−オキソ−１−アダマンチルオキシカルボニルジフルオロメタンスルホナート（酸発生剤Ｂ１）の合成
（１）ジフルオロ（フルオロスルホニル）酢酸メチルエステル１００部、イオン交換水２５０部に、氷浴下、３０％水酸化ナトリウム水溶液２３０部を滴下した。１００℃で３時間還流し、冷却後、濃塩酸８８部で中和した。得られた溶液を濃縮することによりジフルオロスルホ酢酸 ナトリウム塩を１６４．８部得た（無機塩含有、純度６２．６％）。
（２）ジフルオロスルホ酢酸 ナトリウム塩５．０部（純度６２．８％）、４−オキソ−１−アダマンタノール２．６部、エチルベンゼン１００部を仕込み、濃硫酸０．８部を加え、３０時間加熱還流した。冷却後、濾過、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテルで洗浄し、ジフルオロスルホ酢酸−４−オキソ−１−アダマンチルエステル ナトリウム塩を５．５部得た。1Ｈ−ＮＭＲによる純度分析の結果、純度３５．６％であった。
(2) Difluorosulfoacetate sodium salt 5.0 parts (purity 62.8%), 4-oxo-1-adamantanol 2.6 parts, ethylbenzene 100 parts, 0.8 part of concentrated sulfuric acid was added, and 30 hours Heated to reflux. After cooling, it was filtered and washed with tert-butyl methyl ether to obtain 5.5 parts of difluorosulfoacetic acid-4-oxo-1-adamantyl ester sodium salt. As a result of purity analysis by 1 H-NMR, the purity was 35.6%.
1Ｈ−ＮＭＲ(ジメチルスルホキシド−ｄ6、内部標準物質テトラメチルシラン)：δ（ｐｐｍ）１．８４（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝１３．０Ｈｚ）；２．００（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝１１．９Ｈｚ）；２．２９−２．３２（ｍ，７Ｈ）；２．５４（ｓ，２Ｈ） 1 H-NMR (dimethyl sulfoxide-d 6 , internal standard substance tetramethylsilane): δ (ppm) 1.84 (d, 2H, J = 13.0 Hz); 2.00 (d, 2H, J = 1.11. 9Hz); 2.29-2.32 (m, 7H); 2.54 (s, 2H)
（３）ジフルオロスルホ酢酸−４−オキソ−１−アダマンチルエステル ナトリウム塩５．４部（純度３５．６％）を仕込み、アセトニトリル１６部、イオン交換水１６部の混合溶媒を加えた。これに、トリフェニルスルホニウム クロライド１．７部、アセトニトリル５部、イオン交換水５部の溶液を添加した。１５時間撹拌後、濃縮し、クロロホルム１４２部で抽出した。有機層をイオン交換水で洗浄し、得られた有機層を濃縮した。濃縮液をｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル２４部でリパルプすることにより白色固体としてトリフェニルスルホニウム ４−オキソ−１−アダマンチルオキシカルボニルジフルオロメタンスルホナート（Ｂ１）を１．７部得た。
1Ｈ−ＮＭＲ(ジメチルスルホキシド−ｄ6、内部標準物質テトラメチルシラン)：δ（ｐｐｍ）１．８３（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝１２．７Ｈｚ）；２．００（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝１２．０Ｈｚ）；２．２９−２．３２（ｍ，７Ｈ）；２．５３（ｓ，２Ｈ）；７．７５−７．９１（ｍ，１５Ｈ）
ＭＳ（ＥＳＩ（＋）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ＋ ２６３．２（Ｃ18Ｈ15Ｓ+＝２６３．０９）
ＭＳ（ＥＳＩ（−）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ− ３２３．０（Ｃ12Ｈ13Ｆ2Ｏ6Ｓ-＝３２３．０４）
1 H-NMR (dimethyl sulfoxide-d 6 , internal standard substance tetramethylsilane): δ (ppm) 1.83 (d, 2H, J = 12.7 Hz); 2.00 (d, 2H, J = 12. 0Hz); 2.29-2.32 (m, 7H); 2.53 (s, 2H); 7.75-7.91 (m, 15H)
MS (ESI (+) Spectrum): M + 263.2 (C 18 H 15 S + = 263.09)
MS (ESI (−) Spectrum): M− 323.0 (C 12 H 13 F 2 O 6 S − = 323.04)
酸発生剤合成例２：トリフェニルスルホニウム ４−ヒドロキシ−１−アダマンチルオキシカルボニルジフルオロメタンスルホナート（酸発生剤Ｂ２）の合成
（１）トリフェニルスルホニウム ４−オキソ−１−アダマンチルオキシカルボニルジフルオロメタンスルホナート（Ｂ１）４．６９部をアセトニトリル１５部に溶解した。そこに水素化ホウ素ナトリウム０．１５部をイオン交換水１．５１部に溶解した溶液を滴下した。５時間攪拌後、１Ｎ塩酸を滴下して、クロロホルム１１３部で抽出した。イオン交換水で洗浄を繰り返して有機層を濃縮した。アセトニトリルを加えた後、濃縮し、酢酸エチル中に滴下後、ろ過、乾燥して、白色固体としてトリフェニルスルホニウム ４−ヒドロキシ−１−アダマンチルオキシカルボニルジフルオロメタンスルホナート（Ｂ２）を２．２０部得た。1Ｈ−ＮＭＲとＬＣＭＳの結果、２成分異性体混合物であった。
1Ｈ−ＮＭＲスペクトルを図１に示す。 The 1 H-NMR spectrum is shown in FIG.
ＭＳ（ＥＳＩ（＋）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ＋ ２６３．０（Ｃ18Ｈ15Ｓ+＝２６３．０９）
ＭＳ（ＥＳＩ（−）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ− ３２５．０（Ｃ12Ｈ13Ｆ2Ｏ6Ｓ-＝３２５．０６）
MS (ESI (+) Spectrum): M + 263.0 (C 18 H 15 S + = 263.09)
MS (ESI (−) Spectrum): M− 325.0 (C 12 H 13 F 2 O 6 S − = 325.06)
酸発生剤合成例３：１−（２−オキソ−２−フェニルエチル）テトラヒドロチオフェニウム ４−ヒドロキシ−１−アダマンチルオキシカルボニルジフルオロメタンスルホナート（酸発生剤Ｂ３）の合成
（１）ジフルオロスルホ酢酸−４−オキソ−１−アダマンチルエステル ナトリウム塩１０．０部（純度５５．２％）を仕込み、アセトニトリル３０部、イオン交換水２０部の混合溶媒を加えた。これに、１−（２−オキソ−２−フェニルエチル）テトラヒドロチオフェニウム ブロミド５．０部、アセトニトリル１０部、イオン交換水５部の溶液を添加した。１５時間撹拌後、濃縮し、クロロホルム９８部で抽出した。有機層をイオン交換水で洗浄し、得られた有機層を濃縮した。濃縮液を酢酸エチル７０部でリパルプすることにより白色固体として１−（２−オキソ−２−フェニルエチル）テトラヒドロチオフェニウム ４−オキソ−１−アダマンチルオキシカルボニルジフルオロメタンスルホナート（Ｂ３）を５．２部得た。
1Ｈ−ＮＭＲ(ジメチルスルホキシド−ｄ6、内部標準物質テトラメチルシラン)：δ（ｐｐｍ）１．８３（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝１２．５Ｈｚ）；２．００（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝１２．０Ｈｚ）；２．２１−２．３７（ｍ，１１Ｈ）；２．５３（ｓ，２Ｈ）；３．４７−３．６２（ｍ，４Ｈ）；５．３１（ｓ，２Ｈ）；７．６３（ｔ，２Ｈ，Ｊ＝７．３Ｈｚ）；７．７８（ｔ，１Ｈ，Ｊ＝７．６Ｈｚ）；８．０１（ｄｄ，２Ｈ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，７．３Ｈｚ）
ＭＳ（ＥＳＩ（＋）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ＋ ２０７．１（Ｃ12Ｈ15ＯＳ+＝２０７．０８）
ＭＳ（ＥＳＩ（−）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ− ３２３．０（Ｃ12Ｈ13Ｆ2Ｏ6Ｓ-＝３２３．０４）
1 H-NMR (dimethyl sulfoxide-d 6 , internal standard substance tetramethylsilane): δ (ppm) 1.83 (d, 2H, J = 12.5 Hz); 2.00 (d, 2H, J = 12. 0Hz); 2.21-2.37 (m, 11H); 2.53 (s, 2H); 3.47-3.62 (m, 4H); 5.31 (s, 2H); 7.63 (T, 2H, J = 7.3 Hz); 7.78 (t, 1H, J = 7.6 Hz); 8.01 (dd, 2H, J = 1.5 Hz, 7.3 Hz)
MS (ESI (+) Spectrum): M + 207.1 (C 12 H 15 OS + = 207.08)
MS (ESI (−) Spectrum): M− 323.0 (C 12 H 13 F 2 O 6 S − = 323.04)
比較対照酸発生剤の合成例１：トリフェニルスルホニウム １−アダマンチルメトキシカルボニルジフルオロメタンスルホナート（酸発生剤Ｃ１）の合成
（１）ジフルオロ（フルオロスルホニル）酢酸メチルエステル１００部、イオン交換水２５０部に、氷浴下、３０％水酸化ナトリウム水溶液２３０部を滴下した。１００℃で３時間還流し、冷却後、濃塩酸８８部で中和した。得られた溶液を濃縮することによりジフルオロスルホ酢酸 ナトリウム塩を１６４．８部得た（無機塩含有、純度６２．６％）。
（２）ジフルオロスルホ酢酸 ナトリウム塩３９．４部（純度６３．５％）、１−アダマンタンメタノール２１．０部、ジクロロエタン２００部を仕込み、ｐ−トルエンスルホン酸（ｐ−ＴｓＯＨ）２４．０部を加え、７時間加熱還流した。その後、濃縮してジクロロエタンを留去し、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル２５０部添加し、リパルプ後、濾過した。残渣にアセトニトリル２５０部添加撹拌後ろ過し、濃縮することにより、ジフルオロスルホ酢酸−１−アダマンチルメチルエステル ナトリウム塩を３２．８部得た。
(2) 39.4 parts of difluorosulfoacetic acid sodium salt (purity 63.5%), 21.0 parts of 1-adamantane methanol, 200 parts of dichloroethane, and 24.0 parts of p-toluenesulfonic acid (p-TsOH) In addition, it was heated to reflux for 7 hours. Then, it concentrated, the dichloroethane was distilled off, 250 parts of tert-butyl methyl ether was added, it filtered after repulping. To the residue, 250 parts of acetonitrile was added, stirred, filtered, and concentrated to obtain 32.8 parts of difluorosulfoacetic acid-1-adamantyl methyl ester sodium salt.
（３）上記（２）で得られたジフルオロスルホ酢酸−１−アダマンチルメチルエステル ナトリウム塩３２．８部を仕込み、イオン交換水１００部に溶解させた。この溶液に、トリフェニルスルホニウム クロライド２８．３部、メタノール１４０部溶液を添加した。１５時間撹拌後、濃縮し、クロロホルム２００部で２回抽出した。有機層を合わせてイオン交換水で洗浄し、得られた有機層を濃縮した。濃縮液をｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル３００部添加撹拌後ろ過し、減圧乾燥することにより白色結晶としてトリフェニルスルホニウム １−アダマンチルメトキシカルボニルジフルオロメタンスルホナート（Ｃ１）を３９．７部得た。
1Ｈ−ＮＭＲ(ジメチルスルホキシド−ｄ6、内部標準物質テトラメチルシラン)：δ（ｐｐｍ）１．５２（ｄ，６Ｈ）；１．６３（ｄｄ，６Ｈ）；１．９３（ｓ，３Ｈ）；３．８１（ｓ，２Ｈ）；７．７６−７．９０（ｍ，１５Ｈ）
ＭＳ（ＥＳＩ（＋）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ＋ ２６３．２（Ｃ18Ｈ15Ｓ+＝２６３．０９）
ＭＳ（ＥＳＩ（−）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ− ３２３．０（Ｃ13Ｈ17Ｆ2Ｏ5Ｓ-＝３２３．０８）
1 H-NMR (dimethyl sulfoxide-d 6 , internal standard substance tetramethylsilane): δ (ppm) 1.52 (d, 6H); 1.63 (dd, 6H); 1.93 (s, 3H); 3.81 (s, 2H); 7.76-7.90 (m, 15H)
MS (ESI (+) Spectrum): M + 263.2 (C 18 H 15 S + = 263.09)
MS (ESI (−) Spectrum): M− 323.0 (C 13 H 17 F 2 O 5 S − = 323.08)
樹脂合成例１：樹脂Ａ１の合成
メタクリル酸２−エチル−２−アダマンチル、メタクリル酸３−ヒドロキシ−１−アダマンチル、及びα−メタクリロイロキシ−γ−ブチロラクトンを、５：２.５：２.５のモル比で仕込み、全モノマーに対して２重量倍のメチルイソブチルケトンを加えて、溶液とした。そこに、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを全モノマー量に対して２モル％添加し、８０℃で約８時間加熱した。その後、反応液を大量のヘプタンに注いで沈殿させる操作を３回行い、精製した。その結果、重量平均分子量が約 9,200の共重合体を得た。この共重合体は、次式で示される各単位を有するものであり、これを樹脂Ａ１とする。
Resin Synthesis Example 1: Synthesis of Resin A1 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate, 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate, and α-methacryloyloxy-γ-butyrolactone were mixed with 5: 2.5: 2.5. The methyl isobutyl ketone was added 2 times by weight with respect to the total monomer to prepare a solution. Thereto, 2 mol% of azobisisobutyronitrile as an initiator was added with respect to the total amount of monomers and heated at 80 ° C. for about 8 hours. Thereafter, the operation of pouring the reaction solution into a large amount of heptane and precipitating was performed three times for purification. As a result, a copolymer having a weight average molecular weight of about 9,200 was obtained. This copolymer has each unit represented by the following formula, and this is designated as resin A1.
次に、以上の樹脂合成例で得られた樹脂（Ａ１）のほか、以下に示す原料を用いてレジスト組成物を調製し評価を行った。 Next, in addition to the resin (A1) obtained in the above resin synthesis example, a resist composition was prepared and evaluated using the raw materials shown below.
＜酸発生剤＞
酸発生剤Ｂ１：
＜クエンチャー＞
クエンチャーＱ１：２，６−ジイソプロピルアニリン
＜溶剤＞
溶剤Ｙ１：
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ５１．５部
２−ヘプタノン ３５．０部
γ−ブチロラクトン ３．５部
<Acid generator>
Acid generator B1:
Quencher Q1: 2,6-diisopropylaniline <solvent>
Solvent Y1:
Propylene glycol monomethyl ether acetate 51.5 parts 2-heptanone 35.0 parts γ-butyrolactone 3.5 parts
実施例１〜２及び比較例１〜２
以下の各成分を混合して溶解し、さらに孔径０．２μｍのフッ素樹脂製フィルターで濾過して、レジスト液を調製した。
Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2
The following components were mixed and dissolved, and further filtered through a fluororesin filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a resist solution.
樹脂（種類及び量は表１記載）
酸発生剤（種類及び量は表１記載）
クエンチャー（種類及び量は表１記載）
溶剤（種類は表１記載）
Resin (type and amount are listed in Table 1)
Acid generator (type and amount are listed in Table 1)
Quencher (type and amount are listed in Table 1)
Solvent (type is listed in Table 1)
シリコンウェハーにＢｒｅｗｅｒ社製の有機反射防止膜用組成物である「ＡＲＣ−２９Ａ−８」を塗布して２１５℃、６０秒の条件でベークすることによって厚さ７８０Åの有機反射防止膜を形成させ、次いでこの上に、上記のレジスト液を乾燥後の膜厚が０．２５μｍとなるようにスピンコートした。レジスト液塗布後は、ダイレクトホットプレート上にて、表１の「ＰＢ」の欄に示す温度で６０秒間プリベークした。こうしてレジスト膜を形成したそれぞれのウェハーに、ＡｒＦエキシマステッパー〔（株）ニコン製の「ＮＳＲ ＡｒＦ」、ＮＡ＝０．５５、２／３Ａｎｎｕｌａｒ〕を用い、露光量を段階的に変化させてラインアンドスペースパターンを露光した。
露光後は、ホットプレート上にて表１の「ＰＥＢ」の欄に示す温度で６０秒間ポストエキスポジャーベークを行い、さらに２．３８重量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で６０秒間のパドル現像を行った。
An organic antireflection film having a thickness of 780 mm is formed by applying “ARC-29A-8”, a composition for organic antireflection film made by Brewer, to a silicon wafer and baking it at 215 ° C. for 60 seconds. Subsequently, the above resist solution was spin-coated thereon so that the film thickness after drying was 0.25 μm. After applying the resist solution, pre-baking was performed on a direct hot plate at a temperature indicated in the column “PB” in Table 1 for 60 seconds. For each wafer on which the resist film was formed in this way, an ArF excimer stepper (“NSR ArF” manufactured by Nikon Corporation, NA = 0.55, 2/3 Annular) was used to change the exposure amount step by step. The space pattern was exposed.
After exposure, post-exposure baking is performed for 60 seconds on the hot plate at the temperature shown in the column of “PEB” in Table 1, and further paddle development is performed for 60 seconds with an aqueous 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide solution. It was.
有機反射防止膜基板上のもので現像後のダークフィールドパターンを走査型電子顕微鏡で観察し、その結果を表２に示した。なお、ここでいうダークフィールドパターンとは、外側にクロム層（遮光層）をベースとしてライン状にガラス面（透光部）が形成されたレチクルを介した露光及び現像によって得られ、したがって露光現像後は、ラインアンドスペースパターンの周囲のレジスト層が残されるパターンである。 The dark field pattern after development on the organic antireflection film substrate was observed with a scanning electron microscope. The results are shown in Table 2. The dark field pattern referred to here is obtained by exposure and development through a reticle having a glass surface (translucent portion) formed in a line form on the outside with a chromium layer (light-shielding layer) as a base, and thus exposure development. The rest is a pattern in which the resist layer around the line and space pattern is left.
解像度：実効感度の露光量で分離するラインアンドスペースパターンの最小寸法で表示した。ここでいう実効感度とは、０．１３μｍのラインアンドスペースパターンが１：１となる露光量で表示している。
プロファイルＴ／Ｂ：０．１３μｍのライン断面の上辺の長さ（Ｔと示す）と底辺（Ｂと示す）の長さの比で表示した。１に近いほどプロファイルが良好であることを表す。
Resolution: Displayed with the minimum dimension of the line and space pattern separated by the exposure amount of effective sensitivity. Here, the effective sensitivity is indicated by an exposure amount at which a 0.13 μm line and space pattern is 1: 1.
Profile T / B: Displayed as a ratio of the length of the top side (shown as T) and the length of the base side (shown as B) of the 0.13 μm line section. The closer to 1, the better the profile.
〔表１〕
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例Ｎｏ． 樹脂 酸発生剤 クエンチャー 溶剤 ＰＢ／ＰＥＢ
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
実施例１ A1／10部 B1／0.25部 Q1／0.0325部 Y1 130℃／130℃
実施例２ A1／10部 B2／0.26部 Q1／0.0325部 Y1 130℃／130℃
───────────────────────────────────────
比較例１ A1／10部 C1／0.26部 Q1／0.0325部 Y1 130℃／130℃
比較例２ A1／10部 C2／0.25部 Q1／0.0325部 Y1 130℃／130℃
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
[Table 1]
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Example No. Resin Acid generator Quencher Solvent PB / PEB
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Example 1 A1 / 10 part B1 / 0.25 part Q1 / 0.0325 part Y1 130 ° C / 130 ° C
Example 2 A1 / 10 part B2 / 0.26 part Q1 / 0.0325 part Y1 130 ° C / 130 ° C
───────────────────────────────────────
Comparative Example 1 A1 / 10 part C1 / 0.26 part Q1 / 0.0325 part Y1 130 ° C / 130 ° C
Comparative Example 2 A1 / 10 part C2 / 0.25 part Q1 / 0.0325 part Y1 130 ° C / 130 ° C
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
〔表２〕
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
例Ｎｏ． 解像度 プロファイル
(μｍ) Ｔ／Ｂ
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
実施例１ ０．１２ １．００
実施例２ ０．１２ １．０４
────────────────────
比較例１ ０．１３ ０．８６
比較例２ ０．１３ ０．７１
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
[Table 2]
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Example No. Resolution profile
(μm) T / B
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Example 1 0.12 1.00
Example 2 0.12 1.04
────────────────────
Comparative Example 1 0.13 0.86
Comparative Example 2 0.13 0.71
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
従来は、０．１３μｍであっても優れた解像度であったが（比較例１及び２）、実施例１及び２によれば、０．１２μｍと、さらに解像度が向上した。また、得られたレジストは上辺と底辺がほぼ等しいという優れたパターン形状を示す結果であった。 Conventionally, the resolution was excellent even at 0.13 μm (Comparative Examples 1 and 2), but according to Examples 1 and 2, the resolution was further improved to 0.12 μm. Further, the obtained resist had a result showing an excellent pattern shape in which the top side and the bottom side were almost equal.
参考例１〜３
樹脂として次式で示されるものを１０重量部用いて次の組成のレジスト組成物を作製した。
前記樹脂を１０重量部、クエンチャーとしてＱ１を０．０４重量部、溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが１１０重量部と２−ヘプタノンが３５．０重量部とγ−ブチロラクトンが３．５重量部混合された溶剤を用い、さらに酸発生剤としてＢ１を、参考例１では０．２５重量部、参考例２では０．３５重量部、参考例３では０．５０重量部用い、これら３通りの各成分それぞれを混合して溶解し、さらに孔径０．２μｍのフッ素樹脂製フィルターで濾過して、３つのレジスト液を調製した。
３つのレジスト液各々について、直径１００ｍｍのシリコンウェハー上に前記レジスト液を用いて、乾燥後の膜厚が０．１５μｍとなるようにスピンコートにより膜を形成した。膜形成後は、ダイレクトホットプレート上にて、１００℃で６０秒間プリベークした。
Reference Examples 1-3
A resist composition having the following composition was prepared using 10 parts by weight of the resin represented by the following formula.
10 parts by weight of the resin, 0.04 parts by weight of Q1 as a quencher, 110 parts by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate, 35.0 parts by weight of 2-heptanone, and 3.5 parts by weight of γ-butyrolactone as a solvent Using the mixed solvent, B1 as an acid generator, 0.25 parts by weight in Reference Example 1, 0.35 parts by weight in Reference Example 2, and 0.50 parts by weight in Reference Example 3 were used. Each component was mixed and dissolved, and further filtered through a fluororesin filter having a pore size of 0.2 μm to prepare three resist solutions.
For each of the three resist solutions, a film was formed on a silicon wafer having a diameter of 100 mm by spin coating so that the film thickness after drying was 0.15 μm. After film formation, prebaking was performed at 100 ° C. for 60 seconds on a direct hot plate.
こうしてレジスト膜を形成したシリコンウェハーに、超純水を２０ｍＬ盛り、下記に示す時間（レジスト膜が超純水に浸漬された浸漬時間）毎に水（超純水）をサンプリングした。サンプリングされた水を、ＬＣ−ＭＳ法（液体クロマトグラム−マススペクトル法）により定量分析し、酸発生剤由来のアニオンとカチオンの溶出量を測定し、溶出量の浸漬時間依存性を調べた。その結果、溶出量が極めて少ないことがわかった。
〔表３〕
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
浸漬時間（秒） カチオン溶出量（モル／ｃｍ2）
参考例１ 参考例２ 参考例３
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
７ ５．２７×１０-13 ７．７８×１０-13 １．３９×１０-12
１２ ８．３４×１０-13 ９．６２×１０-13 １．４９×１０-12
３０ ９．１９×１０-13 １．３２×１０-12 １．８５×１０-12
６０ ２．１２×１０-12 ２．５１×１０-12 ４．２７×１０-12
１２０ ３．１０×１０-12 ４．３１×１０-12 ６．４４×１０-12
１８０ ３．６２×１０-12 ５．６８×１０-12 ７．８１×１０-12
３００ ４．４０×１０-12 ６．８３×１０-12 ９．４６×１０-12
６００ ５．２３×１０-12 ８．００×１０-12 １．１７×１０-11
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
浸漬時間（秒） アニオン溶出量（モル／ｃｍ2）
参考例１ 参考例２ 参考例３
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
７ ７．４９×１０-13 １．２１×１０-12 １．５２×１０-12
１２ １．０５×１０-12 １．２４×１０-12 １．５４×１０-12
３０ １．２７×１０-12 １．６４×１０-12
６０ １．７１×１０-12 ２．５４×１０-12 ３．０５×１０-12
１２０ ２．５７×１０-12 ３．９１×１０-12 ４．４４×１０-12
１８０ ２．９０×１０-12 ４．０７×１０-12 ４．６０×１０-12
３００ ３．２３×１０-12 ５．０２×１０-12 ５．４０×１０-12
６００ ３．６４×１０-12 ５．２２×１０-12 ６．０３×１０-12
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
また、溶出量の浸漬時間依存性を両対数グラフにプロットすると、ほぼ直線となることがわかったので、溶出量の常用対数を浸漬時間の常用対数に対して直線回帰計算を行い、浸漬時間１秒あたりの溶出量を算出した結果、カチオンについては、参考例１では１．９５×１０-13モル／（ｃｍ2・秒）、参考例２では２．３２×１０-13モル／（ｃｍ2・秒）、参考例３では４．１５×１０-13モル／（ｃｍ2・秒）、アニオンについては、参考例１では３．９１×１０-13モル／（ｃｍ2・秒）、参考例２では５．２３×１０-13モル／（ｃｍ2・秒）、参考例３では５．５２×１０-13モル／（ｃｍ2・秒）となった。
20 mL of ultrapure water was added to the silicon wafer thus formed with the resist film, and water (ultra pure water) was sampled every time shown below (immersion time in which the resist film was immersed in ultrapure water). The sampled water was quantitatively analyzed by the LC-MS method (liquid chromatogram-mass spectrum method), the elution amounts of the anion and cation derived from the acid generator were measured, and the immersion time dependency of the elution amount was examined. As a result, it was found that the elution amount was extremely small.
[Table 3]
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Immersion time (seconds) Cation elution amount (mol / cm 2 )
Reference Example 1 Reference Example 2 Reference Example 3
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
7 5.27 × 10 −13 7.78 × 10 −13 1.39 × 10 −12
12 8.34 × 10 −13 9.62 × 10 −13 1.49 × 10 −12
30 9.19 × 10 −13 1.32 × 10 −12 1.85 × 10 −12
60 2.12 × 10 −12 2.51 × 10 −12 4.27 × 10 −12
120 3.10 × 10 −12 4.31 × 10 −12 6.44 × 10 −12
180 3.62 × 10 −12 5.68 × 10 −12 7.81 × 10 −12
300 4.40 × 10 −12 6.83 × 10 −12 9.46 × 10 −12
600 5.23 × 10 −12 8.00 × 10 −12 1.17 × 10 −11
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Immersion time (seconds) Anion elution (mol / cm 2 )
Reference Example 1 Reference Example 2 Reference Example 3
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
7 7.49 × 10 −13 1.21 × 10 −12 1.52 × 10 −12
12 1.05 × 10 −12 1.24 × 10 −12 1.54 × 10 −12
30 1.27 × 10 −12 1.64 × 10 −12
60 1.71 × 10 −12 2.54 × 10 −12 3.05 × 10 −12
120 2.57 × 10 −12 3.91 × 10 −12 4.44 × 10 −12
180 2.90 × 10 −12 4.07 × 10 −12 4.60 × 10 −12
300 3.23 × 10 −12 5.02 × 10 −12 5.40 × 10 −12
600 3.64 × 10 −12 5.22 × 10 −12 6.03 × 10 −12
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
In addition, when the immersion time dependence of the elution amount is plotted on a logarithmic graph, it was found that the elution amount is almost a straight line. As a result of calculating the elution amount per second, the cation was 1.95 × 10 −13 mol / (cm 2 · sec) in Reference Example 1 and 2.32 × 10 −13 mol / (cm 2 ) in Reference Example 2. Second), 4.15 × 10 −13 mol / (cm 2 · sec) in Reference Example 3, and 3.91 × 10 −13 mol / (cm 2 · sec) in Reference Example 1 for the anion, Reference Example 2 was 5.23 × 10 −13 mol / (cm 2 · sec), and Reference Example 3 was 5.52 × 10 −13 mol / (cm 2 · sec).
本発明の塩は、優れた解像度及びパターン形状を与える化学増幅型ポジ型レジスト組成物用の酸発生剤として好適に用いられ、中でも、ＡｒＦやＫｒＦなどのエキシマレーザーリソグラフィならびにＡｒＦ液浸露光リソグラフィに好適な化学増幅型ポジ型レジスト組成物用の酸発生剤として用いることができる。 The salt of the present invention is suitably used as an acid generator for a chemically amplified positive resist composition that gives excellent resolution and pattern shape, and is particularly suitable for excimer laser lithography such as ArF and KrF and ArF immersion exposure lithography. It can be used as an acid generator for a suitable chemically amplified positive resist composition.
Claims (10)
） A salt represented by formula (IVa) or formula (IVb).
)
式（ＩＸ）
で示されるカルボン酸とをエステル化反応させることを特徴とする式（Ｖ）または式（ＶＩ）
で示される塩の製造方法。 An alcohol represented by formula (VII) or formula (VIII);
Formula (IX)
An esterification reaction with a carboxylic acid represented by formula (V) or (VI)
The manufacturing method of the salt shown by these.
式（Ｘ）
で示されるカルボン酸とをエステル化反応した後、加水分解させることを特徴とする式（Ｖ）または式（ＶＩ）で示される塩の製造方法。
Formula (X)
A method for producing a salt represented by the formula (V) or the formula (VI), wherein the esterification reaction is performed with the carboxylic acid represented by the formula (V), followed by hydrolysis.
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